2020新课标高考物理二轮总复习课件：1-6-2 电学实验与创新
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新课标高考第二轮总复习•物理
(3)合上开关 S，用调节好的多用电表进行排查．在图中，若只有 b、c 间断路，则 应发现表笔接入 a、b 时指针__________(填“偏转”或“不偏转”)，接入 a、c 时 指针__________(填“偏转”或“不偏转”)． (4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为 50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺 序是________(填写各步骤前的序号)． ①将热敏电阻接入电路 ②观察到继电器的衔铁被吸合
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(3)测 a、b 间电压时，由于 b、c 间断路，电路中电流为 0，故 a、b 间电压为 0， 因此多用电表指针不偏转；测 a、c 间电压就相当于测电源两极间电压，因此多用 电表指针将会偏转． (4)为了使在设计电路时方便，这里用电阻箱临时代替热敏电阻．查出 50 ℃时热 敏电阻的阻值，将电阻箱调至相同阻值，断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，合 上开关，调节滑动变阻器，使衔铁刚好被吸合．再断开开关，将电阻箱移除，换 成热敏电阻．因此其合理顺序为⑤④②③①.
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[规律方法] 多用电表的使用技巧
1．使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入 电表，从“－”插孔(黑表笔)流出来即“红入黑出”． 2．欧姆表的读数：①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；②电阻 值等于指针示数与所选倍率的乘积．
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
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(1)提供的实验器材有：电源 E1(3 V，内阻不计)、电源 E2 (6 V，内阻不计)、滑动 变阻器 R1(0～200 Ω)、滑动变阻器 R2(0～500 Ω)、热敏电阻 Rt、继电器、电阻箱 (0～999.9 Ω)、开关 S、导线若干． 为使该装置实现对 30～80 ℃之间任一温度的控制，电源 E 应选用________(填 “E1”或“E2”)，滑动变阻器 R 应选用________(填“R1”或“R2”)．
答案： (1)见解析 900 R1 (2)45 kΩ 5 kΩ
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(3)校准．
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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丙所示，则电阻
答案： (2)B
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(3)根据题给条件可得 R1＋R2＝________Ω，R4＝________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________．(结果均保留三位有效数字)．
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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.
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此时若要使温度能控制在 80 ℃，热敏电阻 Rt 与继电器的总电阻为 49.1 Ω＋20 Ω ＝69.1 Ω<400 Ω，为使衔铁不至于在低于 80 ℃时被吸合，需串联一个滑动变阻器， 且最大阻值不能小于 400 Ω－69.1 Ω＝330.9 Ω，而 R1 最大阻值为 200 Ω，不符合 要求，故选 R2. (2)要测直流电压，选择开关只能旋至 C.
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③断开开关，将电阻箱从电路中移除 ④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 ⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 108.1 Ω
答案：(3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③①
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解析：(1)由于继电器的电流超过 15 mA 时，衔铁才能被吸合，若电源 E 取 E1＝3 V 时，由闭合电路欧姆定律得 I1＝RE总1＝15 mA＝0.015 A 即 R 总＝EI11＝0.031V5 A＝200 Ω
箱接入的阻值为____________Ω.
答案： (3) 0 35 000.0
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解析：(1)实物连线如图所示．
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根据欧姆表的改装原理，由短接时的欧姆定律和中值电阻的意义可得出 R0＋R＋ 98.5 Ω＋r＝15 kΩ，代入数据可求得 R＝900 Ω，滑动变阻器应选择 R1.
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3．电流表若用 0～0.6 A 量程，则其最小分度为 0.02 A，估读到最小分度的12，以“A” 为单位，所读数值有两位小数． 总结：最小分度为“1”的，估读到下一位；最小分度为“2”或“5”的，估读到本位．
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〉〉 视角一 电流表和电压表 [例 1] 下图为电压表和电流表的刻度示意图，指计位置分别如图甲、乙所示．
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(1)若使用的是 0～3 V 量程，读数为________ V．若使用的是 0～15 V 量程，读数 为________V. (2)若使用的是 0～0.6 A 量程，读数为________ A．若使用的是 0～3 A 量程，读数 为________ A. 答案：(1)1.68 8.4 (2)0.46 2.30
答案： (3)160 880 (4)1.47 mA(或1.48 mA) 1.10×103 Ω 2.95V
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解析：(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔． (2)R6 是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调 整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置． (3)B 端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以 R1＋R2＝II1－gRIgg＝160 Ω；B 端与 “4”相连时，是量程较小的电压表，所以 R4＝U1－I1IgRg＝880 Ω.
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(4)若此时 B 端与“1”相连，多用电表是量程为 0～2.5 mA 的电流表，则读数为 1.47 mA；若此时 B 端与“3”相连，多用电表是欧姆×100 Ω 挡，则读数为 11×100 Ω ＝1.10×103 Ω；若此时 B 端与“5”相连，多用电表是量程为 0～5 V 的电压表，则 读数为 2.95 V.
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1．(2017·江苏卷) 某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如 图甲所示，继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器 的电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻 约为 20 Ω，热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示.
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(1)欧姆表设计． 将图甲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，如图乙所示．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__________、__________.
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〉〉 视角三 多用电表的应用 [例 3] (2019·全国卷Ⅲ )某同学欲将内阻为 98.5 Ω、量程为 0～100 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(阻值为 14 kΩ)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 500 Ω)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 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．
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(2)由欧姆表表盘的刻度原理可知 Rx＝E(1I－I1g)，代入具体数据．当 I＝25 μA 时， 求得 Rx＝45 kΩ；当 I＝75 μA 时，求得 Rx＝5 kΩ.故 a、b 处的电阻刻度分别为 45 kΩ、 5 kΩ. (3)校准时，应将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向 0 kΩ 处．由 图丙可知，电阻箱接入的阻值为 3×10 kΩ＋5×1 kΩ＋0×100 Ω＋0×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝35 000.0 Ω.
专题六 物理实验 第2讲 电学实验与创新
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高频考点1 多用电表的使用与读数
高考物理二轮课件：电学实验与创新
新，但仍然是基于两个基本的实验原理，即 R
＝UI 和 E＝U 外＋U 内．从考查的形式上看，主要 表现在以下三方面：一是命题由知识立意向能
力立意转变，从机械记忆向分析理解与迁移应
用转变；二是在试题情景设置上多与生产、生
活实际相结合，更注重综合应用能力的考查.
多用电表的使用和读数 【重难提炼】 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．
E．蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)
(1)用如图甲所示的电路进行测量，滑动变阻器应选用________(用字母序号表示)．开关 S 闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端(填“A”“B”或“AB 正中间”)．
(2)按图甲所示电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图． (3)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时 的电阻为________Ω.
(3)调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻 的阻值为________Ω.(保留两位有效数字)
解析：(1)选择开关接 1 时测电流，多用电表为量程是 25 mA 的电流表，其分度值为 0.5 mA， 示数为 17.3 mA.选择开关接 3 时测电压，多用电表为量程 100 V 的电压表，其分度值为 2 V，其示数为 69.0 V. (2)②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为 0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0× 1 Ω＝150 Ω.
高考物理二轮复习专题五实验技能与创新第讲电学实验与创新课件.ppt
回答下列问题： (1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到___b_____(填“a”或“b”)端。 (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线。
热点聚焦
热点一 电表改装与读数、多用电表使用与读数
1．电流表、电压表、欧姆表的对比
仪器 电流表
电压表
欧姆表
极性
量程选择
有正、负极 的电表，电 使指针指在比满偏 流由电表 刻度13多的位置 的正极流
入，负极流 使指针尽量指在表
出
盘的中间位置左右
读数 若最小分度为 1、0.1、0.01 等，需 要估读到最小分度的下一位；如果 最小分度不是 1、0.1、0.01 等，只 需要读到最小分度位即可 取两位有效数字并乘以相应挡位 的倍率
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将 它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题： (1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，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。
答案：如图所示
(2)电阻箱的阻值应取R1＝____1_0_0___Ω，R2＝____2_9_1_0___Ω。(保留到个位) [解析] (1)如图所示。 (2)接a时改装成量程为1mA的电流表，有
答案：
图(b)
(3)由图(b)可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性。当t＝44.0℃时，可得 RT＝__4_5_0______Ω。
(4) 将 RT 握 于 手 心 ， 手 心 温 度 下 R2 的 相 应 读 数 如 图 (c) 所 示 ， 该 读 数 为 __6_2_0_._0______Ω，则手心温度为__3_3_._0______℃。
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第一部分 专题突破
(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙 所示的___H_____位置(选填A、B、C…Q)．
(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为___2_0_0___V.
