(新课标)2015年高考物理二轮复习讲练测 专题13 电学实验

高三物理第13次课电学实验知识点一、电表读数及改装1、（1）如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘，当用“+”和“-0.6”两接线柱时，能测量的最大电流是A，对应刻度盘上每一小格代表A，图中表针示数为A；当使用电流表的“+”和“-3”两接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表A，图中表针示数为A．（2）图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过V，每小格表示V，图中指针示数V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小格表示V，图中指针示数为V．2、某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。

该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。

图（a）所示读数为mm，图（b）所示读数为mm，所测金属板的厚度为mm。

3、①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图1所示，则它们的读数值依次是mm、A、V．4、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为I g=50μA，表头电阻R g=1kΩ，若改装成量程为I m=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为Ω。

若将改装后的电流表再改装成量程为U m=10V的电压表，应再串联一个阻值为Ω的电阻。

5、如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。

安表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则（1）安培表A1的读数安培表A2的读数；（2）安培表A1的偏转角安培表A2的偏转角；（3）伏特表V1的读数伏特表V2的读数；（4）伏特表V1的偏转角伏特表V2的偏转角；知识点二、伏安法——电阻的测量 一、实验电路1、（电流表内外接法）的选择 （1）若A x R R ＞x V R R ，一般选电流表的内接法。

（2）若A x R R ＜xV R R，一般选电流表外接法。

2、滑动变阻器的接法选择 （1）限流接法与分压接法的特点如图两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法. 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =R R EL ，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0<<R L 时，无论怎样改变R 0的大小，也不会使I L 有较大变化.在分压电路中，不论R 0的大小如何，调节滑动触头P 的位置，都可以使I L 有明显的变化.（2）分压接法选择要求①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.因为U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法. （2）下列情况可选用限流式接法（节能）①电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法. ③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.二、电流表和电压表的读数（估读）（1）量程为3 V 和3 A 的电压表和电流表，其最小分度为0.1 V 和0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一.（2）量程为0.6 A 的电流表，其最小分度为0.02 A, 读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3… （3）量程为15 V 的电压表，其最小分度为0.5 V, 读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、4…1、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（3V，3kΩ)、电流表（0～0.6A，0.1Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。

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．①根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图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I ­U 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A1：量程10 mA，内阻r1＝40 ΩC．电流表A2：量程500 μA，内阻r2＝750 ΩD．电压表V：量程为10 V，内阻为10k ΩE．保护电阻R1：阻值为100 ΩF．滑动变阻器R2：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 ＋ρLES，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(I0，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．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I0、U0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A2，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R2.②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）×10－3 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。

专练13电学实验1．(2014·菏泽市三模)可记忆电阻有许多新奇特性，例如负差分电阻效应，多重与可控导电率，迟滞效应等等．从资料上获知某可记忆电阻R x的I－U特性曲线如图1所示．现要利用实验亲自描绘此元件加正向电压时的I－U特性曲线，除R x外，另有器材如下：A．直流电源(6 V，内阻不计)B．电压表V(量程6 V，内阻约6 kΩ)C．电流表A1(量程60 mA，内阻约10 Ω)D．电流表A2(量程10 mA，内阻约20 Ω)E．滑动变阻器R(总阻值为20 Ω)开关1个、导线若干图1(1)由已知的I－U图象可得出，电压在0～2.5 V范围时，可记忆电阻的电阻值约为________Ω；(2)为较准确地描绘可记忆电阻的I－U图线，需要在0～3.5 V和3.5～6 V两个电压段上采用不同的电路和电流表．在描绘0～3.5 V电压下的I－U图线时，应选甲、乙、丙、丁四个电路中的________电路，电流表应选________(填C 或D)；描绘3.5～6 V电压下的I－U图线时，应选甲、乙、丙、丁四个电路中的________电路，电流表应选________(填C或D)．图2解析(1)由图1所示图象可知，电压在0～2.5 V范围时，可记忆电阻的电阻值约为R＝UI＝2.50.05＝50 Ω.(2)由图1所示图象可知，在0～3.5 V电压段上，电流最大值为50 mA，则电流表应选C，在该段电阻最大值约为50 Ω，电流表内阻约为10 Ω，电压表内阻约为6 000 Ω，电压表内阻远大于电阻阻值，电流表应采用外接法，由图象可知，在该电压段上，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，因此电路图应选甲；由图1所示图象可知，在3.5～6 V电压段上，最大电流小于10 mA，则电流表应选D，最大电阻约为R＝UI＝3.50.008＝437.5 Ω，滑动变阻器最大阻值为20 Ω，因此滑动变阻器应采用分压接法，电流表内阻约为20 Ω，电压表内阻约为6 000 Ω，相对来说，电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，实验电路图选乙．答案(1)50(2)甲C乙 D2．[2014·天津卷，9(3)]现要测量一个未知电阻R x的阻值，除R x外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡);一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻R g＝1 000 Ω，满偏电流I g＝100 μA)；两个标准电阻(R1＝29 000 Ω，R2＝0.1 Ω)一个电键S、导线若干．(1)为了设计电路，先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“×1 k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．解析(1)因为电表指针几乎满偏，故可知所测电阻很小，只有几欧姆，所以选项A正确、B错误；根据欧姆表的特点，若要进一步精确测量，应换用小倍率，并重新进行欧姆调零，所以选项C正确、D错误；(2)根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律，可将一个电流表串联电阻R1后改装成电压表测量电压，另一个电流表并联R2后改装成电流表测量电流，题目要求能耗较小，故变阻器采用限流式，所以电路设计如下图所示：答案(1)AC(2)见解析3．某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻R x的阻值．(1)现有电源(4 V，内阻可不计)，滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)，开关和导线若干，以及下列电表A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图3中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)图4是测R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图4中实物间的连线．(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图5所示，可得该电阻的测量值为______Ω(保留两位有效数字)．图3图4图5解析(1)因为只给出了一个电源，所以电源必选；估算最大电流：I＝ER x＝45A＝0.8 A；根据电表选取原则之一：指针偏转程度(即读数)要超过最大量程的1 4～13，以减小偶然误差．故(根据最大电流)电流表应选取B；(根据电源电动势)电压表应选取C；比较被测电阻与电流表的内阻，可知电流表应该外接．或者比较R x与R A R V，R A R V＝0.125×3 000 Ω＝375 Ω>R x，故R x属于小电阻，电流表应该外接．故应选择甲电路．(2)实物电路连接如图中虚线所示：画出任意两条即可(画出三条则有一条是多余的)．(3)由题意可知：R x＝UI＝2.600.50Ω＝5.2 Ω(据题意要求，保留两位有效数字)．答案(1)B C甲(2)(3)5.24．有一个额定电压为2.8 V，额定功率约为0.8 W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I－U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)图6(1)用如图6甲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________．(用字母序号表示)(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．若某次测量中电压表的示数为2.60 V，则灯泡此时的电阻为________Ω，此时的功率为________W(保留两位有效数字)．(3)若将此灯泡与电动势为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(保留两位有效数字)．解析(1)小灯泡的额定电压为2.8 V，故电压表选用量程为0～3 V的电压表；额定功率约为0.8 W，故小灯泡的额定电流约为0.29 A，电流表应选用量程为0～0.6 A的电流表；在分压式电路中，一般选择最大阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器．(2)图乙的横坐标电压2.60 V对应的纵坐标电流为0.27 A，根据欧姆定律得灯泡的电阻为R L＝UI＝2.600.27Ω＝9.6 Ω；此时的功率为P＝UI＝2.60×0.27 W＝0.70 W.(3)由图乙可知，当灯泡正常发光时回路中的电流为I1＝0.28 A，则电阻两端的电压为U R＝6 V－2.8 V＝3.2 V．根据欧姆定律可知电阻的阻值为R＝U R I1＝3.2 V0.28 A＝11 Ω.答案(1)A D E(2)9.60.70(3)115．(2014·浙江卷，22)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．图7图8(1)图7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7中画出．(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8所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的．(3)请你选择一组数据点，在图8上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________ Ω.解析(1)电压表直接测铅笔两端电压，由图象可知电压从0开始，所以滑动变阻器接分压式，如答案图．(2)因电流表外接法在电压一定的条件下，测得的电流偏大，其待测阻值偏小，由图知得到的数据点是用“×”表示的．(3)用“×”连线如图所示，这条直线的斜率k＝0.60.5＝1.2 Ω.答案 (1)(2)“×”(3)图见解析 1.1～1.3 6．(2014·海南卷，12)用伏安法测量一电池的内阻．已知该待测电池的电动势E 约为9 V ，内阻约为十欧，允许输出的最大电流为50 mA ，可选用的实验器材有： 电压表V 1(量程5 V)；电压表V 2(量程10 V)；电流表A 1(量程50 mA)；电流表A 2(量程100 mA)；滑动变阻器R (最大电阻300 Ω)；定值电阻R 1(阻值为200 Ω，额定功率为18 W)；定值电阻R 2(阻值约220 Ω，额定功率为1 W)；开关S ；导线若干．测量数据如图9坐标纸上U －I 图线所示．图9(1)在虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号．(2)在设计的电路中，选择定值电阻的根据是___________________________.(3)由U－I图线求得待测电池的内阻为________Ω.(4)在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是_____________________. 解析(1)该实验通过电源的输出特性曲线计算电源内阻，电源允许输出的最大电流为50 mA，故电流表选择，电源电动势约为9 V，故电压表选择，考虑到电流和功率，保护电阻选R2.(2)定值电阻的功率为18W时，通过它的电流为0.125200A＝0.025 A＝25 mA，而电路中的电流会接近50 mA，故应选R1.(3)U－I图线的斜率表示电源内阻，选择图象中的较远的两点用r＝ΔUΔI可求得电源内阻约为51.0 Ω.(4)该实验中的干路电流应为电流表的读数加上通过电压表的电流，故该实验的系统误差来源为忽略了电压表的分流，从而使干路电流测量值偏小．答案(1)(2)定值电阻在电路中的功率会超过18W，R2的功率满足要求(3)51.0(49.0～53.0范围内均可)(4)忽略了电压表的分流。

