2021届高考物理二轮复习（选择性考试）学案：第16讲　电学实验与创新

第16讲电学实验与创新

知识归纳感悟真题

31识我建

二|电压表、电流衣、欧姆我读则

T电流表的内、外接法|

仪器、仪表।

滑动变阻器的分压、限流接法|

的使用—U

Lj多川电■的砥丽

-|测定金属的电司

电

学

实|描绘小灯泡的伏安特性曲线|

验

一

|测定电源的电动势和内阻|

创新_p|电阻I则垃I

实验工I电流大平、霍尔无件等I

1.电学量测量仪器.

⑴电流表、电压表、欧姆表的对比.

仪器接线柱量程选择读数

若最小分度为

1、0.1、0.01等，

使指针指示比需要估读到最小

有正、负接线柱的

分度的下一位；

电流表电表，电流由电表满偏刻度;多

如果最小分度不

的正接线柱流入，

的位置是1、0.1、0.01

负接线柱流出.但

等，只需要读到

欧姆表的正接线柱

最小分度位即可

的电势低

电压表使指针尽量指取两位有效数字

在表盘的中间并乘以相应挡位

欧姆表

位置的倍率

2.欧姆表工作原理.

⑴电路：欧姆表是多用电表电阻挡的一个挡位，电路如图所示.

电流的流向：由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都

要从电表的“+”插孔(红表笔)流入，从“一”插孔(黑表笔)流出，所

以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的

是红表笔.

(2)调零：当红、黑表笔短接时，表头电流表指针满偏，此时4=

E

A+Kg+r，

(3)测量：当红、黑表笔之间接电阻号时，电路中电流1=

”苴转，&的一个值对应/的一个值，故将电流刻度标上相应

K~rK^~rr~rKx

的电阻刻度，即可直接读出待测电阻&的阻值.

(4)中值电阻：当被测电阻%=£+叫+=时，电流变为满偏电流的

一半，欧姆表指针指向刻度正中央，称为“中值电阻中值电阻为欧

姆表的内阻.

2.电流表的内外接法选择.

(1)两种接法的比较.

比较项目电流表内接法电流表外接法

电路

误差原因由于电流表内阻的分由于电压表内阻的分

压作用，电压表测量流作用，电流表测量

值偏大值偏大

R-U__「

U,R测一厂鸟+号

R测=1=RA+RX>RX

测量结果R<R

电阻的测量值大于真XX

电阻的测量值小于真

实值

实值

适用条件RX》RA，大电阻&《Rv，小电阻

⑵两种接法的判断.

①比值判断法：若髭<士，号为大电阻，内接法误差小应选用内

接法；若皆君,公为小电阻，外接法误差小应选用外接法.

Kx«A

②临界值判断法：当被测电阻&的大小无法直接判定时，先求临

界电阻RQ=NRARV.若凡>%,则以为大电阻，内接法误差小;若RX<RO,

则凡为小电阻，外接法误差小；若&=Ko,内外接法均可.

③试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较整及誉的大小时，

A%Ky

可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定，若电流表示

数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内

接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分

压作用大，应采用外接法.

3.滑动变阻器连接的限流接法和分压接法.

(1)两种接法的对比.

项目限流接法分压接法对比说明

串、并联关系不

两种接法电路图aR“b

后

~~------同负载凡上

RxEwr分压电路调节范

电压调节范围

围大

负载号上电流分压电路调节范

Ev/Vgy

调节范围围大

闭合S前触头位

b端《端都起保护作用

置

额定条件下电路分压电路耗能较

ElE(I+IP)

总功率多

⑵两种接法的处理技巧.

①滑动变阻器限流式接法选取原则：一般在滑动变阻器总电阻R.

与尺相差不大时，既不要求较大范围调节电流和电压，又不要求从零

开始读数，则优先选择限流式接法.

②滑动变阻器的分压式接法选取原则.

a.滑动变阻器的全值电阻治远小于用电器电阻&或电路中串联

的其他电阻的阻值，即&》％.

b.要求用电器&的电流或电压从零开始连续变化.

c.采用限流式电路时，电路中的最小电流大于用电器号的额定

电流，或给定的仪表量程偏小.

