专题16 电磁学实验-5年（2020年-2024年）高考1年模拟物理真题分项汇编（北京地区专用）

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1．（2024·北京·高考）用如图1所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图2所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。
A．需要记录感应电流的大小
B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
2．（2024·北京·高考）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E = V，内阻r = kΩ。（结果保留两位有效数字）
3．（2023·北京·高考）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。

（1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在___________（填“M”或“N”）端。
（2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为___________（填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有___________。

4．（2022·北京·高考）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的______________（选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为______________（填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“”位置
B．将选择开关置于“”位置
C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则______________（选填选项前的字母）。
A．导线断路
B．滑动变阻器断路
C．导线断路
D．滑动变阻器短路
5．（2021·北京·高考）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
（1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是_______。
（2）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω）
B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）
D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用_______。（选填实验器材前对应的字母）
（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线_____，根据图线得出该金属丝电阻R =________Ω（结果保留小数点后两位）。
（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( )
6．（2020·北京·高考）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电流表内电阻用表示，请你用E、r和RA表示出、，并简要说明理由 。
（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙：）描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。
在图3中，对应图甲电路分析的U-I图像是： ；对应图乙电路分析的U-I图像是： 。
（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的 （填“甲”或“乙”）。
1．（2024·北京海淀·统考一模）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，所用灵敏电流表的0刻度位于表盘的正中央。如图所示电路，闭合开关S时，电流表的指针向左偏转。如图中，当磁铁相对螺线管运动时，电流表的指针向左偏转。可以判断：感应电流在螺线管内部产生的磁场方向 。（选填“向上”或“向下”）
2．（2024·北京海淀·统考一模）某实验小组用电阻箱和电压表按图1所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S 后调节电阻箱，记录电阻箱阻值R 和电压表示数 U，并计算对应的电流值I。
(1)在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请作出U-I 图像。( )
(2)根据作出的 U-I 图像得出该电 池电动势E= V， 内阻 r = Ω。（结果保留两位有效数字）
(3)若只考虑电压表内阻的影响，图1中，通过电源的电流为I1，通过电阻箱的电流为I2，图3中实 线表示 U与I1的关系，虚线表示 U 与I2 的关系，则图3中所示图像可能正确的是 _________。
A．B．C．D．
(4)除了电动势和内阻，电池的另一个重要参数是容量。电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量。如图4所示，甲、乙两节锂电池所标参数真实可靠，对这两节充满电的电池进行比较，填写表格。（选填“大于”“等于”或“小于”）
3．（2024·北京西城·统考一模）根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最 端（选填“左”或“右”）。
(2)调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势 V，内电阻 。（结果均保留2位有效数字）
(3)由于电表并非理想电表，导致 （选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。( )
(4)乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看， ， （均选填“”）。可知 （用电源和电表内阻表示）。
4．（2024·北京朝阳·统考一模）(1)某兴趣小组为了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在实验室中找到了以下器材：
A．可拆变压器 B．条形磁铁
C．开关、导线若干 D．交流电压表
E．直流电源 F．低压交流电源
在本实验中，上述器材不需要的是 （填器材序号字母）。
(2)某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。
①根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整 。
②将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的图像是 。
③将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，利用数据处理软件得到图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容 。（用题中已知物理量、R和表示）
5．（2024·北京丰台·统考一模）用如图所示的可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。处理实验数据时发现原、副线圈的电压比总是大于原、副线圈的匝数比，出现这一现象的原因是
6．（2024·北京石景山·统考一模）(1)在测电阻的实验中，部分电路按照图1连接。当电压表的右端由试触a点改为试触 b点时，发现电流表的示数变化明显，则测电阻时，电压表的右端接在 （选填“a”或“b”）时， 测量误差较小。
(2)如果待测电阻Rₓ约为 200Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω。则图1所示的电路中，电压表的右端接在 （选填“a”或“b”） 时，测量误差较小。
(3)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为直流 50mA 挡，则示数为 mA．若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为 Ω。
(4)某小组同学发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rₓ关系，分别画出了下面几种图象，其中可能正确的是___________。 （选填选项下面的字母）
A． B．C． D．
7．（2024·北京通州·统考一模）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，
（1）若将一电压表与干电池两极直接相连，用U表示电压表的示数，用E表示该干电池电动势的真实值，从理论上分析，仅考虑电压表影响，则U E（选填“”或“”）；
（2）某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图1所示。他根据记录的数据作出的图像如图2所示。通过图像可求出电池的电动势 V，内阻 。（均保留小数点后两位）
8．（2024·北京顺义·统考一模）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。
(1)下列说法正确的是 。
A．为保证实验安全，原线圈应接直流电源
B．变压器中的A、B两块铁芯都是由柱状硅钢块制成
C．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
D．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响
(2)实验中发现原、副线圈匝数的比值与电压之比有微小差别，出现这种情况的原因是： 。