【优化探究】2015高考物理二轮专题复习 素能提升 1-5-13 电学实验（含解析）新人教版1．(2014年高考新课标Ⅱ全国卷)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx 约为200 Ω，电压表○V 的内阻约为2 kΩ，电流表○A 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Rx ＝U I 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Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值．解析：Rx RA ＝20，RV Rx ＝10，因此Rx 属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即Rx1更接近真实值；因Rx1＝U I ＝Rx ＋RA ，故Rx1>Rx ，Rx2＝U I ＝R 并(即Rx 与RV 的并联值)，故Rx2<Rx.答案：Rx1 大于 小于2.(2014年高考新课标Ⅰ全国卷)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RA ＝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(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 －1·Ω－1，截距b ＝________A －1.(4)根据图线求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________ Ω. 解析：(1)由闭合电路欧姆定律有E ＝IRA ＋(I ＋IRA R1)·(R ＋R0＋r)，整理得1I ＝RA ＋R1ER1R ＋1E [RA ＋RA ＋R1R1(r ＋R0)]，代入数据得1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r)．(2)①由题意知该电流表的最小分度为2 mA ，由题图b 可得读数为110 mA ，考虑到表格内各组数据的单位及有效数字位数，故结果应为0.110A ．②1I ＝9.09 A －1.(3)描点作图如图所示，由图线可得k ＝13.0－6.07.0－0A －1·Ω－1＝1.0 A －1·Ω－1，b ＝6.0 A －1.(4)由1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r)可知k ＝3.0E ，b ＝3.0E (5.0＋r)，将k ＝1.0 A －1·Ω－1，b＝6.0 A －1代入可得E ＝3.0 V ，r ＝1.0 Ω.答案：(1)1I ＝RA ＋R1ER1R ＋1E [RA ＋RA ＋R1R1(r ＋R0)]或1I ＝3.0E R ＋3.0E (5.0＋r)(2)①0.110 ②9.09(3)图见解析 1.0(在0.96～1.04之间均对) 6.0(在5.9～6.1之间均对)(4)3.0(在2.7～3.3之间均对) 1.0(在0.6～1.4之间均对)3．(2014年高考山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100 m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m ，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx ，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：电流表：量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω；电压表：量程3 V ，内阻约9 kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；定值电阻：R0＝3 Ω；电源：电动势6 V ，内阻可不计；开关、导线若干．回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S 前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)．(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为________ V.(4)导线实际长度为________ m(保留2位有效数字)．解析：(1)根据R ＝ρl S ，得铜导线的阻值约为Rx ＝1.7 Ω，即Rx ＋R0＝4.7 Ω.实验中的滑动变阻器若选R1，则当滑动变阻器滑片移至a 端时，电压表的示数约为3 V ，若滑动变阻器滑片向右移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选R2.闭合开关S 前应使电路中的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a 端．(2)连线如图所示．(3)由题图乙知该电压表的分度值为0.1 V ，故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V.(4)测量电路的总电阻R0＋Rx ＝U I ＝4.60 Ω，故Rx ＝1.60 Ω.由Rx ＝ρL S 可得L ＝RxS ρ，代入数据可得L ＝94 m.答案：(1)R2 a (2)图见解析 (3)2.30(2.29、2.31均正确) (4)94(93、95均正确)4．如图甲所示的实验电路，试分析下列问题：(1)为了粗测“2.5 V 0.6 W”小电珠的电阻，必须将开关______断开．把多用电表选择开关旋转到“×______”欧姆挡；进行欧姆调零后，将红、黑表笔分别与小电珠两端接线柱相接触，测得小电珠的阻值如图乙所示，其读数为________Ω.(2)将选择开关置于直流电压挡，闭合S1、S2，此时测得的是________两端的电压．(3)为了测量小电珠的电流，应将选择开关置于直流电流挡，闭合开关________，断开开关________，然后将红、黑表笔分别接S2的左、右接线柱．解析：(1)由“2.5 V 0.6 W”可知小灯泡在额定电压下的电阻为R ＝U2P ＝2.520.6 Ω＝10.42 Ω.用多用电表测量电路中用电器的电阻时应将该用电器与电源断开，然后再用多用电表的欧姆挡测量用电器的电阻．为减小实验误差，测量时应使多用电表的指针指到刻度盘的中央附近，因此多用电表的选择开关应旋到“×1”欧姆挡，由题图乙可知多用电表测得小电珠的电阻为R ＝8.0 Ω.(2)多用电表此时当作电压表使用，它与小电珠并联，故测得的是小电珠两端的电压．(3)多用电表作电流表使用时，应将选择开关置于直流电流挡，然后将其与小电珠串联在一起，此时应闭合开关S1，断开开关S2，然后将红、黑表笔分别接S2的左、右接线柱． 答案：(1)S2 1 8.0(填8也可) (2)小电珠(填L 也可) (3)S1 S25．某同学用图甲所示的原理图来测定某电源的电动势和内阻．实验时调节电阻箱的阻值并读出相应的电流值．通过多次实验后得到了如图乙所示的1I -1R 图象．已知R0＝8 Ω.试分析下列问题．(1)请根据图甲将图丙所示的实物图连接好；(2)某次实验中电阻箱的示数如图丁所示，则实验中电阻箱的阻值为R ＝________Ω；(3)图线的斜率k ＝________ A －1/Ω－1，图线在纵轴上的截距为a ＝________A －1；由此可得电源电动势E ＝________V ，电源的内阻r ＝________ Ω(结果均保留三位有效数字)． 解析：(1)所连的实物图如图所示．(2)电阻箱的阻值R ＝20 Ω.(3)由电路结构可知，路端电压可由定值电阻与电流表组合进行测量有U ＝IR0，而对于电路中的总电流I 总可由部分电路欧姆定律求得I 总＝IR0R ＋I.由闭合电路欧姆定律得E ＝IR0＋(IR0R ＋I)r.由上式可得1I ＝R0r E ·1R ＋R0＋r E ，则在1I -1R 图象中，图象的斜率k ＝R0r E ，图象的截距a ＝R0＋r E ，根据题图乙可求出电源的电动势和内阻．