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（新资料卷）2019年高考物理二轮练习极限突破电学综合实验电学综合实验1、在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作：〔1〕用多用电表电阻档测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零〔如图a所示〕，然后用两表笔接触待测电阻的两端〔如图b所示〕，这两步操作是否合理？〔填“a合理”或“b合理”或“都不合理”〕〔2〕用多用电表电流档测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流“50mA”档,连接的电路如图c所示，图中多用电表测定的是____〔填甲电阻的电流、乙电阻的电流或总的电流〕，测得的值是___________。
〔3〕该同学要测量多用电表直流2.5V档的内阻R V(约为20kΩ)。
除此多用电表外，还有以下器材：直流电源一个〔电动势E为2V，内阻可忽略不计〕，电阻一个〔阻值R为10kΩ〕，电键一个，导线假设干。
要求：〔I〕画出实验电路图〔多用电表符号用○多表示〕；〔II〕写出R V的表达式〔用字母表示〕。
2.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。
他依照老师提供的以下器材，画出了如下图的原理图。
①电压表V(量程3v,内阻Rv=10kΩ)②电流表G(量程3mA,内阻R g=100Ω)③电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω)④滑动变阻器R1〔O〜20Ω, 2A)⑤滑动变阻器R2〔O〜100Ω, 1A)⑥定值电阻R3=0.5Ω⑦开关S和导线假设干(1) 该同学没有选用电流表A的缘故是_______________(2) 该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，那么他改装后的电流表对应的量程是_______A。
(3) 为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______(填写器材编号〕(4) 该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G 读数为横坐标，以电压表V 读数为纵坐标绘出了如下图的图线，依照图线可求出电源的电动势E=_______V(保留三位有效数字；),电源的内阻r=_______Ω(保留两位有效数字〕〔1〕量程与被测电流值相比较太大〔2分〕〔2〕0.603〔2分〕〔填0.6或0.60均给分〕〔3〕R 1〔2分〕〔4〕1.48〔3分〕，0.84〔3分〕〔0.70-0.90之间都给分〕解析：由I g R g =(I-I g )R ，解得I=0.603A 。
专题16 电学实验
1．(2019·高考全国卷Ⅰ，T23)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号
)
C．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.
2．(2019·高考全国卷Ⅱ，T23)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线．回答下列问题：。
实验题题型专练(二)电学实验1．请读出以下测量仪器的示数，其中游标卡尺读数为________cm，螺旋测微器读数为________mm，多用电表挡位为直流电压挡50 V时读数为________V，若用欧姆表×100挡时的读数为________Ω。
解析根据游标卡尺读数规则，游标卡尺主尺读数为1.1 c m，游标尺第8个刻度线与主尺刻度线对齐，20分度游标尺精度为0. 05 mm，游标尺读数为8×0.05 mm ＝0.40 mm，测量值为1.1 cm＋0.40 mm＝1.140 cm。
根据螺旋测微器读数规则，读数为4.5 mm＋0. 215 mm＝4. 715 m m。
多用电表挡位为直流电压挡时，按照中间的刻度盘刻度读数，为30.0 V；若用欧姆表×100挡时读数为10×100Ω＝1 000 Ω。
答案 1.140 4.71530 1 0002．某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整。
(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2 、A的读数，定值电阻R0的计算表达式是：R0＝________(用测得的物理量表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0的值________(填“大于”、“等于”“小于”)实际值。
(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。
实验小组在同一坐标上分别作出U1—I、U2—I图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是________图线(填“U1—I”或“U2—I”)。
若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是________。
解析(2)定值电阻R0两端电压为U＝U1－U2，由欧姆定律可得定值电阻R0计算表达式为：U1－U2R0＝。
由于电压表的分流，定值电阻中的实际电流大于电流表读数，所以测量值大于真I实值。
电学实验(附参考答案)考点一电学测量仪器的使用与读数1．电流表、电压表、欧姆表的比较：2.多用电表使用“四注意”．(1)极性：从电表外部看，电流应从红表笔(“＋”极)流入电表，从黑表笔(“－”极)流出电表．(2)功能：利用多用电表测电压和电流时，选择开关对应的是电表的量程；而测电阻时，选择开关对应的是倍率．(3)调零：测量电阻时，要进行两次调零：机械调零和欧姆调零．“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置．调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．(4)保护：测电阻时，应把被测电阻从电路中拆下测量；多用电表长期不用时，必须取出表内的电池．3．电学仪器的选择．(1)电源的选择：一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度．考点二电流表内外接法的比较与选择考点三控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择1．