高考物理二轮复习 第1部分 专题整合突破 专题14 电学实验教案

专题十四电学实验核心要点回扣一、电学仪器的使用与读数1电流表、电压表、欧姆表的比较：仪器极性量程选择读数电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示超过满偏刻度的的位置3 V和3 A量程估读到最小分度的；15 V量程估读到最小分度的；0.6 A量程估读到最小分度的电压表欧姆表使指针尽量指在表盘的中间位置左右表盘读数乘以相应挡位的倍率2.使用多用电表的“三注意”：(1)电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出(2)区分“机械调零”和“欧姆调零”：“机械调零”在表盘刻度左侧“0”位置，调整表盘下边的中间定位螺丝；“欧姆调零”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整欧姆调零旋钮(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在满偏到满偏之间读数较准确，如待测电阻约为2 k，应选用“100”挡3电学仪器的选择：(1)电源的选择：一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度二、电流表内外接法的区分与选择比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测Rx，偏大R测Rx，偏小适用条件RxRA(测大电阻)RVRx(测小电阻)三、分压式与限流式的区分与选择1控制电路的比较：比较项目限流式接法分压式接法电路电压调节的范围EE0E电能损耗节能耗能2.控制电路的选择：(1)从节能的角度考虑，优先选用限流式(2)以下三种情况必须用分压式：要求待测电路的U、I从0变化R滑Rx.选用限流式，Ux、Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)四、电学实验方法1等效替代法：在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来进行研究和处理2控制变量法：对于多个变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多个变量的问题变成单个变量的问题，从而研究这一个变量对事物的影响，分别对各个变量加以研究，最后综合解决3累积法：把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法，将微小量变为较大的量，不仅便于测量，还可以提高测量的准确程度，从而减小误差考点1电表的改装、使用与读数(对应学生用书第72页)品真题感悟高考考题统计五年4考：2017年卷T232015年卷T232013年卷T23、卷T23考情分析1电流表、电压表、欧姆表、电阻箱等仪器的原理、使用、读数是高考的高频考点2电表的使用和改造常在电学实验中考查，单独考查的较少3电表的读数，应该根据电表的精度进行估读，而欧姆表读数时应根据表盘上不同部分的精度不同进行估读4电阻箱无须估读5电表的改装原理是将改装后的物理量与流过灵敏电流计的电流建立一一对应的函数关系1(电表的读数与使用)(2017卷T23)图141(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；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 .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 挡(a)(b)图141(1)图(a)中的A端与_(选填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6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R6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R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置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R1R2_，R4_.(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”连接的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”连接的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_(结果均保留三位有效数字)【解析】(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，解得R1R2160 .当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120 ，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 .(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA.若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11100 1.10 k.若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V.【答案】(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA1.10 k2.95 V2(电表的改装)(2015卷T23)图142(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图142(1)已知毫安表表头的内阻为100 ，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可以求出R1_，R2_.(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 ；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 .则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器(3)若电阻R1和R2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_(选填“b”或“c”)相连判断依据是：_. 【导学号：19624162】【解析】(1)设使用a和b两接线柱时，电表量程为I1，使用a和c两接线柱时，电表量程为I2，则使用a和b时：IgI1使用a和c时：IgI2由两式得R115 ，R235 .(2)校准时电路中的总电阻的最小值为R小 500 ，总电阻的最大值为R大 3 000 ，故R0选300 的，R选用最大阻值为3 000 的滑动变阻器(3)d接b时，R1和R2串联，不论是R1还是R2损坏，电表都有示数且示数相同，故应将d接c.根据d接c时的电路连接情况可知：闭合开关，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2.