(完整版)物理电学实验高考真题汇编(含答案)

电学实验

1．【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。

①按图示电路进行连接后，发现aa'、bb'和cc'三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压，读数不为零，再测量、a'间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。

②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V，内阻r=__________Ω。

【答案】①aa'bb'②1.41（1.36~1.44均可）0.5（0.4~0.6均可）

【考点定位】实验——用伏安法测干电池的电动势和内阻

【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。

2．【2017·新课标Ⅰ卷】（10分）

某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32

A）；电压表V d V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A d（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。

（1）实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W。（结果均保留2位小数）【答案】（1）如图所示（2）增大增大（3）0.39 1.17

【解析】（1）要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；

（2）由I–U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定

律

l

R

S

ρ

=知，电阻率增大；

（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=225 mA，P1=UI=0.39

W；整理得：

1E

I U

R r R r

=-+

++

，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐

标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。

【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线

【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻——外接法，电压从0开始测量——分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。

3．【2017·新课标Ⅱ卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱R z（最大阻值为99 999.9 Ω）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。

（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。

（2）完成下列填空：

①R1的阻值为Ω（填“20”或“2 000”）。

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D 所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）。

④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为Ω（结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：。

【答案】（1）连线见解析（2）①20 ②左③相等④2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程

【解析】（1）实物连线如图：

（2）①滑动变阻器R1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器；

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；

③将电阻箱R z 的阻值置于2 500.0 Ω，接通S 1；将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置；最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前后在BD 中无电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等；

④设滑片P 两侧电阻分别为R 21和R 22，因B 与D 所在位置的电势相等，可知；z12122A R R R R =；同理当R z 和微安表对调后，仍有：z22122

A R R R R =

；联立两式解得：2550A R =Ω=Ω。

（3）为了提高测量精度，调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。

【考点定位】电阻的测量

【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。

4．【2017·新课标Ⅲ卷】（9分）图（a ）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E 是电池；R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻，R 6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA ，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A 端和B 端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V 挡，直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡。

（1）图（a ）中的A 端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）关于R 6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。

A ．在使用多用电表之前，调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B ．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 G

d

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。（结果均保留3位有效数字）

【答案】（1）黑（2）B （3）160 880 （4）1.47 mA（或1.48 mA） 1 100 Ω 2.95V

【考点定位】多用电表的使用、电表的改装

【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。

5．【2017·江苏卷】（10分）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示

（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻R t，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．

为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用（选填“E1”或“E2”），

滑动变阻器R应选用（选填“R1”或“R2”）．

（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．

（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针（选填“偏转”或“不偏转”）．

（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是．（填写各步骤前的序号）

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω

【答案】（1）E2R2（2）C（3）不偏转偏转（4）⑤④②③①

【解析】（1）由表格数据知，当温度为30℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器的阻值R0=20 Ω，当电流为15 mA时，E=I（R t+R0）=3.3 V，所以电源选E2，80℃时，热敏电阻阻值R t=49.1 Ω，则

E2=I（R t+R0+R），此时变阻器阻值R=330.9 Ω，所以变阻器选择R2；（2）多用电表做电压表

测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 ℃时，热敏电阻阻值为108.1 Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①．

【考点定位】多用电表的使用闭合电路的欧姆定律传感器

【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，其中30~80 ℃就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．

23．(11分) [2010·全国I卷] 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大。R L的测量结果如表所示。

回答下列问题：

(1) 根据图所示的电路，在实物图上连线。

(2) 为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作R L-t关系图线。

(3) 在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。电流表的读数为 ，电压表的读数为 。此时等效电阻R L 的阻值为 ，热敏电阻所处环境的温度约为 。

解：(1)如图： (2)如图： (3)115.0mA ，5.00V ，43.5Ω，64.0℃。

解析：由部分电路欧姆定律得：R ＝U I ＝5.0V 0.115A

＝43.5Ω，对照图找出相应的温度为64.0℃。 考点：[电阻率与温度的关系、传感器]。

22．(5分)[2011·全国I 卷] 为了测量一微安表头A 的内阻，某同学设计了如图所示的电路。

图中，A 0是标准电流表，R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E 是电池。完成下列实验步骤中的填空：

(1) 将S 拨向接点1，接通S 1，调节 ，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 的读数I ；

(2) 然后将S 拨向接点2，调节 ，使 ，记下此时R N 的读数；

(3) 多次重复上述过程，计算R N 读数的 ，此即为待测微安表头内阻的测量值。 解：(1)R 0；A 0；(2)R N ；A 0的读数仍为I ；(3)平均值

点评：[测量微安表头的内阻、替代法]。

23．(10分)[2012·全国I 卷] 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。

现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D 为位于纸面内的U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱；○A 为电流表；S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

(1) 在图中画线连接成实验电路图。

(2) 完成下列主要实验步骤中的填空：

①按图接线。

②保持开关S 断开，在托盘内加入适量细沙，使D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m 1。

③闭合开关S ，调节R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使

D ；然后读出 ，并用天平称出 。 ④用米尺测量 。

(3) 用测得的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出B ＝ 。

(4) 判定磁感应强度方向的方法是：若 ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

解：(1)连线如图所示 (2)③重新处于平衡状态；电流表的示数I ；此时细沙的质量m 2；④D 的底边长度l (3) |m 2－m 1|g Il

(4)m 2＞m 1

23．(8分)[2013·全国I卷] 某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：

多用电表；

电压表：量程5V，内阻十几千欧；

滑动变阻器：最大阻值5kΩ

导线若干。

回答下列问题：

(1) 将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡，再将红表笔和黑表笔，调零点。

(2) 图(a)中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。

(3) 将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示

数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V。

(4) 调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分

别为12.0kΩ和4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为kΩ。

(5) 多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻

串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，

此多用电表内电池的电动势为 V ，电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为 kΩ。 解：(1)短接；(2)1；(3)15.0，3.60；(4)12.0；(5)9.00，15.0。