控制电路的比较：2.控制电路的选择． 优先选用限流式． 以下情况考虑分压式：(1)要求待测电路的U 、I 从0变化． (2)R 滑远小于R x .(3)选用限流式时，U x 、I x 过大(指超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或U x 、I x 过小(最大值不超过电表满量程的13，读数误差大)．课时过关(A 卷)1．用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a 、b 位置，如图所示．(1)若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a 和b 的相应读数各是多少？请填在表格中．(2)如果要用此多用电表测量一个约1.8×10Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选用的欧姆挡是__________(选填“×10”“×100”或“×1 k”)．解析：(1)选择开关处于直流100 mA，则a读数为26.0 mA.选择开关处于直流2.5 V，则a读数为0.65 V．选择开关处于电阻“×10”挡，则b读数为40 Ω.(2)测1.8×103Ω的电阻应选择“×100”挡．答案：(1)26.0 0.65 40 (2)×1002．在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V，0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．(1)用多用电表的直流电压挡检查故障，①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)；A．2.5 V B．10 VC．50 V D．250 V②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________；A．A灯丝断开 B．B灯丝断开C．d、e间连线断开 D．B灯被短路(2)接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”．①测试前，一定要将电路中的开关S________；②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为________ Ω，此时测量的是________间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为________________________________________________________________________ Ω，它不等于测量值，原因是：________________________________________________________________________解析：(1)①由于四节干电池串联的总电动势为10 V ，故选B ；②c 、d 间电压约为5.8 V ，说明c 、d 间有断路，即A 灯丝断开；(2)①要用欧姆挡测试，必须断开外电路；②6 Ω；12.7 Ω.原因：金属丝的电阻率随温度的升高而增大，利用R ＝U I算出小灯泡的电阻是在较高温度下正常发光时的电阻，而用欧姆表测量的电阻是小灯泡常温下的阻值，故不相等．答案：(1)①B ②A (2)①断开 ②6 e 、f 12.7 原因见解析3．(2014·广东高考)某同学设计的可调电源电路如图甲所示，R 0为保护电阻，P 为滑动变阻器的滑片，闭合电键S.(1)用电压表测量A 、B 两端的电压：将电压表调零，选择0～3 V 挡，示数如图乙，电压值为________________________________________________________________________V.(2)在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P 应先置于________端． (3)要使输出电压U 变大，滑片P 应向________端滑动．(4)若电源电路中不接入R 0，则在使用过程中，存在________(选填“断路”或“短路”)的风险．解析：(1)选择0～3 V 挡，则读下面的数据，再估读一位，电压值为1.30 V ；(2)为了保证外电路的安全，接通电路后应让输出电压为最小，当滑片P 置于A 端时，接通外电路之后输出电压为0，这样能保证外电路的安全；(3)要增大外电路电压，需要使滑片滑向B 端；(4)保护电阻的作用是防止电流过大，如果电路中不接入保护电阻，可能会存在短路的风险．答案：(1)1.30 (2)A (3)B (4)短路4．(2015·安徽高考)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100 μA ，内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)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50 mA 的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或者“并联”)，并将电阻箱阻值调为________Ω.(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，实验电路图如图所示，通过改变电阻R 测相应的电流I ，并且作相关计算后一并记录如下表．2中，并画出IRI 图象．②根据图线可得电池的电动势E 是________V ，内阻r 是________Ω.解析：(1)把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联小电阻，由并联的特点，电压相等(I －I g )R ＝I g R g ，得R ＝5.0 Ω.(2)如图所示，由E ＝IR ＋I (r ＋R A )得IR ＝E －I (r ＋R A )，纵截距为电源的电动势E .r ＋R A ＝1.53－1.1850×10－3 Ω，R A ＝5.0 Ω，得r ＝2.0 Ω.答案：(1)并联 5.0 (2)①如图所示②1.53 2.05．(2015·山东高考)如图甲所示的电路图中，恒流源可作为电路提供恒定电流I0，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R L消耗的电功率．改变R L的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的UI关系图象．