热点08 电学实验仪器选择问题—2021年高考物理专练(新高考版)(解析版)

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高中物理电学实验练习题(含详解答案)

电学实验练习题例 1、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约 100 Ω）; 直流电流表（量程 0~10 mA、内阻 50 Ω）;直流电压表（量程 0~3 V、内阻 5 k Ω）; 直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A）；开关1 个，导线若干 .根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于R x＜RA R ，故电流表应采用外接法. 在控制电路中，若采v用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，I min=RER A Rx=24 mA＞10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法. 如图10-5图所1示0-5. 例2、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Rx，现有如下器材：读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关 S1、单刀双掷开关S2、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。

【解析】⑴实验电路如右图所示（此法俗称”替代法”）。

⑵①将 S2 与 Rx相接，记下电流表指针所指位置。

②将S2 与R1 相接，保持 R2 不变，调节 R1 的阻值，使电流表的指针指在原位置上，记下R1 的值，则 Rx＝R1。

例3、用以下器材测量一待测电阻Rx 的阻值（900～1000Ω）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻 r1＝750Ω；电压表 V2，量程为 5V，内阻 r2＝2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；）单刀单掷开关K，导线若干。

测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx 的一种实验电路原理图。

【解析】如图所示(用已知内阻的电压表代替电流表)例4 用以下器材测量一待测电阻的阻值。

高中物理《电学实验》练习题(附答案解析)

高中物理《电学实验》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．用欧姆表的×100挡测一电阻，发现指针偏角太小，应换下面哪个倍率挡位（）A．×1挡B．×10挡C．×100挡D．×1k挡2．关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法中正确的是（）A．接表内电源负极的应是黑表笔B．换挡后，都要重新调零C．表盘刻度是均匀的D．表盘刻度最左边表示电阻阻值为03．如图，该电路元器件对应的符号是（）A．B．C．D．4．在利用多用电表欧姆挡前要进行欧姆调零，欧姆调零利用的是（）A．甲旋钮B．乙旋钮C．丙旋钮D．丁插孔5．某同学通过实验测定阻值约为5Ω的电阻x R，用内阻约为3kΩ的电压表，内阻约为0.125Ω的电流表进行测量。

他设计了图甲和图乙两种电路，下列说法正确的是（）A ．实验中应采用图甲电路，此电路测得的x R 偏大B ．实验中应采用图乙电路，此电路测得的x R 偏大C ．实验中应采用图甲电路，误差主要是由电压表分流引起的D ．实验中应采用图乙电路，误差主要是由电流表分压引起的6．电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛．使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程．电路中的电流传感器（不计内阻）与计算机相连，可以显示电流随时间的变化．直流电源电动势为E ，实验前电容器不带电．先将开关K 拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕．计算机显示的电流随时间变化的i t -曲线如图乙所示．则下列说法正确的是（）A ．乙图中阴影部分的面积12S SB ．乙图中阴影部分的面积12S S <C ．由甲、乙两图可判断阻值12R R >D ．由甲、乙两图可判断阻值12R R =7．在使用多用电表的欧姆档测电阻时，下列说法正确的是（）A ．将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向左侧“0”刻度处B ．测量时若发现指针偏转角度过小，则应该减小倍率，并重新欧姆调零后再进行测量C ．欧姆表的电池使用时间太长，虽然仍能正常调零，但测量值将略偏大D ．使用完毕，直接将多用电表摆放整齐即可8．用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，由于电表内阻的影响，关于电动势的真实值E 0与测量值E 及电池内阻的真实值r 0与内阻的测量值r 的说法正确的是（）A．E0＞E，r0＞r B．E0＝E，r0＜rC．E0＝E，r0＞r D．E0＜E，r0＜r二、多选题9．在用欧姆表测电阻的实验中，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是A．这个电阻值很小B．这个电阻值很大C．为了把电阻测得更准确一些，应换用“×1”挡，重新测量D．为了把电阻测得更准确一些，应换用“×100”挡，重新测量10．使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是．A．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“∞”处B．每一次换挡，都要重新进行一次调零C．在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔D．测量时，若指针偏转很小(靠近∞附近)，应换倍率更大的挡进行测量11．如图所示是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化。

2021年最新高考物理能力训练-电学综合实验(含答案)

