專題分層突破練17電學實驗高考總復習優化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025123451.(10分)(2024湖南卷)某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規律,搭建了如圖甲所示的裝置。電阻測量原理如圖乙所示,E是電源,V為電壓表,A為電流表。12345(1)保持玻璃管內壓強為標準大氣壓,電流表示數為100mA,電壓表量程為0~3V,表盤如圖丙所示,示數為

V,此時金屬絲阻值的測量值R為

Ω(保留3位有效數字);

(2)打開抽氣泵,降低玻璃管內氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數U,計算出對應的金屬絲阻值;(3)根據測量數據繪制R-p關系圖線,如圖丁所示;(4)如果玻璃管內氣壓是標準大氣壓的,保持電流為100mA,電壓表指針應該在圖丙指針位置的

(選填“左”或“右”)側;

(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測量值

(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。

1.2312.3右小于12345解析

本題考查電學創新實驗。(1)電壓表分度值為0.1

V,則電壓表讀數需估讀一位,讀數為1.23

V,(4)根據圖丁可知氣壓越小電阻越大,則壓強p減小,則電阻R增大,再根據U=IR,故電壓增大,電壓表的指針位置應該在題圖丙中指針位置的右側。(5)電流表采用外接法會導致電壓表分流,123452.(12分)(2024廣西卷)某同學為探究電容器充、放電過程,設計了圖甲實驗電路。器材如下:電容器,電源E(電動勢6V,內阻不計),電阻R1=400.0Ω,電阻R2=200.0Ω,電流傳感器,開關S1、S2,導線若干。實驗步驟如下:(1)斷開S1、S2,將電流傳感器一端與a節點相連,其數據采樣頻率為5000Hz,則采樣周期為

s。(2)閉合S1,電容器開始充電,直至充電結束,得到充電過程的I-t曲線如圖乙,由圖乙可知開關S1閉合瞬間流經電阻R1的電流為

mA(結果保留3位有效數字)。

甲乙2×10-415.012345(3)保持S1閉合,再閉合S2,電容器開始放電,直至放電結束,則放電結束后電容器兩極板間電壓為

V。

(4)實驗得到放電過程的I-t曲線如圖丙,I-t曲線與坐標軸所圍面積對應電容器釋放的電荷量為0.0188C,則電容器的電容C為

μF。圖丙中I-t曲線與橫坐標、直線t=1s所圍面積對應電容器釋放的電荷量為0.0038C,則t=1s時電容器兩極板間電壓為

V(結果保留2位有效數字)。

丙24.7×1035.212345解析

考查電容器充、放電過程和電容的基本性質。

(2)由圖乙可知,

開關S1閉合瞬間流經R1的電流約為15.0

mA。(3)穩定之后,電容器兩極板間的電壓為電阻R2兩端的電壓,設t=1

s時電容器兩端電壓為UC',則(E-UC')C=ΔQ',(6

V-UC')×4.7×103×10-6

F=0.003

8

C,解得UC'≈5.2

V。123453.(12分)某實驗小組要測定一節蓄電池的電動勢及內阻,要求測量結果盡量準確。實驗器材如下,電流表A1(量程0~200μA,內阻為800Ω);電流表A2(量程0~300mA,內阻為0.3Ω);定值電阻R1(阻值為4.0Ω);定值電阻R2(阻值為9200Ω);滑動變阻器R(最大阻值為50Ω);待測蓄電池一節(電動勢約為2V);開關S一個,導線若干。(1)該實驗小組利用所學知識正確連接實物電路如圖甲所示,圖中虛線框內的電流表應選

(選填“A1”或“A2”),虛線框內的定值電阻應選

(選填“R1”或“R2”)。

甲A2R212345(2)電流表A1示數用I1表示,電流表A2示數用I2表示,該實驗小組通過改變滑動變阻器滑片的位置,得到了多組I1、I2數據,并作出I1-I2圖像,如圖乙所示。根據I1-I2圖像可知,該蓄電池的電動勢為

