4 热点16 电学创新实验

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高中物理-电学创新实验

教师备用习题
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的最大阻值为 20 (填“20”或“2000”)Ω. ②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的
左 (填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近. ③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调
电表粗测水样电阻约为2750 Ω.
(1)为精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~5 mA,电阻RA为50 Ω) C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流为1 A)) D.电源(电动势为12 V,内阻约为10 Ω)
高考题型突破
2.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是
否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·m).如图甲所示为该同学所用
盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左、右两
侧带有接线柱,容器内表面长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm,将水样注满容器后,用多用
高考题型突破
(2)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,可知外电阻的取值范围是20×1180−3Ω=900 Ω≤R≤10×1180−3Ω=1800 Ω. 报警器的电阻是650.0 Ω,所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 Ω到1150 Ω之间, 所以滑动变阻器应该选R2. (3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻,阻值应为650.0 Ω,滑动变阻器刚开始应置于b端,若置于另一端,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;实验调试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直至报警器开始报警.

电工电子创新实验报告

一、实验背景与目的随着科技的不断发展，电工电子技术已成为现代工业和日常生活中不可或缺的一部分。

为了提高我国电工电子领域的创新能力，培养学生的实践能力和创新精神，本实验旨在通过一系列创新实验项目，使学生掌握电工电子实验的基本方法与技能，培养其综合运用知识解决实际问题的能力。

二、实验项目与内容本次实验共分为六个部分，具体如下：1. 电路基础实验（1）实验目的：了解电路基本概念，掌握电路分析方法。

（2）实验内容：电路元件识别、电路连接、电路分析、基尔霍夫定律验证等。

2. 模拟电子电路实验（1）实验目的：掌握模拟电子电路的基本原理和设计方法。

（2）实验内容：放大器设计、滤波器设计、稳压电路设计等。

3. 数字逻辑电路实验（1）实验目的：熟悉数字逻辑电路的基本原理和设计方法。

（2）实验内容：逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路设计等。

4. 通信电路实验（1）实验目的：了解通信电路的基本原理和设计方法。

（2）实验内容：调制解调器设计、信道编码与解码、通信系统仿真等。

5. 数模混合电路综合设计实验（1）实验目的：培养学生综合运用数字和模拟电路知识解决实际问题的能力。

（2）实验内容：数据采集系统设计、数模转换器设计、模拟信号处理等。

6. 电子系统综合设计实验（1）实验目的：培养学生独立完成电子系统设计的能力。

（2）实验内容：电子系统方案设计、电路板设计、系统调试与优化等。

三、实验过程与结果1. 电路基础实验通过实验，学生掌握了电路元件的识别方法，学会了电路连接与分析，验证了基尔霍夫定律的正确性。

2. 模拟电子电路实验学生成功设计并搭建了放大器、滤波器、稳压电路等模拟电子电路，验证了电路原理的正确性。

3. 数字逻辑电路实验学生掌握了逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法，成功完成了数字电路设计。

