电学实验专题学生

1、高考定位电学实验是高考实验考查的重点，考查的实验有测定金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析，并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力考题1电表读数和多用电表的使用例1在练习使用多用电表时：(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()A测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测

2、量结果B双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大C测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开D欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变(2)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明_(填“a”或“b”)端是二极管正极(3)某同学想通过多用电表A中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表B中量程为2.5 V的电压档的内阻，如图1甲连线，选择倍率为×1k欧姆挡，测量前应对多用电表A进行_，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同，如图乙所示，从A表读出B表内阻约为_

3、k，从B表读出电压约为_ V.图1计算出多用电表A的电源电动势约为_ V(已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字)1(2014·重庆·6(1)某照明电路出现故障，其电路如图2所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点图2断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图3所示，读数为_ V，说明_正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)图3红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可判断发生故障的器件是_(选

4、填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)1欧姆表的原理(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig，此时中值电阻R中RgR0r，当两表笔接入电阻Rx时I，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀2欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“

5、OFF”挡或交流电压的最高挡考题2测量电阻的实验图4例2(2014·四川·8(2)图4是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 )，R1是电阻箱(099.9 )，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：()连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；()闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I10.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；()重复步骤()，再测量6组R1和I2的值；()将实验测得的7组数

6、据在如图5所示坐标纸上描点图5根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表A电流表(03 mA，内阻为2.0 )B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00.3 A，内阻为5.0 )D电流表(00.3 A，内阻未知)A1应选用_，A2应选用_测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I10.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)在坐标纸上画出R1与I2的关系图根据以上实验得出Rx_ .2(2014·新课标·22)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，

7、测量电路中电流表的连接方式如图6(a)或(b)所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值图63(2014·浙江·22)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图7是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出图7(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将

8、得到的电流、电压数据描到UI图上，如图8所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“×”)表示的图8(3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ .1电路结构：实验电路至少包括三个部分：(1)测量电路；(2)控制电路(滑动变阻器、开关)；(3)电源2电路设计：(1)电表选择注意三方面：安全性，要求量程不能太小，电表不反接；准确性，要求量程不能太大，读数一般要超过量程的；若电表量程不合适，要利用有准确内阻的电表进行改装(2)测量电路设计：若>，则应把电流表内接；若<，则应把电流表外接(3)控制电路：以小控大用分压，相差无几用限流，即当

9、滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压式接法；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流式接法另外滑动变阻器必须接为分压式的情况有三种：电压要求从零开始变化；滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；限流式不能获取有区分度的多组数据若两种接法均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小考题3描绘小灯泡(或者其他元件)的伏安特性曲线例3在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 V 1.5 W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A直流电源3 V(内阻可不计)B直流电流表0600 mA(内阻约0.5 )C直流电压表03 V(内阻约3 k)D滑动变阻器(10 ，1 A)E滑动变阻器(

10、1 k，300 mA)F开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器选用_(填“D”或“E”)(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图9所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零闭合开关后发现电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可确定断路的导线是_；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线是_；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是_图9(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图10所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.U/V00.51.01.

11、52.02.5I/A00.170.300.390.450.49图10如图11所示，将两个这样的灯泡并联后再与5 的定值电阻R0串联，接在电压恒为4 V的电路上，每个灯泡的实际功率为_ W(结果保留两位有效数字)图11图124某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件，该电学元件上标有“最大电流不超过6 mA，最大电压不超过7 V”，同学们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线，他们设计的一部分电路如图12所示，图中定值电阻R1 k，用于限流；电流表量程为10 mA，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为10 V，内阻约为10 k；电源电动势E为12 V，内阻不计(1)实验时有两个滑动变阻器可

12、供选择：A阻值0200 ，额定电流0.3 AB阻值020 ，额定电流0.5 A应选的滑动变阻器是_(填“A”或“B”)正确接线后，测得数据如下表：次数12345678910U/V0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50(2)由以上数据分析可知，电压表应并联在M与_(填“O”或“P”)之间；(3)在图12中将电路图补充完整；(4)从表中数据可知，该电学元件的电阻特点是：_.知识专题练训练14题组1电表读数和多用电表的使用1(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电

