复习巩固08 电学实验（原卷版）-2025版高三物理寒假精-品讲义

专题08电学实验常考考点真题举例\o"验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析"\o"电学创新实验"电学创新实验2024·广东·高考真题\o"验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理"\o"观察电容器充、放电现象"观察电容器充、放电现象2024·重庆·高考真题\o"使用多用电表测量二极管的正反向电阻"使用多用电表测量二极管的正反向电阻2024·浙江·高考真题测量电源的电动势和内阻2024·甘肃·高考真题掌握观察电容器的充、放电现象实验内容；掌握导体电阻的测量实验内容；掌握导体电阻率的测量实验内容；掌握测量电源的电动势和内阻实验内容；掌握练习使用多用电表实验内容；掌握描绘小灯泡的伏安特性曲线实验内容；掌握探究影响感应电流方向的因素实验内容；掌握探究电磁感应的产生条件实验内容；掌握探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验内容；掌握电学实验创新的分析方法和解题思路。TOC\o"1-2"\h\u核心考点01电学基本实验 一、观察电容器的充、放电现象 3二、导体电阻的测量 4三、导体电阻率的测量 10四、测量电源的电动势和内阻 12五、练习使用多用电表 16六、描绘小灯泡的伏安特性曲线 20七、探究影响感应电流方向的因素 21八、探究电磁感应的产生条件 23九、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 25核心考点02电学创新实验 27一、创新的方法 27二、解题的基本思路 27三、解决电学创新实验要抓住两点 27四、解题的三个要点 27核心考点01电学基本实验一、观察电容器的充、放电现象1、实验原理①电容器的充电过程：如下图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电。正、负极板带等量的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流，在充电开始时电流比较大，随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流为零。②电容器的放电过程：如下图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和。在电子移动过程中形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零。3、实验装置图4、实验步骤①按实验装置图连接好电路。②把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。③将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。④记录好实验结果，关闭电源。5、注意事项①要选择大容量的电容器。②实验要在干燥的环境中进行。③电流表要选用小量程的灵敏电流计。电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：

电容器C(额定电压10V，电容标识不清)；电源E(电动势12V，内阻不计)；电阻箱R1(阻值滑动变阻器R2(最大阻值20Ω，额定电流电压表V(量程15V，内阻很大)；发光二极管D1、D

回答以下问题：(1)按照图甲连接电路，闭合开关S1，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向___________端滑动(填“a”或“b”)(2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V(保留1位小数)。(3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8．0V时，开关S2掷向1，得到电容器充电过程的I−t图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为___________C(结果保留2位有效数字)(4)本电路中所使用电容器的电容约为___________F(结果保留2位有效数字)。(5)电容器充电后，将开关S2掷向2，发光二极管___________(填“D1”或“D2二、导体电阻的测量（五种方法）1、双安法利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法。原理：①电路图如下，电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1，定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表A1的电压U1＝(I2－I1)R0。若r1为已知量，可求得R0＝eq\f(I1r1,I2－I1)。若R0为已知量，可求得电流表A1的内阻r1＝eq\f(I2－I1R0,I1)。②电路图如下，电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1。则有I1(r1＋R0)＝(I2－I1)Rx，则如果r1、R0已知，可求出Rx的阻值；如果R0、Rx已知，可以求出电流表A1的内阻r1。③电路图如下，电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，电流表A1的内阻为r1。则有I1(r1＋Rx)＝(I2－I1)R0，则如果r1、R0已知，可求出Rx的阻值；如果R0、Rx已知，可以求出电流表A1的内阻r1。【注意】已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电压表使用，这是设计电路中的常用技巧，也是高考的热点之一。学校物理兴趣小组设计如图学校物理兴趣小组设计如图甲所示电路来测量一电阻Rx的阻值。其中R0是定值电阻，R是电阻箱。（1）完善下列实验步骤：①按照电路图用导线把实验器材连接起来；②为安全起见，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至________(填写“最大值”或“最小值”)；③闭合开关，调节电阻箱，当阻值为R时记录电流表A1、A2的示数I1、I2；④多次改变电阻箱阻值，并记录相应的电流表的示数；⑤把记录的数据填在表格中，计算出eq\f(I2,I1)的值；⑥以eq\f(I2,I1)为纵轴，电阻箱阻值R为横轴，描点作图，得到如图乙所示图像；⑦根据图像计算待测电阻的阻值。(2)用(2)用RA1、RA2表示电流表的内阻，待测电阻Rx的表达式为________(用题目中所给或所测物理量表示)。(3)根据如图乙所示的eq\f(I2,I1)－R图像，求得Rx＝________Ω。(4)考虑到电流表的内阻，由图乙求得的电阻值________(填写“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。2、双伏法利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。原理：①电路图如下，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，，电压表V1的内阻r1，电压表U1的电流I1＝eq\f(U2－U1,R0)，若r1为已知量，可求得R0＝eq\f(U2－U1,U1)r1。