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第一部分 专题突破
(3)实验中当电压表的示数为4.0 V时，多用电表的指针位置如图甲中的b所示，则 示数为___0_.4_4___mA，则电压表的内阻RV＝__9_._1_×__1_0_3 _Ω(结果保留两位有效数字)．
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第一部分 专题突破
解析 (1)用多用电表欧姆挡测电压表内阻，由于多用电表的内接电源正极接在黑
专题突破
实验与拓展创新
电学实验与创新
第一部分 专题突破
高考热点 命题轨迹 电表改装 多用电表 原理和使 卷Ⅰ 2019·T23 用
情境呈现
(a)
(b)
2017年卷Ⅲ23题
2018年卷Ⅱ22题
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第一部分 专题突破
高考热点 命题轨迹 电表改装 多用电表 原理和使 卷Ⅱ 2018·T22 用
第一部分 专题突破
高考热点 命题轨迹
情境呈现
“描绘特
性曲线 卷Ⅰ 2017·T23
类”实验
2018·T23
(a)
(b)
(c)
2018年卷Ⅰ23题
第2轮 高 考 物 理 二 轮专题 复习电 学实验 与创新 精品pp t课件- PPT执教 课件【 推荐】
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2020年高考物理二轮重点专题整合突破：专题十六：电学实验和创新
2020年高考物理二轮重点专题整合突破专题十六：电学实验与创新专题定位：电学实验通常从实验的基本原理出发，侧重考查数据处理分析的能力和实验设计能力，考查的原理基于两个基本的实验原理，即：①部分电路欧姆定律R ＝UI ，如电阻的测量、电表内阻的测量、电表的改装；②闭合电路欧姆定律E ＝U 内＋U 外及它的演变形式E ＝U 外＋Ir 、E ＝I(R ＋r)、E ＝U 外R (R ＋r)，并结合函数图像进行考查，如测电源电动势和内阻.应考策略：1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验， 抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析.题型一：电表改装、多用电表原理和使用 【知识回扣】1．电流表、电压表、欧姆表的对比2.(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． 3．欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡．【题型突破】1、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R 0(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”)．图(a)(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________、________.图(b)(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.解析：本题考查了欧姆表的改装及电阻箱的读数，考查了学生的实验能力，体现了科学思维中的科学推理素养要素，渗透了实践的价值观念．(1)由题意知改装的欧姆表的中值电阻即内阻为15 kΩ，即R0＋r g＋r＋R＝15 kΩ，故R＝15 kΩ－14 kΩ－98.5 Ω－1.5 Ω＝900 Ω.由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于R2的最大阻值，故只能选用R1.(2)由闭合电路的欧姆定律有：1.5 V＝25 μA×(R a＋15 kΩ)，1.5 V＝75 μA×(R b＋15 kΩ)，解得R a＝45 kΩ，R b＝5 kΩ.(3)红、黑表笔短接，进行欧姆调零．由图得电阻箱的读数为3×10 kΩ＋5×1 kΩ＋0×100 Ω＋0×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝35 000.0 Ω.【答案】(1)连线如图900R1(2)455(3)035 000.02、(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).【答案】(1)D“×10”(2)I＝ER g＋R0＋R x＋r(3)A30 k 2.9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.题型二：以测电阻为核心的实验【知识回扣】1．电流表内接法与外接法的判断方法(1)比值判断法若R VR x<R xR A，应选用内接法；若R VR x>R xR A，应选用外接法．(2)临界值判断法若R x>R A·R V，应选用内接法；若R x< R A·R V，应选用外接法；若R x＝R0，内外接法均可．(3)试触法若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，应采用外接法．2．滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则(1)限流式接法选取原则一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻R x相差不大时，若既不要求较大范围内调节电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法．(2)分压式接法选取原则①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻R x或电路中串联的其他电阻的阻值，即R x≫R0；②要求用电器R x的电流或电压从零开始连续变化；③采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器R x的额定电流，或给定的仪表量程偏小．三条中满足一条，采用分压接法．【题型突破】3、某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表.采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R 1，其阻值约为5 Ω.(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a 或b)、导线②连接________(填c 或d). (2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R 1的阻值为________Ω.(3)已知图乙中R 2与R 1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R 2的边长是R 1的110，若测R 2的阻值，则最优的连线应选________(填选项). A.①连接a ，②连接c B.①连接a ，②连接d C.①连接b ，②连接cD.①连接b ，②连接d 【答案】(1)a d (2)见解析图 4.5(4.4～4.7) (3)B解析：(1)因电压表的内阻远大于待测电阻R 1的阻值，则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法，故测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接a ，导线②连接d ； (2)建立坐标系描点连线如图所示，则R 1＝ΔU ΔI ＝2.60.58Ω≈4.5 Ω；(3)根据电阻定律可得，R ＝ρl dl ＝ρd ，故R 2＝R 1，要测R 2的阻值，与测量R 1一样，最优的连线应①连接a ，②连接d ，选项B 正确.4、为测量某金属丝的电阻率，某同学设计了如图(a)所示的实验电路．请完成下列实验相关内容：(1)为粗测金属丝的总电阻值，该同学用如图(b)所示的多用电表在连接好的电路上进行测量：①机械调零后将选择开关拨到“×1 Ω”挡；②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使________________________；③____________________，将红表笔接在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如图(c)，则金属丝总电阻值R0＝________ Ω.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(d)所示，则金属丝直径d＝________ mm.(3)闭合开关S，保持电流表示数不变，改变并记录电阻箱的阻值R和对应接入电路中电阻丝长度L的数据．在R－L图线上描点连线，作出R－L的图线如图(e)．(4)根据测得金属丝的直径d及R－L图线，求得金属丝的电阻率ρ＝________.(计算结果保留三位有效数字) 【答案】(1)②指针指在0 Ω处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)③断开开关S，取下线夹(或断开开关S，将线夹夹到Q端)5(2)0.360(0.358～0.362均可)(4)1.02×10－6Ω·m解析：(1)②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)；③断开开关S，取下线夹，将红表笔接在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如题图(c)，则金属丝总电阻值R0＝5 Ω.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，则金属丝直径d＝0．01 mm×36.0＝0.360 mm.(4)电流表的示数不变，则电路中总电阻为定值，设为k ，则R ＋ρL 14πd 2＝k ，解得R ＝k －4ρπd 2L ，由图像可得：4ρπd 2＝50.5＝10，解得ρ＝1.02×10－6 Ω·m. 题型三：以测电源电动势和内阻为核心的电学实验【知识回扣】1．测电源电动势和内阻的三种方法方法 原理图数据处理用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量测出两组U 、I 值，根据E ＝U ＋Ir ，通过计算或利用图像法处理数据用电流表、电阻箱测量测出两组I 、R 值，根据E ＝I(R ＋r)通过计算或利用图像处理数据用电压表、电阻箱测量测出两组U 、R 值，根据E ＝U＋URr ，通过计算或利用图像法处理数据2.“测电源电动势和内阻”实验数据处理方法 本实验在利用图像处理数据时，要明确：(1)如图所示图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I 增大时，路端电压U 将随之减小，U 与I 成线性关系，U ＝E Ir.(2)电阻的伏安特性曲线中，U 与I 成正比，前提是R 保持一定，而这里的U I 图线中，E 、r 不变，外电阻R 改变，正是R 的变化，才有I 和U 的变化．