为求直线的斜率可在图象上取两个距离较远的点，如(0.5,14.0)和(1.5,29.0)，根据数学知识可知图象的斜率为k ＝29.0－14.01.5－0.5A －1/Ω－1＝15.0 A －1/Ω－1，即k ＝R0r E ＝15.0 A －1/Ω－1. 由题图乙可知图象的截距大小为a ＝R0＋r E ＝6.00 A －1.由以上两式解得r ＝3.64 Ω，E ＝1.94 V.答案：(1)图见解析 (2)20 (3)15.0 6.00 1.94 3.646．要测量某一段横截面积为5.0×10－6 m2的圆柱形半导体的电阻率，先用伏安法测量该半导体的电阻，然后将实验数据描入如图甲所示的U-I 坐标系中，分析下列问题：(1)请你根据图甲作出该半导体的U-I 图线并由图线求出该半导体的电阻R ＝________Ω.实验中半导体的长度为1 m ，则该材料的电阻率为ρ＝________Ω·m.(2)根据图中的测量数据，请将图乙所示的实物图连接好．(3)为了测定该材料中的载流子(参与导电的“带电粒子”)是带正电还是带负电，现取一块与实验材料一样的偏平的六面体样品并接入如图丙所示的电路中．把靠外的偏平面标记为M ，靠里的偏平面标记为N ，然后在垂直于大平面的方向加上一个磁感应强度大小为B 的匀强磁场．接通开关S ，调节可变电阻R ，使电路中产生合适的电流．然后用电压表来判定M 、N 两个面的电势高低并测定M 、N 间的电压(也叫霍尔电压)，从而得到这种半导体材料载流子的电性．当M 的电势比N 的电势低时，材料中的载流子带________电(选填“正”或“负”)．解析：(1)所作图线如图a 所示，由图线斜率的物理意义求得该半导体的电阻为R ＝5 000 Ω.该材料的电阻率为ρ＝RS L ＝2.5×10－2 Ω·m.(2)由题图甲可知测量数据从零开始，有多组测量数据，故滑动变阻器要采用分压式接法，实验中所测的最大电压约为2.5 V ，故电压表的量程应选0～3 V 的量程，因测量电阻阻值较大，故电流表采用内接法，所连实物图如图 b.(3)根据左手定则，载流子如果带正电，则M 板将带正电，是高电势，因此材料中的载流子带负电．答案：(1)5 000 2.5×10－2 (2)图见解析 (3)负课时跟踪训练1．某同学欲测量一个圆柱体的电阻率，试分析下列问题：(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量该圆柱体的长度L 和直径D ，测量结果如图a 和图b 所示，则长度L ＝________cm ，直径D ＝________mm.(2)为测量圆柱体Rx的电阻值，某同学设计了如图c所示的电路原理图，电源电动势为1.5 V，图中电压表有两个量程，分别是0～3 V和0～15 V，为使实验结果尽量精确，则电压表在使用时应选________量程，这样读数误差较小．(3)该同学测量Rx的电阻值的实验步骤如下，请将该同学步骤中所缺的内容填写完整：①闭合开关S1，将开关S2旋向a处，待电压表读数稳定后读出其示数．某次实验中电压表的示数如图d所示，则此次电压表的示数U＝________ V.②然后将开关S2旋向b处，调节电阻箱，______________，电阻箱此时的示数如图e所示，则电阻箱此时的阻值R1＝________Ω.③被测电阻Rx的电阻值Rx＝________ Ω.(4)根据以上测量数据可以得出圆柱体的电阻率ρ＝________ Ω·m(结果保留两位有效数字)．解析：(1)圆柱体的长度L＝50.0 mm＋1×0.1 mm＝50.1 mm＝5.01 cm；圆柱体的直径D＝5 mm ＋31.5×0.01 mm＝5.315 mm.(2)由于电源的电动势为1.5 V，故电压表在使用时应选0～3 V量程，这样电压表的示数会比较明显，读数的误差会较小．(3)①电压表示数为1.50 V.②调节电阻箱，使电压表的示数仍为U，此时电阻箱的读数R1＝14 Ω.③此实验的原理是等效替代法，开关S2接a时与开关S2接b时电压表的读数相同，说明Rx 的阻值与R1的阻值相同．因此根据等效替代的原理知Rx＝14 Ω.(4)根据Rx＝ρLS，可知ρ＝RxSL＝πRxD24L，代入数据解得ρ＝6.2×10－3 Ω·m.答案：(1)5.01 5.315(2)0～3 V(3)①1.50②使电压表的示数仍为U14③14(4)6.2×10－32．(1)某同学选用多用电表倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，电表示数如图甲所示，此时被测电阻的阻值约为________Ω.(2)将多用电表的选择开关置于欧姆挡位置时，其内部简化电路图如图乙所示．若已知电流表的满偏电流为1 mA 、内阻为300 Ω，电池的电动势E ＝9 V 、内阻r ＝0.5 Ω，滑动变阻器的最大阻值适当．按正确方法测量电阻Rx 的阻值时，电流表指针指在刻度盘的正中央，则Rx ＝________Ω.若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx ，其测量结果与原结果相比较________(填“变大”、“变小”或“不变”)．解析：(1)被测电阻的阻值为30×100 Ω＝3 000 Ω.(2)由I ＝Ig 2＝E Rg ＋R0＋r ＋Rx ，Ig ＝E Rg ＋R0＋r得Rx ＝9 000 Ω；当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流Ig 不变，由Ig ＝E Rg ＋R0＋r可知，欧姆表的内阻R 内＝Rg ＋R0＋r 需调小，待测电阻Rx 的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I ＝E R 内＋Rx ＝IgR 内R 内＋Rx＝Ig 1＋Rx R 内，可知当R 内变小时，I 变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了． 答案：(1)3 000 (2)9 000 变大3.(2014年皖南八校联考)一电压表的量程标定不准确，某同学利用图甲所示电路测量该电压表的实际量程Um.所用器材有：量程标定为3 V 的不准确的电压表V1，内阻r1＝3 kΩ；量程标定为15.0 V 的标准电压表V2；标准电阻R0，阻值为9 kΩ；滑动变阻器R ，总电阻为20.0 Ω；电源E ，电动势为18.0 V ，内阻可忽略；开关S ；导线若干．回答下列问题：(1)按电路图甲连接实物图乙．(2)开关S 闭合前，滑动变阻器的滑动端P 应滑至________端．(填“a”或“b”)(3)开关S 闭合后，调节滑动变阻器，使电压表V1满偏．若此时电压表V2的示数为U2，则V1的量程为________．(4)若测量时电压表V1未调到满偏，两电压表的示数如图丙， 从图丙中读出V1的示数U1＝________，V2的示数U2＝________；由读出的数据计算Um ＝________(计算结果保留三位有效数字)．解析：(1)实物连线如图所示．(2)在闭合开关前，应使分压部分电压为零，即滑片应置于a 端．(3)闭合开关后，并联部分电压相等，即U1＋UR0＝U2，又因U1UR0＝r1R0＝13，所以电压表V1的量程为U2/4.(4)题图丙中两电压表读数为U1＝2.50 V 和U2＝12.0 V ；电压表的量程为Um ，则有U2R0＋r1Um ＝2.503，解得Um ＝3.60 V.答案：(1)图见解析 (2)a (3)U2/4 (4)2.50 V 12.0 V 3.60 V4．一位同学想将一个量程约为5 V 有清晰刻度但没有示数、内电阻约为10 kΩ的电压表Vx ，改装成一个量程为15 V 的电压表，可以使用的实验器材如下：A ．电源(电动势约15 V ，内电阻小于2 Ω)B ．标准电压表V0(量程为15 V ，内电阻约30 kΩ)C ．电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω)D ．电阻箱(阻值范围0～99 999.9 Ω)E ．滑动变阻器(阻值为0～20 Ω)F ．滑动变阻器(阻值为0～20 kΩ)G ．