2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考电学实验总结与解析
2020高考物理电学实验专题讲解和练习
专题四 电学实验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。
（一）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：R=U,E=U+Ir。
由此可见，对于电路中电压UI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。
2020物理高考备考专题《电学实验》(附答案解析版)
专题十六电学实验高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．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. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、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是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验．一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力．预测高考电学实验题：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．知识点一、测量读数类仪器使用1．电流表、电压表(1)电流表、电压表使用时量程选择的规则: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,至少超过1/2.在不知道被测电流或电压大小的情况下,应选用电表的较大量程,然后再根据指针偏转情况选取合适的量程.(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．如图所示的电阻箱的阻值为84580.2 Ω.3．多用电表(1)使用多用电表测电压、电流时，应根据选择的量程确定最小刻度值，然后读数．(2)使用欧姆挡时，注意以下几个方面：①用多用电表测电阻时,测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率.②每更换一次倍率，都要重新进行欧姆调零.③由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.④测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开.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．知识点二、电学实验1．电路设计及仪器选取原则正确地选择仪器和设计实验电路,有一定的灵活性,应遵循以下几个基本原则:(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【特别提醒】在R V、R A均不知的情况下,可采用试触法.如图所示,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.3．滑动变阻器的接法(1)若符合下列情况之一,则滑动变阻器必须接成分压式.①要求电表能从零开始读数;②要求电表能有较大的调节范围;③当待测电阻R x≫R(滑动变阻器的最大阻值)时.(2)当待测电阻R x≪R(滑动变阻器的最大阻值)时,既可接成分压式、也可接成限流式.知识点三、实验误差1．偶然误差和系统误差从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差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.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.2．有效数字(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.(2)确定有效数字时，应注意以下问题：①有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.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是有效数字.0在后时,计入有效数字.③乘方不算有效数字;比如3.020×10－3 m/s中的－3不是有效数字,10也不是.3．减小实验误差的方法(1)多次测量求平均值．(2)累积法．(3)图象法．知识点四、创新实验1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则(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知识点五、控制电路的设计技巧1．滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法：(1)要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如：测绘导体的伏安特性曲线等实验)；(2)被控制电路的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0时；(3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时；(4)若采用限流式接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时．2．若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻R L 与滑动变阻器的最大值R0接近或R L略小于R0，则应该采用限流式接法．测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法．知识点六、电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便，器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材．具体如下：1．电源的选择：一般可以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摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右，以减小读数的偶然误差，提高精确度．3．变阻器的选择：所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小．高频考点一基本仪器使用与读数电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法：①测量值＝固定刻度读数＋0.01 mm×可动刻度读数(一定要估读)．②读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出．(3)电流表和电压表(4)多用电表(欧姆表)①使用a．机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；b．选取适当倍率挡；c．欧姆调零：两表笔相接，检查表针是否停在右端的“0”位置；d．把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；e．