2020高考物理二轮复习专题六物理实验第2讲电学实验学案

1、教学资料范本2020高考物理二轮复习专题六物理实验第2讲电学实验学案编辑:1 / 27【20xx最新】精选高考物理二轮复习专题六物理实验第2讲电学实验学案1.电流表、电压表、欧姆表的比较仪器极性量程选择读数电流表启止、负接线 柱的电表，电 流由电表的正 接线柱流入， 负接线柱流出使指针指示超过“、1满偏刻度a的位置33 V和3 A量程估读到最小分度1，一的而；15 V量程估读到最小分度14、的声0.6 A量程估读到最小分度 5,1的万电压表欧姆表使指针尽量指在表盘的中间位置表盘读数乘以相应挡位的倍率2.使用多用电表的“三注意”(1)电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔， 负

2、极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。(2)区分“机械凋零”和“欧姆调零”：“机械调零”使指针指在表盘 刻度左侧“0”位置，调整表盘下边的中间定位螺丝；“欧姆调零”使 指针指在表盘刻度的右侧电阻刻度“ 0”位置，调整欧姆凋零旋钮。(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针示数过大或过小均有较 大误差，指针偏转角度在满偏到满偏之间读数较准确，例：待测电阻约 为2 kQ,应选用“X 100”挡。3 .电流表内、外接法的区分与选择比较项目 电流表内接法电流表外接法电路I-风/7S误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果U启,R测=j>R,偏大UtR测=i<R,偏小适

3、用条件R? R（测大电阻）RV? R（测小电阻）4 .分压式与限流式的区分比较项目限流式接法分压式接法电路1_*1 1* 十帆凡QI I1兄I|iM S电压调节 的范围RxRRE E0E电能损耗较少较多1.（20xx 全国卷田，23）图1（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；R1、R2 R3 R4和R5是固定电阻，R6是可变电 阻；表头的满偏电流为250 pA,内阻为480 Qo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当和2.5 mA挡，欧姆 X100 Q挡。图1 图1（a）中

4、的A端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 关于R6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 R6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 R6使电表指针指在表盘右端电 阻“0”位置.，欢！ f3 / 27C.使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 根据题给条件可得 R1+ R2=Q , R4 Q。 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）解析

5、（1）与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。（2）R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，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。换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以R1+ R2= = 160 Q;换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与 R1、R2并联组成新 表头，新表头的内阻r = = 120 Q,新表头的量程是1 mA,所以R4-r = Q-120 Q = 880 Q（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端与“1”相 连，则多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.47 mA ;若此时 B端与“3”相连接

6、，多用电表是欧姆X 100 Q挡，则读数为11.0X100 Q即1.10X103 Q；若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为 5 V 电压表，则读数为2.95 V。答案 （1）黑 （2）B （3）160 Q 880 Q （4）1.47 mA1.10 X103 Q 2.95 V2.（20xx 全国卷I, 23）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（量程3 V, 内阻3 kQ）;电流表（量程0.5 A,内阻0.5 Q）;固定电阻R0（阻值1 000 Q）;滑动变阻器R（阻值09.0 Q）;电源E（电动势5 V,内阻不 计）；

7、开关S;导线若干。迹（1）实验要求能够实现在03.8 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。 实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 2（a）所示。图2由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻（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E0（电动势4 V,内阻1.00 Q）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）解析（1）电压表量程为3 V,要求能够实现在03.8 V的范围内对

8、小 灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目 中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡 的电阻RL= Q = 11.875 Q,所以<,故电流表用外接法，如图所示。 （2）由I U图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯 泡的电阻随电流的增大而增大，根据电阻定律R=p知，灯丝的电阻率增大。（3）当滑动变阻器的阻值最大为 9.0 Q时，电路中的电流最小，灯泡实 际功率最小，由E= U+ I（R+r）得l> 10I +4,作出图线如图所示。由交点坐标可得 U1=1.78 V, I1=221 mA, P1=U1I1 = 0.39 W