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)I0＝________A.(3)R L消耗的最大功率________W(保留一位有效数字)．解析：(1)滑动头向下移动时，R L阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小．(2)由电路图可知：I 0＝I ＋U R ，即：U ＝I 0R －IR ，由UI 图线可知，I 0R ＝20；R ＝k ＝201.0Ω＝20 Ω，则I 0＝1.0 A.(3)R L 消耗的功率为P ＝IU ＝20I －20I 2，则当I ＝0.5时，功率的最大值为P m ＝5 W. 答案：(1)减小 (2)1.0 (3)5 6．小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0 V 的小灯泡伏安特性图线(要求电压变化从零开始)，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．A ．电流表(0.6 A ，1 Ω)B ．电压表(3 V ，1 k Ω)C ．滑动变阻器(10 Ω，1 A)D ．电源(4 V ，内阻不计)(1)用笔画线代替导线，将图中的仪器连成完整的实验电路．(2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于______(填“a ”或“b ”)端．(3)闭合开关，变阻器的滑片向b 端移动，电压表的示数逐渐增大，电流表指针却几乎不动，则电路的故障为________________________________________________________________________．(4)排除故障后，小明完成了实验，并由实验数据画出小灯泡I U 图象如图中实线所示．由图可确定小灯泡在电压为2.0 V 时实际功率为______W(保留两位有效数字)．(5)若IU图中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实践相比，虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线．答案：(1)连线如下图所示(2)a(3)小灯泡断路(4)0.38 (5)Ⅱ课时过关(B卷)1．欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路：a．无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程；b．有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据．现备有如下器材：A．待测电流表A1(量程3 mA，内阻约为50 Ω)B．电压表V(量程3 V，内阻未知)C．电流表A2(量程15 mA，内阻为10 Ω)D．保护电阻R＝120 ΩE．直流电源E(电动势2 V，内阻忽略不计)F．滑动变阻器(总阻值10 Ω，额定电流0.5 A)G．开关一个，导线若干(1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，还应选择________、________(填字母代号)．(2)请画出符合要求的实验电路图．解析：根据题中给出的备用器材，选择伏安法测量电流表的内阻，选择内阻已知的电流表A2作为电压表，选择保护电阻R与并联的两个电流表串联．由于电流表两端电压最大只有0.15 V，滑动变阻器最大电阻只有10 Ω，所以选择分压电路，电路图如图所示．答案：(1)C D (2)见解析2．有一个额定电压为2.8 V，功率约为0.8 W的小灯泡，现要用伏安法测绘这个灯泡的IU图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻6 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻30 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻0.1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，5 A)F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)用如图所示的电路进行测量，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______(用序号字母表示)．(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω.(3)若将此灯泡与电动势 6 V 、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________________________________________________________________________Ω的电阻．解析：(1)小灯泡的额定电压为2.8 V ，故电压表选用A ；小灯泡的功率约为0.8 W ，故小灯泡的电流约为0.3 A ，电流表选取D ；实验原理图中滑动变阻器采用分压式接法，故滑动变阻器一般选择小量程的便于调节，选择E.(2)根据IU 曲线的横坐标电压2.8 V ，对应的纵坐标电流为0.28 A ，根据欧姆定律得电阻为10 Ω.(3)当与6 V 电源相连时，根据欧姆定律可得ER L ＋R ＝U L R L ，解得R ＝807 Ω，故需串联807Ω的电阻．答案：(1)A D E (2)10 (3)8073．(2015·浙江高考)如图是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．(1)根据如图画出实验电路图(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①②③④所示，电流表量程为0.6 A ，电压表量程为3 V ．所示读数为：①________；②________；③________；④________．两组数据得到的电阻分别为________和__________．解析：(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图所示．(2)电流表的量程为0.6 A ，所以每小格表示的分度值为0.02 A ，故①的读数为0.10 A ，②的读数为0.24 A ，电压表的量程为3 V ，则每一小格表示0.1 V ，所以③的示数为2.0 V ，④的示数为0.27 V ，电压小，两端的电流小，故①④为同一组数据，故得到的电阻为R ＝0.270.1＝2.7 Ω，②③为另外一组数据，故得到的电阻为R ＝2.00.24＝8.3 Ω.