实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡．②注意事项a．测量电阻时，待测电阻要与其他电路元件断开，两手不要接触待测电阻两端；b．选择好倍率挡后要进行欧姆调零，且每换一次倍率挡要“调零”一次；c．测量电阻时，若指针偏角过小，换较大倍率挡；若指针偏角过大，换较小倍率挡；d．读数＝示数×倍率．例1．下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图甲中游标卡尺为50分度，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为__________；________；________.【解析】在图甲中，主尺读数为42 mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是50分度的，所以读数为42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm；在图乙中，主尺读数为63 mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是20分度的，所以读数为63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在图丙中，主尺读数为29 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是10分度的，所以读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm.【答案】42.10 mm63.30 mm29.8 mm【变式探究】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________V．若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________V.(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为________A．若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________A.【解析】对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A.【答案】(1)1.688.4(2)0.46 2.30【举一反三】(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：①将K旋转到电阻挡“×100”的位置．②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线．③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，指针指示位置如图甲所示．为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1”、“×10”、“×1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量．(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为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的关系式为________；(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻．该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图中________(选填“A”或“B”)方式连接．在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图甲所示，读数为______ Ω，这时电压表的读数为如图乙所示．若该欧姆挡内阻为24 kΩ，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为______V(计算结果保留两位有效数字)．【解析】(1)②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件D，使指针对准电阻的“0”刻度线；③指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换“×10”挡．(2)根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：I＝ER g＋R0＋R x＋r.(3)欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ，电压表的读数为：1.60 V．由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ，与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：E＝I(R＋r)＝1.6030 000×(2.4×104＋3×104) V≈2.9 V.【答案】(1)D“×10”(2)I＝ER g＋R0＋R x＋r(3)A30 k 2.9高频考点二以测电阻为核心的电学实验1．最常用的电阻测量方法(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”．(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”．(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”．(4)“伏安加R法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”．(5)滑动变阻器限流式、分压式接法的选择①当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法；②当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法；③当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法；④负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；⑤两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)．(6)电表的“三用”：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”．2．最为精确的电阻测量方法——等效替代法(1)电流等效替代(2)电压等效替代3．电表内阻测量最常用的方法——半偏法(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，且R测>R真.例2．某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20 Ω)材料的电阻率．他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．他们的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，闭合开关S；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F．