感悟真题

L（2020•全国卷II）某同学要研究一小灯泡L（3.6V,0.30A）伏安

特性.所用器材有：电流表Ai（量程200mA,内阻£gi=10.0。），电

流表AK量程500mA,内阻仆2=1.0。）、定值电阻％（阻值%=10.0。）、

滑动变阻器"（最大阻值10。）、电源£（电动势4.5V,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.

⑴根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线.

⑵若小乙分别为流过电流表A1和A2的电流，利用小心

和及写出：小灯泡两端的电压U=，流过小灯泡的电流/=

.为保证小灯泡的安全，不能超过_______mA.

⑶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人和A.所得实验数据

在下表中给出.

Ii/m

325585125144173

A

171229299379424470

A

根据实验数据可算得，当lx=173mA时，灯丝电阻R=

。(保留一位小数).

(4)如果用另一个电阻替代定值电阻Ro,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。(保留一位

小数).

解析：(2)根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表Ai和岛的总

电压，故根据欧姆定律有

U=/i(Rgi+Ro),

流过小灯泡的电流为I=l2-h,

小灯泡的额定电压为3.6V,由〃颖=/1（41+扁）可得/1=1801114,

即为了保证小灯泡的安全，八不能超过180mA.

.,,,UIi（£gi+R。）

（3）灯丝的电阻尺=7=」~~7r

1h~h

当，i=173mA时，Z2=470mA,

解得K=11.6Q.

（4）灯光的额定电压为U领=3.6V,

由3（Kgi+R）NU额，可得K28.0。.

答案：⑴

（2）/1（&1+心）I2-h180（3）11.6（4）8.0

2.（2020•全国卷III）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£、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为

20。）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100。）.

（1）在如图所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图.

热敏电阻

9

（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5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为

k。（保留两位有效数字）.实验中得到的该热敏电阻阻值R随

温度，变化的曲线如图（a）所示.

府kQ

010203040506070底

图（a）

（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2.2k。.由图（a）求得，此时室温为℃（保留三位

有效数字）.

（4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分

如图（b）所示.图中，E为直流电源（电动势为10V,内阻可忽略）；当

图中的输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报

警.若要求开始报警时环境温度为50℃,则图中（选填

或“R”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为k。（保

留两位有效数字）.

解析：（1）滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用

电流表外接.连线如图

E

(2)由部分电路欧姆定律得

U5.5

£=7=0.3X103QQi・8kO.

(3)由该电阻的阻值随温度变化的曲线直接可读得：25.5℃.

(4)温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少.而温度高

时输出电压要升高，以触发报警，所以应为热敏电阻.由图线可知，

温度为50℃时，R=0.8k。，由欧姆定律可得

£=/(«+&),

U=IR2,

代入数据解得R2=1.2k£2.

答案：⑴图见解析⑵1.8(3)25.5(4)7?!(5)1.2

3.(2020•江苏卷)某同学描绘一种电子元件的/-U关系图象，采用

的实验电路图如图1所示，⑦为电压表，④为电流表，£为电源(电动势

约6V),A为滑动变阻器(最大阻值20。)，&为定值电阻，S为开关.

(1)请用笔画线代替导线，将图2所示的实物电路连接完整.

台待测元件

待测元件

⑵调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表:

电压U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

电流/mA0.000.100.250.601.704.307.50

请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件/U的图线.

（3）根据作出的I-U图线可知，该元件是（选填“线性”或

“非线性”）元件.

（4）在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻心,会导致

的两个后果是_______.

A.电压和电流的测量误差增大

B.可能因电流过大烧坏待测元件

C.滑动变阻器允许的调节范围变小

D.待测元件两端电压的可调节范围变小

解析：（4）电压和电流的测量的绝对误差不变，因测量值变大，相

对误差变小，A错误；因没有保护电阻，可能因电流过大烧坏待测元

件，B正确；当滑动变阻器从左端滑动到右端过程，待测元件两端电

（凡+-0）RRxR

R+R+RR“R+R

压从0到U,」（x&+0%）/丹r可调节到nxx，

可调节范围变大，D错误；因待测元件两端电压的可调节范围变大，

所以滑动变阻器允许的调节范围变小，C正确.

答案：（1）如图所示

电压表

(2汝口图所示

(3)非线性(4)BC

-g细研考点提升素养

考点一多用电表实验仪器的使用和读数

知识的透

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K.(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，/g=g.„.,

此时中值电阻R中=4+&+r,当两表笔接入电阻当时，1=

电阻&与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故

十r十it*

欧姆表刻度不均匀.

