高中物理训练专题【电学实验与创新】

高频考点 题组冲关
高频考点一 多用电表的使用和读数
知能必备
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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)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表 笔连接另一端．
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解析：(1)从给出的读数示例中可以看出，不论选择哪些挡位，读数都是 保留一位小数，故应填写“2.7”(2.6～2.8均可)；从图中发现欧姆表读数 偏小，说明挡位选择过大，应选择较小的挡位，故应填写“×10”． (2)电池的电动势不变，内阻增加，但仍然可调零即表头能满偏，由Ig＝ E 可知欧姆表的总内阻保持不变，所以对测量无影响，故应填写“正 r总 常”． 答案：(1)2.7(2.6～2.8均可) ×10 (2)正常
(1)第二次测量示数如图所示，读出数据，完成上表．则表中①空的数据
为________，从图中的示数可知，挡位选择不合适，则应选择________
挡位重新测量．
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(2)若本实验中欧姆表的电池为旧电池，可以认为其电动势不变而内阻变 大，但仍然可以正常调零，则会导致测量值________(填写“偏大”、 “偏小”或“正常”)．
精确，应选的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1
k”)．
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教师备用习题
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的最大阻值为 20 (填“20”或“2000”)Ω. ②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的
左 (填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近. ③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调
电表粗测水样电阻约为2750 Ω.
(1)为精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~5 mA,电阻RA为50 Ω) C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流为1 A)) D.电源(电动势为12 V,内阻约为10 Ω)
高考题型突破
2.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是
否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·m).如图甲所示为该同学所用
盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左、右两
侧带有接线柱,容器内表面长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm,将水样注满容器后,用多用
高考题型突破
(2)在室温下对系统进行调节,已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超 过20 mA时,报警器可能损坏,可知外电阻的取值范围是20×1180−3Ω=900 Ω≤R≤10×1180−3Ω=1800 Ω. 报警器的电阻是650.0 Ω,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 Ω到1150 Ω之间, 所以滑动变阻器应该选R2. (3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650.0 Ω,滑动变阻器刚开始应 置于b端,若置于另一端,接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能 损坏;实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警.

高二物理辅优专题专题十：电学实验的拓展与创新创新性实验试题从解题要求来看，可分为两类：一类根据课本中已经出现过的物理实验的基本原理，所使用的基本材料，以及在这些实验中学过的有关方法，设计一些新的实验问题，让学生按照实验设计方案及要求，完成实验有关内容；另一类是提供有关的实验器材以及实验要求，让学生根据有关知识以及在实验中学过的方法，自己设计实验方案，并完成实验。

1．电阻测量的新理念【例1】在某校开展的科技活动中，为了要测出一个未知电阻的阻值R x ，现有如下器材：读数不准的电流表A 、定值电阻R 0、电阻箱R 1、滑动变阻器R 2、单刀单掷开关S 1、单刀双掷开关S 2、电源和导线。

⑴画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。

⑵写出主要的实验操作步骤。

2.电源电动势和内阻测量的变式【例2】测量电源B 的电动势E 及内阻r （E 约为4.5 V ，r 约为1.5Ω）。

可选用的器材如下：量程3 V 的理想电压表V ； 量程0.5 A 的电流表（有一定内阻）；固定电阻R=4Ω；滑线变阻器R ＇； 电键K ； 导线若干。

（1）画出实验原理电路图，图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。

（2）实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数为U1；当电流表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可求出E=________；r=________。

（用I1，I2，U1，U2及R 表示）。

【练习2】 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：①干电池（电动势E 约为1.5V ，内电阻r 约为1.0Ω）；②电流表G （满偏电流3.0mA ，内阻R g =10Ω）；③电流表A （量程0～0.6A ，内阻约为0.5Ω）；④滑动变阻器R （0～20Ω，10A ）； ⑤滑动变阻器()R A '~01001Ω，； ⑥定值电阻R 3990=Ω；⑦开关和导线若干． （1）为了能准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________．（填写数字代号）（2）请画出实验原理图．【练习3】某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻，实验室中有如下器材：A ．待测干电池B ．电流表G （0~3mA ，内电阻r 1=20Ω）C ．电流表A （0~0.6A ，内电阻r 2=0.20）D ．滑动变阻器甲（最大阻值10Ω）E ．滑动变阻器乙（最大阻值100Ω）F ．定值电阻R 1=100ΩG ．定值电阻R 2=500Ω H ．定值电阻R 3=1.5k Ω 开关、导线。

考查点(一)研究灯丝泡在水中时的伏安特性曲线[例1]某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图连接电路，实验过程中操作规范，测量准确，得到一系列数据，如图乙中的散点。