(3)将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电源电动势E ，横轴截距点(路端电压U ＝0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流Er.(4)图线斜率的绝对值表示电源内阻，由于r 一般很小，故得到的图线斜率的绝对值就较小．为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r 时选取直线上相距较远的两点求得．【题型突破】5、现有一种特殊的电池，它的电动势E 为9 V 左右，内阻r 大约为40 Ω，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V ，内阻为20 kΩ，R 1为电阻箱，阻值范围0～999 Ω，R 0为定值电阻．(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻 A ．100 Ω B ．1 000 Ω C ．2 000 ΩD ．20 000 Ω为使实验能顺利进行，R 0应选________(填字母序号)．(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记录多组数据，作出了如图所示的图线．根据图线可求得该电池电动势E 为________ V ，内阻r 为________ Ω.【答案】(1)D (2)10 41.7解析：(2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍， 在闭合电路中，E ＝U 外＋Ir ＝2U ＋2U R 1r ，则1U ＝2E ＋2r E ·1R 1，由图像可知，图像截距b ＝2E ＝0.2，斜率k ＝2rE ＝Δ1U Δ1R 1＝1.2－0.20.12≈8.33，则电源电动势E ＝10 V ，r≈41.7 Ω.6、在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．(1)甲同学按图甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是______________．由电压表读数U 和电流表读数I ，画出U －I 图线如图乙所示，可得电源的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω.(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示．由电压表的读数U 和电流表的读数I ，画出U －I 图线如图丙所示．乙同学分析了图像出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω.(结果保留2位有效数字) 【答案】(1)保护电路 2.8 0.60 (2)3.0 0.50解析：(1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U ＝E －Ir 可知，图像与纵轴的交点表示电源电动势，故E ＝2.8 V ，图像的斜率表示内电阻：r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2.8－1.60－2.0 Ω＝0.60 Ω. (2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图像，则由图像可知，当电压为2.5 V 时，电流为0.5 A ，此时两部分电阻相等，则总电流为I 1＝1 A ；而当电压为2.4 V 时，电流分别对应0.33 A 和0.87 A ，则说明当电压为2.4 V 时，干路电流为I 2＝(0.33＋0.87 A)＝1.2 A ；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5＝E －r,2.4＝E －1.2r 解得：E ＝3.0 V ，r ＝0.50 Ω.题型四：电学创新实验7、某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用多用电表粗测得知它的电动势E 约为3 V ，内阻r 约为40 Ω，若该电池允许输出的最大电流为20 mA ，为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材：A ．待测电池B ．电压表V ：量程0～15 V ，内阻R V ≈15 kΩC ．电流表A ：量程0～1 mA ，内阻R A ＝38 ΩD ．电阻箱R ：0～999.9 ΩE ．定值电阻R 1＝2 ΩF ．定值电阻R 2＝19 ΩG ．定值电阻R 3＝72 ΩH ．定值电阻R 4＝108 ΩI ．开关、导线若干(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R 0应选择器材中的________(填写器材前的选项字母)． (2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整，并在电路中注明所选器材的符号．(3)将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关．(4)调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R 和所选电表的读数x ，电表读数用国际单位制单位(A 或V)． (5)重复步骤(4)获得多组R 和x 的值． (6)断开开关，整理器材．(7)根据所得数据在1x－R 坐标系中描点连线，如图乙所示．根据图线可求得该电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.(结果均保留一位小数) 【答案】(1)H (2)如图所示 (7)3.2 42.1解析：(1)保护电阻R 0的阻值R 0＝EI m－r ＝110 Ω，接近108 Ω，故选H.(2)由于电压表量程太大，故不采用；电流表量程太小，必须扩大量程，根据电表改装原理，应给电流表并联一定值电阻，R ＝I A R AI m －I A＝2 Ω，故并联电阻R 1；电路如答案图．(7)根据闭合电路欧姆定律，有E ＝20x(R 0＋r ＋R ＋R 并)，其中R 并为电流表内阻与R 1的并联值，大小为1.9 Ω，整理可得1x ＝20E (R 0＋r ＋R 并)＋20E R ，结合图像可知斜率k ＝20/E ，截距20E (R 0＋r ＋r 并)＝950 A －1，联立可得E＝3.2 V ，r ＝42.1 Ω.8、某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻．A ．待测电压表(量程0～3 V ，内阻为几千欧)B ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.1 Ω)C ．电池组(电动势约3 V ，内阻可忽略)D ．滑动变阻器R 0E ．电阻箱R(0～9 999 Ω)F ．开关和导线若干(1)图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是________； A ．R 0阻值较小B ．电流表存在内阻C ．电压表无法准确读数D ．电流表无法准确读数(2)同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值为R ，电压表的示数为U ，为了根据图像能求得电压表的内阻，应该作________图线⎝⎛⎭⎫选填“1U －R”“U －R”“U －1R ”； (3)请根据你选择的坐标轴对应的物理量和表的数据，在坐标图中标上合适的标度并作出相应图线；(4)根据你所画出的图线，求出电源的电动势E ＝________ V ，电压表内阻RV ＝________ kΩ(保留两位有效数字)．【答案】(1)D (2)1U －R(3)如图所示解析：(1)电流表与电压表串联时，电压表内阻特别大，电路中电流很小，D 正确． (2)根据闭合电路欧姆定律可知E ＝U ＋U R V R ，整理得1U ＝1ER V R ＋1E ，故应该作1U －R 图线．(4)由(2)可知，图线斜率k ＝1ER V ，纵截距b ＝1E ，读图可得k ＝0.88－0.405－0.6V －1·kΩ－1≈0.11 V －1·kΩ－1，b ＝0.33 V －1，则电源电动势E ＝1b ≈3.0 V ，电压表内阻R V ＝1Ek≈3.0 kΩ.(4)3.0(2.8～3.2) 3.0(2.8～3.5)。
2020新课标高考物理二轮总复习专题限时训练：1-6-2 电学实验与创新+Word版含解析【品优教学】
专题限时训练1．为了测量一精密金属丝的电阻率，先用多用电表“×1”挡粗测其电阻为________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为________mm，游标卡尺测其长度是________mm.答案：6.0 2.09536.22．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可用的器材有：微安表头(量程0～100 μA，内阻为900 Ω)；电阻箱R1(阻值0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值0～99 999.9Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为0～1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为0～3 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R1和R2，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R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)答案：(1)见解析(2)100 2 910解析：(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示：改装电流表需要并联一个电阻，要改装0～1 mA的电流表需要并联的电阻R并＝I g R g I－I g ＝0.1×9001－0.1＝100 Ω，所以选用与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为R′＝90 Ω要改装成0～3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R串＝U－U AI＝3－0.091×10－3＝2 910 Ω.3．某实验小组在探究一种合金丝的导电性能的实验中：(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径时，刻度情况如图甲所示，则金属丝的直径d ＝________mm.(2)用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB连入电路的电阻时，表盘示数如图乙所示，则合金丝的电阻R约为__________Ω.