创新设计(全国通用)高考物理二轮复习 专题突破6 物理实验 第2讲 电学实验(2021年整理)

创新设计（全国通用）2017版高考物理二轮复习专题突破6 物理实验第2讲电学实验
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第2讲电学实验
1．（2016·全国卷Ⅲ，22）某同学用图1中所给器材进行与安培力有关的实验。

两根金属导轨
ab和a
1b
1
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1
（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。

(2）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，Fs－μmgs＝错误!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＝错误!变小,B错误。

答案（1）见解析图(2）AC
2．（2016·全国卷Ⅱ,23)某同学利用图（a)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.
（a）
实验步骤如下
①按电路原理图2（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）实验中应选择滑动变阻器________（填“R1”或“R2”）。

(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
(b)
图2
（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 μA
C．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,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＝错误!＝错误!A≈1 mA，故选项D正确。

答案(1)R1(2）见解析图（3）2 520 (4)D
3．（2016·全国卷Ⅰ,23)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 ℃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
I
时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999。

9 Ω）,直流电源(输出电压为U，内阻不计），滑动c
变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2（最大阻值为2 000 Ω)，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，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，
报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650。

0 Ω。

(1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

图3
(2）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：
①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________Ω；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
_________________________________________________________。

②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____________________________________________________________________.
(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 ℃时,报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 ℃时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0 Ω，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≤I c≤20 mA，故电路中总电阻R＝错误!,即900 Ω≤R≤1 800 Ω，故滑动变阻器选R2。

（3)热敏电阻为650。

0 Ω时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0 Ω,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)①650。

0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏
②c报警器开始报警
[备考指导]
【考情分析】
2014卷ⅠT23：安阻法测电源的电动势E和内阻r 卷ⅡT22：伏安法测电阻
2015卷ⅠT23：改装和校准毫安表
卷ⅡT23:半偏法测量电压表的内阻
2016卷ⅠT23：实验电路的设计，器材的选择及过程分析卷ⅡT23:电压表内阻的测量，实物连线
卷ⅢT22：实物连线，安培力作用下导体的运动
【备考策略】
(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。

基本仪器使用与读数
［规律方法］
电学实验中的“两尺”与“三表”
(1)游标卡尺
游标尺刻度格数游标尺刻度
总长度（mm)
游标尺每小格与
1 mm相差(mm)
精确度（mm)
测量结果（游标尺
上第n条刻度线与
主尺上某刻度线对
齐）（mm)
1090.10.1主尺上读的毫米数
＋0。

1n
20190.050.05主尺上读的毫米数
＋0.05n
50490。

020.02主尺上读的毫米数
＋0.02n
某一刻度线对齐或50分度的游标尺上“5”的整数倍条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐等。

②读数时两次单位要统一，都用mm，最后根据题目要求转换单位。

③游标卡尺不需要估读。

（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
量程精确度读数规则
电流表0～3 A0.1 A与刻度尺一样，采用错误!估读，读数规则较简单，
只需要精确值后加一估读数即可
电压表0～3 V0。

1 V
电流表0~0.6 A0。

02 A估读位与最小刻度在同一位，采用错误!估读
电压表0~15 V0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用错误!估读
(4)
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。

【特别提醒】（1)电流的流向一定是“红进黑出”；
(2)欧姆表的中值电阻为R中＝错误!。

[精典题组］
1．下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图4甲中游标卡尺为50分度游标卡尺,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____________；____________；____________。

图4
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 mm 63。

30 mm 29.8 mm
2．如图5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。

图5
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)1.68 8.4 (2)0。

46 2。

30
3.某中学的实验小组的成员在应用多用电表测电阻。

(1)多用电表的表盘如图6所示，其中表盘上的三个重要的部件用三个字母A、B、C标记了出来。

该小组的成员在测量电阻时的操作过程如下：
图6
①在测量电阻前，首先进行的操作应是机械调零,要调节部件________(填“A"“B”或“C”），使多用电表的指针指在表盘最________（填“左”或“右")端的零刻度线位置；
②将旋钮C调节到“×100"的挡位；
③将红表笔插到________(填“＋”或“－”)孔,黑表笔插到________(填“＋”或“－”）孔，将两表笔短接，调节部件________（填“A”“B”或“C”），使多用电表的指针指在表盘最________（填“左”或“右”)端的零刻度线位置;
④完成以上的操作后，将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差，从下列选项中选出正确的操作步骤，并进行正确的排序________，最后测出待测电阻的阻值。