该实验小组对实验进行了改进，如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然置于灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中小灯泡L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在25 ℃。

实验过程中操作规范，测量准确，得到一组数据，如图丁中的一组散点。

已知水的电阻远大于灯丝的电阻。

(1)请在图乙上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。

(2)请在图丁上描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，水中灯丝电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。

(3)对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是__________________________________________________________。

[解析](1)用平滑的曲线将各点相连，如图1所示；因I-U图像中图像的斜率表示电阻的倒数，故由图1可知，电阻越来越大。

(2)同理作出图像如图2所示，由图2可知，电阻基本保持不变。

(3)由两I-U图像可知，在同样的电压下，曲线K1的电流值基本都远小于曲线K2的电流值，即曲线K1的电阻值明显大于曲线K2对应的电阻值，原因是描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度高于描绘曲线K2时灯丝的温度，而金属导体的电阻随温度的升高而增大。

[答案](1)如解析图1所示越来越大(2)如解析图2所示基本不变(3)描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度发生变化，且一直高于描绘曲线K2时灯丝的温度考查点(二)测量LED灯正常工作时的电阻[例2](2017·邯郸模拟)某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为300 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。

1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
U2 U1
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述 5 次测量所得UU21的平均值，求得 Rx＝________ 根据原理图，沿电流的流向依次连接。 ①先将 E、R、S1 连接起来，组成闭合回路。 ②将 R0、Rx 与 R 连接起来。 ③将 、S2 与 Rx 连接起来。 实物连线如图所示。
电流表内接法
电流表外接法
电路
误差来源
电流表的分压
电压表的分流
测量结果
R 测＝Rx＋RA，偏大
R 测＝RRx＋xRRVV，偏小
适用条件
Rx≫RA(测大电阻)或 RA 已知
RV≫Rx(测小电阻)或 已知
RV
如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电 “3 用电
流，也可以测电压，还要以作为定值电阻来用，即“一 表”
(3)AC
99 (4)79
命题角度二 以测电阻为核心的实验 [核心知识]
1．电学仪器和电路的选择原则——安全、准确、方便 (1)电源的选择：一般可以根据待测元件的额定电流或额定 电压选择符合需要的电源。 (2)电表的选择：一般根据电源电动势或待测元件的额定电 压选择电压表，再估算待测电流的最大值选择电流表。注意测量 时要使电表的指针偏转角度较大。
1．电流表和电压表的读数规则
量程 电流表 0～3 A 电压表 0～3 V
电流表 0～0．6 A
电压表 0～15 V

电学实验及创新考点1| 电学常规实验电学常用仪器的读数和使用1．电流表和电压表量程精确度读数规则电流表0～3 A0.1 A与刻度尺一样，采用110估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表0～3 V0.1 V电流表0～0.6 A0.02 A估读位与最小刻度在同一位，采用12估读电压表0～15 V0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用15估读(1)电流的流向电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”。

(2)“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。

(3)欧姆表使用注意事项①选挡接着调零；②换挡重新调零；③待测电阻与电路、电源断开；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。

(4)多用电表读数①利用欧姆挡测电阻时，电阻的阻值等于指针的示数与倍率的乘积。

指针示数的读数一般不估读，有时也向后估读一位，但很不精确。

(一般还是按照电压表、电流表读数原则掌握)②测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.001等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。

[典例1](2019·山东青岛三模)如图甲是多用电表的简化电路图，电流计满偏电流为0.5 mA、内阻为20 Ω；电池电动势为1.5 V、内阻可忽略；电阻R1阻值为20 Ω，R3阻值为24 990 Ω。

