专题19 电学实验2023年高考物理三模试题分项汇编（全国通用）（解析版）

专题19 电学实验1、（2023·浙江省温州市高三下学期第三次适应性考试） 在“电池的电动势和内阻的测量”实验中：（1）一节待测干电池的电动势约，内阻约，所用器材和部分电路连线如图1所示，导线F端应与滑动变阻器______（选填“A”或“B”）接线柱连接，导线C端应与______（选填“D”或“E”）端连接。开关闭合前，滑动变阻器滑触头应置于最______（选填“左”或“右”）端。（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组数据，并作出电源的图像，如图2所示。①图2中作出图像不当之处是______A．不应用直线去拟合各点 B．拟合直线的斜率太小 C．拟合直线的倾斜度太小②为了减少由于以上原因造成的实验误差，请写出至少一种改进方案______。（3）实验中，发现安培表坏了，实验小组找了一个电阻箱，用电阻箱和电压表代替安培表，重新设计了测量电路（如图3所示）。闭合开关，改变电阻箱阻值获得多组数据，作出图像，如图4所示，根据图像得到干电池的电动势是______V；内阻______。（结果均保留三位有效数字）【答案】 ①. B ②. E ③. 右 ④. C ⑤. 见解析 ⑥. 1.50 ⑦. 0.200【解析】（1）[1][2][3]测量干电池的电动势和内阻实验中，电流表应相对于电源外接，导线F端应与滑动变阻器B接线柱连接，导线C端应与E端连接，开关闭合前，滑动变阻器滑触头应置于最最大阻值处，即右端。（2）[4]由图2可知，拟合直线的倾斜度太小，故选C。[5]改进方案：电源边串联一个已知阻值的电阻或改变纵轴的起始值。（3）[6][7]根据闭合电路欧姆定律可得则变形可得由图像在纵轴上的截距的绝对值的倒数得电源内阻为r=0.200Ω由图像斜率可得电源电动势E=1.50V2、（2023·浙江省诸暨市高三下学期第三次适应性考试） 在“测量金属电阻率”的实验，将两根圆柱形电阻丝A和电阻丝B串联后连接到测量电路中，同时为减小实验误差，实验前已经精准测出了安培表内阻为。（1）实验电路图应选择下列哪个的连接方式？______（填“甲”或“乙”）（2）用螺旋测微器测得电阻丝A直径如图1所示，则金属丝A的直径为______。（3）某次测量时电压表的读数如图2所示，则电压为______V。（4）实验中改变接入电路中电阻丝的长度。测量对应的电压和电流的值，将测得数据描点如图3所示，则①写出电阻率的单位______；②电阻丝A的总长度为______；③电阻丝A的电阻率______（填“大于”、“小于”或“等于”）电阻丝B的电阻率。【答案】 ①. 乙 ②. 0.148 ③. 0.61 ④. ⑤. 22.0 ⑥. 大于【解析】（1）[1]安培表阻值已知，应采用安培表内接法，故应选乙。（2）[2]如图1所示，金属丝A的直径为0.148mm。（3）[3]如图2所示，电压表采用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为0.61V。（4）[4]电阻率的单位为Ω·m。[5]由图3描点作图如下图所示，折线交点处为电阻丝A的总长度，约22.0cm。[6]折线的斜率表示导体的电阻率，故电阻丝A的电阻率大于电阻丝B的电阻率。3、（2023·四川省绵阳市高三下学期三诊）当长方体形状的霍尔传感器通有电流（霍尔传感器中自由电荷是电子），并处在垂直其两平行面的匀强磁场中时，另两面间有电势差。某实验小组设计了如图所示原理图，探究两面间电势差U与匀强磁场磁感应强度B、通过电流I之间的关系。图中磁场方向竖直向下，磁感应强度大小B可由外部装置（图中未画出）调节。实验器材还有：电压表V（量程，内阻几十千欧），毫安表A（量程，内阻），电阻箱R，滑动变阻器，电源E，开关S，导线若干。完成探究，回答问题：（1）探究过程中，要求通过霍尔传感器的最大电流为，则电阻箱接入电路的阻值最大为________，将电阻箱阻值调到该值；（2）电压表的正极应与图中接线柱________（选填“a”或“b”）相连；（3）正确连接电路后，闭合开关S，调节磁感应强度B的大小到某一值，再调节滑动变阻器，让电流表示数始终为，记录每次调节的B值和对应的电压表示数U，如下表：通过霍尔传感器的电流是________。根据表格中的数据，第5次测量时，电压表示数为________V。（4）闭合开关S，磁感应强度B的大小调到某一值后保持不变，滑动变阻器滑片从右向左滑动，让电流表示数逐渐增大，记录每次调节的电流表示数I和对应的电压表示数U，如下表：根据表格中的数据，第6次测量时，电压表示数为________V。【答案】 ①. 2.5 ②. b ③. 6.00 ④. 2.86~2.88 ⑤. 2.75~2.78【解析】（1）[1]毫安表A与电阻箱R并联，则两端电压相等，由可得（2）[2]根据左手定则可知，电子向a侧偏转，所以b一侧是正，电压表的正极应与图中接线柱b相连；（3）[3]由可得[4]由可得带入其中一组数据，可得（4）[5]由通过霍尔元件的电流可得即带入其中一组数据可得4、（2023·四川省成都市树德中学高三下学期三诊）小梦同学自制了一个两挡位（“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻（最大阻值为），、、为定值电阻（），电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：（1）短接①②，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数变为，则______（填“大于”或“小于”）；（2）将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为______（填“”或“”）；（3）若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G满偏刻度处）时，调零电阻的滑片应该______调节（填“向上”或“向下”）；（4）在“”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在①②间接入待测电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则______。