广东省深圳高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-13电学实验

广东省深圳高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-13电学实验

一、实验题

1．（2020·广东深圳·统考一模）某同学为了自制欧姆表，设计了如图甲所示的电路图。他找来以下器材：

A．电流表（满偏电流为，内阻为，图乙是电流表的刻度盘

B．电池组（，约）

C．滑动变阻器（）

D．定值电阻

E.定值电阻

F.定值电阻

G.寻线若干

回答下列问题：

(1)他应选择定值电阻________（填器材序号）接入图甲电路中的位置。

(2)将红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表指针对准________处。

(3)为了直接读出待测电阻值，他用贴纸在电流刻度旁标记相应的电阻值，则电流刻度位置标记的电阻值应为________。

(4)实验室的直流电压表有两个量程，分别是、，内阻分别约、，该同学想用自制的欧姆表测量其内阻，他应将电压表的“”接线柱与图甲中的________（填“”或“”）接线柱相连，且________量程所对应的内阻测量结果更准确。

(5)若实验室有如下四种电池，其中可直接替代上述欧姆表中电池的有（贴纸上的电阻标记不变）________（填序号）

A．锂电池（电动势，内阻约十几欧）

B．纽扣电池（电动势，内阻约几十欧）

C．全新电池（电动势，内阻约）

D．较旧电池（电动势，内阻约）

2．（2021·广东深圳·统考二模）如图甲为某探究小组自制多用电表的电路图，图乙为相应的实物图。其中电流表G量程为1mA，内阻为18Ω，R0=2Ω。滑动变阻器R1的最大阻值为2000Ω，电源电动势E=1.5V，内阻不计。

（1）将图乙中未连接的实物图补充完整______。

（2）图甲中，当开关S1闭合，单刀双掷开关S2接“1”时，可作为量程为______mA的电流表；

（3）图甲中，将开关S2接“2”端时，为欧姆表。若开关S1断开，欧姆调零后R1的阻值为______Ω；若开关S1断开时，倍率为“×10”挡，则开关S1闭合时，倍率为______（填“×1”或“×100”）挡。

3．（2022·广东深圳·统考二模）某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。现有器材为：电源、电流表（量程）、电压表（量程）、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。实验步骤如下：

(1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲用笔画线代替导线将电路补充完整________；

(2)将图丙中滑动变阻器的滑片P滑到______端（填“e”或“f”），闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据；

(3)根据测量数据在坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a和b，则a线对应的测量值是_____，线是采用图_______（选填“甲”或“乙”）电路测得的结果，理由是（要求论述有依据）_______。

(4)为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量。得到对应的图线c，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值。

(5)相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为。由步骤(3)和(4)可得图线a的相对误差为_________（保留三位有效数字）。

4．（2022·广东深圳·统考模拟预测）（1）甲同学根据图1所示电路采用“半偏法”测量一个量程为3V的电压表内阻（约3kΩ）。

①为使测量值尽量准确，在以下器材中，电阻箱R应选用________，滑动变阻器R0应选用________，电源E应选用________（选填器材前的字母）。

A．电阻箱（0～999.9Ω）

B．电阻箱（0～9999Ω）

C．滑动变阻器（0～50Ω）

D．滑动变阻器（0～2kΩ）

E.电源（电动势1.5V）

F.电源（电动势4.5V）

②该同学检查电路连接无误后，在开关S1、S2均断开的情况下，先将R0的滑片P调至a端，然后闭合S1、S2，调节R0，使电压表指针偏转到满刻度，再断开开关S2，调节R的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半。如果此时电阻箱R接入电路中的阻值为3150Ω，则被测电压表的内阻测量值为________Ω，该测量值________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

（2）乙同学将一个电流计改装成量程为3V的电压表。该电流计内部由表头和定值电阻r串联组成，其中表头电阻r=100Ω，r约为几千欧。为确定该电流计的满偏电流I和r的阻值，他采用如图2所示电路进行测量。

实验中使用的电源电动势E=3.0V，电阻箱R的最大阻值为9999Ω。具体操作步骤如下：

a.将滑动变阻器R0的滑片P调到a端，电阻箱接入电路的阻值R调到5000Ω；

b.闭合S，仅调节R0使电流计满偏，记录此时电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U；

c.断开S，将滑动变阻器R0的滑片P再次调到a端，将电阻箱接入电路的阻值R减小1000Ω；

d.重复步骤b、c，直到将电阻箱接入电路的阻值R调为0Ω，断开S，结束实验。

根据实验测量出的多组数据绘制电压表示数U随电阻箱接入电路中的阻值R变化的图像，如图3所示。

①现有如下三种量程的电压表，在该实验中为使电压的测量值尽可能准确，电压表应选用的量程为________（选填器材前的字母）。

A．0~15V　　B．0~3V　　C．0~0.5V

②根据上述实验数据绘制出的图像，并考虑实验中存在的误差，可以推测出该表头的满偏电流Ig以及定值电阻r的值应为________。（选填选项前的字母）

A．30μA，2.4kΩ　　B．300μA，5.0kΩ

C．300μA，2.4kΩ　　D．30μA，5.0kΩ

③乙同学参考②中判断的结果，他若将电流计________联（选填“串”或“并”）一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计改装成量程为3V的电压表。