甲乙(1)A插孔应接________表笔(选填“红”或“黑”)。

(2)若指针指在图乙中所示位置，选择开关接1时，其读数为________；选择开关接3时，其读数为________。

(3)测量电阻时，需先进行欧姆调零，此时应将R2的阻值调整为________ Ω。

【答案】(1)a
(2)U2＝U1＋I(R＋RA)
(3)6.0 5.0
(4)0.58(0.53～0.62 均可)
【解析】 (1)利用伏安法测电阻，由图像可 知热敏电阻的阻值远小于电压表内阻， 所以 采用电流表外接法，故导线 c 应接在 a 点． (2)根据串联电路规律可知，外电路电压 U2 ＝U1＋I(R＋RA)． (3)电源两端的电压利用欧姆定律可知， 利用 电源的伏安特性曲线可知电动势和内电 阻．电源的电动势为 6.0 V ，内阻为 r ＝ 6.0－4.0 Ω ＝ 5.0 Ω . 0.4
第13讲
电学创新实验
· 高频考点探究 · 教师备用习题
怎么考？
全国高考卷的实验题经常出现电学创新实验，该类实验的特点是题目来源于教材， 但又高于教材，需要考生学会迁移应用，准确理解实验创新点． 一般电学创新实验有两个大方向：1.实验原理的拓展与创新，实验的基本原理和思想 方法是考查的核心，要解决此类实验问题，应摒弃简单地背诵实验而向分析理解实验转 变.2. 实验器材的创新与使用，试题的创新点有时是改变实验器材，或者选用一个“全新” 的元件引入实验中进行应用或研究，注重考查考生的知识迁移能力和解决实际问题的能 力．
3．某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否 达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值 ρ≥200 Ω·m)．图 133 为该同学所用盛水 容器，其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，左、右两侧 带有接线柱，容器内表面长 a＝40 cm，宽 b＝20 cm，高 c＝10 cm，将水样注满容器后， 用多用电表测出水样电阻约为 2750 Ω.
功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流

实验技能与创新电学实验与创新题型总结一．导体电阻率的测量1．（2024•温州二模）滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。

现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。

实验器材有：两节干电池（电动势为3V ，内阻为r ），电流表（量程为0.6A ，内阻为0.8Ω），电阻箱R （0～999.9Ω），待测滑动变阻器（总匝数120匝，匝数清晰可数），开关及导线若干。

器材按图1连接，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关，调节电阻箱至合适阻值并保持不变，移动待测滑动变阻器的滑片，多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数n 和相应电流表的读数I 。

作出图像，如图2所示。

（1）用螺旋测微器测量滑动变阻器电阻丝的直径如图3所示，电阻丝直径d ＝mm ；（2）某次测量时，电流表指针位置如图4所示，读数I ＝A ； （3）已知待测变阻器螺线管的直径D ＝3.15cm ，则待测变阻器电阻丝电阻率为Ω•m （结果保留2位有效数字）；（4）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为4.0Ω，则两节干电池串联的总内阻r ＝Ω（结果保留2位有效数字）； （5）实验中所用的电源因长时间使用，内阻增大，则测得的电阻率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

变式练习：2．（2024•宁波模拟）某同学买了一卷铜导线，想在不拆散导线卷情况下，测定带卷铜导线的长度。

（1）该同学剥去导线末端的少许绝缘皮，用螺旋测微器测铜导线直径，如图（a）所示，该铜导线直径为电学实验与创新题型总结--2024高考二轮复习mm。

（2）该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rₓ，电路图如图（b），其中R1＝0.6Ω，R2＝100Ω，G 为灵敏电流计，R3为电阻箱，电路其余部分电阻均不计。

①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于端（填“A”或“B”）；②闭合开关并移动变阻器滑片，发现电流计有示数。

调节电阻箱，使电流计指针稳定指向中央零刻度线，此时电阻箱阻值如图（c），则该卷铜导线的电阻为Ω；③已知铜导线的电阻率为1.78×10﹣8Ω⋅m，该同学测得导线的实际长度为m（π取3.14，保留一位小数）。

1-7-15 电学实验与创新课时强化训练1．(2018·天津理综)某同学用伏安法测定待测电阻R x的阻值(约为10 kΩ)，除了R x、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用__________，电流表选用__________，电源选用________。

(均填器材的字母代号)(2)画出测量R x阻值的实验电路图。

(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会__________其真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是________________________________。

[解析]本题考查伏安法测电阻。

(1)由于R x的阻值约为10 kΩ，电压表内阻应远大于10 kΩ，故电压表应选B；电路电流最大值约为1 mA，故电流表应选C；电源应选F。

(2)因R x>RARV，属于大电阻，故电流表采用内接法，而滑动变阻器R0的阻值小于R x，则滑动变阻器R0采用分压式接法，如答案图所示。

(3)由于电压表的读数为电阻R x和电流表内阻的分压和，而电流表的读数是流过R x的实际电流，故待测电阻测量值会大于其真实值。

[答案] (1)B C F(2)如图所示(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)[知识拓展] 若滑动变阻器的阻值小于被测电阻值，为减小误差，滑动变阻器采用分压式接法。