(3)现用伏安法进一步精确测量合金丝的电阻，要求测量范围尽可能大一些，请在丙图中用笔划线代替导线完成电路的连接(已知实验所用的电压表内阻约为30 kΩ，电流表内阻约为2 Ω)．(4)用以上电路测得的合金丝的电阻值与其真实值相比，总有R测________R真(填“＞”“＝”或“＜”)，造成此误差的原因是____________________．答案：(1)0.695(0.692～0.696均可)(2)110(3)如图所示(4)＜电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”，表达意思正确即可)解析：(1)金属丝的直径d＝0.5 mm＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm；(2)合金丝的电阻R约为11 Ω×10＝110 Ω；(3)因R VR x＞R xR A，故采用电流表外接法；滑动变阻器用分压电路，电路连接图见答案．(4)因为此测量电路中电流表的读数大于实际通过电阻的电流，故测量值偏小，即R测＜R真，造成此误差的原因是电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”)．4．(2018·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位置，闭合S 1；(3)将开关S 2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表的示数U 1；然后将S 2掷于2端，记下此时电压表的示数U 2；(4)待测电阻阻值的表达式R x ＝____________(用R 0、U 1、U 2表示)； (5)重复步骤(3)，得到如下数据：1 2 3 4 5 U 1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U 2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 U 2U 13.443.433.393.403.39(6)利用上述5x ) 答案：(1)如图所示：(4)(U 2U 1－1)R 0 (6)48.2解析：开关S 2掷于1端，由欧姆定律可得通过R x 的电流I ＝U 1R 0，将开关S 2掷于2端，R 0和R x 串联电路电压为U 2，R x 两端电压为U ＝U 2－U 1，由欧姆定律可得待测电阻阻值R x ＝U I ＝U 2－U 1U 1R 0＝(U 2U 1－1)R 0.5次测量所得的平均值，(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)×15＝3.41，代入R x ＝(U 2U1－1)R0＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω.5．某实验小组的同学在利用如图甲所示的电路来探究小灯泡的发光功率，回答下列问题：(1)首先将滑动变阻器的滑片置于最__________(填“左”或“右”)端，然后将开关闭合，进行小灯泡发光功率的探究；(2)在探究过程中电压表的示数突然变为零，如果用多用电表来测量小灯泡两端的电压，将多用电表调至合适的电压挡位，如图乙所示，多用电表的黑表笔与__________(填“a”或“b”)点相接触；(3)如果按步骤(2)将电路连接好后，将开关闭合，但发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，多用电表指针都不偏转；如果将多用电表接在图甲中的a点与c点之间，无论如何移动滑动变阻器的滑片，多用电表指针仍不发生偏转；如果将多用电表接在图甲中的a点与d点之间，多用电表的示数如图乙所示，则该读数为__________，由以上的分析可确定出现的电路故障为__________；(4)多用电表使用结束后，A、B同学分别将选择开关置于图丙中所示的位置，则正确的是________．答案：(1)左(2)b(3)2.00 V c、d两点间断路(4)B同学6．(2019·滨州二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了如下器材：A．小灯泡(3 V,1.8 W)B．电压表(量程0～3 V，内阻约为20 kΩ)C．电流表(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)D．滑动变阻器(0～10 Ω，2 A)E．电源(电动势为3 V，内阻不计)F．开关及导线若干，坐标纸实验中要求小灯泡上的电压从零开始测量尽可能准确，调节测量多组对应的U、I值．如图甲所示，一组同学已经完成导线的连接．(1)如图甲连接好电路，不闭合开关，滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数________(填“为零”“不为零”)．(2)在图甲中闭合开关，滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程中灯泡亮度的变化情况是________．(3)指出图甲中该组同学连接错误的两条导线______(填导线编号)．(4)图乙中a图线是改正后描出的灯泡U－I图线，图乙中b图线是另一个电源路端电压U与电源电流I的图线．如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路，该灯泡消耗的电功率为________W；如果将这样的两个灯泡串联接在该电源上，则每个灯泡消耗的电功率为________W．(结果均保留两位小数)答案：(1)不为零(2)先变暗再变亮(3)5、6(4)1.050.44解析：(1)由实物电路图可知，开关不能控制分压电路的闭合和断开，开关断开时，滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数不为零．(2)由实物电路图可知，闭合开关，滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，当滑动触头到达左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡两端电压增大，灯泡实际功率增大，灯泡变亮．(3)描绘灯泡伏安特性曲线的实验中滑动变阻器应采用分压式接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，所以连线5、6接法错误；(4)由题图乙所示数据可知，灯泡两端电压为2.1 V ，流过灯泡的电流为0.5 A ，灯泡实际功率为：P ＝UI ＝2.1×0.5＝1.05 W ，由题图乙所示图线可知电源电动势为E ＝3.0 V ，电源内阻为：r ＝ΔU ΔI ＝3.0－2.10.5 Ω＝1.80 Ω，当两灯泡串联，设每个灯泡两端的电压为U ，流过每一个灯泡的电流为I ，则U ＝E 2－r2I ＝1.5－0.9I ，在灯泡U －I 图象坐标系中作出U ＝1.5－0.9I 的图线如图所示：由图可知此时灯泡两端电压为1.2 V ，通过灯泡的电流为0.38 A ，则灯泡的功率为P ＝UI ＝0.38×1.16≈0.44 W7．小明利用如图甲所示的电路，完成了对电动势约为1.5 V 、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定，其中R 为电阻箱，R 0为阻值为150 Ω的定值电阻．小明连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以电压的倒数1U 为纵坐标、电阻箱的阻值R 为横坐标，把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．(1)如果电源的电动势用E表示、电源的内阻用r表示，则1U关于R的表达式应为______________．(用E、r、R0表示)(2)请在图乙所示的坐标系中画出图线，并根据画出的图线求出该图线的斜率k ＝________V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b＝________V－1(结果保留两位有效数字)．(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源的电动势E＝________V，内阻r ＝__________Ω(结果保留三位有效数字)．答案：(1)1U＝1ER0R＋R0＋rER0(2)如图所示0.004 40．70(3)1.529.09解析：(1)由闭合电路欧姆定律得UR0＝ER0＋R＋r，解得1U＝1ER0R＋R0＋rER0；(2)将明显错误的点舍掉，画线时应使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀地分布在直线的两侧，如图所示(见答案)；由图可知，斜率k＝0.004 4 V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b＝0.70 V－1；(3)由1U＝1ER0R＋R0＋rER0得，k＝1ER0，b ＝R 0＋rER 0，又R 0＝150 Ω，解得E ＝1.52 V ，r ＝9.09 Ω.。
(课标版)2020高考物理二轮复习专题14电学实验与创新课件
回答下列问题： (1)在上图虚线框内画出电路图并标出R1和R2，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．
答案：见解析图
(2)电阻箱的阻值应取R1＝ 100 Ω，R2＝ 2910 Ω.(保 留到个位)
第十四讲 电学实验与创新
热点一 电学仪表的读数与使用
强化学思知能
学有所思，思有深度
一、电流表、电压表、欧姆表的对比
二、多用电表的使用“三注意” 1．电流的流向 由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电 表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出， 所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔， 负极接的是红表笔． 2．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．
(3)利用标准电压表V1对电压表V2进行校对时，滑动变阻器 应选用分压接法，实验电路图如图所示．(图中V1、V2位置调 换也正确)
(4)电压表V1的示数是9.00 V，电压表V2的示数是10.00 V， 电压表V2的内阻为9 kΩ，根据分压关系可得应给V2表串联 1 000 Ω的电阻．
Hale Waihona Puke 2．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R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．
Rg 1 500
多用电表中欧姆挡的使用总结 1欧姆表测量电阻，换挡时一定要使红、黑表笔短接， 重新调零，欧姆表红、黑表笔短接调零是使指针指欧姆表刻度 的“0”. 2欧姆表测量电阻读数时一定要将读数乘以所选的倍率. 3欧姆表内阻阻值是指表内电池内阻、电流表内阻、调 零电阻等的阻值之和，大小等于测量电阻的欧姆表指针指在刻 度盘正中央时被测电阻的阻值.
