专题08 电磁学实验（解析版）-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（北京专用）

专题08电磁学实验（解析版）1．（2024·北京海淀·统考三模）（1）某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式。A、B红表笔接A黑表笔接B红表笔接B黑表笔接A开始很小，然后变为很大B、C红表笔接B黑表笔接C红表笔接C黑表笔接B逐渐由大变小，最终稳定在某一值C、D红表笔接C黑表笔接D红表笔接D黑表笔接C恒定值

（2）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。

①由图2可知，甲同学绘制的是图线（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为V，内阻为。②丙同学打算以为纵坐标，以R作横坐标，请根据①中计算的结果将丙所作图线在图3中画出。【答案】见详解a1.51.0见详解【详解】（1）[1]接AB之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB之间为电容器；接BC之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC之间为电感线圈；接CD之间电阻为恒定值，可知CD之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图

（2）[2]由闭合回路欧姆定律可得甲图线对应的U、I关系式为乙图线对应的U、I关系式为可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。[3][4]关系式结合图线可得,解得[5]由闭合回路欧姆定律可得可知与R成线性关系，当R=15时当R=0时故作图如下

2．（2024·北京顺义·统考三模）某同学分别用图甲和乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。(1)利用图甲实验电路测电池的电动势E和内阻r，所测量的实际是下图中虚线框所示“等效电源”的电动势和内阻。若电流表内阻用表示，用E、r和表示；。(2)根据实验记录的数据得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是题图（选填“甲”或“乙”）。(3)选择误差较小的实验电路，根据（2）图中对应的数据，该电池的电动势V（结果保留3位有效数字），内阻（结果保留2位有效数字）。【答案】(1)(2)乙(3)1.500.75【详解】（1）[1]图甲电路，根据闭合电路的欧姆定律整理得图线纵截距表示电动势，则等效电源的电动势为[2]图线斜率的绝对值表示内阻，等效电源的内阻为（2）图甲电路，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；图乙电路，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源内阻与电压表内阻并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于图线斜率的绝对值表示内阻，直线I平缓一些，可知图中直线I对应电路是题图乙。（3）[1]图甲电路，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，当时，图甲电路，电动势的测量值等于真实值，即有[2]由于电源内阻较小，用图乙电路测量电源内阻误差小，根据图线的斜率绝对值为电源内电阻可得，电源内电阻为3．（2024·北京人大附中·校考三模）某同学把铜片和锌片相隔约插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。为了测量其电动势和内阻，他用到的实验器材有电阻箱（最大阻值为）、数字万用表电压挡（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验步骤如下∶①将该水果电池与其余实验器材按图甲所示电路连接；②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值和数字万用表的数值后立即断开开关；③每次将电阻箱的阻值增大，重复实验，计算出相应的和，数据记录如下表所示∶20000.2060.5004.85430000.2750.3333.63640000.3350.2502.98550000.3800.2002.63260000.4250.1672.353④根据表中数据，绘制出关系图线如图乙中的直线所示。请回答下列问题∶（1）步骤②中立即断开开关的原因是；（2）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为（用、和表示）；（3）根据实验数据绘制的图线可得该水果电池的电动势为，内阻为（结果均保留2位有效数字）；（4）若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的（选填“"、“b"、“c"、“d"）。【答案】见解析a【详解】（1）[1]步骤②中立即断开开关的原因是防止长时间通电，导致水果电池内阻和电动势发生变化。（2）[2]在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律有解得（3）[3][4]则可知图像b的截距图像斜率由图b可知所以（4）[5]若用普通的电压表代替万用电表进行实验，由于电压表内阻不是无穷大，会导致测量结果存在误差，由闭合回路欧姆定律有得可见图线斜率不变，但截距变化，所以得到图线可能是图乙中的a。4．（2024·北京首师大附中·校考三模）请根据下列实验的实验原理或实验方法回答问题。(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是A．有闭合铁芯的原副线圈B．无铁芯的原副线圈C．交流电源D．直流电源E.多用电表（交流电压档）F.多用电表（交流电流档）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表，根据测量数据可判断连接电源的线圈是（填或）/V1.802.803.804.90/V4.006.018.029.98(2)“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图所示：灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”、“拔出”条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说法正确的是_______A．实验时必须使磁铁加速“插入”或“拔出”B．该实验必须记录磁铁的磁极方向C．该实验不需要知道线圈的绕向D．该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系【答案】(1)ACE(2)BD【详解】（1）[1]为了完成变压器的探究，需要使用交流电源变压，交流电压的多用电表，为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈。故选ACE。[2]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。故答案为：nb。（2）A．该实验无需使磁铁加速“插入”或“拔出”，故A错误；B．该实验必须记录磁铁的磁极方向，才能得到磁场的变化与感应电流的方向关系，故B正确；C．该实验需要知道产生的感应磁场的方向，即需要知道线圈的绕向，故C错误；D．该实验要想知道产生感应电流的具体方向，需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系，故D正确。故选BD。5．（2024·北京首师大附中·校考三模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的（选填“甲”或“乙”）。（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为（填各实验步骤前的字母）。A．将选择开关置于“”位置B．将选择开关置于“”位置C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则（选填选项前的字母）。A．导线断路B．滑动变阻器断路C．导线断路D．滑动变阻器短路【答案】甲ADCBC【详解】（1）[1]因为待测电阻约为，而故为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图；（2）[2]测量过程中应该先选择合适挡位，根据题意选择“”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“”挡，故顺序为ADCB。（3）[3]闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，故选C。6．（2024·北京九中·校考三模）在利用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率(1)先用多用电表欧姆挡粗测了金属电阻丝的阻值，欧姆挡共有“1”“10”“100”“1k”四个挡。实验主要操作步骤有如下三步：①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择“10”倍率的欧姆挡；调节欧姆调零旋钮使指针指在（“左”“右”）侧0刻度线；②把红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接，表针指在如图中虚线①的位置。为了能获得更准确的测量数据，应将倍率调整到挡；③在一系列正确操作后表针指在如图中虚线②的位置，则该金属电阻丝阻值的测量值是Ω；(2)用20分度游标卡尺测量电阻丝的直径，测量结果如图所示为mm。(3)现有电源（电动势E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，有下列器材：A．电流表（量程，内阻约0.2Ω）B．电压表（量程，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器（，额定电流2A）