2．(2018·山东菏泽一模)某同学设计如图所示的电路测电源的电动势和内阻，图中两个电流表相同，定值电阻阻值为R0。

路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
物
理
二 轮 复 习
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第一部分 专题五 实验技能与创新
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线。
见解析图
(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____C____。(填正确答案标号)
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
物
二
(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 理
轮 复 习
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＝___97_99____。
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第一部分 专题五 实验技能与创新
[解析] (1)实物连线如图所示：
物 理
二 轮 复 习
(2)串联电路中电流处处相等，根据比例关系得，毫安表示数为 16.0 mA 时， 对应微安表的刻度为 160.0 μA，当微安表指针到满量程 250 μA 时，毫安表的示数 应为 25 mA，即为改装后电表的量程。选项 C 正确。
二 轮 复 习
器 R。(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝Rg＋ER0＋r，此时中值电阻 R 中＝Rg 理
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第一部分 专题五 实验技能与创新
[解析] (1) 、 是理想电压表，则 R0 与硅二极管串联，电流相等， R0 两端电压 U1＝IR0＝50.0×10－6×100 V＝5.00×10－3 V＝5.00 mV。
由 U－t 图象知：控温炉内温度升高，U2 变小，又 I＝50.0 μA 不变，故硅二极
实验技能与创新
高考物理复习：电学实验与创新
第一部分 专题五 实验技能与创新