【答案】(1)1535(2)3003 000(3)c闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2(2013卷T23)某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻，S为开关回答下列问题：(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_色(填选“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值R1_，R2_.(结果取3位有效数字)(a)(b)【解析】将表头改装成电压表时，需串联一电阻进行分压，而改装成电流表时则需并联一电阻分流，因此闭合开关后，并联上R1改装成一电流表，断开开关，表头与R2串联则改装成一电压表多用电表内部表头的正极在右侧，即电流应从表笔B流入，从表笔A流出，则表笔A为黑色当断开S时，Ig(R2r)Um，解得R2880 .当闭合S时，Ig(R2r)(IIg)R1，解得R11.00 .【答案】(1)如图所示(2)电流电压(3)黑 (4)1.00880熟技巧类题通法1多用电表使用“五步”法(1)选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 ，就应该选“10”的倍率；(2)进行欧姆调零；(3)将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量；(4)将指针示数乘以倍率，得测量值；(5)测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡2多用电表测电阻的注意事项(1)改换倍率必须重新进行欧姆调零；(2)通过选择合适倍率，指针指在刻度盘中间附近，误差较小；(3)测量电阻时，手不可接触表笔的金属杆部分；(4)被测元件与电源断开对考向高效速练.考向1电表的读数与使用1图143甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验连好的实物连接图图143小红调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图乙中的所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V所示读数为：_、_、_、_.两组数据得到的电阻分别为_和_【解析】电流表量程为0.6 A，每一小格代表0.02 A，读数时估读到精度的本位即可；电压表量程为3 V，每一小格代表0.1 V，读数时估读到精度的下一位读数分别为：0.10 A、0.24 A、2.00 V、0.27 V应用R求电阻时，电流为0.10 A时对应的电压为0.27 V；电流为0.24 A时对应的电压为2.00 V，求得的两组数据对应的电阻分别为2.7 和8.3 .【答案】0.10 A0.24 A2.00 V0.27 V 83(0.1)2.7(0.1)1.(2017遵义一中押题卷)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“1 k”挡内部电路的总电阻使用的器材有： 多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“1 k”挡后并进行了欧姆调零(2)将图(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_k和_ V.(a) (b)(c) (d)(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12.0 k和4.00 V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“1 k”挡内部电路的总电阻为_k.【解析】(2)多用电表插孔红正黑负，电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，由图示a所示可知，红表笔接触2，黑表笔接1；(3)多用电表挡位调到电阻“1 k”，由图b所示可知，电阻阻值：1 k15.0 15.0 k；由图c所示可知，电压表分度值为0.1 V，电压表读数为3.60 V；(4)欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1 k挡位的内电阻为15.0 k；根据闭合电路欧姆定律，电动势为：EUr4 V15 k9 V.【答案】(2)2(3)15.03.60(4)9.015.02.(2017重庆一诊)某学习小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)(1)该学习小组先使用多用电表测量电压，若选择开关处在“10 V”挡位，指针的位置如图甲所示，则测量结果为_V.(2)然后学习小组对多用电表进行了探究，将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡，测未知电阻值的电路如图乙所示，通过查找资料，了解到表头G的满偏电流为10 mA，并通过测量作出了电路中电流I与待测电阻阻值Rx关系图象如图丙所示，由此可确定电池的电动势E_V，该图象的函数关系式为I_.综上可判定学习小组使用了多用电表_倍率的欧姆挡A1B10C100D1 k【解析】(1)若用多用电表直流10 V挡测量电压，其分度值为0.2 V，对应读数是4.6 V.(2)对欧姆表内部的电路由全电路的欧姆定律I，当欧姆调零时，Rx0 ，I10 mA；而指针指向中值电阻时，R滑rgRx150 ，而I15 mA，故E1.5 V；故电流的表达式为I；由此可知欧姆表的内阻150 1510 ，则选择的是10的倍率【答案】(1)4.6(2)1.5B考向2电表的改装22017高三第二次全国大联考(新课标卷)某同学试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表在实验室他找了一节干电池(电动势E1.5 V、内阻r2.5 )，待改装的电流表满偏电流Ig5 mA、内阻Rg17.5 .该同学设计了如图144所示的电路图，A、B为接线柱，R为滑动变阻器图144(1)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行“欧姆调零”，此时应调节滑动变阻器R的阻值为_.(2)欧姆调零后，发现在A、B间接入阻值不同的电阻时，电流表读数不同若在电流表刻度线上直接标注相应电阻，则可直接读出A、B间接入的电阻，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表电流表“3.0 mA”刻度线标为_；为了操作方便，在A、B处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在_(填“A”或“B”)处. 【导学号：19624163】【解析】(1)欧姆调零时，应该将A、B短接，调节滑动变阻器R，使欧姆表指针指到0 ，即电流表达到满偏电流Ig，由闭合电电路欧姆定律得RrRg 2.5 17.5 280 .