(全国通用)2019届高考物理复习专题16电学实验学案

电学实验（2）【本讲教育信息】一. 教学内容：电学实验（2）二. 本章的知识点（一）描绘小灯泡的伏安特性曲线【实验目的】掌握实验电路的连接及滑动变阻器对电路的控制，能够收集实验数据并依此描绘小灯泡的伏安特性曲线，会分析曲线的变化规律。

【实验原理】在纯电阻电路里，根据部分电路欧姆定律I=U/R可知：当电阻阻值恒定时，通过电阻的电流I 和电阻两端的电压U呈线性关系，也就是I—U曲线是一条过原点的直线。

由电阻定律知道，导体的电阻会随着温度的变化而发生变化，如果温度变化不大，一般导体电阻改变很小，可以认为导体的电阻是没有改变的。

但是，在本实验中，小灯泡由暗逐渐变到正常发光，温度发生了很大的变化，所以灯丝电阻也就发生了较大的变化。

这样，在灯泡两端电压由小变化到额定电压时，描绘出的伏安特性曲线就不是一条直线，而是一条曲线。

为了使曲线画得较准确，实验中必须读取12组左右不同的电压值和电流值，同时要求小灯泡两端的电压变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器必须如图中所示连接成分压电路。

由于小灯泡的电阻和电流表的内阻都比较小，伏特表的内阻却较大，所以伏特表应当如图中所示直接并联在小灯泡两端，即采用电流表外接法，否则，实验将产生很大的误差。

I—U曲线画出后，我们可以读出曲线上任一点的横坐标U和纵坐标I的数值，然后根据R=U/I，计算出该点的电阻值R。

【实验器材】学生电源（4~6V直流），小灯泡（“4V，0.7A”或“3.8V”，“0.3A”），电流表（内阻较小），电压表（内阻很大），滑动变阻器，电键和导线若干。

【实验步骤】1. 确定电流表、电压表的量程，照上图所示连好电路。

（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）。

2. 闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I值。

3. 逐渐将滑动变阻器的阻值调大，测量并记录约12组U值和I值。

4. 断开开关S，整理好器材。

5. 在坐标纸上，以U为横坐标，I为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，然后用平滑的曲线将12个点连接起来得到I—U图线。