若R0为已知量，可求得电压表V1的内阻r1＝eq\f(U1,U2－U1)R0。②电路图如下，如果电压表V1的内阻r1、电阻R0已知，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，根据电路知识可知流过被测电阻Rx的电流为I＝eq\f(U1,r1)＋eq\f(U1,R0)＝eq\f(U1R0＋r1,R0r1)，则被测电阻为Rx＝eq\f(U2－U1,I)＝eq\f(U2－U1R0r1,U1R0＋r1)。同理，如果R0、Rx为已知，可以由上面的关系求出电压表V1的内阻r1。用以下器材可测量电阻用以下器材可测量电阻Rx的阻值。待测电阻Rx：阻值约为600Ω；电源E：电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；电压表V1：量程500mV，内阻r1＝1000Ω；电压表V2：量程6V，内阻r2约为10kΩ；电流表A：量程0.6A，内阻r3约为1Ω；定值电阻R0：R0＝60Ω；滑动变阻器R：最大阻值为150Ω；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eq\f(1,3)，并能测量多组数据，请在实线框中画出测量电阻Rx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Rx＝______，式中各符号的意义是________________________________________。3、等效替代法测量某电阻(或电表的内阻)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)，则电阻箱与待测电阻是等效的。故电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。原理：电流等效替代，电路图如下，实验步骤为：①按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端；②)闭合S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I；③断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I；④此时电阻箱接入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。电压等效替代，电路图如下，实验步骤为：①按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端；②)闭合S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U；③断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U；④此时电阻箱接入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。电流表A电流表A1的量程为0～200μA、内阻约为500Ω，现要测量其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1：阻值0～20Ω；电阻箱R2：阻值0～9999Ω；保护电阻R3：阻值约为3kΩ；电源：电动势E约为1.5V、内阻r约为2Ω。(1)如图所示，某同学想用等效替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。(2)电路补充完整后，请完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤。a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到________(选填“最大”或“最小”)。b．闭合开关Sb．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I。c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1的内阻r＝________。4、电桥法电桥法是测量电阻的一种特殊方法。原理：如下左图所示，实验中调节电阻箱R3，使灵敏电流计G的示数为0；当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx，电路可以等效为如下右图所示；根据欧姆定律有eq\f(UR1,R1)＝eq\f(UR2,R2)，eq\f(UR1,R3)＝eq\f(UR2,Rx)，由以上两式解得R1Rx＝R2R3或eq\f(R1,R2)＝eq\f(R3,Rx)，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图(a)所示，某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图(a)所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。(1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图(b)所示，对应的读数是________Ω；(2)适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小)，读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量m/g0.00.51.01.52.02.5电压U/mV057115168220280根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线；(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是________N(重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字)；(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1______F0(填“>”“＝”或“<”)。5、半偏法利用半偏法测量电流表或电压表的内阻时，先不连接电阻箱或将电阻箱阻值调为零，将电流表或电压表的指针调至满偏，然后再并联或串联上电阻箱，调节电阻箱的阻值，使电表示数为满偏刻度的一半，则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表内阻相等。原理：电流表半偏法，电路图如下，实验步骤为：①按如图所示连接实验电路；②断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表满偏；③保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表半偏，然后读出R2的值，则RA＝R2。测量结果偏小（RA测＝R2<RA），原因：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R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。减少误差的方法：选电动势较大的电源E，滑动变阻器R1满足条件为R1≫RA。