【热点专题】2013年高考三轮冲刺讲解课件专题十三电学.ppt

1、专题十三 电学实验,1.实验七：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 2.实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 3.实验九：测定电源的电动势和内阻 4.实验十：练习使用多用电表 5.实验十一：传感器的简单使用,1.会正确使用以下基本仪器：游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等. 2.理解实验原理，并能根据实验原理进行正确的实验操作. 3.能对实验数据进行正确的处理分析. 4.能分析电学实验中误差的主要来源. 5.设计和完成实验的能力是近两年新课标高考物理实验题的命题趋向.该类实验往往以分组和演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况.要求考生既要能深刻理解物理概念

2、、规律，并能灵活运用，还要具有较强的创新能力.,实验数据的处理 【典例1】(2011浙江高考)在探究导体 电阻与其影响因素的定量关系实验中， 为了探究3根材料未知，横截面积均为S= 0.20 mm2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，电流表读数始终为I=1.25 A,电压表读数U随OP间距离x的变化如表：,(1)绘出电压表读数U随OP间距离x的变化图线； (2)求出金属丝的电阻率，并进行比较.,【审题视角】解答该题应把握以下三点： 【关键点】 (1)结合图表建立适当的坐标系. (2)准确描点、

3、连线，分析图象特点. (3)推导电阻率表达式，求出电阻率.,【精讲精析】(1)建立U-x坐标系，进行描点、连线得到图线如图所示：,(2)根据欧姆定律R= ， 又根据电阻定律R= ，所以= 由(1)中图线可知：从600 mm到1 000 mm为金属丝a， Ua=(6.5-3.95) V=2.55 V 从1 000 mm到2 000 mm为金属丝b，,Ub=(7.15-6.5) V=0.65 V 从2 000 mm到2 400 mm为金属丝c， Uc=(9.75-7.15) V=2.6 V 通过计算可知，金属丝a和c电阻率十分接近，远大于金属丝b的电阻率.,答案：(1)见精讲精析 (2)a=1.0

4、210-6 m(0.9610-61.1010-6 m) b=1.0410-7 m(0.9610-71.1010-7 m) c=1.0410-6 m(0.9610-61.1010-6 m) 金属丝a与c电阻率十分接近，远大于金属丝b的电阻率.,【命题人揭秘】 (1)本题以“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验为基础，体现了重视实验操作和实验技能培养的目的，本题主要考查对实验数据的处理和分析能力. (2)在复习中应重视并学会数据处理的方法，根据数据描点、连线作出图线，不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧，再用作出的图线分析得出实验结论.,实验原理的理解及仪器的合理选择 【典例2】(2010天

5、津高考)要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2 V，内阻约2 k.实验室提供的器材有： 电流表A，量程0.6 A，内阻约0.1 ； 电压表V2，量程5 V，内阻约5 k； 定值电阻R1，阻值30 ； 定值电阻R2，阻值为3 k； 滑动变阻器R3，最大阻值100 ，额定电流1.5 A； 电源E，电动势6 V，内阻约0.5 ； 开关S一个，导线若干.,(1)有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量 电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV.该方案实际上不 可行，其最主要的原因是_ _.,(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一 个测量电压表V1内阻RV的实验电路.要求测量 尽

6、量准确，实验必须在同一电路中，且在不 增减元件的条件下完成.试画出符合要求的实 验电路图(图中电源与开关已连接好)，并标 出所选元件的相应字母代号. (3)由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义.,【审题视角】解答本题时应注意以下两点： 【关键点】 (1)明确电阻测量的原理，设计电路的关键是应用电路的串并联特点求得待测电压表中的电流. (2)电流表示数太小时读数误差太大，故不能使用.,【精讲精析】(1)当待测电压表V1两端的电压达到2 V时，其中的 电流约为 电流太小，电流表A几乎没有 示数，所以不能这样连接的原因为：电流表A不能准确测量出流 过电压表V1的电流.,(2)因