高考物理高考专题复习学案《电学实验》考题一 多用电表的原理、使用及读数问题1.游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧记住两点：一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数，根据结果再变换单位；二是以毫米为单位，小数点后数字分别是，螺旋测微器是3位、20分度和50分度游标卡尺是2位、10分度游标卡尺和毫米刻度尺是1位.2.电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是12、15还是110估读，明确读数的小数位数.(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和欧姆调零的区别，掌握测量电阻的步骤，此外，会看多用电表表盘，最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度，读出表盘刻度后应乘以挡位倍率；中间刻度是均匀的，为测量电压和电流的读数刻度，下面三排数字为方便读数所标注；最下排刻度专为测量2.5 V 以下交流电压所用，一般较少使用.3.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R 0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，I g ＝E R g ＋R 0＋r ，此时中值电阻R 中＝R g ＋R 0＋r ，当两表笔接入电阻R x 时I ＝E R g ＋R 0＋r ＋R x，电阻R x 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.4.欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF ”挡或交流电压最高挡.例1(1)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：图1在使用多用电表测量时，指针的位置如图1甲所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为________ Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为________ mA.(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，R g为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值R x关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为__________________；(3)下列根据图丙中I－R x图线作出的解释或判断中正确的是________.A.因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使R x＝0时电路中的电流I＝I gC.R x越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏D.测量中，当R x的阻值为图丙中的R2时，指针位于表盘中央位置的右侧解析(1)所测的电阻R＝18×1 Ω＝18 Ω.选择开关拨至“50 mA”挡，电流为I＝22.6 mA.(2)根据闭合电路欧姆定律得：I＝ER总＝Er＋R0＋R g＋R x.(3)因R x＝EI－r－R0－R g，函数图线是非线性变化的，当电流较大时电阻较小，当电流较小时电阻较大，A错误；当R x＝0，I＝Er＋R0＋R g，此时电流为满偏电流，B正确；R x越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，C正确；测量中，当R x的阻值为图丙中的R2时，电流比半偏电流小，指针位于表盘中央位置的左侧，D错误.选B、C.答案(1)1822.6(22.4～22.8)(2)I＝Er＋R0＋R g＋R x(3)BC训练1.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图2甲所示，可知其长度为________ mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________ mm；(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________ Ω .图2答案(1)50.15(2)4.700(3)220解析(1)游标卡尺的读数为L＝50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm；(2)螺旋测微器的读数为D＝4 mm＋0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm；(3)欧姆表的读数为R＝22×10 Ω＝220 Ω.2.已知G表的内阻R g为990 Ω，满偏电流I g＝100 μA.用它改装成如图3所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的挡位.1、2两个挡位为电流表挡位，其中的大量程是小量程的10倍.图3(1)关于此多用电表，下列说法错误的是__________.A.当转换开关S旋到位置4时，是电阻挡B.当转换开关S旋到位置6时，是电压挡C.转换开关S旋到5的量程比旋到6的量程大D.A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔(2)图中电源电动势均为3.5 V，当把选择开关S旋到位置4，在AB之间接3 500 Ω电阻时，表头G刚好半偏，该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，则R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.答案(1)C(2)1199解析(1)当转换开关S旋到位置4时，表头与电表中的电源相连接，是电阻挡，A正确；当转换开关S旋到位置6时，表头与电阻串联，电阻起分压作用，是电压挡，B正确；当转换开关S旋到5串联的电阻小于旋转到6串联的电阻，可知旋转到6，串联的电阻分压作用大，电压表量程大，C错误；根据电流“红进黑出”可知，B表笔为黑表笔，A表笔为红表笔，D正确.因选错误的，故选C. (2)由题知，在AB之间接3 500 Ω电阻时，表头G刚好半偏，即改装后电流表的总内阻R内＝3 500 Ω，当转换开关S在2时(如图a)，电流表量程为I2g＝ER内＝3.53 500A＝1 mA.由题知，转换开关S在1(如图b)时，电流表的量程为I1g＝10 mA，由串并联电路特点得：I g R gR1＋R2＋I g＝I2g，I g(R g＋R2)R1＋I g＝I1g，联立解得R1＝11 Ω，R2＝99 Ω.考题二伏安法测电阻1.仪器的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻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；根据待测电路的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度不宜较大，一般应使指针能达到半偏左右.2.电路的选择(1)测量电路的选择(2)控制电路的选择：①从节能的角度考虑，优先选用限流式.②以下三种情况必须用分压式：a.要求待测电路的U、I从0变化.b.R滑≪R xc.选用限流式，U x、I x过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等).3.伏安法测电阻的常规设计实验需要一个电流表和一个电压表，利用欧姆定律求其电阻.但有时题目中缺少电压表或缺少电流表，或电压表、电流表的量程不符，这时可以把已知内阻的电流表当作电压表来使用，把已知内阻的电压表当作电流表来使用，甚至可以把已知内阻的电流表(或电压表)和电阻箱改装成符合要求的电压表(或电流表).4.定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用近几年考题当中，经常出现用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电压表，或用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电流表.例2发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用，如图4所示是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“＋”号的一端接高电势，带“－”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.图4(1)实验室提供的器材如下：A.电压表(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)B.电压表(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)C.电流表(量程0～50 mA，内阻约50 Ω)D.电流表(量程0～0.6 A，内阻约1 Ω)E.滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，允许最大电流3 A)F.电源(电动势6 V，内阻不计)G.开关，导线该同学做实验时，电压表选用的是________，电流表选用的是________.(填选项字母)(2)请在图5中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整.图5(3)在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最________端(选填“左”或“右”).(4)根据表中数据，在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I－U图线.(5)由I－U图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而________(选填“不变”“增大”或“减小”).(6)若此发光二极管的最佳工作电流为10 mA，现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R＝________的电阻，才能使它工作在最佳状态.(结果保留三位有效数字)解析(1)由表中数据可知：最大电压为2.8 V，电压表选A；最大电流为30 mA，电流表选C；(2)因电压、电流要从0测起，滑动变阻器用分压式接法；二极管的电阻更接近电流表的内阻，故电流表用外接法，实物图的连接如图甲.(3)因滑动变阻器是分压式接法，在开始前滑动变阻器的滑片应置于最左端；(4)根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来，如图乙.(5)由图线可知，二极管的电阻值随电压的增大而减小.(6)根据U －I 图线，当二极管的工作电压为1.9 V 时，工作电流约为10 mA ，串联电阻上分到的电压应为1.1 V ，故应串联的电阻为：R ＝1.10.01 Ω＝110 Ω.答案 (1)A C (2)见解析图甲 (3)左(4)见解析图乙 (5)减小 (6)110 Ω变式训练3.使用理想电压表、理想电流表、滑动变阻器、直流电源等仪器，研究一只小灯泡完整的伏安特性，测得I －U 图象如图6甲所示.已知滑动变阻器滑动片的有效移动长度为30 cm ，变阻器的最大阻值为22.5 Ω，电源电动势为6 V ，内阻不计.图6(1)在图乙的虚线框内，不改变滑动变阻器和电源的位置，补上电压表、电流表、灯泡，画出完整的电路图.要求滑动变阻器的滑动片向左滑动时，灯泡的电压增大.(2)根据I －U 图象可知：从A 到B 的过程中灯泡的电阻逐渐__________(选填“增大”或“减小”)，改变的阻值为__________ Ω.(3)在获得A →B 段图线数据的过程中，滑动变阻器的滑动片向左移动了________ cm 的长度.答案 (1)见解析 (2)增大 5 (3)10解析 (1)滑动变阻器采用分压接法，电流表内、外接法均可，滑动片左移灯泡电压变大，电路图如图所示.(2)由I －U 图象可知，从A 到B 的过程中灯泡的电阻逐渐增大，由欧姆定律得：电阻的改变量ΔR ＝R B －R A ＝U B I B －U A I A＝5 Ω. (3)由I －U 图象可知，灯泡两端电压为U 并＝3 V ，滑动变阻器左半段电压为6 V－3 V ＝3 V ，通过灯泡的电流为I L ＝0.2 A ，由串并联电路特点有(3R ＋0.2)(22.5－R )＝3，得R ＝15 Ω；与灯泡并联的滑动变阻器电阻丝长度1522.5×30 cm ＝20 cm ，在获得A →B 段图线数据的过程中，滑动变阻器的滑动片向左移动了30 cm －20 cm ＝10 cm.4.某待测电阻R x 的阻值在80～100 Ω之间，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：图7A.电流表A 1(量程30 mA ，内阻r 1＝10 Ω)B.电流表A 2(量程150 mA ，内阻r 2约为30 Ω)C.电压表V(量程15 V ，内阻约为10 kΩ)D.定值电阻R 0＝20 ΩE.滑动变阻器R (最大电阻约10 Ω)F.电源E (电动势为4 V)G .开关S 和导线若干(1)如果用图7甲来测量R x ，测得的电阻将________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)；(2)如果用图乙来测量R x ，测量电流表A 1和A 2的读数分别为I 1和I 2，则R x ＝________；(3)根据提供的器材要完成此实验，甲、乙两同学分别设计了如图甲、乙两种电路，你认为图________更合适.答案 (1)小于 (2)I 2－I 1I 1R 0－r 1 (3)乙 解析 (1)因待测电阻R x 是小电阻，如果用图甲来测量R x ，由于电压表的分流作用，故测得的电阻将小于真实值.(2)如果用乙图来测量R x ，根据欧姆定律，并联部分电压为：U ＝(I 2－I 1)R 0； 且U ＝I 1(R x ＋r 1)，故R x ＝I 2－I 1I 1R 0－r 1. 考题三 测定电源的电动势和内阻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＋r R ).利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为1U ＝r E ·1R ＋1E 或U ＝－r U R ＋E ，作1U －1R 图象或U －U R 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 ＋r E ，作1I －R 图象，利用图线的截距和斜率求E和r.例3某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A.被测干电池一节B.电流表1：量程0～0.6 A，内阻r＝0.3 ΩC.电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 ΩD.电压表1：量程0～3 V，内阻未知E.电压表2：量程0～15 V，内阻未知F.滑动变阻器1：0～10 Ω，2 AG.滑动变阻器2：0～100 Ω，1 AH.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择________，电压表选择__________，滑动变阻器选择___________.(2)实验电路图应选择图8中的______(选填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.图8解析(1)一节干电池的电动势约为1.5 V，电压表选D；电流表的量程为0～0.6 A，且明确电流表内阻，电流表选B；滑动变阻器阻值较小利于电表的数值变化，滑动变阻器选F.(2)因电流表B的内阻已知，可将电流表内阻等效为电源内阻，求出等效电阻后，再求出实际电源内阻，故选用甲图；(3)由U－I图可知，电源的电动势E＝1.5 V；等效内电阻r′＝ΔUΔI＝1 Ω；则干电池内阻为r＝1 Ω－0.3 Ω＝0.7 Ω.答案(1)B D F(2)甲(3)1.50.7变式训练5.某同学设计了如图9甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为3 V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干.图9(1)先测电阻R1的阻值.请将该同学的操作补充完整：A.闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.B.保持电阻箱示数不变，______________，读出电压表的示数U2.C.则电阻R1的表达式为R1＝__________.(2)该同学已经测得电阻R1＝3.2 Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，其做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1U－1R图线，则电源电动势E＝_____ V，电阻R2＝_____ Ω.答案(1)将S2切换到b U2－U1U1R0(2)20.8解析(1)由题知，为了多测数据，应将S2切换到b；由欧姆定律有：U2＝I(R0＋R 1)，U 1＝IR 0，联立解得：R 1＝U 2－U 1U 1R 0； (2)根据E ＝U ＋U R (R 1＋R 2)，变形得：1U ＝1E ＋1R ·R 1＋R 2E ，对比图象有：1E ＝0.5，得：E ＝2 V ；R 1＋R 2E ＝1.5－0.50.5＝2.0，R 1＝3.2 Ω，得：R 2＝0.8 Ω.6.甲同学利用如图10所示的电路测定电源的电动势和内阻，提供的器材有：A.干电池两节，每节电动势约为1.5 V ，内阻未知B.直流电压表V 1、V 2，内阻很大C.直流电流表A ，内阻可忽略不计D.定值电阻R 0，阻值未知，但不小于5 ΩE.滑动变阻器F.导线和开关(1)请根据所给电路图，以笔画线代表导线，在图11的实物图上将所缺导线画上.图10图11(2)甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，导致一只电压表始终没有读数，因此只记录了一只电压表和电流表的示数，如下表所示：图12(3)由图象可知，两节干电池总电动势为__________ V，总内阻为________ Ω.由计算得到的数据可以判断，能够示数的电压表应为表________(选填“V1”或“V2”).答案(1)、(2)见解析图(3)2.90 3.50V1解析(1)根据电路图，在给出的实物图上画出所缺的导线，如图甲所示；(2)将(I，U)作为坐标值将各点描出，并用直线将各点相连，作图象如图乙所示；(3)由U＝E－Ir知；对比图象得E＝2.90 V，r＝2.90－1.920.28Ω＝3.50 Ω；若示数为V2的，则测量的内电阻一定有R0，而定值电阻大于5 Ω，故说明读数只能是V1的.考题四电学创新拓展实验高考中电学实验要拿到满分，考生应注意以下“三”个方面：第一：认真完成课本上的每一个实验.知道每一个实验的目的，掌握每一个实验的原理，熟悉每一个实验步骤，领会每一个实验步骤的作用，学会每一个实验仪器的使用，学会每一个实验的处理方法，弄清每一个实验误差的来源等.第二：对于给出实验电路图的创新性实验，要注意从原理出发，理解实验方法，找出图象中两个物理量之间的关系，理想图象中图线的斜率和截距的物理意义. 第三：对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案.高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计理念均取材于课本中的必考实验，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数.例4某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻R t(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为R t＝a＋kt，a＞0，k＞0).设计电路如图13所示，并按如下步骤进行操作：图13(1)按电路图连接好实验器材；(2)将滑动变阻器滑片P滑到a端，单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路；(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准电流表的示数下降5 ℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关，请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式I＝__________(用题目中给定的符号)；(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表，根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________侧(选填“左”或“右”)，刻度线分布是否均匀？________(选填“是”或“否”).解析(3)由题知R t＝a＋kt，由闭合电路的欧姆定律可得，I＝ER＋R t＝ER＋a＋kt.(4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，则低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的.答案(3)ER＋a＋kt(4)右否变式训练7.图14甲图是乙图所示多用电表欧姆“×1 k”挡的工作电池，外壳上印着标称电动势9 V，但A、B两极极性没有标示.图14 (1)实验小组甲同学选择多用电表的直流电压挡对电池测量：将(＋)(－)表笔分别与A 、B 相连时电表指针反偏；对调连接，电表有了正常示数；再在A 、B 两极间接入一只200 Ω电阻，电表示数减小(如电表刻度盘所示).由以上测量可以确定电池的正极是________(选填“A ”或“B ”).(2)接着要测量这个电池的电动势E 和内电阻r .乙同学说至少还需要电流表、电压表、滑动变阻器；丙同学说至少还需要电阻箱；丁同学说不再需要什么，利用甲的实验数据就可以了.显然丁同学设计的方案不再需要实验操作，他能得到电池的电动势和内电阻么？若能，写出结论；若不能，简述理由________________.(3)最后按图丙所示电路对该电池进行放电实验.实验中通过适时调整滑动变阻器，保持电流表示数为10 mA 不变，每分钟记录一次电压表示数，实验历时20分钟.将各组电压—时间数据在坐标纸上描点作图，经拟合，可认为电压由6.2 V 均匀下降到5.8 V .则这次放电过程中通过电流表的电量是________ C ，电流表和变阻器消耗的电能是________ J.答案 (1)B (2)E ＝7.0 V r ＝80 Ω (3)12 72解析 (1)电压表接入电路中时，正极应与电源正极相连，将(＋)(－)表笔分别与A 、B 相连时电表指针反偏；对调连接，电表有了正常示数，说明B 极为正极；(2)电池外壳上印着标称电动势9 V ，则直流电压表的量程取10 V ，直接接在电源两端时，测量电源电动势，由题图乙可知E ＝7.0 V ，在A 、B 两极间接入一只200 Ω电阻时，由题图乙可知，电压表示数为5.0 V ，根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －U R r ，代入数据得：5.0＝7.0－5.0200r ，得：r ＝80 Ω.(3)这次放电过程中通过电流表的电量是q＝It＝12 C，电流表和变阻器的平均电压U＝6.2＋5.82V＝6 V，则电流表和变阻器消耗的电能Q＝U It＝6×12 J＝72 J.专题规范练1.在探究规格为“4.0 V2.0 W”的小灯泡L的伏安特性曲线实验中，可供选用的器材如下：小灯泡L：“4.0 V 2.0 W”；电流表A1：量程3.0 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2：量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；电压表V：量程3.0 V，内阻R V＝9.0 kΩ；定值电阻R1：阻值2.0 kΩ；定值电阻R2：阻值4.5 kΩ；定值电阻R3：阻值12.0 kΩ；定值电阻R4：阻值18.0 kΩ；滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω；学生电源E：电动势6.0 V，内阻不计；开关S及导线若干.(1)电流表应选____，定值电阻选________(在R1、R2、R3、R4中选一个).(2)在方框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.(3)小雨同学采用同样的方法进行实验，检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下，检查电路故障，应使用多用电表________(选填“欧姆×10”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)挡，检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“＋”、“－”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是________.答案 (1)A 2 R 2 (2)见解析图 (3)直流电压10 V 电流表断路解析 (1)由题知，小灯泡额定电流约为I ＝P U ＝2.04.0 A ＝0.5 A ，故选A 2；因电压表量程为3 V ，小于灯泡的额定电压，为了完成测量，要串联定值电阻扩大量程，且改装后量程略大于4 V ，由改装原理得：串联电阻至少应R ＝4－339kΩ＝3 kΩ，故选R 2；(2)小灯泡电阻R ＝U 2P ＝422 Ω＝8 Ω，为小电阻，电流表用外接法，且变阻器用分压式接法，故原理图如图所示.(3)由题知，在不断开电路测量时，只能用电压挡测量，故选用直流电压10 V 挡；检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“＋”、“－”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是电流表断路.2.某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13 V ，内阻小于3 Ω，由于直流电压表量程只有3 V ，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为15 V 的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路如图1甲所示，实验步骤如下，完成填空： 第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3 V 第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为____________ V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15 V 的电压表.图1(2)实验可供选择的器材有：A.电压表(量程为3 V，内阻约2 kΩ)B.电流表(量程为3 A，内阻约0.1 Ω)C.电阻箱(阻值范围0～9 999 Ω)D.电阻箱(阻值范围0～999 Ω)E.滑动变阻器(阻值为0～20 Ω，额定电流2 A)F.滑动变阻器(阻值为0～20 kΩ)则电阻箱应选________，滑动变阻器应选________.(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω.答案(1)0.6(2)C E(3)11.5 2.5解析(1)将3 V电压表改装成15 V量程，串联电阻箱后的内阻是原来内阻的5倍，由于滑动变阻器的位置不变，分压部分的两端电压仍为3 V，此时电压表读数为0.6 V.(2)改装电压表需要串联大电阻，故选C；在分压电路中为方便调节，选用阻值较小的滑动变阻器，故选E.(3)由图丙知，当外电路断路时，电压表的电压为U＝2.3 V，电源的电动势为E＝2.3×5 V＝11.5 V，内阻为r＝ΔUΔI＝(2.3－1.5)×51.6Ω＝2.5 Ω.3.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件. 某实验小组欲探究通过热敏电阻R1(常温下阻值约为10 Ω)的电流随其两端电压变化的特点.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小，现提供下列器材：A.电流表A1(量程100 mA，内阻约1 Ω)B.电流表A2(量程1.0 A，内阻约0.3 Ω)C.电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ)D.电压表V2(量程10.0 V，内阻约10 kΩ)E.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)F.电源E(电动势15 V，内阻忽略)G.开关，导线若干(1)该小组测出热敏电阻R1的U－I图线如图2曲线Ⅰ所示，该热敏电阻是________热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”).图2(2)请在所提供的器材中选择必需的器材，电流表应选________，电压表应选________(填写器材前面的字母)；并在虚线框中画出该小组设计的电路图.(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U－I图线如曲线Ⅱ所示.然后将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图3所示电路.测得通过R1和R2的电流分别为0.30 A和0.60 A，则该电池组的电动势为________ V.(结果保留三位有效数字)。