1．(2018·高考全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA,内阻900 Ω)；电阻箱R 1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R 2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA 的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V 的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA 和电压3 V 两挡．回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R 1和R 2,其中*为公共接线柱,a 和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R 1＝________ Ω,R 2＝________ Ω.(保留到个位)解析：(1)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻,电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻,所以并联的电阻箱应为R 1,串联的电阻箱应为R 2,电路如答案图所示．(2)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻R 1＝I g r g I －I g＝100 Ω,电流表改装成一个电压表应串联一个大电阻R 2＝U －I g r gI＝2 910 Ω.答案：(1)如图所示 (2)100 2 9102．(2019·湖南五校联考)为了精确测量一电阻的阻值R x ,现有以下器材：蓄电池组E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,电阻箱R P ,开关S 1、S 2,导线若干．某实验小组设计了如图甲所示的电路,实验的主要步骤如下：a ．闭合S 1,断开S 2,调节R 和R P ,使电流表和电压表的示数适当,记下两表示数分别为I 1、U 1；b ．保持S 1 闭合、R P 阻值不变,闭合S 2,记下电流表和电压表示数分别为I 2、U 2.(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路．(2)被测电阻的阻值R x ＝________(用两电表的示数表示)．(3)由于电流表、电压表都不是理想电表,则被测电阻的阻值R x 的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．解析：(1)如图所示．(2)由题意易知R P ＝U 1I 1,又R P 、R x 并联的阻值为R 并＝U 2I 2,又1R P ＋1R x ＝1R 并,联立解得R x ＝U 1U 2U 1I 2－U 2I 1.(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表,则在分析时应考虑电压表的内阻,即在第(2)问的分析中U 1I 1表示的就是R P 和R V 并联时的总电阻,结合后面的分析可知此时R x 的测量值仍等于真实值．答案：(1)见解析图 (2)U 1U 2U 1I 2－U 2I 1(3)等于3．(2017·高考全国卷Ⅲ)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；R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻,R 6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)图(a)中的A 端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接． (2)关于R 6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R 6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R 6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R 6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R 1＋R 2＝____________Ω,R 4＝____________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B 端是与“1”相连的,则多用电表读数为________；若此时B 端是与“3”相连的,则读数为________；若此时B 端是与“5”相连的,则读数为________．(结果均保留3位有效数字)解析：(1)A 端与电池正极相连,电流从A 端流出,A 端与黑表笔相连．(2)使用多用电表前,应机械调零,即应调整“指针定位螺丝”,使指针指在表盘左端电流“0”位置,与R 6无关,选项A 错；使用欧姆挡时,需要红、黑表笔短接,使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,选项B 对；使用电流挡时,B 端与“1”或“2”相连,与R 6无关,C 错．(3)B 端与“1”“2”相连时,该多用电表挡位分别为直流2.5 mA 挡、直流1 mA 挡,如图1所示,由电表的改装原理可知,B 端与“2”相连时,有I 2＝I G ＋I G r G R 1＋R 2,解得R 1＋R 2＝160 Ω；B 端与“4”相连时,如图2所示,多用电表为直流电压1 V 挡,表头并联部分电阻R 0＝I G r G I 2,R 4＝U 4I 2－R 0＝880 Ω.(4)B 端与“1”相连时,电表读数为1.47 mA ；B 端与“3”相连时,多用电表为欧姆×100 Ω挡,读数为11.0×100 Ω＝1.10×103Ω；B 端与“5”相连时,多用电表为直流电压5 V 挡,读数为147.5250×5 V ＝2.95V.答案：(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10×103Ω 2.95 V4．(2019·河南师范大学附属中学检测)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验： (1)该同学先用多用电表粗测小灯泡的电阻,他将多用电表的选择开关打到欧姆挡“×1”倍率挡处,测量结果如图甲所示,则小灯泡的灯丝电阻为R ＝________ Ω.(2)他根据测量结果连接好了如图乙所示的实物图,请根据图乙画出实验电路图．(3)调节滑动变阻器得到了两组电流表和两组电压表的示数如图中的①②③④所示,电流表的量程为0～0.6 A,电压表的量程为0～3 V,所示读数为①________、②________、③________、④________．两组数据得到的电阻分别是________和________．解析：(1)根据多用电表读数的规则可知,小灯泡的电阻为R＝10 Ω.(2)从实物图中可知电压表测量灯泡两端的电压,电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,故电路图如图所示．(3)电流表的量程为0～0.6 A,所以每小格的分度值为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0～3 V,则每一小格表示0.1 V,所以③的读数为2.00 V,在④中电压表接0～3 V量程时,指针在0～1 V之间,固定刻度值是0.2 V,估读数为0.07 V,则总读数为0.27 V．根据欧姆定律可知①④为同一组数据,故得到的电阻为R1＝U1I1＝0.270.10Ω＝2.7 Ω；②③为同一组数据,故得到的电阻为R2＝U2I2＝2.000.24Ω≈8.3 Ω.答案：(1)10 (2)见解析图(3)0.10 A 0.24 A2．00 V 0.27 V 2.7 Ω8.3 Ω5．小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻．(1)图中电流表的示数为________ A.(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06 I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据,由图线求得：电动势E ＝________ V ；内阻r ＝____________ Ω.(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合．其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为__________________________________．解析：(1)由图可知,电流表的量程为0.6 A,精度为0.02 A,因此电流表的示数为0.02 A ×22＝0.44 A. (2)U －I 图线如图所示,由图象与纵轴的截距得电动势为 1.60 V,斜率即内阻为r ＝1.60－1.00.49 Ω＝1.22 Ω.(3)如果一直保持电路闭合,干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大． 答案：(1)0.44 (2)U －I 图线如解析图 1.60(1.58～1.62都算对) 1.22(1.18～1.26都算对) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大6．(2019·山东六校联考)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V 的电压表V 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99 999.9 Ω),滑动变阻器R 1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值5 k Ω),直流电源E(电动势3 V),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甲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2.00 V,记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中选择滑动变阻器________(填“R 1”或“R 2”)． (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630.0 Ω,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(结果保留到个位)．(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 ．100 μAB ．250 μAC ．500 μAD ．1 mA解析：(1)为了使电阻箱调节时,滑动变阻器分得的电压变化很小,分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好,因此应选用R 1.(3)如果认为滑动变阻器分得的电压不变,则调节电阻箱后,电压表两端的电压为2.00 V,电阻箱两端的电压为0.5 V,根据串联电路的分压原理,R V R ＝2.000.5,求得电压表的内阻R V ＝4×630.0 Ω＝2 520 Ω.(4)如果此电压表由一个表头与一个电阻串联组成,可知此表头的满偏电流为I g ＝ 2.5 V2 520 Ω＝1 mA,D 项正确．答案：(1)R 1 (2)连线如图所示 (3)2 520 (4)D7．在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为：电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520x(3)如图丁是测量R x的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图,补充完成图丁中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系．如图戊所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值R x ＝________ Ω.(保留两位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确的选项是________．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析：(1)主尺半刻度线未露出,读数为0 mm,螺旋尺的读数为39.8×0.01 mm＝0.398 mm,所以此螺旋测微器读数为(0＋0.398) mm＝0.398 mm.(2)由图表数据可知,待测电阻阻值约为5 Ω,若电路采用限流接法,回路最小电流I＝ER x＋R滑＋r,代入数值约为0.11 A,不可能达到0.020 A,所以应该是分压接法．(3)实物连图时要注意：开关闭合前,滑动变阻器应处于零阻值处,以使待测电阻的电压最小；应保证开关能控制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入．(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点,然后连线．由于第6个数据描点偏差太大,舍弃不用；图线的斜率即为R x的阻值,由图象可知,R x＝4.5 Ω.(5)由电阻定律知R ＝ρl S ,则ρ＝S l ·R＝π（d 2）2lR ≈1×10－6Ω·m,C 正确．(6)由于读数而引起的误差是偶然误差,由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差,A 、B 错误．若将电流表和电压表的内阻计算在内,则消除了电表内阻对实验的影响,即消除了由测量仪表引起的系统误差,C 正确．用U －I 图象处理数据,体现了多次测量求平均值的思想,而且剔除了个别偶然误差比较大的点,如图线中的第6个点,D 正确．答案：(1)0.398(0.397～0.399均正确) (2)乙 (3)图见解析 (4)图见解析 4.5(4.3～4.7均正确) (5)C (6)CD。