解析：(1)欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。

(2)电流流过多用电表原则：“红进黑出”。

(3)多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“×1k”读第一排，读数为15.0×1k ＝15.0kΩ；直流电压5V ，最小分度为0.1V ，估读到分度值下一位，读数为3.60V 。

(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。

(5)由第(3)步：E ＝ 3.612×103r ＋ 3.612×103×15×103，即：E ＝ 3.612×103

r ＋4.5。 由第(4)步：E ＝412×103

r ＋4。解得：E ＝9.00V ，r ＝15.0 kΩ。 23．(9分) [2014·全国I 卷] 利用如图（a ）所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的

实验器材有：待测电源，电阻箱R （最大阻值999.9Ω），电阻R 0（阻值为3.0Ω），电阻R 1（阻值为3.0Ω），电流表○A （量程为200mA ，内阻为R A ＝6.0Ω），开关S 。

实验步骤如下：

① 将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S ；

② 多次调节电阻箱，记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R ；

③ 以1I 为纵坐标，R 为横坐标，作1I

－R 图线（用直线拟合） ④ 求出直线的斜率k 和在纵轴上的截距b 。

回答下列问题：

(1) 分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻，则1I

与R 的关系式为 。 (2) 实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R ＝3.0Ω时电流表的示数如图（b ）所示，读出数据，完成下表。答：① ，② 。

(3) 在答题卡图(c)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k ＝ A -1Ω-1，截距b ＝ A -1。

(4) 根据图线求得电源电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω。

解：(1) 1I ＝3E R ＋15＋3r E

；(2)如图，0.110，9.09；(3)1，6.0；(4)3，1.0

解析：k ＝13－67＝1，3E ＝1，15＋3r E

＝6。 23．(9分) [2015·全国I 卷] 图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1) 已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为lmA ；R 1和R 2为阻值固定的电阻。若使用a 和b 两个接线柱，电表量程为3mA ；若使用a 和c 两个接线柱，电表量程为10mA 。由题给条件和数据，可以求出R 1＝ Ω，R 2＝ Ω。

(2) 现用一量程为3mA 、内阻为l50Ω的标准电流表○A 对改装电表的3 mA 挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA 。电池的电动势为1.5V ，内阻忽略不计；定值电阻R 0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R 0应选用阻值为 Ω的电阻，R 应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。

(3) 若电阻R 1和R 2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R ′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d 点应和接线柱 (填“b”或“c”)相连。判断依据是： 。

解：(1)15，35；(2)300，3000；(3)c ，毫安表有示数，则R 1断路，无示数，则R 2断路。

解析：(1)连ab ：R 1、R 2与毫安表R mA 中电流之比为2:1，R 1＋R 2＝12

R mA ，R 1＋R 2＝50，连bc ：R 1与R 2、R mA 中电流之比为9:1，R 1＝19

( R 2＋R mA )，9R 1－R 2＝100，解得：R 1＝15Ω，R 2＝35Ω。

(2)校准刻度0.5mA 到3mA ，所以总电阻最小值为：1.5V 0.003A ＝500Ω，总电阻最大值为：1.5V 0.0005A

＝3000Ω。若定值电阻选择1000Ω，无法校准3mA 刻度，所以定值电阻选择500Ω；若滑动变阻器选择750Ω，则总电阻达不到3000Ω，就无法校准0.5毫安刻度，故选3000Ω。

(3)只有一个电阻断路（损坏），则“d ”与“c ”相连，若毫安表无示数，则说明R 2断路，若毫安表有示数，则说明R 1断路。

23．(10分)[2016·全国I 卷] 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的

温度达到或超过60°C 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过I c 时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），直流电源（输出电压为U ，内阻不计），滑动变阻器R 1（最大阻值为1000Ω），滑动变阻器R 2（最大阻值为2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。

在室温下对系统进行调节，已知U 约为18V ，I c 约为10mA ；流过报警器的电流超过20mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60°C 时阻值为650.0Ω。

(1) 完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

(2) 电路中应选用滑动变阻器 （填“R 1”或“R 2”）。

(3) 按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为 Ω；滑动变阻器的滑片应置于 （填“a ”或“b ”）端附近，不能置于另一端的原因是 。 ②将开关向 （填“c ”或“d ”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 。

(4) 保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

解：(1)如图；(2)R 2，(3)①650.0，b ，接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA ，报警器可能损坏。②c ，报警器开始报警。

解析：①热敏电阻工作温度达到60°C 时，报警器报警。故需通过调节电阻箱使其电阻为60°C 时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0Ω，使报警器能正常报警，电路图如图。②U ＝18V ，

当通过报警器的电流10mA ≤I c ≤20mA ，电路中总电阻R ＝U I c

，900Ω≤R ≤1800Ω，故滑动变阻器选R 2。③热敏电阻为650.0Ω时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0Ω为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b 端。 考点：滑动变阻器在电路中的作用及其规格选择、串并联电路相关计算、等效替代思想。 关键：获取题中信息并转化为解题所需条件、理解电路设计原理、理解调节电阻箱和滑动变阻器的意义。

点评：[传感器电路设计]