2020年高考物理备考优生：专题17电磁学实验：含解析

第一部分 名师综述

综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。 考纲要求

1、掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法；掌握多用表的使用方法。

2、掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法，会用伏安法测电阻。

3、能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论。

命题规律

1、与电阻测量有关的电学实验仍是2015年高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读数能力的考查。

2、命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等。

3、重视对实验操作能力的考查；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择。

第二部分 精选试题

1、 【2016•辽宁省鞍山市一中高三上二模】某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：

A ．电流表G （满偏电流10mA ，内阻10Ω）

B ．电流表A （00.63A A ～～，内阻未知）

C ．滑动变阻器0R （0100Ω～，1A ）

D ．定值电阻R （阻值990Ω）

E ．多用电表

F ．开关与导线若干

（1）某同学首先用多用电表的直流10V 挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如右图所示，则该电表读数为V 。（2分）

（2）该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙上完成实物连线．（2分）

（3）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的12I I -图线（1I 为电流表G 的示数，2I 为电流表A 的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=V ，内阻r =Ω．（每空2分）

【答案】（1）7.2；（2）如图所示；

（3）7.5；5.0

【解析】（1）量程为10V ，则最小分度为0.2，故读数为7.2V ；

（2）先将电流表及滑动变阻器串接在电源两端；再并联另一支路，电路中连线避免交叉；答案如图所示；

考点：测

量电动势和内电阻

【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确图象的应用，首先根据电压表的量程可明确对应的读数；其次根据已知原理图，根据原理图先连出其中一个支路，再去连接另一支路，注意导线不能交叉；最后根据图象与纵坐标的截距表示电源的电动势；图象的斜率表示电源的内阻。

2、【浙江省宁波市效实中学2016届高三上学期期中考试物理试题】同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V 多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V 、内阻约50k Ω的电压表测其两极时读数为0.96V 。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V ，0.5A ”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V 多。据您猜想，出现这种现象的原因应当是：（不要求写分析、推导过程）。

（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω. 小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA ，根据前面用电压表测得的0.96V 电压，由闭合电路欧姆定律得：

Ω=Ω⨯==-k I E r 0.31032.096.03

.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3k Ω。 请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由。

（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A.电流表A 1（量程为0～0.6A ，内阻为1Ω）

B. 灵敏电流表A 2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）

C ．灵敏电流表A 3（量程为0～300μA ，内阻未知）

D.滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）

E.滑动变阻器R2（最大阻值约2kΩ）

F．定值电阻（阻值2kΩ）

G.变阻箱（0～9999Ω）

①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻, 实验中应选择的器材是（填器材前的字母代号）。

②在方框中画出设计的电路图。

【答案】（1）水果电池内阻太大（2）晓宇的方法不正确；小丽同学测量的误差也很大。

（3）①B、G②

（3））①安阻法测电源电动势与内阻需要电阻箱与电流表，由题意可知，水果电池内阻很大，通过水果电池的最大电流较小，为保证安全并精确测量，电流表可选B，灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA，内阻为800Ω），因此实验器材可选：B、G．

②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示．

考点：测电源电动势和内电阻。

【名师点睛】在测电源电动势和内电阻这个实验里，涉及到电路的选择，仪器的选择，数据处理；根据给出的器材选用一个电流表和一个电阻箱，电流表选用量程符合测量要求的，滑动变阻器选用最大阻值与电池内阻相差不多的，能使电流表示数变化较明显，方便调节。

3、【2016•福建省厦门第一中学高三上期中】在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻，电源甲的电动势大约为

4.5V ，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V ，内阻大约为1Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：

A ．量程为3V 的电压表V

B ．量程为0.6A 的电流表1A

C ．量程为3A 的电流表2A

D ．阻值为4.0Ω的定值电阻1R

E ．阻值为100Ω的定值电阻2R

F ．最大阻值为10Ω的滑动变阻器3R

G ．最大阻值为100Ω的滑动变阻器4R

（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻。在数据处理过程中，分别以电流表的示数I 和电压表的示数U 为横坐标和纵坐标，经过计算机拟合得到如图乙所示的U I -图像，U 和I 的单位分别为V 和A ，拟合公式为 5.64U I A =-+；根据上述实验结果，请你判断，在实验中定值电阻选择是（填D 或者E ）；电流表选择的是（填B 或者C ）；滑动变阻箱选择的是（填F 或者G ）。

（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用如图丙所示电路。 ①定值电阻应选择（填D 或者E ）。

k闭合，2k断开，电压表示数为1.48V；然后将1k、2k均闭合，电压表示数为1.23V，则电源②实验中，首先将

1

乙电动势E=V；内阻r=Ω（该空结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）D、B、F；（2）①D；②1.48；