基础训练32 电学综合实验（实验六）（时间60分钟，赋分100分）训练指要通过训练掌握描绘小电珠伏安特性曲线的方法，掌握电压表的构造及原理，会用多用电表探索电学黑箱内的电学元件，会使用示波器，了解传感器的简单应用.第11题、第12题为创新题，通过练习可以提高我们综合分析问题、解决问题的能力.一、选择题(每小题6分，共18分)1.一电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图1—32—1所示.若在使用中发现此电压表的计数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可图1—32—1能加以改进A.在R上串联一个比R 小得多的电阻B.在R上串联一个比R 大得多的电阻C.在R上并联一个比R 小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻2.如图1—32—2所示，三个电压表用满度电流相同的电流表改装而成，已知电压表V1的示数为8 V，电压表V3的示数为5 V，则关于电压表V2的示数，下列判断中正确的是图1—32—2A.电压表V 2的示数必为3 VB.电压表V 2的示数必为5 VC.若三个电压表量程相同，则电压表V 2的示数必为3 VD.即使三个电压表量程相同，电压表V2的示数也可能不等于3 V3.如图1—32—3所示，在研究电源的内、外电压的实验装置中，玻璃容器盛有稀硫酸，稀硫酸中插入石墨棒M、锌棒N 作为电源的两极，A、B是位于两极内侧的探针，电压表V1、V2分别接在电源的两极和探针上，下列说法中正确的是图1—32—3A.M极为电源正极，电压表V2的正接线柱应与探针B相连B.当滑动变阻器滑动触头向左移动时，电压表V1、V2的示数均减小C.当滑动变阻器滑动触头向右向左移动时，电源的功率不变，滑动变阻器消耗的电功率一定减小D.无论滑动变阻器滑动触头向右或向左移，滑动变阻器上通过相同的电量时，电源释放的化学能相等二、非选择题（共82分）4.（6分）如图1—32—4所示，在测定电流表的内阻的实验中要进行的步骤有：图1—32—4A.合上S 1.B.合上S 2.C.将R 1的阻值调到最大D.调节R 1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E.调节R 2的阻值，使电流表的指针偏到满刻度的一半F.记下R 2的阻值把以上步骤合理顺序填在以下横线空白处___________.5.（8分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V 3 W”，其他供选择的器材有：电压表V 1（量程6 V，内阻20 kΩ)电流表A 1（量程3 A，内阻0.2 Ω)电流表A 2（量程0.6 A,内阻1 Ω）变阻器R 1（0~1000 Ω，0.5 A)变阻器R 2（0~20 Ω，2A）学生电源E（6 V~8 V）开关S及导线若干实验中要求在电压表0~6 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选_______，变阻器应选_______.在右边方框中画出此实验的原理图.6.（8分）黑箱上有三个接线柱A、B、C（如图所示）；已知里面装的元件只有两个（可能的元件是电池、电阻或二极管），并且两个接线柱间最多只接一个元件，现测量结果如下：图1—32—5①用直流电压档测量，A、B、C三点间均无电压②用欧姆档测量，A、C间正、反接阻值不变③用欧姆档测量，黑表笔接A点，红表笔接B点，有阻值；反接阻值较大④用欧姆档测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第②步测得的大；反接阻值很大.画出箱内两个元件的接法.7.（10分）（2000年天津高考试题）图1—32—6为示波器面板，图1—32—7为一信号源.图1—32—6 图1—32—7（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形（正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图象如图1—32—9所示），应将信号源的a端与示波器面板上的_______接线柱相连,b端与_______接线柱相连.（2）若示波器所显示的输入波形如图1—32—8所示，要将波形上移，应调节面板上的_______旋钮；要使此波形横向展宽，应调节_______旋钮；要使屏上能显示3个完整的波形，应调节_______旋钮.图1—32—8 图1—32—98.（8分）如图1—32—10所示为一测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之间的角度发生变化时，试析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的.图1—32—10 图1—32—119.（8分）如图1—32—11所示，一暗盒外有四个接线柱A、B、C、D，盒内有四个阻值都是6 Ω的电阻，分别通过导线接在接线柱上，今用万用表欧姆挡R×1档测得各接线柱间的电阻值如下：R AB=6 Ω，R AC=R AD=10 Ω，R CD=R BC=R BD= 4 Ω，试画出暗盒内电阻的连接图.10.（8分）将量程为100 μA的电流表改装成量程为1 mA 的电流表，并且一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准（核对）.改装及校准所用器材的实物如图1—32—12所示（其中标准电流表事先已与一固定电阻串联，以防烧表）.校准时要求通过电流表的电流能从0连续调到1 mA.试按实验要求在所给的实物上连线.图1—32—1211.（12分）（2000年理科综合能力测试题）电阻R1、R2、R3连结成如图1—32—13所示的电路，放在一个箱中(虚框表示)，箱面上有三个接线柱A、B、C，请用多用表和导线设计一个实验，通过在A、B、C的测量，确定各个电阻的阻值，要求写出实验步骤并用所测值表示电阻R1、R2、R3.图1—32—1312.（14分）一般情况下，导体的电阻会随着温度的改变而改变.某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系，得出如下一组数据：I/A 0 0.040 0.072 0.094 0.116 0.156 0.182U/V 0 0.75 1.38 1.80 2.30 3.20 4.30I/A 0.195 0.210 0.220 0.230 0.248 0.264 0.280U/V 5.00 6.10 7.20 8.30 10.30 12.30 14.30请回答下列问题：（1）在图1—32—14甲的方格纸中画出电流和电压的关系图线.（2）实验过程中用到下列器材（图1—32—14乙中给出）：直流电源、滑动变阻器（最大值为30 Ω）、电压表（量程15 V，内阻约104Ω）、电流表（量程0.6 A,内阻约0.01 Ω),以及开关一只，导线若干.请按实验要求连接图1—32—14乙所给实物图.（3）从图线和实验数据均可看出，当该灯泡两端的电压大于3.2 V时，灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2 V的图线区域叫做线性区域，大于3.2 V的图线区域叫做非线性区域.当该灯泡正常发光时，其电压值是在线性区域，还是在非线性区域，为什么？图1—32—14参考答案一、1.D 2.C 3.AD二、4.CADBEF5.A 2;R 2;图略6.图略7.(1)Y 输入；地（2）竖直位移；X 增益；扫描范围和扫描微调8.略 9.略 10.略11.比较灵活地用导线短接电路进行测量，实验步骤如下：(1)用导线连结BC ，测出A 、B 两点间的电阻值x ;(2)用导线连结AB ，测出B 、C 两点间的电阻值y(3)用导线连结AC ，测出B 、C 两点间的电阻值z .则有：21111R R x +=①32111R R y += ② 31111R R z += ③联立①②两式得：311111R R y x -=- ④联立③④两式得：R 1=xz yz xy xyz-+2同理可解得：R 2=xy xz yz xyz-+2，R 3=yz xz xy xyz-+212.（1）选定坐标，描点画图（图略）（2）滑动变阻器采用分压式接法，电流表内接法.(图略）（3）非线性区域，灯泡发光是高温区，而高温区是非线性区域.。