高中物理【电学实验基础与创新专题】考点一电表改装与多用电表的使用1、电表的改装①电流表改装成电压表若量程扩大n倍，则应给电流表串联一个电阻，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大，电压表的内阻越大．n＝U/Ug R＝(n－1)Rg.②电流表改装成电流表若量程扩大n倍，则应给电流表并联一个电阻，量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小，电流表的内阻越小．n＝I/Ig R＝Rg/(n－1).2、多用电表的使用实验仪表图及原理图使用方法及原理考查热点练习使用多用电表及掌握内部结构①电压、电流挡：相当于电压表、电流表②欧姆挡：闭合电路欧姆定律③调零：机械调零、欧姆调零④电流方向：红表笔进，黑表笔出⑤原理：串联分压、并联分流①考读数：电压、电流、电阻挡的读数②考使用：欧姆表选挡、调零、规范操作等③考黑箱：多用电表探测黑箱内的元件④电表改装：所需电阻或改后量程的计算例1(2019·高考全国卷Ⅰ)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) A．18 mA B．21 mAC．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 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．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＝________．变式1.(2019·高考全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．(1)欧姆表设计将图(a)中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________．(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω.考点二电阻的测量实验两种测量电路图两种控制电路图考查热点电阻的测量①考读数：U、I②考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择③考数据：数据处理、误差分析(1)电流等效替代电压等效替代(2)①用半偏法测电流表内阻，如图所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测<R真．②若测电压表内阻，如图所示，电阻箱应和电压表串联，然后与小电阻滑动变阻器并联，R测>R真．例2：(2018·高考全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R x的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；V可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表V的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表V的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式R x＝________(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.86 1.03 1.22 1.36 1.49U2U13.44 3.43 3.39 3.40 3.39(6)利用上述5次测量所得U2U1的平均值，求得R x＝________Ω.(保留1位小数)变式2.(2018·高考天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻R x的阻值(约为10 kΩ)，除了R x、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ)B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)(2)画出测量R x阻值的实验电路图．(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是______________________________________________________________________ __．变式3．(2019·山东省青岛市二模)某实验探究小组利用半偏法测量电压表内阻，实验室提供了下列实验器材：A．待测电压表V(量程为3 V，内阻约为3 000 Ω)B．电阻箱R1(最大阻值为9 999.9 Ω)C．滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω，额定电流为2 A)D．电源E(电动势为6 V，内阻不计)E．开关两个，导线若干(1)如图虚线框内为探究小组设计的部分测量电路，请你补画完整；(2)根据设计的电路图，连接好实验电路，进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤．首先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持________不变，断开开关________(选填“S1”或“S2”)，调节________的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；(3)实验测出的电压表内阻R测＝________，它与电压表内阻的真实值RV相比，R测________RV(选填“＞”“＝”或“＜”)．实验电路图实验原理考查热点描绘小电珠的伏安特性曲线①电路：伏安法外接；滑动变阻器分压式②图象：U－I图象为曲线(温度升高，灯丝电阻增大)①考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择②考作图：描点、连线画U－I图象③考运算：由U－I图象求电阻、电功率例3： (2017·高考全国卷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3.8 V ，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V ，内阻3 k Ω)；电流表A(量程0.5 A ，内阻0.5 Ω)；固定电阻R 0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R (阻值0～9.0 Ω)；电源E (电动势5 V ，内阻不计)；开关S ；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．Ｋ(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．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E 0(电动势4 V ，内阻1.00 Ω)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2位小数)变式4.(2019·高考全国卷Ⅱ)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V 1和V 2为理想电压表；R 为滑动变阻器，R 0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：(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA ，应调节滑动变阻器R ，使电压表V 1的示数为U 1＝________mV ；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t 升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表V 1示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R 的滑片向________(填“A ”或“B ”)端移动，以使V 1示数仍为U 1.(2)由图(b)可以看出U 与t 成线性关系．硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为|ΔU Δt|＝________×10－3 V/℃(保留2位有效数字)．实验电路图实验原理考查热点测定金属的电阻率②R x∶R x＝UI(伏安法)②算ρ：R x＝ρLS，ρ＝SR xL①考读数：U、I、L及d②考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择③考运算：由U－I图象求R x，ρ例4：(2019·高考天津卷) 现测定长金属丝的电阻率．(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm.(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻R x约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号．电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式R x＝__________．从设计原理看，其测量值与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)．测金属丝电阻率的三点说明(1)在求R x的平均值时可用两种方法：①用R x＝UI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．(2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．变式5.在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6 Ω，先用刻度尺测出金属丝的长度l以及金属丝的直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的金属丝外，还有如下供选择的实验器材：直流电源E：电动势约为4.5 V，内阻很小；电流表A1：量程0～0.6 A，内阻为0.125 Ω；电流表A2：量程0～3 A，内阻为0.025 Ω；电压表V1：量程0～3 V，内阻为3 kΩ；电压表V2：量程0～15 V，内阻为15 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为0.2 A；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A；开关，导线若干．要求有较高的测量精度，并能测得多组数据．(1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的电压表是________，应该选用的滑动变阻器是________(填器材符号)．(2)根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图．(3)用测得的物理量表示电阻率的表达式为ρ＝________(用字母表示)．实验电路图实验原理考查热点测定电源的电动势和内阻①伏安法：E＝U＋Ir②安阻法：E＝I(R＋r)③伏阻法：E＝U＋UR r①考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择②考作图：描点连线画图线③考运算：由U－I或I－1－R或U－1－R－1图象，求E、r验，可供选择的器材如下：A．待测干电池一节B．电流表A(量程为0～60 mA，内阻R A＝18 Ω)C．电压表V(量程为0～3 V，内阻R V约为3 kΩ)D．滑动变阻器R1(阻值为0～5 Ω)E．滑动变阻器R2(阻值为0～30 Ω)F．定值电阻R3(阻值为2 Ω)G．定值电阻R4(阻值为10 Ω)(1)为完成实验，滑动变阻器应该选________，定值电阻应该选________．(填器材后面的代号)(2)请完善图(a)中的电路图．(3)根据图(b)中已描出的点画出U－I图象，由图象得该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保留三位有效数字)变式6.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)实验电路图应选择下图中的__________(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.变式7：小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组(电动势约6 V，内阻r约3 Ω)、电流表(量程2.0 A，内阻R A＝0.8 Ω)、电阻箱R1(0～99.9 Ω)、滑动变阻器R2(0～R1)、开关三个及导线若干。