2020版江苏省高考物理二轮专题复习讲义：专题七 2 第2讲 电学实验与创新
第2讲 电学实验与创新本部分在高考试题中每年都出现，实验原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点. 在备考过程中要：(1)掌握基本仪器的原理和使用；(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式；(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等．涉及电源电动势和内阻的实验、电路故障分析、实物图的连接是实验命题的重点．热点题型一 练习使用多用电表(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 mAB ．21 mAC ．25 mAD ．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 ＝________．[详细分析] (1)量程为250 μA 的微安表改装成量程为20 mA 的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线．(2)当标准毫安表示数为16.0 mA 时，对应的微安表读数为160 μA ，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25 mA ，选项C 正确．(3)当标准毫安表示数为16.0 mA 时，对应的微安表读数应为200 μA ，而实际测量时微安表读数为160 μA ，实际测量时微安表读数偏小，若R 值计算无误，而微安表内阻测量错误，则说明微安表实际内阻大于1 200 Ω，选项A 正确，B 错误；若微安表内阻测量无误，而R 值计算错误，则并联接入的电阻的阻值偏小，R 的分流较大，导致微安表中电流较小，选项C 正确，D 错误．(4)预期目的是将量程为250 μA 的微安表改装成量程为20 mA 的电流表，量程扩大80倍，根据并联电路规律有I g R g ＝79I g kR ；当标准毫安表示数为16.0 mA 时，对应的微安表读数为160μA ，量程扩大了100倍，根据并联电路规律有I g R g ＝99I g R ；联立解得k ＝9979. [答案] (1)连线如图所示 (2)C (3)AC (4)9979多用电表测电阻的“五步”“一注意”(1)多用电表测电阻的五步骤①选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω，就应该选“×10”的倍率．②进行欧姆调零．③将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量．④读出指针示数乘以倍率，得测量值．⑤测量结束后，将选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡．(2)多用电表测电阻的注意点：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量．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“R 1”或“R 2”)．(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________k Ω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.详细分析：(1)由题知当两表笔间接入15 k Ω的电阻时，电流表示数为50 μA ，由闭合电路欧姆定律有I g 2＝E R g ＋r ＋R x ＋R 0＋R，代入数据解得R ＝900 Ω，所以滑动变阻器选择R 1. (2)欧姆表的内阻R ′g ＝R g ＋r ＋R 0＋R ＝15 k Ω，当电流为25 μA 时有I g 4＝E R ′g ＋R ′x ⇒R ′x ＝3R x ＝45 k Ω；当电流为75 μA 时有3I g 4＝E R ′g ＋R ″x ⇒R ″x ＝13R x ＝5 k Ω.(3)红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0处．题图(c)中电阻箱读数为35 000.0 Ω.答案：(1)如图所示 900 R 1 (2)45 5(3)0 35 000.0热点题型二 描绘小灯泡的伏安特性曲线(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．(2)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)[详细分析](1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E′0(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为P min＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为P max＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W.[答案](1)实验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.39 1.17描绘小灯泡的伏安特性曲线电路的连接方式(1)电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V，0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．(2)滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化． 2.(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)．详细分析：(1)实验中硅二极管与定值电阻R 0串联，由欧姆定律可知，定值电阻两端电压U 1＝IR 0 ＝50.0 μA ×100 Ω＝5.00 mV ；由图(b)可知，当控温炉内温度升高时，硅二极管两端电压减小，又图(b)对应的电流恒为50.0 μA ，可知硅二极管的正向电阻变小，由“串反”规律可知，定值电阻R 0两端电压增大，即电压表V 1示数增大，应增大滑动变阻器接入电路的阻值以减小电路中的电流，从而使电压表V 1示数保持不变，故应将R 的滑片向B 端移动．(2)由图(b)可知⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU Δt ＝0.44－0.3080－30 V/℃＝2.8×10－3 V/℃. 答案：(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8热点题型四 决定导线的因素(2019·高考江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______(选填“A ”“B ”或“C ”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．(2)选择电阻丝______(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图2甲中R x 为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置．图2 (4)为测量R x ，利用图2甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U 1和电流I 1的值，作出的U 1－I 1关系图象如图3所示．接着，将电压表改接在a 、b 两端，测得5组电压U 2和电流I 2的值，数据见下表：22(5)由此，可求得电阻丝的R x ＝______Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．[详细分析] (1)A 起固定作用，便于读数；B 为粗调，调节B 使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C ，C 起微调作用．(2)电阻丝电阻R ＝ρL S，测量一段电阻丝的电阻，S 为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差．(4)把U 2和I 2的数据在方格纸中描点连线，如答案图2所示．(5)结合题图3中图线的斜率可知R 0＋R x ＋R A ＝49.0 Ω，R 0＋R A ＝25.5 Ω，解得R x ＝23.5 Ω.[答案] (1)C (2)不同 (3)如图1所示 (4)如图2所示 (5)23.5(23.0～24.0都算对)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：分别算出各次的数值，再取平均值．①用R x＝UI②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．3.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)．详细分析：(1)电源电动势约为4.5 V ，被测金属丝电阻约为6 Ω，干路中的最大电流约为0.75 A ，故电流表选A 1，电压表选V 1，滑动变阻器R 1 的最大允许电流0.2 A 太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R 2.(2)待测金属丝电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示．(3)由R ＝U I 及R ＝ρl S ，又S ＝π⎝⎛⎭⎫d 22＝πd 24，得ρ＝RS l ＝U I ·πd 24l ＝U πd 24Il. 答案：(1)A 1 V 1 R 2 (2)见解+析图 (3)U πd 24Il热点题型四 测量电源的电动势和内阻(2018·高考江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处①______________；②______________．(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ，以及计算的1I数据见下表：根据表中数据，在方格纸上作出R －1I关系图象．由图象可计算出该干电池的电动势为________V ；内阻为________Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A 时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池的电动势应为________V ；内阻应为________Ω.[详细分析] (1)在连接电路前，首先要断开开关，电路中串联的电阻箱或滑动变阻器阻值要调节到最大，所以操作中存在的不足之处是：①开关未断开；②电阻箱阻值为零．(2)根据测量得到的数据，利用描点法先在坐标图中画出数据点，然后用直尺过尽可能多的点画出倾斜的直线，如图所示．对图甲，利用闭合电路欧姆定律，可得E ＝I (R ＋r )，变化成R ＝E ·1I －r ，对照作出的R －1I 图象，可知R －1I图象的斜率等于电池的电动势，可得E ＝1.4 V ；R －1I图象在纵轴的截距的绝对值等于电池的内阻，可得r ＝1.2 Ω. (3)根据电压表的读数规则，图丙中电压表读数U ＝66 mV ，由题述知I ＝0.33 A ，根据欧姆定律可得电流表内阻R A ＝U I＝0.2 Ω.对图甲，考虑到电流表内阻，利用闭合电路欧姆定律，可得E ＝I (R ＋r ＋R A )，变化成R ＝E ·1I －(r ＋R A )，对照作出的R －1I 图象，可知R －1I图象的斜率等于电池的电动势，可得E ＝1.4 V ；R －1I图象在纵轴的截距的绝对值等于电池的内阻与电流表内阻之和，可得电池的内阻为1.0 Ω.[答案] (1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零 (2)如图所示 1.4(1.30～1.44都算对)1.2(1.0～1.4都算对) (3)1.4[结果与(2)问第一个空格一致] 1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2]用实验数据求E 、r 的处理方法(1)列方程求解：由U ＝E －Ir 得⎩⎪⎨⎪⎧U 1＝E －I 1rU 2＝E －I 2r，解得E 、r . (2)用作图法处理数据，如图所示．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 |.4.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.详细分析：(1)因为一节干电池的电动势为1.5伏左右，故电压表选择D ；通过电源的电流不超过0.6 A ，因B 电流表的内阻已知，故电流表选择B ，滑动变阻器选择F.(2)因电流表内阻已知，故实验电路图应选择图中的甲．(3)电池的电动势E ＝1.5 V ，内电阻r ＝ΔU ΔI－R A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1.5－1.00.5－0.3 Ω＝0.7 Ω. 答案：(1)B D F (2)甲 (3)1.5 0.7热点题型五 创新实验(2018·高考全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T ，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E (6 V ，内阻可忽略)；电压表V(量程150 mV)；定值电阻R 0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R 2(阻值范围0～999.9 Ω)；单刀开关S 1，单刀双掷开关S 2.实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t 升至80.0 ℃.将S 2与1端接通，闭合S 1，调节R 1的滑片位置，使电压表读数为某一值U 0；保持R 1的滑片位置不变，将R 2置于最大值，将S 2与2端接通，调节R 2，使电压表读数仍为U 0；断开S 1，记下此时R 2的读数．逐步降低温控室的温度t ，得到相应温度下R 2的阻值，直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R 2－t 数据见下表．(1)在闭合S 1前，图(a)中R 1的滑片应移动到________(填“a ”或“b ”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R 2－t 曲线；图(a)图(b)图(c)(3)由图(b)可得到R T在25～80 ℃范围内的温度特性．当t＝44.0 ℃时，可得R T＝________Ω；(4)将R T握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃.[详细分析](1)题图(a)的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合S1前，R1应该调节到接入电路部分的阻值最大，使电路中电流最小，即题图(a)中R1的滑片应移到b端．(2)将t＝60 ℃和t＝70 ℃对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2－t曲线．(3)根据题述实验过程可知，测量的R2的数据等于对应的热敏电阻R T的阻值．由画出的R2－t曲线可知，当t＝44.0 ℃时，对应的R T＝450 Ω.(4)由画出的R2－t曲线可知，当R T＝620.0 Ω时，手心温度t＝33.0 ℃.[答案](1)b(2)如图(3)450(4)620.033.05. (2019·扬州模拟)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______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________.详细分析：(1)用平滑的曲线将各点相连，如图1所示；图I－U图象中图线的斜率表示电阻的倒数，故由图1可知，随着电压升高，电阻越来越大．(2)同理作出图象如图2所示，由图2可知，电阻基本保持不变．(3)由两I－U图象可知，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(建议用时：60分钟)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R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(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R1和R2，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R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(保留到个位)详细分析：(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 g I＝2 910 Ω. 答案：(1)如图所示 (2)100 2 9102．(2019·徐州模拟)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”)．详细分析：(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)详细分析：(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 GR 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 GI 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＝1.10×103 Ω；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 ＝2.95 V.答案：(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10×103 Ω 2.95 V4．(2019·镇江检测)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________．详细分析：(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R 1＝U 1I 1＝0.270.10 Ω＝2.7 Ω；②③为同一组数据，故得到的电阻为R 2＝U 2I 2＝2.000.24Ω≈8.3 Ω.答案：(1)10 (2)见解+析图 (3)0.10 A 0.24 A 2．00 V 0.27 V 2.7 Ω 8.3 Ω。
高考物理二轮突破课件1-6-2电学实验
解析：(1)用欧姆表“×10”挡测电阻时，指针几乎满偏，
基 说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A 项正确，B 项错误；要
础
记 忆
进一步测量应换用“×1”挡，欧姆调零后再进行测量．(2)实验
中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采用限流接法，用两个电流
提 能
专
计和两个定值电阻改装成一个量程 U＝Ig(Rg＋R1)＝3 V 的电压 训
2.控制电路的选择
基
优先选用限流式．
础
记 忆
以下情况考虑分压式：
(1)要求待测电路的 U、I 从 0 变化；
提 能
专
(2)R 滑≪Rx；
训
热 点 盘
(3)选用限流式时，Ux、Ix 过大(超过电表量程，烧杯电表、
点 电源或用电器等)或 Ux、Ix 过小(最大值不超过电表满量程的13，
读数误差大)．
[二轮备考讲义] 第一部分 专题六 第2讲 第13页
础
记 忆
②如果是用直流 25 mA 挡测量电流，则读数为______mA；
③如果是用直流 10 V 挡测量电压，则读数为________V.
