专题16 实验 -三年（2019-2021）高考物理真题分项汇编

专题16 实验 1．（2021·山东卷）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻 （实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势 ，内阻r约为 ）； 电阻箱R（阻值范围 ）； 滑动变阻器 （最大阻值 ）； 滑动变阻器 （最大阻值 ）； 微安表（量程 ，内阻等于 ）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合 、 ，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开 ，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“ ”或“ ”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为 ，该温度下热敏电阻的测量值为___________ （结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 3500 大于 减小 【解析】 （1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。 （2）[2]电路连接图如图所示 （3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即 可得 [4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。 （4）[5]由于是 图像，当温度T升高时， 减小，从图中可以看出 减小，从而 减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。 2．（2021·全国卷）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有： 小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A） 电压表（量程300mV，内阻300 ） 电流表（量程300mA，内阻0.27 ） 定值电阻R0 滑动变阻器R1（阻值0-20 ） 电阻箱R2（最大阻值9999.9 ） 电源E（电动势6V，内阻不计） 开关S、导线若干。 完成下列填空： （1）有3个阻值分别为10 、20 、30 的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线，R0应选取阻值为___________ 的定值电阻； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的___________（填“a”或“b”）端； （3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________ （保留1位有效数字）； （4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_______ 。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 （5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻___________（填“增大”“减小”或“不变”）； （6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率W1=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为W2，则 =_______（保留至整数）。 【答案】10 a 0.7 2700 增大 0.074 10 【解析】 （1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压 则有 则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10 ； （2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端； （3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时，