0.81

考点：测定电源的电动势和内阻

【名师点睛】本题考查了实验器材的选择，实验数据处理，要正确实验器材的选取原则，理解实验原理是正确解题的关键，同时根据安全性原则、准确性原则、与方便操作性原则选择实验器材；电路断路时的路端电压是电源电动势，短路电阻为电源内阻，根据表达式求出电动势与内阻。

4、【浙江省嘉兴市第一中学2016届高三上学期期中考试物理试题】甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。提供的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）及滑动变阻器R、电键S、导线。实验电路如图甲所示。

（1）连好电路后，当该同学闭合电键S，发现电流表示数为0，电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和、de时，示数均为0，把两表笔

接cd 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是：_________________。

（2）排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上，作出图所示的U —I 图线，该图存在多处不妥之处，请指出。（指出两处不妥之处）。 ,。

（3）为了在实

验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图丙所示的电路，丙电路中电阻R 0应该选取下列备选电阻的哪一个?。A ．1Ω B ．5Ω C ．10Ω D ．20Ω 【答案】（1）滑动变阻器断路；（2）U 的坐标选择不当，U 、I 的坐标上没有标明单位；（3）

B

（2）由

乙图可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，原因是电压U 的取值范围在2.70～3.00V 之间，而U 轴坐标起点的选取从0开始显然不妥；此外该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥；还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上，不在直线的点应尽量对称分布在直线的两侧，偏离直线太远的点应去掉，该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥之处． （3）保护电阻R 0应大约为6

.03

R Ω=5Ω，所以B 选项正确； 考点：测定电源的电动势和内阻

【名师点睛】本题主要考查了测定电源的电动势和内阻。属于中等难度的题目。本题考查测定电动势和内电阻的图象和数据处理，要明确该实验的原理和步骤．用电压表测电路时，若示数为零，则说明所接部分没有断路；若有示数则说明所接部分内出现了断路。

5、【2016•贵州省遵义航天高级中学高三第四次模拟】（共10分，（1）4分，每空1分，（2）共6分，每空2分） （1）用如图实－10－5所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K 和两个部件S 、T 。请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。

②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。

③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件

________________________________________________________________________。

使指针对准电阻的________（填“0刻线”或“∞刻线”）。

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤。并按________的顺序进行操作，再完成读数测量。

A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

（2）如图实－10－6所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为________mA；测直流电压时，用的是50V 量程，则指针所示的电压值为________V。

【答案】（1）①S （1分）

③T （1分）

0刻线（1分）

④ADC （1分）

（2）1 700（2分） 46或47（2分） 23.3---23.6 （2分）

考点：多用电表测量电阻

【名师点睛】本题关键是明确欧姆表的使用方法、减小误差方法，会使用欧姆表读数，不要忘记乘以倍率．根据多用电表使用的操作步骤及注意事项作答；指针偏转角度小说明被测电阻阻值较大，改用大量程，换挡后要注意欧姆调零；欧姆表的读数用表盘刻度乘以倍率；用多用电表的电流档与电压档时读数要注意估读．

6、【2016•江苏省如东高级中学高三上期中】某同学通过实验描绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，

A（0-500μA，内阻1000Ω）、定值电阻R、开关和导线若干，其他可供现有电源（电动势6V，内阻不计）、电流表

选用的器材如下：

A、电流表（0~250mA，内阻约5Ω）

B、电流表（0~0.6A，内阻约为0.2Ω）

C、滑动变阻器（0~10Ω，额定电流1.0A）

D、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流0.2A）

A串联定值电阻的阻值R=_______Ω，将其改装成一个量程为3.0V （1）为了测定小灯泡上的电压，可以将电流表

的电压表

（2）为减小测量误差并便于操作，实验中电流表应选用_________，滑动变阻器应选用________（选填器材前的字母）

（3）如图甲是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成图甲中实物间的连线，

（4）某同学在实验中测出9组对应的数据，已在图乙坐标中描出相应的点，请在图中作出小灯泡的伏安特性曲线，

如果将这个小灯泡接到电动势为3.0V，内阻为5.0Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是______W（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）5000

R=Ω（2）A、C（3）如图所示（4）如图所示，

0.36W

（4）伏安特性曲线如图所示。在同一坐标系内作出电源的U-I图象；两图象的交点坐标值是该电源给灯泡供电时灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由交点可知，U=2.0V，I=0.18A，故0.36

