高考物理复习特训考点十电路电能第82练高考真题含解析

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1．[2021·全国乙卷，23]一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω).图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω，S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空：
(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选________ Ω(填“5.0”或“15.0”)；
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
(3)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示 eq \f(1,U) ，得 eq \f(1,U) ＝________；
(4)利用测量数据，做 eq \f(1,U) ­ R图线，如图(b)所示；
(5)通过图(b)可得E＝__________ V(保留2位小数)，r＝__________ Ω(保留1位小数)；
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为 eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(E′－E,E))) ×100%＝________%.
2．[2021·全国甲卷，23]某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡(额定电压2.5 V，额定电流0.3 A)、电压表(量程300 mV，内阻300 Ω)、电流表(量程300 mA，内阻0.27 Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0～20 Ω)、电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、电源E(电动势6 V，内阻不计)、开关S、导线若干．完成下列填空：
(1)有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0～300 mA的U ­ I曲线，R0应选取阻值为________ Ω的定值电阻；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________(填“a”或“b”)端；
(3)在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图(b)所示．当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为________ Ω(保留1位有效数字)；
(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为________ Ω.然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
(5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻________(填“增大”“减小”或“不变”)；
(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率P1＝________ W(保留2位有效数字)；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为P2，则 eq \f(P2,P1) ＝________ (保留至整数).
3．[2021·浙江6月，18]小李在实验室测量一电阻Rx的阻值．
(1)因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接．正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置．单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝________ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I2＝0.33 A．由此可知应采用电流表________(填“内”或“外”)接法．
(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：
①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；
②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示．则待测电阻Rx＝________ Ω.此方法________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是________________________________________________________________．
4．[2021·山东卷，14]热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律．可供选择的器材有：
待测热敏电阻RT，(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)；
电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)；电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)；滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)；开关两个，温控装置一套，导线若干．
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
①按图示连接电路；
②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值．
回答下列问题：
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用____________(填“R1”或“R2”).
(2)请用笔画线代替导线，将实物图(不含温控装置)连接成完整电路．
(3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为________ Ω(结果保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值．
(4)多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图像．由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐________(填“增大”或“减小”).
第82练 高考真题
1．答案：（1）15.0 （3） eq \f(R0＋RV,ER0RV) R＋ eq \f(rR0＋rRV＋R0RV,ER0RV) （5）1.53（1.50～1.56均可） 0.6（0.4～0.8均可） （6）5
解析：（1）为了保护电压表，在闭合开关前，需满足 eq \f(Um,R0) > eq \f(E,R0＋R＋r) ，可得R>8 Ω，所以选15.0 Ω.（3）根据闭合电路的欧姆定律得 eq \f(E,R＋r＋\f(R0RV,R0＋RV)) ＝ eq \f(U,\f(R0RV,R0＋RV)) ，整理得 eq \f(1,U) ＝ eq \f(R0＋RV,ER0RV) R＋ eq \f(rR0＋rRV＋R0RV,ER0RV) .（5）从图中可知图线过点（9.5 Ω，1.00 V－1）和（24 Ω，1.50 V－1），即 eq \f(R0＋RV,ER0RV) ＝ eq \f(400,7 600E) V－1/Ω＝ eq \f(1.50－1.00,24－9.5) V－1/Ω，解得E＝1.53 V，r＝0.6 Ω.（6）若电压表是理想电表，则 eq \f(1,U) ＝ eq \f(1,ER0) R＋ eq \f(r＋R0,ER0) ，同理可得 eq \f(1,20.0E′) V－1/Ω＝0.034 V－1/Ω，解得E′＝1.47 V，误差为| eq \f(E′－E,E) |×100%≈5%.
2．答案：（1）10 （2）a （3）0.7 （4）2 700 （5）增大 （6）7.4×10－2 10
解析：（1）当滑动变阻器的滑片处于b端时，小灯泡所在测量电路分得的电压等于电源电动势6 V，电流表满偏时，测量电路的阻值为R＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(6 V,300 mA) ＝20 Ω，而小灯泡本身具有一定的电阻，所以作为保护电阻，R0一定小于20 Ω，故R0选择阻值为10 Ω的定值电阻；（2）开关闭合前，应使测量电路分得的电压最小，故滑片应处于a端；（3）由图（b）可知，流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡两端电压约为7 mV，由欧姆定律可知小灯泡的电阻为RL＝ eq \f(U1,I1) ＝0.7 Ω；（4）电压表满量程时小灯泡两端的电压为3 V，而电压表两端电压为300 mV＝0.3 V，所以R2两端电压为2.7 V，由串联分压规律有 eq \f(U2,UV) ＝ eq \f(R2,RV) ，解得R2＝2 700 Ω；（5）由图（b）和表中数据可知，随着小灯泡电流的增大， eq \f(U,I) 的值不断增大，故灯丝电阻不断增大；（6）小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，此时小灯泡的电功率P1＝160 mA×46 mV×10＝7.4×10－2 W；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为P2＝300 mA×250 mV×10＝0.75 W，则 eq \f(P2,P1) ≈10.
3．答案：（1）0.34 外 （2）①见解析 ②5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其它合理解释）
解析：（1）由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A
电压表的百分比变化为η1＝ eq \f(1.75－1.65,1.75) ×100%＝5.7%
电流表的百分比变化为η2＝ eq \f(0.34－0.33,0.33) ×100%＝3.0%
因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，采用外接法
（2）①电路图如图
②两次实验中电路电流相同，因此可有I＝ eq \f(E,RA＋r＋Rx) ＝ eq \f(E,RA＋r＋R0)
可得Rx＝R0，读数可得Rx＝5 Ω
电阻箱的最小分度和待测阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为5.4 Ω，则实验只能测得其为Rx＝5 Ω，误差较大．
4．答案：（1）R1 （2）见解析 （3）3 500 大于 （4）减小
解析：（1）用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选R1.
（2）电路连接图如图所示
（3）微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即RT＋RμA＝6 000 Ω
可得RT＝3 500 Ω
当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大．
（4）由于是ln RT ­ eq \f(1,T) 图像，当温度T升高时， eq \f(1,T) 减小，从图中可以看出ln RT减小，从而RT减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小．U/mV
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
I/mA
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0