7、为电流表量程太大，所以不能直接 用.可以用定值电阻中的电流去替代，故 可以将定值电阻与电压表V1串联，间接得 到电流，所选电阻要与电压表的内阻差不 多，故选定值电阻R2，用电压表V2测V1和 R2的串联电压，由两个电压表的示数之差 得到定值电阻两端的电压；为了测得多组数据，由于滑动变阻器阻值太小，故要用分压接法，故电路设计如图所示.,(3)R2两端的电压为：UR=U2-U1,R2中的电流也就是电压表V1中的电 流为： 所以电压表V1的内阻为： 其中U1表示V1的示数,U2表示V2的示数，即V1和R2串联的总电压. 答案：(1)电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流 (2)见精讲精析 (3)

8、 U1表示电压表V1的示数；U2 表示V1和R2串联的总电压.,【命题人揭秘】 (1)电阻的测量一直是高考的热点，本题考查的测电阻的方法，体现了高考的灵活性. (2)测量电路考查“伏安法”两种接法的选择，供电电路考查滑动变阻器的两种接线方式.,(3)电学实验中实验器材的选择原则： 安全第一，保证电表不超量程，流过其他仪器的电流不超其 额定值； 准确读数，在安全前提下，使电表指针偏转角度大一些(一 般要大于满偏刻度的 )； 方便调节，实验应满足操作方便的要求，分压式电路滑动变 阻器应选最大阻值小的接入电路.,实验操作及实物图的连接 【典例3】(2011广东高考)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验

9、中，所用器材有：小电珠(2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干. (1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻挡(请填写“1”、“10”或“100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图，结果为_.,(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实物图中的连线.,(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于_端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向_端滑动. (4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点_间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).,【审题视角】解答

10、本题时可按以下思路进行: 【关键点】 (1)依据额定电压和额定功率估算电阻和最大电流. (2)依据多用电表的读数方法读数. (3)根据电阻确定电流表的量程.,【精讲精析】(1)小电珠正常工作时电阻为R= =10.42 .因为小电珠的电阻比较小，故应该选“1”倍率，由题图读得电阻为7.5 .,(2)因为小电珠的电阻比较小，故伏安法测量时应该用电流表外接法，测量的电压应该从零开始，故滑动变阻器要用分压式接法，实物连接如图所示.,(3)开关闭合前滑片P应置于a端，为了使小电珠亮度增加，应 使滑片从中点向b端滑动. (4)ab之间电流增加了0.122 A，其他段电流依次增加了0.03 A 左右，所以需

11、要在ab之间将电流分为0.030 A、0.060 A、 0.090 A，分别测出相应的电压值. 答案：(1)1 7.5 (2)见精讲精析图 (3)a b (4)ab,【命题人揭秘】 实验的操作、电路的连接、数据的处理是高考电学实验的考查热点. (1)根据已知数据，结合误差分析，选择合理的电路原理图. (2)实物电路图的连接要按照一定的顺序操作，连接电表应注意量程选用得当，正、负接线柱不要接反.,利用多用电表检测电路故障 【典例4】(2010山东高考)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示.闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：,(1)若电流表示数为

12、零、电压表示数为E，则发生故障的是 _(填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“电键”). (2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故 障.先将选择开关旋至_挡(填“欧姆100”、“直流电压 10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将_(填“红”或 “黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线 柱. (3)若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、 _、_.,【审题视角】理解多用电表的实验原理，并按以下思路分析：故障表现电表示数多用电表原理故障分析. 【精讲精析】(1)若电流表示数为零，说明外电路一定是断路，电压表有示数为E，说明电源与电压表之间的连接无断路

13、，所以发生故障的一定是待测金属丝.,(2)电流表示数为零，说明外电路一定存在着断路.因为电源两端有电压，所以不能用电流表来检测，只能用电压表(量程高于电源电动势)来检测，没有电压表的情况下，则利用多用电表的10 V直流电压挡来检查故障.多用电表的红表笔应和电源的正极相连. (3)若只有滑动变阻器断路，当另一支表笔依次接b、c、d接线柱时，多用电表的示数依次是0、E、E. 答案：(1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 (3)0 E E,【命题人揭秘】 (1)本题以测定金属电阻率的实验为背景，考查的却是多用电表检测电路故障问题，主要考查多用电表的使用、电路故障分析、直流电压表的原理等知识点.