答案：(1)如图(2)①0.10 A ②0.24 A ③2.0 V ④0.27 V (8.3±0.1)Ω (2.7±0.1)Ω[如填为(2.7±0.1)Ω和(8.3±0.1)Ω也行]4．某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度．可选用的器材如下：A ．待测螺线管L (符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，直径为D ，阻值约几十欧B ．电流表A 1：量程10 mA ，内阻r 1＝40 ΩC ．电流表A 2：量程500 μA ，内阻r 2＝750 ΩD ．电压表V ：量程为10 V ，内阻为10k ΩE ．保护电阻R 1：阻值为100 ΩF ．滑动变阻器R 2：总阻值约为10 ΩG ．电源E ，电动势约为1.5 V ，内阻忽略不计 H ．开关一个及导线若干(1)用多用电表粗测线圈的电阻，选择倍率“×1”和“×10”，经正确操作后，多用电表表盘示数如图所示，则金属丝的电阻约为________Ω.(2)为了尽可能准确地测量R L ，要求电表的指针偏转至少要达到满刻度的13，请你设计一种适合的电路，将你设计的电路画在虚线框中，并标明所用器材的代号．(3)已知金属丝的直径为D ，要测量的物理量是通过电流表A 1的电流I 1，通过电流表A 2的电流I 2.用已知量和测得量的符号表示金属丝的长度l ，则l ＝____________．解析：(1)由于欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时的读数较准，所以应按“×1”倍率读数，读数为R ＝1×48 Ω＝48 Ω.(2)由于电源电动势为1.5 V ，小于电压表量程的13，所以不能使用电压表V 来测量电压，由于两电流表的满偏电压分别为U 1＝I 1m r 1＝0.4 V ，U 2＝I 2m r 2＝0.375 V ，可将待测电阻与电流表A 2串联后再与A 1并联，如电路图甲所示；因电流表A 2的满偏电流小于A 1的满偏电流，可将待测电阻与电流表A 2并联再与A 1串联，如电路图乙所示；又由于滑动变阻器的最大电阻远小于待测电阻，所以变阻器应用分压式接法．(3)电路图甲：L 与A 2两端电压U 1＝I 1r 1，L 两端电压U 1′＝I 1r 1－I 2r 2，通过L 的电流为I 2，由欧姆定律及电阻率公式得金属丝的长度l ＝πD 2（I 1r 1－I 2r 2）4ρI 2；电路图乙：L 的电压与A 2的电压相同，流过L 的电流I 2′＝I 1－I 2，由欧姆定律及电阻率公式得金属丝的长度l ＝πD 2I 2r 24ρ（I 1－I 2）. 答案：(1)48 (2)见解析图甲或乙(画出其中一个即可) (3)πD 2（I 1r 1－I 2r 2）4ρI 2或πD 2I 2r 24ρ（I 1－I 2）5．(2015·石家庄模拟)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用的器材包括：输出电压为3 V 的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、米尺、电阻箱、开关和导线等．(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，在虚线框中设计实验电路，并连接电路实物图(如图)．(2)实验的主要步骤如下：①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关．②读出电流表的示数，记录金属夹的位置．③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作．(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了如图所示的关系图线，其斜率为____________A－1·m－1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了____________________的电阻之和．解析：(1)本题以创新型实验的形式考查了电阻率的测量，对利用图象获取信息的能力有较高的要求．依据实验器材和实验目的“测量金属丝的电阻率”，电路图如图甲所示：电路实物图如图乙所示：(2)③读出接入电路中的金属丝的长度，改变金属夹位置．(3)依据闭合电路欧姆定律得E ＝I (R A ＋R 0＋R x )，参照题目给出的图象可得1I ＝R A ＋R 0E＋ρL ES ，依据直线可得其斜率为10.0 A －1·m －1，截距为R A ＋R 0E，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为电流表的内阻与电阻箱的电阻之和． 答案：(1)见解析图(2)③读出接入电路中的金属丝的长度，改变金属夹位置 (3)10.0 电流表的内阻与电阻箱 6．(2015·四川高考)用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约6 V ，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A 1(量程0～30 mA)； 电流表A 2(量程0～100 mA)； 电压表V(量程0～6 V)；滑动变阻器R 1(阻值0～5 Ω)； 滑动变阻器R 2(阻值0～300 Ω)； 开关S 一个，导线若干条． 某同学的实验过程如下：(1)设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．(2)将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录．以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图乙所示的图线．(3)断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变．重复(2)的步骤，得到另一条UI 图线，图线与横轴I 的交点坐标为(I 0，0)，与纵轴U 的交点坐标为(0，U 0)．回答下列问题：①电流表应选用______，滑动变阻器应选用________________________________________________________________________；②由图乙的图线，得电源内阻r ＝________Ω；③用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝________________________________________________________________________，代入数值可得R x ；④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 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”)．