2018高考物理3+7（真题与全真模拟）专题10+理综第23题

★【新课标Ⅰ】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。
（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。（结果均保留2位小数）
【答案】（1）
（2）增大 增大 （3）0.39 1.17
（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=225 mA，P1=UI=0.39 W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。
【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线
【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻——外接法，电压从0开始测量——分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。
★【新课标Ⅱ】某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 Ω）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为 Ω（填“20”或“2 000”）。
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 Ω（结果保留到个位）。
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。
【答案】（1）连线见解析 （2）①20 ②左 ③相等 ④2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程
【解析】（1）实物连线如图：
（2）①滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器；
④设滑片P两侧电阻分别为R21和R22，因B与D所在位置的电势相等，可知；；同理当Rz和微安表对调后，仍有：；联立两式解得：。
（3）为了提高测量精度，调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。
【考点定位】电阻的测量
【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。
★【新课标Ⅲ】图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。
（1）图（a）中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。（结果均保留3位有效数字）
【答案】（1）黑 （2）B （3）160 880 （4）1.47 mA（或1.48 mA） 1 100 Ω 2.95V
【解析】（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
（2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
（3）B端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以；B端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以。
【考点定位】多用电表的使用、电表的改装
【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。
1、【河北省衡水中学2018届高三十五模理科综合】实际的二极管正向电阻并不为零，反向电阻也不是无穷大，一兴趣小组同学对某型号二极管，作了如下研究：
（1）用多用电表的欧姆档粗测二极管的正向电阻。
①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率，多用电表的表盘如图所示，则电阻为____________Ω；
②多用电表的红表笔应与二极管的_________极相连（选填“正”或“负”）
（2）用电压表和电流表描绘该二极管加正向0~1.5V电压时的伏安特性曲线，可供选择的器材如下：
电压表（量程1.5V，内阻约2000Ω）
电压表（量程6V，内阻约4000Ω）
电流表A1（量程0.6A，内阻约10Ω）
电流表A2（量程40mA，内阻约0.1Ω）
滑动变阻器R1（总电阻约为10Ω）
滑动变阻器R2（总电阻约为100Ω）
电源E（电动势2V，内阻不计）
电键S，导线若干
①为调节方便，并有尽可能高的精度，请选择合适的器材，电压表___________、电流表__________、滑动变阻器_____________；（填写所选器材的符号）；
②在虚线方框中画出实验电路原理图；_______
③该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图所示，现将阻值为50Ω的定值电阻与该二极管串联，并与一电动势为2V，内阻不计的电源组成闭合电路，二极管上的电压为正向电压，则回路中的电流强度为________mA。
【答案】 130； 负； V1， A2， R1 电路图如图所示，此问只考察电流表的内接与滑动变阻器的分压接法，都对得2分，错一处即不得分；器材选取不做要求； 15mA
【解析】(1)表盘上的读数为13，再乘以倍率，所以电阻为130；
根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，要测二极管的正向电阻时，应将红表笔与二极管的负极相连；
本实验要描绘出二极管的I－U图线，因此滑动变阻器应采用分压式，所以应选阻值较小的R1；二极管电阻Rx>，故采用电流表内接法。
电路图如下：
将50Ω的定值电阻与电源等效为一个电动势为2V，内阻为50Ω新电源。在灯泡的I－U图上作出新电源的I－U图线，
交点纵坐标即为电路中的电流，此时电流为15mA。