算等)
【典例2】 (2018·天津卷,9)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ ),除了 Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用: A.电压表(量程0～1 V,内阻约10 kΩ ) B.电压表(量程0～10 V,内阻约100 kΩ ) C.电流表(量程0～1 mA,内阻约30 Ω ) D.电流表(量程0～0.6 A,内阻约0.05 Ω ) E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计) F.电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计) G.滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω ,额定电流2 A)
2019-9-12
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7
规律总结 1.游标卡尺的读数
游标尺
刻 度 格 数
刻度总 长度 (mm)
每小格 与1 mm 差(mm)
精确 度
(mm)
测量结果(游标尺上第 n条刻度线与主尺上的 某刻度线对齐时) (mm)
10 9
0.1
0.1
主尺上读的毫米数 +0.1n
20 19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数 +0.05n
为 0.1 V,所以此时电压表的读数大小为 U=2.80 V.
答案:(3)19 900 2.80
2019-9-12
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16
【预测练2】 指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25 mA”挡,指针的位置如图
(a)所示,则测量结果为
mA.
2019-9-12
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(1)为使测量尽量准确,电压表选用 .(均填器材的字母代号)
,电流表选用
,电源选用

专题13.9 电学创新实验1.（10分）（2020广东湛江调研）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为5Ω）和旧电池（电动势约为3V）。

实验室备有如下器材：A．直流电压表V1、V2（量程均为3V，内阻均约为3kΩ）B．电流表A（量程300mA，内阻为5Ω）C．滑动变阻器R1，最大阻值为20D．开关S一只，导线若干（1）为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。

（2）为测量电池的电动势E和内阻r，小组设计了如图乙所示的电路图。

某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是 V.（3）根据图乙所示的电路图，分别用E、r、R0表示电源的电动势、内阻和定值电阻值，则U1与U2的函数关系式为。

实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1——U2图象如图丁所示，图中直线的斜率为k，与横轴的截距为b，则电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b、R0表示）。

【参考答案】2（9分）（1）如右图。

（2分）（2）2.24~2.26（2分）（3）U1=0r Rr+U2- 0ERr（2分）1bkk-（2分）01Rk-（2分）【命题意图】本题考查电阻测量和电源电动势和内阻测量实验、实物电路连线、电压表读数、图象法处理实验数据及其相关的知识点。