专题九 电学实验 考情分析命题解读本专题有四个实验，分别为决定导线电阻的因素、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量电源的电动势和内阻、练习使用多用电表。

从三年命题情况看，命题特点为：(1)注重基础。

如基本仪器的原理和使用、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。

(2拓展创新。

如测电阻，图象法、替代法等灵活应用，考查学生的实验能力。

整体难度偏难，命题指数★★★★★，复习目标是达B 冲A 。

1.(2018·淮安、宿迁等上学期期中学业质量检测)为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：A.小灯泡(额定电压3 V ，额定电流600 mA)B.电流表A 1(量程0～0.6 A ，内阻约为0.5 Ω)C.电流表A 2(量程0～3 A ，内阻约为0.1 Ω)D.电压表V(量程0～3 V ，内阻约为10 kΩ)E.滑动变阻器R 1(0～10 Ω，2 A)F.滑动变阻器R 2(0～500 Ω，1 A)G.直流电源E (约3 V)H.开关、导线若干(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(以上均填器材代号)。

(2)请用笔画线代替导线，在图1甲中将本实验的电路连接完整。

图1(3)正确实验，测量出多组数据，以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点如图乙所示，请在图乙中作出小灯泡的伏安特性曲线。

(4)上述实验过程中，小虎同学不慎将所选滑动变阻器损坏，便选用另一滑动变阻器，重新连成图甲所示的完整电路，闭合开关，从最右端向最左端缓慢匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，观察到电流表和电压表的示数变化情况是______________________________________________________________________________。

解析(1)灯泡的额定电流为600 mA，因此电流表应选择600 mA量程的A1；本实验采用滑动变阻器分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。

高中物理电学实验专题教案资料高中物理电学实验专题高中物理电学实验专题实验专题一：伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。

二．认识电流表和电压表：1.理想表：理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻=∞,用理想电表测量电路，对电路不产生影响。

2.实际表：实际电流表内阻很小，但不为零；实际电压表内阻很大，但不会是无穷大。

因此，电流表和电压表对测量电路造成影响，产生误差。

为了减小误差，必须考虑电流表和电压表的接法。

三．电流表的两种接法（一）电流表外接法1、电路如图所示电压表示数＝ R电流表示数＝＋＞测量值 ,小于R的真实值只有当R＜＜时，才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。

“小外”含义：小电阻用外接法。

（二）电流表内接法 1.电路图如图所示电压表示数＝电流表示数＝ R 测量值 ,大于R 的真实值只有当R ＞＞时，才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。

“大内”含义：大电阻用内接法。

四．电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。

但电阻阻值为多大算是大电阻？电阻阻值大小依什么电阻为标准？下面我们一起探讨：（一）定量判定法：当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时，可用比较和大小来确定1. 若＞，则说明R 远大于，选用电流表内接法。

2. 若＞，则说明R 远小于, 选用电流表外接法。

3. 若＝，选用两种接法都可以。

（二）试触法：在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UUI I ?>)，说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N 点)；如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UI I ?<)，说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接M 点).五．总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的．无论哪种接法，都会由于电表的内阻影响而带来测量误差．从下表的分析可以看出，合理的选择接法有利于减小误差．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分压的影响，电压表测量值偏大，结果偏大由于电压表内阻分流的影响，电流表测量值偏大，结果偏小测量结果 IUR =测＞Rx I UR =测＜Rx适用条件Rx 远大于RARx 远小于RV六．同步训练1.如图所示，电压表和电流表的读数分别为10V 和 0.1A,已知电流表的内阻为0.2Ω，那么待测电阻的测量值比真实值，真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时，由于不知待测电阻的阻值范围，而无法确定电流表是内接还是外接，他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示，○V 的V ARxRx示数为3.0V,○A的示数为3.0mA；改为如右图(b)所示，○V的示数为2.9V，○A的示数为4.0mA.该同学要获得较精确的测量结果，应选取 ; 被测量电阻的阻值是（a） (b)3．某待测电阻估值在100Ω左右，电压表内阻为3000Ω，电流表内阻为0.2Ω，采用伏安法测电阻时，电流表选择何种接法，测量误差小（）A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡，标有“3V、0.6W”字样。

