【新高考】海南2011-2020年高考物理试题分类汇编 专题10 电路 电学实验（解析卷）

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海南2011-2020年高考物理试题分类汇编解析
第10专题 电路 电学实验
一、十年真题解析
1.（2020年第4题）一车载加热器（额定电压为24V）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则（ ）
A. Pab>Pbc B. Pab=Pac
C Pac=Pbc D. Pab【答案】D
【解析】接ab时，则电路的总电阻为
接ac时，则电路的总电阻为
接bc时，则电路的总电阻为
由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据
可知Pab=Pbc 故选D。
2. （2020年第15题）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表V1（量程3V，内阻r1=3.0kΩ），电压表V2（量程5V，内阻r2=5.0kΩ），滑动变阻器R（额定电流1.5A，最大阻值100Ω），待测定值电阻Rx，电源E（电动势6.0V，内阻不计），单刀开关S，导线若干：
回答下列问题：
（I）实验中滑动变阻器应采用________接法（填“限流”或“分压”）；
（2）将虚线框中的电路原理图补充完整_____________；
（3）根据下表中的实验数据（U1、U2分别为电压表V1﹑V2的示数），在图（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制U2-U1图像__________；
测量次数 1 2 3 4 5
U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82
（4）由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=________Ω（结果保留三位有效数字）；
（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry（阻值约为700Ω）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图______。
【答案】 (1). 分压 (2). 见答图1 (3). 见答图2 (4). (5). 见答图3
【解析】（1）由于各电压表的电阻值比较大，为让待测电阻分得较大电压，所以要选择分压接法；
（2）完整的电路图，如答图1所示
（3）根据下表中的实验数据，绘制的U2-U1图像，如答图2所示
（4）根据实验电路图，则有 ， 变形得
则U2-U1图线的斜率为
根据U2-U1图像可得斜率
则有
代入，解得
（5）因待测电阻Ry（阻值约为700Ω）的阻值较小，若仍与电压表V1串联，则所分得的电压过小，不利于测量，故待测电阻Ry与其中一个电压表并联，由于电源电动势只有6V，为让待测电阻分得较大电压，故待测电阻Ry应与电压表V2并联，再与电压表V1串联，故改进后的电路图，如答图3所示
3.（2019年第11题）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为），滑动变阻器，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关和，导线若干。
（1）根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用_____________；
（2）将图（b）中的实物按设计的原理图连线__________；
（3）若实验提供的滑动变阻器有两种规格
①，额定电流2A②，额定电流0.5A
实验中应该取________。（填“①”或“②”）
【答案】 (1). （1）； (2). （2）； (3). （3）②.
4.（2018年海南物理卷第10题）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻rA. R2消耗的功率变小
B. R3消耗的功率变大
C.电源输出的功率变大
D.电源内阻消耗的功率变大
【解析】滑片由c向a滑动，R左减小，电流增大，功率变大，R右增大，电流减小，功率变小，A、B错误。电源输出功率如下图
并联电阻从最大逐渐减小并且最后大于电源内阻，所以电源输出功率变大，C正确；
随并联电阻的减小，电路总电阻减小，电流增大，电源内阻消耗的功率增大，D正确。
【答案】CD
5．（2017年第12题）某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为：待测电阻R（阻值约为5 Ω），电源（电动势3 V），滑动变阻器（阻值范围0~10 Ω），电流表（量程0.6 A，3 A），电压表（量程3 V，15 V），开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。回答下列问题：
（1）按照实验要求在图（a）中画出实物连线图。
（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近0。写出产生这种现象的一个原因：____ __________。
（3）在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示。由图可知，电压表读数为______V，电流表读数为____A。由此可得待测电阻的阻值为____Ω（结果保留3位有效数字）。
【答案】待测电阻R断路 2.20 0.48 4.58
6.（2016年第12题）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
（1）已知表头G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1=_______Ω，R2=_______Ω，R3=_______Ω。
（2）用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
