2010年高考物理实验题集锦：电学实验

家有学子 2012-07-26

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2010年高考物理实验题集锦：电学实验

统计表

实验	题目	题数总16题
实验一：测定金属的电阻率	全国新课标卷23题，福建19（3）题，山东23（2）题，四川22（2）题	4题
实验二：描绘小电珠的伏安特性曲线	重庆22（2）题，浙江21.II题，安徽21.II题	3题
实验三：测定电源的电动势和内阻	上海29题，江苏10题，广东34（2）题	3题
实验四：练习使用多用电表	四川22（1）题	1题
实验五：传感器	全国2卷23题	1题
实验六：测电流表电压表内阻并扩大量程	全国1卷23题，北京21题，天津9（3）题	3题
实验七：描绘电场线	上海26题	1题

（全国卷1）23．（16分）一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。

所用器材有：量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA；标准电阻，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3. 0V，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。

回答下列问题：

（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。

（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。

（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏；若此时电流表的读数为，则的量程= 。

（4）若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，的示数 = ；由读出的数据计算得= 。（保留3位有效数字）

（5）写出一条提高测量准确度的建议：。

【答案】⑴连线如图

⑵阻值最大

⑶

⑷6.05mA

【解析】⑴连线如图

⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端

⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有得

⑷待测表未满偏有，将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有

但图中A1的示数3.0mA量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA

⑸略

（全国卷2）23.(13分）如图，一热敏电阻RT 放在控温容器M内：

A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关。已知RT 在95℃时阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下RT 的阻值。

（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图

（2）完成下列实验步骤中的填空

① 依照实验原理电路图连线

② 调节控温容器M内的温度，使得RT 温度为95℃

③ 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全

④ 闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0 ，并记录。

⑤ 将RT 的温度降为T1 （20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数 ,记录。

⑥ 温度为T1 时热敏电阻的电阻值RT1 = 。

⑦ 逐步降低T1 的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥

答案：

（1）电路图如图：

（2）d、电阻箱的读数 e、仍为电阻箱的读数为 f、

解析：（1）由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表，所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95℃和20℃的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95℃，则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150Ω加电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20℃，则电流表示数不变时，电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550Ω加电阻箱的初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻。

（2）实验步骤为：

a、依照实验原理电路图连线

b、调节控温电容M内的温度，使得的温度为95℃

c、将电阻箱调到适当的初值，保证仪器安全

d、闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数，并记录电阻箱的初值

e、将的温度降低为，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为，记录电阻箱的读数为

f、温度为时，热敏电阻的电阻值

g、将的温度逐渐降低直到为止，在每一温度下重复步骤e- f

（新课标卷）23.(11分)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大.的测量结果如表l所示.

回答下列问题

(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.

(2)为了检验与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作-t关系图线

(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为___.此时等效电阻的阻值为___：热敏电阻所处环境的温度约为____.

答案：（1）如图所示（2）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃

解析：（1）根据电路图连接实物。

（2）根据数据描出点，作出直线。

（3），，，对照图找出相应的温度为64.0℃。

（上海物理）26.在用DIS描绘电场等势线的实验中

（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_____产生____；用____探测等势点。

（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（）

（A）在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸

（B）导电纸有导电物质的一面应该向上

（C）连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘

（D）连接电极a、b的电源电压为交流4~6V

【解析】

（1）点电荷，电场，DIS

(2)B

A 应依次放白纸、复写纸、导电纸

B 应电极a、b必须与导电物质保持导电。

C应连接电极a、b的电源电压为为直流4-6V

（上海物理）29.（6分）某同学利用DIS，定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.

（1）由图线a可知电池a的电动势=______V，内阻=____。

（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率_______（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）。

解析：（1）根据，得，图象a，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以电动势，内阻r=E·k=0.5Ω。

（2）从图象可知：截距，斜率，电动势，内阻，＜，＜，电池的输出功率，则，，用Excel作出输出功率随电阻R变化的图象，如下图，

图中，蓝线表示电池a的输出功率，红线表示电池b的输出功率，从图象可以看出，小于；电池的效率，容易得大于。

本题考查用伏阻法（电压表和电阻箱）测电源的电动势和内阻，图象法，以及电源的输出功率及效率。

难度：难。

（天津卷）9.（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：

电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；

电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；

定值电阻R1，阻值30Ω；

定值电阻R2，阻值为3KΩ；

滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；

电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；

开关S一个，导线若干。

①有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是

②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：

③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。

答案：①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流；②测量电压表V1内阻的实验电路如图所示；③，表示的电压，表示和串联的总电压。

（江苏卷）10、（8分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。

w w w.ks5 u .c om

（1）试验时，应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是____.（选填1或2）

（3）根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E= ▲ ，内阻r= ▲ （用k、b和R0表示）

答案：（1）最大值；（2）2；（3）

解析：（1）为了安全。（2）若R=300Ω，电流约，若R=60Ω，电流约，后者电流读数大，误差小，所以填2。

(3) 电流，，得，图象的斜率，截距，所以电动势，内阻－R0

本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量。难度：较难。

（福建卷）19.