断开开关，拆除电路并整理好器材．(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d ＝________mm ；(2)实验中电流表应选择________(选填“A 1”或“A 2”)；(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R 和对应的接入电路中电阻丝长度L 的数据，绘出了如图丙所示的R －L 关系图线，图线在R 轴的截距为R 0，在L 轴的截距为L 0，再结合测出的电阻丝直径d ，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)．【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5 mm ，可动刻度是22.6×0.01 mm ＝0.226 mm ，金属丝直径d ＝0.5 mm ＋0.226 mm ＝0.726 mm.(2)电路中最大电流约为I ＝ER 电阻丝＋r ＝320＋1 A≈0.14 A ，不到0.6 A 的四分之一，如果使用电流表A 2实验误差较大，因此电流表应选A1.(3)由实验步骤可知，外电路电阻不变，由串联电路特点可知，外电路总电阻R 总＝R ＋R 电阻丝＝R ＋ρL S＝R ＋ρL π(d 2)2＝R ＋ρ4L πd 2， 由题图丙可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，电路总电阻R 总＝R 0，则R ＋ρ4L πd 2＝R 0，R ＝R 0－ρ4L πd 2，图象斜率的绝对值|k |＝R 0L 0＝4ρπd 2，则电阻率ρ＝πd 2R 04L 0. 【答案】(1)0.726(0.725～0.727) (2)A 1 (3)πd 2R 04L 0【变式探究】待测电阻R x 的阻值约为20 Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A ．电流表A 1(量程为150 mA ，内阻约为10 Ω)B ．电流表A 2(量程为20 mA ，内阻r 2＝30 Ω)C ．电压表V(量程为15 V ，内阻约为3 000 Ω)D ．定值电阻R 0＝100 ΩE ．滑动变阻器R 1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 AF ．滑动变阻器R 2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 AG ．电源，电动势E ＝4 V(内阻不计)H ．电键S 及导线若干(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不小于其量程的三分之一，请从所给的器材中选择合适的实验器材：__________________________(均用器材前对应的序号字母填写)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R x 的最佳实验电路图并标明元件符号；(3)待测电阻的表达式为R x ＝____________，式中各符号的物理意义为___________________________________________．【解析】(1)由于电源电动势为4 V ，电压表V 量程为15 V ，测量中电压表示数达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可将电流表A 2与定值电阻R 0串联当作电压表与电流表A 1配合使用，用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A 1采用外接法，改装的电压表量程为20 mA×130 Ω＝2.6 V ，两个滑动变阻器最大阻值均为5 Ω，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为0.8 A ，故滑动变阻器只能选择R 1，经过估算当电流表A 1满偏时，电流表A 2也正好满偏，非常匹配，满足电表读数不小于其量程的三分之一．故器材选择ABDEGH.(2)如图所示(3)待测电阻R x ＝I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2，其中，I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值．【答案】(1)ABDEGH (2)见解析图 (3)I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2 I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值【举一反三】某同学利用右图所示电路测量量程为2.5 V 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 kΩ)，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2.00 V，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)根据电路图将下图中实物图连线．(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 μA B．250 μAC．500 μA D．1 mA【解析】(1)本实验测电压表的内阻，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R1可减小实验误差．(2)滑动变阻器为分压式接法，连接实物电路如图所示：(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则R V＝4R＝2 520 Ω.(4)电压表的满偏电流I g＝UR V＝2.52 520A≈1 mA，故选项D正确．【答案】(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D 高频考点三测量电源电动势和内阻1．电源电动势和内阻的测量方法任何一种实验方法．一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点．2．数据处理利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解．当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量．例3．某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为3 V的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下．A．电压表V1(0～3 V，R V1＝10 kΩ)B．电压表V2(0～15 V，R V2＝50 kΩ)C．电流表A1(0～3 mA，R g＝100 Ω)D．电流表A2(0～3 A，内阻约为0.5 Ω)E．滑动变阻器R1(0～10 Ω)F．滑动变阻器R2(0～1 000 Ω)G．定值电阻R3＝0.5 ΩH．定值电阻R4＝10 ΩI．