电压表半偏法，电路图如下，实验步骤为：①按如图所示连接实验电路；②将R2的值调为零，闭合S，调节R1的滑片，使电压表满偏；③保持R1的滑片不动，调节R2，使电压表半偏，然后读出R2的值，则RV＝R2。测量结果偏大（RV测＝R2>RV），原因：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于eq\f(1,2)Um时，R2两端的电压将大于eq\f(1,2)Um，使R2>RV，从而造成RV的测量值偏大．显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。减少误差的方法：选电动势较大的电源E，滑动变阻器R1满足条件为R1≪RV。某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA的灵敏电流表，现要测量该表头的内阻（大于2000Ω），实验室所提供的器材有：某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA的灵敏电流表，现要测量该表头的内阻（大于2000Ω），实验室所提供的器材有：A．待测灵敏电流表；B．电阻箱（0∼99999.9Ω）；C．滑动变阻器（最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为0.5A）；D．滑动变阻器（最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；E．干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）；F．导线若干、开关两个。该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：①把滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合开关，并将电阻箱的阻值调到较大；②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使灵敏电流表满偏；③保持开关闭合、滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关，调整电阻箱的阻值，当灵敏电流表半偏时，电阻箱旋钮位置如图丙所示。请回答下列问题：(1)滑动变阻器应选用（填“”或“”）；(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整；(3)该灵敏电流表的内阻为Ω；(4)在操作无误的情况下，灵敏电流表内阻的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。三、导体电阻率的测量1、实验原理设计实验电路，如实验电路图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d（S＝eq\f(πd2,4)），由R＝ρeq\f(l,S)得：ρ＝eq\f(RS,l)（用R、S、l表示）＝eq\f(πd2R,4l)（用R、d、l表示），从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。2、实验电路图3、实验器材被测金属丝，直流电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。4、实验步骤用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径d，求出其平均值。用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度l，反复测量三次，求出平均值。连接好用伏安法测电阻的实验电路。把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内。5、实验数据处理求Rx的平均值的方法：①用Rx＝eq\f(U,I)分别算出各次的数值，再取平均值；②用U－I图线的斜率求出。金属丝电阻率的计算：ρ＝Rxeq\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI)。6、实验误差分析偶然误差：金属导线的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。统误差：(1)采用伏安法测量金属导线的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。由于金属导线通电后会发热升温，使金属导线的电阻率变大，造成测量误差。7、实验注意事项①先测直径，再连电路。为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度（测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测金属丝长度），且各测量三次，取平均值。②实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。③本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。④实验过程中电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。⑤闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在阻值最大的位置。⑥为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，若采用图像法求R的平均值时，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。某同学想要测量一段合金丝的电阻率：需要先测量这段合金丝的的阻值某同学想要测量一段合金丝的电阻率：需要先测量这段合金丝的的阻值（约50Ω）。实验器材有：电源E（电动势3V，内阻不计）；电流表（量程0~60mA，内阻约5Ω）；电流表（量程0~0.6mA、内阻为100Ω）；滑动变阻器R；开关一个、导线若干。主要操作步骤如下：(1)首先将电流表与阻值为Ω的定值电阻进行（填写“串”或“并”）联改装成量程为0~3V的电压表；(2)设计、连接电路，该电路要尽可能精确地测定合金丝的阻值。请在下方虚线框内画出符合要求的电路图（电路图中的各个器材元件用、、、R、等字母标明）。(3)根据步骤（2）中的正确电路进行实验，若电流表的读数为（单位为A），电流表的读数为（单位为A），则的精确测量值可以表达为。（用字母、和数字表示）四、测量电源的电动势和内阻（3种方法）1、伏安法实验原理：闭合电路欧姆定律，即U＝E−Ir。实验电路图实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。实验步骤：①根据电路图连接好电路，电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程；②把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置；③闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中；④断开开关，拆除电路，整理好器材。