（3）（6分）如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如下

为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量阻值的电路。

解析：

（3）本小题属于难题，要准确答题就需要对实验原理（伏安法、变阻器接法）、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000Ω，滑动变阻器最大电阻为100Ω，要使电表读数发生变化，滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为，显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻，伏安法应使用内接法。

（广东卷）34.（2）某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（=5）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a).

①在图14（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。

②请完成下列主要实验步骤；

A.检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图14（c）所示，读得电阻值是____________；

B.将开关闭合，开关断开，电压表的示数是1.49V；

C.将开关 _______,电压表的示数是1.16V；断开开关。

③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______（计算结果保留二位有效数字）。

④由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_________(填“大”或“小”)。

答案：

(2)①略；②20Ω；闭合；③0.69Ω④小

解析：①如下图

②闭合后电阻箱才工作；

③S1闭合、S2断开时：RV很大，认为： Ⅰ

S1、S2都闭合时： Ⅱ

由Ⅰ、Ⅱ得。

④误差分析

忽略电压表对电路的影响时求得的电动势为测量值，根据①式，,两式 ⅰ

考虑电压表对电路的影响时求得的电动势为真实值，设电压表的电阻为RV，则①式变为：+，显然，即测得的电动势比实际值偏小。

【扩展】求测得的内阻比实际值偏大还是偏小？

根据①②两式求得的是内阻的测量值，即-

考虑电压表对电路的影响时①②两式变为

+ ③

④

根据③④两式解得的内阻为真实值，得

这里要注意：由于 ,所以是负值，所以式中的分母比式中的分母小，所以，即测得的内阻比实际值也是是偏小。

（山东卷）23.（2）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是　　　　　（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。

②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至　　　　档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2．5mA”），再将　　　　（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是　　　　、　　　　、　　　　。

答案：(2)①待测金属丝；②直流电压10V，红，0，E，E。

（北京卷）21．（18分）（１）甲同学要把一个量程为200的直流电流计G，改装成量度范围是0～4Ｖ的直流电压表。

①她按图１所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻Ｒ0约为１。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源Ｅ应选用______________，电阻器Ｒ1应选用______________，电阻器Ｒ2应选用______________（选填器材前的字母）

Ａ．电源（电动势1.5Ｖ）　　　　　　　　　Ｂ．电源（电动势6Ｖ）

Ｃ．电阻箱（0～999.9）　　　　　　　Ｄ．滑动变阻器（0～500）

Ｅ．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1）

Ｆ．电位器（0～51）

②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将Ｒ２的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是______________，______________，______________，______________，最后记录Ｒ1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）

Ａ．闭合Ｓ１

Ｂ．闭合Ｓ２

Ｃ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

Ｄ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

Ｅ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

Ｆ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

③如果所得的Ｒ１的阻值为300.0，则图１中被测电流计G的内阻ｒ的测量值为______________，该测量值__________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

④给电流计G__________联（选填“串”或“并”）一个阻值为__________的电阻，就可以将该电流计G改装为量程４Ｖ的电压表。

（2）乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表，但他不仅借到一块标准电压表、一个电池组Ｅ、一个滑动变阻器和几个待用的阻值准确的定值电阻。

①该同学从上述具体条件出发，先将带改装的表G直接与电压表校准。请你画完图２方框中的校准电路图。

②实验中，当定值电阻Ｒ选用17.0时，调整滑动变阻器的阻值，电压表的示数是4.0Ｖ时，表G的指针恰好指到满量程的五分之二；当Ｒ选用7.0时，调整的阻值，电压表的示数是2.0Ｖ时，表G的指针又指到满量程的五分之二。

由此可以判定，表G的内阻ｒｇ是_______，满偏电流是_______ｍＡ。若要将表G改装为量程是15Ｖ的电压表，应配备一个_______的电阻。

答案：（1）①B C F②B C A E③300 略小于④串 19.7

（2）①如图所示；②3.0 0.50 27.0

【解析】⑴①半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻，根据电路的电压为电动势，电路的最大电流为表头的满偏电流，则最小电阻为KΩ或KΩ，考虑到保护R0=1 KΩ，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 KΩ或6.5KΩ，电路图中R2是滑动变阻器，不能选择D和E只能选择F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为6V的B，而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R1是用来测量表头内阻的电阻箱只能选C。

②实验步骤为：第一步闭合S2(（B），第二步调节R2的阻值，使电流计满偏（C），第三步闭合S1(（A），第四步调节R1的阻值，使电流计半偏（E），第五步读出R1的示数为待测表头的内阻。

③R1的示数为待测表头的内阻是300.0KΩ。闭合S1后，电路的总电阻减小，当表头半偏时，赶路电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流，所以电阻箱的阻值略小于表头内阻。