开关S以及导线若干回答下列问题：(1)在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选______(填器材前的序号)，为了操作方便，滑动变阻器应选________(填器材前的序号)，通过分析可知电流表A1的量程太小、电流表A2的量程太大，该小组的同学想将电流表A 1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A 1与定值电阻________(填器材前的序号)________(填“串”或“并”)联，改装后的电流表的量程应为________A ；(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图甲所示的虚线框内；(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表A 1的示数为横坐标、电压表的示数为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的U －I 图象如图乙所示，则该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果保留两位小数)【解析】(1)电源的电动势约为3 V ，电压表应选A ，为方便实验操作，滑动变阻器应选E ，它的阻值范围是0～10 Ω，电路中最小电流约为0.3 A ，为了扩大电流表A 1的量程，应与A 1并联一个小电阻R 3，改装电流表的满偏电流I ＝I g ＋I g R g R 3＝0.003 A ＋3×10－3×1000.5A ＝0.603 A ； (2)电路图如图所示；(3)分析可知，改装后电流表的量程是电流表A 1量程的201倍，图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，由题图乙读出电源的电动势为E＝2.96 V，图线斜率的绝对值表示电源内阻r，故r＝2.96－2.12201×2.5×10－3Ω＝1.67 Ω.【答案】(1)A E G并0～0.603(2)见解析图(3)2.96 1.67【变式探究】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【解析】①用多用电表的电压挡测U ab≠0，说明两表笔与电源两极间为通路，问题出在a、b′之间的含有电键的电路部分；若U aa′≠0，说明aa′导线断路，若U aa′＝0，说明导线bb′断开．②由于I2≫I1，故可将I2视为干路电流，则有I1(R1＋r1)＝E－I2(r＋R0)则I1＝ER1＋r1－r＋R0R1＋r1·I2，故从图线的截距和斜率可求得E＝1.4 V，r＝0.5 Ω。
2020年高考物理二轮专题复习十三：电学实验(解析附后)
2020年高考物理二轮专题复习十三：电学实验（解析附后） 考向预测电学实验每年都考，主要体现在：(1)基本仪器的原理和使用；(2)基本的实验目的、原理和实验思想，如实验器材的选取，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式、电路故障的分析等；(3)处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等。
知识与技巧的梳理1．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。
2．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 。
限时训练1．图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
2020年高考物理实验专项复习：《电学实验》(解析版)
《电学实验》一、实验题1.某实验小组计划进行“测定电源电动势E和内阻r”的实验，他们首先分析并设计合理的实验方案。
(1)同学A认为通过闭合电路欧姆定律的学习，大家知道电源电动势E=U内+U外，U内=Ir，U 外=IR(其中I为干路电流，R为外电路的总电阻，U内为内阻分压，U外为路端电压)，在以上涉及的除电动势和内阻外的四个物理量中，除U内不能直接测量外，其他的三个物理量I、R、U外均可测得，同学A建议通过实验测得一组I、R、U外的数据，代入上述三个方程即可求解E、r 和U内。
请简要评价同学A的方案是否可行：________________________________________。
(2)同学B设计了如图甲所示的电路进行实验。
实验过程中，闭合开关，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数U及电阻箱的阻值R，然后断开开关，记录U及R，重复上述操作，得到多组电压表示数及电阻箱的阻值，以1U为纵轴，以X(未知)为横轴描点作图，得到如图乙所示的图像，X应为________，结合图乙可得电源电动势E=________V，内阻r=________Ω。
由于电压表不是理想电表，故电动势的测量值________，内阻的测量值________。
(后两空均选填“偏大”或“偏小”)2.某型号多用电表欧姆档的电路原理图如图甲所示。
微安表是欧姆表表头，其满偏电流I g=500μA，内阻R g=950Ω。
电源电动势E=1.5V，内阻r=1Ω。
电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0∼9999Ω。
甲(1)甲图中的a端应与___________(红或黑)表笔连接。
(2)某同学将图甲中的a、b端短接，为使微安表满偏，则应调节R1=__ Ω；然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为Rx=______Ω。
(3)如图乙所示，该同学将微安表与电阻箱R2并联，利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示，其中央刻度标“15”，则该同学应调节R2=________Ω；用此欧姆表测量一个阻值约2000Ω的电阻，测量前应调节R1=________Ω。
2020年高考模拟复习知识点试卷试题之高考物理电学实验复习总结
实际相结合， 更注重综合应用能力的考查； 三是注重实验中科学探究能力的考查，
为学
生进入高校的继续学习打下基础。
高考电学实验题是“源于教材，
但又高于教材” ， 侧重考查实验思想和方法，
考查动
手操作、观察记录和数据分析处理的能力和简单的实验设计能力。电学实验虽然常考常新，
但万变不离其宗， ”题在书外， 理在其中 ”， 不变的实验的基本原理、基础知识、基本
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0 年高考模拟复习知识点试卷试题之高考语文试题分类汇编·
曲
线 相
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六、电表的改装原理 1. ○G表改装为电流表的原理：并联电阻反比分流
电流表改装成电流表
改装的目的是 : 测量更大的电流
nI Ig
RA=Rg /n
R
Ig IR
Rg
Rg n1
故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。
说明：
2020年高考物理考点题型归纳与训练专题二十电学实验(含解析)
2020 高考物理二轮复习题型概括与训练专题二十电学实验题型一、多用电表的原理、使用及读数问题【规律方法】1.电压表、电流表、多用电表的读数技巧1 (1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精准度，即每小格的数值，再确立估读的方法，是2、1仍是1估读，明确读数的小数位数。
510(2)多用电表的使用问题，在弄清其基根源理的基础上，会选择丈量项目及量程、挡位，能划分机械调零和欧姆调零的差别，掌握丈量电阻的步骤，别的，会看多用电表表盘，最上排不平均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；中间刻度是平均的，为丈量电压和电流的读数刻度，下边三排数字为方便读数所标明；最下排刻度专为丈量 2.5 V 以下沟通电压所用，一般较少使用。