11 电学实验-2021年高考6套物理真题分类解析(解析版)

代入数据解得
因此选。
（3）[2]由闭合回路的欧姆定律可得
化简可得
（5）[3][4]由上面公式可得
，
由图象计算可得
k=(1.45-1.03)/(22.5-10)=0.034
，
求b方法如上图，因为原图原点不是（0,0），而是（5,0.8），所以要向左下方延长，找到图线与x=0的交点，求出它的y坐标为y=0.68，即为截距 .
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率W1=_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为W2，则 =_______（保留至整数）。
【答案】(1).10(2).a(3).0.7(4).2700(5).增大(6).0.074(7).10
【解析】
（1）[1]因为小灯泡额定电压2.5V，电动势6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线，即R0应选取阻值为10 ；
（2）[2]为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；
（3）[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。【答案】(Biblioteka ). (2). (3). (4).
【解析】
（2）[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端。

高考物理电学实验专题训练及参考答案

高考物理电学实验专题训练一、实验题1.某同学使用如图甲所示器材测定小灯泡在不同电压下的阻值,已知小灯泡标有“2.5V,1.25W”字样,备选滑动变阻器有两种规格,1R 标有“10Ω,2A”,2R 标有“100Ω,0.2A”。

现要求小灯泡两端电压从零开始,并能测量多组数据。

(1)为使操作更为方便,滑动变阻器应选用___________(填“1R ”或“2R ”)。

(2)在答题纸上将实物图补充完整。

(3)图乙为根据实验数据作出的一条I U 图线,从图中求出小灯泡正常工作时的阻值大小为____________Ω(结果保留两位有效数字),考虑电表对线路的影响,此阻值比小灯泡的实际阻值偏___________(填“大”或“小”)。

2.在"描绘小灯泡的伏安特性曲线"实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:A.直流电源3V(内阻不计)B.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω)C.直流电流表0~3A(内阻约为0.1Ω)D.直流电压表0~3V(内阻约为3k Ω)E.滑动变阻器100Ω,0.5AF.滑动变阻器10Ω,2AG.导线和开关实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.(1)实验中电流表应选用__________,滑动变阻器应选用__________;(均填写仪器前的字母)(2)在图所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路的其他部分,要求滑片P向b端滑动时,灯泡变亮);-图线如图所示.由此可知,当电压为0.5V时,小灯泡的灯丝电阻(3)根据实验数据,画出的小灯泡I U是__________Ω。

(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P随其两端电压U或电压的平方2U变化的图象,在图中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是__________.(选填"甲""乙""丙""丁")3.某同学利用如图所示的电路测量一微安表量程为100Aμ，内阻为几千Ω的内阻，可使用的器材有：两个电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω）和B R(最大阻值为99999.9Ω)；A电源E(电动势约为1.5V，内阻不计：单刀开关S和2S，完成下列实验步骤中的填1空：①为了保护微安表，开始时将电阻箱A的阻值调至最大；②闭合1S，2S，逐步减小电阻箱A的阻值，使微安表满偏，此时电阻箱A的读数为12000.6Ω；③断开1S，将电阻箱A的读数调整为4.000.2Ω，将电阻箱B的阻值调至______选填“最大”或“最小”，再闭合1S和2S，然后调整电阻箱B的阻值，使微安表重新达到满偏，这时电阻箱A两端的电压与②中相比______选填“改变”或“不变；④此时电阻箱B的读数为1450.6Ω，则由此可知待测微安表的内阻为______Ω，电源的电动势为______电动势的结果保留三位有效数字。