提 能
专
训
热 点 盘 点
[二轮备考讲义] 第一部分 专题六 第2讲 第24页
名师伴你行 ·高考二轮复习 ·物理
答案：(1)1.240 1.685(1.683～1.687 都对) (2)①220 ② 基 10.0 ③4.0
基 多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是
础
记 忆
________(填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)．
提 能 专 训
热 点 盘 点
[二轮备考讲义] 第一部分 专题六 第2讲 第17页
2020浙江高考物理二轮讲义：专题六第二讲 电学实验与创新
第二讲 电学实验与创新知识内容考试要求备考指津1.测绘小灯泡的伏安特性曲线2.探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系3.练习使用多用电表4.测定电池的电动势和内阻近几年高考物理电学实验的考查不断推陈出新，但仍然是基于两个基本的实验原理，即R ＝和E ＝U 外＋U 内．从考查的形式上U I 看，主要表现在以下三方面：一是命题由知识立意向能力立意转变，从机械记忆向分析理解与迁移应用转变；二是在试题情景设置上多与生产、生活实际相结合，更注重综合应用能力的考查. 多用电表的使用和读数 【重难提炼】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．欧姆表刻度不均匀的原因：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＝，此时中值电阻R 中＝R g ＋R 0＋r ，当两表笔接入电阻R xERg ＋R 0＋r 时I ＝，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ERg ＋R 0＋r ＋R x 均匀． (2019·绍兴高三适应性)在“练习使用多用电表”实验中．(1)某同学欲测一节干电池的电压，下述操作正确的是________(填字母)．A ．欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B ．机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C ．选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D ．选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置(选填A 、B 、C 、…、Q 字母)．(3)经过正确操作后，电表指针如图丙所示，则插座的电压为________V.[解析] (1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B 正确，ACD 错误．(2)甲所示插座的电压为220 V 交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的H 位置．(3)根据电表指针可知，插座的电压为U ＝200 V.[答案] (1)B (2)H (3)200多用电表测电阻的步骤和注意事项(1)使用步骤①选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选“×10”的倍率，使指针的偏转角度在满偏到满偏之间为测量值误差较小；1323②进行欧姆调零；③将红黑表笔接被测电阻两端进行测量；④将指针示数乘以倍率，得测量值；⑤测量结束后，将选择开关扳到“OFF ”或交流电压最高挡．(2)注意事项①改换倍率必须重新进行欧姆调零；②通过选择合适倍率，指针指在刻度盘中间附近，误差较小；③测量电阻时，手不可接触表笔的金属杆部分；④测量电阻时被测元件要与电源断开． 【突破训练】1．某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻R g ＝5 Ω、满偏电流I g ＝25 mA ，当选择开关接3时为量程100 V 的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________．(保留三位有效数字)(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节R 1的阻值使电表指针满偏．②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C 处，此时电阻箱的示数如图丙，则C 处刻度应为________Ω. ③计算得到多用电表内电池的电动势为________V ．(保留两位有效数字)(3)调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流，多用电表为量程是25 mA 的电流表，其分度值为0.5 mA ，示数为17.3 mA.选择开关接3时测电压，多用电表为量程100 V 的电压表，其分度值为2 V ，其示数为69.0 V.(2)②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω.③指针指在C 处时，电流表示数为12.5 mA ＝12.5×10－3 A ，C 处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E ＝I ·2R ＝12.5×10－3×2×150 V ≈3.8 V.(3)根据第(1)问可知，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为17.3 mA ，而表内电池的电动势为E ＝3.8 V ，表内总电阻为150 Ω，所以待测电阻的阻值R ＝ Ω－150 Ω≈70 Ω.3.817.3×10－3答案：(1)17.3 mA(17.2～17.5 mA 均正确) 69.0 V(68.8～69.2 V 均正确) (2)②150 ③3.8 (3)70 以测电阻为核心的电学实验 【重难提炼】1．电流表内接法与外接法的判断方法(1)比值判断法：若＜，R x 为大电阻，内接法误差小，应选用内接法；若＞，R x RV Rx Rx RA RV Rx Rx RA 为小电阻，外接法误差小，应选用外接法．(2)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较及的大小时，可采R V Rx RxR A 用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定．2．滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则(1)限流式接法选取原则一般在滑动变阻器总电阻R 0与用电器电阻R x 相差不大时，若既不要求较大范围内调节电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法．(2)分压式接法选取原则①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻R x或电路中串联的其他电阻的阻值，即R x≫R0；②要求用电器R x的电流或电压从零开始连续变化；③采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器R x的额定电流，或给定的仪表量程偏小．三条中满足一条，采用分压接法． 现要用伏安法描绘一只小灯泡的I－U图线，已知小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡正常工作时的功率小于0.7 W．有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)C．滑动变阻器(10 Ω，2 A)D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)用如图甲所示的电路进行测量，滑动变阻器应选用________(用字母序号表示)．开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端(填“A”“B”或“AB正中间”)．(2)按图甲所示电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图．(3)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.[解析] (1)因描绘小灯泡的I－U图线采用滑动变阻器分压式连接，滑动变阻器应选用小电阻值的，故应选用变阻器C；开关闭合前，为了保护电表和小灯泡，应使测量电路部分的电压为零，即将滑片置于A端．(2)实物连接如图所示．因为灯泡的额定电压为2.5 V ，由图甲知，电压表量程应选0～3V ，由I ＝知流经灯泡的电流约为I ≈＝ A ＜0.3 A ，所以电流表的量程应选0～0.6 A.P U P U 0.72.5(3)由I －U 关系图象可以读出，当小灯泡的电压为2.5 V 时，其电流I ＝0.25 A ，由R ＝可得，小灯泡正常发光时的电阻R ＝10 Ω.U I [答案] (1)C A (2)见解析图 (3)10在连实物图时的注意事项(1)各导线都应接在接线柱上．(2)不应在导线中间出现分叉，且导线不能跨过仪器．(3)连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错．(4)开关要控制整个电路． 【突破训练】2．在“描绘标有‘9 V 5 W ’小灯泡伏安特性曲线”的实验中，要求测量从0 V 到9.0 V 的电压下通过小灯泡的电流，实验室提供了下列器材A ．电流表A 1(量程100 mA ，内阻1 Ω)B ．电流表A 2(量程0.6 A ，内阻0.3 Ω)C ．电压表V 1(量程3.0 V ，内阻3 k Ω)D ．电压表V 2(量程15.0 V ，内阻10 k Ω)E ．滑动变阻器R 1(最大阻值为50 Ω)F ．滑动变阻器R 2(最大阻值为500 Ω)G ．电源E (电动势15 V ，内阻忽略)H ．电键、导线若干(1)为了提高测量准确度和有效性，应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)电流表________；电压表________；滑动变阻器________．(2)在下图给出的测量电路中，最合理的是________．解析：(1)因为灯泡的额定电压为9 V ，故电压表应选V 2；额定电流约为0.56 A ，故电流表应选A 2，滑动变阻器采用分压式接法，应该选择最大阻值较小的，有利于数据的测量，故选R 1.(2)要求测量从0 V 到9.0 V 的电压下通过小灯泡的电流，所以应采用分压式接法．由于灯泡电阻更接近电流表内阻，所以采用电流表外接法．故选B.