3.欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡从头调零；(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地点邻近；(5)读数以后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“ OFF”挡或沟通电压最高挡。
【典例 1】 (2019 ·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 k Ω刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。
可采纳的器械还有：定值电阻R0( 阻值 14 k Ω)，滑动变阻器 R1(最大阻值 1500 Ω)，滑动变阻器 R2(最大阻值 500 Ω)，电阻箱 (0～ 99999.9Ω)，干电池 (E＝ 1.5 V ， r ＝ 1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计将图 a 中的实物连线构成欧姆表。
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)刻度欧姆表表盘经过计算，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________、________。
2020年高考物理3-4月模拟试题汇编专题12 电学实验(解析版)
专题12 电学实验1．（2020·湖北省黄冈高三八模）某同学想将一量程为1mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：（1）他用如图甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻①请在乙图中将实物连线补充完整____________；②闭合开关S1后，将单刀双置开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0：然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0。
若此时电阻箱阻值R2=200Ω，则灵敏电流计G的内阻R g=___________Ω。
（2）他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3mA、30mA及倍率为“×1”、“×10”的多用电表。
若选择电流30mA量程时，应将选择开关S置于___________(选填“a”或“b”或“c”或“d")，根据题给条件可得电阻R1=___________Ω，R2=___________Ω。
（3）已知电路中两个电源的电动势均为3V，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G 的电流为0.40mA，则所测电阻阻值为___________Ω。
【答案】如图所示：200 b 10 90 150【解析】(1)①由原理图连线如图：；②由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G 的内阻R g =200Ω；(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b 时，表头与R 2串联再与R 1串联，此种情形比开关接c 时更大，故开关应接b由电流表的两种量程可知：接c 时有：312320010100210R R --⨯+=Ω=Ω⨯ 接b 时有：33122910110(200)R R --⨯=⨯⨯+联立解得：1210,90R R =Ω=Ω；(3)接a 时，max 30I mA =，多用电表的内阻为：331003010g R -=Ω=Ω⨯，此时流过待测电阻的电流为0.4(90200)0.41210I mA ⨯+=+=，所以总电阻为： 332501210R -=Ω=Ω⨯总，所以测电阻阻值为150Ω。
高考电学实验总结与解析
高考电学实验总结归类电学实验是高考试题中必考实验，电学实验出题灵活，内容丰富，在高考试卷中所占比重大，是高考试题中的重要得分点。
以下是电学实验各种常见实验原理和做题技巧的总结，基本涵盖了电学实验中的所有题型，对学习电学实验有很大的帮助。
一、电表的双重作用1（电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．A ．待测电流表A 0：满偏电流约为700～800μA 、内阻约100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N ．B ．电流表A ：量程0.6A 、内阻0.1Ω．C ．电压表V ：量程3V 、内阻3kΩ．D ．滑动变阻器R ：最大阻值200Ω．E ．电源E ：电动势约3V 、内阻约1.5Ω．F ．开关S 一个．（1）根据你的测量需要，在B （电流表A ）和C （电压表V ）中应选择 ．（只需填写序号即可）（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图．（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A 0的指针偏转了n 格，可算出满偏电流I Amax = ，式中除N 、n 外，其他字母符号代表的物理量是 ． 答案 ① C ② 电路如图所示 ③vR U n N ⋅(或3000U n N ⋅)U 为电压表读数，R v 为电压表内阻 解析 （1）由于电流表的满偏电流太小，所以要想进行多次测量，不能使用。
而对于电压表，1000gg V U I A R μ==，大于待测电流表的满偏电流，因此，可把电压表当电流表用。
故选C.（2）题中要求测多组数据，故测量电路应选用分压电路，电路图如右所示。
（3）电路中的电流V U I R =，又电流表刻度均匀，故有：m I I n N= 联立可解得：max V N U I n R =⋅ 或max 3000N U I n =⋅ 2.某同学要测量一电压表V 1的内阻。
提供的器材有：A ．电压表V 1：量程3V ，内阻约为2k ΩB ．电压表V 2：量程10V ，内阻为5k ΩC ．电源E ：电动势约为10V ，内阻不计D ．滑动变阻器R ：最大阻值为20ΩE ．定值电阻R 1：阻值5k ΩF ．定值电阻R 2：阻值30k ΩG ．电键S 及导线若干该同学设计了如图甲所示的实验电路图，通过改变滑动变阻器R 的阻值，测量多组电压表V 1的读数U 1和电压表V 2的读 数U 2，最终求出了电压表V l 的内阻。
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高考电学实验总结归类电学实验是高考试题中必考实验， 电学实验出题灵活， 内容丰富， 在高考试卷中所占比重大， 是高考试题中的重要得分点。
以下是电学实验各种常见实验原理和做题技巧的总结， 基本涵盖了电学实验中的所有题型， 对学习电学实验有很大的帮助。