实验数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(I1，U1)和(I2，U2)代入到方程U＝E－Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r。②用作图法处理数据，如下图所示，由图像可得：图线与纵轴交点为E；图线与横轴交点为I短＝eq\f(E,r)；图线的斜率的绝对值表示r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|。实验注意事项：①应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化。②合理选择电压表、电流表量程。测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3V量程，电流表选0.6A量程，滑动变阻器选0～10Ω。③在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧，忽略个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差。实验误差分析：偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。系统误差：①电流表内接法：电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的I真与I测的差越大，IV＝eq\f(U,RV)。其中U－I图像如下图所示。结论：I真＝I测＋eq\f(U,RV)，E测<E真，r测<r真(r测＝eq\f(RV·r,RV＋r))。②电流表外接法：电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大，UA＝I·RA。其中U－I图像如下图所示。结论：U真＝U测＋IRA，E测＝E真，r测>r真(r测＝r＋RA)。某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器：A．待测“水果电池”(电动势某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器：A．待测“水果电池”(电动势E约为4V，内阻r约为200Ω)；B．毫安表A(量程5mA，内阻为RA＝60Ω)；C．电压表V(量程4V，内阻约5kΩ)D．电阻箱R1(0～999.9Ω)；E．滑动变阻器R(0～1000Ω)；F．开关、导线若干。(1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R1与毫安表A并联，可使其量程扩大，取R1＝eq\f(1,4)RA，则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的____倍；(2)用改装后的电流表完成实验，应选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)；(3)根据实验数据画出U－I图线，如图所示。由图线可得，“水果电池”的电动势E＝____V，内电阻r＝________Ω。(均保留三位有效数字)。2、安阻法实验原理：闭合电路的欧姆定律，即E＝IR＋Ir。实验电路图实验器材：电源、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(I1，R1)和(I2，R2)代入到方程E＝I(R＋r)，得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I1r,E＝I2R2＋I2r))，解方程组求得E、r。②图像法：由E＝I(R＋r)可得：①eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)，可作eq\f(1,I)－R图像，如图甲所示，eq\f(1,I)－R图像的斜率k＝eq\f(1,E)，纵轴截距为eq\f(r,E)。②R＝E·eq\f(1,I)－r，可作R－eq\f(1,I)图像，如图乙所示，R－eq\f(1,I)图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r。误差分析：由于电流表有内阻，导致电源内阻测量不准确；结论：E测＝E真，r测＞r真，r测＝r真＋rA)。用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：(1)将电池组按图甲所示接入电路，图中电流表的量程为10mA，内阻为100Ω；(2)闭合开关，调节电阻箱的阻值，发现当R＝100Ω时，电流表的示数I如图乙所示，则I＝________mA；(3)反复调节电阻箱的阻值，读出多组电流表的示数I(算出eq\f(1,I)的值)和对应电阻箱的阻值R，并在图中描出了相应的数据点，请利用已描出的点绘出eq\f(1,I)－R图线；(4)由图绘出的eq\f(1,I)－R图线可知，该电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω。(结果均保留3位有效数字)3、伏阻法实验原理：闭合电路欧姆定律，即E＝U＋eq\f(U,R)r。实验电路图：实验器材：电源、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(U1，R1)和(U2，R2)代入到方程E＝I(R＋r)，得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))，解方程组可求得E和r；②图像法：由E＝U＋eq\f(U,R)r得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)。故eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像的斜率k＝eq\f(r,E)，纵轴截距为eq\f(1,E)，如下图所示。误差分析：由于电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；结论为E测＜E真，r测＜r真。在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻R0、一个开关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。(1)改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压U。实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好。(2)在坐标纸上作出eq\f(1,U)与eq\f(1,R)的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势E＝__________，内阻r＝__________。(结果均用a、b和R0表示)(3)若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比__________；内阻的测量值与真实值相比__________。(均选填“偏大”“相等”或“偏小”)(4)另一位同学将图甲电压表的导线改接在R0的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘__________。