3年高考2年模拟1年原创物理专题18电学实验含解析

3年高考2年模拟1年原创精品高考系列

电学实验

【2018年高考考点定位】

高考考纲中共涉及到这几个实验，即测量金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定

电源的电动势和内阻、练习使用多用电表和传感器的简单使用，其中测量金属的电阻率涉及

到螺旋测微器和游标卡尺的读数，描绘小灯泡伏安特性曲线涉及到电路的连接和电表的选

择，测定电源电动势和内阻涉及到闭合同路的欧姆定律以及多用表的使用，知识点较多，需

要我们仔细梳理，认真掌握。

【考点pk】名师考点透析

考点一、测量金属丝的电阻率

【名师点睛】

①实验原理错误!未找到引用源。，根据电压表和电流测出电阻错误!未找到引用源。，测

出金属丝的长度和横微面积就可以计算出电阻率。

©对于金属丝的长度的测量多用到游标卡尺；而横截面积通过测量直径来计算，直径的测量

经常用到螺旋测微器。

如上图所示为游标卡尺，主要有主尺和游标尺两部分组成，主尺一般以毫米为单位，而游

标尺有10分度，20分度和50分度的游标尺，分度值分别为错误!未找到引用源。，错误！

未找到引用源。和错误!未找到引用源。；读数时分为两部分，其一为游标尺零刻度线左侧

对■应的主尺上面亳米的整数倍；其二为与主尺对齐的游标尺第N条刻度线，N乘以精确度；

二者之和即为最终读数，单位为亳米。注意精确度，末尾的零不可以省去。

上图所示为螺旋测微器，又称千分尺，其读数有固定刻度和可动刻度两部分构成，读数时

先读出固定刻度上面露出的错误!未找到引用源。的整数倍，再读出刻度可动刻度上面与固

定刻度对齐的刻度线乘以精确度错误!未找到引用源。，提醒大家注意，可动刻度线必须估

读到下一位；二者之和为最终读数；由于最终读数精确到千分之一亳米，所以乂叫做千分尺。

考点二、描绘小灯泡的伏安特性曲线

【名师点睛】

①实验原理：通过滑动变阻器调节小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，记录小灯泡两

端的电压和电流表示数，最终描点连线，做出错误!未找到引用源。图像。

©电流表的内接和外接：电流表内接法如卜图

—（A）—CZZ）-----

由于电流表和待测电阻串我而分压，导致电压表测量的电压不但包括待测电阻电压而且包括

电流表电压，所以此种方法电流表准确，电压表偏大，导致测量的电阻偏大；对于测品火电

阻时，由于电流表阻值较小，分压少，误差较小，所以一般测量大电阻用内接法。归纳为：

大内偏大

电流表外接法如下图

由于电压表和待测电阻并狭而分流，导致电流表所测电流包括待测电阻和和电压表的电流,

此种方案所测电压为准确的，而电流偏大，所以导致测量的电子偏小；对于测量小电阻时，

由于电压表内阻较大，分流少，误差较小，所以一般测量小电阻用外接法，归纳为：小外偏

小

综合考虑小灯泡电阻较小，所以选择电流表外接法.

③电压表和电流表量程选择要注意考虑小灯泡的额定电压和额定电流，调节滑动变阻器过程

一般不能超过额定电压和额定电流。

④滑动变阻器的链接方式有分乐式和限流式

上图为限流式，滑动变阻器与待测电阻串联，滑动变阻器右半部分被短路，滑片向右移动,

电流变小，待测电阻电压变小，但是电压和电流最小都无法减小到0.