(3)实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是______。
A．“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
B．“嗡嗡”声是由于铁芯中存在过大的涡流而发出的
C．交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
D．若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验
9．（2024·北京房山·统考一模）某学习小组用电阻约为5Ω的金属丝做“测量金属丝的电阻率”实验。
(1)除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0 ~ 0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0 ~ 3.0A，内阻约0.02Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）
D．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 （选填实验器材前对应的字母）。
(2)测量金属丝电阻Rx的电路如图甲所示，某同学按电路图连接器材，如图乙所示。其中 （选填“①”“②”或“③”）连线是错误的。
(3)该同学正确地完成了实验操作，在U—I坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图所示。请你在图中描绘出U—I图线 ，根据图线计算该金属丝的电阻值Rx = Ω（结果保留两位有效数字）
(4)用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图甲所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图乙所示。请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化 。
10．（2024·北京门头沟·统考一模）图甲为“测量某电池组电动势和内阻”的实验电路图。实验室除提供待测电池组一个、开关一个、导线若干外，还有下列器材可供选用：
电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ
电流表A：量程0~0.6A，内阻约0.2Ω
滑动变阻器：0~500Ω，额定电流1A
滑动变阻器：，额定电流1A
(1)图甲为该同学设计的实验电路图，实验中忽略电流表和电压表内阻的影响。
①为了便于实验，滑动变阻器应选用 （填写仪器的字母代号）；
②实验中调节滑动变阻器，记录多组电压表示数U和电流表示数I，在坐标纸上描点连线作出图像，如图乙所示。根据图乙可得该电池组的电动势 V，内阻 （结果均保留2位有效数字）。
(2)为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用U和I的函数关系进行分析。
①用字母分别表示电压表和电流表的内阻，U、I分别表示电压表和电流表的示数，E、r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，写出反映U和I真实关系的函数表达式 ；（请用题目中已知字母表示）
②通过对函数表达式进行分析可得，（1）中电池组的电动势E测量值 真实值，内阻r的测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
11．（2024·北京延庆·统考一模）实验仪器。现用多用电表测量一个阻值约为1500Ω的定值电阻，应选用欧姆表的 挡（选填“×10”或“×100”）；如图所示，为正在测量中的多用电表表盘，该电阻的阻值为 Ω。
12．（2024·北京延庆·统考一模）误差分析。用图所示的电路测量Rx的阻值，该测量值比实际值偏 （选填“大”或“小”），造成这一系统误差的原因是 。（选填“电压表的分流”或“电流表的分压”）
13．（2024·北京西城·统考二模）某同学用多用电表测量电阻。使用前，观察到多用电表指针已经对准表盘左侧的零刻度。使用时，先将选择开关调到欧姆挡“”挡，再将红、黑表笔短接，调节图1中的 旋钮（选填“A”“B”或“C”），使指针指到表盘右侧的零刻度处；然后将红、黑表笔接在电阻两端，发现指针的位置如图2所示，则该电阻的阻值约为 Ω。
14．（2024·北京东城·统考二模）（1）用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下：
①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。
②将选择开关转到电阻挡的 （选填“×1”“×10”或“×100”）的位置。
③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的 （选填“0刻线”或“∞刻线”）。
④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为 。
（2）按照图3连接电路，测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图4中图线a所示。
①在实验中应使用 （选填“0~20”或“0~200”）的滑动变阻器。
②已知合金丝甲的横截面积为8.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为 ·m（结果保留2位有效数字）。
③图4中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝乙的横截面积 （选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝甲的横截面积。
④请从理论上分析并说明，利用图4中直线斜率求合金丝电阻率，是否存在因电表内阻带来的误差 。
15．（2024·北京丰台·统考二模）在“测量金属丝电阻率”的实验中。
(1)如图所示，用螺旋测微器测量金属丝直径，则金属丝直径 mm；
(2)待测金属丝电阻较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是__________；
A．B．
C．D．
(3)实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的图线如图所示。若图线的斜率为k，金属丝的长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为 ；（用k、l、D表示）
(4)某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以另外设计一种实验方案，通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据，作出相应的图像，进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率表示金属丝的电阻率 （需要的其他物理量可自选符号表示）。
16．（2024·北京朝阳·统考二模）物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性，除所用电源，开关、导线外，实验室还备有器材：电压表（量程3V）、电流表（量程3A）、定值电器、滑动变阻器。
(1)测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材，并移动滑动变阻器滑片位置，读出对应的电压表和电流表示数，在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线，可得电源电动势E= V，内阻r= Ω（结果均保留2位有效数字）。
(2)不考虑偶然误差，由上述（1）方法测得的内阻r （填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，引起此误差的原因是 。
(3)测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值，I表示电流表的示数。为便于对比研究，采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线：
①表示图1中变阻器的功率变化规律；
②表示图3中变阻器的功率变化规律。
在滑动变阻器的滑片移动过程中，不考虑电表的影响，下列选项正确的是________。
A．B．
C．D．
17．（2024·北京平谷·统考零模）在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电动势约1.5V，内阻约1.0Ω。某同学利用图a所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
电流表 A1：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω
电流表 A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω
电压表 V：量程0 ~3V，内阻约3kΩ
滑动变阻器R1:0~20Ω，额定电流2A
滑动变阻器R2:0~100Ω，额定电流 1A
(1)为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 (填写仪器的字母代号)。
(2)完成图b中实物间的连线 。
(3)实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，其中 5 组数据的对应点已经标在图c的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线 。
(4)根据图c可得出于电池的电动势 V，内电阻 (结果均保留小数点后两位)。
(5)若利用题中所给器材，改用图d所示的电路测量该电池的电动势和内阻，你觉得合理吗? 请简述你的理由 。
电池的容量
电池储存的能量
甲 乙
甲 乙
组别
1
2
3
4
5
6
I/A
0.12
0.21
0.31
0.86
0.49
0.57
U/V
1.38
1.31
1.24
1.14
1.11
1.05