解析：①根据题设条件中电池的电动势6 V ，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A 2，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R 2.②根据如图甲电路结构可知，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，因此如图乙中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r ＝|k |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪5.5－4.5（60－20）×10 Ω＝25 Ω.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：r ′＝r ＋R x ＝|k ′|＝U 0－0I 0－0，解得：R x ＝U 0I 0－r .④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 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，R x 接在B 、C 之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而R x 接在A 、B 之间时，电压表测量的是滑动变阻器与R x 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．答案：(3)①A 2 R 2 ②25 ③－r ④相同 不同。
2019年高考物理二轮复习精品资料：专题13：电学实验电学实验每年都考，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。
电学实验 1、测定金属的电阻率（螺旋测微器的使用）2、描绘小灯泡的伏安特性曲线3、把电流表改成电压表4、测定电源的电动势和内阻5、多用电表的使用6、示波器的使用7、传感器的简单使用1、测定金属的电阻率[实验目的]用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。
[实验原理]根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度 和它的直径d ，计算出导线的横截面积S ，并用伏安法测出金属导线的电阻R ，即可计算出金属导线的电阻率。
[实验器材]被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。
[实验步骤]1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。
2．按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值。
4．把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。
改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U 的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。
5．将测得的R、、d值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。
6．拆去实验线路，整理好实验器材。
[注意事项]1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
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2019年高考物理试题分类汇编：电学实验1．（2018全国新课标）。
（10分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。
所用部分器材已在图中给出，其中D 为位于纸面内的U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱;○，A 为电流表；S 为开关。
此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
(1）在图中画线连接成实验电路图. （2）完成下列主要实验步骤中的填空 ①按图接线。
②保持开关S 断开，在托盘内加入适量细沙，使D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m 1。
③闭合开关S ，调节R 的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
（3）用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________. (4）判定磁感应强度方向的方法是:若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
[答案］③重新处于平衡状态， 电流表的示数I, 此时细沙的质量m 2 ④D 的底边长L（3）ILgm m B 21-=（4）12m m >2．(2018全国理综)。
2019高考物理《电学实验设计》试题及参考答案1、某同学用如图（a）所示的实验电路来测量电阻的阻值。
适当调节滑动变阻器R′后保持其滑片位置不变，将电阻箱接入a、b之间，闭合电键S，改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据，在U－R坐标系中绘出的U－R图像如图（b）所示。
（1）请用笔画线根据电路图在图（c）中画出缺少的两根导线。
（2）（单选）在电路研究中常用某两个物理量间的关系图像来描述某个元件或某段电路的特征，图（b）中的图线反映的是（）（A）电源的特征（B）电阻箱的特征（C）a、b两点间这段电路的特征（D）待测电阻的特征（3）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为5.0V，利用图（b）中的U－R图线可得Rx＝_________Ω。