上图为分压式，滑动变阻器左半部分与待测电阻并联，后与滑动变阻器右半部分串联，滑片

向右滑动，待测电阻的电压和电流增大，向左移动，待测电阻的电压和电流逐渐减小，当滑

片移动到最左端时，待测电阻被短路，待测电阻的电压和电流均为0.与限流式不同之处在

于电压和电流可以从零开始调节。

考点三、测量电源的电动势和内阻

【名师点睛】

①实验原理：根据闭合回路欧姆定律，错误!未找到引用源…测量需路端电压和干路电流,

做出路端电压随电流变化的图像就可以找到电动势和内阻。

©数据处理；根据路端电压随电流变化的数据记录描点作图如下，那么图线与纵轴的截距

即电源电动势，斜率即电源内阻，需要注意计算斜率是要看纵釉是否从0开始。

UA

nr<12FTFOTFA

考点四、练习使用多用电表

【名师点睛】

欧姆表表盘

直交流电流、直流交流电压表表盘

交流2.5V电压表表盘

机械调零旋钮

欧姆调零旋钮

红表笔插孔

黑表笔插孔

①电阻的测量：A,机械调零，旋转机械调零旋钮，把指针调整到左侧零刻线处。B,把红黑

表笔分别插入正负插孔，并根据电阻大小旋转到合适的倍率。C,红黑表笔短接，此时相当

于电阻等于零，旋转欧姆调零旋钮，把指针调整到右侧的零刻度线处，即欧姆调零。C,红

黑表笔分别于待测电阻相连，最终电阻读数为指针对应刻度乘以倍率。E,使用完毕后，拔

出红黑表笔，把旋钮旋转到OFF档或交流电压最高档。

注意：（1）测量电阻时，右边为小阻值，左边为大阻值。开始测量前，指针在左侧，若接

入电阻后指针偏角过小，说明示数太大，倍率太小，应该换大倍率；若偏角过大，说明示数

太小，倍率太大，应该换小倍率。（2）欧姆表测量电住时，电源在欧姆表内部，电流方向

为红进黑出，红表笔接电源负极，为低电势，黑表笔接电源正极，为高电势。

©电流电压的测量：A,机械调零，通过机械调整旋钮把指针调整到左侧零刻度线处B,测

电流则通过红黑表笔把万用表串联入电路，测电压则通过红黑表笔把万用表并联如电路，电

流方向遵循红进黑出，此时红表笔为高电势，黑表笔为低电势。C,根据估测的电压和电流

选择合适的量程。D,读数时，刻度盘共计50格，可以用量程除以50计算每格的具体数值,

根据指针指示的刻度乘以每格的数值即为最终读数。

考点五、练习使用多用电表

【名师点睛】

①传感器是把•些非电学量转化为电压或电流等电学量，从而放大后输入控制系统。

②常见传感器有热敏电阻，随温度升高而减小；光敏电阻，随光强度增强而减小。

【试题演练】

1.某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：

电源£（电动势为4V,内阻约为1C）；电流表4（量程5mA,内阻约为10C）；

电流表心（量程0.6A,内阻约为1。）；电压表％（量程3%内阻约为1kQ）；

电压表松（量程15V,内阻约为3kQ）；滑动变阻器用（阻值02Q）；

滑动变阻器入（阻值020Q）；开关及导线若干。

他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

金属丝长度

编号金属丝宜径勿mn金属丝直径的二次方Zymm,；电阻A/C

L/cm

10.2800.0784100.0016.30

20.2800.078450.008.16

30.5600.3136100.004.07

①他在某次测量中，用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，此示数为刖。

②图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路（选填

“A”或"B”）进行测量,电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应

选O

③请你认真分析表中数据，写出电阻〃与〃间的关系式庐（比例系数用力表示），

【答案】①0.512②A,错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。，错误!未找到引

用源。③型与，错误!未找到引用源。

兀

【解析】

（1）螺旋测微器读数为D=O.5mm+1.2x0.01mm=0.512mm；

（2）因电阻丝电阻远小于电压表内阻，故电流表应用外接法接法，故选A;