高考物理二轮复习精品资料专题16 电学实验教学案(教师版)高考物理二轮复习精品资料专题16电学实验教学案(教师版)2021高考物理二轮复习精品资料专题16电学实验教学案（教师版）1．注重对实验操作能力的考查．例如实验步骤的排序、容错；实验器材的挑选，包含滑动变阻器、电阻箱、电表量程的挑选；实物连线和运用图象与表格分析处置实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改良技术创新等．2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．3.设计性实验就是考查的热点．在近几年的各地中考中设计性的实验题比较多，此类实验能综合考查学生创造性地应用领域已研习科学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，建议学生存有较低的科学知识搬迁能力、实验设计能力．4．电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题．对物理实验的考查通常就是以单一制题型发生，在中考中实验试题的命题通常就是一个力学实验和一个电学实验．一个以考查模拟实验或基本实验的基础实验科学知识、基本实验技能居多；另一个通常以考纲建议的基本实验为载体展开必要的改良和技术创新，考查学生对基本实验的理解能力、搬迁能力和创新能力．预测2021年高考实验考题主要表现为以下几种形式：1．一个力学实验题：以阻攻计时器为主要实验仪器，牵涉加速度、速度测量的基本力学实验，分值较太少，难点并不大，命题形式为填空题(或选择性填空题)．2．一个电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等．【知识网络构建】【重点科学知识资源整合】一、测量读数类仪器使用1．电流表、电压表(1)电流表、电压表采用时量程挑选的规则:根据被测电流或电压值的大小选择量程.测量时最好使指针偏转超过所选量程的2/3,至少少于1/2.在不能晓得被测电流或电压大小的情况下,高文瑞用电表的很大量程,然后再根据指针偏移情况挑选出最合适的量程.(2)读数方法:读数时应使视线垂直于刻度盘表面.凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读.2．电阻箱电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读．例如图14－2右图的电阻箱的阻值为84580.2ω.图14－2④测量时试样电阻必须跟其他元件和电源断裂.⑤多用电表使用完毕后,应将选择开关拨离欧姆挡,旋至off挡或交流电压最高挡上.特别提醒：要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“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，调整的是欧姆挡的调零旋钮．二、电学实验1．电路设计及仪器选取原则正确地挑选仪器和设计实验电路,存有一定的灵活性,应当遵从以下几个基本原则:(1)正确性．(2)安全性．(3)方便性．(4)精确性．2．“伏安类”实验中电流表的内、外接法比较项目电流表内三相电流表外接法电路误差原因比较电流表内接法项目ur测＝i＝ra＋rx>rx电阻的测量值大于真实值适用rx?ra,大电阻条件特别提醒:在rv、ra均不知的情况下,可采用试触法.如图14－4所示,分别将a端与b、rx?rv,大电阻ur测＝irvrx＝三相;如果前后两次电压则表示数比电流则表示数变化显著,表明电流表分后甩促进作用小,应当使用外接法.图14－43．滑动变阻器的三相(1)若合乎以下情况之一,则滑动变阻器必须直奔成分压式.①建议电表能够从零开始读数;②建议电表能够存有很大的调节范围;③当待测电阻rx?r(滑动变阻器的最小阻值)时.(2)当待测电阻rx?r(滑动变阻器的最小阻值)时,既可接成分压式、也可以K817减半流式.三、实验误差1．偶然误差和系统误差从性质和来源看看,误差分成偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差就是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.增大偶然误差的方法就是通过多次测量谋平均值.(2)系统误差就是由于仪器本身不准确,或实验方法粗略或实验原理不健全而产生的.必须增大系统误差,必须校准仪器,或改良实验方法,或健全实验原理.2．有效数字(1)测量既然总存有误差,测量的数值就就可以就是对数数,例如“174.2mm”最末的一位数字“2”就是不可信数字,但它仍存有意义无法比涅,因为它代表了一个大概数量关系,比如说这里174.2与174.8较之就是吻合174还是175就显而易见了.像是174.2mm这种拎一位不可信数字的对数数字叫做有效数字,有效数字的最后一位为误差所即位.在实验中,测量时必须按有效数字的规则去读数.(2)确认有效数字时，应当特别注意以下问题：①有效数字的位数与小数点的边线毫无关系.有效数字的位数与单位毫无关系.②关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才就是有效数字.0在后时,扣除有效数字.③乘方算不上有效数字;比如说3.020×10m/s中的－3不是有效数字,10也不是.3．增大实验误差的方法(1)多次测量谋平均值．(2)积累法．(3)图象法．四、技术创新实验1.技术创新实验方案的设计,通常应当遵从以下四条原则(1)科学性原则．(2)可靠性原则．(3)方便性原则．(4)准确性原则．2．设计性实验的设计思路五、控制电路的设计技巧1．滑动变阻器控制电路的方式存有分压式和减半流式两种，以下几种情况必须采用分压式三相：(1)建议被控制电路的电流(或电压)从零开始可以已连续调节时(例如：测绘导体的伏安特性曲线等实验)；－3(2)被控制电路的电阻rl远大于滑动变阻器的最大值r0时；(3)实验建议的电压变化范围很大(或建议测量多组数据)时；(4)若使用减半流式三相，电路中实际电压(或电流)的最小值仍少于电表或电器的额定值时．2．若测量电路电流或电压没建议从零开始已连续调节，只是大范围内测量，且被控制电路的电阻rl与滑动变阻器的最大值r0吻合或rl略大于r0，则必须使用减半流式三相．测量电源的电动势和内阻实验必须使用减半流式三相．2．电表的挑选：通常根据电源的电动势或试样用电器的额定电压挑选电压表；根据试样电流的最小电流挑选电流表；挑选的电表的量程增加收入电表的指针转动的幅度很大，通常增加收入指针能够达至半略偏左右，以增大读数的偶然误差，提升精确度．3．变阻器的挑选：所采用的变阻器的额定电流应当大于电路中通过变阻器的最小电流，以保证变阻器的安全；为满足用户实验中电流变化的须要和调节的便利，在分压式三相中，高文瑞用电阻较小而额定电流很大的变阻器，在减半流式三相中，变阻器的阻值无法太小．【高频考点突破】考点一实验数据的加载(1)仪器连线例如图14－7右图(a和b就是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填上“白”或“白”)色；图14－7(2)若适度调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别例如图14－8(a)、(b)、(c)右图,则多用电表的读数为________ω,电流表的读数为________ma,电阻箱的读数为_______ω;图14－8(a)图14－8(b)图14－8(c)(3)将图14－7中多用电表的两表笔短接,此时穿过多用电表的电流为______ma;(留存3十一位有效数字)(4)排序获得多用电表内电池的电动势为______v.(留存3十一位有效数字)答案:(1)白(2)14.053.04.6(3)102(4)1.54考点二电学实验器材的挑选出及应用领域(1)甲同学必须把一个量程为200μa的直流电流计g,改装量度范围就是0～4v的直流电压表.①她按图14－17右图电路用半略偏法测定电流计g的内电阻rg,其中电阻r0约为1kω.图14－17为并使rg的测量值尽量精确,在以下器材中,电源e高文瑞用________,电阻器r1高文瑞用_______,电阻器r2高文瑞用________(学测器材前的字母)．a.电源(电动势1.5v)b.电源(电动势6v)c.电阻箱(0～999.9ω)d.滑动变阻器(0～500ω)e.电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1kω)f.电位器(0～51kω)②该同学在控制器断裂情况下,检查电路相连接有误后,将r2的阻值阳入至最小.时程的实验操作步骤依次就是:________,________,________,________,最后记录r1的阻值并整理不好器材.(恳请按合理的实验顺序,学测以下步骤前的字母)a.滑动s1b.滑动s2c.调节r2的阻值,并使电流计指针偏移至八十刻度d.调节r2的阻值,并使电流计指针偏移至八十刻度的一半e.调节r1的阻值,并使电流计指针偏移至八十刻度的一半f.调节r1的阻值,并使电流计指针偏移至八十刻度③如果税金的r1的阻值为300.0ω,则图14－17中被测电流计g的内阻rg的测量值________ω,该测量值________实际值(选项“略高于”、“略大于”或“等同于”).④给电流计g______联及(学测“串成”或“并”)一个阻值为________kω的电阻,就可以将该电流计g装配为量程为4v的电压表.(2)乙同学必须将另一个电流计g改装直流电压表,但他仅借得一块标准电压表v0、一个电池组e、一个滑动变阻器r′和几个姜味的阻值精确的定值电阻.①该同学从上述具体条件启程,先将等待装配的表中g轻易与一个定值电阻r相连接,共同组成一个电压表;然后用标准电压表v0校准.恳请你图画完图14－18方框中的校准电路图.图14－18②实验中,当定值电阻r采用17.0kω时,调整滑动变阻器r′的阻值,电压表v0的示数就是4.0v时,表中g的指针恰好指至满量程的五分之二;当r采用7.0kω时,调整r′的阻值,电压表v0的示数就是2.0v时,表中g的指针又Azamgarh满量程的五分之二.由此可以认定,表中g的内阻rg就是________kω,满偏电流ig就是________ma.若要将表中g改装量程就是15v的电压表,应当搭载一个________kω的电阻.图14－19【变式探究】为测量一电源的电动势及内阻(1)在以下三个电压表中选一个改装量程为9v的电压表a．量程为1v、内阻大约为1kω的电压表v1b．量程为2v、内阻大约为2kω的电压表v2c．量程为3v、内阻为3kω的电压表v3挑选电压表________串联________kω的电阻可以改装量程为9v的电压表．(2)利用一个电阻箱、一只控制器、若干导线和装配不好的电压表(此表用符号v1、v2或v3与一个电阻串联去则表示，且可以视作理想电压表)，图画出来测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．(3)根据以上实验原理电路图展开实验,念出电压则表示数为1.50v时,电阻箱的阻值为15.0ω;电压则表示数为2.00v时,电阻箱的阻值为40.0ω，则电源的电动势e＝_______v、内阻r＝_______ω.解析：(1)装配电压表须要根据电压表内阻排序分后甩电阻的电阻值，v3表的量程不断扩大3倍即为装配的电压表，故高文瑞c，必须将量程为3v，内阻3kω的电压表装配为量程为9v的电压表，串联分后甩电阻的阻值为r＝9v－3v＝6000ω＝6kω.3v33×10ω(2)电路原理图如图所示．(3)根据闭合电路欧姆定律言3ue＝3u＋rr′将u1＝1.50v，r′1＝15.0ω及u2＝2.00v，r′2＝40.0ω分别代入上式阿提斯鲁夫尔谷求解方程组得e＝7.5v，r＝10.0ω.考点三技术创新实验分析基准3.用对温度脆弱的半导体材料做成的某热敏电阻rt,在取值温度范围内,其阻值随其温度的变化就是非线性的.某同学将rt和两个适度的紧固电阻r1、r2连成图14－20虚线框内右图的电路,以使该电路的耦合电阻rl的阻值随rt所处环境温度的变化对数为线性的,且具备最合适的阻值范围.为了检验这个设计,他使用伏安法测量在相同温度之下rl的阻值,测量电路例如图14－20右图,图中的电压表内阻非常大.rl的测量结果如下表中右图．图14－20温度t(℃)30.040.050.060.070.080.090.0rl阻值(ω)54.351.548.344.741.437.934.7提问以下问题：(1)根据图14－20右图的电路，在图14－21右图的实物图上连线．图14－21(2)为了检验rl与t之间对数为线性关系，在坐标纸上为rl－t关系图线．图14－22(3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数例如图14－23甲、乙右图.电流表的读数为____,电压表的读数为_______.此时耦合电阻rl的阻值为______;热敏电阻所处环境的温度约为_____.图14－23图14－24(2)rl－t关系曲线例如图14－25右图。

专题强化十六电学实验综合目标要求1.了解差值法、半偏法、等效法、电桥法等测电阻的方法.2.学会替换和改装电表进行实验.3.会利用电学实验知识探究创新实验方案．题型一测电阻的其他几种方法考向1差值法测电阻1．电流表差值法(如图所示)(1)基本原理：定值电阻R 0的电流I 0＝I 2－I 1，电流表两端的电压U 1＝(I 2－I 1)R 0.(2)可测物理量：①若R 0为已知量，可求得电流表的内阻r 1＝(I 2－I 1)R 0I 1；②若r 1为已知量，可求得R 0＝I 1r 1I 2－I 1.2．电压表差值法(如图所示)(1)基本原理：定值电阻R 0的电压U 0＝U 2－U 1，流过电压表的电流I 1＝U 2－U 1R 0.(2)可测物理量：①若R 0为已知量，可求得电压表的内阻r 1＝U 1U 2－U 1R 0；②若r 1为已知量，可求得R 0＝U 2－U 1U 1r 1.例1(2023·广东深圳市光明区模拟)实验小组测量定值电阻R x 的阻值，实验室提供了如下实验器材：A ．电源E (电动势为9V ，内阻不计)B ．电流表A 1(量程为300mA ，内阻r 1为10Ω)C ．电流表A 2(量程为200mA ，内阻r 2为15Ω)D ．定值电阻R 0(阻值为15Ω)E ．滑动变阻器R 1(最大阻值为10Ω)F ．滑动变阻器R 2(最大阻值为1kΩ)G ．开关及导线若干为尽可能准确测量R x 的阻值，实验小组设计了如图所示的电路．(1)滑动变阻器应选择________(填“E ”或“F ”)．正确连接实验电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至________(选填“最左端”或“最右端”)；(2)闭合开关S ，调节滑动变阻器滑片的位置，使电流表A 1满偏，若此时电流表A 2的示数为150mA ，则电阻R x 两端的电压为________V ，R x 的阻值为________Ω；(3)多次测量取平均值，可减小________(选填“偶然误差”或“系统误差”)．答案(1)E最左端(2)4.530(3)偶然误差解析(1)滑动变阻器采用分压式接法，所以选用阻值较小的E.为保证电路的安全性，开始时应使滑动变阻器分压阻值最小，所以应调至最左端．(2)电阻R x 两端的电压等于电流表A 2与R 0两端的电压，则U ＝I 2(r 2＋R 0)＝0.15×(15＋15)V ＝4.5V流过R x 的电流为I ＝I 1－I 2＝0.3A －0.15A ＝0.15A 由欧姆定律可得R x ＝U I ＝4.50.15Ω＝30Ω(3)多次测量取平均值，可减小偶然误差．例2(2023·广东惠州市模拟)实验小组用如图甲所示的电路来测量阻值约为30Ω的电阻R x的阻值，图中R 0为标准电阻，阻值为R 0＝5.4Ω；V 1、V 2为理想电压表，S 为开关，R 为滑动变阻器，E 为电源，采用如下步骤完成实验．回答下列问题：(1)按照图甲所示的实验原理图在图丙中接好电路．丙(2)实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于________(填“最左端”“最右端”或“中间”)．闭合开关S ，改变滑片的位置，记下V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，则待测电阻的表达式为R x ＝________(用U 1、U 2、R 0表示)．(3)为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组U 1、U 2的值，做出的U 2－U 1图像如图乙所示，图像的斜率为k ＝________(用R 0、R x 表示)，可得R x ＝________Ω.答案(1)见解析图(2)最右端U 2U 1－U 2R 0(3)R x R x ＋R 0(3)27解析(1)完整的电路连线图如图．(2)为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于最右端．由欧姆定律可得U 1－U 2R 0＝U 2R x 整理可得待测电阻的表达式为R x ＝U 2U 1－U 2R 0(3)由U 1－U 2R 0＝U 2R x 整理可得U 2＝R xR x ＋R 0U 1则U 2－U 1图像的斜率k ＝R x R x ＋R 0由题图乙可知k ＝R x R x ＋R 0＝2.53.0又R 0＝5.4Ω解得R x ＝27Ω.考向2半偏法测电表内阻1．电流表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤①先断开S 2，再闭合S 1，将R 1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程I m ；②保持R 1不变，闭合S 2，将电阻箱R 2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于12I m 时记录下R 2的值，则R A ＝R 2.(2)实验原理当闭合S 2时，因为R 1≫R A ，故总电流变化极小，认为不变仍为I m ，电流表读数为I m2，则R 2中电流为Im 2，所以R A ＝R 2.(3)误差分析①测量值偏小：R A 测＝R 2＜R A 真．②原因分析：当闭合S 2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R 2的电流比电流表所在支路的电流大，R 2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R 2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小．③减小误差的方法：选电动势较大的电源E ，选阻值非常大的滑动变阻器R 1，满足R 1≫R A .2．电压表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤①将R 2的阻值调为零，闭合S ，调节R 1的滑动触头，使电压表读数等于其量程U m ；②保持R 1的滑动触头不动，调节R 2，当电压表读数等于12U m 时记录下R 2的值，则R V ＝R 2.(2)实验原理：R V ≫R 1，R 2接入电路时可认为电压表和R 2两端的总电压不变，仍为U m ，当电压表示数调为U m 2时，R 2两端电压也为Um 2，则二者电阻相等，即R V ＝R 2.(3)误差分析①测量值偏大：R V 测＝R 2>R V 真．②原因分析：当R 2的阻值由零逐渐增大时，R 2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12U m 时，R 2两端的电压将大于12U m ，使R 2>R V ，从而造成R V 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．③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值较小的滑动变阻器R1，满足R1≪R V.例3甲同学要把一个最大量程为200μA的直流电流计G，改装成量程是0～4V的直流电压表．(1)甲同学按如图所示电路，用半偏法测定电流计G的内电阻r g，其中电阻R0约为1kΩ.为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用________，电阻器R1应选用_____，电阻器R2应选用_________(选填器材前的字母)．A．电源(电动势1.5V)B．电源(电动势6V)C．电阻箱(0～999.9Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1kΩ)F．电位器(0～51kΩ)(2)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是：________，________，________，________，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)A．闭合S1B．闭合S2C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的R1的阻值为300.0Ω，则图中被测电流计G的内阻r g的测量值为________Ω，该测量值________实际值(选填“略大于”“略小于”或“等于”)．(4)给电流计G________联(选填“串”或“并”)一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表．答案(1)B C F(2)B C A E(3)300略小于(4)串19.7解析(1)半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器(必须大于电路所需的最小电阻)，根据电路的电压为电动势，电路的最大电流为表头的满偏电流，则最小电阻为60.2×10－3Ω＝3.0×104Ω＝30kΩ或 1.50.2×10－3Ω＝7.5×103Ω＝7.5kΩ，考虑到保护电阻1kΩ，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29kΩ或6.5kΩ，电路图中R2是滑动变阻器，不能选D和E，只能选F.表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为6V的B，而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需，而R1是用来测量表头内阻的电阻箱，只能选C.(2)实验步骤：第一步闭合S2；第二步调节R2阻值，使电流计满偏；第三步闭合S1；第四步调节R1阻值，使电流计半偏；第五步读出R1阻值即为待测表头的内阻，故后续的实验操作步骤依次为BCAE.(3)R1的示数为待测表头的内阻是300.0Ω，闭合S1后，电路的总电阻减小，当表头半偏时干路上的电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于表头的满偏电流，所以电阻箱的阻值略小于表头的内阻．(4)给表头串联一个电阻可以改装为电压表，改装后的电压表的内阻为R V＝U mI g＝40.2×10－3Ω＝2.0×104Ω＝20kΩ，则串联电阻的大小为20kΩ－300Ω＝19.7kΩ.例4某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图甲连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω.(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．A ．100μA B ．250μA C ．500μA D ．1mA 答案(1)R 1(2)见解析图(3)2520(4)D解析(1)本实验为测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R 1可减小实验误差．(2)滑动变阻器为分压式接法，实物图连线如图所示．(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00V 和0.50V ，则R V ＝4R ＝2520Ω.(4)表头的满偏电流I g ＝U R V ＝2.52520A ≈1mA ，故选项D 正确．考向3等效替代法测电阻如图所示，先让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上，调节R 2，使电表指针指在适当位置读出电表示数；然后将电阻箱串联后接到同一电源上，保持R 2阻值不变，调节电阻箱的阻值，使电表的读数仍为原来记录的读数，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值．例5如图所示的实验电路可以用来测量电阻，可供选用的实验器材如下：A ．待测电阻R x (阻值约为55Ω)B ．定值电阻R 0(阻值为16Ω)C ．电压表V 1(0～3V ，内阻很大，可看成理想电压表)D ．电压表V 2(0～15V ，内阻很大，可看成理想电压表)E ．滑动变阻器R 1(5Ω，2A)F ．滑动变阻器R 2(50Ω，2A)G ．蓄电池(电动势4.0V ，内阻忽略不计)H ．单刀双掷开关、导线等(1)要完成本实验且较准确进行测量，电压表应该选用________，滑动变阻器应该选用________．(填器材前面的序号)(2)实验步骤如下：①按照电路图连接实验器材，单刀双掷开关空置，把滑动变阻器触头滑到最左端．②将单刀双掷开关掷于“1”，调节滑动变阻器触头，使得电压表读数为2.8V③将单刀双掷开关掷于“2”，________(填“向左滑动”“向右滑动”或“不再滑动”)滑动变阻器触头，观察并记录电压表读数为1.6V.(3)根据实验数据，被测电阻的测量值R x ＝________Ω.(4)由于蓄电池内阻r 的存在，R x 测量值将________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)．答案(1)C F(2)不再滑动(3)56(4)等于解析(1)由于电动势为4.0V,15V 量程的电压表量程太大，因此选用量程为3V 的电压表；最大阻值为5Ω的滑动变阻器会使得被测电阻两端的电压超过3V 的电压表量程，因此不能选用，只能选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器．(2)根据实验原理，滑动变阻器的阻值R 是不能改变的，否则就不能解出R x 的值．(3)根据闭合电路的欧姆定律，单刀双掷开关掷于“1”的位置时U x R x ＝E －U x R，即R R x ＝37单刀双掷开关掷于“2”的位置时U 0R 0＝E －U 0R即R 0R ＝23，联立解得R x ＝56Ω(4)蓄电池的内电阻r 与滑动变阻器电阻可当作一个整体，则r 的存在不影响R x 的值．考向4电桥法测电阻(1)操作：如图甲所示，实验中调节电阻箱R 3，使灵敏电流计G 的示数为0.(2)原理：当I G ＝0时，有U AB ＝0，则U R 1＝U R 3，U R 2＝U Rx ；电路可以等效为如图乙所示．根据欧姆定律有U R 1R 1＝U R 2R 2，U R 1R 3＝U R 2R x ，由以上两式解得R 1R x ＝R 2R 3或R 1R 2＝R 3R x，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻R x 的阻值．例6某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA ，内阻大约为2500Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R 1、R 2(其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω)；电阻箱R z (最大阻值为99999.9Ω)；电源E (电动势约为1.5V)；开关S 1和S 2.C 、D 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．(2)完成下列填空：①R 1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”)．②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R 2的滑片D 置于中间位置附近．③将电阻箱R z 的阻值置于2500.0Ω，接通S 1.将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置，最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前B 与D 所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)．④将电阻箱R z 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z 的阻值置于2601.0Ω时，在接通S 2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为______Ω(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)见解析图(2)①20②左③相等④2550(3)调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)实物连线如图所示：(2)①滑动变阻器R 1采用分压式接法，为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器，故R 1的阻值为20Ω；②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到滑动变阻器的左端对应的位置；③将电阻箱R z 的阻值置于2500.0Ω，接通S 1；将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置；最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通后在BD 中无电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等；④设滑片D 两侧电阻分别为R 21和R 22，由B 与D 所在位置的电势相等可知，R z1R 21＝RμA R 22；同理，当R z 和微安表对调时，仍有R μA R 21＝Rz2R 22；联立两式解得，R μA ＝R z1R z2＝2500.0×2601.0Ω＝2550Ω(3)为了提高测量精度，应调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程．题型二定值电阻在电学实验中的应用定值电阻在电路中的主要作用(1)保护作用：保护电表，保护电源．(2)测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主要有如图所示两种情况：图甲中流过电压表V 2的电流：I 2＝U 1－U 2R；图乙中电流表A 2两端的电压U 2＝(I 1－I 2)R ；(3)扩大作用：测量电路中用来扩大电表量程；当待测电阻过小时，可串联定值电阻用来扩大待测量．例7某兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为2mA 、内阻约为100Ω)的内阻．实验室中可供选择的器材有：电流表A 1：量程为6mA ，内阻约为200Ω；电流表A 2：量程为0.6A ，内阻约为0.1Ω；定值电阻R 1：阻值为10Ω；定值电阻R 2：阻值为60Ω；滑动变阻器R 3：最大电阻20Ω，额定电流1.5A ；直流电源：电动势1.5V ，内阻0.5Ω；开关，导线若干．(1)为了精确测量电流表G 的内阻，应选择的电流表为________，定值电阻为________；(均填写器材的符号)(2)在虚线框中画出实验电路图；(3)按照电路进行实验，测得电流表A 的示数为I 1，电流表G 的示数为I 2，则电流表G 的内阻的表达式为r g ＝________.答案(1)A 1R 2(2)见解析图(3)(I 1－I 2)R 2I 2解析(1)电流表G 的量程为2mA ，电流表应选择量程与其最接近的A 1.由于实验中未提供电压表，则需要在G 两端并联定值电阻从而间接获取电压信息，当G 满偏时，为了使A 1不超过量程，通过定值电阻的电流需满足I ≤4mA则定值电阻的阻值需满足R ＝r g I g I≥50Ω所以定值电阻应选择R 2.(2)由于电流表A 1的内阻约200Ω，且G 和R 2的并联等效电阻约为37.5Ω，二者之和相对滑动变阻器的最大阻值而言较大，所以为了便于控制，滑动变阻器应采用分压式接法，如图所示．(3)根据欧姆定律可得r g＝(I1－I2)R2.I2课时精练1．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是标准微安表，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)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．答案(1)R0A0(2)R N A0的读数仍为I(3)平均值2．要测量电压表V1的内阻R V1，已知其最大量程为3V，内阻约3kΩ.实验室提供的器材有：电流表A，量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω电压表V2，量程0～5V，内阻约为5kΩ定值电阻R1，阻值为20Ω定值电阻R2，阻值为2kΩ滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A电源E，电动势6V，内阻约为0.5Ω开关S一个，导线若干．(1)某同学设想按图甲所示电路进行测量，读出电压表V 1和电流表A 的示数后，用欧姆定律计算出R V1.该方案实际上__________(填“可行”或“不可行”)，最主要的原因是_________．(2)另一同学按如图乙所示的实物电路来测量电压表V 1的内阻R V1.①图中R 0应选__________．(选填“R 1”或“R 2”)②在虚线方框内画出该实验电路图．③接通电路后，调整滑动变阻器的滑动触头在适当的位置，此时电压表V 1的读数为U 1，电压表V 2的读数为U 2，定值电阻的阻值为R 0，则电压表V 1的内阻R V1的表达式为R V1＝________.答案(1)不可行电流表量程太大(2)①R 2②见解析图③U 1U 2－U 1R 0解析(1)该方案不可行，因为电流表量程太大，结合电路图与电源电动势及电压表内阻可知流经电流表的电流值太小，从而导致误差太大；(2)①因V 2的最大量程为5V ，V 1的最大量程为3V ，则定值电阻的阻值应该与V 1的内阻相当，故选R 2；②结合实物图，画出电路图如图所示；③由电路可知R V1＝U 1U 2－U 1R 0＝U 1U 2－U 1R 0.3．(2023·广东珠海市模拟)某同学利用图甲所示电路测量一表头的电阻．供选用的器材如下：A．待测表头G1(内阻r1约为300Ω，量程为5.0mA)；B．灵敏电流表G2(内阻r2＝300Ω，量程为1.0mA)；C．定值电阻R(R＝1200Ω)；D．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)；E．滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω)；F．电源E(电动势E＝1.5V，内阻不计)；G．开关S，导线若干．(1)请根据图甲所示电路将图乙的实物图补充完整．(2)滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)．开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动至________(填“a”或“b”)端．(3)该同学接入定值电阻R的主要目的是__________________．(4)实验中某次待测表头G1的示数如图丙所示，示数为________mA.(5)该同学多次移动滑片P，记录相应的G1、G2示数I1、I2；以I1为纵坐标I2为横坐标，作出相应图线．测得图线的斜率k＝4.8，则待测表头内阻r1＝________Ω.答案(1)见解析图(2)R1b(3)保护G2，使两表均能达到接近满偏(4)3.40(3.38、3.39均可)(5)312.5解析(1)实物连线，如图所示：(2)滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1，为保护电路，闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置，即滑动变阻器要移到b端；(3)由于两电流表的内阻相当，但满偏电流相差很大，所以为了使指针偏角相差不大，要接入定值电阻R，其作用是保护G2，使两表均能接近满偏；(4)从题图丙中读出电流为3.40mA；(5)根据欧姆定律和并联电路电压相等的关系有：I 1r 1＝I 2(r 2＋R )，那么I 1＝(r 2r 1＋R r 1)I 2，结合题意图像的斜率k ＝r 2＋R r 1，所以r 1＝r 2＋R k ＝300＋12004.8Ω＝312.5Ω.4．(2023·广东茂名市五校联盟联考)某同学在测两节干电池串联时的电动势和内阻时所用的器材如下：A ．两节干电池：总电动势约为3V ，总内阻约为0.5Ω；B ．电压表V ：量程为3V ，内阻为几千欧；C ．电流表A ：量程为100mA ，内阻为4.5Ω；D ．定值电阻R 0：阻值为0.5Ω；E ．滑动变阻器R ：0～20Ω；F ．开关，导线若干．(1)该同学设计出如图甲所示的电路图，根据电路图用笔画线在图乙中将实物图连接完整．(2)实验中，该小组闭合开关，调节滑动变阻器，多次测量得出多组电压表的示数U 和电流表A 的示数I ，通过描点画出电源的U －I 图像如图丙所示，这两节干电池的总电动势E ＝________V(结果保留三位有效数字)，总内阻r ＝________Ω(结果保留两位有效数字)．(3)电流表的内阻对两节干电池总电动势的测量结果________(填“有”或“没有”)影响．答案(1)见解析图(2)2.95(2.94也可)0.50(0.49也可)(3)没有解析(1)实物图如图所示(2)改装后电流表的量程为1A ，内阻R A ＝0.45Ω，由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋(I ＋Ir A R 0)(R A ＋r )则有U ＝E －(I ＋Ir A R 0)(R A ＋r )＝E －I (1＋r A R 0)(R A ＋r )故U －I 图像与纵轴的交点为两节干电池的总电动势E ＝2.95VU －I 图像斜率的绝对值等于10(R A ＋r )，故(R A ＋r )＝0.95Ω解得r ＝0.50Ω.(3)当电流表的示数为0时，外电压等于两节干电池的总电动势，故电动势没有系统误差，所以电流表的内阻对两节干电池总电动势的测量结果没有影响．5．某小组用惠斯通电桥测量电阻R x 的阻值：方案一：如图(a)所示，先闭合开关S ，然后调整电阻箱R 2的阻值，使开关S 0闭合时，电流表G 的示数为零．已知定值电阻R 1、R 3的阻值，即可求得电阻R x 的阻值．(1)实验中对电流表G 的选择，下列说法正确的是________．A ．电流表的零刻度在表盘左侧B ．电流表的零刻度在表盘中央C ．电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D ．电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小(2)若实验中未接入电流表G ，而其他电路均已连接完好，调节电阻箱R 2，当R 2R x >R 1R 3，则B 、D 两点的电势的关系满足φB ________(选填“>”“<”或“＝”)φD .方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代R 1、R 3，将电阻箱R 2换成定值电阻R ，如图(b)所示．(3)闭合开关S ，调整触头D 的位置，使按下触头D 时，电流表G 的示数为零．已知定值电阻R 的阻值，用刻度尺测量出l 1、l 2，则电阻R x ＝________.(用已知量和测得量表示)(4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图(b)中的定值电阻R 换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为R 4；然后将电阻箱与R x 交换位置，保持触头D 的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表G 的示数为零，此时电阻箱的读数记为R 5，则电阻R x ＝________.(用电阻箱的读数表示)答案(1)BC (2)<(3)l 2l 1R (4)R 4R 5解析(1)电流表G 零刻度线在中央时，可以判断电流的流向，判断B 和D 两点电势的高低，所以要求电流表G 的零刻度在表盘中央，所以B 正确，A 错误；根据电流表中表针摆动的方向便可判断B 和D 两点电势的高低，进而进行调节，无需准确读出电流的大小，所以C 正确，D 错误．(2)当没有接电流表G 时，R 2与R x 串联，R 1与R 3串联，然后R 2、R x 和R 1、R 3再并联，则I 1R 2＋I 1R x ＝U AB ＋U BC ＝U AC ，I 2R 1＋I 2R 3＝U AD ＋U DC ＝U AC ，整理可得R 2R x ＝U AB U BC ＝U AC U BC －1，R 1R 3＝U ADU DC＝U AC U DC －1.所以，当R 2R x >R 1R 3时，U BC <U DC ，即φB <φD .(3)闭合开关S 后，调整触头D 的位置，使按下触头D 时，电流表G 示数为零，说明φB ＝φD ，则U AB ＝U AD ，U BC ＝U DC ，同时R 与R x 电流相同，均匀电阻丝电流相同，设电阻丝单位长度的电阻为R 0，则U AB R ＝U BC R x ，U AD R 0l 1＝U DC R 0l 2，整理得R R x ＝l 1l 2，得R x ＝l 2l 1R .(4)l 1和l 2的电阻记为R 0l 1和R 0l 2，则R 4R x ＝R 0l 1R 0l 2，R x R 5＝R 0l 1R 0l 2，联立得R x ＝R 4R 5.。

电学实验专题复习（1）姓名：班级：1、小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．第1题图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的．(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.2、利用如图(a)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999.9 Ω)，电阻R0(阻值为 3.0 Ω)，电阻R1(阻值为 3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA，内阻为R A＝6.0 Ω)，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和电阻值箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R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1I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＝3.0 Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077图(b) 图(c)(3)在图(c)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.3、用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)．A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量D. 如需进一步测量可换“×1k”挡，调零后测量4、某电压表的内阻在20～50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V(量程0～3 V)，电流表A1(量程0～200 μA)，电流表A2(量程0～5 m A)，电流表A3(量程0～0.6 A)，滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)，电源(电动势4 V)，开关S。

①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1、与电阻测量有关的电学实验仍是2015年高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读在泪水中浸泡过的微笑最灿烂，从迷惘中走出来的灵魂最清醒。

在泪水中浸泡过的微笑最灿烂，从迷惘中走出来的灵魂最清醒。

①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①R x ；（3）选用限流式时，U x 、I x 过大（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）.（4）伏安测电阻实验中电流表的内、外接法 电流表外接法①特别提醒:在R V 、R A 均不知的情况下，可采用试触法.如下图所示，分别将a 端与b 、c 接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用 大，应采用外接法.（5）选择实验仪器的三大原则①安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。

另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。

①精确性原则:根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好。

①方便性原则:在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。

（a）用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。

（b）用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流第三部分技能+方法一、多用电表测电阻使用“五步”法①选档：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200Ω就应该选×10的倍率；①调零：进行欧姆调零；①测量：将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量；①读数：将指针示数乘以倍率，得测量值；①整理：测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。

电学实验（1）【本讲教育信息】一. 教学内容：电学实验（1）二. 本章的知识点电学实验是高考实验考查的重点、热点内容。

试题注重联系实验操作的考查，如测量仪器的读数问题、实验线路的连线问题、电表和其他用电器的选择问题都是实验操作的仿真模拟，需要考生具备良好的动手实践经验。

试题还注重实验数据的处理分析，如根据实验数据画出图线，根据图线分析得出结论。

“设计和完成实验的能力”在理科综合《考试说明》中指出的五个考试目标之一。

是近几年高考物理实验题的命题趋向。

完整的设计一个实验，要经历多个环节，在实际考查中，一般不会考查全部环节，而是只考查其中的几个环节，有的题目给出条件和实验器材，要求阐述实验原理；有的给出实验电路图，要求领会实验原理，确定需测物理量及计算公式；有的则要求考生根据操作步骤及测定的物理量判断出实验原理……虽然考查方式不尽相同，但目前高考中几乎所有的设计型实验题都有一个共同点，都以不同方式或多或少的对实验原理作一定的提示，在给出实验器材的前提下进行考查。

由于考查环节和要求的不同，题型也不尽相同，但较多的是选择、填空、作图题。

在复习过程中，应对所学电学实验逐个理解实验原理、实验方法，比较不同实验的异同（如电路图、滑动变阻器和电表的连接）。

不断充实自己的经验和方法，逐步达到能灵活运用已学知识解答新的问题。

对于设计型实验题目要明确实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤。

而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件。

三. 重点、难点：电学实验中所用到的基本知识在近年的电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。

它们所用到的原理公式为：Ir U ,IU R +==ε。

由此可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。

高中物理电学实验教案（精彩6篇）高中物理电学实验教案篇一电磁学是高二物理的重点内容，从高考角度看是高考的重考内容；在生活中运用很多，对不能升学的同学，学好了，今后改变自己的人生也有很大的好处；但是学起来，难度很大。

在教学过程中，如何教？我有一些点滴体会，愿与同行们共同探讨和分享。

（我们采用的是人教版高二物理）一、做好两个实验——学生实验和演示实验。

近几年由于多媒体进入校园，对教学多段改变很多。

学生实验和演示实验无法用多媒体代替。

课件是由人制作的，很有规律，易于控制和验证规律，好处很多。

实验带有很大的误差，实验更具有真实性，有时还不一定成功。

我每次在上电磁学时，只要能做的实验尽量让同学们亲自做。

让他们体会实验的乐趣。

如我在上闭合电路欧姆定律一节时，就采用了实验教学。

我准备了多种电源：学生电源、干电池、蓄电池，小灯泡（2.5v,0.3w）先用实验让学同们直观认识电源有电动势，然后讲解，在认识电源内阻时，我用学生电源稳压6v和干电池6v对同一小灯泡供电，给果不一样，用学生电源的不发光，电池的发光；又用它们对6v的收录机进行供电，都可用。