D．滑动变阻器（，额定电流1A）为减小误差，且电压调节范围尽量大，滑动变阻器应选。图中“a”“b”“c”三条连线，错误的是，导致的问题是。(4)关于上述实验，下列说法正确的是________。A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差B．用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差C．只考虑电表内阻引起的误差，测量电路应该采用电流表内接法D．因为电阻率受温度影响，实验时要控制实验时间，避免电阻丝温度升高过多【答案】(1)右8(2)0.50(3)Ca电阻测量值偏大(4)BD【详解】（1）[1]因为右侧0刻度线为欧姆挡的0刻度线，故调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线；[2]表针指在如图中虚线①的位置，指针偏转角度过大，应换较小的欧姆挡，为了能获得更准确的测量数据，应将倍率调整到挡；[3]表针指在如图中虚线②的位置，则该金属电阻丝阻值的测量值（2）电阻丝的直径（3）[1]为减小误差，且金属丝两端的电压调节范围尽量大，则滑动变阻器应采用分压式接法，且选阻值较小的。故选C。[2]金属电阻丝阻值约为，故应采用电流表外接法，图中“a”“b”“c”三条连线，错误的是a。[3]因图示接法为电流表内接法，电压测量值偏大，由可知，导致的问题是电阻测量值偏大。（4）A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差，故A错误；B．用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，故B正确；C．只考虑电表内阻引起的误差，测量电路应该采用电流表外接法，故C错误；D．因为电阻率受温度影响，实验时要控制实验时间，避免电阻丝温度升高过多，故D正确。故选BD。7．（2024·北京大兴精华学校·校考三模）实验室有一粗细均匀的电阻丝，(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，应换用挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝阻值约为Ω。(2)某同学设计如图2所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A（量程0~100mA）；电阻箱R（0~99.99Ω）；开关、导线若干。实验操作步骤如下：a．用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；b．根据所提供的实验器材，设计2如图所示的实验电路；c．调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；d．闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；e．改变P的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；f．重复多次，记录每一次的R和L数据。①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图3所示，读数为mm。②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图4所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式ρ＝。（用题中已知量的字母表示）③分析说明电流表的内阻对本实