E4

电路中的最大电流乙=加=初记/aO.5.4,电流表选为，电源电压为4V,则电压表选匕，滑动变阻器

选择比被测电阻大2〜5倍的，故选改2。

（3）由电阻定律错误!未找到引用源。及错误!未找到弓:用源。得：错误!未找到引用源。，

将表格中的数据代入可得错误!未找到引用源。

【名师点睛】测量金属丝电阻率的实验原理，由错误!未找到引用源。得错误!未找到引用

源。，可直接测量的物理量，金属棒长度用游标卡尺测量，直径用螺旋测微器测量，电阻由

伏安法测量；在测电阻中，涉及电路元件的选择、滑动变阻器的使用、电流表的内接和外接，；

还可延伸到表的量程的选择，表的改装等，在元件的选择中，遵从三个原则，即安全性、准

确性、方便操作。

2.某兴趣小组要精确测定额定电压为3/的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时

电阻约500。。实验室提供的器材有：

A.电流表A（量程：033,内阻吊;15。）

B.定值电阻尼=1985。

C.滑动变阻器（010。）

【）.电压表/（量程：012匕内阻吊=lkQ）

E.蓄电池£（电动势为12匕内阻r很小）

F.电键S一只

G.导线若干

（1）要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的

（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用〃表示，电流表的示数用/表示，写出测

量节能灯电阻的表达式凡=（用题目中给出的相应字母表示）。当电流表中

的电流强度/=M时，记下电压表的读数〃并代入表达式，其计算结果即为节能灯

正常工作时的电阻。

【答案】（1）C；（2）错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。

【解析】

（D要精确测定额定电压为3P的节能灯正常工作时的电阻，需测量节能灯两端的电压和通过节能灯的电

流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量节能两端的电压，可以将电流表4

与定值电阻串联改装为电压表测量电压；节能灯正常工作时的电流约为/=?=之=6相左右，电流表的

R500

量程较小，电流表不能精确测量电流，可以用电压表测量电流；因为滑动变阻器阻值远小于节能的电阻，

所以滑动变阻器采用分压式接法，电路图选取C。

（2）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压错误!未找到引用源。，通过灯泡的电流错

误!未找到引用源。，所以节能灯正常工作时的电阻错误!未找到引用源。。改装后的电压

表内阻为错误!未找到引用源。，则当错误!未找到引用源。时，节能灯两端的电压为错误!

未找到引用源。，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。

【名师点睛】本题的难点在于电流表的量程偏小，无法测电流，电压表的量程偏大，测量电

压偏大，最后需通过改装，用电流表测电压，电压表测电流

3.甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势£及电阻用和尼阻值.

实验器材有：待测电源6不计内阻），待测电阻国，待测电阻尼，电压表V（量程为1.5V,

内阻很大），电阻箱〃（0-99.99Q）,单刀单掷开关S”单刀双掷开关S2,导线若干。

（1）先测电阻用的阻值.请将甲同学的操作补充完整：

A.闭合Si,将工切换到小调节电阻箱，读出其示数1和对应的电压表示数公

B.保持电阻箱示数不变，,读出电压表的示数应

C.则电阻片的表达式为#=.