A.eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像B．U－R图像C.eq\f(1,U)－R图像 D．U－R2图像五、练习使用多用电表1、认识多用电表外形如下图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)。2、原理图3、用途（1）测电压：将功能选择开关旋转到直流电压挡；根据待测电压的估计值选择直流电压挡合适的量程；测量时，用红黑测试表笔使多用电表与被测电路并联，使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表；根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。电路图如下所示：（2）测电流：选择直流电流挡合适的量程；将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中；测量时，用红黑测试表笔使多用电表与被测电路串联，使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表；根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。电路图如下所示：（3）测电阻：原理如下表所示：电路图I与Rx的对应关系相当于待测电阻Rx＝0，调节R使，即表头满偏(RΩ＝Rg＋r＋R)相当于待测电阻Rx＝∞，此时I＝0，指针不偏转待测电阻为Rx，，指针指到某确定位置刻度特点表头电流满偏Ig处，对应欧姆表零刻度(右侧)表头电流I＝0处，对应欧姆表∞刻度(左侧)表头电流I与电阻Rx一一对应，但不是线性关系，表盘刻度不均匀黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”。当多用电表指针指在中央时eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,RΩ＋R中)，故中值电阻R中＝RΩ。测量步骤：①估测待测电阻阻值，选择合适的量程；②欧姆调零；③将被测电阻接在红、黑表笔之间；④读数：指针示数乘以倍率；⑤使用完毕：选择开关置于“OFF”挡，长期不用应取出电池。【注意】①区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，机械调零调节的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零调节的是欧姆调零旋钮；②使指针指在中值附近，否则换挡；③测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零；④手不能接触表笔的金属杆；⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开。（4）测量二极管的正、反向电阻：二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极。电学符号如下图所示，特点是当给二极管加正向电压时电阻很小，当给二极管加反向电压时电阻很大。测量方法：将多用电表欧姆调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，如下图所示；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，如下图所示。（5）判断电路中的断路故障：①直流电压档：将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏。②直流电流挡：将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。③欧姆挡：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值说明元件完好，若电阻无穷大说明此元件断路。（6）判断电路中的短路故障：①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。完成下列填空：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；A．将红、黑表笔短接B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为kΩ（结果保留1位小数）；(2)为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选(2)为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于（填“a”或“b”）端；(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻（用、U和表示）；(4)测量得到，则待测电压表内阻（结果保留3位有效数字）。六、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在I－U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。2、实验电路图3、实验器材电压表、电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔、小灯泡一个（(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)）。4、实验步骤①确定电表量程，按照实验电路图连接电路。②将滑动变阻器滑片滑到a端，闭合开关，使电压从0开始变化。③移动滑片，测出多组不同的电压与电流值。④在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴，建立坐标系，在坐标纸上描出各组数据所对应的点，将各点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。⑤拆除电路，整理器材。5、实验注意事项电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8V,0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大。滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到使小灯泡分得电压为0的一端，使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。I－U图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V附近描点要密集一些，以防出现较大误差。6、实验误差分析偶然误差：测量时读数带来误差；描点、作图不准确带来误差。系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。为了描绘一个标有“5V为了描绘一个标有“5V