2021年高考物理电学实验复习题2(含解析)

2021年高考物理电学实验复习题2（含解析）1．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的电池层叠电池，如图所示．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱最大阻值为9.999 Ω，可当标准电阻用、一只电流表两个量程：一个Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω；一个Ig ＝3 A，和若干导线．1请根据测定电动势E、内电阻r的要求，在矩形框中画出电路图，并按设计图把器件连接起来．2接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，填入下表，其中某次电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如右图所示，请你读出并填在空格里.3处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，请你将上表中数据处理后标注在坐标纸上，并把描绘出的坐标点连成图线，根据描绘出的图线可得这个电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.解析：1根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可．3由闭合电路欧姆定律有：E＝I R ＋r＋rg，解得：R ＝E·－r＋rg，根据R－图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻．答案：1电路图和实物图的连接如图所示注意电流表要连在0.6 A的量程上20.50电流表的读数A0.26 0.32 0.42 0.58电阻箱的阻值Ω 5.6 4.4 3.2 2.6 2.23描点画图如图所示 1.5在1.46～1.54间取值均算对0.3在0.25～0.35间取值均算对2．xx·全国Ⅰ卷一电流表的量程标定不准确，某同学利用图甲所示电路测量该电流表的实际量程I m.所用器材有：量程不准的电流表A1，内阻r1＝10.0 Ω，量程标称为5.0 mA；标准电流表A2，内阻r2＝45.0 Ω，量程1.0 mA；标准电阻R1，阻值10.0 Ω；滑动变阻器R，总电阻约为300.0 Ω；电源E，电动势3.0 V，内阻不计；保护电阻R2；开关S ；导线．回答下列问题：1在图乙所示的实物图上画出连线．乙2开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c 应滑动至________端．3开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A 1的量程I m＝________.4若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图丙所示，从图中读出A1的示数I1＝________，A2的示数I2＝________；由读出的数据计算得I m＝________.保留3位有效数字解析：1实物连线图如下图所示：2开关闭合前使接入电阻值最大，故滑动端应至b端．若导线接到b端时就滑至a端后再闭合开关．3结合电路结构，利用欧姆定律可得45＋10I2＝10Im 即Im ＝5.5I2.4A1的分度值为0.1 mA，再估读一位，其结果为3.00 mA.A2的分度值为0.02 mA，再估读一位其结果为0.660 mA.据此数据可知I1＝5.5×0.660 mA.所以Im＝I1＝6.05 mA.答案：1见解析2 b 3 5.5I24 3.00 mA 0.660 mA 6.05 mA q37853 93DD 鏝fF28645 6FE5 濥22841 5939 夹tTO? @f437406 921E 鈞。