④给表头串联一个电阻可以改装成电压表，改装电压表的内阻为=20KΩ，则串联电阻大小为20KΩ-300Ω=19.7KΩ。

（2）本实验时对改装电压表进行校准的，将改装电压表和标准电压表并联后要求电压从0到满偏变化，所以滑动变阻器采用分压接法。表头的刻度均匀。当表针恰好指到满量程的五分之二时，流过改装电压表的电流是0.4Ig，根据欧姆定律分别有

4=0.4 Ig（rg +17×103）和2=0.4 Ig（rg +7×103）

解得表头内阻为3.0 KΩ，满偏电流为：0.50mA

量程是15V的改装电压表的内阻为=30KΩ，所以改装时串联的定值电阻是30KΩ-3.0 KΩ=27.0 KΩ。

有同学不理解，待测电流表G（表头）的满偏电流仅为，为什么要用大电动势的电池和大阻值的滑动变阻器呢？这要从半偏法测电流表的内阻的误差分析谈起。

因为第二步中认为电阻箱R1分流一半，也就是认为第二步与第一步中干路电流相等。怎么会相等呢？明明是总电阻发生了变化（并联了电阻箱R’），这就要求并联了电阻箱R’后对总电阻的影响可以忽略不计。怎样才能忽略不计？要求，在RA已确定的条件下，只能使滑动变阻器的阻值尽可能大，而要使滑动变阻器的阻值尽可能大，因为RA的满偏电流是确定的，所以就要使电池的电动势尽可能大。

如果还不十分清楚的话，我们不妨代入数据计算一下。

如果使用电源B(电动势6V)及F（电位器51k），设表头的内阻为300，则在第一步中，根据，算得；第二步中，根据计算得：，当表头半偏时，则，因为，所以，这就是RA的测量值，与真实值RA=800相比，相对误差为；

如果使用E1、R2（用R1不可以，下面的计算可知），表头的内阻为800，则在第一步中，根据，算得；第二步中，根据计算得：，当表头半偏时，则，因为，所以，这就是RA的测量值，与真实值RA=800相比，相对误差为。

很显然，后者比前者误差大得多。所以选E3、R2。

（重庆卷）22.（2）在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有：灯泡1，量程恰当的电流表示 A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，

①实验中滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）

②某同学已连接如题22图2所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下

A．__________________________________________

B．_______________________________________________

③电路连接正确后，分别测得两只灯泡和的伏安特性曲线，如题22图3中Ⅰ和Ⅱ所示。然后将灯泡、与电池组（电动势和内阻均恒定）连成题22图4所示电路。多次测量后得到通过和的电流平均值分别为0.30A和0.60A。

A.在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。

B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，内阻为_________。（取2位有效数字）

答案：⑵①分压 ②A.电键不应闭合，应处于断开状态 B.滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端 ③ 4.6V 2.7Ω

解析：

⑵①探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法。

②在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误。连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中是b端，以保护电源和电表。

③描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），则内阻为Ω，电动势为， V，然后作出准确图像如图。

（浙江卷）21.Ⅱ. (10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示：

电流I/mA	2．7	5.4	12.4	19.5	27.8	36.4	47.1	56.1	69.6	81.7	93.2
电压U/V	0.04	0.08	0.21	0.54	1.30	2.20	3.52	4.77	6.90	9.12	11.46

（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；

（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示：请指出图丝的特征，并解释形成的原因。

答案：Ⅱ.（1）

（2）电阻随电流增大；

存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同；

第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。

（四川卷）22.（12分）（1）①用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接F点，阻值秀小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中。

②在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。

电压表V1 量程3V 内阻约为900

电压表V2 量程10V 内阻约为3K

电压表A 量程60mA 内阻约为5

电源E1 电动势1.5V 内阻约为0.2

电源E2 电动势4.5V 内阻约为0.4

滑动变阻器（最大阻值为10）。粗细均匀的同种电阻丝，开关、导线和刻度尺

其主要实验步骤如下：

A.选取图中器材，按示意图连接电路

B.用伏安法测定电阻丝的阻值R

C.用刻度尺测出电阻丝的长度L

D.依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、C

E.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系

L(m)	0.9956	0.8049	0.5981	0.4021	0.1958
R()	104.8	85.3	65.2	46.6	27.1

为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。

（I）

（II）

答案：（1）①B（4分）；②（I）电源改选E2（4分）；（II）判断电流表的内外接法，作出相应调整。（4分）

【解析】（1）①红表笔接F，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进，电流方向E到F，只有B正确。

②根据电动势大小电压表量程不能选择10V，电路图中选择V1当然正确。的电压表为减小测量误差要求指针偏转过半，故1.5V的电动势太小，电源E1应该改选E2。

由于为60多欧姆，第一组测量值为104.8Ω，为大电阻用内接伏安法，第五组测量值为27.1Ω，为小电阻用外接伏安法，这说明内外接法先用试触法判断调整后再测量。

（安徽卷）21．Ⅱ．（6分）太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。