【答案】 ①. 大于 ②. ③. 向上 ④. 【解析】（1）[1]根据题意可知，所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻，电源电动势不变，根据可知；（2）[2]当开关拨向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即；（3）[3]从“”挡位换成“”挡位，即开关从拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计所在支路的电流，所以需要将的滑片向上调节；（4）[4]在“”挡位，令与串联部分的总电阻为，上半部分单独叫，电路图结构简化如图第一次，当①②短接，全电路的总电阻为通过干路的电流为电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知第二次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为电流表偏转了量程的，则结合第一次和第二次解得第三次，①②之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为电流表偏转了量程的，则结合第二次和第三次，解得5、（2023·四川省成都市石室中学高三下学期三诊）在2022北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，温度传感器的主要部件通常是热敏电阻，某科技小组网购了一个热敏电阻，设计了一个简易的“过热自动报警电路”。（1）科技小组采用甲图的电路图探究热敏电阻与温度间的关系。将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，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和，则此时热敏电阻的阻值为_________（保留一位小数）。这种方法测量的热敏电阻的阻值比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。通过多次实验描绘出热敏电阻的阻值与温度t的关系如图乙所示。（2）该科技小组设计的“过热自动报警电路”如图丙所示，电源的电动势，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。则图丙中警铃的接线柱C应与接线柱_________（填“A”或“B”）相连，指示灯的接线柱D应与接线柱_________（填“A”或“B”）相连；请计算说明，环境温度超过_________时，警铃响起报警；若电源有一定的内阻，则警铃报警时对应的温度将_________（填“升高”“降低”或“不变”）。【答案】 ①. ②. 偏小 ③. B ④. A ⑤. 9.4##9.5##9.6##9.7 ⑥. 升高【解析】（1）[1]由得热敏电阻的阻值为[2]由于测得的电流包含电压表的电流，故电流偏大，测得的电阻偏小。（2）[3][4]当环境温度超过某一值，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。[5]当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，由闭合电路的欧姆定律有得由图乙可得，此时的环境温度约为。[6]若电源有一定的内阻，由于总电阻不变，热敏电阻的电阻将减小，则警铃报警时对应的温度将升高。6、（2023·四川省成都市七中高三下学期三诊）小岩同学将废弃不用的玩具电源拆开，发现内部有一个变压器，她想在不拆变压器绕线的前提下测量其初级线圈的直流电阻，先用多用电表欧姆挡测得阻值约400Ω，然后再用伏安法精确测量其直流电阻。现有器材如下：电流表A1（量程20mA，内阻r1约3Ω，读数记为I1）；电流表A2（量程5mA，内阻r2=20Ω，读数记为I2）；电压表V（量程15V，内阻RV约为15KΩ，读数记为U）；定值电阻R1=580Ω；定值电阻R2=1180Ω；滑动变阻器R（0~1000Ω）；蓄电池E（电动势6V，内阻很小）、开关、导线若干。（1）小岩利用以上的部分器材设计了如图1所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地方：___________。（2）请利用提供器材在图2的方框中画出改进后的电路图，并标出各器材的代号_________。（3）测量初级线圈的电阻表达式为RL=___________（本结果均用题中所给的字母表示）。（4）关于实验操作下列说法正确是___________。A.如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最左端B.调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数C.实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1【答案】 ①. 电压表量程过大（电压表没有改装） ②. ③. ④. C【解析】【分析】（1）[1]此电路设计不妥当的地方是电压表的量程过大；（2）[2]因给定的电压表量程过大，则可以用已知内阻的电流表A2与定值电阻R2串联，这样相当于一个量程为的电压表，则电路如图（3）[3]根据电路的结构可得，测量初级线圈的电阻表达式为（4）[4]A.如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最右端，A错误；B.调整滑动变阻器电阻后，应该等电路稳定后读出电表读数，B错误；C.实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1，以防止在线圈中产生的自感电动势损坏电表，C正确。故选C。7、（2023·山东省齐鲁名校大联盟高三下学期三模）为了节能和环保，此公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx），其阻值随光照度的变化是非线性的．