开关S 和导线若干为了正确改装，需要测量出电压表Vx 的量程和内电阻，该同学的实验操作过程为：(1)将实验仪器按图甲所示电路连接，电阻箱R1应选________，滑动变阻器R0应选________(填仪器前的字母序号)；(2)将电阻箱R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P 移至滑动变阻器接近右端处，闭合开关S ；接着调节电阻箱，直至电压表Vx 满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数U ；(3)向左移动滑片P 至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱R1直至电压表Vx 满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数；(4)重复步骤(3)3～5次；(5)该同学将实验中记录的各组电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U的数据在U-R坐标系中正确地描好了点(如图乙)，请你在图中完成U-R图线．(6)根据图线可以求得电压表Vx的量程为______V，内电阻为________Ω.将电压表Vx与一个阻值为________Ω的电阻串联就可以组成量程为15 V的电压表．解析：本题考查电压表改装的实验，意在考查考生对电压表改装的掌握情况，以及对该实验的理解．电压表内阻约为10 kΩ，电阻箱应选择D；电路为分压电路，因此滑动变阻器应该选择E；描点连线作出图象，由图象可知，纵轴截距表示Vx的量程，由图可知电压表Vx量程为4.5 V；当电压表V0的示数为Vx量程的2倍时，电阻箱分压与电压表Vx分压相等，此时电阻箱的电阻值等于电压表Vx的内阻，由U-R图线可得内阻为9 000 Ω，允许通过电压表Vx的最大电流Im＝4.59 000A＝5×10－4 A，将该电压表改为量程为15 V的电压表后，其内阻r＝155×10－4Ω＝30 000 Ω，所以需要串联的电阻阻值为30 000 Ω－9 000 Ω＝21 000 Ω.答案：(1)D E(5)图线如下图(6)4.59 00021 0005.(2014年高考四川卷)右图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 Ω)，R1是电阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)．在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：(ⅰ)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；(ⅱ)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A ，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2； (ⅲ)重复步骤(ⅱ)，再测量6组R1和I2值； (ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点． 根据实验回答以下问题：(1)现有四只供选用的电流表：A ．电流表(0～3 mA ，内阻为2.0 Ω)B ．电流表(0～3 mA ，内阻未知)C ．电流表(0～0.3 A ，内阻为5.0 Ω)D ．电流表(0～0.3 A ，内阻未知)A1应选用________，A2应选用________．(2)测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A ，应让滑动变阻器R 接入电路的阻值__________(选填“不变”、“变大”或“变小”). (3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图．(4)根据以上实验得出Rx ＝________ Ω.解析：(1)由电路图可知I1(R0＋R1＋RA1)＝I2(Rx ＋RA2)，即R1＝Rx ＋RA2I1I2－(R0＋RA1)，在I1＝0.15 A 保持不变时R1-I2图线是一条直线，当由其斜率k ＝Rx ＋RA2I1求Rx 时，RA2必须是已知的．因两支路的阻值在同一数量级，则两支路中电流亦必在同一数量级，再结合I1＝0.15 A ，可知A1只能选用D ，A2只能选用C.(2)要保持I1＝0.15 A 不变，当R1阻值减小时并联支路两端的电压亦减小，即需增大滑动变阻器分得的电压，需增大滑动变阻器接入电路中的阻值．(3)该图线为一直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应在直线上或应对称分布在直线两侧．(4)由图线可求得斜率k ＝240 Ω/A.结合k ＝Rx ＋RA2I1得Rx ＝kI1－RA2＝31 Ω. 答案：(1)D C (2)变大 (3)关系图线如图 (4)316．(2014年高考北京卷)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是下图中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15 V)B．电压表(0～3 V)C．滑动变阻器(0～50 Ω)D．滑动变阻器(0～500 Ω)实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母) (3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下面各示意图中正确反映P-U 关系的是________．解析：(1)干电池内电阻较小，远小于电压表内阻，选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小．(2)一节干电池的电动势只有1.5 V 左右，故应选用量程较小的电压表，根据电源电动势和电流表量程，可知应选择最大阻值为50 Ω的滑动变阻器C.(3)第4组数据误差较大，应舍去，连线如图所示．(4)由U ＝E －Ir 知U-I 图线在U 轴上的截距表示E ，斜率的绝对值表示r ，由图线可得E ＝1.50 V ，r ＝0.83 Ω.(5)由P ＝IU ＝E －U r ×U ＝1r (UE －U2)可知，P-U 图线是一条开口向下的抛物线，故选C. 答案：(1)甲 (2)B C (3)图见解析(4)1.50(1.49～1.51) 0.83(0.81～0.85) (5)C 阶段达标检测(三) 力、电综合一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是( ) A ．质点、点电荷、位移都是理想化物理模型B ．重心、合力等概念的建立都体现了等效替代的思想C ．加速度a ＝F m 、场强E ＝F q 、电阻R ＝UI 都是采用比值法定义的D ．根据速度定义式v ＝Δx Δt 可知，当Δt 非常小时，ΔxΔt 就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了微元思想解析：选项A 中的位移不是理想化物理模型，故A 错误；选项C 中的a ＝Fm 不是加速度的定义式，它说明加速度a 与F 成正比、与m 成反比，故C 错误；选项D 中瞬时速度的定义是极限思想的体现． 答案：B2.(多选)(2014年潍坊联考)如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B 靠在竖直墙壁上，物块A 放在斜面体B 上，开始A 、B 静止．现用水平力F 推A ，A 、B 仍静止，则此时B 受力的个数可能是( )A．3个B．4个C．5个 D．6个解析：物体B受重力作用，地面对B的支持力、A对B的压力和墙壁对B的弹力作用，因为F 的大小未知，不能确定A是否具有相对B的运动趋势，也就不能确定A、B间是否存在摩擦力，故B受力可能是4个，也可能是5个，选项B、C正确．答案：BC3.如图所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A 上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态．现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开的瞬间()A．木块B对水平面的压力迅速变为2mgB．弹簧的弹力大小为mgC．木块A的加速度大小为2gD．弹簧的弹性势能立即减小解析：撤去木块C前，由平衡条件可知，弹簧弹力为3mg，地面对B的作用力为4mg，撤去木块C瞬时，弹簧压缩量不变，弹力、弹性势能不变，选项B、D错误；木块B所受重力、弹力不变，故地面对B的支持力也不变，选项A错误；撤走木块C后，对木块A由牛顿第二定律有3mg－mg＝ma，解得a＝2g，选项C正确．