2020电学实验答案

电学实验答案[2010·全国I卷]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＝UI＝5.0V0.115A＝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]。

[2011·全国I卷]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m2；④D的底边长度l (3) |m2－m1|gIl(4)m2＞m1[2013·全国I卷]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 ＝ 3.612×103r ＋4.5。

由第(4)步：E ＝412×103r ＋4。

解得：E ＝9.00V ，r ＝15.0 kΩ。

[2014·全国I 卷]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。

[2015·全国I 卷]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：1.5V0.0005A＝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。

[2016·全国I 卷]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 ＝UI 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。

【2017·天津卷】【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。

【2017·新课标Ⅰ卷】（10分）【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lR Sρ=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 ，P 1=UI=0.39 W ；整理得：1EI 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P 2=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。

【2017·新课标Ⅱ卷】 【答案】（1）连线见解析 （2）①20 ②左 ③相等 ④2 550 （3）调节R 1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R 1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R 1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；z12122AR R R R =；同理当R z 和微安表对调后，仍有：z22122A R R R R =；联立两式解得：z12250026012550A Z R R R ==⨯Ω=Ω。

（3）为了提高测量精度，调节R1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。

【2017·新课标Ⅲ卷】【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。

【2017·江苏卷】【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．2018全国I 卷（1）b （2）如图 （3）450 （4）620.0 33.02018全国卷Ⅱ22．（6分）（1）如图所示 （2）1002 9102018全国卷Ⅲ23．（1）（4）2011U R U ⎛⎫-⎪⎝⎭（6）48.22018北京卷23．（1）U –I 图象如图所示，图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流 （2） a ．如图所示20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 R 2/Ωt /C ︒200 400 600 800 1000b ．电源输出的电功率 2222()2E E P I R R r R rR r R===+++当外电路电阻R =r 时，电源输出的电功率最大，为2max =4E P r （3）电动势定义式W E q=根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W 产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即 22W I rt I Rt Irq IRq =+=+ E Ir IR U U =+=+外内2018天津卷9．（1）200.2 （2）①BC ②B（3）①B ；C ；F ②③大于；电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可）2018江苏卷10．（1）①开关未断开 ②电阻箱阻值为零（2）（见下图） 1.4（1.30~1.44都算对） 1.2（1.0~1.4都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）1．(2019·高考全国卷Ⅰ，T23) 【解析】(1)实物连线如图所示．(2)毫安表示数为16.0 mA 时，对应微安表的刻度为160.0 μA ，说明量程扩大了100倍，当微安表指针到满量程250 μA 时，毫安表的示数应为25 mA ，即为改装后电表的量程，选项C 正确．(3)根据I g R g ＝(I －I g )R 得I ＝I g R gR＋I g 出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1 200 Ω，或者并联的电阻R 计算错误，接入的电阻偏小，选项A 、C 正确．(4)若微安表的满偏电压为U ，则对并联的电阻R 有 U ＝(25－0.25)×10－3A·R U ＝(20－0.25)×10－3A·kR 解得k ＝9979.【答案】(1)图见解析 (2)C (3)AC (4)99792．(2019·高考全国卷Ⅱ，T23) 【解析】(1)、是理想电压表，则R 0与硅二极管串联，电流相等，R 0两端电压U 1＝IR 0＝50.0×10－6×100 V ＝5.00×10－3 V ＝5.00 mV.由Ut 图象知，控温炉内温度升高时，U 2变小，又I ＝50.0 μA 不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即滑片向B 端移动．(2)由Ut 图象的斜率可知⎪⎪⎪⎪ΔU Δt ＝0.44－0.3080－30 V/℃＝2.8×10－3V/℃. 【答案】(1)5.00 变小 增大 B (2)2.83．(2019·高考全国卷Ⅲ，T23) 【解析】(1)欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即r ＋R 0＋R A ＋R ＝15 kΩ，解得R ＝900 Ω.由于滑动变阻器R 2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R 1.(2)根据闭合电路欧姆定律，得I a ＝E R 内＋R a 和I b ＝E R 内＋R b，代入数据解得R a ＝45 kΩ，R b ＝5 kΩ.(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在0 kΩ上．电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1 000×5＋10 000×3) Ω＝35 000.0 Ω. 【答案】(1)如图所示 900 R 1 (2)45 5 (3)0 35 000.04．（2019·天津卷）【答案】（1）0.200（0.196~0.204均可） （2）（3）1121I R I I - 相等【解析】（1）根据螺旋测微器的读数法则可知读数为0.0120mm 0.000mm 0.200mm ⨯+=。