时这也同学们的想法不一样了，学初中的知识不能解释了，分析原因是电源的内阻在作怪。

后又用实验测得学生电源的内阻为100欧，电池的内阻为0.08欧。

这样让同学们确实承认电源也有内阻。

又如在上电容器的电容一节时：我也才用了实验教学，电容器的充电、放电、储能用电解电容（1000μf）即可完成，效果明显，同学们看到了电容器确实有这些特点，在做电容器的电容与哪些因素有关时，用教材中的演示实验，困难了。

看不到现象，正当同学们开始有些怀凝时，我抓住这个机会，对同学生进行了物理学历的教育，这个实验我们今天做起来困难，在2某某年前，当物理学家们研究时，不知经过多少次失败，才有结果。

所以我们今天不仅要学习人类智慧的结晶，更要学习前人不怕困难的精神。

二、激发同学们探索物理的兴趣。

如何提高同学们学习物理的兴趣，我也做了一些偿试。

图1图22019高考物理复习 电学实验备考精品学案前言电学实验是理综模式及单科模式下物理实验考题的首选题材已是不争的事实，分值约占全卷的15％．但电学实验题也是考生失分较多的题型，让不少考生感到“头疼”。

而且电学实验题的复习备考非常“皮厚”，习了不少功夫，做了不少题，但仍收效甚微。

如何搞好电学实验的复习，快速提高电学实验应试能力是摆在老师和考生面前的一个难题。

原因就是没有一套完整、有效的复习方案和真正适用于课堂教学和学生自学的参考资料。

为此，作者在深入研究近几年高考电学实验试题的基础上，编写了几个学案，希望对大家能有所帮助。

第1课时一、基本仪器的使用和读数1、伏特表和安培表伏特表常用量程有0－3V 量程和0－15V 。

读数方法为：0-3V 量程最小刻度是0.1V ，是10分度的，因此要向下估读一位，即小数点后保留两位数字。

0-15V 量程最小刻度为0.5V ，不是10分度的，因此只要求读到0.1V 这一位，即小数点后只有一位数字。

安培表常用量程有0－0.6A 量程，该量程的电流表，最小刻度是0.02A ，在读数时仍然是只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度一半0.01A 。

例1．右图是电压表的刻度盘。

若当时使用的是该表的0-3V 量程，那么电压表读数为________V ；若当时使用的是该表的0-15V 量程，那么电压表度数为____________V 练习1：读出下列电表的测量值．⑴ ⑵接0～3V 量程时读数为_______V ． 接0～3A 量程时读数为_______A ． 接0～15V 量程时读数为______V ． 接0～0.6A 量程时读数 A ．2、多用电表测电阻欧姆表的使用方法：0 1 2 3 051015V 00.20.40.6123A 012V51015（1）使用前机械调零。

指针是否指在刻度盘左端零刻线处。

如不在，应进行机械调零。

方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

2019电学实验专题复习命题趋势近年来，以测电阻为核心．．．．．．的电学实验一直是高考的热点，涉及测量电阻的实验包括：描绘小灯泡的伏发特性曲线、测金属的电阻率、测量电阻的阻值、设计实验测量电流表或电压表的内阻等。

此类实验考题灵活多变，既可以考查仪器的选择与使用，又可以考查电路的连接，还可以考查数据处．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．理与图像分析．．．．．．。

预计今年高考中游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等仪器的读数，实验仪器的选择和电路的设计等基本技能依然是考查的重点，有关电阻的设计型实验和描绘小电珠的伏安特性曲线实验是大家应该注意的方向。

应对策略以伏安法为基础，以电路设计为核心攻克电学实验。

《考试大纲》要求的三个电学实验（描绘小电珠的伏安特性曲线、测金属的电阻率、测电源的电动势和内阻）的实验原理都涉及伏安法测电阻。

此实验完整体现了电路设计的思想和方法，包括电表的选择、内外接法的选择、滑动变阻器的选择与连接。

1．电路结构：完整的实验电路包括三个部分：⑴测量电路⑵⑶电源2．设计方法：⑴电表的选择①全性：；；②准确性：；③若电表量程不合适，往往还要串联或并联定值电阻对电表改装．．．．。

⑵测量电路的设计（电流表的接法）：⑶控制电路的设计（滑动变阻器的接法）：并联电路中小电阻“控制”着大电阻，串联电路中大电阻“控制”着小电阻。

所以阻值较大和阻值较小的滑动变阻器分别采用限流式接法和分压式接法，方能方便调节测量电路中的电压和电流。

若二者都可以时应采用限流式，以节省能源。

滑动变阻器必须采用分压式的三种情形：①求待测电路两端电压从零开始变化。

②待测电路的电阻远大于滑动变阻器的总电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据。

③电源电压过大或电表量程过小。

注意：被测电阻位置不同，方法可能不同。

测定值电阻的方法有：伏安法、替代法、比较法、半偏法和多用电表法。

测量电源电动势和内阻的方法有：伏安法、安阻法、伏阻法。

高考物理一轮复习学习讲义主尺的最小分度是1mm，副尺上有10个等分刻度，它们的总长度等于9mm一个分度比主尺的最小分度小0.1mm。

当副尺的零刻度线与主尺的零刻度线对齐时，副尺上的第第二条刻线……依次与主尺的1mm刻线、2mm刻线……分别相差0.1mm读数：①以游标零刻线位置为准。

在主尺上读取毫米数L。

②看游标上第几条刻线与主尺上的某一刻线对齐，从游标上读出毫米以下的小数为K为与主尺某刻线对齐的游标第K条刻线，ΔL为游标卡尺的精度。

③得读数为L＋KΔL。

读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数，估读到0.001mm，即测量结果若用mm为单位，则小数点后面必须保留三位。

如在测量中发现可动刻度中某刻度线正好与固定刻度的水平线对齐，则最后一位读数要某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，属圆片的直径的测量值为________cm，厚度的测量值为________ mm。

注意事项1．电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法．2．滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出U-I图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法．3．保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的两端的电压不要超过其额定电压．与r.如图所示，改变电阻箱电阻，记录对应的电阻值R和电压表读数数据代入得到方程组，可解得E与r .合理选择标度：为使图线分布空间大，如图2所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点＝EI短确定，应根据r＝⎪⎪⎪ΔUΔI多用电表的使用。

⑴使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。

如不在，应进行机械调零。

丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

⑵根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。

第2讲|“追踪溯源”智取创新实验——学会迁移┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄考法学法在历年高考实验题中，第2个实验题一般为电学实验(偶尔也会考查力学实验)，难度较大，且多数情况下不直接考查电学基本实验，而是考查实验的创新设计，因为设计型实验既考查学生的基本实验能力，又考查学生对物理规律的灵活应用能力。

复习本讲内容时，要注意以下几点：①熟悉各种实验器材的原理和使用方法；②熟知基础实验，能在基础实验的基础上创新实验过程；③熟悉物理规律，能根据现有的器材设计实验，达到实验目的。

创新点(一)创新实验原理，消除实验误差高考试题中出现的电学创新实验，大多数是在教科书中常规实验的基础上，进行重组、包装、拓展、创新，它们源于教科书，但高于教科书，解决这类创新实验时，应注意以下三点：1．无论哪个电学实验，也不管怎么创新都离不开电路，离不开实验仪器的选取，电流表内、外接法的判断，滑动变阻器的分压电路与限流电路的分析。

2．在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。

3．对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能。

因此，在测电压表内阻时，无须另并联电压表；测电流表内阻时，无须再串联电流表。

命题角度1巧设电路，消除并联分压造成的系统误差[例1]利用如图所示电路可以较为准确地测量电源的电动势。

图中a为标准电源，其电动势为E s，b为待测电源；E为恒压电源，R为滑动变阻器，G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的金属丝，滑动片C可在金属丝上移动，AC之间的长度L可用刻度尺量出。

实验步骤如下：(1)按图连接好电路。

(2)调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关S1。

高中物理电学实验总复习复习目录1．用描迹法画出电场中平面上的等势线2．描绘小电珠的伏安特性曲线3．测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测量器）4．把电流表改装为电压表5．用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻6．用多用电表探索黑箱内的电学元件7．练习使用示波器8．传感器的简单应用9.让学生了解安全用电知识。

熟悉怎样避免触电。

10.公共电力设施的安全原则，不能损坏公共电力设备。

复习要求1．理解各实验的原理、实验目的及要求，了解材料、用具，掌握实验方法步骤；2．会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察，分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论；3．能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。

复习重点：会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察，分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论；能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。

复习难点1、对电流表、电压表的读数规则认识模糊，导致读数的有效数字错误2、对滑动变阻器的限流、分压两种控制电路的原理把握不准，导致控制电路选用不当3、对实验测量电路、电学仪器的选用原则把握不准，导致电路、仪器选用错误4、对电学实验的重点内容“电阻的测量”方法无明确的归类，导致思路混乱5、对于创新型实验设计平时缺乏对实验思想方法（如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等）进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案。

受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识。

复习要点1、电流表、电压表的读数规则：电流表量程一般有两种——0.1~0.6A，0~3A；电压表量程一般有两种——0~3V，0~15V。

如图10-1所示：图10-1因为同一个电流表、电压表有不同的量程，因此，对应不同的量程，每个小格所代表的电流、电压值不相同，所以电流表、电压表的读数比较复杂，测量值的有效数字位数比较容易出错。