5．（2022·广东深圳·统考模拟预测）某物理兴趣小组的同学利用实验室提供的器材组装了一个“欧姆表”，并用其测量一个未知电阻的阻值。实验室提供的器材如下：

A．新的干电池一节：电动势为1.5V，其内阻可忽略

B．灵敏电流计一个：量程为0~1mA，内阻20Ω

C．可变电阻P：阻值范围为100~2500Ω

D．红、黑表笔各一个

E.待测电阻一只

（1）请在图中虚线框内补全所需的器材________；

（2）测量电阻前，先进行欧姆调零。将可变电阻P的阻值调节为R=________Ω，此时电流计指针指到________；

（3）把待测电阻接入两表笔间，指针正好指在0.6mA刻度处，则该电阻的阻值为________Ω。

6．（2022·广东深圳·统考一模）一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清。某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤：

（1）将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表的红、黑表笔___________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的___________。

（2）图甲为连接好的实物电路图，其中a为___________（填“红”或“黑”）表笔。

（3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U-I图像，则该欧姆表的内阻为___________Ω（结果保留整数）。若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。

（4）断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为___________；占满偏电流值的处的刻度应标记的数值为___________（两空均保留整数）。

7．（2022·广东深圳·模拟预测）如图（a）是某多用电表欧姆挡内部电路示意图。其中，电流表满偏电流、内阻，电池电动势，内阻忽略不计；定值电阻，滑动变阻器R的阻值范围为，该多用电表测电阻的倍率为“”。

（1）该多用电表的两只表笔中，___________（填“A”或“B”）是黑表笔。

（2）在使用多用电表测量电阻时，先将红黑表笔短接进行欧姆调零。则当滑动变阻器___________时，电流表达到满偏电流（即电表指针指在表盘右端电阻“0”位置）。

（3）在红黑夜笔间接入待测电阻，正确操作后，指针指示如图（b）所示，则___________。

（4）当电池的电动势下降到1.41V，内阻忽略不计，欧姆表仍可调零，当测某待测电阻时，指针指示如图（b），该待测电阻为___________。（计算结果保留两位有效数字）

8．（2022·广东深圳·模拟预测）为了测量一个欧姆表的内部电源的电动势，小明同学仅利用提供给他的一个量程满足测量要求、内阻约为几千欧的电压表完成了测量。已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”，实验中电压表示数为U，欧姆表指针所指的刻度为N。

（1）欧姆表的选择开关应调节至________挡（选填“×1、×10、×100、×1K”），此时欧姆表的内阻r为

________。

（2）电压表的电阻________。

（3）欧姆表电源电动势的计算式为E=_________。

（4）由上述方法得到的欧姆表电源电动势______（填“有”或“无”）系统误差。

参考答案：

1．          3     1000          3     CD

【详解】(1)[1]由闭合电路欧姆定律可知

解得

滑动变阻器（），故定值电阻选择，即选择E。

(2)[2]将红黑表笔短接，调节滑动变阻器，该步骤进行的是欧姆调零，应使电流表指针对准3处。

(3)[3]电流表满偏时，由欧姆定律可知

解得

电流表半偏时，由欧姆定律可知

联立两式可得

(4)[4]电流应从电压表的“+”流入，因欧姆表的A端与电池的正极相连，故A端与电压表的“+”接线柱，所以他应将电压表的“”接线柱与图甲中的B接线柱相连。

[5] 两个电压表、的内阻分别约、，两电阻比较，内阻更接近欧姆表的中值电阻，指针更接近中央刻度线，读数误差更小，说明3量程所对应的内阻测量结果更准确。

(5)[6]因贴纸上的电阻标记不变，即欧姆表的内阻不变，又因欧姆表的满偏电流不变，说明电源的电动势不变，故CD正确，AB错误。

故选CD。

2．          10     1482     ×1

【详解】(1)[1]补充完整的实物图如图所示

(2)[2]当G满偏时，干路的总电流

(3)[3]欧姆调零时，电流表满偏，故欧姆表的内阻为

由于电流表的内阻为18Ω，欧姆调零后R1的阻值为

R1=1500Ω-18Ω=1482Ω

[4]开关S1断开时，欧姆表内部阻值为1500Ω，即中值电阻为1500Ω，倍率为“×10”挡。则当开关S1闭合时，欧姆表内部的阻值为

即中值电阻为150Ω，所以倍率为“×1”挡。

3．          e     6.43     甲     线对应的测量值大于b线对应的测量值，测量结果偏大，采用电流表内接法     24.3

【详解】(1)[1]由于电压表量程3V，所以接线柱接3V量程，电流表与待测电阻串联与电压表并联，则电压表3V接线柱接在待测电阻右侧接线柱上，滑动变阻器采用限流接法，因下端已经连接电路，则待测电阻右侧接线柱接在滑动变阻器的e端或f端，补充完整线路如图所示。