（2）甲同学已经测得电阻用=4.80Q,继续测电源电动势少和电阻尼的阻值.该同学的

做法是：闭合S”将S2切换到a,多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数万和对应的电压表

示数由测得的数据，绘出了如图乙所示的错误!未找到引用源。图线，则电源电动势£

=V,电阻兄=Q（保留三位有效数字）。

【答案】（1）将错误!未找到引用源。切换到；错误!未找到引用源。（2）1.43；

1.20

【解析】

（1）保持电阻箱示数不变，将z切换到由于凡和K串联，所以通过N的电流1=5,N两端的电压

为%-4,所以房="/=有"五。。

1u\

（2）根据闭合电路欧姆定律，E=*8+与+R）,所以±=5・（4.8由此式看出，

RUEREuR

图线的截距为，=0.7,斜率k=..（4.8+劣尸之7=42,由此两式得，E=L43夕，弓=1.20。。

【名师点睛】本题为伏阻法测电动势和内电阻，但由于过程较为复杂，故应认真审题，明确

题中的实验原理；同时要注意电源内电阻忽略不计，错误!未找到引用源。可等效为内电阻

处理。

【三年高考】15、16、17年高考真题及其解析

★2017年名考笈曼★

1.【2017・天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其

中电流表人的内阻力=1.0kQ,电阻"=9.0kC,为了方便读数和作图，给电池串联一个

必=3.0Q的电阻。

①按图示电路进行连接后，发现错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。和错误!未找

到引用源。三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，

将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、错误!未找到引用源。间电压，读数不为零，

再测量、错误!未找到引用源。间电压，若读数不为零，则一定是导线断开；若读

数为零，则一定是___________导线断开。

②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表川

和A2的多组/、/2数据,作出图象如右图。由/图象得到电池的电动势后V,

内阻尸Qo

4/mA

Tirtt“+♦a卜•・

“沁十卜

【答案】①错误!未找到引用源。错误!未找到引用源，②L41（1.361.44均可）0.5

（0.40.6均可）

【解析】①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流,

将电压表接在错误!未找到引用源。间后有示数，说明电路被接通，即错误!未找到引用源。

间有断路故障，再测量错误!未找到引用源。间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的

范围被缩小到错误!未找到引用源。间，则一定是错误!未找到引用源。导线断开；若读数

为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在错误!未找到引用源。间。

②根据闭合电路的欧姆定律：错误I未找到引用源。，错误!未找到引用源。，上式可简化

为错误!未找到引用源。，读出两点坐标：（60,0.12）和（260,0.05）,代入方程解得:

电动势后1.41V,内阻厂0.5Q。

【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义一一纵轴截距和斜率表

示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。

2.12017•新课标I卷】（10分）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3.8V,额定电流0.32A）；电压表错误!未找到引用源。V（量程3V,

内阻3kC）；电流表错误!未找到引用源。（量程0.5A,内阻0.5。）；固定电阻“（阻

值1000。）；滑动变阻器〃（阻值09.0Q）；电源/（电动势5V,内阻不计）；开关S；

导线若干。

<1）实验要求能够实现在03.8V的范围内而小灯泡的电压进行测显，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（a）所示。

77mA

350

300

250

100

50

00

50!目:口三|三仁|三仁」

01234UN

图（a）

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）用另一电源用（电动势4V,内阻1.00Q）和题给器材连接成图（b）所示的电路,

调节滑动变阻器"的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在〃的变化范围内,

小灯泡的最小功率为W,最大功率为__________Wo（结果均保留2位小数）

【答案】（1）如图所示（2）增大增大（3）0.391.17

【解析】（D要求能够实现在a3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，

小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示3

（2）由图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电隹随电流的增大而增大，再由电回定律太=°，知,

S

电阻率增大；

⑶当滑动变阻器的阻值为9c时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时A如“而0得氏-1QZM,

在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为LM.75V,Z=225mA,尸i=3R.39W；整理得：

1r

/=当直线的斜率最大时，与灯泡的7-C曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最

R+rR+r

大。当滑动变阻器电阻值汉=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为比3.67V,7=0.32A,如右图所

示，最大的功率为P?=gL17W。

350

300

250

200

ISO

00

50

0234U/V

【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻一一外接法,

电压从0开始测量一一分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。

第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的任值随电流的变化而变化，通过闭合

电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。

3.12017•新课标II卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程

为100nA,内限大约为2500Q）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器A、R：（其

中一个阻值为2（）Q,另一个阻值为2000Q）；电阻第反（最大阻值为99999.9。）；

电源E（电动势约为L5V）:单刀开关Si和S2。a〃分别为两个滑动变阻器的滑片。

S（b）

（2）完成下列填空：

①加的限值为Q（填“20”或“2000”）o

②为了保护微安表，开始时将石的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填

“左”或“右”）对应的位置;将在的滑片。置于中间位置附近。

③将电阻箱用的限值置于2500.0。，接通工。将用的滑片置于适当位置，再反复调节总

的滑片〃的位置。最终使得接通S?前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前4与〃

所在位置的电势1填“相等”或“不相等”）。

④将电阻箱尼和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将发的阻值置于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Q（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：。

【答案】（1）连线见解析（2）①20②左③相等④2550（3）调节片上的分压，

尽可能使微安表接近满量程

【解析】（1）实物连线如图：

（2）①滑动变阻器通要接成分压电路，则要选捺阻值较小的20。的滑动变阻器；

②为了保护微安表，开始时将足的滑片C滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；

③将电阻箱凡的阻值置于2500.0Q,接通Su将4的滑片置于适当位置，再反复调节凡的滑片D的位置;