（4）使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大，若仍使用该装置和图（b）中的U－R图像来测定某一电阻，则测定结果将___________（选填“偏大”或“偏小”）。
2、如图所示为用伏安法测量电阻的原理图．图中，为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，R x为待测电阻，S为开关．(1)当开关闭合后电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA，若将R x＝作为测量值，所得结果的百分误差是________．(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________．3、现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5Ω～8Ω之间，可选用的器材如下：A．待测电流表A（量程10mA）B．电压表V1（量程0.3V，内阻约500Ω）C．电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）E．滑动变阻器R2（最大电阻500Ω）F．定值电阻R3（阻值10Ω）G．电源E（电动势3V） H．开关S及导线若干请设计出实验所用的电路，要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。
专题强化练(十六) 电学实验1．某电压表的内阻在20～50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V(量程3 V)、电流表A1(量程200 μA)、电流表A2(量程5 mA)、电流表A3(量程0.6 A)、滑动变阻器R(最大值1 kΩ)、电源E(电动势4 V)、开关S.(1)在所提供的电流表中，应选用__________．(2)为了减小误差，要求测量多组数据，试在方框中画出符合要求的电路图．解析：(1)电压表的读数即为其内阻的电压U，若将它与电流表串联，测出流过它(即流过其内阻)的电流I，即可转化为由“伏安法”测出其内阻R V＝UI.取电压表内阻的最小可能值20 kΩ，并结合电压表的量程 3 V，可求得流过电流表的最大电流I max＝320×103A＝1.5×10－4A＝0.15 mA＝150 μA.为使与电压表串联的电流表能大角度偏转(这样读数误差小)，而其又不被损坏，应选A1.根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻R V＝U I.(2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如图所示．答案：(1)A1(2)电路图见解析图2．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节__________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________________的读数I.(2)然后将S拨向接点2，调节__________，使_________________，记下此时R N 的读数．(3)多次重复上述步骤，计算R N读数的__________，此即为待测微安表头内阻的测量值．解析：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表读数I.(2)然后将S拨向接点2，调节R N，使标准电流表的读数仍为I，记下此时R N的读数．(3)多次重复上述过程，计算R N读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值．答案：(1)R0标准电流表(或A0)(2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值3.(2018·湖北联考)如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图．以下是备用仪器：A．待测电压表(3 V，内阻1 500 Ω左右)B．电源E(4 V，2 A，内阻很小)C．电阻箱(0～999.9 Ω)D．电阻箱(0～9 999.9 Ω)E．滑动变阻器(0～20 Ω，3 A)F．滑动变阻器(0～2 000 Ω，2 A)G．开关两个，导线若干(1)为保证测量精度，电阻箱应选__________；滑动变阻器应选__________．(填代号)(2)完善下列实验步骤：a．闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至________，然后闭合开关K1；b．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏；c．____________________，使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏)，此时电阻箱的示数为R.那么，该电压表内阻的测量值为____________．测量值和真实值比较数值__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．解析：(1)在半偏法测电阻的实验中，电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近，故电阻箱应选D，而滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，故滑动变阻器应选最大阻值较小的E.(2)a.在测量数据时，电压要从较小数值开始变化，因而滑动变阻器开始时应在最左端．c.由于采用半偏法测量，因而应断开开关K2，调节电阻箱的阻值，使电压表的指针恰好在中间刻度，即半偏，由串联电路知识可知，电压相等，电流相等，因而电压表的内阻的测量值为R.但开关K2断开，电阻增大，分压增大，而电压表示数为原来的一半时，电阻箱分压要略大于一半，故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要偏大．答案：(1)D E(2)a.最左端c．断开开关K2，调节电阻箱的阻值R偏大4．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2)开关S闭合时，多用电表用于测量__________(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S 断开时，多用电表用于测量__________(填“电流”“电压”或“电阻”)．(3)表笔A应为__________色(填“红”或“黑”)．