(2)保持R阻值不变，在A、B间接入电阻Rx时，通过电流表的电流为I13.0 mA，由闭合电路欧姆定律有Rx 200 ；为了操作方便，在A、B处用红、黑表笔接出，根据电流从红表笔进、从黑表笔出的原则，红表笔应接在A处【答案】(1)280(2)200A考点2电学基本实验(对应学生用书第73页)品真题感悟高考考题统计五年6考：2017年卷T23、卷T232016年卷T232015年卷T232014年卷T23、卷T22考情分析1电阻的测量和测量电源的电动势和内电阻是高考实验的热点2电阻的测量主要考查电阻的测量电路设计、控制电路设计、器材的选取与实物连接、实验数据的处理与误差分析等3电源电动势和内阻的测量重点考查实验设计(实验原理)和实验数据处理，对考生的综合分析能力和应用数学处理物理问题的能力要求较高4根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表5根据电路中可能出现的电流或电压的范围选择滑动变阻器，注意流过的电流不能超过滑动变阻器的额定电流6实物线的连接应使开关控制整个电路，连接电表应注意量程选择正确且正、负接线柱不要接错，导线应该接在接线柱上3(以测电阻为核心的电学实验)(2017卷T23)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(量程 3 V，内阻 3 k)；电流表 (量程0.5 A，内阻 0.5 )；固定电阻R0(阻值1 000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；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03.8 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145(a)所示(a) (b)图145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 )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) 【导学号：19624164】【解析】(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联后接入电路电路图如图所示(2)IU图象中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大根据电阻定律R，得灯丝的电阻率增大(3)当R0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示此时小灯泡功率有最大值当R9 时，将R看作电源内阻，则等效电源内阻为10 ，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示此时小灯泡功率有最小值取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：U13.66 V，I10.319 A，小灯泡的最大功率P1U1I11.17 W.取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：U21.77 V，I20.222 A，小灯泡的最小功率P2U2I20.39 W.【答案】(1)实验电路原理见解析(2)增大增大(3)0.391.17(以测电阻为核心的电学实验)(2017卷T23)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )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 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱RZ(最大阻值为99 999.9 )；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图(a)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线图(b)(2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2 000”).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_(填“左”或“右”)端对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近将电阻箱RZ的阻值置于2 500.0 ，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”)将电阻箱RZ和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将RZ的阻值置于2 601.0 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_(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：_.题眼点拨“开关S2接通前后，微安表的示数保持不变”，说明上下两并联支路电压分配比例相同；“当R120 ，R22 000 时，两并联支路的总电阻远大于R1的阻值”，可认为两并联支路电压不变【解析】(1)根据原理图(a)，将图(b)中的实物连线如图所示(2)滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 .为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等实验过程中，由于测量电路，即由RZ、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与RZ互换后通过R2、RZ和的电流不变，电路如图所示图甲图乙由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RAI2RI1RZ1I2R，即对于图乙，I1RZ2I2RI1RAI2R，即所以所以RA 2 550 .(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【答案】(1)见解析图(2)20左相等2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程(2016卷T23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线(a)(b)(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A100 AB250 AC500 A D1 mA【解析】(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1.(2)实物图连线如图所示(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug2.5 V，电阻箱阻值R630.0 时，电压表的示数UV2.00 V，此时电阻箱两端的电压URUgUV0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得故RgR630.0 2 520 .(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRgUg故IgA1 mA，选项D正确【答案】(1)R1(2)如图所示(3)2 520(4)D4(以测电源电动势和内阻为核心的电学实验)(2014卷T23)利用如图146所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S.