2019高考物理题分类汇编10电学实验解析版

2019高考物理题分类汇编10电学实验解析版【2019年全国Ⅰ】某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。

(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线。

(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是______。(填正确答案标号)

A.18mA

B.21mA

C.25mA

D.28mA

(3)产生上述问题的原因可能是______。(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω

B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200Ω

C.R值计算错误，接入的电阻偏小

D.R值计算错误，接入的电阻偏大

(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=______。【答案】C

AC

99【解析】解：(1)微安表与分流电阻并联可以改装成电流表，根据图(a)所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

(2)微安表量程为250μA，由图(c)所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为160μA，

电流表示数为16.0mA，电流表示数为微安表示数的16.0×10-3A160×10-6A=100倍，

改装后电流表量程为：250×10-6×100=25×10-3A=25mA，故C正确；

故选：C；

(3)CD、由(2)可知，改装后电流表量程偏大，则流过分流电阻的电流偏大，由并联电路特点可知，分流电阻阻值偏小，

如果R值计算错误，接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大，故C正确，D错误；

AB、把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R=IgRgI-Ig，

如果微安内阻Rg测量值错误，微安表内阻实际阻值大于1200Ω，即内阻Rg测量值偏小，

并联电阻阻值：R=IgRgI-Ig偏小，会导致改装后电流表量程偏大，故A正确，B错误；

故选：AC；

(4)把微安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R=IgRgI-Ig，

由(2)可知，流过分流电阻电流为流过微安表电流的99倍，则并联电阻：R=Rg99，Rg=99R，

把微安表改装成20mA的电流表，并联电阻阻值：R并=IgRgI-Ig=250×10-6Rg20×10-3-250×10-6=Rg79=99R79=kR，

则：k=9979；

故答案为：(1)实物电路图如图所示；(2)C；(3)AC；(4)9979。

(1)根据电路图连接实物电路图。

(2)根据微安表量程与图(c)所示表盘确定其分度值，根据指针位置读出其示数，然后根据电流表改装原理求出改装后电流表的量程。

(3)把微安表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，根据题意与改装原理分析实验误差。

(4)根据电流表的改装原理与题意求出并联电阻阻值。

本题考查了电流表的改装问题，把微安表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值，掌握基础知识是解题的前提与关键，根据题意应用基础知识即可解题。

2.【2019年全国Ⅱ】某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100Ω)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出【答案】5.00

变小

增大

B

2.8【解析】解：(1)电压表V1测定值电阻R0两端电压，其示数为：U1=IR0=50.0×10-6×100=5.00×10-3V=5.00mV；

由图(b)所示图线可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻变小，由于二极管电阻减小，二极管分压减小，由串联电路特点可知，定值电阻分压变大，

电压表V1示数增大，为保持电压表示数不变，应减小定值电阻分压增大滑动变阻器分压，滑动变阻器接入电路的阻值应增大，滑动变阻器滑片应向B端移动；

(2)由图(b)所示图线可知，该硅二极管的测温灵敏度为：|△U△t|=0.44-0.3080-30=2.8×10-3V/℃；

故答案为：(1)5.00，变小，增大，B；(2)2.8。

(1)已知定值电阻阻值与电路电流，应用欧姆定律可以求出电压表的示数；

分析图示图线可知当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻如何变化；

根据二极管电阻变化应用闭合电路欧姆定律分析答题。

(2)根据图示图线求出二极管的测温灵敏度。

本题考查了实验数据处理，根据题意分析清楚图(a)所示电路结构与图(b)所示图线是解题的前提与关键，应用欧姆定律、串联电路特点根据题意即可解题。

3.【2019年全国Ⅲ】某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)，电阻箱(0～99999.9Ω)，干电池(E=1.5V,r=1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干。

(1)欧姆表设计

将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为______Ω；滑动变阻器选______(填“R1”或“R2”)。

(2)刻度欧姆表表盘

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图【答案】900

R1

45

5

0

【解析】解：(1)将电源、电流表、定值电阻以及滑动变阻器串接即可组成欧姆表，故实物图如图所示；

根据闭合电路欧姆定律有：

50μA=ERA+R+R0+R1+r

解得：R1=900Ω；故滑动变阻器选择R1；

(2)由(1)中解答可知，欧姆表的内阻即中值电阻R中=98.5+1.5+14000+900=15000Ω；

根据闭合电路欧姆定律有：

25μA=ER 中+Ra

解得：Ra=45kΩ；

同理可知：

75μA=ER中+Rb 

解得：Rb=5kΩ4.(2019年北京)电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图象都相同。

(1)请在图1中画出上述u-q图象。类比直线运动中由v-t图象求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。

(2)在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q-t曲线如图3中①②所示。

a.①②两条曲线不同是______(选填E或R)的改变造成的；

b.电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径。

(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程，填写下表(选填“增大”、“减小”或“不变”)。“恒流源”(2)中电源电源两端电压____________通过电源的电流____________【答案】R

增大

不变

不变

减小【解析】解：(1)根据电容的定义Q=UC可知，U=qC，故电压U与电量为正比例关系，故图象如图所示；

根据图象的性质可知，图象与q轴所围成的面积表示电能，故有：EP=12 qU=12CU2；

(2)a、由图可知，充电时电流不同，而最大电量相等，故说明图象不同的原因是电阻R的改变造成的；

b、由图象可知，当R越小时充时间越短；R越大时，电荷量随电间变化趋向增匀，故需要快速充电时，R越小越好；而需要均匀充电时，R越大越好；

(3)由于电容充电后两板间的电势差增大，因此需要恒流源的电压增大才能保证电量随时间均匀增加；而(2)中电源电动势不变，而内阻忽略不变，故两端电压不变；所以使用恒流源时，电流不变，而使用(2)中电源时电流减小。

故答案为：(1)如图所示；12CU2；(2)a、R；b、快速充电时，R越小越好；而需要均匀充电时，R越大越好；(3)增大；不变；不变；减小。5.【2019年天津卷】现测定长金属丝的电阻率。

①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm。

②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。

电源E(电动势10V，内阻约为10Ω)

电流表A1(量程0～250mA，内阻R1=5Ω)

电流表A2(量程0～300mA，内阻约为5Ω)

滑动变阻器R(最大阻值10Ω，额定电流2A)

开关S及导线若干

③某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2【答案】0.200

I1R【解析】解：①由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+20.0×0.01mm=0.200mm；

②由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1测电压，另一个电流表A2测电流，

由题意可知，待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：

③由图示电路图可知，待测金属丝电阻：RX=UXIX=I1R1I2-I1，

由图示电路图可知，电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值等于真实值；6.【2019年江苏卷】如图所示的电路中，电阻R=2Ω.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为()A.1Ω

B.2Ω

C.3Ω

D.4Ω

【答案】A【解析】解：断开S后，电压表的读数为3V，即电源的电动势为3V，

闭合S后，电压表的读数为2V，使用电阻的电压为2V，

电路的电流为：I=UR=22A=1A，

电源的内阻为：r=E-UI=3-217.【2019年江苏卷】某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：

(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______(选填“A““B”或“C“)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。

(2)选择电阻丝的______(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。

(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。

(4)为测量Rx，利用图2甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1-I1关系图象如图3所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得U0.501.021.542.052.55I20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2-I2图象。

(5)由此，可求得电阻丝的Rx【答案】C

不同

23.5【解析】解：(1)为保护螺旋测微器，将电阻丝