(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取3位有效数字)解析：(2)开关S闭合时，电阻R1与电流表并联，多用电表用于测量电流．开关S断开时，电阻R2与电流表串联，多用电表用于测量电压．(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进，从负接线柱出，即从表笔A流出，表笔A应为黑色，表笔B应为红色．(4)开关S断开时，由串联电路知识，I g(R2＋r)＝U，解得R2＝880 Ω；开关S闭合时，由并联电路知识，I g(R2＋r)＝(I－I g)R1，解得R1≈1.00 Ω.答案：(1)连线如图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008805．(2018·信阳联考)要测一个待测电阻R x(约200 Ω)的阻值，实验室提供了如下器材：电源E：电动势3.0 V，内阻不计；电流表A1：量程0～10 mA，内阻r1约50 Ω；电流表A2：量程0～500 μA，内阻r2约1 000 Ω；滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω，额定电流2 A；定值电阻R2＝5 000 Ω；定值电阻R3＝500 Ω；开关S及导线若干．(1)为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表______(选填“A1”或“A2”)串联定值电阻__________(选填“R2”或“R3”)，将其改装成一个量程为3.0 V的电压表．(2)如图所示为测量电阻R x的甲、乙两种电路图，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图__________(选填“甲”或“乙”)．(3)若所选测量电路中电流表的读数为I＝6.2 mA，改装后的电压表读数为1.20 V．根据电流表和电压表的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻R x＝__________________________Ω.解析：(1)为了测定待测电阻上的电压，要改装量程为3.0 V的电压表，则可以将量程较小的电流表A2串联定值电阻，此电阻的大小为：R＝UI g－r g＝3500×10－6Ω－1 000 Ω＝5000 Ω，故需串联定值电阻R2.(2)因待测电阻的阻值较小，故选用电流表外接电路，故选甲电路．(3)电压表读为1.20 V，则通过电压表的电流为I V＝UR V＝1.206 000A＝200 μA，通过待测电阻的电流为I＝6.2 mA－0.2 mA＝6 mA，则待测电阻R x＝UI＝1.206×10－3Ω＝200 Ω.答案：(1)A2R2(2)甲(3)2006．导电玻璃是制造LCD的主要材料之一．为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取长度L＝25.00 cm、直径d＝0.900 mm的圆柱体导电玻璃进行实验，用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻R x，发现其电阻约12.0 Ω.主要步骤如下，完成下列填空．(1)为精确测量R x的阻值，该小组设计了如图所示的实验电路．可供使用的主要器材如下：电源E：电动势4.5 V，内阻约1 Ω；定值电阻R0：阻值为20 Ω；电压表V1：量程3 V，内阻约3 kΩ；电压表V2：量程15 V，内阻约15 kΩ；电压表A1：量程200 mA，内阻约1.5 Ω；电压表A2：量程3 A，内阻约0.5 Ω；滑动变阻器R1：阻值范围0～1 kΩ；滑动变阻器R2：阻值范围0～20 Ω.①图中电压表应选用__________；电流表应选用____________；滑动变阻器应选用__________．(填器材代号)②该小组进行了如下操作：a ．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S 1拨到位置1，闭合S 2，调节滑动变阻器，读出电流表和电压表的示数分别为0.185 A 和2.59 V ；b ．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S 1拨到位置2，调节滑动变阻器，读出电流表和电压表的示数分别为0.125 A 和2.65 V ；c ．将滑动变阻器的滑片移到最右端，断开S 2.可求得R x ＝__________Ω.(2)由以上实验可求得该导电玻璃电阻率的值ρ＝______Ω·m.解析：(1)电源电动势为4.5 V ，小于电压表V 2量程的13，因此结合待测电阻R x 的粗测阻值，可知电压表应选用量程为3 V 的电压表V 1；电流表应选用量程为200 mA 的电流表A 1；滑动变阻器应选用最大阻值与待测导电玻璃阻值差不多的滑动变阻器R 2.设电流表内阻为R A ，对操作步骤a ，由欧姆定律可得U 1＝I 1(R A ＋R x )；对操作步骤b ，由欧姆定律可得U 2＝I 2(R A ＋R 0)；联立解得R x ＝U 1I 1－U 2I 2＋R 0＝12.8 Ω. (2)由电阻定律得R x ＝ρL S ，S ＝πd 24，解得该导电玻璃的电阻率ρ＝3.26×10－5 Ω·m. 答案：(1)①V 1 A 1 R 2 ②12.8(2)3.26×10－57．(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A 1的内阻r 1＝1.0 k Ω，电阻R 1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R 0＝3.0 Ω的电阻．(1)按图示电路进行连接后，发现aa ′、bb ′和cc ′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，将开关S 闭合，用多用电表的电压挡先测量a 、b ′间电压，读数不为零，再测量a 、a ′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A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1-I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.解析：(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开．a、b′间的电压不为零，说明a、a′或a、b′间有一处导线断开，若a、a′间电压不零，说明aa′导线断开；若a、a′间电压为零，则一定是bb′导线断开．