答案：(1)B D E (2)B 以测电动势和内阻为核心的电学实验 【重难提炼】测电源电动势和内阻的三种常用方法方法原理图数据处理用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量测出两组U 、I 值，根据E ＝U ＋Ir ，通过计算或利用图象法处理数据用电流表、电阻箱测量测出两组I 、R 值，根据E ＝I (R ＋r )通过计算或利用图象法处理数据用电压表、电阻箱测量测出两组U 、R 值，根据E ＝U ＋r ，通过计算或利用UR 图象法处理数据 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V ，内阻约2 Ω)，保护电阻R 1(阻值10 Ω)和R 2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R ，电流表A ，电压表V ，开关S ，导线若干．实验主要步骤：①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U 和相应电流表的示数I ；③以U 为纵坐标，I 为横坐标，作U －I 图线(U 、I 都用国际单位)；④求出U －I 图线斜率的绝对值k 和在横轴上的截距a .回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A ．电压表(0～3 V ，内阻约15 kΩ)B ．电压表(0～3 V ，内阻约3 k Ω)C ．电流表(0～200 mA ，内阻约2 Ω)D ．电流表(0～30 mA ，内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A ．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B ．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C ．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D ．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k 、a 、R 1和R 2表示待测电源的电动势E 和内阻r 的表达式E ＝________，r ＝________，代入数值可得E 和r 的测量值．[解析] (1)测电源的电动势和内阻的原理为闭合电路的欧姆定律，即U ＝E －Ir ，I 是电路中的总电流，实际测量时电压表的分流作用会引起系统误差，为了减小系统误差，应选用内阻较大的电压表，即选A ；由于电路中的最大电流约为I ＝＝ A ≈0.176 E r ＋R 1＋R 232＋10＋5A ＝176 mA ，应选C.(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明滑动过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，因此说明一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，C 项正确．(3)图象斜率绝对值k ＝r ＋R 2，图象与横轴的截距为电压表短路时的电流，即a ＝，因此电源的内阻r ＝k －R 2，电源的电动势E ＝ka .Er ＋R 2[答案] (1)A C (2)C (3)ak k －R 2两种数据处理方法：联立方程求解法和图象处理法，对伏安法利用电源的U －I 图象求电动势和内阻；对伏阻法和安阻法需对闭合电路欧姆定律方程E ＝U 和E ＝I (R ＋r )适当(1＋r R )变形作线性处理，并利用直线方程的截距和斜率求电动势或内阻等物理量． 【突破训练】3.(2017·浙江选考11月)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R 0，根据如图1所示电路图进行实验时．(1)电流表量程应选择________(填“0.6 A ”或“3 A ”)，保护电阻应选用________(填“A ”或“B ”)；A ．定值电阻(阻值10.0 Ω，额定功率10 W)B ．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W)(2)在一次测量中电压表的指针位置如图2所示，则此时电压为________V.(3)根据实验测得的5组数据所画出的U －I 图线如图3所示，则干电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω(小数点后保留两位)．解析：(1)通过后面的U －I 图象可知，电流表选择0.6 A 即可．而在极端短路情况下，电路中的保护电阻应该为R ＝可知，保护电阻应该为2.5 Ω，因此选择B 比较合理．EI 满(2)根据读数方法可知电压表读数1.20 V.(3)本图中，保护电阻可以看做电源内阻一部分，所以通过图象可知E ＝1.45 V ，r ＋R 0＝Ω＝2.5 Ω，所以内阻r ＝0.50 Ω.1.45－0.700.30答案：(1)0.6 A B (2)1.20 (3)1.45 0.50 电学创新实验的分析 【重难提炼】对于电学实验的创新，应注意的两个问题(1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等．(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自测电流或自测电压”的功能，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表． 为了测量某电池的电动势E(约为3 V)和内阻r，选用的器材如下：A．电流表G1(量程为2 mA，内电阻为100 Ω)B．电流表G2(量程为1 mA，内电阻为200 Ω)C．电阻箱R1(0～99.99 Ω)D．电阻箱R2(0～9 999 Ω)E．滑动变阻器R3(0～1 000 Ω，允许最大电流1 A)F．待测电池G．开关一个、导线若干(1)某同学利用上述器材，采用图甲的电路测量该电池的电动势和内阻，请按照图甲将图乙所示的实物图连线．(2)图甲中利用电阻箱R1，将电流表G1改装成了量程为0.5 A的电流表，利用电阻箱R2将电流表G2改装成了量程为3 V的电压表，则电阻箱R1的阻值调到______Ω.(3)以G2示数I2为纵坐标，G1示数I1为横坐标，作出I2－I1图象如图丙所示，结合图象可得出电源的电动势为________V，电源的内阻为________Ω(结果均保留两位有效数字)．[审题突破] [解析] (1)如图所示．(2)根据欧姆定律和串并联规律应有：I ＝I 1g ＋，I 1gr 1R 1解得R 1≈0.4 Ω.(3)纵坐标截距0.9 mA ，对应着电源电动势E ＝×3 V ＝2.7 V ；横坐标截距0.40.9 mA 1 mA mA ，对应着流过电源的电流为0.4 mA ＋mA ＋0.6 mA ＝0.101 A ；电源内阻为r ＝0.4×1000.4＝ Ω≈8.9 Ω.ΔU ΔI 2.7－1.80.101[答案] (1)见解析图 (2)0.4 (3)2.7 8.9【突破训练】4．现有一个电压表有刻度但无刻度值，提供以下可选用的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量该电压表的满偏电压U g .A ．待测电压表V 1，满偏电压约为3 V ，内电阻R V1＝3 000 Ω，刻度均匀、总格数为N ；B ．电流表A ：量程0.6 A 、内阻R A 约为0.1 Ω；C ．电压表V 2：量程15 V 、内阻R V2约为15 k Ω；D ．标准电阻R 1＝10 Ω；E ．标准电阻R 2＝10 k Ω；F ．滑动变阻器R ：最大阻值200 Ω；G ．学生电源E ，电动势15 V ，内阻不计；H ．开关一个．(1)虚线框中已画出部分实验电路图，请你完成剩余的部分电路图，并标上题目中所给仪器的字母代号．(2)测出多组数据，其中一组数据中待测电压表V 1的指针偏转了n 个格，可计算出满偏电压U g 为____________(用字母表示)，式中除题目已给的物理量外，其他字母符号表示的物理量的物理意义是________________________________________________________________________．解析：(1)因待测电压表的满偏电压较小，故应串联一个定值电阻分压，又知R V1＝3 000 Ω，故串联的定值电阻应选R 2，而电压值需用电压表V 2测出，故要和V 2并联，设计成如答案(1)中的电路图．(2)V 2的示数为V 1和R 2两端的总电压，按照串联分压关系，则有V 1两端的电压为U (U 为电压表V 2的读数)，除以格数n 即可得到每偏转1个格的电压值，再乘以总RV 1RV 1＋R 2格数N 即可得满偏电压．答案：(1)如图所示(2) U 为电压表V 2的读数NURV 1n （R V 1＋R 2）[课后作业(二十四)](建议用时：45分钟)1．(1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，如图所示，直径d 为________mm.(2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5 Ω，现用伏安法进一步精确测量其电阻，备有以下器材：直流电源E ：电动势约4.5 V ，内阻很小；直流电流表A 1：量程0～3 A ，内阻约0.025 Ω；直流电流表A 2：量程0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω；直流电压表V ：量程0～3 V ，内阻约3 k Ω；滑动变阻器R 1：最大阻值为50 Ω；开关、导线若干．①在可选择的器材中应选用的电流表是________．(选填“A 1”或“A 2”)②仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值________真实值．(选填“大于”“小于”或“等于”)③如图所示实物连接图，还有两根导线没有连接，请补充完整．解析：(1)读数为4 mm ＋48.7×0.01 mm ＝4.487 mm.(2)①流过电流表的最大电流为I max ＝ A ＝0.6 A ，故电流表选A 2.35②因为被测电阻较小，电流表应外接，由于电压表的分流，电阻的测量值小于真实值．③电路可采用限流式，电流表外接．答案：(1)4.487(±0.002) (2)①A 2 ②小于③如图所示2．为测定一节干电池(电动势约1.5 V ，内阻约1.0 Ω)的电动势和内阻，实验室备有电流计G(满偏电流为3 mA ，内阻为25 Ω)、定值电阻R 0＝0.126 Ω、开关和若干导线及以下器材：A ．量程0～3 V ，内阻约1 000 Ω的电压表B ．量程0～15 V ，内阻约1 500 Ω的电压表C ．总阻值为10 Ω、额定电流为2 A 的滑动变阻器D ．