某同学研究光敏电阻随照度的变化规律，他采用伏安法测量不同照度的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大。经测量光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：（1）根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线________．（2）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点__________．（3）如图4所示，当1、2两端所加电压上升至时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图__________（不考虑控制开关对所设计电路的影响）。提供的器材如下：光敏电阻（阻值见上表）；直流电源E（电动势，内阻不计）；定值电阻：，，，（限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干．（4）若定值电阻选用电阻，照度降低至__________Lx时启动照明系统。【答案】 ①. ②. 特点：光敏电阻的阻值随照度的增大非线性减小 ③. ④. 0.26【解析】（1）[1]由电路图1，连接图2实物图，如图所示。（2）[2]由表中数据，在图3坐标纸上描点画图，如图所示。特点：由图像可知，光敏电阻的阻值随照度的增大而非线性减小。（3）[3]当1、2两端所加电压上升至时，控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降低至时启动照明系统。当照度为时，此时光敏电阻的阻值为20kΩ，由欧姆定律，则有电路中的电流为则有解得可知光敏电阻应串联一个阻值为的定值电阻，应选用R2，设计电路如图所示。（4）[4]若定值电阻选用电阻，由欧姆定律，可得电路中的电流为解得由图像可知，对应的照度是0.26Lx。因此则有，若定值电阻选用电阻，照度降低至0.26Lx时启动照明系统。8、（2023·江苏省淮安市高三下学期4月三统）某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表V（量程为3.0V，内阻很大），电阻箱R（0~99.99Ω），单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。设计的电路图如图所示，进行了如下操作： Ⅰ.将接到a，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置，记录下此时的电压表示数为2.00V，然后断开；Ⅱ.保持电阻箱示数不变，将切换到b，闭合，记录此时电压表的读数（如图乙所示），然后断开。请你解答下列问题：（1）图甲所示电阻箱的读数甲丙为_______Ω，图乙所示的电压表读数为_______V。由此可算出电流表内阻的阻值为。（2）在完成上述操作后，继续以下操作：将切换到，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为__________；由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r，其中________， _____（计算结果保留三位有效数字）。【答案】 ①. 20.00 ②. 2.50 ③. ④. 2.63 ⑤. 1.00【解析】（1）[1]电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，图中电阻箱的读数为[2]电压表的精度为0.1V，读数应估读一位，该电压表读数为；（2）[3]根据闭合电路欧姆定律有变形得[4][5]结合图像有，解得，9、（2023·河北省唐山市高三下学期三模）多用电表的简化电路图如图甲所示，请完成下列问题。（1）当选择开关S旋到位置6时，电表用来测量_________；当S旋到位置_________时，多用电表测电流时量程较大。（2）某同学用多用表测量某电学元件的电阻，把选择开关旋到“”位置，测量发现多用表指针偏转很小，因此需将选择开关旋到_________（填“”或“”）位置。（3）某实验小组探究“改变欧姆挡倍率的方式”，实验电路如图乙、丙所示，实验器材如下：A．干电池（电动势为，内阻不计）；B．电流计（量程，内阻）；C．可变电阻器；D．定值电阻；E．导线若干，红黑表笔各一只。①在乙图中，左侧表笔是_________（“红”，“黑”）表笔；②在丙图中，将与电流计并联，相当于欧姆表更换倍率。用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比_________。③如果在使用过程中电池电动势变，但仍可以欧姆调零。在这种情况下，测量值和真实值之比为_________。【答案】 ①. 电压 ②. 1 ③. ④. 黑 ⑤. 100∶1 ⑥. 15∶14【解析】（1）[1][2]由多用电表原理可知，选择开关S旋到位置6时，电表用来测量电压，当S旋到位置1时，多用电表测电流时量程较大。（2）[3]多用表测量某电学元件的电阻时，多用表指针偏转很小，说明电阻较大，则需将选择开关旋到。（3）①[4]由电流从黑表笔流出可知，在乙图中，左侧表笔是黑表笔。②[5]根据并联分流原理可知，将与电流计并联，当电流表满偏时，流过的电流为则电路中电流扩大为原来的100倍，由欧姆定律可知，电阻变成原来的，则用图乙和图丙分别测量两个电阻，两表指针位置相同，则两电阻的阻值大小之比③[6]根据题意，电动势没有改变之前，电动势为，欧姆表内阻为，由闭合回路欧姆定律有改变之后，电动势为，欧姆表内阻为，则有可得则有则 10、（2023·河北省石家庄市高三下学期质检三）恒压源（输出电压大小恒定）与定值电阻串联后作为一个整体可看作一个实际电源，现用如图甲所示的电路来测量恒压源的输出电压和串联电阻。闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，电压表测得多组电压U的数值。（1）根据测量数据，作出函数关系图线如图乙所示，图中直线纵截距为a，斜率为k，不考虑电压表内阻，则______，______。（用a和k表示）（2）若考虑电压表内阻带来的系统误差，则测量值______（选填“>”“=”或“