答案：C4.(多选)如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m、电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是()A．小球一定能从B点离开轨道B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD．小球到达C点的速度可能为零解析：由题意可知，带电小球从A到C的过程中，电场力做负功，重力做正功，由于二者做功的大小关系不确定，故小球有可能不能从B点离开轨道，选项A错误；若二者做的功大小相等，则小球在AC部分可能做匀速圆周运动，选项B正确；若小球能从B点离开，因电场力做负功，全过程中小球的机械能减小，故上升的高度一定小于H ，选项C 正确；若小球沿圆周从A 到C ，到达C 点的最小速度为v ，则qE －mg ＝mv2R ，故小球能到达C 点的速度不可能为零，选项D 错误． 答案：BC5．(多选)2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道Ⅰ上运行，在P 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q 为轨道Ⅱ上的近月点，则“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上( )A ．运行的周期小于在轨道Ⅰ上运行的周期B ．从P 到Q 的过程中速率不断增大C ．经过P 的速度小于在轨道Ⅰ上经过P 的速度D ．经过P 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P 的加速度解析：根据开普勒第三定律r3T2＝k ，可判断“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的运行周期，A 正确；因为P 点是远地点，Q 点是近地点，故从P 点到Q 点的过程中速率不断增大，B 正确；根据卫星变轨特点可知，卫星在P 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ要减速，C 正确；根据牛顿第二定律和万有引力定律可判断在P 点卫星的加速度是相同的，D 错． 答案：ABC6.(多选)如图为某电场中x 轴上电势φ随x 变化的图象，－x0与x0关于坐标原点对称，则下列说法正确的是( )A ．纵轴的左侧为匀强电场B ．－x0处的场强为零C ．一电子在x0处由静止释放，电子将沿x 轴正方向运动，加速度逐渐增大D ．一电子在x0处由静止释放，电子不一定沿x 轴正方向运动，但速度逐渐增大解析：纵轴的左端x 轴上电势处处相等，因此场强为零，不可能是匀强电场，A 项错误，B 项正确；x 轴正半轴不一定与电场线重合，且电场线不一定是直的，因此带电粒子不一定沿x 轴正方向运动，但从静止开始只在电场力的作用下运动，电场力做正功，速度逐渐增大，C 项错误，D 项正确． 答案：BD7.(2014年北京东城区期末)如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a ，磁感应强度的大小为B.一边长为a 、电阻为4R 的均匀正方形导线框CDEF 从图示位置开始沿x 轴正方向以速率v 匀速穿过磁场区域，在下图中给出的线框EF 两端的电压UEF 与线框移动距离x 的关系图象正确的是( )解析：由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，E 点的电势始终高于F 点的电势，则UEF 始终为正值，EF 、CD 两边切割磁感线时产生的感应电动势为E ＝Bav.在0～a 内EF 切割磁感应，EF 两端的电压是路端电压，则UEF ＝34E ＝34Bav ；在a ～2a 内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则UEF ＝E ＝Bav ；在2a ～3a 内，E 、F 两端的电压等于路端电压的13，则UEF ＝14E ＝14Bav ，故D 正确．答案：D8.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝Umsin ωt ，副线圈电路中R0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( )A ．I1和I2表示电流的瞬时值B ．U1和U2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U2不变、I1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U2变小、I1变小解析：交流电表测量的是交变电流的有效值，故A 、B 皆错误；由于理想变压器的输出电压U2＝n2n1U1与负载无关，即滑片P 下滑时U2不变，故D 错误；由I1U1＝U22R0＋R 知R 减小时I1变大，故C 正确． 答案：C9.如图所示，在半径为R 的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场区域的上方有一水平放置的感光板MN.从磁场区域最左端Q 垂直磁场射入大量的带电荷量为q 、质量为m 、速率为v 的粒子，且速率满足v ＝qBRm ，最后都打在了感光板上．不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，关于这些粒子，以下说法正确的是( )A ．这些粒子都带负电B ．对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心C ．只有对着圆心入射的粒子，出射后才垂直打在感光板MN 上D ．沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在感光板MN 上解析：粒子最后都打在了感光板上，说明粒子向上偏，根据左手定则知粒子带正电，A 错误；粒子所受洛伦兹力充当向心力，做半径为r ＝mv qB 的匀速圆周运动；因为速率满足v ＝qBRm ，所以r ＝mvqB ＝R ，根据几何关系知沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN 上，C 错误，D 正确．显然B 错误． 答案：D10．(多选)如图所示，水平传送带向右运动，速度为v ，在传送带右端的光滑水平面上，有一质量为M 的木板处于静止状态，木板的上表面与传送带等高．现把一质量为m 的滑块轻轻放在传送带的左端，忽略滑块的初速度大小，滑块在传送带上一直加速，离开传送带后水平滑上木板(不考虑在传送带与木板相接处滑块速度的变化)，滑块从木板左端滑到木板右端时，所用时间为t ，且二者速度恰好相等，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，则下列判断正确的是( )A ．若v 增大，则滑块一定能滑到木板右端，且t 减小B ．若M 增大，则滑块一定能滑到木板右端，且t 减小C ．若μ减小，则滑块一定能滑到木板右端D ．若m 增大，则滑块一定能滑到木板右端解析：滑块在传送带上一直加速运动，当v 增大时，滑块到达传送带右端的速度不变，则滑块仍滑到木板右端，且时间t 不变化，A 错；分析选项B 、C 、D 是否正确，用极限思维法分析如下：若M 增大，设M 为无限大，则木板的加速度为零，即木板不运动，而滑块在木板上受到的摩擦力不变，则滑块一定能滑到木板右端，且时间t 减小，B 正确；若μ减小，令μ＝0，木板不运动，则滑块仍能滑到木板右端．C 正确；m 增大，滑块在木板上滑动的加速度不变，而木板受到的摩擦力增大，当m 无限大时，木板会获得很大的加速度，相同时间内速度的变化量增大，则滑块一定不会滑到木板右端，D 错． 答案：BC二、实验题(本题共2小题，共14分．把答案填在题中横线上或按题目要求作答) 11．(6分)某同学要测定一个阻值R 约为5 Ω的电阻，实验室提供的器材如下： A ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 kΩ) B ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约1.0 Ω)。