14、 (2)分析电路故障要按照一定程序，多用电表属基本仪器.本题虽考查的知识点多，但均是基本知识，属保分题.,伏安特性曲线的描绘 【典例5】(2012安徽高考)如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.,(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.,【审题视角】解答本题的关键是理解实验原理及数据处理的方法，明确滑动变阻器的连接方式，选择电流表的内接或外接法. 【精讲精析】(1)开关闭合前应使小

15、灯泡两端的电压为零，所以应使滑动变阻器的滑片滑至最左端.实验中要测出多组小灯泡两端的电压和电流值，因此闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，电压表的读数不应超过2.5 V.,(2)根据实物图画出电路图如图： 答案:(1)使滑动变阻器的滑片滑至最左端 增加小灯泡两端的电压，记录电压表和电流表的多组读数，直至电压表示数达到小灯泡的额定电压 (2)见精讲精析,【命题人揭秘】描绘小电珠伏安特性曲线的方法技巧 (1)本实验作出的I-U曲线，电流、电压从零开始取值，故控制电路须用分压式接法. (2)本实验小电珠电阻较小，故测量电路须用电流表外接法. (3)连

16、线时，曲线要平滑，不在曲线上的点应均匀分布在曲线两侧，不能画成折线.,温度传感器在电学实验中的应用 【典例6】(2010新课标全国卷)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连成图中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，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大. RL的测量结果如表所示.,回答下列问题： (1)根据如图所示的电路，在图中的实物图上连线.,(2)为了检

17、验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL-t关系图线.,(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图所示.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_.,【审题视角】解答本题可按以下思路分析：根据电路原理图，进行实物连线，根据表中实验数据，在坐标纸上描点作直线，先确定两表的精确度，得两表读数值.,【精讲精析】(1)根据电路图连接实物如图所示.,(2)根据数据描出点，作出图线.,(3)I=115.0 mA U=5.00 V R= 对照图线找出相应的温度为64.0 . 答案：(1)、(2)见精讲精析 (3)115.0 mA 5.00 V

18、 43.5 64.0 (6266 均可),【命题人揭秘】 (1)本题以研究半导体材料的伏安特性立意命题，考查考生对电学实验的基本要求，即实物连线、数据处理、电流表和电压表的读数等.立意新，信息量大，考查的知识点多，要求考生对实验原理及方法有很强的理解和迁移能力. (2)传感器的应用往往与电学其他知识结合，貌似难题，只要考生审清题意，灵活运用电学的基本规律，熟练掌握实验的基本原理及操作，就一定能在这类题上不失分或少失分.,伏安法测电阻的综合应用 【典例7】(2011天津高考)某同学测量阻值约为25 k的电阻Rx，现备有下列器材： A.电流表(量程100 A，内阻约2 k)； B.电流表(量程50

19、0 A，内阻约300 )； C.电压表(量程15 V，内阻约100 k)； D.电压表(量程50 V，内阻约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： _； _.,【审题视角】解答本题应把握以下三点： 【关键点】 (1)电压表和电流表指针偏转在 量程读数较精确. (2)电流表内、外接特点. (3)选取滑动变阻器两种接法的依据.,【

20、精讲精析】直流电源的电压为20 V，为了提高读数准确度应 该选择电压表C，因此待测电阻两端电压不得超过15 V，则通 过的电流不超过 电流表应该选B.因为 为了减小误差电流表应采用内接法.滑动变阻器的阻 值远小于待测电阻的阻值，若串联，限流效果不明显，应该采 用分压接法接入电路. 答案：B C 电流表应采用内接的方法 滑动变阻器应采 用分压式接法,【阅卷人点拨】,测金属的电阻或电流表和电压表内阻 高考指数: 1.(2012山东高考)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测电阻丝：Rx(阻值约4 ，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V，内阻约3 k)； 电流表：A1(量

21、程0.6 A，内阻约0.2 )； A2(量程3 A，内阻约0.05 )；,电源：E1(电动势3 V，内阻不计)； E2(电动势12 V，内阻不计)； 滑动变阻器：R(最大阻值约20 )； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为_ mm.,(2)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)，在虚线框内完成电路原理图.,【解题指南】解答本题应把握以下三点： (1)螺旋测微器的读数由两部分组成，注意估读. (2)选仪器应在安全性的基础上减小误差. (3)正确选择电流表的内外接法.,【解析】(1)螺旋测微