13、阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上_a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 kd旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔图1根据如图1所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_ .(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()A测量电阻时如果指针偏角过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B测量电阻时

14、，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D测量阻值不同的电阻时都必须重新调零答案(1)cabe30 k(2)AC解析(1)测量几十千欧的电阻Rx我们一般选择较大的挡位先粗测，使用前应先进行欧姆调零，然后依据欧姆表的示数，再更换挡位，重新欧姆调零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大挡，拔出表笔欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 k.(2)欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换挡一定要

15、进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业题组2测量电阻的实验2(2014·安徽·21)某同学为了测量一个量程为3 V的电压表的内阻，进行了如下实验(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图2所示，得出电压表的内阻为3.00×103 ，此时电压表的指针也偏转了已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 V，则电压表的示数应为_ V(结果保留两位有效数字)图2(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了如图3所示的电路图，实验步骤如下：图3A断开开关S，按图3连接好电路；B把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C将电阻箱R0的阻值调到

16、零；D闭合开关S；E移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V的位置；F保持滑动变阻器R的滑片P的位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V的位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G断开开关S.实验中可供选择的实验器材有：a待测电压表b滑动变阻器：最大阻值2 000 c滑动变阻器：最大阻值10 d电阻箱：最大阻值9 999.9 ，阻值最小改变量为0.1 e电阻箱：最大阻值999.9 ，阻值最小改变量为0.1 f电池组：电动势约6 V，内阻可忽略g开关、导线若干按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开

17、关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用_(填“b”或“c”)，电阻箱中选用_(填“d”或“e”)电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测_R真(填“>”或“<”)；若RV越大，则越_(填“大”或“小”)答案(1)1.0(2)cd>小解析(1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值由欧姆挡中央刻度值为“15”可知欧姆表内阻为1.5×103 ，根据电阻分压原理可知，电压表的示数U·RV×3×103 V1.0 V.(2)明确半偏法测电阻的实验原理由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知，滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻，故滑动变阻器选c

18、.电阻箱的最大阻值应与电压表内阻相近或大于电压表内阻，故电阻箱选d.接入电阻箱后，电路总电阻阻值变大，干路电流变小，变阻箱R0和电压表分担的电压变大，则UR0>URV，故R测>R真RV越大，R测越接近真实值，故越小3为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻，某实验小组设计了如图4所示的电路，可供选择的实验仪器如下：图4电流表A1(03 A、约5 )电流表A2(0100 mA、约10 )滑动变阻器R1(01 k，额定电流0.5 A)滑动变阻器R2(050 ，额定电流2 A)多用电表定值电阻R020 电源(3 V、约1 )及开关等，导线若干(1)请按图4所示的电路图将图5实物图连接完整

19、；图5(2)应选择的电流表是_，滑动变阻器是_；(填写符号)(3)测量过程中应保证电动机_；(填“转动”或“不转动”)(4)为防止烧坏电动机，实验中要分次读取数据，由实验测得的数据已在图6所示的UI图中标出，请你完成图线，并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R_ .(保留两位有效数字)图6答案(1)如图所示(2)A2R2(3)不转动(4)如图所示20解析(2)由题中的UI图像可知，电流表选A2，在该线路中滑动变阻器采用分压式接法，为使电路调节方便，滑动变阻器选R2.(3)若电动机转动会有机械能的转化，此时电动机就是非纯电阻电路，不能满足欧姆定律成立的条件，故在测量过程中应保证电动机不转动(4)

20、将图像连成直线，图像的斜率即为待测电动机的电阻与定值电阻R0之和，R0R40 ，故R20 .题组3描绘小灯泡(或者其他元件)的伏安特性曲线4某探究小组要描绘一个标有“4 V,1 W”的小灯泡的RU曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A电压表V(量程5 V，内阻约为5 k)B直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)C电流表A1(量程150 mA，内阻约为2 )D电流表A2(量程300 mA，内阻约为1 )E滑动变阻器R1(阻值010 )F滑动变阻器R2(阻值0200 )(1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表应选用_，滑动变