（3）校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近_______（填“M”或“N”）端。
（4）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值_______（填“大于”或“小于”）900 Ω。
【答案】（1）100 910 2 000 （2）50 （3）M （4）大于
【解析】（4）若由表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明电流偏小，则实际电阻偏大，即表头G内阻的真实值大于900 Ω。
【考点】把电流表改装成电压表
【点睛】本题考查了求电阻阻值、实验器材的选择、电路故障分析，知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
7.（2015年第12题）某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化．实验中使用的器材为：电池E（内阻很小）、开关S1和S2、电容器C（约100μF）、电阻R1（约200kΩ）、电阻R2（1kΩ）、电压表V（量程6V）、秒表、导线若干．
（1）按图（a）所示的电路原理图将图（b）中实物图连线．
（2）先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时，若某时刻电压表的示数如图（c）所示，电压表的读数为　3.60　V（保留2位小数）．
（3）该同学每隔10s记录一次电压表的读数U，记录的数据如表所示，在图（d）给出的坐标纸上绘出U﹣t图线．已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是　40　s．
时间t/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
电压U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18
（4）电路中C、R2和S2构成的回路的作用是　使实验前电容器两个极板上的电荷相中和　．
【考点】研究平行板电容器
实验题．
【解析】（1）根据电路的结构，从电源的正极出发，依次将电路连接即可；
（2）根据电压表读数的方法，即可正确读出电压；
（3）使用描点法画出各点的位置，然后用平滑的曲线连接，落在曲线外 的点为误差比较大的点；
（4）电路中C、R2和S2构成的回路会使电容器放电．
解：（1）根据电路的结构，从电源的正极出发，依次将各仪器连接如图；
（2）根据电压表的特点可知，电压表的量程为6V，分度值为0.1V，所以读数为3.60V；
（3）使用描点法画出各点的位置，然后用平滑的曲线连接如图，由图中的数据可知，电压表的读数的变化逐渐变慢，在40s时刻的电压值的点明显偏离了该曲线，电压值偏小．所以可知是40s时刻的数据错误；
（4）先闭合开关S2，再断开开关S2后才接通电路，由电路的结构可知，闭合开关S2后电容器C与导线以及R2、S2构成一个RC回路，该回路能使电容器上的原有的电荷释放干净，才能不影响实验的结果．
【答案】（1）如图；（2）3.60；（3）如图，40s；（4）使实验前电容器两个极板上的电荷相中和
【点评】该实验测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化，属于课本以外的实验，都是依据的实验的原理以及实验的方法都是我们常用的原理和方法，通过这样的实验，可以考查我们的知识迁移能力，进一步培养实验的能力．
8．（2014年第12题）用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：
电压表V1（量程5V）；电压表V2（量程10V）；
电流表A1（量程50mA）；电压表A2（量程100mA）；
滑动变阻器R（最大电阻300Ω）；
定值电阻R1（阻值为200Ω，额定功率为1/8W）；定值电阻R2（阻值为220Ω，额定功率为1W）；
开关S；导线若干。
测量数据如坐标纸上U-I图线所示。
（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。
（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是 .
（3）由U-I图线求得待测电池的内阻为 Ω。
（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是 .
12. (10分)
【解析】(1)电路原理图如图(a)所示。(5分，给出图(b)也给分。原理正确2分，仪器，选择正确3分)
(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/8W, R2的功率满足实验要求(1分)
(3) 51.0 (2分。在49.0-53.0范围内的均给分)
(4)忽略了电压表的分流(此答案对应于图(a)) 或:忽略了电流表的分压(此答案对应于图(b))(2分，其他合理答案也给分)
9．（2013年第12题）某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：
（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；
（2）表笔a的颜色为 色（填“红”或“黑”）
（3）将开关S置于“1”挡时，量程为 mA；
（4）定值电阻的阻值R2= Ω，R3= Ω。（结果取3位有效数字）
（5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为 mA。
【答案】(1)如图；
(2)黑；
(3)10；
(4)225，25.0；
(5)0.780(0.78同样给分)
【解析】（1）实物连线图见答案；
（2）红表笔接电源的正极，电流由红表笔流入，由电路图（a）可看出表头右侧为正极，故表笔a为黑表笔；
（3）将开关S置于“1”挡时，表头跟串联后再跟并联，将开关S置于“2”挡时，表头跟串联后再跟并联，故前者的量程较大，故开关S置于“1”挡时，量程为10mA.
（4）由（3）问的分析，结合欧姆定律可知开关S置于“1”挡时，有，开关S置于“2”挡时，，代入已知数据可得Ω，Ω。
（5）S置于“2”挡时，量程为1mA，表头示数为156μA ，故所测量电流的值为mA =0.780mA.
10．（2012年第13题）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，V可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。
（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压读数为U2。由此可求出Rx= 。
（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R=100Ω。此电路可测量的Rx的最大值为
Ω。
【答案】
11．（2011年第2题）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则
A.V的读数变大，A的读数变小
B.V的读数变大，A的读数变大
C.V的读数变小，A的读数变小
D.V的读数变小，A的读数变大
【解析】外电路总电阻变大，干路电流变小，路端电压（即的读数）变大。R2与电流表串联电路电压变大，所以的读数变大。所以选B。
【答案】B
12．（2011年第13题）图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig=600,内阻为Rg．是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。
（1）图1中分流电阻Rp的阻值应为_______。(用Ig、Rg和I表示)
（2）在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图所示，由此读出流过电流表的电流为_______mA。此时流过分流电阻R,P的电流为_______mA（保留一位小数）
【解析】（1）并联电路电阻与电流成反比，，所以，读入数据得。
（2）电流表的电流为49.5 mA，流过分流电阻R跑的电流为=，读入数据得=49.0 mA．
【答案】，49.5 mA ，49.0 mA。
二、全国高考最新真题
13.（2020年全国I卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：
（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。
【答案】 (1). 、 (2). I (3). (4).
【解析】
【详解】(1)[1]若将电压表接在、之间，
则
根据一次函数关系可知对应斜率为。
若将电压表接在、之间，电流表分压为
根据欧姆定律变形可知
解得
根据一次函数可知对应斜率为，对比图像的斜率可知
所以II图线是采用电压表跨接在、之间。
（2）[2]因为待测电阻为几十欧姆电阻，通过图像斜率大致估算待测电阻为左右，根据
说明电流表的分压较小，电流表的分流较大，所以电压表应跨接在、之间，所以选择图线I得到的结果较为准确。
[3]根据图像可知
[4]考虑电流表内阻，则修正后的电阻为
14.（2020年全国III卷）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和亳安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此时室温为_____℃（保留3位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中_________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_________kΩ（保留2位有效数字）。
【答案】 (1). (2). 1.8 (3). 25.5 (4). R1 (5). 1.2
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图
(2)[2]由部分电路欧姆定律得
(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度为25.5℃。
(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以R1为热敏电阻。
[5]由图线可知，温度为50℃时，R1 =0.8kΩ，由欧姆定律可得
，
代入数据解得
15．（2020年山东卷）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）；
电压表V （量程3 V，内阻约3 kΩ）；
电流表A （量程0.6 A，内阻约1 Ω）；
滑动变阻器R （最大阻值为20 Ω）；
定值电阻R1 （阻值2 Ω）；
定值电阻R2 （阻值5 Ω）；
开关一个，导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。（单选，填正确答案标号）
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流 表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52
请根据实验数据，回答以下问题：
①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像________。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ （填“R1”或“R2”）。
③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路____________。
【答案】 (1). B (2). (3). R1 (4).
【解析】
【详解】(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选B。
(2)①根据数据做出U-I图像如图；
②由图像可知
电源内阻小于1Ω，则定值电阻大于1.63Ω，可知定值电阻R1；
③定值电阻与电源串联，电路如图；

16.（2020年天津卷）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表 （量程，内阻约为）
电流表 （量程，内阻约为）
滑动变阻器 （，额定电流）
待测电池组 （电动势约为，内阻约为）
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). 5 (2). a (3). 2.9 (4). 0.80
【解析】
【详解】①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；
②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；
③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为
又因为在开关和电池负极之间接有的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为
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