22、器的主尺上显示为1.5 mm，小数部分由可动 刻度读得为0.273 mm，二者相加就是测量值，1.5 mm+0.273 mm =1.773 mm.,(2)待测电阻丝的额定电流为0.5 A,为 了减小实验误差，应选量程为0.6 A的 电流表A1，待测电阻丝的电阻为4 ， 额定电流为0.5 A，故由欧姆定律得额 定电压为2 V，所以电源应选E1.由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法.电路原理图如图所示. 答案：(1)1.773(1.7711.775均正确),(2)A1 E1 电路图如图,2.(2012北京高考)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

23、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Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ,额定电流2 A)、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：,由以上实验数据可知，他们测量Rx采用的是_(选填“甲”或“乙”)图.,(3)图丙是测量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，补充完成图丙中

24、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，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图丁中标出第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).,(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.110-2 m B.110-3 m C.110-6 m D.110-8 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

25、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图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,【解题指南】本题需要把握以下四点： (1)估计被测电阻的阻值. (2)分析表格数据推断滑动变阻器的连接方式. (3)U-I图像斜率的物理意义. (4)偶然误差和系统误差各自的特点.,【解析】(1)螺旋测微器螺旋上的50个刻度对应前进或后退 0.5 mm，还要注意估读一位，保证最后结果在毫米作单位的 情况下有三位小数. (2)从表格数据可以估计出被测电阻大约是5 .因为滑动变 阻器最大电阻为20 ，电源电动势为

26、3 V，若采用限流式接 法，被测电阻获得的最小电压 5 V=0.6 V，可是表格 第一组数据电压只有0.10 V，可见，在实验中，滑动变阻器 不是限流式接法，所以选甲. (3)分压式接法中滑动变阻器的三个接线端都要接入电路，其 中两个固定端与电源相连.,(4)求出U-I图像斜率即表示电阻值. (5)根据公式R= ，电阻率= ，代入数据即可求出电阻率. (6)偶然误差是随机产生的，不可预计的；系统误差是由一些固有的因素(如测量方法的缺陷)产生的，理论上说系统误差总是可以通过一定的手段来消除.因此，读数造成的误差属于偶然误差，A错误；电表的内阻造成的误差属于系统误差，是可以消除的，所以B错误，C正

27、确.用U-I图像处理数据，所作的图线对测量数据起到取平均值的作用，从而减小偶然误差的影响，D正确.,答案：(1)0.3950.399均可 (2)甲 (3)如图,(4)如图 4.34.7均可 (5)C (6)C、D,3.(2012广东高考)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. (1)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甲和图乙所示,长度为_cm,直径为_mm.,(2)按图丙连接电路后,实验操作如下: 将滑动变阻器R1的阻值置于最_(选填“大”或“小”)处；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0； 将电阻箱R2的阻值调至最_

28、(选填“大”或“小”)，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1 280 ; (3)由此可知，圆柱体的电阻为_.,【解题指南】本题利用替代法来测电阻.要利用闭合电路欧姆定律进行分析和求解.同时要注意电学实验的设计所遵循的三个原则. 【解析】(2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则.此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全.同理(b)步骤中亦将电阻箱R2的阻值调至最大.,(a)步骤中，由闭合电路欧姆定律得 其中R表示圆柱体的电阻. (b)步骤中，仍由闭合电路欧姆定律

29、得 由等量代换可得RR21 280 . 答案:(1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280,4.(2011新课标全国卷)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路.图中，A0是标准电流表，R0和RN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RN的读数； (3)多次重复上述过程，计算RN读数的_,此即为待测微安表头内阻的测量值.,【解题指南】解答该题应把握以下两点： (1)

30、该实验的原理等效替代. (2)减小误差的方法.,【解析】(1)将S拨向接点1，接通S1，通过调节滑动变阻器R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时A0(或标准电流表)的读数I；(2)然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节变阻箱RN，使A0(或标准电流表)的读数仍为I，记下此时RN的读数，在实验期间，用RN代替了A表，而标准电流表A0的读数不变，故此RN的读数就是待测表A的内阻；(3)为提高精确度，实验时要多次重复上述过程，计算RN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 A0(或标准电流表) (2)RN A0(或标准电流表)的读数仍为I (3)平均值,5.(2011

31、江苏高考)某同学利用如图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的数据如表：,请根据实验数据作出U-R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U-R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U-R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

32、U-R图象实现对待测电阻的准确测定？,【解析】(1)以实验的每一组(R,U)数据描点，然后用平滑的曲线拟合以上描点，得到U-R图线如图：,(2)对照U-R图线， 找到图线上U=2.00 V点， 读出其对应的Rx=20 .(1921 也可以) (3)电源电动势可以看做不变，ab间电压与(R+r)分得电压之比等于电阻比，当r增大后，R+r增大，ab间电压不变时，ab间电阻变大，由U-R图象读出的阻值小于其真实值.将10 的电阻接入ab间，应该减小滑动变阻器的阻值使电压表的示数为1.50 V才能应用实验的U-R图线准确求得待测电阻的阻值. 答案:(1)见解析图 (2)20 (3)偏小 减小滑动变阻器

33、的阻值，使电压表的示数为1.50 V,6.(2011上海高考)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G1内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下：,待测电流表G1(05 mA,内阻约300 )，电流表G2(010 mA, 内阻约100 ),定值电阻R1(300 )，定值电阻R2(10 )， 滑动变阻器R3(01 000 )，滑动变阻器R4(020 )， 干电池(1.5 V),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

34、G1、G2的读数I1、I2； _；,以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示. (4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_.,【解析】(1)电流表G1量程为05 mA,内阻约300 ，电流表G2量程为010 mA,选用300 的定值电阻时，两个电流表的偏转角度几乎总是相等的，可以减小误差.滑动变阻器R3总阻值与电表支路总电阻相比过大，所以选用R4. (2)由于R4阻值比G1内阻小很多，做本实验应采用滑动变阻器的分压接法，电路如图所示.,(3)为了保证不损坏电流表，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

35、差，应该多次移动滑动触头.为了测出电流表内电阻，要记录相应的G1、G2读数I1、I2. (4)电流表G1内电阻,答案:(1) (2)见解析 (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G1、G2读数I1、I2 (4)r1=(k-1)R1,7.(2010海南高考)如图所示为测量电压表V内阻r的电路原理图.图中两个固定电阻的阻值均为R，S1、S2是开关，E是电源(内阻可忽略).,(1)按电路原理图将图中的实物图连线； (2)开关S1保持断开，合上开关S2，此时电压表的读数为U1；再合上开关S1，电压表的读数变为U2，电压表内阻r=_(用U1、U2和R表示).,

36、【解析】(1)实物图连线如图所示.,(2)开关S1保持断开时， 合上开关S1，则E=U2，解 得： 答案:(1)见解析 (2),8.(2010福建高考)如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下,为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路.,【解析】由于待测电阻约1 000 , 滑动变阻器阻值100 ，要使电表 读数有较明显的变化，因此滑动变 阻器采用分压接法，由于通过待测 电阻的最大电流

37、约为9 mA,显然3 A 的电流表不能用，因此将V1当做电 流表使用.由于要求测量时电表的读数大于其量程的一半，故采用V1表内接法,故测量Rx阻值的电路如图所示. 答案:见解析,9.(2010全国卷)如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内； 为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动 势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 ；S 为开关.已知RT在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值 约为550 .现要求在降温过程中测量在95 20 之间的 多个温度下RT的阻值.,(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图.,(2)完成下列实验步骤中的填空. 依照实验原理电

38、路图连线. 调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95 . 将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全. 闭合开关.调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录_ _. 将RT的温度降为T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得 电流表的读数_,记录_. 温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=_. 逐步降低T1的数值，直至20 为止；在每一温度下重复步 骤.,【解析】(1)根据所给器材，要测量在不同温度下RT的阻值，只能将电阻箱、热敏电阻、毫安表与电源串联形成测量电路，如图所示.,(2)依照实验原理电路图连线；调节控温容器M内的温度，使得 RT温度为95，此时RT阻值为150 ，将电阻箱调到适当的阻值，

39、 以保证仪器安全；闭合开关.调节电阻箱，记录毫安表的示数I0， 并记录电阻箱的读数R0，根据欧姆定律有： ；将RT 的温度降为T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得毫安表的 读数仍为I0,记录电阻箱的读数为R1，根据欧姆定律：,则： 解得：RT1=R0-R1+150 答案:(1)见解析 (2)电阻箱的读数R0 仍为I0 电阻箱的读数为R1 R0-R1+150 ,【方法技巧】设计型实验的解题策略 (1)设计型试题通常是实验设计题，根据实验目的，运用已经掌握的物理规律、实验方法，选择适当的实验器材，独立设计新的实验方案. (2)解决设计型试题的策略如下： 首先确定实验原理，它是进行实验设计的根

40、本依据和起点，它决定应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等.,其次根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器确认是否能够测出必须测定的物理量. 因此，掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理是解答设计型实验题的基础.,描绘小电珠的伏安特性曲线 高考指数: 10.(2011福建高考)某同学在探究规格为“6 V，3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中： (1)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_挡进行测量.(填选项前的字母) A.直流电压10 V B.直流电流5 mA C.欧姆100

41、 D.欧姆1,(2)该同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻 值范围020 ，额定电流1.0 A)，L为待测小电珠， 为电压 表(量程6 V，内阻20 k)，为电流表(量程0.6 A,内阻1 ), E为电源(电动势8 V，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

42、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”),【解析】(1)由小电珠的规格可知其电阻约为12 ，故选D. (2).由于电压应从零开始，结合分压接法的特点，开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于最左端. .由于电压表和电流表总是调不到零，因此滑动变阻器不是分压接法，各元件无故障则是1点到5点导线没有连接好. .由I -U图象的斜率越来越小可知小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大. 答案：(1)D (2). 左 .1 5(或5 1) .增大,11.(2010安徽高考)(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图

43、1所示，读数为_ mm. 在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为_ cm.,(2)太阳能是一种清洁、“绿色”能源.在我国上海举办的2010年世博会上，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.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.,为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图. 该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图

44、2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_.,【解题指南】类比测小灯泡伏安特性曲线实验，特别是滑动变阻器接法及数据处理，能够从I-U图象读取电流、电压数值，根据欧姆定律计算相应阻值.,【解析】(1)可以从图1中看出，从螺旋测微器的固定刻度尺 上读出的读数为0.5 mm，由可动刻度读出小数部分为11.7 0.01 mm=0.117 mm，因此金属丝直径为0.5 mm+0.117 mm= 0.617 mm；从图2可以看出，主尺读数为0.6 cm，游标尺的 第15条刻度线和主尺上的一条刻度线重合，则此

45、时读数为6 mm + 15 mm=0.675 cm.,(2)注意到图2的I-U图象中的数据特点：电压、电流从零开始变化，所以电路设计用滑动变阻器的分压式，如图所示.,由图2可知，当电压小于2.00 V时，通过太阳能电池的电流很小，由欧姆定律可知：此时太阳能电池的电阻很大.当电压为2.80 V时，通过太阳能电池的电流约为2.8 mA，由欧姆定律可知：此时太阳能电池的电阻约为: 答案:(1)0.617 0.675 (2)见解析 很大 1.0103,12.(2010重庆高考)在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、开关S等，要求灯泡两端

46、电压从0 V开始变化. (1)实验中滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或“限流”).,(2)某同学已连接如图1所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正. _ _,(3)电路连接正确后，分别测得两只灯泡L1、L2的伏安特性曲线如图2中和所示，然后将灯泡L1、L2与电池组(电动势和内阻均恒定)连成如图3所示电路.多次测量后得到通过L1和L2的电流平均值分别为0.30 A和0.60 A.,在图2中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线. 由该曲线可知电池组的电动势为_V,内阻为_.(取两位有效数字) 【解析】(1)探究小灯泡的伏安特性曲线时

47、要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压接法. (2)在连接线路时必须将每个开关断开，而题图中是闭合的，这是第一个错误.连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中应是b端，以保护电源和电表.,(3)描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化，测定对应的多 组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得 两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电 压，用两个坐标点描绘图象.为描绘准确可以先进行理论计 算，首先查出两坐标为(0.30 A，3.8 V)和(0.60 A，3.0 V)， 则内阻为 电动势为E,由 得E=4.6

48、 V，然后作出准确图象如图所示.,答案:(1)分压 (2)开关不应闭合，应处于断开状态 滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端 (3)见解析 4.6 2.7,测电源的电动势和内阻 高考指数: 13.(2012福建高考)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R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.,(1)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.,(2)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

