2013高考物理二轮复习精品资料专题16 电学实验教学案（教师版）.doc

2013高考物理二轮复习精品资料专题16 电学实验教学案（教师版）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2013年高考实验考题主要表现为以下几种形式： 1一个力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空) 2一个电学实验题：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 【知识网络构建】【重点知识整合】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142所示的电阻箱的阻值为84580.2 . 图142 测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开. 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 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 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差 原因 由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大 比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果R测RARxRx电阻的测量值大于真实值R测Rx电阻的测量值小于真实值适用条件RxRA,大电阻RxRV,小电阻特别提醒:在RV、RA均不知的情况下,可采用试触法.如图144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. 图1443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. 要求电表能从零开始读数; 要求电表能有较大的调节范围; 当待测电阻RxR(滑动变阻器的最大阻值)时. (2)当待测电阻RxR(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. 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： 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. 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. 乘方不算有效数字;比如3.020103 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 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 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RL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RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL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 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 【高频考点突破】考点一 实验数据的读取 (1)仪器连线如图147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； 图147(2)若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图148(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为_,电流表的读数为_mA,电阻箱的读数为_; 图148(a) 图148(b) 图148(c) (3)将图147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) 答案:(1)黑(2)14.053.04.6 (3)102(4)1.54 考点二 电学实验器材的选取及应用 (1)甲同学要把一个量程为200 A的直流电流计G,改装成量度范围是04 V的直流电压表. 她按图1417所示电路用半偏法测定电流计G的内电阻rg,其中电阻R0约为1 k. 图1417 为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用_,电阻器R1应选用_,电阻器R2应选用_(选填器材前的字母) A.电源(电动势1.5 V) B.电源(电动势6 V) C.电阻箱(0999.9 ) D.滑动变阻器(0500 ) E.电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k) F.电位器(051 k) 该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大.后续的实验操作步骤依次是:_,_,_,_,最后记录R1的阻值并整理好器材.(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母) A.闭合S1 B.闭合S2 C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度 D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半 E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半 F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度 如果所得的R1的阻值为300.0 ,则图1417中被测电流计G的内阻rg的测量值为_,该测量值_实际值(选项“略大于”、“略小于”或“等于”). 给电流计G_联(选填“串”或“并”)一个阻值为_k的电阻,就可以将该电流计G改装为量程为4 V的电压表. (2)乙同学要将另一个电流计G改装成直流电压表,但他仅借到一块标准电压表V0、一个电池组E、一个滑动变阻器R和几个待用的阻值准确的定值电阻. 该同学从上述具体条件出发,先将待改装的表G直接与一个定值电阻R相连接,组成一个电压表;然后用标准电压表V0校准.请你画完图1418方框中的校准电路图. 图1418 实验中,当定值电阻R选用17.0 k时,调整滑动变阻器R的阻值,电压表V0的示数是4.0 V时,表G的指针恰好指到满量程的五分之二;当R选用7.0 k时,调整R的阻值,电压表V0的示数是2.0 V时,表G的指针又指到满量程的五分之二. 由此可以判定,表G的内阻rg是_k,满偏电流Ig是_mA.若要将表G改装成量程是15 V的电压表,应配备一个_k的电阻. 图1419 【变式探究】为测量一电源的电动势及内阻 (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表 A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表V1 B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表V2 C量程为3 V、内阻为3 k的电压表V3 选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9 V的电压表 (2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2 或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 (3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值为15.0 ;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 ，则电源的电动势E_V、内阻r_. 解析：(1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值，V3表的量程扩大3倍即为改装的电压表，故应选C，要将量程为3 V，内阻3 k的电压表改装为量程为9 V的电压表，串联分压电阻的阻值为R6000 6 k.