2、【湖南省（长郡中学、株洲市第二中学）、江西省（九江一中）等十四校2018届高三第二次联考】某学习小组的同学设计了如图所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及某电源的电动势E和内阻r。
待测电源（电动势为E，内阻为r）
待测电阻R0，
电流表A（量程为0.6A，内阻不计），
电阻箱R（0～99.9Ω），
单刀单掷开关S1和S2，导线若干．
(1)先测电阻R0的阻值，请将学习小组同学的操作补充完整：先闭合S1和S2，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，然后______________________________，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻R0的表达式为R0=__________．
(2)学习小组同学通过上述操作，测得电阻R0=9.5Ω，继续测电源的电动势E和内阻r，该小组同学的做法是：闭合S1，断开S2，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，如下表数据：
①请用第1组和第5组数据求出该电源的电动势E=________V，r=________Ω．
②若只考虑系统误差，采用此测量电路所测的电动势与实际值相比_________，测得的内阻与实际值相比____________．（填“偏大”“偏小”或“相同”）
【答案】 断开S2，调节电阻箱的阻值 6 2.5 相同 偏大
（2）①由闭合回路欧姆定律可得， ，代入数据解得E=6V，r=2.5Ω；
②由于没考虑电流表内阻的影响，使内阻测量值偏大；
3、【云南省师范大学附属中学2018届高三第八次月考】为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面,不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点，待B稳定后,A由静止释放，最终滑到Q点。分别测量PO、OQ的长度h和s。
(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当______ (填“增大”或“减小” )重物B的质量。
(2)滑块A在PO段和OQ段运动的加速度的比值为 ______。
(3)实验测得A、B的质量分别为m、M,可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_____(用m、M、h、s表示)。
(4)以下能减小实验误差的是_______ (填序号)。
A.改变h,测量多组h和s的值，算出结界求平均值
B.增加细线的长度
C.减小细线与滑轮的摩擦
【答案】 减小； ； ； AC;
(2)设滑块滑到O点速度为v，由得滑块A在PO段的加速度大小为，OQ段运动的加速度的大小为，滑块A在PO段和OQ段运动的加速度的比值为；
(3)由能量守恒定律可得： ， ，联立解得 ；
(4)以下能减小实验误差的是改变h，测量多组h和s的值，算出结界求平均值；减小细线与滑轮的摩擦；与细线的长度无关；故选AC。
4、【湖北省八校（鄂南高中、华师一附中、黄冈中学、黄石二中、荆州中学、孝感高中、襄阳四中、襄阳五中）2018届高三第二次联考】某同学准备自己动手制作一个欧姆表，可以选择的器材如下：
①电池E (电动势和内阻均未知)
②表头G (刻度清晰，但刻度值不清晰，量程未知，内阻未知)
③电压表V(量程为1.5V,内阻RV=10000Ω)
④滑动变阻器R1 (0~10Ω)
⑤电阻箱R2 (0~1000Ω )
⑥开关一个，理想导线若干
(1)为测量表头G的量程，该问学设计了如图甲所示电路。图中电源即电池E.闭合开关，调节滑动变阻器R1滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，表头恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V；将电阻箱阻值调到115Ω,微调滑动变阻器R滑片位置，使电压表V示数仍为1.5V，发现此时表头G的指针指在如图乙所示位置，由以上数据可得表头G的内阻Rg=_______Ω，表头G的量程Ig=______mA.
(2)该同学接着用上述器材测量该电池E的电动势和内阻，测量电路如图丙所示，电阻箱R的阻值始终调节为1000Ω；图丁为测出多组数据后得到的图线(U为电压表V的示数。I为表头G的示数),则根据电路图及图线可以得到被测电池的电动势E=_______V,内阻r=________Ω.(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学用所提供器材中的电池E、表头G及滑动变阻器制作成了一个欧姆表，利用以上(1)、(2)问所测定的数据，可知表头正中央刻度为________Ω.
【答案】 10 30 3.0 20 100
【解析】（1）当变阻箱的电阻为40Ω时，
将电阻箱阻值调到115Ω，结合图中表的读数可知
解得： ；
点睛：解本题的关键一是根据图示表盘确定电流表的分度值,然后根据指针位置读出其示数;二是根据电路图应用闭合电路的欧姆定律求出电源电动势和内阻。
5、【东北三省三校（哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2018届高三第一次模拟】某实验小组利用所提供的如下器材测量某一定长电阻丝Rx(电阻约为10Ω)的电阻率。使用刻度尺测得电阻丝长度L=0.825m，使用螺旋测微器测量电阻丝的直径，可供选择的器材还有：
电池组E(电动势为9.0V，内阻约1Ω)
电流表A1 (量程0~100mA，内阻为5Ω)
电流表A2 (量程0~0.6A，内阻约0.3Ω)
定值电阻R1=55Ω
滑动变阻器R(0~5Ω)
开关一个、导线若干.
(1)螺旋测微器示数如图所示，可知电阻丝直径为_______mm
(2)若想更加精确地测出电阻丝电阻，请设计出测量电路图_____，并标明所用器材符号.要求使用提供的全部器材，能够测量多组数据，测量尽量准确.