V,內阻為

Ω。(結果均保留2位有效數字)

乙1.91.012345(3)從實驗設計原理來看,該蓄電池電動勢的測量值

(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。

等于12345解析

(1)圖中虛線框內電流表通過的電流比較大,應選擇量程大的電流表A2,A1用來改裝成電壓表;蓄電池的電動勢為2

V,改裝后電壓表量程為2

V,(2)如圖所示延長I1-I2圖像與兩坐標軸相交。根據閉合電路歐姆定律可得E=I1(R2+RA1)+(I1+I2)(r+R1),解得E=1.9

V,r=1.0

Ω。

12345(3)因為考慮到電表內阻,對電壓表分流的影響進行了修正,電動勢和內阻的測量值均等于真實值。123454.(12分)(2023湖南卷)某探究小組利用半導體薄膜壓力傳感器等元件設計了一個測量微小壓力的裝置,其電路如圖甲所示,R1、R2、R3為電阻箱,RF為半導體薄膜壓力傳感器,C、D間連接電壓傳感器(內阻無窮大)。甲12345(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值,示數如圖乙所示,對應的讀數是

Ω。

(2)適當調節R1、R2、R3,使電壓傳感器示數為0,此時,RF的阻值為

(用R1、R2、R3表示)。

乙100012345(3)依次將0.5g的標準砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小),讀出電壓傳感器示數U,所測數據如下表所示:次數123456砝碼質量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據表中數據在圖丙上描點,繪制U-m關系圖線。

12345(4)完成前面三步的實驗工作后,該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0,電壓傳感器示數為200mV,則F0大小是

N(重力加速度取9.8m/s2,保留3位有效數字)。

(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測量C、D間電壓,在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1,此時非理想毫伏表讀數為200mV,則F1

(選填“>”“=”或“<”)F0。

1.75×10-2>12345解析

(1)由題圖乙知,歐姆表表盤示數為10

Ω,所選擋位為“×100”擋,則對應的讀數是10

Ω×100=1

000

Ω。(2)當電壓傳感器示數為0時,C、D點的電勢相等,(3)根據表格中的數據,描點作圖,圖線為一條過原點的直線。(4)由第(3)問圖知,U=112m(U的單位為mV,m的單位為g),12345(5)當C、D間連接電壓傳感器(內阻無窮大)時,有UCD=I1RF-I2R3當C、D間接非理想毫伏表時,有UCD=(I1-IV)RF'-(I2+IV)R3由以上兩式得I1RF-(I1-IV)RF'=I2R3-(I2+IV)R3<0所以RF<RF',則F1>F0。123455.(14分)某實驗小組欲將內阻Rg=40Ω、量程為0~100μA的電流表改裝成電阻表,供選擇的器材有,定值電阻R0(阻值為14kΩ);滑動變阻器R1(最大阻值為1500Ω);滑動變阻器R2(最大阻值為500Ω);電阻箱(0~9999.9Ω);干電池(E=1.5V,r=2Ω);紅、黑表筆各一只,開關,導線若干。(1)為了保證改裝后電阻表能正常使用,滑動變阻器選

(選填“R1”或“R2”)。請用筆畫線代替導線將圖甲中的實物連接組成電阻表。

甲R1(2)電阻表改裝好后,將紅、黑表筆短接進行調零,此時滑動變阻器接入電路的電阻應為

Ω;電流表表盤的50μA刻度對應改裝后的電阻表的刻度為

kΩ。

9581512345(3)利用改裝后的電阻表進行電阻測量,小組同學發現當被測電阻的阻值為幾百歐姆時,電流表指針偏轉角太大,不能進行讀數,他們利用電阻箱和開關,對電路進行了改進,使中值電阻為1500Ω,他們改進后的電路如圖乙所示,圖乙中電阻箱的阻值應調為

Ω。若用該表測量一阻值為1000Ω的電阻時,則電流表指針對應的電流是

μA。

時滑動變阻