P UI W

==

考点：考查了描绘小灯泡伏安特性曲线

【名师点睛】应明确：①当实验要求电流从零调或变阻器的全电阻远小于待测电阻时变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；②当待测电阻满足V x

x A

R R

R R

时，电流表应用外接法，满足V x

x A

R R

R R

时，电流表应用内接法；③表示电阻和电源的I-U图线的交点表示通过电阻的电流和电阻两端电压

7、【吉林省长春外国语学校2016届高三上学期第一次质量检测物理试题】（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则金属丝的直径的读数是__________．

（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ．电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小．则图丁电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________．（填“大”或“小”）

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A是已知的，那么准确测量金属丝电阻R r的最佳电路应是图丁中的

__________电路（填电路图下的字母代号）．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻R r=__________（用题中字母代号表示）．

【答案】（1）0.881mm；0.42A；2.25V；（2）A；小；（3）U

I

−R A

考点：测定金属电阻率

【名师点睛】此题考查了测定金属电阻率的实验；能根据各种仪器的原理及读数方法进行读数，注意估读；对于电学实验一定不要单纯靠记忆去解决问题，一定要在理解的基础之上，灵活运用欧姆定律及串并联的相关知识求解.

8、【广西省柳州铁路第一中学2016届高三上学期10月月考理综试题】某多用电表内欧姆挡“×1”的内部电路图如图所示，小明同学将电阻箱和电压表V并联后接在两表笔a、b上，欲用图示的电路测量多用电表内部的电阻r（远小于电压表V的内阻）和电池的电动势E。实验的主要步骤为：

（1）表笔a为________（填“红表笔”或“黑表笔”）。将选择开关转至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节________，使指针指在_______（填“左”或“右”）侧零刻度处。

（2）改变电阻箱R的阻值，分别读出6组电压表和电阻箱的示数U、R，将11

U R

、的值算出并记录在表格中，请将第

3、5组数据的对应点在坐标纸上补充标出，并作出11

U R

图线。

（4）由于电压表的分流作用，多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值______（填“大”或“小”）。

【答案】（1）a ；调零旋钮（或调R 0）；右（2）如图所示（3）1.43（1.45～1.41）；23.4（22.9～23.9）（4）小

【解析】（1）表笔a 接内部电池的负极，应为红表笔。红黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到右侧零偏刻度处。

（2）11U R

图线如图所示。

考点：测

量电池内阻和电动势实验

【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U -I 图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查

9、【2016•辽宁省抚顺市一中高三上第一次模拟】要测量一只电压表的内阻V R 。提供的器材有：待测电压表V （量程0-3V ，内阻约为3k Ω）；电阻箱（阻值0-9999.9Ω）；滑动变阻器1R （阻值0-20Ω，额定电流为1A ）；滑动变阻器2R （0-1500Ω）；电源E （电动势为6V ，内阻为0.5Ω）；电键S 及导线若干。

（1）如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R 应选用__________________。

（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为__________

A 、合上电键S ；

B 、使滑动变阻器触头P 处于最左端，'R 的阻值调至最大；

C 、保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱此时的电阻2'R

D 、调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时的阻值1'R

（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为_____________

（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值_________（填“偏大”“偏小”“相同”）

【答案】（1）1R （2）BADC （3）212V R R R ='-'（4）偏大

（4）在实验步骤C 中，保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，电路总电阻变大，待测电压表与定值电阻的串联电压变大，当电压表半偏时电阻箱的阻值2R 偏大，则电压表内阻测量值V R 偏大 考点：测量电阻实验

【名师点睛】滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据实验目的与原理合理安排实验步骤；根据串并联电路特点及欧姆定律求出待测电压表内阻，并分析实验误差

10、【2016•银川一中高三第四次月考】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）。实验时用到的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

（1）在下面虚线框中画出实验电路图。要求尽量减少实验误差。

（2）在下面方格图中画出小灯泡的U —I 曲线。

【答案】（1）见图（2）见右图

考点：研

究小灯泡的伏安特性曲线实验

【名师点睛】本题考查了作实验电路图、作灯泡的伏安特性曲线，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确作出实验电路图的关键，要掌握描点法作图的方法

11、【2016•重庆市巴蜀中学高三上第三次月考】某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件1R （6V ，2.5W ）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材

A 、直流电源（6V ，内阻不计）

B 、电流表G （满偏电流3mA ，内阻10Ω）

C 、电流表A （0~0.6A ，内阻未知）

D 、滑动变阻器R （0~20Ω，5A ）

E 、滑动变阻器'R （0~200Ω，1A ）

F 、定值电阻0R （阻值为1990Ω）

G 、开关与导线若干

（1）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件1R 伏安特性曲线的电路原理图（1R 可用“

”表示）

（请画在方框内）