(3)按照所设计出的测量电路，在某次测量中获得的数据如下图，则电流表A1的示数为_______mA，电流表A2的示数为________A.
(4)由以上所测的数据可算得金属丝的电阻率为_________
A. 9.90×10-4Ω.m B. 9.90×10-3Ω.m C. 9.90×10-6Ω.m D. 9.90×10-7Ω.m
【答案】 1.001 65 0.44 C
（3）电流表A1的示数为65mA，电流表A2的示数为0.44A.
（4）由电路图 且，带入数据解得：ρ=9.90×10-6Ω.m，故选C.
6、【河南省郑州市2018届高三第二次质量预测】LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω，其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有
A．电流表A1（量程为60mA，内阻RA1，约为1Ω，读数记为I1）
B．电流表A2（量程为3mA，内阻RA2＝20Ω，读数记为I2）
C．电压表V（量程0～15V，内阻RV＝lkΩ，读数记为U）
D．定值电阻R1＝980Ω
E．定值电阻R2＝1980Ω
F．滑动变阻器R（0～20Ω）
G．蓄电池E（电动势为24V，内阻很小）
H．开关S，导线若干
（1）部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为____，电表2为____，定值电阻为____（填写器材前的字母编号）
（2）将电路图补充完整．
（3）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝________（用巳知量和测量量表示），调节滑动变阻器滑片的位置．当表达式中的____（填字母）达到______，记下另一电表的读数代入表达式，其结果即为LED灯正常工作时的电阻．
【答案】 C B E 　 I2 2.5mA
【解析】（1）要精确测定额定电压为5V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压，改装电压表的内阻： ，A2的内阻约为20Ω，则定值电阻应选E；LED灯正常工作时的电流约为，电流表A1的量程较大，电流表不能精确测量电流；电压表内阻已知，对应满偏电流为： ，故用电压表测量电流更为准确；因此电表1应选用电压表C。由以上分析可知，电表1为C，电表2为B，定值电阻为E。
（2）因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图所示：
（3）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I2（R+RA2），通过灯泡的电流，所以LED灯正常工作时的电阻： ，改装后的电压表内阻为RV=1980+20Ω=2000Ω，则当I2=2.5mA时，LED灯两端的电压为5V，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。
7、【四川省成都七中2018届高三二诊（3月）模拟考试】某实验探究小组为了较精确地测量一待测电阻Rx的阻值，利用多用电表粗测出它的阻值，然后再改用伏安法测量。以下是备用器材：
A.多用电表
B.电压表VI，量程6V，内阻约8kΩ
C．电压表V2，量程15V，内阻约10kΩ
D.电流表A1，量程10 mA，内阻约6Ω
E．电流表A2，量程0.6A，内阻约0.5Ω
F．电源：电动势E=6 V
G.滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，最大电流为2A
H.滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.1A
I．导线、开关若干
(l)如图甲所示为多用电表表盘，若用×100Ω挡测量电阻，则读数为__________Ω。
(2)上述器材中应选出适当元器件________（填器材前面的字母代号）。
(3)请在图乙所示的虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图___________。
(4)探究小组的同学合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后发现移动滑动变阻器时，电压表示数有变化，电流表示数为零，故障可能是_________，为了检测故障具体原因，可以先使用多用电表_____挡检查，在断电后用多用电表_______挡检测。
【答案】 900 ABDFGI 待测电阻或者电流表以及连接线发生断路 电压 欧姆
（3）由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据滑动变阻器应选择分压接法，由于待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，电路图如图所示：
（4）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表内有示数，说明电路存在断路，电压表示数发生变化，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电流表和待测电阻所在支路断路；不断电时可以先使用多用电表的电压挡检测电路故障，断电后可以用多用电表的欧姆挡检测电路故障．
点睛：欧姆表指针示数与挡位乘积是欧姆表示数；实验器材的选择是常考问题，一定要掌握实验器材的选择原则；可以应用电压表、欧姆表或电流表检查电路故障，要掌握其检查方法．
【题号】23 【题型】实验题 【分值】（新课标Ⅰ）10分，（新课标Ⅱ、Ⅲ）9分