考点13 电学实验 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R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为RA=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以为纵坐标,R为横坐标,作图线(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 。

R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I-1/A-16.998.00②10.011.011.913.0 (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R1的2倍,所以干路电流为3I,根据闭合电路欧姆定律代入数据,化简得。

(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,因此V,截距,。

答案:(1) (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。

2015年高考物理真题分类汇编------电学实验(2015新课标I-23).（9分）图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。

(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω．满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻。

若使用a和b两个接线柱．电表量程为3 mA：若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA．由题给条件和数据，可以求出R1=_______Ω，R2=_______Ω。

(2)现用一量程为3mA，内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5．1.0、I.5、2.0．2.5、3.0mA。

电池的电动势为1.5 V．内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格．阻值分别为300Ω和1000Ω：滑动变阻器R有两种规格．最大阻值分别为750Ω和3000Ω，则R0应选用阻值为_________Ω的电阻，R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器。

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。

图(b)中的R/为保护电阻。

虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。

则图中的d点应和接线柱_______(填“b”或“c”)相连。

判断依据是：__________【答案】（1）15（2分） 35（2分）（2）300（1分） 3000（1分）（3）c（1分）闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是R1，若电表指针不动，则损坏电阻是R2（2分）【考点】欧姆定律；电阻的串、并联；闭合电路的欧姆定律【解析】（1）定值电阻和毫安表都是并联连接，电压相等，由欧姆定律变形式U = IR，使用a、b两个接线柱时有：I满R表=(I表1-I满)（R1+R2）;使用a和c两个接线柱时有：I满（R 表+R2）=(I表2-I满) R1, I表1和I表2为改装电表的量程，解以上各式得：R1=15 Ω,R2= 35Ω。

（2）根据R= ，电流表校准时需选取的刻度为0.5．1.0、I.5、2.0．2.5、3.0mA，可知电路中总电阻最大为：R max = = 3000Ω , 最小阻值为R min = = 500Ω , 若定值电阻选用1000Ω，则无法校准3mA的刻度，所以定值电阻选用500Ω，由于最大电阻要达到3000Ω，所以变阻器要选择3000Ω。

2015年高三二轮复习讲练测之测专题13 电学实验班级______________ 姓名______________ 学号______________ 得分______________【满分：110分时间：90分钟】一、实验题1．（8分）【2014·河南开封高三一模】某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：①用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×l k、×l00、×l0、×l。

该同学选择×l00倍率，用正确的操作步骤测量时．发现指针偏转角度太大（指针位置如下图中虚线所示）．为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：a·，b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处。

c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如上图中实线所示．测量结果是②该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器A．直流电源（电压3 V．内阻不计）…… …v（量程0～5 v．内阻约为5 kΩ）B．电压表1v（量程0～15 v，内阻约为25 kΩ）C．电压表2A（量程0～25 mA．内阻约为lΩ）D．电流表1A（量程0～25 0mA．内阻约为0.lΩ）E．电流表2-ΩF．滑动变阻器一只，阻值020G ．电键一只，导线若干在上述仪器中．电压表应选择 填“1v ”或“2v ”）, 电流表应选择 （填“1A ”或“2A ”）．请在方框内画出电路原理图 （电表用题中所给的符号表示）2．（8分）【2014·浙江杭州高三第一次高考科目教学质量检测】要精确．．测量一个阻值约为5Ω的电阻丝R x ，实验室提供下列器材：电流表A ：量程100mA ，内阻r 1约为4Ω；电流表G ：量程500μA，内阻r 2=750Ω；电压表V ：量程10V ，内阻r 3约为10k Ω；滑动变阻器R0：阻值约为20Ω；电池E：电动势E=1.5V，内阻很小；电建K，导线若干。

专题十三电学实验1. (2013·南通模拟)描绘“6 V 3 W”灯泡的伏安特性曲线,提供了下列器材:A. 电压表V(3 V,内阻约3 kΩ)B. 电流表A(0.6 A,内阻约0.3 Ω)C. 电阻箱R(099 999.9 Ω)D. 滑动变阻器R1(020 Ω);滑动变阻器R2(0100 Ω)F. 待测灯泡L“6 V 3 W”G. 电源E(电动势约8 V、内阻较小)H. 开关、导线若干(1) 按照实验需要,将电压表的量程由3 V扩大至6 V.首先测量电压表内阻,某同学采用了如图甲所示的电路,闭合开关S,调节电阻箱阻值R a=4 870 Ω时,电压表指针刚好满偏;再调节电阻箱阻值R b=12 720 Ω时,电压表指针在满刻度的一半,则电压表的内阻R V= Ω;从理论上分析,实验测得电压表内阻值(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.(2) 图乙是测量灯泡电流随电压变化的实物电路,请你用笔画线代替导线完成电路连接(要求在闭合开关前,滑动变阻器滑片置于最左端).(3) 实验中,滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”).(4) 某同学根据实验测得数据,描点作出灯泡伏安特性曲线如图丙所示,根据图线可求得灯泡在工作电压是0.5 V时的电阻值为Ω;你认为该同学实验选择的测量点分布不均匀是(填“合理”或“不合理”)的.2. (2013·苏锡常镇二模)为较准确地测定一个量程为3 V、内阻约6 kΩ的电压表V0的内阻,现设计了如图甲、乙两种电路.(1) 应选择电路较为合理.在该合理的电路中,若定值电阻阻值为R0,电压表V0的读数为U0,电压表V的读数为U,则待测电压表的内阻为.(2) 除待测电压表外,另有器材如下:A. 电动势为6 V的电源B. 量程为3 V的电压表C. 量程为15 V的电压表D. 电阻值为20 Ω的定值电阻E. 电阻值为2 kΩ的定值电阻F. 滑动变阻器RG. 开关、导线若干在这些器材中电压表应选用,定值电阻应选用(填器材序号).3. (2013·安徽)根据闭合电路欧姆定律,用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻.图中R0两端的对应电压为U12,对测得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的.根据实验数据在121U-R坐标系中描出坐标点,如图乙所示.已知R0=150 Ω,请完成以下数据分析和处理.甲乙(1) 图乙中电阻为Ω的数据点应剔除.(2) 在坐标纸上画出121U-R关系图线.(3) 图线的斜率是(V-1Ω-1),由此可得电池电动势E x= V.4. (2013·北京)某同学将量程为200 μA、内阻为500 Ω的表头μA改装成量程为1 mA和10 mA 的双量程电流表,设计电路如图甲所示.定值电阻R1=500 Ω, R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱.回答下列问题:(1) 按图甲在图乙中将实物连线.(2) 表笔a的颜色为(填“红”或“黑”)色.(3) 将开关S置于“1”挡时,量程为mA.(4) 定值电阻的阻值R2= Ω,R3= Ω.(结果取三位有效数字)甲乙丙(5) 利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图丙所示,则所测量电流的值为mA.5. (2013·南师附中等五校质量调研)为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如图甲所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2 Ω的保护电阻,滑片P与电阻丝接触始终良好.甲(1) 实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d= mm.乙(2) 实验时闭合开关,调节P的位置,记录aP长度x和对应的电压U、电流I等相关数据,如下表:x(m) 0.10 0.200.30 0.40 0.50 0.60U(V) 1.50 1.72 1.89 2.00 2.10 2.18I(A) 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28UI(Ω)3.064.00 4.97 6.06 6.77 7.79①请根据表中数据在图丙上描点连线作U I关系图线,根据该图象,可得电源的电动势E= V,内阻r= Ω.丙②根据表中数据作出的UI-x关系图象如图丁所示,利用该图象,可求得电阻丝的电阻率ρ为Ω·m(保留两位有效数字).丁③图丁中UI-x关系图线纵轴截距的物理意义是.专题十三电学实验1. (1) 2 980 大于(2) 如图所示(3) R1(4) 2.5 合理2. (1) 乙00-U RU U(2) B E3. (1) 80.0 (2) 图略(3)4.4×10-3 1.504. (1) 图略(2) 黑(3) 10 (4) 25 225 (5)0.780(0.78同样正确)5. (1) 0.400(0.3980.402)(2) ①如图所示 3.00(2.983.02)1.0(1、1.00也对)② 1.2×10-6(或1.3×10-6)③电流表的内阻(为2.0 Ω)。