3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用：A．电池组（电动势为5V，内阻约为）B．被测小电风扇C．电压表（量程为，内阻约为）D．电压表（量程为，内阻约为）E.毫安表（量程为，内阻）F.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）G.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）H.定值电阻，I.开关和导线若干（1）实验中电压表应选（填“C”或“D”），滑动变阻器应选（填“F”或“G”）。（2）本实验需将毫安表改为量程为的电流表，则应将定值电阻（填“”或“”）与毫安表（填“串联”或“并联”）。（3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是（保留两位有效数字）。七、探究影响感应电流方向的因素1、实验探究如图所示，将螺线管和电流计组成如图所示的闭合电路，分别将条形磁铁的N极和S极插入或拔出线圈，记录感应电流方向。2、实验器材电流表、条形磁体、电池、开关、导线、线圈B。3、实验步骤①按图把线圈B与电流表连接成闭合电路，如下图所示；②将条形磁铁的N极分别插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将条形磁铁的S极分别插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中。④整理器材。4、实验现象5、实验结论线圈内磁通量增加时的情况：图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加乙向上顺时针向下线圈内磁通量减少时的情况：图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少6、实验注意事项电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。八、探究电磁感应的产生条件1、实验原理由于改变闭合电路的磁通量，就可以使闭合电路产生感应电流，感应电流的有无可通过连接在电路中的电流表的指针是否偏转来判定，实验中应注意探究改变闭合电路磁通量的多种方式。2、实验器材导体棒、蹄形磁铁、条形磁铁、零刻度在刻度盘中央的电流表、用软铁棒做铁芯的线圈A、无铁芯的内径略大于线圈A外径的线圈B、千电池若干节、开关、滑动变阻器、导线若干。3、实验步骤实验一：①按图把线圈B与电流表连接成闭合电路，如下图所示；②将条形磁铁的N极分别插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将条形磁铁的S极分别插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中。④整理器材。实验二：①按图接好电路，开关处于断开，动变阻器接入电阻较大，如下图所示；②分别闭合、断开开关，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中；③闭合开关后，迅速移动滑动变阻器的滑片，观察电流表指针的偏转情况并记录在表格中。④整理器材。实验三：①按图把导体棒与电流表连接成闭合电路，，放在磁场中，如下图所示；②将导体棒左右平动，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将导体棒前后平动，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；④将导体棒上下平动，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中。④整理器材。4、实验现象实验一：实验现象如下图所示。线圈内磁通量增加时的情况：图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加乙向上顺时针向下线圈内磁通量减少时的情况：图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少丁向上逆时针向上实验二：开关闭合瞬间，有电流产生；开关断开瞬间，有电流产生；开关闭合时，滑动变阻器滑片不动，无电流产生；开关闭合时，迅速移动滑动变阻器滑片，有电流产生。实验三：实验现象如下表所示。导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向左向后平动不摆动向左平动向右向上平动不摆动向前平动不摆动向下平动不摆动5、实验结论实验一：只有当磁铁相对线圈运动时，有电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。实验二：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才会产生电流。实验三：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。【注意】引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。6、实验注意事项实验中使用磁性较强的磁铁，电流表用灵敏电流表。实验一中,插入磁铁后要在线圈中停留一段时间，待电流表回到零位后再拔出，改变插拔速度，进行观察。实验二中,滑动变阻器滑片移动速度不要太快，注意电路连接情况，要明确电源的电流并未进入大线圈。实验二中，小线圈中放入铁芯，可使实验现象更明显。九、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1、实验原理互感现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化,在铁芯中激发的磁场也不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。实验方法采用控制变量法：①n1、U1一定，研究n2和U2的关系；②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。2、实验器材学生电源(低压交流电源，小于12V)、可拆变压器（如图甲）、多用电表、导线若干。3、实验装置图4、实验步骤按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压档，并记录两个线圈的匝数。接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录每次的副线圈的匝数和对应的电压值。5、实验数据处理分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。6、实验结论当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数的增加，输出电压增大，即副线圈电压与副线圈的匝数成正比；当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数的增加，副线圈电压变小，即副线圈电压与原线圈的匝数成反比。实验表明原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。7、实验注意事项在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。8、实验误差分析铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。原、副线圈有电阻，有热损耗，造成误差。原、副线圈不是理想线圈，有漏磁，造成误差。电表的读数产生误差。一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输