21、阻器应选用_(填写仪器符号)请在虚线框中画出该实验的电路图(2)根据实验数据，计算并描绘出了RU图像，如图7所示由图像可知，当所加电压为3.0 V时，小灯泡实际消耗的电功率为_ W(计算结果保留两位有效数字)图7(3)小灯泡的PU图像及IU图像如图8甲、乙所示则小灯泡的电功率P随电压U变化的曲线是_；小灯泡的伏安特性曲线是_(填“a”、“b”、“c”、“d”)图8答案(1)A2R1见解析图(2)0.75(3)bc解析(1)待测小灯泡为“4 V,1 W”，故其额定电流I0.25 A250 mA，故电流表只能选择A2；要描绘小灯泡RL的RU曲线，电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法，

22、为方便实验操作滑动变阻器应选R1.灯泡正常发光时的电阻R 16 ，电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为1 ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示(2)当电压为3 V时，由题图可知小灯泡的电阻为12 ，故此时小灯泡消耗的实际功率P W0.75 W.(3)灯泡电功率P，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的RU图像可知，U变大，I变大，而PIU，因此PU图像的斜率应随电压的增大而增大，故b正确；由小灯泡的RU图像可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故逐渐减小，故IU图像的斜率随电压的增大而减小，

23、故c正确5要描绘一个标有“3 V，0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，已选用的器材有：电源(电动势为4.5 V，内阻约1 )电流表(量程为0300 mA，内阻约5 )电压表(量程为03 V，内阻约3 k)滑动变阻器(最大阻值10 ，额定电流1 A)开关一个和导线若干(1)为便于实验操作，并确保实验有尽可能高的精度，则实验的电路图应选用下图中的_(填字母代号)(2)图9是实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图补充完成图8中实物间的连线(用笔画线代替导线)图9(3)测量结束后，先把滑动变阻器滑片移到_(填“左端”或“右端”)，然后断开开关，接着拆除导线，整理好器材(4)实

24、验得到小灯泡的伏安特性曲线如图10所示由图像可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而_ (填“不变”、“增大”或“减小”)图10答案(1)C(2)如图所示(3)左端(4)增大 考题1测定金属丝(液体)的电阻率例1在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图1所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝图1实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系你认为要不要串联电流表？并简单说明理由几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中三种金属丝a、b、c分别为下表中

25、编号为A、B、C的金属丝，则d应选下表中的 _(用表中编号D、E、F表示).编号材料长度L/m横截面积S/mm2A镍铬合金0.300.50B镍铬合金0.500.50C镍铬合金0.301.00D镍铬合金0.501.00E康铜丝0.300.50F康铜丝0.501.00(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率用毫米刻度尺测量金属丝长度为L80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图2甲所示，则金属丝的直径d为 _.按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在图丙中所示的坐标系上由图可求得金属丝电阻R_ ，该金属丝的

26、电阻率_·m(保留两位有效数字)图2解析(1)串联电路电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A、B、C的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d应选表中的E.(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm10.0×0.01 mm1.600 mm；根据坐标系内的点作出图像如图所示由图像可知，电阻阻值为R 0.5 ；由电阻定律R可得，电阻率 ·m1.3×106 ·m.答案(1)不需要，串联电路电流处处相等

27、，电压与电阻成正比E(2)1.600 mm0.51.3×106图31(2014·江苏·10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图3所示的部件_(选填“A”、“B”、“C”或“D”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.(2)图4所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)图4(3)在电路故障

28、被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议答案(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)解析(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(041.0×0.01) mm0.410 mm.(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的而滑动变阻器几乎不

29、起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、9间断路(3)由题知0.005<0.019，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U、I值，求出Rx后，再取平均值作为实验结果连接实物图要根据电路原理图，采用先串后并，如果滑动变阻器是分压式接法，一般先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻连接，然后将滑动变阻器的分压部分、待测电阻、电流表串联，最后并联电压表同时注意电压表和电流表的正负接线柱以及电流表的内、外接法，还要注意量程选取是否合适考题2测定电源的电动势和内阻例2某同学用如图5所示电路测量多用电表的内阻和内部电池的电动势图5(1)多用电表右侧表笔为_(填“红表笔”或“黑表笔”

30、)将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节_，使指针指在右侧满刻度处(2)移动滑动变阻器R的触头，分别读出五组电压表(内阻较大，可视为理想电压表)和欧姆表示数U、R，并将计算得出的、记录在表格中，其中第四次测量时欧姆表的示数如图6，其阻值为_ .在如图7所示的坐标纸上作出图线图62.501.701.251.000.800.180.100.060.02图7(3)若改用已使用较长时间的多用电表(电池电动势变小，内阻变大)，但仍能调零后测电阻，其测得电阻R值与原来相比_(填“偏大”、“不变”或“偏小”)答案(1)黑表笔调零旋钮(调R0也可)(2)30如图所示(3)偏大2某

31、同学用如图8所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源，且已选定倍率并进行了欧姆调零)实验器材的规格如下：图8电流表A1(量程200 A，内阻R1300 )电流表A2(量程30 mA，内阻R25 )定值电阻R09 700 滑动变阻器R(阻值范围0500 )(1)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.多次改变滑动触头的位置，得到的数据见下表.I1(A)120125130135140145I2(mA)20.016.713.210.06.73.3依据表中数据，作出I1I2图线如图9所示；据图可得，欧姆表内电源的电动势为E_ V，

32、欧姆表内阻为r_ .(结果保留3位有效数字)图9(2)若某次电流表A1的示数是114 A，则此时欧姆表示数约为_ .(结果保留3位有效数字)答案(1)1.50(1.481.51)15.0(14.016.0)(2)47.5(47.048.0)解析(1)根据闭合电路欧姆定律，由图像与纵坐标的交点可求得：欧姆表内电源的电动势E150 A×(3009 700) 1.50 V；由图像的斜率绝对值可求得欧姆表内阻，内阻约为r 15.0 .(2)由闭合电路欧姆定律知EI1(R0R1)Ir，则I0.024 A，故欧姆表的示数R47.5 .测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的

33、主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种：1伏安法利用电压表和电流表，闭合电路方程为EUIr，利用两组数据，联立方程求解E和r；也可作出UI图像，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻2伏阻法利用电压表和电阻箱闭合电路方程为EU(1)利用两组数据联立方程求解或将原方程线性化，处理为·或UrE，作图像或U图像，利用图线的截距和斜率求E和r.3安阻法利用电流表和电阻箱闭合电路方程为EI(Rr)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为·R，作R图像，利用图线的截距和斜率求E和r.考题3从原理迁移中突破电学实验例3霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科

34、学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展如图10所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UHk，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数图10(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图11所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“”接线柱与_(填“M”或“N”)端通过导线相连(2)已知薄片厚度d0.40 mm，该同学保持磁感应强度B0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示根据表中数据在图11中画

35、出UHI图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_×103 V·m·A1·T1(保留2位有效数字).I(×103 A)3.06.09.012.015.018.0UH(×103 V)1.11.93.44.56.26.8图11(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图12所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向_(填“a”或“b”)，S2掷向_(填“c”或“d”)为了保证测量安全

36、，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件_和_(填器件代号)之间图12解析(1)根据左手定则，正电荷受力向左，因此“”接线柱应接M点；(2)画出图像，图像的斜率为，将B和d代入就可以求出k值为1.5；(3)将S1掷向b，S2掷向c，电流恰好反向；应将该电阻接入公共部分，即在S1与S2之间，因此可以在S1与E之间也可以在E与S2之间答案(1)M(1分)(2)如图所示(3分)15(1.41.6)(1分)(3)b(1分)c(1分)S1(或S2)(1分)E(1分)(2014·福建·19(2)(9分)某研究性学习小组