2.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X10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.

特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所

指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指

针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重

新调零后再测量.

(奥题网析

典例口

的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15k。

刻度正好对应电流表表盘的50pA刻度.可选用的器材还有：定值电

阻％(阻值14kA),滑动变阻器"(最大阻值1500Q),滑动变阻器&(最

大阻值500。),电阻箱(0-99999.9。)，干电池(£=1.5V,r=1.5Q),

红、黑表笔和导线若干.

(1)欧姆表设计.

将图(a)中的实线连线组成欧姆表.欧姆表改装好后，滑动变阻器

R接入电路的电阻应为。；滑动变阻器选________(选填“吊”

或“心").

图(a)

(2)刻度欧姆表表盘.

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示.表盘上a、b

处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、

图(b)

(3)校准.

红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向k。

处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值

及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量.若校准某刻度时，电

阻箱旋钮位置如图⑹所示，则电阻箱接入的阻值为d

解析：(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接

电源正极.欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即£内==+/+&+

R=15k£2,解得A=900。.由于滑动变阻器&的最大阻值为500。，

所以滑动变阻器选R.

pF

⑵根据闭合电路欧姆定律，得乙=*_&和，代入数

A内十A”A内十/Q

据解得a=45k。，&=5kC.

(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、

黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在Ok。处.电阻箱的

阻值为(0.1X0+1X0+10X0+100X0+1000X5+10000X3)。=35

000.0Q.

答案⑴如图所示900⑵455

(3)035000.0

储组突破

考向❶电压表和电流表读数

1.如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如

图甲、乙所示.

(1)若使用的是。〜3V量程的电压表，读数为V.若使用

的是0〜15V量程的电压表，读数为V.

(2)若使用的是。〜0.6A量程的电流表，读数为A.若使

用的是0〜3A量程的电流表，读数为A.

甲乙

解析：对于电压表，当选取0〜3V量程时，每小格为0.1V,读

数为1.68V,当选取0〜15V量程时，每小格为0.5V,读数为8.4V;

对于电流表，当选取0〜0.6A量程时，每小格为0.02A,读数为0.46A,

当选取0〜3A量程时，每小格为0.1A,读数为2.30A.

答案：(1)1.688.4(2)0.462.30

考向❷多用电表原理及使用

2.(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如

图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：

①将K旋转到电阻挡“X100”的位置.

②将插入“+”、“一”插孔的表笔短接，旋动部件(选填

“C”或"D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线.

③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P

的两端分别为。、b,指针指示位置如图甲所示.为使测量比较精确，

应将选择开关旋到(选填"XI”“X10”或“XIk”)的倍率

挡位上，并重新调零，再进行测量.

(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势

为E、内阻为r,描为调零电阻，&为表头内阻，电路中电流/与待测

电阻的阻值Rx的关系式为.

⑶某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3V的电压

表内阻.该同学将欧姆挡的选择开关拨至“XIk”的倍率挡，并将红、

黑表笔短接调零后，应选用图中（选填"A”或"B”）方式连接.

解析：（1）②将插入“+”、“一”插孔的表笔短接，旋动部件D,

使指针对准电阻的“0”刻度线；③指针偏转角度过大，说明所选挡位太

大，应换“X10”挡.（2）根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电

P

路欧姆定律，贝"有：/=DJ__L.（3）欧姆表的正极插孔与内部电

Kg十/P<0十与P十t

源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电

压表的正极，所以选择图A正确.

E

答案：⑴D“XI。"（2）/=刀而叩；

（3）A

考点二以测电阻为核心的实验

知识的透

1.测电阻实验时仪表的选择及接法.

（1）仪表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）.

⑵选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”（越接近理想电流

表，其分压的影响越小）或“内大大”（大电阻适合电流表内接法，测量

值比实际值偏大）.

（3）选择滑动变阻器接法的口诀：“以小控大用分压”（并联总电阻

主要由小电阻决定，并联总电流主要由电阻小的支路决定，故并联电

路对小电阻的变化更敏感，即小电阻“控制”着大电阻）.

（4）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.

⑸定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流.

(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多.

(7)电流表量程的选择：电压表量程与被测电阻比值相差不多.

2.最常用的电阻测量方法.

(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”.

(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流

表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”.

(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压

表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法

(4)“伏安加A法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表

的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法

就应运而生，“伏安加£法”又叫作“加保护电阻法”.

(5)滑动变阻器限流式、分压式接法的选择.

①当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式

接法；

②当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法;

③当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用

分压式接法；

④负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、

电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；

⑤两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能).

(6)电表的“三用”：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可

以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”.

3.最为精确的电阻测量方法——等效替代法.

等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用

电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相

等)，则待测电阻与电阻箱是等效的.

(1)电流等效替代.

⑵电压等效替代.

Ro[

4.电表内阻测量最常用的方法——半偏法.

(1)电流表半偏法——“并联分流且并联电路电压相同”.

①实验步骤.

a.按如图所示连接实验电路.

b.断开S2,闭合Si，调节R,使电流表读数等于其量程4.

C.保持均不变，闭合S2,调节使电流表读数等于%m，然后

读出星2的值，若满足R》RA，则可认为心=展2.

②实验条件：4》KA.

③测量结果：&测=&<&.

④误差分析.

当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电

流，而此时电流表半偏，所以流经％的电流比电流表所在支路的电流

大，%的电阻比电流表的电阻小，而我们把&的读数当成电流表的内

阻，故测得的电流表的内阻偏小.

(2)电压表半偏法——“串联分压且串联电路电流相同

①实验步骤.

a.按如图连接实验电路.

b.将修的值调为零，闭合S,调节"的滑动触头，使电压表读

数等于其量程4

C.保持《的滑动触头不动，调节R2,使电压表读数等于;Um，

然后读出修的值，若R《Rv，则可认为£V=R2.

②实验条件：Ri《Rv

③测量结果：Kv测=夫2>K丫.

(4)误差分析.

当心的值由零逐渐增大时，%与电压表两端的电压也将逐渐增

大，因此电压表读数等于;以时，&两端的电压将大于;Um，使%>&，

从而造成Ry的测量值偏大.显然半偏电压法适于测量内阻较大的电压

表的电阻.

5.电桥平等法测电阻.

电桥法是测量电阻的一种特殊方法，其测量电路如图所示：

实验中调节电阻箱当A、B两点的电势相等时，&和小两端

的电压相等，设为5洞时&和&两端的电压也相等，设为5,根据

欧姆定律有：寸=£,针,由以上两式解得：R=RXR

/K2展3x239

这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件也可求出被测电阻尺的阻值.在

上面的电路图中：

(1)当就=m时，UAB=O,，G=0・

(2)当段今时，/GWO,且方向：艮

Ri

⑶当，G，且方向B-A.

R1UAB<0,/WO

典题例析

典例目(2020•全国卷I)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆

的电阻Rv,所用电压表的内阻为1k。，电流表内阻为0.5Q.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0、P两点

之间，另一种是跨接在。、。两点之间.测量得到如图(b)所示的两条

图线，其中U与1分别为电压表和电流表的示数.

图⑷

回答下列问题:

(I)图(b)中标记为n的图线是采用电压表跨接在.(选填

“0、P”或“0、

(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。(保

留一位小数).

(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对⑵中得到的结果进行修

正，修正后待测电阻的阻值为Q(保留一位小数).

解析：⑴若将电压表接在0、尸之间，/=乎+1，

Av/

则•/'

蛆十Av

根据一次函数关系可知对应斜率为

(广十£Kv•

若将电压表接在0、。之间，电流表分压为UA=/RA,

根据欧姆定律变形可知.=〃片,

解得U=/(R+RA).

根据一次函数可知对应斜率为(R+RA),对比图象的斜率可知心泌

II，

所以II图线是采用电压表跨接在O、尸之间.

(2)因为待测电阻为几十欧姆的电阻，通过图象斜率大致估算待测

电阻为50。左右，可知R^RARV,所以用电流表内接法测量的结果

误差较小，即由图线I得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结

果八/—50.5£2.

(3)因为Rx尸RX+RA,所以&=&1一&=50.0。.

答案：(1)0、P(2)I50.5(3)50.0

题组突破

考向❶伏安法测电阻

1.某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝

的长度，他们查得金属丝电阻率为p,并粗测电阻丝的电阻约为5Q,

实验室中有以下供选择的器材：

A.电池组（3V,内阻约1。）

B.电流表AH〜3A,内阻0.0125。）

C.电流表A2（0〜0.6A,内阻约为0.125。）

D.电压表Vi（0〜3V,内阻4k。）

E.电压表V2（0〜15V,内阻15k£l）

F.滑动变阻器品（0〜20。，允许最大电流1A）

G.滑动变阻器&（012000。，允许最大电流0.3A）

H.开关，导线若干

⑴为了实验电路更节能，且测量结果尽量准确，测金属丝电阻时

电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选

__.（填写仪器前字母代号）

⑵将设计的电路图画在虚线框内.

⑶若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图，则直径d=

（4）若用d表示直径，测得电阻为R,则金属丝的长度为.

解析：（1）由于电源电动势为3V,电表读数要达到半偏，则电压

表选D;由/=前口可知电路中最大电流约为0.5A,则电流表选C;

为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太

大，选F.

E

⑵电源电压为由/=工匚可知电路中最大电流约为

3V,K~rr0.5A,

为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，由RXV^RARY,

电流表采用外接法，电路如图所示：

-Hl_<——।

E

（3）主尺上读数为0.5mm,螺旋尺上读数为45.0X0.01mm,两者

和为0.950mm.

（4）由电阻定律：而S=TT（，2得：L=^^~.

答案：（1）CDF（2）见解析图（3）0.950（4）端

考向❷替代法测电阻

2.（2018•全国卷I）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在

25°C〜80℃范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有：置于温控

室（图中虚线区域）中的热敏电阻Rr,其标称值（25℃时的阻值）为900.0

。；电源E（6V,内阻可忽略）；电压表⑦（量程150mV）；定值电阻心（阻

值20.0。），滑动变阻器R（最大阻值为1000。）；电阻箱&（阻值范围

0-999.9。）；单刀开关Si，单刀双掷开关S"

实验时,先按图⑸连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃.

将S2与1端接通，闭合Si，调节用的滑片位置，使电压表读数为某

一值”；保持R的滑片位置不变，将义置于最大值，将S2与2端接

通，调节&,使电压表读数仍为Uo；断开S],记下此时七的读数.逐

步降低温控室的温度6得到相应温度下Ri的阻值，直至温度降到

25.0℃.实验得到的%，数据见下表.

t/℃25.030.040.050.060.070.080.0

Rz/Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

回答下列问题:

⑴在闭合Si前，图(a)中用的滑片应移动到(选填或

5)端.

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线.

图(C)

⑶由图(b)可得到Rr在25°C〜80°C范围内的温度特性.当t=

44.0℃时，可得&=d

(4)将右握于手心，手心温度下心的相应读数如图⑹所示，该读

数为。，则手心温度为℃.

解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到分端，使滑动变阻器连

入电路的阻值最大.

(3)由图象可知，=44.0°C时，电阻的阻值为450.00.

(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0£1,由图象可得温度约为

33.0℃.

答案：⑴b

(2)如图所示

(3)450.0(4)620.033.0

考向❸电表半偏法测电阻

3.某兴趣小组在学习了多用电表后，在实验室找到一个电流表G,

尝试自己动手改装一个电压表.

(1)先用半偏法测量电流表G的内阻，实验电路图如图所示，准备

有下列器材：

A.待测电流表G(量程1mA,内阻约几十欧)

B.滑动变阻器(阻值范围。〜100。)

C.滑动变阻器(阻值范围0〜20kQ)

D.电阻箱(0〜999.9。)

E.电阻箱(019999。)

F.电源（电动势9V,有内阻）

G.开关、导线

①实验中要求有较高的精确度，在以上器材中，用应选用

，4应选用•

②实验要进行的步骤有：

A.闭合开关Si

B.闭合开关S2

C.将R的阻值调到最大

D.调节"的阻值，使电流表指针满偏

E.调节%的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F.记下修的阻值并断开Si

G.按图所示连接好实验电路

以上步骤，合理的顺序是（用步骤前的英文字母表示）.

③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0。，则电流表内阻Rs=

________Q.

（2）要将该电流表改装成量程是3V的电压表，则应串联一个阻值

是。的电阻.

解析：（1）①为准确测量电流表的内阻，滑动变阻器的最大阻值应

远大于电流表的内阻，这样才可近似认为开关S2闭合前后干路中的总

电流是不变的，所以滑动变阻器应应选择C;最终电阻箱阻值应调到

与电流表内阻相等，为准确测量电流表的内阻，电阻箱&应选择D.

②先按图所示连接好实验电路，将"的阻值调到最大，闭合开关Si,

调节品的阻值，使电流表指针满偏；闭合开关S2,调节%的阻值，

使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下修的阻值并断开Si,整理电

路.则合理的顺序为GCADBEF.③滑动变阻器的阻值远大于电流表的

内阻,近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流不变.调节%的阻值,

使电流表指针偏转到满刻度一半处时，流过肥的电流与流过电流表的

电流相等，&与电流表并联，电流相等，则电阻相等，读得&的阻值

是50.0。，贝可仆=犬2=50.0Q.

（2）将该电流表改装成量程是3V的电压表，应串联电阻的阻值配

U3

=7小=正1浮。-50。=2950d

答案：⑴①CD②GCADBEF③50.0（2）2950

4.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两

倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法），实验室提供的器

材如下：

待测电压表V（量程3V,内阻约为3000。），电阻箱/（最大阻值

为99999.9。），滑动变阻器"（最大阻值100。，额定电流2A）,电源

以电动势6V,内阻不计），开关2个，导线若干.

（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，

将电路图补充完整.

Rn\

:「十：

（2）根据设计的电路，写出实验步骤：

（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R，v，与电压表内阻的真实

值R相比，R'vR,（选填或“<”），主要理由是

解析：（1）电路图如图所示:

(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最

小，闭合开关Si、S2,调节刷，使电压表V指针满偏，保证滑动变阻

器滑片的位置不变，断开开关S2,调节电阻箱氏使电压表的指针半偏，

读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻.

(3)K\>Kv,电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电

压变大，故电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大.

答案：见解析

考向❹电桥平衡法测电阻

5.(2017•全国卷II)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表

(量程为1004A,内阻大约为2500。)的内阻.可使用的器材有：两个

滑动变阻器为,%(其中一个阻值为20。，另一个阻值为2000。)；电

阻箱&(最大阻值为99999.9。)；电源E(电动势约为1.5V)；单刀开关

Si和S2.C、。分别为两个滑动变阻器的滑片.

(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.

⑵完成下列填空：

①R的阻值为。(选填“20”或“2000”).

②为了保护微安表，开始时将R的滑片C滑到接近图(a)中滑动变

阻器的端（选填“左”或“右”）对应的位置；将修的滑片D

置于中间位置附近.

③将电阻箱凡的阻值置于2500.0接通Si.将R的滑片置于适

当位置，再反复调节修的滑片。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3与。所在位置的电势

（选填“相等”或“不相等”）.

④将电阻箱《和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将&

的阻值置于2601.0。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：.

解析：（2）用起分压作用，应选用总阻值较小的滑动变阻器，即R

的电阻为20为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R的滑片C

应移到左端，确保微安表两端电压为零.反复调节。的位置，使闭合

S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，B、D两

点电势相等.将电阻箱&和微安表位置对调，其他条件保持不变，发

现将犬2的阻值置于2601.0。时，在接通S2前后，微安表的示数也保

持不变，说明里=则解得

"翳°L,O言U1.；U&/A=2550Q.

（3）要提高测量微安表内阻的精度，可调节R上的分压，尽可能使

微安表接近满量程.

答案：（1）连线如图

Rt

(2)①20②左③相等④2550(3)调节刷上的分压，尽可能

使微安表接近满量程

考向❸伏伏法测电表的内阻

6.用以下器材可测量电阻&的阻值.

待测电阻阻值约为600。；

电源£：电动势约为6.0V,内阻可忽略不计；

电压表Vi：量程为。〜500mV,内阻G=1000。；

电压表V2：量程为。〜6V内阻o约为10kO；

电流表A：量程为0〜0.6A,内阻「3约为1。；

定值电阻飞：治=60。；

滑动变阻器R最大阻值为150。；

单刀单掷开关S一个，导线若干.

(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的;,并能测量多组

数据，请在虚线框中画出测量电阻尺的实验电路图.

（2）若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量

计算Rx的表达式为&=,式中各符号的意义是

.（所有物理量用题中代表符号表示）

6V

解析：（1）电路的最大电流为/=万后不=0.01A,电流表量程太大,

可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表，电压表选择丫2即

可，要求测量多组数据，滑动变阻器需用分压式接法，电路如图所示.