最终使得接通Sz前后，微安表的示数保持不变，这说明出接通前后在助中无电流流过，可知5与D所在

位置的电势相等5

④设滑片P两侧电阻分另।的吊1和处2,因6与。所在位置的电势相等，可知；&=冬；同理当凡和微

安表对调后，仍有：察二各；联立两式解得：玛=&&2=/2500x2601Q=255OQ。

网改22

<3）为了提高测量精度，调节拈上的分压，尽可能使微安表接近满蚩程。

【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平

衡的条件：对角线电阻乘职相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选

择的原则及实物连线的注意事项。

4.12017・新课标III卷】（9分〉图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电略图。

图中夕是电池；吊、R、R、吊和凡是固定电阻，症是可变电阻；表头©的满偏电流为250

口A,内阻为480Qo虚线方框内为换挡开关，月端和6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1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆

X100。挡。

（1）图（a）中的月端与（填“红”或"黑”）色表笔相连接。

（2）关于尼的使用，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，调整能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，调整标使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时，调整笈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4+是=Q,尸产

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时夕端是与“1”相连的，则多

用电表读数为_______;若此时8端是与“3”相连的，则读数为；若此时8端是

与“5”相连的，则读数为。（结果均保留3位有效数字）

【答案】（1）黑（2）B（3）160880（4）1.47mA（或1.48mA）1100Q2.95V

【解析】（D与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。

（2）凡是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆指时，先将两表笔短接，调整为使电表指针指在

表盘右端电阻笺”位置。

I及

（3）B端与二号目连时，是量程较小的电流表，所以舄+%=?^9=160Q；方端与“4%目连时，是蚩程

较小的电压表，所以&二号&=880。。

A

（4）若此时方端与“飞目连，多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.47mA5若此时B端与“3”

相连，多用电表是欧姆xlOOQ挡，则读数为1100D;若此时3端与“5号目连，多用电表是量程为5V的电

压表，则读数为2.95V。

【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平

时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分

清测量的物理量不同，读数方法不同。

5.12017・江苏卷】（10分）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路

图如图11-1图所示，继电器与热敏电阻吊、滑动变阻器〃串联接在电源〃两端，当维电器

的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控.继电器的电阻约为2DQ,

热敏电阻的阻值必与温度t的关系如下表所示

t/X.30.040.050.060.070.080.0

199.5145.4108.181.862.949.1

（1）提供的实验器材有：电源后（3V,内阻不计）、电源石（6V,内阻不计）、滑动变

阻器用（0200Q）、滑动变阻器必（0500Q）、热敏电阻相，继电器、电阻箱（0999.9。）、

开关S、导线若干.

为使该装置实现对3080匕之间任一温度的控制，电源E应选用（选填“6”或

“伤”），滑动变阻器〃应选用（选填“RJ或“尼”）.

（2）实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则

应将如图11・2图所示的选择开关旋至（选填“力”、“B”、或.

（3）合上开关S,用调节好的多用电表进行排查，在题11-1图中，若只有从。间断路，

则应发现表笔接入小。时指针（选填“偏转”或“不偏转”），接入小。时指针—

（选填“偏转”或“不偏转”）.

（题11-2图）

（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50°C时被吸合，下列操作步骤正确顺序

是.（填写各步骤前的序号）

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变显器的限值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Q

【答案】（1）反是（2）0（3）不偏转偏转（4）⑤©②③①

【解析】（D由表格数据知，当温度为30七时，热敏电阻阻值为199.5Q,继电器的限值为=20。，当电

流为15mA时，E=I（RcRo）=33V,所以电源选易，80七时，热敏电阻阻值兄=49.1Q,贝”

易,此时变阻器阻值五=330.9C,所以变阻器选择五2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋

钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有入c间断路，表笔接入心力时，整个回路断路，电表指针不偏转，

接入.、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50七时，热敏电阻阻值为108.1Q,所以应将电阻箱阻值调

至108.1Q,调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①.

【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变

阻器.明确实验的目的是实现对3080C之间任一温度的控制，其中3080C就是提示的信

息，结合表格数据，可知电阻值的取值.

2016年名考看教一

1.12016・上海卷】（7分）“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。

abede

（1）（单选题）该实验描绘的是

（A）两个等量同种电荷周围的等势线

（B）两个等量异种电荷周围的等势线

（C）两个不等量同种电荷周围的等势线

（D）两个不等量异种电荷周围的等势线

（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放

（A）导电纸、复写纸、白纸

（B）白纸、导电纸、复写纸

（C）导电纸、白纸、复写纸

（D）白纸、复写纸、导电纸

（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中&两点（八"连线与月、〃连线垂直）时，

示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针（选填：

“向左”或“向右”）移动。

【答案】（1）B（2）D（3）向右

【解析】（D该实险中，用/、3两个接线柱分别接在目源的正负极上，一个带正电同卜一个带负点，模

拟等量异种电荷产生的电场，所以选项B正确。根据题意，只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等,

现在保持红色探针与d点接触，为了保证电压表示数为零，需要使黑色探针与红色探针电势相等，则要把

黑色探针向右移动。（2）在实勘中，最上边一层是导电纸，这样才可以使/、B接线柱电流通过导电纸：

接下来依次是复写纸和白纸，实蛉过程中在导电纸上找到电势相同的点，需要用探针在导电纸上作标记，

标记通过复写纸就印到最下层的白纸上。（3）根据题意：只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等，

现在保持红色探针与d点接触，为了保证电压表示额为零，客要使黑电探针与红色探针电势相等，则要把

黑色探针向右移动。

【方法技巧】掌握如何模豆等量异种电荷，会正确操作该实验，知道导电纸、复写纸和白纸

的放置顺序，理解如何判断两个位置电势相等的方法，是解决本题的关键。

2.【2016•四川卷】（匚分）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测

电源（电动势约3V,内阻约2Q）,保护电阻用（阻值10Q）和此（限值5Q）,滑动

变阻器凡电流表A,电压表V,开关S,导线若干。

实验主要步骤：

（i）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

（ii）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数〃和相应电流表的示数/；

（iii）以〃'为纵坐标，/为横坐标，作〃-/图线（〃、/都用国际单位）；

（iv）求出。.-/图线斜率的绝对值〃和在横轴上的截距a。

回答下列问题：

（1）电压表最好选用;电流表最好选用。

A.电压表（03V,内阻约15kQ）B.电压表（03V,内阻约3kQ）

C.电流表（0200mA,内阻约2Q）D.电流表（030mA,内阻约2Q）

（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱

连接情况是。

A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱

D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱

（3）选用大a、用和用表示待测电源的电动势£和内月/•的表达式后_____,尸______,

代入数值可得£和r的测量值。

【答案】（1）A、C（2）C（3）而；错误!未找到引用源。

W11

【解析】（1）电压表最好选用内阻较大的A;电路能达到的最大电流/=--------=--------A»180mA,

4+4+/■10+5+2

电流表选用C。（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。说明外电路的电阻变大，涓

动娈阳器电阻娈大，则两导线与滑动娈阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,

另一条导线接在电阻丝左端接线柱，故选C。

（3）根据图线的在口轴上的截距等于电动势E,则£=初；斜率等于内阻与牝之和，则片*-泾。

【名师点睛】此实验是课本上的测量电源的电动势和内阻实验的改进实验；与课本实验不同

的地方就是加了两个保护电阻；仪器的选择要考虑实验的误差因素，比如此实验产生误差的

是电压表的分流作用，故选择电压表时要尽量用内阻较大的电压表.

3.[2016•天津卷】某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，

要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有:

电压表%（量程03V,内阻等于3kQ）

电压表5（量程015V,内阻等于15kQ）

电流表8（量程0200mA,内阻等于10Q）

电流表A?（量程03A,内阻等于（）.1Q）

滑动变阻器用（010Q,额定电流2A）

滑动变阻器发（01kQ,额定电流0.5A）

定值电阻吊（阻值等于1Q）

定值电阻/（阻值等于10Q）

定值电阻尼（阻值等于1kQ）

电源£（后6V,内阻不计）

①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

②该同学描绘出的〃图象应是下图中的。

U

【解析】①用电压表V】和氐串联，可改装成量程为U=-v（9+M）=4V的电压表；用电流表A1与所

并联可改装为量程为1+孕=04A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为

使曲线完整，滑动变阻器应采用分压接法，故选择总阻值小的风,电路如图。

②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的图线应该是B。

【名师点睛】此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验；此题的难点在于题中所给的电

表量程都不适合，所以不管是电流表还是电压表都需要改装，所以要知道电表的改装方法；

改装成电压表要串联分压电阻；改装成电流表要并联分流电阻；其他部分基本和课本实验一

样。

4.12016•浙江卷】（10分）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约

为3kQ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Q的电流表。采用分压电路接线，图1

是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的用，其阻值约为5Qo

图I图2

（1）测用阻值的最优连接方式为导线①连接______（填a或力、导线②连接______（填

。或"）。

（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得用的阻值为______

U/K0.400.801.201.602.002.40

Z/A0.090.190.270.350.440.53

（3）已知图2中是与片是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，分的边长是吊

的错误!未找到引用源。，若测兆的阻值，则最优的连线应选_____（填选项）。

A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接（1

C.①连接力，②连接cI）.①连接"②连接"

【答案】（1）ad（2）作图如图所示4.44.7（3）B

【解析】（D因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法：滑动变阻器采用分压式接法;

故测处的阻值的最优连接方式为导线①连接，、导线②连接由⑵作图如图；&=等=言Q44。

（3）根据电阻定律可得：夫=04=£；故五231,要测五2的限值，与以懂五1一样，最优的连线应①连

dLd

接4②连接由故选Bo

【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的

处理方法；电路的选择：当满足卡＞＞R时，用电流表外接电路；当满足凡＞＞同时，用电

流表内接电路。注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：“一上两下”。能够用

电阻定律来分析两导体的电阻关系。

5.12016•全国新课标in卷】（5分）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。

两根金属导轨力和错误!未找到引用源。固定在同一水立面内且相互平行，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。

（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，一旦在开关闭

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），

【答案】（1）如图所示（2）AC

/金属棒

产b

q4

【解析】（1）如图所示，注意滑动变阻器的接法是限流接法。

（2）根据公式尸=核可得适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能

定理产：m/可知金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，AC正确；若换用一

根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，所以对最后的速度没有影响，B

错误。

【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；

同时注意掌握图像的性质，能根据图像进行分析，明确对应规律的正确应用。

2015耳裔老友观★

1.12015•上海・27］如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。电流表满偏电流0.5mA、

内阻1OQ；电池电动势L5V、内阻1Q；变阻器错误!未找到引用源。阻值0-5000Q。

（1）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的，当电池的电动势下降到1.45V、内

阻增大到4。时仍可调零。调零后错误!未找到引用源。阻值将变_________（选填“大”或

“小”）；若测得某电阻阻值为300。，则这个电阻的真实值是。

（2）该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10。的电池，调零后测量某电阻的阻值，

其测量结果____________1选填“偏大”或“偏小”或“准确”）

【答案】（1）小；290（2）准确

【解析】（1）由闭合电路欧姆定律:错误!未找到引用源。得：错误!未找到引用源。，因

为式中月变小，不变大，故吊将减小：因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为后1.5V刻度

的。测得某电阻阻值为300。时，电流表中的电流错误!未找到引用源。，其它错误!未找

到引用源。，当电池电动势下降到=1.45V时，此时欧姆表的内阻错误!未找到引用源。，

由闭合电路欧姆定律得错误!未找到引用源。，解得真实值*=290。。

（2）该欧姆表换了一个中动势为1.5V,内阻为10。的电池，调零后测曷某电阻的限值的

测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。

【名师点睛】本题考查多用电表欧姆挡的工作原理，解答本题要求熟练闭合电路欧姆定律

的应用，掌握多用表的原理。

2.[2015•山东-22】如图甲所示的电路图中，恒流源可作为电路提供恒定电流R为

定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器用消耗

的电功率。改变吊的阻值，记录多组电流、电压的数值.得到如图乙所示的人/关系图线。

回答下列问题：

（1）滑动触头向下滑动时，电压表示数将（填“增大”或“减小”）。

（2）I沪Ao

（3）用消耗的最大功率W（保留一位有效数字）。

【答案】（1）减小；（2）1.（）（3）5

【解析】（D滑动头向下移动时，比阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小;

20

（2）由电路图可知：Z=Z+-,即：2R-瓜,由图线可知，小20；R=k=——Q=20Q,则

010

A>=1.0A5

（3）凡消耗的功率为P=IU=2QI-2QP,则当7=0.5时，功率的最大值为2=5歹

【规律总结】首先要搞清实验的原理及图线的物理意义，找到函数关系，通过图线的斜

率和截距求解未知量.

3.[2015•四川-8（2）】用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值用。已知电池的

电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：

电流表8（量程03（）mA）；

电流表A（量程0100mA）：

电压表V（量程06V'）；

滑动变阻器用（阻值05。）；

滑动变阻器五（阻值0300Q）；

开关S一个，导线若干条，

某同学的实验过程如下：

I.设计如图3所示的电珞图，正确连接电路。

II.将"的限值调到最大，闭合开关，逐次调小斤的阻值，测出多组〃和/的值，并记录。

以〃为纵轴，/为横轴，得到如图4所示的图线。

III.断开开关，将尼改接在反。之间，力与少直接相连，其他部分保持不变。重复II的步

骤，得到另一条卜/图线，图线与横轴/的交点坐标为（九0），与纵轴〃的交点坐标为

（0,6）O

回答下列问题：

①电流表应选用,滑动变阻器应选用;

②由图4的图线，得电源内阻r=o；

、、UN

6.S-

③用人、4和T表示待测电阻的关系式凡=,代入数值可得色

④若电表为理想电表，凡接在后。之间与接在力、〃之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位

置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围，电压表示数变化范

围。（选填“相同”或“不同”）

【答案】①A2,金；②25；③错误!未找到引用源。一八④相同，不同。

【解析】①根据题设条件中电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的

电流为数十毫安，因此电流表应选用小,为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻

器应选用夫2。

②根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图

线斜率绝对值即为电源的内阻，有：/=固=|晨

(60-20)x107

③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻,

因此有：/=，+8=|川=紧，解得：母=华-r

④若电表为理想电表，忌接在反C之间与接在月、S之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示

数变化范围相同，忌接在二、c之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而忌接在/、刀之间时,

电压表测量的是滑动变阻器与必两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此

电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。

【方法技巧】理清电路结构、抓住电学实验的根本原理一一伏安法和闭合电路欧姆定律，以

不变应万变。

4.[2015•安徽-2111）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器

材，一个满偏电流为100nA,内阻为2500Q的表头，一个开关，两个电阻箱（错误!未找到

引用源。）和若干导线；

（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头

与电阻箱（填“串联”或者“并联”），并洛电阻箱阻值调为

（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，

通过改变电阻"测相应的电流/,并且作相关计算后一并记录如下表：

1一3456

RiH95075(155.(145035.025.U

/'.in\»150IK724M2。5^6.04X.(»

/伍V»142140156133126120

图1图2

①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画

出错误!未找到引用源。图线。

②根据图线可得电池的电动势〃是V,内阻/是

【答案】（1）并联5.0（2）①如图所示©1.532.0

/«/v

//mA

【解析】（D把小量程的电流表改装成大量程的电'流表需并联小电阻，由并联的的特点，电压相等

口一乙）犬=，述”得式=5.00。

（2）如图所示，由EUZK+IQ+KK）得区=后一/«+&）,纵截距为电源的电动势£。

154—11R

广+&==Q,K/=5.0Q,得尸=20Q。

5OxlO-3

【名师点睛】测量电源的电动势和内阻是高考的热点，这两年总是和它综合出题，而电表的

改装只要运用•下串并联的特点，很容易得出答案

5.[2015-海南-12】某同学利用图（a）所示电路测星电容器充电时两极板间的电压随时

间的变化。实验中使用的器材为：电池内阻很小）、开关错误!未找到引用源。和错误！

未找到引用源。、电容器。（约100错误!未找到引用源。）、电阻错误!未找到引用源。（约

200k错误!未找到引用源。）、电阻错误!未找到引用源。（1k错误!未找到引用源。）、

电压表V（量程6V）、秒表、导线若干。

C

S2

图(b)图(c)

（1）按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线。

（2）先闭合开关错误!未找到引用源。，再断开开关错误!未找到引用源。：闭合开关错误!

未找到引用源。，同时按卜秒表开始计时。若某时刻电压表示数如图（c）所示，电压表的

读数为V（保留2位小数）。

（3）该同学每隔