1 专题13.3 描绘小灯泡伏安特性曲线实验
1.（2020全国理综I） 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V（量程3V，内阻3k）;电流表A（量程0.5A,内阻0.5）;固定电阻0R（阻值1000）；滑动变阻器R（阻值0~9.0）；电源E（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0~3V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）实验测得小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
（1）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”）。
（2）用另一电源0E（电动势4V，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.（结果均保留两位小数）
【参考答案】（1）电路如图。（4分）
（2）增大 （1分） 增大（1分）
（3）0.39W，（2分）1.17W（2分） 2 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，在图（a）中画出电源0E（电动势4V，内阻1.00）的伏安特性曲线，如图中曲线II所示，与小灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点纵横坐标值的乘积等于小灯泡的最大功率，最大功率为Pmax=UI=3.62×0.318=1.17W。
2．（2020广西五市考前联考）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表1A（量程3A，内阻约0.1Ω）
电流表2A（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表1V（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表2V（量程15V，内阻约200kΩ）
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南京清江花苑严老师 高三物理二轮复习指导
电学实验部分
一、考纲要求
实验、探究：决定导线电阻的因素
实验、探究：描绘小灯泡的伏安特性曲线
实验、探究：测量电源的电动势和内阻
实验、探究：练习使用多用电表
二、高考题回顾
1．【2013·全国Ⅰ·23】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“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5kΩ；
导线若干。
回答下列问题：
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点。
（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 kΩ和 V。
（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12.0kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为____ kΩ。
（5）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“×1k”挡内部电路的总电阻为 ___ kΩ。
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南京清江花苑严老师
2．【2013·天津·9】要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的
电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；
电流表（量程为0250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为03V，内阻约3kΩ）；
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 （填字母代号）。
A.滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
2020年高考物理二轮专题复习十三：电学实验（解析附后）
考向预测
电学实验每年都考，主要体现在：(1)基本仪器的原理和使用；(2)基本的实验目的、原理和实验思想，如实验器材的选取，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式、电路故障的分析等；(3)处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等。
知识与技巧的梳理
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＝ERg＋R0＋r，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时I＝ERg＋R0＋r＋Rx，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．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)伏安法——利用电压表和电流表。闭合电路方程为E＝U＋Ir，利用两组数据，联立方程求解E和r；也可作出U－I图象，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E＝U(1＋rR)。利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为1U＝rE·1R＋1E或U＝－rUR＋E，作1U－1R图象或U－UR图象，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E＝I(R＋r)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为1I＝1E·R＋rE，作1I－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r。
限时训练
1．图(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G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。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 Ω挡。
1 专题13.2 测量导体的电阻率实验
1.（2020辽宁重点中学协作体5月模拟）某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100Ω。备选器材如下：
A．量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表
B．量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表
C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表
D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器
E．定值电阻R1=5Ω
F．定值电阻R2=500Ω
G．电动势E=6V、内阻很小的直流电源
H．开关一个，导线若干
I．螺旋测微器，刻度尺
（1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数D= mm。
（2）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用 （填“A”或“B”），定值电阻应选用 （填“E”或“F”）。
(3)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx= ；若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ= （表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）
【参考答案】（1）5.898（3分），（2）.A E（2分），
(3).1111RUIrIrR（2分），211114DRUIrLIrR （2分）
【名师解析】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D=5.5mm+0.398mm=5.898mm。 2 2．（12分）（2020安徽合肥一模）为了精密测量一金属丝的电阻率：
（1）（6分）如图甲所示，先用多用表×1Ω挡粗测其电阻为 Ω，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其长度为 cm。
（2）（6分）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
