2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题9 电学实验 7页

电学实验 ‎1．(2012全国新课标).（10分）‎ 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场.现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向.所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关.此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线.‎ ‎（1）在图中画线连接成实验电路图.‎ ‎（2）完成下列主要实验步骤中的填空 ‎①按图接线.‎ ‎②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1.‎ ‎③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________.‎ ‎④用米尺测量_______________.‎ ‎（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________.‎ ‎（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里.‎ 答案：‎ ‎③重新处于平衡状态, 电流表的示数I, 此时细沙的质量m2‎ ‎④D的底边长L （3） ‎（4）‎ 解析：根据实验目的和电磁天平的原理，将电源、开关、电阻箱、电流表及U形金属框串联起来，连接成电路图.设金属框质量为M，托盘质量为m0，第一次操作中未接通电源时由平衡条件：Mg＝(m0＋m1)g，第二次接通电源后，加入适量细沙m2使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，并测量出金属框底部的长度l，若金属框受到的安培力竖直向下，由平衡条件：，两式联立解得：；若金属框受到的安培力竖直向上，则，综上B=，若m2＞m1，则由左手定则 可知磁感应强度方向垂直纸面向外，反之，磁感应强度方向垂直纸面向里. ‎2.（2012广东卷）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻.‎ ‎①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm.‎ ‎②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：‎ ‎（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；‎ ‎（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；‎ ‎③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω.‎ 答案： （1）①5.01 5.315 ②（a）大 （b）大 ③1280‎ 解析：(1)①游标卡尺的精度为0.1 mm,所以L=(50+1×0.1)mm=5.01 cm,螺旋测微器的读数为 d=(5+31.6×0.01) mm=5.316 mm.‎ ‎②为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻. ‎3.（2012北京高考卷）．（18分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为___________mm（该值接近多次测量的平均值）‎ ‎（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、‎ 电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎1.70‎ ‎2.30‎ I/A ‎0.020‎ ‎0.060‎ ‎0.160‎ ‎0.220‎ ‎0.340‎ ‎0.460‎ ‎0.520‎ ‎ ‎ ‎ 由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)．‎ V A R S Rx R S 图2‎ 乙 甲 V A Rx ‎（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．‎0 ‎ I/A ‎ 图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ 请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．‎ P Rx 图3‎ （3） 这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)．‎ （4） 根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)‎ A．1×10-2Ωm B．1×10-3Ωm C．1×10-6Ωm D．1×10-8Ωm ‎（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)．‎ A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案：‎ ‎（1）（0.395-0.399均可） （2）甲 （3）如答图3‎ ‎0 ‎ I/A ‎ 答图4‎ U/V ‎ ‎0.5 ‎ ‎1.5 ‎ ‎2.5 ‎ ‎2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.10 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.30 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.50 ‎ ‎0.60 ‎ P Rx 答图3‎ ‎ （4）如答图4 （4.3-4.7均可） （5）C （6）CD 解析：（1）固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.7，所测长度为0+39.7×0.01=0.397mm.(0.395～0.399).‎ ‎（2）由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.‎ 则有，比较Rx为小电阻应该采用外接法测量误差小.‎ 由（3）知是用伏安特性曲线来测量电阻的，就要求电压电流从接近0开始调节，所以应该采用分压接法（甲）.‎ ‎（3）注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接分压接法（甲）那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0.先连外接法（线1）再连分压法（线2和3），此时滑片P必须置于变阻器的左端.‎ ‎（4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后作出U-I图线.其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有Ω(4.3～4.7).‎ ‎（5）根据电阻定律有Ω·m，估算出的金属丝电阻率是C.‎ ‎（6）用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案C D.‎ ‎5.（2012山东卷）（2）在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；‎ 电压表：（量程，内阻约）；‎ 电流表：（量程，内阻约）；‎ ‎（量程，内阻约）；‎ 电源：（电动势3V，内阻不计）‎ ‎ （电动势12V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：（最大阻值约）‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线.‎ 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm.‎ 若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 （均填器材代号），在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图.‎ 答案：（2）1.773【1.771-1.775均正确】‎ ‎ A1；E1；电路图如右.‎ 解析：①1．773【1．771～1．775均正确】‎ ②电压表量程3V，所以电源应选E1，通过待测金属丝的最大电流约为A，所以电流表应选A1.电路图如右.‎ ‎6.（2012四川卷） (2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：‎ ‎ 小灯泡L，规格“4.0V．0.7A”；‎ ‎ 电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω;‎ ‎ 电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω;‎ ‎ 电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ；‎ ‎ 标准电阻R1，阻值1Ω；‎ ‎ 标准电阻R2，阻值3 kΩ;‎ ‎ 滑动变阻器R，阻值范围O~ 10Ω,；‎ ‎ 学生电源E，电动势6V，内阻不计；‎ ‎ 开关S及导线若干.‎ ‎ ①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为____Ω.‎ ‎ ②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是____V.‎ ‎ ③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.‎ 答案：(2)①5（3分）； ②4（3分）；‎ ‎③‎ 解析：①电压表示数2.3V，.②V.③准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要将电流电压调节达到小灯泡的额定值.测量准确3A电流表不能使用，3V电压表和0.6A电流表量程不够必须改装；将电压表和串联，刚好满足4 V量程（小灯泡额定）；电流的与并联即可将电流量程扩至0.72 A（额定为0.7 A）.两表改装完毕之后，再考虑内、外接的问题.由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定电压，也就不适于将改装后的安培表内接了，否则电压表会超量程的.这里最好采用外接法，即答图1.‎