4. 通信电路实验学生设计了调制解调器、信道编码与解码电路，并利用仿真软件进行了通信系统仿真。

5. 数模混合电路综合设计实验学生完成了数据采集系统、数模转换器、模拟信号处理等数模混合电路设计，实现了信号的采集与处理。

高考物理-电学创新实验

【答案】(1)a
(2)U2＝U1＋I(R＋RA)
(3)6.0 5.0
(4)0.58(0.53～0.62 均可)
【解析】 (1)利用伏安法测电阻，由图像可知热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以采用电流表外接法，故导线 c 应接在 a 点． (2)根据串联电路规律可知，外电路电压 U2 ＝U1＋I(R＋RA)． (3)电源两端的电压利用欧姆定律可知，利用电源的伏安特性曲线可知电动势和内电阻．电源的电动势为 6.0 V ，内阻为 r ＝ 6.0－4.0 Ω ＝ 5.0 Ω . 0.4
第13讲
电学创新实验
· 高频考点探究 · 教师备用习题
怎么考？
全国高考卷的实验题经常出现电学创新实验，该类实验的特点是题目来源于教材，但又高于教材，需要考生学会迁移应用，准确理解实验创新点．一般电学创新实验有两个大方向：1.实验原理的拓展与创新，实验的基本原理和思想方法是考查的核心，要解决此类实验问题，应摒弃简单地背诵实验而向分析理解实验转变.2. 实验器材的创新与使用，试题的创新点有时是改变实验器材，或者选用一个“全新” 的元件引入实验中进行应用或研究，注重考查考生的知识迁移能力和解决实际问题的能力．
3．某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值 ρ≥200 Ω·m)．图 133 为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，左、右两侧带有接线柱，容器内表面长 a＝40 cm，宽 b＝20 cm，高 c＝10 cm，将水样注满容器后，用多用电表测出水样电阻约为 2750 Ω.
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

2021届高三物理一轮复习高考热点强化训练——电学创新实验

2021届高三物理一轮复习高考热点强化训练——电学创新
实验
1．小明用电学方法测量电线的长度．首先，小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm ，估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×10－
8 Ω·m)．
现有如下实验器材：①量程为3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表；②量程为0.6 A 、内阻约为 0.1 Ω的电流表；③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略、输出电压为3 V 的电源； ⑤阻值为R 0＝4.30 Ω的定值电阻，开关和导线若干．
小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.50 A 时，电压表示数如图1甲所示，读数为______ V ．根据小明测量的信息，图乙中P 点应该________(选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”)，Q 点应该________(选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”)．小明测得的电线长度为______ m.
甲乙
图1 答案 2.50 接b 接a 31.4
解析电压表量程为3 V ，所以要估读，即读数为2.50 V ；R x 与R 0串联后为小电阻，故应采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，实验电路图如图所示：
根据R x ＋R 0＝U I ，R x ＝ρL S ，S ＝πd 24
，联立可知L ≈31.4 m. 2．(2019·广东茂名市第一次综合测试)热敏电阻包括正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)，正温度系数热敏电阻的电阻随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻的电阻随温度的升高而减小．某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x 的导电特性．
A ．电流表A 1(量程10 mA ，内阻r 1＝1 Ω)。

有哪些适合小学生的电学实验

有哪些适合小学生的电学实验电学是物理学的一个重要分支，对于小学生来说，通过一些简单有趣的电学实验，可以激发他们对科学的兴趣，培养他们的观察能力、动手能力和思维能力。