(2)电路原理图如图所示(3)根据闭合电路欧姆定律知E3Ur将U11.50 V，R115.0 及U22.00 V，R240.0 分别代入上式联立解方程组得E7.5 V，r10.0 .考点三 创新实验分析 例3.用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1420虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值,测量电路如图1420所示,图中的电压表内阻很大.RL的测量结果如下表所示图1420温度t () 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 RL阻值() 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 回答下列问题： (1)根据图1420所示的电路，在图1421所示的实物图上连线 图1421 (2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RLt关系图线 图1422 (3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图1423甲、乙所示.电流表的读数为_,电压表的读数为_.此时等效电阻RL的阻值为_;热敏电阻所处环境的温度约为_. 图1423 图1424 (2)RLt关系曲线如图1425所示 图1425 (3)115 mA5.00 V43.5 64.0 (6266 ) 【难点探究】难点一测量性实验电学测量性实验的核心是电阻的测量，如定值电阻、电流表和电压表内阻、电源内阻的测量电阻测量的基本原理是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律，具体测量的主要方法有伏安法、半偏法、替换法等 例1、现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5 8 之间，可选用的器材如下： A待测电流表A(量程10 mA)； B电压表V1(量程0.3 V，内阻约500 )； C电压表V2(量程3 V，内阻约3 k)； D滑动变阻器R1(最大电阻10 )； E滑动变阻器R2(最大电阻500 )； F定值电阻R3(阻值10 )； G电源E(电动势3 V); H开关S及导线若干 要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节 (1)器材应选用_(填器材序号字母)； (2)在虚线框内画出实验电路图并标明符号； (3)电流表A内阻的表达式为RA_，式中各符号的物理意义为_ 【答案】(1)ABDEFGH(2)如图所示 (3) R3U为电压表读数I为电流表读数 【解析】 由于待测电流表内阻较小，且量程较小，即使给待测电流表串联上定值电阻R3，二者两端的总电压也不能超过Im(RAR3)0.01(810)V0.18 V，所以电压表应选B；根据电压表的示数能从零开始调节的要求，可知滑动变阻器需要连成分压式，则应选总电阻较小的滑动变阻器，即选D；为使滑动变阻器便于调节且保护电表不被烧毁，需用滑动变阻器R2作为保护电阻，即选E；为了使电压表B的示数能超过其量程的，需要给电流表串联一个调节电阻R3，即选F.【点评】 本题通过给电流表串联一个定值电阻R3解决了电流表和电压表量程不匹配的问题，这是电学实验设计中一个常用的手法另外，常见的解决量程不匹配问题的方法就是进行电表改装本题是一道测电阻的题目，下面的变式题则是一道测电动势E和内阻r的题目 【变式探究】为测量一电源的电动势及内阻， (1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表 A量程为1 V、内阻大约为1 k的电压表V1 B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表V2 C量程为3 V、内阻为3 k的电压表V3 选择电压表_串联_k的电阻可以改装成量程为9 V的电压表 (2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图 (3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 ；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 ，则电源的电动势E_V、内阻r_. 【答案】(1)V3或C6(2)如图所示(3)7.510 难点二 探究性实验例2、某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小)、电压表、待测元件、保温容器、温度计、开关和导线等 (1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你用笔连线画出实物连接图 (2)实验的主要步骤： 正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； 在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录_和_，断开开关； 重复第步操作若干次，测得多组数据 (3)实验小组测得该元件在不同温度下的阻值并据此绘得Rt关系图线如图6142所示，请根据图线写出该元件的Rt关系式：R_. (4)由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏_ (5)如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65 mA，但没有合适的电压表，测量热敏元件上的电压应选用的器材为_(填序号) A电压表V1：量程3 V、内阻3 k，定值电阻R16 k B电压表V2：量程5 V、内阻5 k，定值电阻R210 k C电压表V3：量程10 V、内阻10 k，定值电阻R31 k 【答案】(1)如图所示 (2)电压表示数温度计示数 (3)1001.6t(4)小(5)B 【解析】(1)由于电源能显示电流值，所以直接用电压表测热敏元件的电压即可，实物连线如图所示；(2)根据实验目的可知，需要记录的物理量是电压和温度；(3)根据图线写出解析式即可，注意计算图线的斜率为k 1.60 /；(4)流过热敏元件的电流小于电源显示的电流值(即电流的测量值)，所以热敏元件的测量值比真实值偏小；(5)根据图中的数据可知，需要的电压表量程为15 V，根据电表改装原理易知B组器材可以改装为量程15 V的电压表【点评】 本题是电学探究性实验，测量方法相当于伏安法测电阻的外接法，利用电源能显示电流的特性是本题的关键 【变式探究】某同学利用如图6143所示的实验电路来测量电阻的阻值(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关适当调节滑动变阻器R后保持其阻值不变改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表： 请根据实验数据在图6144中作出UR关系图象 (2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00 V利用(1)中测绘的UR图象可得Rx_. (3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大若仍用本实验装置和(1)中测绘的UR图象测定某一电阻，则测定结果将_(选填“偏大”或“偏小”)现将一已知阻值为10 的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的UR图象实现对待测电阻的准确测定？ 【答案】(1)如图所示 (2)20 (3)偏小改变滑动变阻器阻值，使电压表读数为1.50 V 难点三 实验创新与设计1实验设计的基本思路 2实验的创新与设计应注意 (1)加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案； (2)克服思维定势影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用； (3)树立创新意识，对教材中的实验要想方设法从其他途径去完成 例3、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 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6145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_(选填“红”或“黑”)色 (2)若适当调节电阻箱后，图6145中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图6146甲、乙、丙所示，则多用电表的读数为_，电流表的读数为_mA，电阻箱的读数为_. (3)将图6145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) 【答案】(1)黑(2)14.053.0 4.6(3)102(4)1.54【点评】 本题为教材学生实验“测定电源的电动势和内阻”之创新，实验巧妙地利用欧姆表的测量原理、中值电阻的意义测定电源的电动势 【历届高考真题】【2012高考】（2012上海）27（6分）在练习使用多用表的实验中（1）某同学连接的电路如图所示。