9、;当滑动变阻器电阻值R= 0时，灯泡消耗的功率最大，由 E= U+ I(R+r)得I = U+,即I = - U+ 4,作出图线如图所示。由交点坐标可得，U2=3.68 V, I2=0.318 A,最大的功率为 P2= U2I2=1.17 W。答案(1)见解析 (2)增大 增大(3)0.39 W 1.17 W真题感悟1 .高考考查特点(1)电流表、电压表、欧姆表、电阻箱等仪器的原理、使用、读数是高 考的高频考点。(2)电阻的测量、伏安特性曲线的描绘和应用及测量电源的电动势和内 电阻是高考实验的热点。(3)电阻的测量主要考查电阻的测量电路设计、控制电路设计、器材的 选取与实物连接、实验数据的处理

10、与误差分析等。(4)电源电动势和内阻的测量重点考查实验设计 (实验原理)和实验数据 处理，对考生的综合分析能力和应用数学处理物理问题能力。2 .解题时常见误区及提醒(1)电表的读数，应该根据电表的精度进行估读，而欧姆表读数时应根 据表盘上不同部分的精度不同进行估读。(2)实物线的连接应使开关控制整个电路，连接电表应注意量程选择正确且正、负接线柱不要接错，导线应该接在接线柱上。热点。基本仪器的使用及读数1.某实验小组现在要测量一根金属丝的电阻率，该金属丝的横截面是 “外方内圆”，实验电路如图乙所示，请完成以下问题。 游标卡尺的结构如图丙所示，要测该金属丝的内径D,如图3甲所示,必须用其中 进行测

11、量(填“A” “B”或“C ),图中的读数为mm图3(2)用螺旋测微器测金属丝横截面的边长，示数如图4,则边长a =mm(3)图乙中闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最 (填“左” 或右)炳。(4)实验中电压表和电流表的示数如图5所示，则金属丝两端的电压 UV,流过金属丝的电流I =A图4图5解析(1)A是测量物体外径的，B是测量物体内径的，C是测量物体深 度的，故应用 B测量。该金属丝的内径 D= 4 mm x 10 mm= 4.20 mm。 (2)螺旋测微器主尺的读数为14.500 mm可动刻度与主尺对齐格数为48.0格，读数为0.480 mm,则用螺旋测微器测得的金属丝横截面的边长 为

12、a= 14.500 mm+ 0.480 mm= 14.980 mm。(3)由电路图可知滑动变阻器的连接方式为分压式，故闭合开关前应将 滑动变阻器的滑片移至最左端。 由图5可知，电流表的读数I =0.42 A ,电压表的读数 32.35 V。 答案 (1)B 4.20 (2)14.980(3)左 (4)2.350.422.某同学利用如图6所示的电路测量一多用电表电阻“X 1 k”挡所用电 源的电动势E和一电压表的内阻RVg勺13 k Q)o(1)先将多用电表进行机械调零，再将多用电表的选择开关调到电阻“x 1 k”挡，之后进行欧姆调零。.，欢！ f7 / 27(2)将图6中多用电表的黑、红表笔分

13、别与 、端相连。(填 “A” 或 "B”)(3)将图6中多用电表的黑、红表笔与电压表正确连接后，调节电阻箱，使多用电表指针位于表盘中央位置，此时电阻箱的阻值为R= 1 kQ,若此时多用电表、电压表的示数分别如图7、图8所示，则电压表的读数为 V,电压表的内阻 RV=kQ,多用电表内部电源的电动势E=V解析(2)根据多用电表内部电路结构，可知多用电表的黑、红表笔分 别与A、B端相连。(3)多用电表欧姆调零时指针满偏(即欧姆零刻度处), 由题图7得多用电表读数为 R0= 15 kQ,则电压表的内阻 RV= R0- R= 14 kQ,由题图7得电压表的读数U= 1.40 V,多用电表欧姆调