(2)[2]闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到接入电路阻值最大处，即滑动变阻器的滑片P滑到e端；

(3)[3]由图示图象可知，a线对应的待测电阻测量值是

[4][5]选择电流表的外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于流经的电流值，测量结果偏小；选择电流表的内接法，由于电流表的分压作用，电压表测量值大于两端的电压值，测量结果偏大；线对应的测量值大于b线对应的测量值，所以线是采用电流表内接法，线是采用图甲电路测得的结果；

(5)[6]结合图戊的关系式可知待测电阻的真实值

图线a的相对误差为

4．     B     C     F     3150     略大于     B     C     串     7.5

【详解】（1）[1]要用半偏法测电阻，电阻箱阻值不得小于待测电阻阻值，而待测阻值大约3000Ω，故电阻箱选B；

[2]因为电路图使用的是滑动变阻器分压接法，应该选用阻值小的滑动变阻器，操作方便并能减小实验误差，故滑动变阻器选C；

[3]电源电动势不能小于电压表量程，故选F；

[4]半偏法指的是当只有电压表接入时，电压表满偏，当电阻箱也接入时，电压表示数变为原来的一半，故电阻箱阻值等于待测电压表阻值，所以电压表内阻为3150Ω；

[5]要注意电压表支路与滑动变阻器左半部分并联，当只有电压表接入时，电压表满偏即电压为，当电阻箱也接入时，并联部分电阻变大，依据分压原理，并联部分电压变大，大于原来的，当电压表示数变为原来的一半即时，电阻箱电压必定大于，故电阻箱阻值大于电压表阻值；

（2）[6]电压表量程选择时应考虑到电源电动势为3V，故选B合适；

[7]由题意知电压表示数与电阻箱阻值关系为

故图像斜率为

纵截距为

解得

考虑到实验误差，故选项C正确；

[8][9]由

故应该串联定值电阻的阻值为

5．          1480     满偏位置（或“1mA”）     1000

【详解】（1）[1]欧姆表内部电源正极连接黑表笔，如图所示

（2）[2][3]电流计满偏时，此时电路的总电阻为

所以，可变电阻的阻值应调节为

（3）[4] 当电流计电流为I=0.6mA时，由

可解得待测电阻R=1000Ω。

6．     短接     最右端刻度线     红     300（或290~310均可）     偏大     30（或29、31）     10

【详解】（1）[1][2] 欧姆调零时，将欧姆表的红、黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的最右端刻度线；

（2）[3]在该实验中，欧姆表相当于电源，根据“红进黑出”原理可知a为红表笔；

（3）[4]图像斜率的绝对值等于内电阻，因此欧姆表的内电阻为

[5] 若考虑毫安表内阻影响，则测量值为毫安表与欧姆表内阻之和，因此测量值比真实值偏大；

（4）[6]中值电阻等于内电阻，又由于是“×10Ω”挡位，因此正中央刻度应标记的数值为30；

[7]根据欧姆定律

而

可知

因此刻度应标记的数值为10。

7．     B     1600         

【详解】(1)[1]电流从黑表笔流出多用电表，因此B是黑表笔。

(2)[2]要使微安表满偏，根据闭合电路欧姆定律

代入数据可得

(3)[3]接入待测电阻时，电表读数为电表指针所指示数13乘以倍率“”，所以

(4)[4]当电动势降为1.41V，欧姆表调零时，根据闭合电路欧姆定律

可得

当指针指到图(b)位置时，若电动势为1.5V，待测电阻

根据

可求出电流

而实际上电动势为1.41V，实际上，根据

可得

8．     ×100     2000     100N          无

【详解】（1）[1]调节欧姆表的选择开关时应注意，要让指针接近中央刻度“20”，考虑到电压表电阻约为几千欧，故应调节至“×100”挡，中值电阻等于欧姆表内阻，所以欧姆表的内阻为2000。

（2）[2]电压表可视为一种可以指示自身两端电压的特殊电阻，欧姆表的读数是电压表的内阻，故有

（3）[3]电压表的示数

电压表与欧姆表内部电路组成闭合回路，由欧姆表的工作原理可知

联立可得

（4）[4]欧姆表的读数和电压表的读数均为真实值，没有系统误差。