专题18 电学实验-2020年高考物理母题题源解密

专题18 电学实验 【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅰ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅰ卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω,该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题: (1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在　　　　　(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。  (2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线　　　　　(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为　　　　　Ω(保留1位小数)。  (3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为　　　　　Ω(保留1位小数)。  【答案】(1)O、P　(2)I　50.5　(3)50.0　 【解析】(1)若将电压表跨接在O、P之间, ,解得 ,根据一次函数关系可知对应斜率为 ,且 <Rx。若将电压表接在O、Q之间,U=I(Rx+RA),根据一次函数关系可知对应斜率为(Rx+RA),且(Rx+RA)>Rx,结合图像的斜率可知kI>kII,所以Ⅱ图线是采用电压表跨接在O、P之间。 (2)、(3)因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率估算待测电阻为50 Ω左右,而 、 ,则 ,说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在O、Q之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。 根据图像可知 ,考虑电流表内阻,修正后待测电阻的阻值Rx=50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω。 【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷） 【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 Ω),电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。 (1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线。 (2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U=　　　　　　,流过小灯泡的电流I=　　　　　。为保证小灯泡的安全,I1不能超过　　　　　　mA。  (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R=　　　　　Ω(保留1位小数)。  (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于　　　　Ω(保留1位小数)。  【答案】(1)如图所示: (2)I1(Rg1+R0)　I2-I1　180　(3)11.6　(4)8.0 【解析】(1)如图所示 (2)由欧姆定律得小灯泡两端的电压为 U=I1(Rg1+R0), 由串并联特点得流过小灯泡的电流I=I2-I1; 小灯泡两端的最大电压为U=3.6 V, 则I1的最大值为 ; 当I1=173 mA时,灯丝电阻 ; (4)小灯泡两端的最大电压为U=3.6 V, 流过电流表A1的最大电流为I=200 mA=0.2 A, 所以 , 故Rmin'=8.0 Ω。 【母题来源三】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷） 【母题原题】已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。 (1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。 (2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为　　　　kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。  (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ。由图(a)求得,此时室温为　　　　℃(保留3位有效数字)。  (4