图146实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；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；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；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，则与R的关系式为_(2)实验得到的部分数据如表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图147甲所示，读出数据，完成下表答：_；_.R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0甲乙图147(3)在图147乙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A11，截距b_A1.(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_. 【导学号：19624165】【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知：EIRA(RR0r)将R03.0 ，R13.0 ，RA6.0 代入上式得R(5.0r)(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110 A，倒数是9.09 A1.(3)由 R关系可知k，截距b(5.0r)；由给出的数据作出图象，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧由图象可知，k1.0 A11，b6.0 A1.(4)电源电动势E3.0 V，电源内阻r1.0 .【答案】(1)R(5.0r)(2)0.110 A9.09 A1(3)如图所示，k1.00(或在0.961.04之间)，b6.0(或在5.96.1之间)(4)E3.0(或在2.73.3之间)r1.0(或在0.61.4之间)熟技巧类题通法1器材选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)2选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”(因为：越接近理想电流表，其分压的影响越小)或“大内小外”(内接法测大电阻，外接法测小电阻)；选择滑动变阻器接法口诀：“以小控大用分压”(变阻器阻值小于待测电阻)3电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用4定值电阻的常见用途：保护电路、与电流表串联改装为电压表、与电流表并联扩程5测量电源的电动势和内阻的常用方法(1)三种常用实验方法和原理：伏安法EUIr、伏阻法EU(1r/R)、安阻法EI(Rr)(2)两种数据处理方法：联立方程求解法和图象处理法，对伏安法利用电源的UI图象求电动势和内阻；对伏阻法和安阻法需对闭合电路欧姆定律方程EU(1r/R)和EI(Rr)适当变形作线性处理，并利用直线方程的截距和斜率求电动势或内阻等物理量对考向高效速练.考向1以测电阻为核心的电学实验32017高三第一次全国大联考(新课标卷)某实验探究小组为了较精确地测量一待测电阻Rx的阻值，利用多用电表粗测出它的阻值，然后再改用伏安法测量以下是备用器材：A多用电表B电压表V1，量程6 V，内阻约8 kC电压表V2，量程15 V，内阻约10 kD电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.5 E电流表A2，量程3 A，内阻约0.02 F电源：电动势E6 VG滑动变阻器R1，最大阻值10 ，最大电流为2 AH滑动变阻器R2，最大阻值50 ，最大电流为0.1 AI导线、开关若干图148(1)如图148甲所示为多用电表表盘，若用100 挡测量电阻，则读数为_；(2)上述器材中应选出适当元器件_(填器材前面的字母代号)；(3)请在图乙所示的虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图(4)探究小组的同学合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后发现移动滑动变阻器时，电压表示数有变化，电流表示数为零，故障可能是_，为了检测故障具体原因，可以先使用多用电表_挡检查，在断电后用多用电表_挡检测【解析】(1)通过多用电表欧姆挡100 挡读出电阻值应该是900 .(2)根据电源电动势的值确定电压表量程，电压表选V1；由于通过待测电阻的电流最大值为6.7 mA，而A2量程太大，所以电流表选A1，又A1内阻约0.5 ，远小于被测电阻阻值，故伏安法测电阻选电流表内接法；由于待测电阻阻值较大，滑动变阻器阻值过小，并且需要多组数据进行测量，所以选滑动变阻器R1，并采用分压式连接所以器材要选ABDFGI.(3)根据电阻测量的要求以及阻值特点(大阻值电阻)，电路图如图所示(4)闭合开关后发现移动滑动变阻器时，电压表示数有变化，电流表示数几乎为零且不变，说明滑动变阻器调节有效，待测电阻或者电流表、以及连接线发生断路，从而出现电阻值无穷大先用电压挡检测电阻或电流表上的电压情况，再在断电情况下用欧姆挡检测是否电路连接脱落或者是电阻损坏【答案】(1)900(2)ABDFGI(3)见解析(4)待测电阻或者电流表以及连接线发生断路电压欧姆(2017商丘一中押题卷)某研究小组的同学准备测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率同学设计了实验方案并分工进行了以下测量：(1)用螺旋测微器测量其直径，如图甲所示，可知其直径为_mm；用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图乙所示，可知其长度为_mm；用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为_.(2)该小组同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A(量程015 mA，内阻RA20 )电压表V1(量程03 V，内阻约2 k)电压表V2(量程015 V，内阻约10 k)直流电源E(电动势3 V，内阻不计)滑动变阻器R0(阻值范围050 ，允许通过的最大电流2.0 A)开关S、导线若干要求便于调节且测得多组数据进行分析，完成如图丁框中的电路图，注明将所选的电压表(器材符号)(3)如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率的真实值_(用测出的物理量的符号表示)【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为0.0137.0 mm0.370 mm，所以最终读数为：6.5 mm0.370 mm6.870 mm；游标卡尺的固定刻度读数为50 mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.053 mm0.15 mm，所以最终读数为：50 mm0.15 mm50.15 mm；该电阻的阻值约为20.010 200 .(2)电源电动势为3 V，故电压表应选V1，滑动变阻器的电阻值相对比较小，所以选择分压式接法；有： 200 R，所以内接和外接都可以，如图所示：(3)根据欧姆定律得：RRA，根据电阻定律得：R解得：.