（2）流过被测电阻的电流为/=5+.=近（”＞）_,被测电阻值

r1KoKori

.DU2-Ui（Uz-U\）所

为Rx-I~Ui（Ro+n）.

答案：（1）图见解析⑵段常，5为电压表V］的读数,

S为电压表V2的读数，为电压表V1的内阻，Ro为定值电阻

考向。安安法测电表的内阻

7.用安安法测定一个待测电阻尺的阻值（阻值约为200。），实验

室提供如下器材：

电池组E：电动势3V,内阻不计;

电流表Ai：量程0〜15mA,内阻约为100。；

电流表A2：量程0〜300pA,内阻为1000。；

滑动变阻器修：阻值范围0〜20。，额定电流2A；

电阻箱以：阻值范围0—9999。，额定电流1A；

开关S、导线若干.

要求实验中尽可能准确地测量尺的阻值，请回答下列问题：

(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表(填写器

材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到Q,这样可以改

装成一个量程为3.0V的电压表.

(2)在图中画完整测量尺阻值的电路图，并在图中标明器材代号.

(3)调节滑动变阻器两表的示数如图所示，可读出电流表A】

的示数是mA,电流表A2的示数是gA,测得待测电

阻Rx的阻值是Q.

解析：⑴把A?和反串联起来充当电压表，此电压表量程为3V,

夫2=」.>“6H-1000H=9000Q.

JUUA1U

⑶由图可知，电流表Ai的示数为8.0mA,电流表A2的示数是150

150XIO"X(1000+9000)

gA,待测电阻阻值为&=OF91a.

8.0X10-3-150X10~

答案：⑴A?9000

(2)如图所示

(3)8.0150191

考点三以测电源电动势和内阻为核心的电学实验

知识的透

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

处理的主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种.

1.测电源电动势和内阻的三种方法.

方法原理图数据处理

测出两组U、/值，根据£

用电压表、电流表和可变<

~~©—=U+Ir,通过计算或利用

电阻(如滑动变阻器)测量的

图象法处理数据

测出两组八£值，根据E

用电流表、电阻箱测量=/(K+r)通过计算或利用

图象处理数据

测出两组U、R值，根据

用电压表、电阻箱测量E=U+^r,通过计算或利

■s

用图象法处理数据

2.“测电源电动势和内阻”实验数据处理方法.

本实验在利用图象处理数据时，要明确：

⑴如图所示图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流/增

大时，路端电压U将随之减小，U与1成线性关系，U=E-Ir.

u

（2）电阻的伏安特性曲线中，U与/成正比，前提是K保持一定，

而这里的口图线中，E、r不变，外电阻K改变，正是K的变化，才

有1和U的变化.

（3）将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等

于电源电动势E,横轴截距点（路端电压U=0）意味着短路情况，它的

数值等于短路电流点

（4）图线斜率的绝对值表示电源内阻，由于z•一般很小，故得到的

图线斜率的绝对值就较小.为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标

不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得.

典超例析

典例日[2020•新高考卷I（山东卷），改编]实验方案对实验测量的

精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实

验方案进行了探究.实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1。）；

电压表V（量程3V,内阻约3k。）；

电流表A（量程0.6A,内阻约1。）；

滑动变阻器R（最大阻值为20。）；

定值电阻R（阻值2。）；

定值电阻阻值5。）；

开关一个，导线若干.

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻

值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数,

利用实验数据在U—/坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示

数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是（单选，填正

确答案标号）.

A.电压表分流

B.干电池内阻较小

C.滑动变阻器最大阻值较小

D.电流表内阻较小

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

().2

⑵针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室

提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示.

序号1234567

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

U/V1.351.201.050.880.730.710.52

请根据实验数据，回答以下问题：

①图丙上已标出前3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出后4

组数据对应的坐标点并画出U-/图象.

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为（选填“为”或

“£2'>

u/\

1.8

1.6

1.4

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2

00.10.20.30.40.50.60.7//A

国丙

③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物

图连接成完整电路.

解析：（1）电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多,

即电源内阻偏小，故B正确.

（2）①根据数据做出U-I图象如图;

1.8

1.6

1.4

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2

00.10.2()30.40.50.60.7//A

1CQ

②由图象