14、零后内 部的总电阻设为R1,则E=IgR1,当多用电表表头半偏时，有 E= (R0+ R1), U= RV 彳# E= 2UX = 3.0 V。答案 (2)A B (3)1.4014 3.0练后反思多用电表测电阻的注意事项 (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； 被测元件与电源断开。实验器材的选择和实验电路的设计1.要测定一卷阻值约为 20 Q的金属漆包线的长度(两端绝缘漆层已去 除)，实验室提供有下列器材：A.电流表A:量程00.6 A,内阻约为1 Q;量程03 A,内阻约为0.2 QB.电

15、压表V:量程03 V,内阻约为2 k Q;量程015 V,内阻约为10 k QC.学生电源E:电动势为30 V,内阻r可以忽略D.滑动变阻器R1:阻值范围010 Q,额定电流2 AE.滑动变阻器R2:阻值范围0500 Q,额定电流0.5 AF.开关S及导线若干图9(1)使用螺旋测微器测量漆包线直径时示数如图9所示，则漆包线的直径为 d =mm(2)为了调节方便，并能较准确地测出该漆包线的电阻，电流表应选择 量程(选填量程序号)，电压表应选择量程(选填量程 序号)，滑动变阻器应选择 (选填“R1”或"R2')。请设计合 理的实验电路，将电路图完整地补画在方框中。图10(3)根据

16、正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图10所示，可求出这卷漆包线的电阻为 Q (结果保留三位有效 数字)。(4)已知这种漆包线金属丝的直径为 d,材料的电阻率为p ,忽略漆包线 的绝缘漆层的厚度，则这卷漆包线的长度 L=(用UK I、d、p 表不)。解析(1)由螺旋测微器的读数规则知 d = 0.5 mm+ 0.330 mm= 0.830 mm。(2)电源电动势为30 V,则电压表3 V量程太小，漆包线的阻值约为 20 Q,电流表3 A的量程太大，不能用；根据题意知应采用分压式电路， 滑动变阻器选用总电阻较小的 R1。(3)电压表示数为U= 11.5 V,电流表 示数为I =

17、0.54 A ,电阻R= = 21.3 Qo （4）金属丝横截面积S=兀，根 据电阻定律可知R=p,再由欧姆定律有R=,联立可得L=。答案（1）0.830（2） R1如图所示21.3Ttd2U4I p2.我们在使用电源前往往需要知道其电动势和内阻，则需要设计电路进 行测量。在测定某一电池组的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： A.待测电池组（电动势约为6 V,内阻约为3 Q）B.电流表G（量程1 mA,内阻RG= 10 Q）C.电流表A（量程50 mA 内阻约为RA= 2 Q）D.电压表V（量程15 V,内阻RV= 100 k Q）E.滑动变阻器R1（020 Q,额定电流为1 A）F.滑动变

18、阻器R2（05 000 Q,额定电流为1 A）G.定值电阻r1（电阻1 000 Q）H.定值电阻r2（电阻100 Q）1 .开关和导线若干 请回答下列问题：（1）滑动变阻器应该选择 。（填写器材前的代号）（2）为了既方便操作又能准确地进行测量，请根据实验器材帮助设计测 量电源电动势和内阻的电路，电路图画在虚线框内，并在电路图中标明 各电器元件的符号。图11 实验中通过多次改变电路中电阻值，读取记录两电流表的示数，用描点法画出电流表G的电流I1随电流表A的电流I2变化的图象，测出 的数据绘出的I1 -I2图线如图11所示，其中a>b,则由图线可知电池 组的电动势E=,内阻r=。（用字母表示

19、）解析(1)电压表量程太大，不能用，电表只能选择电流表A和电流表G内阻已知的G和定值电阻ri串联改装成电压表使用，其量程约为 1 V; 电流表A的内阻与被测电源内阻相当，不能接在干路上，和滑动变阻器 串联，改装后的电压表测它们的电压，两电表都满偏时，需要滑动变阻 器的电阻值约为20 Q,滑动变阻器应选 RI (2)电源电动势为6 V,滑 动变阻器部分两端电压最大约为1 V,则干路中保护电阻需分压大约 5 V, 根据串联电路特点可知干路中保护电阻阻值约为100 Q,选用定值电阻r2 ,则设计电路如答案中图所示。(3)应用闭合电路欧姆定律有 E= (I1 + I2)(r2 +r) +I1(RG +

20、 r1),由图象可知：当 I1=0 时 I2 = a,则有 E= a(r2 +r);当 I2 =0 时 I1 =b,则有 E= b(r2 +r + R。r1),联立解得 E、r r2 o答案(1)E (2)电路如图所示 一r2 练后反思 1.电学仪器的选择 电学元件的选择原则是安全、准确、方便。(1)电源的选择：一般可以根据待测元件的额定电流或额定电压选择符 合需要的电源。(2)电表的选择：一般根据电源电动势或待测元件的额定电压选择电压 表，再估算待测电流的最大值选择电流表。注意测量时要使电表的指针 偏转角度较大。变阻器的选择：在安全条件下，分压式选最大阻值较小的。2 .控制电路的选择(1)从

21、节能的角度考虑，优先选用限流式。(2)以下三种情况必须用分压式：.，欢！ f11 / 27要求待测电路的UK I从0变化；R滑？ Rx;选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电 器等）或Ux、Ix过小（最大值不超过电表满偏量程的，读数误差大）。|热点|实验数据的处理及实物连线1.要测绘一个标有“ 3 V 0.6 W小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两 端的电压由零逐渐增加到 3 V,并便于操作。已选用的器材有：直流电 源（电压为4 V）;电流表（量程为00.6 A。内阻约0.5 Q）;电压表（量 程为03 V,内阻约3 kQ）;开关一个、导线若干。（1）实验中所用的滑动变阻

22、器应选下列选项中的 （填字母代号）（ A.滑动变阻器（最大阻值10 Q,额定电流1 A）B.滑动变阻器（最大阻值1 k Q ,额定电流0.3 A）（2）图12甲为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮 他完成其余部分的线路连接。（用笔画线表示对应的导线） 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。由曲线可知小灯泡的 电阻随电压的增大而 （填“增大” “不变”或“减小”）。图12（4）如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图丙所示，请结合图线算 出此时小灯泡的电阻是 Q （保留2位有效数字）。根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是 A.测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电

23、压表内阻引起的B.测得小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由电流表内阻引起的 C.测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电压表内阻引起的 D.测得小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由电流表内阻引起的解析(1)由于电路需采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择A; (2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻为 R= Q = 15 Qo 电流表内阻约为0.5 Q,电压表内阻约为3 kQ,电压表内阻远大于灯 泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如答案图所示。(3)由题图乙图象可知，随着电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与 电流的比值增大，灯

24、泡电阻增大。(4)电压表量程为3 V,图丙所示电压表分度值为0.1 V,则其示数为2.3V,由图乙所示图象可知，2.3 V对应的电流为0.2 A,此时灯泡电阻R =Q= 12 Q ;(5)电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，所测电流 I偏大，测得 小灯泡正常发光的功率P= UI偏大，故选a答案(1)A (2)电路图如图所示(3)增大(4)12(5)C2.某同学利用如图13甲所示的电路测定电池的电动势和内阻。(1)根据图甲电路，在实物图乙上用笔画线代替导线画出实物连线图。图13(2)该同学在图14的一R坐标系中标出了所测的实验数据，请作出这些 数据点的拟合直线，并读得该直线在纵轴上的截距为

25、A- 1,求 得其斜率为 V- 1。图14(3)已知电流表内阻与定值电阻 R0阻值相等，R0= 1 Q,根据作得的图 象，可得电源的电动势为 V,内阻为 Q。(结果保留两位有效数字)解析(1)根据图甲的电路原理图，实物连线如答图甲所示。(2)作出这些数据点的拟合直线，并读得该直线在纵轴上的截距为b=0.9 A1,.，欢a e# / 27求得其斜率为k= V 1 = 0.68 V 1。(3)根据电路，利用闭合电路欧姆 定律可得E= 2I(R+r+),变换为与R图象相应的函数关系，为=R+ (2r +R0),则有 b=(2r +R0) = 0.9 A 1, k= = 0.68 V-1。解得 E=

26、2.9 V , r=0.82 Q。答案(1)实物连线图如图甲所示 (2)如图乙所示0.9 0.68(0.660.70 均可)(3)2.90.82热点七II电学创新设计实验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两个显 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，重视电学实验的实验方法，问题设置结合 科技、生产、生活的实际；因此，理解实验原理，掌握实验方法，是解 决电学实验的关键。1 .某同学用图15中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁 (未画出)的N 极位于两导

27、轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨 上且与两导轨垂直。图15(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入 电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流其中正确的是（填入正确选项前的标号）。解析（1）实物连线如图所示。根据公式F=BIL可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增 大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fsw mgs= mv2则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A、C正确；若换用一根更

28、长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不 变，安培力F不变，棒的质量变大，速度v =变小，B错误。答案（1）见解析图（2）AC2 .某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这 种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图16所示的电路研究某长薄板电阻 Rx的压阻效应，已知Rx的阻 值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A.电源E（3 V,内阻约为1 Q）B.电流表 A1（0.6 A ,内阻 r1 =5 Q）C.电流表A2（0.6 A ,内阻r2约为1 Q）D.开关S,定值电阻R0（1）为了比较准确测量电阻Rx,请完成虚线框内电

29、路图的设计。图16（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力 F（设竖直向下为正方向），闭合开 关S,记下电表读数，A1读数为I1 , A2读数为I2 ,得Rx=（用 字母表示）； 改变力的大小，得到不同的 Rx值。然后让力反向从下向上挤压电阻， 并改变力的大小，得到不同的 Rx值，最后绘成图象如图17所示，除观 察到电阻Rx的阻值随压力 F增大而均匀减小外，还可得到的结论是当F竖直向下时可得Rx与其所受压力F的数值关系是Rx=°图17解析(1)测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，所给实验器材没有电压表，可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联，测出 电阻两端电压，另一个电流表串联

30、在电路中测电路电流，实验电路图如 图所示：(2)电阻两端电压U= I1r1 ,通过电阻的电流I =1211 ,电阻阻值Rx=O(3)由题图所示图象可知，图象具有对称性，当正反向压力大小相等时，对应的电阻阻值相等；由图象可知，电阻与压力是一次函数关系，设为 Rx= R0+ kF,由图象可 知：R0= 16 Q,把Rx= 14 Q, F= 1 N代入关系式解得：k= 2,则关 系式为：Rx= 16- 2F。答案见解析赢取满分策略一一做好三类题型(一 “读”、二“常规”、三“创新”破解实验题)近几年高考出现的实验题，虽然考查形式多种多样，但考查特点主要有两个，一是考查考生基本的实验知识和操作技能，二

31、是考查实验思想、 方法等综合实验素养和设计、创新等综合实验能力。第一类题型一一基本仪器的使用及读数刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、电流表、电压表、多 用电表都是基本仪器，要熟练掌握它们的使用方法、操作规程和读数规 则，在高考前要进行系统的实际测量和读数练习，特别是游标卡尺、螺旋测微器、电学实验仪器的读数。此类试题难度不大，要防止在读数的 估读、结果的有效数字和单位上出错。【典例11小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了更 准确地选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡 的阻值。（1）在使用前发现电表指针位置如图18甲所示，该同学应该调节旋钮（选“”或者&q

32、uot;”）。（2）小明使用多用电表欧姆挡的“X 10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数 如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡（填“X100”或“X1”）挡，两表笔短接并调节旋钮 （选“”或者"”）。（3）按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为 Q。图18解析（1）多用电表使用前，指针没有指在零刻度，应该进行机械调零， 应调节旋钮。（2）偏角太大，说明被测电阻阻值小，应该换用小倍率 的挡位，故选“X 1”挡，两表笔短接并调节旋钮。（3）换挡后要进行 欧姆调零，示数乘以倍率即为小灯泡的阻值，即为 28 Qo答案（1）（2）X1 （3）28第二类题型

33、一一常规实验型常规实验题主要考查教材上基本实验的实验原理、器材的选择、实验 的操作、数据的处理和误差分析。复习时要从领会实验原理出发，全方 位理解和掌握实验器材、实验操作、实验步骤、实验数据的处理、误差 分析和电学实验实物图的连接、电路图的设计等，对每一个实验都应做 到心中有数。【典例2】 某同学用如图19所示原理图测量一节干电池的电动势和内 阻，有以下器材可供选择：图19A.电流表(00.6 A)B.电压表(03 V)C.滑动变阻器R(015 Q, 5 A)D.滑动变阻器R' (050 Q, 1 A)E.定值电阻R0(阻值为1 Q)F.开关S及导线若干(1)滑动变阻器应选 (填器材前

34、的字母序号)。(2)按照原理图连接好线路后进行测量，测得数据如下表所示12345I/A0.110.200.300.400.50U/V1.371.351.331.321.29由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，试分析原因是 (3)现将上述器材的连线略加改动就可使电压表的示数变化更明显，请在图20甲中按改动后的原理图完成实物图连接。(4)该同学按改动后的原理图重新测量，并根据所测数据画出UI图象,如图20乙所示，则干电池的电动势为 Y内阻为 Qo图20解析(1)因是一节干电池且考虑电流表量程，滑动变阻器应选用C。(2)因电压表测的是路端电压，具示数变化不明显，说明内电压在滑动变阻器滑片移动过程

35、中变化很小，电池的内阻过小。(3)电池内阻很小，因此可适当增大电池内阻，将定值电阻归为电池内阻，改动后的实物连接图如图所示。（4）由闭合电路欧姆定律得 U= EIr ,即UI图象中的纵截距表示电池 电动势为1.50 V,图线的斜率的绝对值为“新”电源的内阻，即 r + R0 =Q , r = 0.25 Q。答案（1）C （2）电池内阻过小 （3）如解析图所示（4）1.50.25第三类题型一一创新实验型创新实验题要求考生能将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、 方法进行迁移和应用，试题新颖、能力要求高。如力学中与纸带相关的 实验、电学中电路的设计、计算形式的实验题等都可能考查学生运用已 学过的

36、实验方法、原理处理新情境实验题的能力，做题时一定要审清题 意，明确实验目的，联想和迁移应用相关实验原理。【典例31 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻 的温度达到或超过60 C时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报 警器（内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警），电阻箱（最大阻值为 999.9 Q）,直流电源（输出电压为U,内阻不计），滑动变阻器R1（最大 阻值为1 000 Q）,滑动变阻器R2（最大阻值为2 000 Q）,单刀双掷开 关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知 U约为18 V, Ic约为10 mA;流过报警 器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该

37、热敏电阻的阻值随温度升 高而减小，在60 C时阻值为650.0 Qo（1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线。图21 电路中应选用滑动变阻器 （填“R1”或"R2"）。（3）按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻 值为 Q;滑动变阻器的滑片应置于 (填'a”或"b”)端附近，不能置于另一端的原因是O将开关向(填“c”或"d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至O(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统 即可正常使用。解析(1)热敏电阻工作温度达到60 C时，报警器报警

38、，故需通过调节 电阻箱使其电阻为60 C时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值 650.0 Q, 使报警器能正常报警，电路图如答案图。(2)U=18 V,当通过报警器的电流10 mA< Ic <20 mA故电路中总电阻R=,即900 Q W RK 1 800 Q,故滑动变阻器选 R2(3)热敏电阻为650.0 Q时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0 Q,实验调试时，将开关置于 c端，缓慢调节滑动变阻器，直到 报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使 滑动变阻器的滑片置于b端。答案(1)如图所示 (2)R2 (3)650.0 b接通电源后，流过报警器的电流

39、会超过20 mA,报警器可能损坏c报警器开始报警课时跟踪训练1 .某同学用伏安法利用下列器材测一节干电池的电动势和内阻。A.被测干电池一节；B.电流表1:量程00.6 A ,内阻为0.3 Q;C.电流表2:量程00.6 A ,内阻约为0.1 Q;D.电压表1:量程03 V,内阻未知；E.电压表2:量程015 V,内阻未知；F.滑动变阻器1: 010 Q, 2 A;G.滑动变阻器2: 0100 Q, 1 A;H.开关、导线若干。在用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）请在上述器材

40、中选择适当的器材： （填写器材前的字母）； 实验电路图应选择图1中的（填“甲”或“乙”）；图1（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UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=V,内阻r =Qo解析（1）为了读数准确，电压表应选择 D;电流表应选择内阻精确的， 即选B;滑动变阻器总阻值较小有利于电表的数值变化，便于操作且可 减小误差，故选F; （2）因电流表内阻已知，故应采用相对电源的电流表 内接法，故选甲；（3）由UI图象可知，电池的电动势 E= 1.50 V,内 阻r= Q RA= 0.7 Qo答案 （1）A B D F H （2）甲 （3）1.50.72 .为了

41、比较准确地测定一个电流表 G（量程为15 mA内阻约为100 Q） 的内阻，现备有如下器材：电流表G1:量程为40 mA内阻100 Q电流表G2量程为500 mA内阻5 Q电流表G3量程为1 000 mA、内阻3 Q定值电阻R1: 50 Q定值电阻R2: 1 000 Q直流电源E1:电动势约4 V、内阻不计直流电源E2:电动势约8 V、内阻不计开关S: 一只导线若干要求：所选用的器材能安全工作；所用电流表示数超过量程的一半。 电流表应选,定值电阻应选,直流电源应选O 在虚线框内画出实验电路图（标明器材符号）。 被测电流表内阻的表达式为r =（用字母表示），式中 各 字 母 表 示 的 意 义解

42、析（1）电流表G3 G2量程太大，则应选用电流表 G1,而G1与G阻 值相当，所以二者不能并联，否则可能会烧坏 G或者G1达不到满偏的一 半；电源若用E2,怎样连接都不能达到要求，所以电源选用 E1;定值电 阻若选用R2,接在干路中，电路中电流太小，若和电流表 G并联，R2分 流又太小，所以不能用，则定值电阻只能选用 R1。R1用作分流电阻 和G并联，并联后总电阻约为 Q,再和G1串联接在电源E1上，则干路 上的总电流约为30 mA流过电流表G的电流约为10 mA满足题目要 求。（3）电流表G和G1示数分别为10、I1 ,则通过R1的电流为I =11 10、R1两端电压为U=IR1,则电流表G

43、的内阻为r = =。答案（1）G1 R1 E1 （2）实验电路图如图所示R1 II、I0分别表示电流表G1和G的示数3 .（20xx 宜昌金东方高级中学月考）欲用伏安法测定一段阻值约为 5 Q 左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A.电池组（3 V ,内阻1 Q）B.电流表（03 A,内阻0.012 5 Q）C.电流表（00.6 A,内阻0.125 Q）D.电压表（03 V,内阻3 k Q）E.电压表（015 V,内阻15 k Q）F.滑动变阻器（020 Q,额定电流1 A）G.滑动变阻器（0200 Q,额定电流0.3 A）H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是 （填

44、写各器材的字母代号）。（2）实验电路应采用电流表 （填“内”或“外”）接法。 为使通过待测金属导线的电流能在 00.5 A范围内改变，请按要求 在虚线框内画出测量待测金属导线电阻Rx的电路原理图。解析（1）由于待测金属导线的电阻约为 5 Q,为了测量结果尽量准确， 应选用量程分别为3 V和0.6 A的电压表和电流表，滑动变阻器采用分 压式接法，应选用阻值较小的滑动变阻器，故选用的器材为：A、C DF、H。（2）由于待测导线的电阻较小，故实验电路应采用电流表外接法。答案（1）ACDFH （2）外（3）电路原理图如图所示规律技巧 设计电路时，被测电阻的电流和电压从零开始变化时，需要 采用分压式电路。采用分压式电路时，要选择总电阻值小、额定电流大 一些的滑动变阻器。4.（20xx XX市第一中学月考）某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃 的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻， 已知这个电池的电动势约为1113 V,内阻小于3 Q,由于电压表量程