电学实验精讲电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高．不少学生面对这类题感到无从下手．实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解．一、明确题目的要求解答一道电学实验设计题，首先要认真审清题意，看清题目的要求．即要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等．对实验的目的要求明确了，才能保证解题思路正确、明朗，方法对头．二、明确实验设计的原理测量电路、控制电路、实验仪器的选择，实验方法、步骤的确定，数据处理、误差分析等问题，都是从实验原理派生出来的，只有明确实验原理，其他问题才可得以解决．如果设计测定型实验，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量．如果设计验证型实验，应弄清在相应的物理现象中，何种定量关系成立，才能使待验证的结论成立．对于设计符合一定标准的电路问题，则应根据实验的要求和相关物理规律，器材的规格、性能等，合理选择、连接电路．三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则．1．安全性原则 选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行．例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等．2．精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度．例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差．“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数．例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器．对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用．对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路．3．运用仪器少，耗电少原则 在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能．例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路．四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：(1)负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路． (2)若负载电阻的阻值R x 远大于滑动变阻器总阻值R ，应选分压电路．(3)若负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多，且没有要求电压从零可调，应选限流电路．(4)两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路消耗的总功率小． 五、测量电路的选择对伏安法测电阻，应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法．(1)阻值判断法：当R V ≫R x 时，采用电流表“外接法”； 当R x ≫R A 时，采用电流表“内接法”． (2)倍率比较法：①当R V R x ＝R x R A，即R x ＝R V ·R A 时，既可选择电流表“内接法”，也可选择“外接法”；②当R V R x ＞R x R A 即R x ＜R V ·R A 时，采用电流表外接法； ③当R V R x ＜R xR A即R x ＞R V ·R A 时，采用电流表内接法．(3)试触法：ΔU U与ΔII比较大小；①若ΔU U ＞ΔII ，则选择电压表分流的外接法；②若ΔI I ＞ΔUU，则选择电流表的内接法．六、实验器材的选择 1．安全因素通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流． 2．误差因素选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程．使指针有较大偏转(一般取满偏度的13～23)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近． 3．便于操作选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的． 4．实验的实际要求．例：常用的电流表有内阻，现要测量电流表G 1的内阻r 1，电路如图甲所示．供选择的仪器如下：A ．待测电流表G 1(0～5 mA ，内阻约300 Ω)B ．电流表G 2(0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．定值电阻R 1(30 Ω)D ．定值电阻R 2(300 Ω)E ．定值电阻R 3(3 k Ω)F ．滑动变阻器R 4(0～20 Ω)G ．电源(电动势6.0 V ，内阻不计) H ．开关S 及导线若干(1)电路中与电流表G 1并联的电阻应选________，保护电阻应选用________(请填写器材前的字母序号)．(2)根据电路图在图乙中连接实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头P 处于正确位置．(3)补全实验步骤： ①按电路图连接电路；②闭合开关S ，移动滑动触头P 至某一位置，记录G 1、G 2的读数I 1、I 2；③________________________________________________________________________； ④以I 1为纵轴，I 2为横轴，作出相应图象如图丙所示．丙(4)根据I 1－I 2图线的斜率k 及定值电阻，写出电流表G 1内阻的表达式r 1＝________. [解析] (1)由于G 2的量程为0～10 mA ，而G 1的量程为0～5 mA ，则与G 1并联的电阻分流大约是0～5 mA ，应与G 1的内阻相当，因此应选R 2，即D.保护电阻如过大，则导致G 1、G 2示数很小，或指针不偏转，因此应选R 1，即C.(2)(3)多次移动滑动触头，记录相应的G 1、G 2读数I 1、I 2. (4)从电路可知：(I 2－I 1)R 2＝I 1r 1，即I 1＝R 2R 2＋r 1I 2，即R 2R 2＋r 1＝k ，所以r 1＝1－kkR 2.[答案] (1)D C (2)见解析图(3)多次移动滑动触头，记录相应的G 1、G 2读数I 1、I 2 (4)1－kkR 2一．测定电源的电动势和内阻实验目的1．掌握用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路的欧姆定律．2．掌握用图象法求电动势和内阻的方法．实验原理1．实验电路：如图所示．2．实验原理：闭合电路的欧姆定律．实验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔．实验步骤1．电流表用0.6 A 量程，电压表用3 V 量程，按实验电路图连接好实物电路．2．把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端．3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I 、U 值，并填入表格中.第1组 第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 U /V I /A 4.断开开关，拆除电路，整理好器材．数据处理本实验中数据的处理方法，一是联立方程求解的公式法，二是描点画图法．法一：取六组对应的U 、I 数据，数据满足的关系式U 1＝E －I 1r 、U 2＝E －I 2r 、U 3＝E －I 3r …让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E 、r ，取其平均值作为电池的电动势E 和内阻r 的大小．法二：以路端电压U 为纵轴、干路电流I 为横轴建立U －I 坐标系，在坐标平面内描出各组(U ，I )值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如图所示，则(1)图线与纵轴交点为E .(2)图线与横轴交点为I 短＝E r .(3)图线的斜率表示r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI .误差分析1．由读数误差和电表线性不良引起误差．2．用图象法求E 和r 时，由于作图不准确造成的误差．3．本实验采用的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表的分流I V 引起的，使电流表的示数I 测小于电池的输出电流I 真．因为I 真＝I 测＋I V ，而I V ＝U /R V ，U 越大，I V 越大，U 趋近于零时，I V 也趋近于零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如右图所示，显然，E 、r 的测量值都比真实值偏小，r 测<r 真、E 测<E 真．4．若采用下图甲所示电路，电流是准确的，当I 很小时，电流表的分压很小，但随电压的增大，电流I 增大，电流表的分压作用也逐渐增大．此种情况如图乙所示，所以E 测＝E 真、r 测>r 真．甲乙注意事项 1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选的大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．在实验中不要将I 调得过大，每次读完U 、I 读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，使得E 、r 明显变化．3．测出不少于6组I 、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I 、U 数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E 、r 值再求平均值．4．在画U －I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差．5．干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图甲所示的状况，使下部大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I 必须从零开始)，如图乙所示，并且把坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流，而图线与纵轴的截距仍为电动势，要在直线上任取两个相距较远的点，用r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI 计算出电池的内阻r .拓展创新——测量电动势和内阻的其他方法1．安—阻法用一个电流表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为：E ＝I 1(R 1＋r )，E ＝I 2(R 2＋r )，由此可求出E 和r ，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．2．伏—阻法用一个电压表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为：E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r ，由此可求出r 和E ，此种方法测得的电动势和内阻均偏小．3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U ＝ER VR V ＋r≈E ，需满足R V ≫r . 4.双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示. 测量方法为：断开S 时，测得V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，此时，E ＝U 1＋U 2＋U 1R Vr ，R V 为V 1的内阻；再闭合S ，V 1器材选取和实物连线某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：①待测电池，电动势约为1.5 V(小于1.5 V) ②电流表，量程3 mA ③电流表，量程0.6 A ④电压表，量程1.5 V ⑤电压表，量程3 V⑥滑动变阻器，0～20 Ω ⑦开关一个，导线若干(1)请选择实验中需要的器材________(填标号)． (2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来．(3)小组由实验数据作出的U －I 图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为________V ，内电阻为________Ω.[解析] (1)电流表，量程3 mA 不能满足实验需要，故选量程为0.6 A 电流表；电动势小于1.5 V ，故选量程为1.5 V 的电压表．其他都是电路必需器材，故所需器材为：①③④⑥⑦.(2)如图所示(3)根据图象得：E＝1.40 V r＝2.8 Ω[答案] 见解析对实验原理和数据处理的考查某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示．(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．曲线(c)对应的电源电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω，当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝________ mW.(均保留三位有效数字)[解析] (1)由路端电压U、电动势E及内阻r与电流的关系U＝E－Ir，可得U－I图象．(2)因为电压表为理想表，且要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，则电路图如图所示．实物连线见答案．(3)在U －I 图象中，U 轴上的截距代表电动势，图线的斜率为内阻r ，则电源电动势不变，电源内阻增大．图线(c )对应的E 为0.975 V ，r 为478 Ω，当外电路总电阻为2 500 Ω时，输出功率P ＝⎝⎛⎭⎪⎫E R 总＋r 2R 总＝0.268 mW.[答案] (1)U ＝E －Ir(2)如图所示(3)不变 增大 0.975 478 0.268范例 某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E .(1)先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为________ V.(2)然后，用电压表V 、电阻箱R 、定值电阻R 0、开关S 、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．