(2)法一：将电流表A1和R1串联当成电压表使用，电压测量值U＝I1(r1＋R1)，根据闭合电路欧姆定律有I1(r1＋R1)＝E－I2(r＋R0)，整理得I1＝Er1＋R1－r＋R0r1＋R1I2，由题图可知，纵轴截距b＝0.14×10－3A＝Er＋R1，所以电动势E＝0.14×10－3×(1×103＋9×103)V＝1.4 V，斜率的绝对值表示r＋R0r1＋R1，即|k|＝0.14－0.05260＝r＋R0r1＋R1，解得r≈0.5 Ω.法二：在给出的图象中取两个点，读数分别为I1＝0.12 mA、I2＝60 mA，I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA.据闭合电路欧姆定律知：E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，将上述两组数据代入可得：电动势E≈1.4 V，内阻r≈0.57 Ω.答案：(1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可) 0．5(0.4～0.6均可)。
高考物理二轮复习专题测试： 电学实验(附参考答案)1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)利用如图甲所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R 0(阻值为3.0Ω),电阻R 1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为R A =6.0Ω),开关S 。
实验步骤如下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;②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; ③以I1为纵坐标,R 为横坐标,作R I1图线(用直线拟合); ④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 表示电源的电动势和内阻,则I1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R =3.0Ω时电流表的示数如图乙所示,读出数据,完成下表。
答:① ,② 。
(3)在图丙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= A -1Ω-1,截距b= A -1。
(4)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。
【解题指南】本题要首先利用闭合电路欧姆定律得出I 与R 的函数关系,然后变形成y=kx+b 这样的一次函数。
【解析】本题考查了测量电源电动势和内电阻。
(1)电流表电阻是R 1的2倍,所以干路电流为3I,根据闭合电路欧姆定律A IR R R r I E +++=)(30代入数据,化简得Er R E I 15331++=。
(2)电流表每小格表示2 mA,因此电流表读数是0.110 A,倒数是9.09 A -1。
(3)根据坐标纸上给出的点,画出一条直线,得出斜率k=1.0A -1Ω-1,截距b=6.0A -1。
(4)斜率E k 3=,因此0.33==k E V,截距Er b 153+=,Ω=-=0.153bEr 。
答案:(1) Er R E I 15331++= (2)0.110 9.09 (3)1.0(或在0.96～1.04之间) 6.0(或在5.9～6.1之间) (4)3.0(或在2.7～3.3之间) 1.0(或在0.6～1.4之间)2.(2014·北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。
电学实验专项训练(时间:45分钟满分:100分)1.(16分)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ρ,并粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,实验室中有以下供选择的器材:A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)B.电流表A1(0~3 A,内阻0.012 5 Ω)C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约为0.125 Ω)D.电压表V1(0~3 V,内阻4 kΩ)E.电压表V2(0~15 V,内阻15 kΩ)F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A)G.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A)H.开关,导线若干。
(1)为了使实验电路更节能,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)(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。
(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图,则直径d=mm。
(4)若用d表示直径,测得电阻为R,则金属丝的长度为。
2.(16分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。
A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5 V,内阻为几欧姆B.直流电压表V1、V2,量程均为3 V,内阻约为3 kΩC.定值电阻R0未知D.滑动变阻器R,最大阻值为R mE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图。
甲乙(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻R0,方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值R m,再闭合开关,电压表V1和V2的读数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、R m表示)。
丙(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则两节干电池的总电动势E=,总内阻r=。
(均用k、a、R0表示)3.(16分)(2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。