2021年湖南省高考物理电学实验题解读

2021年湖南省高考物理电学实验题解读作者：***来源：《中学物理·高中》2021年第12期摘要：2021年湖南卷物理电学实验题12题立足教材，通过创设学习探索类的真实情境，重视考查实验原理的理解、实验设计、实验数据的分析和处理等，突出创新能力的命题导向，从实验情境设置、实验探究能力等级考查和学科核心素养等方面进行解读，对今后高中物理实验教学有所启示.关键词：电学实验题;核心素养;创新能力;教学启示中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）23-0051-031 试题及解读1.1 试题呈现例题1 （2021年湖南高考 12题）某实验小组需要测定电池的电动势E和内阻r，提供器材有：一根均匀电阻丝其总电阻大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹、一个单刀双掷开关、一个定值电阻阻值为R0、一块电流表内阻为RA、一节待测电池、导线若干.由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝的长度，但发现桌子上有一个刻度均匀圆形时钟表盘.其中一位同学提出将电阻丝绕在该表盘上，通过读圆心角来表示接入电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下：（1）将器材如图1（a）连接;（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的端（填“a”或“b”）;（3）改变金属夹的位置，接通开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据;（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，设单位角度对应电阻丝为r0 ，图线斜率为K，纵轴截距为d，该电池的内阻和电动势的表达式可表示为 r= ，E= （用R0、RA、K、d、r0表示）;（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0 ，利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图（电阻丝用电阻箱符号表示）;（6）利用设计电路测出的r0，可得该电池的内阻和电动势.参考答案：（1）b;（2）r0bK-R0-RA;（3）r0K;（4）实验电路图（如图2）.1.2 试题分析此题考查学生利用给定仪器测定电池的电动势和内阻，能够很好地展示考生解决问题的思维过程，在核心价值的引领作用和学科素养的导向作用下，很好考查了关键能力和必备知识，本文从实验情境设置、实验探究能力等级考查和学科核心素养等方面进行解读.1.2.1 实验情境设置此题巧妙地设置一个电流表和“一个特殊的电阻箱”（通过改变接入电路的电阻丝长度和接入电路的电阻丝对应的圆心角θ来读取接入电路电阻大小，最后让学生设计测单位角度电阻的电路）测定电池的电动势和内阻，是学习探索类情境的命题，是一个培养学生科学思维的好载体，在解题过程中，学生需要提取有效信息，经历探究过程：由情境设问—模型构建—科学推理—科学论证（或质疑创新），能够很好地把所学物理与实际结合起来，由于这类情境源于实际存在的真实问题，解决过程中需要将实际问题与物理抽象模型联系起来，对学生的模型构建和转换的能力要求高，可以将这一引领作用直接导向学科素养、有效承载关键能力和必备知识的考查.1.2.2 多角度设问多层次考查实验探究能力物理实验是物理学科的基础，部分学生感觉很难，也是平常物理学科教学的重点，物理探究是培养学生创新能力的主要途径，物理实验承载着科学探究的重要思想和方法，对培养学生的科学态度和科学精神具有重要意义.实验探究能力是物理等级考查的焦点.此实验题设计的问题对物理实验探究四个层次考查：第（1）步考查实验探究能力的第一层次，即是观察与识记，即能完成课程标准要求的观察、测量任务，知道实验仪器名称，此处没有设问考查学生;步骤（2）（3）考查实验探究能力的第二层次，即是操作与运用，在步骤（2）设问考查学生根据闭合电路欧姆定律对电路进行分析，一根均匀电阻丝其总电阻大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹等效一个滑动变阻器，闭合开关时金属夹应夹在电阻丝的b端，接入电路有效电阻最大;步骤（4）考查实验探究能力的第三层次，即分析与表述，在这步设（2）（3）问，由闭合电路欧姆定律和接入电路有效电阻与圆心角θ关系即R=θr0并根据（1/I）-θ图像得出电动势E和内阻r的关系式;步骤（5）（6）考查实验探究能力的第四层次，即是设计与评价，在步骤（5）设问让学生利用现有仪器设计测量单位角度对应电阻丝的阻值r0，设计利用等效替代法测量单位角度r0，让学生评估和评价实验方案正确性，避开了实验系统误差考查了学生的创新能力.1.2.3 通过综合应用考查学生的科学思维和科学探究的素养要素学生物理学科水平的差异，主要体现在科学思维、科学探究的素养水平上，学生的创新思维发展是物理学科思维提升的标志.例题1以学生在测定电池的电动势和内阻中遇到的真实问题（没有电压表、电阻箱和滑动变阻器，只有一个电阻丝，却由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝的长度，但发现桌子上有一个圆形钟表盘，最后设计测单位角度的电阻r0）为载体，引导学生通过研究解决.培养学生的分析能力、推理能力、建模能力及实验设计能力.在真实问题解决的过程中，学生收获的不仅仅是学科能力的提升，更重要的是学生创造性思维的火花被点燃，学生收获的是智慧和启迪.2 教学启示通過以上分析，此道实验题是一道高质量、高信度的高考题，新高考实验命题与以前考试大纲要求的知识熟练掌握程度没有变，而对解决实验中存在问题层次的要求大大提高了，学科素养在“一核四层四翼”高中评价体系中很好地得以落实.我们的实验教学理念需要改变，下面是笔者对物理实验教学的一点体会.2.1 在进行实验物理观念教学时，要特别注意物理观念的内化、提升和升华物理观念是国家课程标准提出的一个新的概念，有的一线教师认为物理观念就是三维目标所说的物理概念、物理规律，结合笔者的教学实际，对物理观念理解是，物理观念不仅包括“物理概念、规律等基本认识”，还包括从概念和规律提炼、升华之后的物理观点和认知，这要求我们在物理实验教学时做出改变，下面以电压表的工作原理进行说明，通过实验探究电压表原理如图3所示，通过电流计读出流过两个电阻的电流Ig，电压表内阻RV=Rg+R为已知，根据闭合电路欧姆定律U=Ig·RV，电流流过电阻电势降低，读电流而读电压.建立电压表的原理时，教师引导学生将物理观念内化，电压表实际也是一个电阻，是一个会读电流的特殊电阻.进一步提升，如果已知电压表内阻，知道电压表读数可以测出串联电路中电流，即一个电压表既可以当电压表用，也可以当电流表使用，还可当分压的电阻使用.注意升华，根据U=Ig·RV，控制变量Ig不变，改变电阻大小，通过读电阻大小也可以读电压，这样做成了“新型电压表”.如2014年四川省理综高考电学实验题就考了一个变形电压表，考查了学生真正掌握必备知识的能力.2.2 创设“与时俱进”实验教学情境，培养学生锐意进取的创新精神苏霍姆林斯基说：“人的内心灵魂深处有一种根深蒂固的需求，总是感到自己是一个发现者、研究者、探寻者.”随着时间的推移，如果不向这种需求提供养料，学生的这种需求就会逐渐消失，教师应该在教学中不断扶植和帮助学生想成为发现者的愿望.这就需要教师对教学观念的建立和营造教学氛围方面进行大胆的尝试，设计一些新的、与时俱进的实验情境，培养学生对新事物的洞察力，激发学生的好奇心，培养学生与时俱进、锐意创新的能力.下面以笔者在高三第一轮复习一道探究实验为例进行说明，实验情境是：我不小心把智能手机“快充”充电器线机械压扁了，发现手机无法实现快充功能，我就把这个实验搬进课堂组织学生探究其中原因，经过学生的探究取得了比较好的教学效果.例题2 智能手机快充技术改善人们旅行方便程度.我的66W快充手机的充电线被椅子挤压了一下，发现手机无法实现快充功能，引导同学猜想，有同学猜测是因为电线压扁以后电阻值发生了变化.为了验证猜想，设计实验测量被压扁的充电线的电阻值.（1）首先采用欧姆表测量该电线的电阻.（2）欧姆表调零：把万用表的旋钮调到欧姆档“×1”档位，红黑表笔对接，调节欧姆调零旋钮，直到指针指到刻度盘______（填“右端”或“左端”）零刻度处.（3）把红黑表笔分别接触充电线两端，欧姆表指针指到图4位置.可见该充电线电阻______（填“很小”或“很大”），欧姆表无法测量.（4）为了进一步测量该充电线电阻，该同学找来两节1.5V的干电池、电池盒、量程为3V的电压表、全电阻为5Ω的滑动变阻器、量程为3A的电流表，开关、导线若干，并按照图5连接电路.接通开关，发现电压表指针几乎没有偏转，但电流表有示数.请分析原因______并写出一个解决问题的方案（包括需要哪些器材及需要测量的数据）______.（5）该同学通过调整方案测量出充电线的阻值为0.4Ω（已知智能手机充电电压为5V），简述该充电线不能快充的原因：______.参考答案：（2）右端.（3）很小.（4）充电线的阻值太小，在串联电路的分压作用下，其两端电压太小，电压表难以测量.解决方案：①需要一个内阻已知为r的电流表A1，并联在导线两端，读出电流表读数I，通过Ir表示充电线两端电压;②调节滑动变阻器，使电流表满偏，用一个最小分度值为0.1Ω的电阻箱并联在充电线和电流表两端，调节电阻箱阻值，使电流表示数变为原来的一半，此时电阻箱读数等于充电线电阻值;③使用电压传感器直接测量电阻丝两端电压.（5）智能手机充电电压约为5V，66W的充电功率对应电流约为13A，故电线电阻增大后，电线消耗的功率达到67.6W，超过了充电器的额定功率，故不可以按照最大功率充电.例题2分析：（1）此题把生活中所遇到真实问题搬到物理课堂探究其原因.提高了学生科学探究的兴趣、热情，培养提出问题的意识、深入思考问题习惯等等，让学生在实验中如实记录实验、探究实验和分析实验问题、提出改进意见，遵循基本科学伦理和道德规范.培養学生之间的合作精神、实事求是、敢对权威说不、能基于证据和推理提出自己见解的品质.引导学生做到“与时俱进”，激发学生好奇心和创新欲望.（2）培养学生多层次的探究能力，第（4）问开放式设问，让学生写出一个解决问题的方案（包括需要哪些器材，及需要测量的数据），培养学生遇到问题能从多角度、全方位地进行思考，真正让学生领略了实验设计的思想和逻辑，体验科学探究的严谨与巧妙，培养学生发散思维和创新能力.（3）第（5）问设计问题：让学生分析充电线被椅子挤压了一下（压扁了），电线不能快充的原因，培养学生推理论证能力，让学生更深刻地理解科学探究的过程及本质，同时学生在不断论证、修正的过程中，体会探究和论证的乐趣，更好发展高阶思维.2.3 拓展探究问题呈现，挖掘探究问题视角，发展科学思维与往常高考一样，此道高考题源于教材（新人教版必选三第十二章电能能量守恒定律第3节实验：测电源的电动势和内阻练习与应用第3题）而不拘泥于教材，教学中不要使用单一的信息呈现和缺乏层次分布问题，多设计情境复杂化和能力多元化的考查问题，挖掘探究问题视角，还要注意问题解决方式的多样性，给学生提供足够宽广的解决问题空间，充分暴露学生存在的问题和不足.长时间坚持下去，学生的必备知识和关键能力将得到深化.总之，教学中要注意教学情境的设置，注意探究能力的培养，注意学科思想和科学研究方法的渗透，注意挖掘教学资源，培养学生勇于探索、勇于创新的精神，树立科学态度和社会责任，培养学生的物理学科核心素养.参考文献：[1]蒋炜波，赵坚.试题情境：实现“四层”“四翼”承载作用的重要载体[J].物理教学，2020（10）：2-5+36.[2]褚祝文.基于新高考的高三复习课深度学习教学策略——以“牛顿运动定律的应用：板块模型”为例[J].中学物理，2021，39（09）：37-40.[3]何松，鲍明丽.新高考评价体系下物理等级考的试卷特征[J].物理教学，2020，42（05）：66-70.[4]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2020.（收稿日期：2021-07-28）作者简介：褚祝文（1974-），男，湖南株洲人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.。

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2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（山东专用）热点08 电学实验仪器选择问题【热点解读】（1）、实验仪器的选择根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：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其最大允许电流等。

②准确性原则：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，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。

③操作性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。

根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面人手：a．根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程．然后合理选择量程。

务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差．b．根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器．注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值．对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用．c．应根据实验的基本要求来选择仪器．对于这种情况．只有熟悉实验原理．才能做出恰当的选择．对器材的选择的一般步骤是：①找出唯一性的器材；②草画电路图（暂不把电表接入）；③估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。

※在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，后者可减少误差。

※①在滑动变阻器作限流作用时，为使负载R X既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于R X，一般在2—5倍为好。

※②在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0XX之间为好。

【限时检测】（建议用时：30分钟）1．一电流表的内阻R g约在1kΩ～2kΩ之间，现要测量它的内阻，提供的器材有：A ．待测电流表G （量程250μA ）B ．电源E Ω）C ．电阻箱R A （0－9999Ω）D ．滑动变阻器R 1（0－20Ω，1A ）E.滑动变阻器R 2（0－250ΩF.滑动变阻器R 3（0－1k ΩG.标准电流表G （量程250μA ）H.电键S 1、S 2及导线若干有甲、乙两同学，用不同的测量方法来测出内阻。

设计的电路如图(1)和(2)A 、甲同学利用图(1)的电路图来测量内阻，其实验步骤如下：①先按电路图一接好各元件，并使滑动触头P 先置a 端，断开电键S 1，且使电阻箱阻值为零 ②闭合电键S 1，调节滑动触头P 于某一位置，使G 表满刻度I g③保持滑动触头P 的位置不变，调节电阻箱R A ，使G 表的读数变为半偏（2g I ），记下此时的电阻箱数值R④实验完毕后断开电键，即得待测电流表内阻R g =RB 、乙同学利用图(2)的电路图来测得内阻，其实验步骤如下：①先按电路图(2)接好各元件，并使滑动触头P 先置于a 端，断开电键S 1、S 2，且使电阻箱阻值为零 ②闭合电键S 和S 1，调节滑动触头P 于某一位置，使D '表满刻度I g③断开电键S 1，闭合电键S ，调节电阻箱电阻值，使D '表电流仍为I g ，记下电阻箱数值R ④实验完毕后断开电键，即得待测电流表内阻R g =R请回答以下问题：(1)在不考虑操作过程中的失误的前提下，仅就电路设计而言，能更准确地测出电流表内阻值的是______同学设计的方案。

(2)甲、乙两同学在操作过程中有一名同学有失误，请你指出是那名同学并改正：______(3)对测量精度较差的那个设计方案中，回答以下问题：（a ）其测量误差的主要来源，以下分析正确的是______A ．电阻箱两端电压大于2g g I RB ．aP 端的电压增大C ．G 表两端电压由I g R g 减为2g g I RD ．电阻箱R 分压作用（b ）这一测量值对实际的内阻而言是偏大还是偏小？答：______（c ）要使这一测量值的误差尽量小，则可变电阻应选择_______。

【答案】乙电阻箱R 阻值应先置于2k 以上，不应先置于零 AB 偏大 R 1【解析】(1)乙同学的方案能更准确地测出电流表内阻值；因为甲同学的方案中，调节电阻箱电阻值，使G 表电流为时，由于外电路总电阻增大，变阻器输出的电压增大，即电流表与电阻箱串联的总电压已增大，电阻箱的电压将大于电流表的电压，根据串联电路分析特点可知，测量值将大于电流表内阻真实值。

乙同学采用等效替代的方法，没有系统误差；(2)乙同学的失误是电阻箱阻值在测量前应先置于2kΩ以上不应先置于零，从而使得闭合开关后电路电流较小，保证电流表的安全；(3)图甲的半偏法测电流表内阻的误差为电阻箱A R 的接入使得A 平间阻值增大，分压怎大，使得电阻箱两端电压大于2g gI R ，故选AB ；由上分析可知，甲同学方案中，所得到的电流表内阻测量值偏大；为调节方便要选小滑动变阻器，要用分压式保证总电阻变化小，变阻器也要选小阻值，则应选择R 1。