37、利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图13甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻图13已知灵敏电流计的满偏电流Ig100 A、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只_ (保留一位小数)的定值电阻R1；根据如图14甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路；某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160该小组

38、借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_ (保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_(填选项前的字母)A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小DR0的实际阻值比标称值偏大答案1.0见解析图(其他正确连接同样给分)1.66充分利用已测得的数据CD解析由电流

39、表的改装知识可知，R1 1.0 .如下图根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知r1R0，r2R0，r3R0，r4R0.故rR04.0 1.66 .逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据根据题意可知，内阻的测量值为r测R0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响若R1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大根据内阻测量值的表达式可知，R0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大故选C、D.知识专题练训练15题组1测定金属丝(液体)的电阻率1用伏安法测定电阻约为5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池如图1甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有

40、刻度尺的绝缘底座两端的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示图1(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动_使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动_夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动_使F固定后读数(填仪器部件的字母符号)(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将图2所示实物图连接成实验电路图2(3)图3闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R计算出相应的电阻值后作出RL图线如

41、图3所示取图线上两个点间数据之差L和R，若电阻丝直径为d，则电阻率_.答案(1)DHG(2)见解析图(3)解析(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮使F固定后读数(2)根据电路图，连接实物图(3)根据R，得R，而S，代入得：.2某同学在学完“测量金属丝的电阻率”实验后，找到一个圆柱状导体材料，想利用实验测量其电阻率，利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量该导体的长度和粗细(1)用螺旋测微器测截面直径如图4甲所示，则该材料的直径为_ mm；利用20分度的游标卡尺测量长度如图乙所示，但该游标卡尺的游标

42、尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该材料长度为_ cm.图4(2)在本实验中，为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用了如图5所示的电路：图5测电阻过程中，首先，闭合电键S1，将电键S2接2，调节滑动变阻器RP和R，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U1、I1；然后，将电键 S2接1，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2.则待测材料的电阻可以表示为_(3)若本实验中，测得金属的长度为L，直径为D，电阻为Rx，则该金属电阻率的表达式为_答案(1)1.78310.155(2)(3)解析(2)电键接2时应有：U1I1(RxRARP)电键接1时应有：U2I2(RARP)联

43、立以上两式解得：Rx(3)根据电阻定律R可得：金属电阻率为.题组2测定电源的电动势和内阻3(2014·新课标·23)利用如图6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：图6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.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

44、势和内阻，则与R的关系式为_(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图7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图7(3)在图8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_ A1·1，截距b_ A1.图8(4)根据图线求得电源电动势E_ V，内阻r_ .答案(1)R(5.0r)(2)0.110(0.1090.111均正确)9.09(9.019.17均正确)(3)见解析图1.0(0.

45、961.04均正确)60(5.96.1均正确)(4)3.0(2.73.3均正确)1.0(0.61.4均正确)解析(1)根据闭合电路欧姆定律可知：EIRA(I)(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关系式可知k，截距b(5.0r)；由给出的数据作出图像，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如图所示由图像可知，k1.0 A1·1，b6.0 A1.(4)电源电动势E3.0 V，电源内阻r1.0 .4某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃

46、不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内电阻已知这个电池的电动势约为11 V13 V，内电阻小于3 ，由于直流电压表量程只有3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为15 V的电压表，然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是他们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路如图9所示，实验步骤如下，完成填空图9第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合电键，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3 V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_ V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15 V的电压表(2)实验可供选择的器材有：A电压表(量程为3 V，内阻约2 k)B电流表(量程为3 A，内阻约0.1 )C电阻箱(阻值范围09 999 )D电阻箱(阻值范围0999 )E滑动变阻器(阻值为020 ，额定电流2 A)F滑动变阻器(阻值为020 k，额定电流0.2 A)电阻箱