①根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．②闭合开关S ，调整电阻箱阻值R ，读出电压表V 相应示数U .该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R 、U 数据，并计算出相应的1/R 与1/U 的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U －1/R 图线.R (Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U (V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.91/R (×10－2Ω－1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.001/U (V －1) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.34③从图线中可求得E ＝________ V.[解析] (1)由多用电表的选择开关知选用的是直流10 V 挡，则其分度值为0.2 V ，根据“半格估读法”可读得结果为9.4 V.(2)①由电路图知电压表的另一接线柱处于R 0与R 之间，具体连线见答案． ②描点、连线见答案．注意使所画出的直线尽可能多的通过所描出的点或使所描出的点均匀分布在直线的两侧．③由E ＝U ＋U R (r ＋R 0)有1U ＝r ＋R 0E ·1R ＋1E可见图线在纵轴上截距的倒数等于电源电动势．[答案] (1)9.4 (2)①如图所示②如图所示③9.5～11.1[点评] (1)本题创新点是采用伏阻法测电源电动势．由于U 与R 是非线性关系，所以在数据处理时并没有画U －R 图象，而是由E ＝U ＋U R (R 0＋r )导出1U 与1R 线性关系，描绘的是1U－1R图象．(2)本题也可以计算出每个电压下对应的电流值，作U －I 图象进行数据处理．的示数为U ′1，此时E ＝U ′1＋U ′1R Vr ，解方程组可求得E 和r . 二．练习使用多用电表实验目的1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法． 2．会使用多用电表测电压、电流及电阻． 3．会使用多用电表探索黑箱中的电学元件．实验原理 1．外部构造(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等． (2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程．2．内部结构：多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通．3．欧姆表原理(1)内部电路简化如图所示．(2)根据闭合电路欧姆定律 ①当红、黑表笔短接时，I g ＝ER g ＋R ＋r②当被测电阻R x 接在红、黑表笔两端时，I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x.③当I 中＝12I g 时，中值电阻R 中＝R g ＋R ＋r .4．电流表与电压表的改装表头除能改装为欧姆表外，还能改装为电压表和大量程电流表．如下表 名称 原理 改装原理图 量程及电阻R 改装电压表串联电阻分压U ＝I g (R g ＋R ) 所以R＝UI g－R g大量程电流表并联电阻分流I g R g＝(I－I g)R所以R＝I gI－I gR g实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．实验步骤1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．3．将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压．5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流．6．用多用电表测电阻的步骤(1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度．(2)选择开关置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔．(3)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较．(4)选择开关改置“×10”挡，重新进行欧姆调零．(5)再将两表笔分别接触阻值为几百欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．(6)选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零．(7)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较．(8)测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极．8．探索黑箱内的电学元件.判断元件应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数误差分析1．测电阻时，刻度线不均匀造成读数误差．2．电池旧了电动势下降，会使电阻测量值偏大．3．欧姆表挡位选择不当，导致表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常视表盘中间一段刻度范围(14R中～4R中)为测量的有效范围．4．测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值．注意事项1．表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”孔，黑表笔插入“－”孔，注意电流的实际方向．2．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，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋扭．3．测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联．4．测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零．5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率．6．使用多用电表时，手不能接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．7．测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．8．如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出．多用电表测电阻用如图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.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”刻线．(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置．(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的______(填“0刻线”或“∞刻线”)．(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量．A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准[解析] 机械调零应旋动S，使指针对准I＝0或Ω＝∞.欧姆调零应旋动T，使指针对准电阻的“0刻线”．指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率，重新进行欧姆调零，所以应按ADC顺序操作．[答案] (1)S(3)T0刻线(4)ADC用多用电表探测电学黑箱(2012·高考江苏卷)如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测．(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”、“B”或“C”)．(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况．(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值．测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等，测量记录如下表．两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示．请将记录表补充完整，并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路.两表笔接的接点多用电表的示数a、b ________ Ωa、c 10.0 Ωb、c 15.0 Ω[解析] (1)A是机械调零，B是欧姆调零，C是功能选择开关，故选填A.(2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表，应采用“点触”方式．(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管．由题图乙可以读出a、b间阻值为5.0 Ω.因黑箱内只有三个阻值相等的电阻，由表内数据b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和，故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联．又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍，故a、b间有一个电阻时a、c间两个电阻串联；a、c间有一个电阻时a、b间两个电阻并联，电路图见答案．[答案] (1)A (2)短暂(3)5.0 如图所示范例甲使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：(1)仪器连线如图甲所示(a 和b 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“红”或“黑”)色；(2)若适当调节电阻箱后，图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中(a)、(b)、(c)所示，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；乙(3)将图甲中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA ；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V ．(保留3位有效数字)[解析] (1)根据所用电器“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，电流从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a 表笔接在电流表的正极，故电流经过多用电表从a 表笔流出，故a 表笔为多用电表的黑表笔．(2)欧姆表读数为R ＝14 Ω；电流表读数为I ＝53.0 mA ；电阻箱读数为4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.(3)多用电表接外电路时，考虑到多用电表表头的电流刻度是均匀的，其表头偏转的格数与表盘总格数之比为26∶50，而多用电表接外电路时，外电路电流表示数为I ＝53.0 mA ，设两表笔短接时通过多用电表的电流为I 0，则2650＝I I 0，解得I 0＝102 mA. (4)设多用电表内阻为r ，已知外电路电阻为R ＝14 Ω，多用电表接外电路时：E ＝I (r ＋R )，多用电表两表笔短接时：E ＝I 0r ，联立解得多用电表内的电池电动势E ＝1.54 V.[答案] (1)黑 (2)14 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54[点评] 该实验把仪表读数、欧姆表测电阻和安阻法测电源电动势巧妙地融合在一起考查，只要掌握了欧姆表的原理，测电动势的方法，就不难解决．三．测定金属的电阻率实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法；2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法；3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．实验原理1．螺旋测微器(1)构造：如图甲，S 为固定刻度，H 为可动刻度．(2)原理：可动刻度H 上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm.甲 乙(3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出． ②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一倍)×0.01 (mm)③如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm ，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm ＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.2．游标卡尺(1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm 的差值 精确度(可准确到)10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm(4)读数：若用x 表示由主尺上读出的整毫米数，K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x ＋K ×精确度)mm.3．伏安法测电阻 电流表的内接法和外接法的比较内接法 外接法电路图误差原因电流表分压U 测＝U x ＋U A 电压表分流I 测＝I x ＋I V 电阻测量值R 测＝U 测I 测＝R x ＋R A ＞R x ，测量值大于真实值 R 测＝U 测I 测＝R x R V R x ＋R V ＜R x ，测量值小于真实值4.电阻率的测定原理：把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据R x ＝U I计算金属丝的电阻R x ，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l ，用螺旋测微器测量金属丝的直径d ，计算出金属丝的横截面积S ；根据电阻定律R x ＝ρl S ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4lI. 实验步骤1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值．。