若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流档，此时测得的是通过_的电流；若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆档，此时测得的是_的阻值；若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压档，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压。（2）（单选）在使用多用表的欧姆档测量电阻时，若 （ ）（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大（B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大（2012广东）34（18分）（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_cm，直径为_mm。按图15（c）链接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最_（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280； 由此可知，圆柱体的电阻为_。（2012山东）（2）在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；电压表：（量程，内阻约）；电流表：（量程，内阻约）；（量程，内阻约）；电源：（电动势3V，内阻不计）（电动势12V，内阻不计）滑动变阻器：（最大阻值约）螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 （均填器材代号），在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图。【答案】（2）1773【17711775均正确】 A1；E1；电路图如右。【解析】 电压表量程3V，所以电源应选E1，通过待测金属丝的最大电流约为，所以电流表应选A1。【考点定位】电学实验（2012安徽）.（8分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。（1）完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ；断开开关， 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。（2012大纲版全国卷）22.（6分） 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1，2、3接线柱之间的电阻为1.5，1、3接线柱之间的电阻为2.5。（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为_。【答案】（1）如图。（2）【解析】根据题述的测量，4个电阻阻值均为1。如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻根据电阻的串联并联计算公式，为R=0.6。【考点定位】考查黑箱探测和电阻的串联并联计算。13.（2012海南）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。由此可求出Rx= 。（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100.。此电路可测量的Rx的最大值为 。（2012福建）19、（1）（6分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）： 列说法哪一个是错误的_。（填选项前的字母） A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐C为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为_mm。（2）（12分）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。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。然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。（）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。（）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。【答案】（1）A、1.970 mm; (2)9.4V；11.1V【解析】（2）从全电路欧姆定理可知得到从图中可知截距为电动势的倒数。因此可求出电动势的大小。【考点定位】双缝干涉，仪器读数，以及电动势测量等（2012天津）（3）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 （填步骤的字母代号）；A合上开关S2B分别将R1和R2的阻值调至最大C记下R2的最终读数D反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使的指针偏转到满刻度的一半，此时R的最终读数为rE合上开关S1F调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）；若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS 。（2012四川）（2）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”； 电流表A1，量程3A，内阻约为0.1；电流表A2，量程0.6A，内阻r2 = 0.2； 电压表V，量程3V，内阻rV = 9k； 标准电阻R1，阻值1； 标准电阻R2，阻值3k； 滑动变阻器R，阻值范围010； 学生电源E，电动势6V，内阻不计； 开关S及导线若干。甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.64A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为。乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是V。学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。【答案】 5 4 如下图所示（2012北京）（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约1）、电流表（内阻约0.1）、电压表（内阻约3k）、滑动变阻器R（020，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1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的 图（选填“甲”或“乙”）。（2） 图3是测量Rx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3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。【答案】如图（3） 这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4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 Rx= （保留两位有效数字）。【答案】如图，（4.34.7） 【解析】 将各数据点连线时注意让线经过尽量多的点，有些点不在线上，要让线两侧点的个数基本相等，离直线较远的点直接舍去（图中第6个点）。计算直线的斜率即为电阻R，求斜率时，在直线上尽量远的选取两点，用UI求出斜率，为所求电阻值R。【考点定位】本题考查利用UI图像求电阻值。根据题中给出的测量数据连线，求斜率即为电阻R值。（6）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 （填选项前的符号）。A110-2mB110-3mC110-6mD110-8m【答案】C【解析】根据电阻定律R=lS得=Rd22L，代入数据，注意各物理量单位，解得C正确。【考点定位】本题考查电阻定律。（4） 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，可以消除由于测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属电阻可以减小偶然误差（2012全国新课标卷）23.（10分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空按图接线。保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_；然后读出_，并用天平称出_。用米尺测量_。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。【答案】【解析】开关S断开时，D中无电流，D不受安培力，此时D所受重力Mg=m1g；S闭合后，D中有电流，左右两边所受合力为0，D所受合力等于底边所受的安培力，如果m2m1，有m2g= m1g+BIL，则安培力方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向向外；如果m2m1，有m2g= m1g-BIL，则安培力方向向上，根据左手定则可知，磁感应强度方向向里；综上所述，则B=。【考点定位】本考点主要考查电流在磁场中的受力大小的计算和方向的判断【2011高考】1（福建）（18分）（2）（12分）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_档进行测量。（填选项前的字母）A.直流电压10V B.直流电流5mAC.欧姆100 D.欧姆1该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为华东变阻器（阻值范围020,额定电流1.0A），L为待测小电珠，为电压表（量程6V，内阻20k），为电流表（量程0.6A，内阻1）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_端；（填“左”或“右”）.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）. 该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_。（填“不变”、“增大”或“减小”） 答案：（2）D .左 1 5 . 增大解析：（2）由于小电珠的电阻一般不大，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至欧姆1，选项D正确。对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠上电压为零处，即最左端。闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好。由描绘出的小电珠的伏安特性曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大。2.（重庆）（1）某电动机的三组线圈、阻值相同，均为几欧姆，接法可能是题22图1中甲、乙两种之一，A、B和C是外接头。现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如题22图2（a）、（b）、（c）所示，则测量中使用的欧姆档的倍率是 （填、或），三组线圈的接法是 （填甲或乙），断路线圈是 （填、或）。4（浙江）（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终。电压表读数随OP间距离x 的变化如下表：x/mm600700 8009001000120014001600180020002100220023002400U/V3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75（1）绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较。【答案】（1）如图所示；（2）电阻率的允许范围： ：通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。【解析】（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线。（2）根据电阻定律可得。通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。4.（天津）某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电流表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：【答案】B C电流表应采用内接的方法； 5（上海）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a)中，得到图线如图(b)所示。(1)(多选题)在实验中需保持不变的是( )(A)挡光片的宽度 (B)小车的释放位置(C)导轨倾斜的角度 (D)光电门的位置(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线。【答案】(1) A，D (2)见图 【解析】在实验中，小车经过光电门时的的速度代表了磁通量变化的快慢，因此在实验过程中，不能改变光电门的位置，也不能改变挡光片的宽度。以免影响速度的测量。因此A、D正确.在其他因素不变的情况下，线圈匝数增加一倍，感应电动势也增加一倍。在原图的基础上把纵坐标增加一倍即可。6（上海）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表(，内阻约300)，电流表 (，内阻约100)，定值电阻(300)，定值电阻(10)，滑动变阻器 ()，滑动变阻器 ()，干电池(1.5V)，电键S及导线若干。 (1)定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图。(3)补全实验步骤：按电路图连接电路， ；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，； ；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。 (4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。【答案】(1)， (2)见图 (3)将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分) 多次移动滑动触头，记录相应的，读数(4) 为了保证不会损坏电流表，加在电流表所在支路上的电压应该由小到大调节，开始时，要将滑动触头移至最左端。为了减小偶然误差，应该次移动滑动触头.为了测出电流表内电阻，要记录相应的，读数电流表内电阻.7.（山东）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。 所得实验数据如下图，请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。根据所画的图像，可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为_W。（保留两位有效数）实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是 。（Rx阻值未知）答案：（2）如图所示；0.37 bc解析：电流I=0.20A时，电源输出电压为1.85V，电源的输出功率为P=UI=1.850.20W=0.37W。电路a当滑动变阻器滑动片滑动到最右端，电源短路