【答案】(1)6.87050.15200(2)如图所示(3)考向2以测量电源电动势和内阻为核心的电学实验42017高三第一次全国大联考(新课标卷)在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材有：待测电源一个(电动势E约为9 V，内阻r在3585 范围内)，内阻为RV19.95 k的电压表一个(量程略大于电源的电动势)，电阻箱一个，开关一个，导线若干为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，R为横坐标，画出与R的关系图象，如图149所示试根据以上信息回答问题：图149(1)在虚线框内画出实验电路图(2)根据图象可得E_，r_.(保留两位有效数字) 【导学号：19624166】【解析】(1)由图可知，电阻箱的阻值可达到5 k，与电压表内阻的数量级相当，故电压表可并联在电阻箱两端，也可与电阻箱串联测电流，由与R成线性关系，电压表应与电阻箱串联，实验电路图如图所示(2)闭合开关，设干路电流为I，由闭合电路欧姆定律，得：EUI(Rr)，其中I，解得：，可见斜率k6106 V11，纵轴截距b0.12 V1，解得：E8.4 V，rRV50 .【答案】(1)电路图如图所示(2)8.4 V50 1.(2017肇庆市二模)某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形电池(电动势9 V左右)为了测定该方型电池的电动势E和内电阻r，实验室中提供如下器材：A电流表A1(满偏电流10 mA，内阻RAl10 )B电流表A2(00.6 A，内阻未知)C滑动变阻器R0(0100 ，1 A)D定值电阻R(阻值990 )E开关与导线若干根据现有的实验器材，设计一个电路，较精确测量该电池的电动势和内阻，请在答题卷图中的虚线框中画出电路图请根据你设计的电路图，写出电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2之间的关系式：I1_.上图为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1I2图线，由图线可以求出被测方形电池的电动势E_ V，内阻r_.(结果保留两位有效数字)【解析】(1)由于需要测量较为精确的数据，故需要多次测量，则需要将变阻器当成外电阻，用电压表和电流表分别测其路端电压和通过电源的电流，而题中没有提供电压表，需要通过电流表A1与定值电阻串联组成，再用电流表A2测电流，故电路图如图所示；(2)根据全电路欧姆定律，则EUIrI1(RRA1)(I1I2)r，解之得I1EI2；(3)在图线上取两组数据，代入到上式中，可解得E8.9 V，r9.9 .【答案】(1)见解析(2)I1EI2(3)8.89.29.9102.(2015宿迁模拟)小明利用如图甲所示的电路测定旧电池组的电动势与内电阻(1)根据图甲将图乙中的实物连线补充完整(2)由图丙可知：该电池组的电动势E_V，内阻r_(保留两位有效数字)甲乙丙丁(3)小明又利用上述实验方案测定了同规格新电池组的电动势与内电阻通过实验发现旧电池组与新电池组相比，电动势几乎没有变化，但它们的输出功率P随外电阻R变化的关系图线有较大差异，如图丁所示可知图线_(选填“A”或“B”)对应的是新电池组，试说出判断的理由： _.【解析】(1)根据实验电路图可得出实验中的实物图(2)图象与纵坐标的交点为电源的电动势，由图可知，电动势E4.3 V；内阻r 7.2 .(3)由公式PI2R、I及图丁知：外电阻相同时，B的输出功率大，电流大、电池组的内阻小，故B为新电池组【答案】(1)见解析(2)4.37.2(3)B理由见解析考点3电学创新实验(对应学生用书第75页)品真题感悟高考考题统计五年2考：2016年卷T23、卷T22考情分析1该类实验的特点是题目来源于教材，但又高于教材2实验的基本原理和思想方法是考查的核心3要解决此类实验问题，应摒弃简单的背诵实验而应向分析理解实验转变4熟练掌握欧姆定律、实验器材的选择和数据处理方法是融会变通的关键5(与敏感元件的相结合的设计与创新)(2016卷T23)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 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IC时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，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18 V，IC约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线图1410(2)电路中应选用滑动变阻器_(选填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：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_；滑动变阻器的滑片应置于_(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_.将开关向_(选填“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. 【导学号：19624167】题眼点拨据临界电流值估算滑动变阻器接入电路的阻值，恰当选择滑动变阻器利用状态的等效性进行电路的调试【解析】(1)电路图连接如图(2)报警器开始报警时，对整个回路有UIc(R滑R热)代入数据可得R滑1150.0 ，因此滑动变阻器应选择R2.(3)在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 .滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流IA27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏开关应先向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止【答案】(1)连线如解析图所示(2)R2(3)650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏c报警器开始报警6(与安培力相结合的设计与创新)(2016卷T22)某同学用图1411中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直图1411(1)在图中画出连线，完成实验电路要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A适当增加两导轨间的距离B换一根更长的金属棒C适当增大金属棒中的电流其中正确的是_(填入正确选项前的标号)题眼点拨“以限流接法接入电路”说明滑动变阻器应以串联的方式接入电路，“具有更大的速度”说明所需的安培力更大【解析】(1)实验电路连线如图所示(2)为使金属棒获得更大的速度，则金属棒运动时需要更大的加速度，根据牛顿第二定律有a，所以增加磁感应强度、增大电流、增加两导轨间的距离都可以使加速度增大故选项A、C正确，选项B错误【答案】(1)实验电路连线如图所示(2)AC熟技巧类题通法1对于电学实验的创新，应注意的两个问题(1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无须另外并联电压表，测电流表内阻时无须再串联电流表2解决电学设计型实验常用的三种方法(1)转换法：将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的值，这种方