（3）对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律，E=U2+Ir，I=21U UR-，两式联立解得：U1=0r Rr+U2- 0ERr。

U1——U2图象的斜率k=0r Rr+，解得电池内阻r=01Rk-；由0r Rr+U2- 0ERr=0得U1——U2图象在横轴的截距b=0ERr R+，解得：电池电动势E=1bkk-。

2.（2020全国理综III丙卷）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ab和11a b固定在同一水平面内且相互平行，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。

专题13 电学创新型实验题1.发展型实验的解答有两个要点：①立足于相应的教材实验原型，向新物理量、新物理关系做转移分析；①综合应用相关电学规律分析实验原理，如欧姆定律、电功率、电路的串并联规律、电磁感应定律、安培力等。

2.创新型实验的解答有三个要点：①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。

①立足实验要求，选用相关电学规律分析实验原理，如欧姆定律、电功率、电路的串并联规律、电磁感应定律、安培力等。

①加强探究性思考，运用物理方法科学设计。

典例1：（2021·重庆·高考真题）某兴趣小组使用如图1电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系，其中P为电阻箱，0R是阻值为37.9kΩ的定值电阻，E是太阳能电池，μA是电流表（量程0~100μA，内阻2.10kΩ）（1）实验中若电流表的指针位置如题图2所示，则电阻箱P两端的电压是______V。

（保留3位有效数字）（2）在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压U 与电阻箱P 的电阻R 之间的关系如图3中的曲线①所示。

不考虑电流表和电阻0R 消耗的功率，由该曲线可知，M 点对应的太阳能电池的输出功率是____mW 。

（保留3位有效数字）（3）在另一更大光照强度下，测得U R -关系如图3中的曲线①所示。

同样不考虑电流表和电阻0R 消耗的功率，与曲线①相比，在电阻R 相同的情况下，曲线①中太阳能电池的输出功率______（选填“较小”、“较大”），由图像估算曲线①中太阳能电池的最大输出功率约为_____mW 。

（保留3位有效数字）【答案】（1）2.48 （2）40.5 （3） 较大 105.8【规范答题】（1）[1]根据电流表读数规则，电流表读数是562.0μA 6.2010A I -==⨯电阻箱P 两端的电压是()53g 0 6.2010(2.1037.9)10V 2.48V U I r R -=+=⨯⨯+⨯=（2）[2]M 点对应的电压 1.80V U =，电阻80.0R =Ω，太阳能电池的输出功率224.0510W 40.5mW U P R-==⨯= （3）[3]与曲线①相比，在电阻R 相同的情况下，曲线①中太阳能电池的电压较大，由2U P R= 可知，曲线①中太阳能电池的输出电功率较大；[4]由图像①可知，太阳能电池电动势为 2.80V E =，图像的斜率表示电流，因此由输出功率为2U P UI R== 当电阻大于150Ω以后是电流越来越小，可知输出功率很小，最大值不在大于150Ω以后取得，而当图像成直线时可知电流是恒定的，此时电压越大输出功率越大，因此输出功率最大值应该在阻值40100ΩΩ之间取得，分别代入50,60,70ΩΩΩ估算功率可得21 2.3105.8mW 50P ==，22 2.4297.6mW 60P ==，23 2.5290.7mW 70P == 因此可知最大功率在电阻50Ω取得，约为105.8mW 。

第17讲电学实验与创新非选择题(共64分)1.(6分)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x约为200 Ω,电压表的内阻约为2 kΩ,电流表的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式R x=UI计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。

若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2,则(填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x1(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x2(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

2.(2018辽宁大连一模)(8分)用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。

(1)请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件,使指针对准电流的“0”刻度线。

②将K旋转到电阻挡“×100”位置。

③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件,使指针对准电阻的“0”刻度线。

(2)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图乙所示。

则通过P的电流方向是(选填“a→b”或“b→a”),为使测量比较精确,应将选择开关旋到的倍率挡位上,并需要重新调零,再进行测量。

3.(2018新疆乌鲁木齐一诊)(6分)用两个定值电阻和电压表可以测量电源的电动势(约3 V)和内阻。

提供的主要器材有:电阻R1(2.0 Ω)、R2(9.0 Ω)、电源、电压表、开关S1、单刀双掷开关S2、导线若干,实验电路如图甲所示。

(1)根据电路图,将未连接完整的实物图连接完整。

(2)闭合开关S1,开关S2分别接到R1、R2两电阻,电压表的读数分别为2.0 V、2.7 V,则测得电动势为V,内阻为Ω。

由于电压表的内阻影响,测得的内阻(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

4.(10分)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 Ω。