49、数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相 应的 的值.请用表中数据在坐标纸上描点,并作出 图 线.,(3)从图线中可求得E=_V.,【解析】选择中间标尺，10 V量程最小刻度为0.2 V,因此示 数为 (1)依电路图连接实物图如图所示,(2)据表格数据描点所作图象如图所示,(3)据闭合电路欧姆定律 得 因此据图象纵坐标读数的倒数得 E=10.0 V(9.5 V11.1 V).,14.(2012重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响.实验器材如图所示.,(1)测量E和r的实验方案为：

50、调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式_，利用测量数据作出U-I图象，得出E和r. (2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题图中用笔画线代替导线连接电路.,(3)实验中依次减小铜片与锌片的 间距，分别得到相应果汁电池的 U-I图象如图中(a)、(b)、(c)、 (d)所示，由此可知： 在该实验中，随电极间距的减小， 电源电动势_(选填“增 大”、“减小”或“不变”).电 源内阻_(选填“增大”、“减小”或“不变”). 曲线(c)对应的电源电动势E=_V，内阻r=_，当外电路总电阻为2 500 时，该电源的输出功率P=_mW.(均保留三位

51、有效数字),【解析】(1)根据闭合电路的欧姆定律可知，电源路端电压U、 电源电动势E、电流以及内电阻r这几个物理量之间的关系是 U=E-Ir.(2)为了避免电流的分压作用，电流表应该外接，也就 是说，电压表要并联在电源两端.(3)U-I图象纵轴截距表示电源 电动势，从图象上看，纵轴截距没有变化，因此电源的电动势 不变(a)、(b)、(c)、(d)的斜率依次增大，所以电源内电阻 增大.对于图线(c)，因为U=E-Ir，纵轴截距0.975 V，在(c)上 取两点，斜率|k|= =478 ，所以电源电动势为0.975 V， 内电阻为478 外电阻R=2 500 时，电路电流 =0.327 mA，电源

52、输出功率P=I2R=0.3272 2 50010-6 W=0.268 mW,答案：(1)U=E-Ir (2)如图 (3)不变 增大 0.975 478 0.268,15.(2011四川高考)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 B量程为2 V、内阻大约为2 k的电压表 C量程为3 V、内阻为3 k的电压表 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 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

53、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)改装电压表时，其内阻值要准确告知，所以排除 A、B而选C；再由欧姆定律可知 (RV+R串)，代入数据得 R串=6 k.,(2)电路图如图所示； (3)根据欧姆定律，可得通式为 代入数据两次，即得答案. 答案:(1)C 6 (2)见解析图 (3)7.5 10,16.(2010江苏高考)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程

54、较小，某同学设计了如图所示的实物电路.,(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到_.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) (2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0=10 的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是_.(选填“1”或“2”),(3)根据实验数据描点，绘出的 -R图象是一条直线.若直线 的斜率为k，在 坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势 E=_，内阻r=_.(用k、b和R0表示) 【解析】(1)为了保护电路及电表，防止电路中电流过大，所 以实验前应将电阻箱置于最大值接入电路中.,(2)通过试值法来说明理由. 若R=200 ， 电压约为 10 V0.43

55、V； 若R=40 ，电压约为 10 V=1.8 V，后者电压读数 大，且不超出电压表量程，误差小，应选2. (3)电流 E=I(R+R0+r)，得： -R图象的斜率 截距 所以电动势 内阻r= R0. 答案:(1)最大值 (2)2 (3) R0,17.(2010上海高考)某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图所示的1/U-1/R关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图中的图线b.,(1)由图线a可知电池a的电动势E

56、a=_V，内阻ra=_. (2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出 功率Pa_Pb，两电池的效率a _b(以上两空均填“大 于”、“等于”或“小于”). 【解析】(1)根据E=U+ r，得 图象a的纵截距为 0.5( )，斜率为0.25( )，所以电动势Ea=2 V，内阻ra=0.5 .,(2)当同一电阻R分别与a、b电池连接时，由图象知UaUb,由电 池的输出功率P= 可得,PaPb,当 =0时,即 =0，解 得 由图象延长线与横轴交点可知rarb，电池的效率 得a大于b. 答案:(1)2 0.5 (2)小于 大于,多用电表的使用 高考指数: 18.(2011北京高考)用如图 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： 旋动部件_，使指针 对准电流的“0”刻线. 将K旋转到电阻挡“100”的位置.,将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_