A．用两表笔与待测电阻相接触
B．将两表笔短接进行欧姆调零
C．将旋钮C调节到“×1"的挡位
D．将旋钮C调节到“×1k”的挡位
（2）该小组的成员将多用电表调节无误后,在进行测量时，如果选用“×100"的挡位测量某电阻的阻值,多用电表表盘的指针如图7所示，则该电阻的阻值为________；如果选用100 mA直流电流挡测量电流，指针的偏转如图7所示，则该电流的大小为________;如果选用50 V的直流电压挡测量电压，指针的偏转如图7所示，则该电压的大小为________。

图7
解析（1）多用电表使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度线处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度线处;由于测量电阻时，指针几乎没有发生偏转，说明需增大倍率,使指针指向中央刻度附近。

（2）若用“×100”挡测电阻，读数为16.0×100 Ω＝1 600 Ω；若用100 mA的直流电流挡测电流，读数为4.8×10 mA＝48 mA；若用50 V的直流电压挡测电压,读数为24。

0 V。

答案(1）①A左③＋－B右④DBA
（2)1 600 Ω48 mA 24。

0 V
以测量电阻为核心的电学实验(含电表的改装）
[规律方法］
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
图8
(2)电压等效替代
图9
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10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。

图10
(2）若测电压表内阻,如图11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。

图11
［精典题组]
1．某同学现利用图12甲所示的电路来测量一电阻R x的阻值。

甲
（1)完成下列实验步骤中的填空:
①闭合开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R和滑动变阻器R′,使电流表指针指向一个适当的位置。

记下此时________和电阻箱的阻值R1，此时电阻箱的读数如图乙所示；
②闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后________________，使________________,记下此时电阻箱的读数R2，此时电阻箱的读数如图丙所示；
(2）在步骤①中电阻箱的读数为R1＝________Ω；在步骤②中电阻箱的读数为R2＝________Ω.
(3)电阻R x的阻值为R x＝________Ω.
图12
解析(2）由图乙和图丙可知R1＝60 Ω，R2＝80 Ω。

（3）由于R1加上R x在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置)，则有R1＋R x＝R
，故有R x＝R2－R1＝80 Ω－60 Ω＝20 Ω。

2
答案(1)①电流表的示数I②调节电阻箱R的电阻电流表的读数仍然为I(2）60 80 （3)20
2．（2016·福建漳州模拟）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A1（量程为150 mA，内阻约为10 Ω)
B．电流表A2(量程为20 mA,内阻r2＝30 Ω)
C．电压表V(量程为15 V,内阻约为3 000 Ω)
D．定值电阻R0＝100 Ω
E．滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 A
F．滑动变阻器R2,最大阻值为5 Ω,额定电流为0。

5 A
G．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A2与定值电阻R0串联当作电压表与电流表A1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A1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R1，经过估算当电流表A1满偏时，电流表A2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＝错误!，其中，I1、I2分别为A1和A2的示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值。

答案(1)ABDEGH （2）如图所示（3)错误!；I1、I2分别为A1和A2的示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值
3．在“描绘小灯泡的伏特性曲线”实验中，某同学选中一个标有“2。

5 V 0.6 W”字样的小灯泡，除了导线和开关外,还有下列器材可供选择
电压表V1,（量程15 V，内阻约为6 kΩ)；
电压表V2（量程3 V，内阻约为3 kΩ)；
电流表A1（量程300 mA，内阻约为1 Ω)；
电流表A2(量程150 mA，内阻约为2 Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为200 Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值为10 Ω)；
直流电源E1(电动势为4。

5 V，r1＝0。

8 Ω).
（1）实验中电压表应选________,电流表应选________，滑动变阻器应选________.(填写器材代号)
（2）以下的四个电路中应选用________选项中的电路图进行实验.
（3）做完上述实验后，该同学接着用(2）中所选电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图13甲所示，图线1、2、3分别是元件1、元件2、元件3的伏安特性曲线，则三个元件中属于线性元件的是元件________（填写元件代号）。