总阻值为100 Ω、额定电流为1 A 的滑动变阻器(1)因电流计量程太小，需将R 0与电流计________以扩大量程．(2)电压表应选择________；滑动变阻器应选择________．(填代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图．(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是_____________________________________________________________________________________.解析：本题中给出了电压表，虽没有电流表，但给了电流计，且内阻已知，同时还给出了定值电阻，因此需考虑将电流计改装成电流表，即将电流计与定值电阻并联，然后用伏安法测量电源电动势和内阻，根据实验可画出电路图；根据电源电动势的大约值，可选择使用量程为3 V的电压表；又因为电源内阻很小，若滑动变阻器的总阻值远大于电源内阻，则在减小滑动变阻器阻值时，开始电压表示数几乎不变，最后电压表和电流表会突然变化，造成读数误差很大，故应选用总阻值为10 Ω的滑动变阻器；本实验中由于电压表的分流作用，使得改装后的电流表测得的电流偏小(读数只是通过滑动变阻器的电流)，造成测得的电动势和内阻均偏小．答案：(1)并联 (2)A C(3)如图所示(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小3.某同学利用图(a)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R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(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(a)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(a)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(a)所示电路将图(b)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 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.(2)见答案图．(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2.00V ，电阻箱两端的电压为0.5 V ，根据串联电路的分压原理，＝，求得电压表的内阻R V R 2.000.5R 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 ＝＝1 mA ，D 项正确．2.5 V2 520 Ω答案：(1)R 1 (2)连线如图所示 (3)2 520 (4)D4．太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国上海举办的世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I －U 特性图线．所用的器材包括：太阳能电池，电源E ，电流表A ，电压表V ，滑动变阻器R ，开关S 及导线若干．(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的________(填“a ”或“b ”)图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I －U 图象．由图可知，当电压小于2.00 V 时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V 时，太阳能电池的电阻约为________Ω.(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为________V ，若把它与阻值为1 k Ω的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是________%.(结果保留三位有效数字)解析：(1)用a 图电路可以在电池板上得到从零开始的电压，故应选a 图．(2)由题图乙可知，当电压小于2.00 V 时，通过太阳能电池的电流为零，故太阳能电池的电阻很大；当电压为2.80V 时，电流为2.8 mA ，则可知太阳能电池的电阻为R ＝＝U I ＝1.0×103 Ω.2.8 V2.8×10－3 A (3)由U －I 图线可知，电池板作为电源时的电动势为2.80 V ；若把它与阻值为1 k Ω的电阻连接构成一个闭合电路，则在图丙中画出此电阻的U －I 图线，其与电池板的U －I 图线交于一点，读出交点坐标：U ＝1.8V ，I ＝1.8 mA ，则该电池板的效率是η＝×100%＝×100%≈64.3%.IU IE 1.82.8答案：(1)a(2)很大 1.0×103(3)2.80 64.3(64.1～64.5之间均算对)5．某实验小组利用如下实验器材测量干电池的电动势和内阻．A ．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5 V ，内阻约几欧姆B ．直流电压表V 1、V 2，内阻约为3 k ΩC ．阻值为5 Ω的定值电阻R 0D ．滑动变阻器R ，最大阻值为R mE ．导线和开关(1)根据图甲的电路原理图完成图乙中电路实物图的连接；(2)实验中移动滑动变阻器的触头，读出电压表V 1和V 2的多组数据如下表，请在图丙的坐标纸中描绘出U 1－U 2图象；实验次数123456U 1(V )0.500.81 1.00 1.50 1.852.30U 2(V ) 2.15 2.21 2.32 2.50 2.69 2.76(3)根据描绘出的U 1－U 2图象，求得两节干电池的总电动势E ＝________V ，总内阻r ＝________Ω.(计算结果保留两位有效数字)解析：根据闭合电路欧姆定律可得E ＝U 2＋Ir ＝U 2＋rU 2－U 1R 0整理得U 1＝U 2－E(R 0r ＋1)R 0r 由U 1－U 2图象可得图线斜率k ≈3，则＋1＝3，R 0r 又知R 0＝5 Ω，得r ＝2.5 Ω由U 1－U 2图象可知，当U 2＝2 V 时，U 1＝0，代入U 1＝U 2－E(R 0r ＋1)R 0r 解得E ＝3.0 V.答案：(1)实物连接如图所示(2)U1－U2图象如图所示(3)3.0 2.56．(2018·浙江选考4月)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻R x，正确的操作顺序是________(填字母)．A．把选择开关旋转到交流电压最高挡B．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点C．把红、黑表笔分别接在R x两端，然后读数D．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触E．把红、黑表笔分别插入多用电表“＋”“－”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0(2)小明正确操作后，多用电表的指针位置如图所示，则R x＝________Ω.(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大，采用伏安法测量．现有实验器材如下：电源(电动势3 V，内阻可忽略)，电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡，对应的内阻约40 Ω、4 Ω和0.4 Ω)，滑动变阻器R P(0～10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关及导线若干．测量铅笔芯的电阻R x，下列电路图中最合适的是________(填字母)，多用电表选择开关应置于________挡．解析：(1)操作步骤先机械调零即E，再欧姆调零即DB，再测量即C，再复位打OFF挡或交流电压最大挡即A，所以顺序为EDBCA.(2)读数挡位为×1挡，表盘读数为2.9，所以读数为2.9 Ω.(3)由题意可知被测电阻比较小，用R0串联后能起到保护作用．被测电阻是小电阻，故还是需要用电流表外接法，故选B电路．估测电流最大值为I＝U/(R0＋R x)＝230 mA，故要选250 mA挡．答案：(1)EDBCA (2)2.9 (3)B 250 mA。
(新课标)2020版高考物理二轮复习专题八第2讲电学实验课件
7．滑动变阻器的选择 (1)当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电 流较大的滑动变阻器． (2)当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大 或差不多的滑动变阻器．
[真题再做] 1．(2019·高考全国卷Ⅰ，T23)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)．
律知，电路中电流增大， 示数增大；要保持 示数不变，需 增大滑动变阻器的阻值，即滑片向 B 端移动．
(2)由 U-t 图象的斜率可知ΔΔUt ＝0.8404－－300.30 V/℃＝ 2.8×10－3 V/℃.
答案：(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
3．(2018·高考全国卷Ⅰ，T23)某实验小组利用如图(a)所示的电 路探究在 25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器 材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻 RT，其标称值 (25 ℃时的阻值)为 900.0 Ω；电源 E(6 V，内阻可忽略)；电压 表 (量程 150 mV)；定值电阻 R0(阻值 20.0 Ω)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω)；电阻箱 R2(阻值范围 0～999.9 Ω)；单 刀开关 S1，单刀双掷开关 S2.
(4)若微安表的满偏电压为 U，则对并联的电阻 R 有 U＝(25－0.25)×10－3A·R U＝(20－0.25)×10－3A·kR 解得 k＝9799.
答案：(1)图见解析
(2)C
(3)AC
99 (4)79
2．(2019·高考全国卷Ⅱ，T23)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 和 为理想电压表；R 为 滑动变阻器，R0 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：