一、电表的双重作用 1（电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条， 要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．A ．待测电流表A 0：满偏电流约为700～800μA 、内阻约100Ω， 已知表盘刻度均匀、总格数为N ．B ．电流表A ：量程0.6A 、内阻0.1Ω．C ．电压表V ：量程3V 、内阻3kΩ．D ．滑动变阻器R ：最大阻值200Ω．E ．电源E ：电动势约3V 、内阻约1.5Ω．F ．开关S 一个．（1）根据你的测量需要， 在B （电流表A ）和C （电压表V ）中应选择 ．（只需填写序号即可）（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图．（3）测量过程中， 测出多组数据， 其中一组数据中待测电流表A 0的指针偏转了n 格， 可算出满偏电流I Amax = ， 式中除N 、n 外， 其他字母符号代表的物理量是 ．答案 ① C ② 电路如图所示③v R Un N⋅(或3000U n N ⋅)U 为电压表读数， R v 为电压表内阻解析 （1）由于电流表的满偏电流太小， 所以要想进行多次测量， 不能使用。
而对于电压表， 1000gg VU I A R μ==， 大于待测电流表的满偏电流， 因此， 可把电压表当电流表用。
故选C.（2）题中要求测多组数据， 故测量电路应选用分压电路， 电路图如右所示。
（3）电路中的电流VU I R =， 又电流表刻度均匀， 故有：m I I n N= 联立可解得：max V N U I n R =⋅ 或max 3000N U I n =⋅ 2.某同学要测量一电压表V 1的内阻。
提供的器材有：A ．电压表V 1：量程3V ， 内阻约为2k ΩB ．电压表V 2：量程10V ， 内阻为5k ΩC ．电源E ：电动势约为10V ， 内阻不计D ．滑动变阻器R ：最大阻值为20ΩE ．定值电阻R 1：阻值5k ΩF ．定值电阻R 2：阻值30k ΩG ．电键S 及导线若干该同学设计了如图甲所示的实验电路图， 通过改变滑动变阻器R 的阻值， 测量多组电压表V 1的读数U 1和电压表V 2的读 数U 2， 最终求出了电压表V l 的内阻。
（1）实验中定值电阻应选用__________（填字母代号）；（2）该同学在实验中测得数据如下表：请在图乙的坐标中， 描点作出U 1－U 2的图象。
（3）由图象可以较准确地求出电压表V l 的内阻为_________k Ω。
答案 （1）R 1 （2）0.2k Ω解析 （1）定值电阻与电压表V 1串联， 有：1211V U U U R R -=， 可得：5R k ≈Ω， 故选1R 。
（2）由1211V U U U R R -=可得：1121V V R U U R R =+， 即12U U -图像的斜率为11V V R R R +，从所作图像中先求出斜率， 随之可算出10.2V R k =Ω点评 本题中， 电压表的双重作用为：一是测量工具电压表， 二也是一个电阻.二、伏安法测电阻(或电阻率)1、 (2012·北京卷， 21)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下图所示， 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2A)、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/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量R x是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)．(3)下图是测量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·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．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________(有多个正确选项)．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)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm.(2)由实验记录的数据可知R x的阻值大约为 5 Ω.由题知R x≪R V，故电流表外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则R x两端的电压最小值U min＝5×320＋5＋1＋0.1V≈0.6 V，而从实验数据可知R x两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压的形式．(3)如图甲所示．图甲图乙(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示．图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值R x＝4.4 Ω.(5)根据R＝ρlS得金属丝的电阻率ρ＝RSl＝πRd24l＝3.14×4.4×0.398×10－324×0.5Ω·m≈1.09×10－6Ω·m，故选项C正确，选项A、B、D错误．(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误、选项C正确；利用U-I图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确．答案(1)0.398(0.395～0.399均正确) (2)甲(3)如解析图甲所示(4)如解析图乙所示4.4(4.3～4.7均正确) (5)C (6)CD2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路．(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保留两位有效数字)甲乙解析(1)由灯泡标识(5 V， 2.5 W)知，I＝PU＝0.5 A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.(2)如图所示(3)把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为I max＝ER＋r＝0.6 A，在题图中的U－I图中，作出此电源的U－I图线如图中虚线所示。
两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U＝2.2 V，I＝0.38 A，所以P＝UI＝2.2×0.38 W＝0.84 W.答案(1)C E F (2)见解析图(3)0.84(0.81～0.87)皆可三“替代法”测电阻1、(2019·课标全国卷，22)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如上图所示的电路．图中A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．解析本题为用替代法测未知电流表的内阻，其实验步骤为：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或A0)的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节R N，使标准电流表(或A0)的读数仍为I，记下此时R N的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值．答案(1)R0标准电流表(或A0) (2)R N标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值2、(电压表替代)某同学要测电压表的内阻R V，测量的电路如下图a所示，供选择的器材如下：①待测电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)；②电压表(0～6 V，内阻约6 kΩ)；③定值电阻R1＝3 kΩ；④定值电阻R2＝30 Ω；⑤滑动变阻器R3(0～1 kΩ， 1 A)；⑥滑动变阻器R4(0～10 Ω， 2 A)；⑦电源3.0 V，内阻不计；⑧开关一个，导线若干．