然后他用如图乙所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图甲上,它们是A点和B点。

已知R0＝8。

8 Ω，则该电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。

这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P＝________W。

图13
解析(1）因灯泡的额定电压为2.5 V，故电压表选用量程为3 V的V2。

灯泡的额定电流I＝错误!＝0。

24 A，可知应选择量程为300 mA的电流表A1。

从测量的精确度以及操作的方便性考虑，滑动变阻器选择最大阻值为10 Ω的R2。

(2)因为电压、电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻大约为R＝错误!＝10。

4 Ω，远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法误差较小。

故选用A选项中的电路图进行实验。

(3)在图甲中，只有图线1为直线,故线性元件为元件1。

将电阻R0等效到电源的内部，连接A、B两点并延长至与横轴和纵轴相交，该图线为电源外电压与电流的关系图线.如图所示,当电流为0时，外电压为3.0 V,知电源的电动势为3.0 V，内阻r＝错误!Ω－8.8 Ω＝1。

2 Ω。

此时元件3的电流I＝0。

2 A，两端电压U＝1。

0 V,则元件3的电功率为P＝UI＝0.2 W。

答案(1)V2A1R2（2)A (3）1 3.0 1.2 0.2
以测量电源电动势和内阻为核心的电学实验
[规律方法］
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.
[精典题组］
1．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 Ω
H．定值电阻R4＝10 Ω
I．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A1改装成量程合适的电流表,则应将电流表A1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14甲所示的虚线框内；
图14
（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A1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A1的量程，应与A1并联一个小电阻R3，改装电流表的满偏电流I＝I g＋错误!＝0.003 A＋错误! A＝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A1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＝错误!Ω＝1.67 Ω。

答案(1）A E G 并0~0.603 （2）如图所示
（3）2.96 1。

67
2．小明利用如图15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，R0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,并以电压的倒数错误!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。

图15
(1）如果电源的电动势用E表示、电源的内阻用r表示，则错误!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）
解析(1)由闭合电路欧姆定律得错误!＝错误!，
解得错误!＝错误!R＋错误!;
(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分布在直线的两侧，如图所示。

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)由错误!＝错误!R＋错误!得,k＝错误!，b＝错误!,又R0＝150 Ω，解得E＝1。

52 V，r＝9.09 Ω。

答案（1)错误!＝错误!R＋错误!（2）如图所示0.004 4 0。

70 （3)1。

52 9。

09
创新设计型电学实验
[规律方法]
对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案。

高考中,对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案,但是其设计技能均取材于课本中的必考实验并结合生活实际，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数。

[精典题组］
1．（2016·福建省毕业班质量检查)国标(GB/T）规定自来水在15 ℃时电阻率应大于13 Ω·m。

某同学利用图16电路测量15 ℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。

实验器材还有：电源（电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1（量程为3 V，内阻很大）,电压表V2（量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1（阻值4 kΩ）,定值电阻R2(阻值2 kΩ），电阻箱R（最大阻值9 999 Ω）,单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺.
图16
实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；
B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；
C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R;
E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R; F．断开S,整理好器材。

(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图17所示,则d＝________mm。

图17
(2)玻璃管内水柱的电阻R x的表达式为R x＝________(用R1、R2、R表示)。

（3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图18所示的R－1
L 关
系图象。

自来水的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)。

图18
(4）本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将________（填“偏大"“不变”或“偏小”)。

答案（1）30。

00 （2）错误!(3）14 （4）偏大
2．某校进行实验电路设计比赛，实验台上备有下列器材：
A．电压表V1（量程约2 V，内阻约1 kΩ）
B．电压表V2(量程为6 V，内阻为2 kΩ)
C．电流计G（量程为3 mA，内阻约500 Ω）
D．电流表A（量程为0.6 A，内阻为0。

5 Ω）
E．滑动变阻器R1(0～15 Ω，0。

5 A)
F．滑动变阻器R2（0～1 kΩ，0.1 A）
G．电阻箱R3（0~999.9 Ω，0。

1 A）
H．电阻箱R4（0～9 999.9 Ω，0.2 A)
I．电源(6 V，0.5 A)
J．开关、导线若干
(1）利用以上器材在图19中虚线框内设计最佳测量电路，要求既能确定电压表V1的量程,又能尽量准确地测定其内阻，在图中标明选用器材的符号。

图中滑动变阻器R应选择________（填写元件符号)。

图19
(2)(多选)若已知电压表V1量程为2 V,则下列实验小组设计的电路图中，能用来测定电压表V1的内阻且设计合理的是________.。