2．利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下：①闭合开关S 1，调节R 1，使电流表指针偏转到满刻度；②再闭合开关S 2，调节R 2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；③读出R 2的阻值，即认为R g ＝R 2。

已知电流表满偏电流为500 μA ，其内阻约在100 Ω左右，实验室配有的可变电阻有：A ．电阻箱（0～10 Ω）；B ．电阻箱（0～9 999 Ω）；C ．滑动变阻器（0～200 Ω）；D ．滑动变阻器（0～20 kΩ）．(1)电路图中R 1应选________，R 2应选________；(2)若上述实验中，读得R 2的阻值为100 Ω，则电流表内阻的测量值和真实值相比________（选填“偏大”或“偏小”）。

【答案】 D B 偏小【解析】(1)电路中R 1阻值应远大于R g ，R 2的阻值比R g 稍大就行，但R 2必须是电阻箱，不然不能读数。

故R 1应选D ， R 2应选B 。

(2)S 1先闭合，调节R 1，使干路电流为I g ，再闭合S 2，调节R 2，使电流表半偏，即电流表示数为g 2I ，此时因为回路中总电阻变小而干路电流I 变大，即I 比I g 稍大这样通过R 2的电流如图所示，由并联电路电流和电阻关系知R 2<R g 真，所以读得R 2为100 Ω时，实际R g 比100 Ω要大，即测量值要比真实值偏小。

3．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R x 约为5Ω，除了变阻器R 、电源（3V ）、开关、导线之外，还有下列器材：A ．电压表V 1（量程3V ，内阻约为15kΩ）B ．电压表V 2（量程15V ，内阻约为75kΩ）C ．电流表A 1D ．电流表A 2（量程600mA ，内阻约为1Ω）(1)图1为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为___________。

(2)电压表应选___________；电流表应选___________（填仪器前的字母序号）。

(3)应选用图2中的___________（填“甲”或“乙”）为该实验的电路图，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏___________（选填“大”或“小”）。

【解析】故最终读数为(2)电源电动势为3V ，则电压表选A ，即电压表V 1（量程3V ，内阻约为15kΩ）；电路最大电流故电流表选D ，即电流表A 2（量程600mA ，内阻约为1Ω）。

(3)因待测金属丝的电阻R x 约为5Ω，与电流表内阻相差不大，故电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙；因电压表分流导致电流表示数偏大，则由欧姆定律可知，待测电阻的测量值比真实值偏小。

4．在“测定金属的电阻率”的实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为5Ω），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。

(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1所示，其读数应为____mm；(2)现有电源（电动势E不计）、开关和导线若干，以及下列器材：Ω）Ω）C．电压表（量程0~3V，内阻约3k ）D．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）E．滑动变阻器（0~100Ω，额定电流1A）①为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选______，滑动变阻器应选____；（选填器材前的字母）②如图2所示，是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完整_______；③在甲图中，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最_________（选填“左”或“右”端），闭合开关后，在实验中电压表读数的最小值_______（选填“大于零”或“等于零”）；④按照上述步骤②正确连接电路的前提下，若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是______。

A．电阻测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压B．电阻测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值左大于零BC【解析】(2)流过电阻丝的最大电流约为电流表应选择B；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D；滑动变阻器最大阻值远大于待测金属丝阻值，滑动变阻器应采用限流接法，由于电压表内阻远大于待测金属丝阻值，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最左端，闭合开关后，在实验中电压表读数的最小值大于零；AB．电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值偏小，故A错误，B正确；CD．若已知电压表的内阻，由求出流过电压表的电流，可以测出流过待测电阻电流的真实值，可计算出待测电阻的真实值，故C正确，D错误。

故选BC。

5．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为______mm：(2)用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为_________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3，则该电阻的阻值约为________Ω。

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R直流电源E（电动势4V，内阻不计）电流表A1（量程0~4mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0~10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0~3V，内阻约10kΩ）电压表V2（量程0~15V，内阻约25kΩ）滑动变阻器R1滑动变阻器R2开关S导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据分析，请在图中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号（________）【解析】(1)游标卡尺读数(2) 螺旋测微器测量的直径为(3)电阻的阻值22×10Ω=220Ω(4)由于电源电动势为4V ，因此电压表选用量程为3V 的V 1，回路最大电流因此电流表选A 2，题目要求测量多组数据，因此滑动变阻器采用分压式接法，选用阻值尽可能小的电阻，因此选用R 1，由于待测电阻与电流表内阻比较相差不大，因此采用电流表的外接法，电路如图所示6．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，由图可知其长度L =_________mm 。