根据上述条件，请你完成下面的实验．(1)定值电阻应选________；滑动变阻器应选________．(2)根据电路图a，在上图b中用实线把实物连成电路；(3)实验过程中的测量步骤为：移动滑动变阻器触头到某一位置，记录、的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置，得到一组U1、U2的值，分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系，作出相应图线(如下图所示)，测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式为R V＝________.解析(1)定值电阻应选R1，滑动变阻器应选R4，若选用大电阻的滑动变阻器，就会出现在移动滑动触头的时候，刚开始电压表上的电压几乎不变，到了某个位置后又突然增大的现象，不易操作．(2)根据电路图a，在图b中用实线把实物连成电路，如答案图所示．(3)待测电压表内阻的表达式为R V＝R1k－1.答案(1)R1R4(2)如图所示(3)R1k－1预测高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点，实验的基本原理和思想方法是考查的核心．四、测电源电动势内阻1、（伏安法）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 Ω的保护电阻R0，实验电路如图下所示．(1)连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________．(2)在下图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来．(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在图中的坐标上画出UI图线，由图线知：电池的电动势为________，内阻为________．解析 (1)用电压表检测c 、d 时， 电压表有示数， 说明有电流通过电压表， 但没有电流通过多用电表所并联的电路， 说明多用电表所并联的电路发生断路故障．由已知条件可知， 是滑动变阻器R 发生故障．(3)电源的伏安特性曲线为直线， 使直线通过尽量多的数据点， 其他点均匀分布在线的两侧．由U ＝E －I (r ＋R 0)可知， 纵轴截距表示电动势， 则E ＝1.50 V ， 斜率绝对值表示r ＋R 0， 则：r ＋R 0＝1.50－0.200.43 Ω＝3.0 Ω， 则r ＝0.5 Ω.答案 (1)R 断路 (2)如图甲所示(3)如图乙所示 1.50 V(1.41～1.51 V 均可)2、（伏阻法) (2012·福建卷， 19(2))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所示，其示数为________V.②然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．(ⅰ)根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路．(ⅱ)闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数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1R与1U的值．请用表中数据在图中的坐标纸上描点， 并作出1U 1R图线.R (Ω) 166.7 7-1-.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U (V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1R(×10－2 Ω－1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 1U(V －1) 0.120.17 0.210.240.310.34(ⅲ)从图线中可求得E ＝________V.解析 ①读出示数为：9.4 V. ②(ⅰ)连接电路如图所示．(ⅱ)作图线如图所示(ⅲ)由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋UR(r ＋R 0)变形得1U ＝1E ＋r ＋R0E 1R ， 从上式看出在1U 1R 图象中， 纵轴的截距即为1E ， 由图象得出截距为0.1， 所以E ＝10.0 V(9.5 V ～11.1 V 内均正确)． 答案 见解析3、（安阻法）某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确．若电流表内阻阻值为R A ， 则测量的方法与步骤是：(1)将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是：________、________.该实验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值．为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材．请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路．注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应_________________________．解析根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：E＝I1(R1＋R A＋r)、E＝I2(R2＋R A＋r)；两节干电池的电动势大约为3 V，电流表应选0.6 A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行．答案E＝I1(R1＋R A＋r) E＝I2(R2＋R A＋r)连线如图调至最大五、考查多用电表的使用及读数2、（多用表测黑箱）(2012·江苏卷，10)如下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．甲乙(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)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表．(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 Ω，由a、b间电阻为5 Ω，a、c间为10 Ω，b、c间为15 Ω知，电路为a、b间5 Ω的电阻与a、c间10 Ω电阻串联而成，电路图如答案图所示．答案(1)A (2)短暂(3)5.0 电路图见下图1、(2019·北京卷，21(1)) 用如上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需调节S，电阻调零(欧姆挡调零)需调节调零旋钮T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻，需换用阻值较大的挡来测量才准确，换挡之后需要重新电阻调零．故正确顺序应为ADC. 答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC。