電學實驗高考真題賞析

■本刊編輯部

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電學實驗高考真題賞析

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圖1

(1)若該半導體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導電，電流與磁場方向如圖所示，該同學用電壓表測量UH時，應將電壓表的“+”接線柱與____(填“M”或“N”)端通過導線相連。

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm，該同學保持磁感應強度B=0.10 T不變，改變電流I的大小，測量相應的UH值，記錄數據如表1所示。

表1

根據表中數據在圖2中畫出UH-I圖像,利用圖像求出該材料的霍爾系數為____×10-3Ω·m/T(保留兩位有效數字)。

圖2

圖3

(3)該同學查閱資料發現，使通過半導體薄片中的電流反向，再次測量霍爾系數K，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數的測量誤差。為此該同學設計了如圖3所示的測量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關，虛線框內為半導體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入，P端流出，應將S1擲向____(填“a”或“b”),S2擲向____(填“c”或“d”)。

為了保證測量安全，該同學改進了測量電路，將一合適的定值電阻串聯在電路中，在保持其他連接不變的情況下，該定值電阻應串聯在相鄰器件____和____(填器件代號)間。

圖4

2．(2013年江蘇卷)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率。實驗所使用的小燈泡規格為“3.0 V 1.8 W”，電源為12 V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10 Ω。

(1)準備使用的實物電路如圖4所示。請將滑動變阻器接入電路的正確位置。(用筆畫線代替導線)

(2)現有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應選____Ω的定值電阻。

(3)測量結束后，應先斷開開關，拆除____兩端的導線，再拆除其他導線，最后整理好器材。

圖5

(4)小明處理數據后將P、U2描點在坐標紙上,并作出了一條直線，如圖5所示。請指出圖像中不恰當的地方。

3．(2014年北京卷)利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內阻。要求盡量減小實驗誤差。

(1)應該選擇的實驗電路是圖6中的____(選填“甲”或“乙”)。

圖6

(2)現有電流表(0～0.6 A)，開關和導線若干，以及以下器材：

A.電壓表(0～15 V)

B.電壓表(0～3 V)

C.滑動變阻器(0～50 Ω)

D.滑動變阻器(0～500 Ω)

實驗中電壓表應選用____，滑動變阻器應選用____(選填相應器材前的字母)。

圖7

4．(2014年福建卷)某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖7所示，其中，虛線框內為用靈敏電流計G并聯定值電阻R1改裝的電流表A，V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關，R為滑動變阻器，R0是標稱值為4.0 Ω的定值電阻。

(1)某次實驗的數據如表2所示。該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法)，計算出電池組的內阻r=____Ω(保留兩位小數)；為減小偶然誤差，逐差法在數據處理方面體現出的主要優點是____。

表2

(2)該小組在前面實驗的基礎上，為探究圖7電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動勢和內阻的標準電池組通過上述方法多次測量后發現：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤，則內阻測量值總是偏大的原因是____。

A.電壓表內阻的影響

B.滑動變阻器的最大阻值偏小

C.R1的實際阻值比計算值偏小

D.R0的實際阻值比標稱值偏大

圖8

回答下列問題：

圖9

(2)實驗得到的部分數據如表3所示，其中電阻R=3.0 Ω時電流表的示數如圖9所示，讀出數據，完成表格。

答：①____，②____。

表3

(3)在如圖10所示的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖，根據圖像求得斜率k=____A-1·Ω-1，縱軸截距b=____A-1。

圖10

(4)根據圖像求得電源的電動勢E=____V,內阻r=____Ω。

6．(2015年全國I卷)如圖11甲所示為某同學改裝和校準毫安表的電路圖，其中虛線框內是毫安表的改裝電路。

(1)已知毫安表表頭的內阻為100 Ω，滿偏電流為1 mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3 mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10 mA。由題給條件和數據，可以求出R1=____Ω，R2=____Ω。

(2)現用一量程為3 mA、內阻為150 Ω的標準電流表A對改裝電表的3 mA擋進行校準，校準時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA。電池的電動勢為1.5 V，內阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規格，阻值分別為300 Ω和1 000 Ω；滑動變阻器R有兩種規格，最大阻值分別為750 Ω和3 000 Ω。則R0應選用阻值為____Ω的電阻，R應選用最大阻值為____Ω的滑動變阻器。

圖11

(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變為無窮大，利用如圖11乙所示的電路可以判斷出損壞的電阻。圖乙中的R′為保護電阻，虛線框內未畫出的電路即為圖甲虛線框內的電路，則圖中的d點應和接線柱____(填“b”或“c”)相連。判斷依據是____。

參考答案:

1．(1)M(2)如圖12所示 1.5 (3)bcS1(或S2)E

圖12

2．(1)如圖13所示 (2)10 (3)電池 (4)圖像不應畫為直線；橫坐標的標度不恰當。

圖13

3．(1)甲 (2)B C

4．(1)1.66 充分利用實驗數據，減小偶然誤差 (2)D

圖14

6．(1)15 35 (2)300 3 000 (3)c閉合開關時，若電表指針偏轉，則損壞的電阻是R1，若電表指針不動，則損壞的電阻是R2

(責任編輯 張 巧)