以下是一些适合小学生的电学实验。

实验一：简单电路连接材料准备：电池盒、电池、灯泡、灯座、导线若干。

实验步骤：1、将电池放入电池盒中，注意电池的正负极方向。

2、将灯泡拧入灯座中。

3、用导线将电池盒、灯座依次连接起来，形成一个简单的闭合电路。

4、观察灯泡是否发光。

这个实验可以让小学生了解电路的基本组成部分，即电源（电池）、导线、用电器（灯泡）和开关。

同时，让他们明白只有形成闭合电路，灯泡才能发光。

实验二：自制水果电池材料准备：柠檬、铜片、锌片、导线、发光二极管。

实验步骤：1、将铜片和锌片插入柠檬中，两者之间保持一定距离。

2、用导线将铜片和锌片分别与发光二极管的正负极相连。

3、观察发光二极管是否发光。

通过这个实验，小学生可以了解到水果中含有酸性物质，能够导电，从而产生电流。

同时，也能让他们对化学能转化为电能有初步的认识。

实验三：导体与绝缘体的检测材料准备：电池盒、电池、灯泡、灯座、导线、各种常见材料（如塑料、木头、金属、橡皮等）。

实验步骤：1、按照简单电路连接的方法组装好电路。

2、分别将各种材料接入电路中，观察灯泡是否发光。

3、记录哪些材料能使灯泡发光，哪些不能。

这个实验可以让小学生明白导体能够导电，绝缘体则不能导电，帮助他们区分常见材料的导电性。

实验四：串联电路与并联电路材料准备：电池盒、电池、灯泡（两个或多个）、灯座、导线。

实验步骤：1、串联电路：将电池、灯泡、灯泡依次用导线连接起来，形成串联电路，观察灯泡的发光情况。

2、并联电路：将电池与两个灯泡分别用导线连接，使两个灯泡处于并联状态，观察灯泡的发光情况。

通过对比这两种电路连接方式，小学生可以了解到串联电路中电流只有一条路径，各用电器相互影响；并联电路中电流有多条路径，各用电器互不影响。

高考命题点四电学创新性实验(深圳2)

命题点四电学创新性实验1.[探究电池的伏安特性] (2021·湖南新高考适应性考试)太阳能电池是一种可将光能转换为电能的器件。

一同学用图a所示电路测量某单晶硅太阳能电池的输出电流I和输出电压U之间的关系,探究该电池的伏安特性,用一定强度的光照射太阳能电池,闭合开关S,调节电阻箱,测得实验数据如下表所示。

(1)请在图b中补齐上表中后4组数据点,并作出该太阳能电池的伏安特性曲线。

(2)根据所作伏安特性曲线可知,电池电阻(选填“是”或“不是”)常数,短路电流为mA,电动势为V(结果均保留2位有效数字)。

(3)根据所作伏安特性曲线,估算该太阳能电池的最大输出功率为mW(结果保留1位小数)。

2.[探究伏安特性曲线] (2021·广东新高考适应性考试)某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。

(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用(选填“限流式”或“分压式”)接法。

(2)某同学已连接部分导线,请在图a中完成其余导线的连接。

(3)检查电路连线正确后,某同学闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是。

(4)描绘出灯的伏安特性曲线如图b所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯的功率为。

(结果保留2位有效数字)3.[用热敏电阻制作火灾报警系统] (2021·湖北新高考适应性考试)由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。

基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统,要求热敏电阻温度升高至50 ℃时,系统开始自动报警。

所用器材有:直流电源E(36 V,内阻不计);电流表(量程0～250 mA,内阻约0.1 Ω);电压表(量程0～50 V,内阻约1 MΩ);热敏电阻R T;报警器(内阻很小,流过的电流超过10 mA时就会报警,超过30 mA时就会损伤);滑动变阻器R1(最大阻值 4 000 Ω);电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω);单刀单掷开关S1;单刀双掷开关S2;导线若干。

中学生物理电学diy实验

中学生物理电学diy实验
中学生物理电学DIY实验有很多有趣的选择。

以下是一些建议的实验：
1. 制作简易电动机：这个实验需要的材料包括一个圆柱形强磁体、一根裸露的铜导线（粗一点为好）和一节干电池。

将裸露的铜导线用钳子弯成形状，然后将其夹在强磁体上，确保接触良好。

轻轻地拨动铜导线，它就会转动起来。

这个实验可以很好地说明电动机工作的原理：磁场对电流的作用。

2. 电路游戏：使用黏土和纸张制作电路实验，这是一个创新和有趣的方式，让学生们在动手中获得满足和新鲜感。

例如，制作一个“特斯拉”，它的眼睛可以通过电路发光，让学生理解导电黏土是如何导电的。

3. 改装电器：这个实验需要一些电子知识和技能，但也是一个很好的电学实验。

比如，可以尝试改装一个床头开关，使其在通电时变为常温焊接时间，断电时变为低温保温等待时间。

这不仅可以学习电学知识，还可以学习一些实用的生活技能。

这些实验不仅可以增强学生对电学知识的理解，还可以提高他们的动手能力和创新思维。

但是，进行实验时一定要注意安全，避免触电等危险情况的发生。

三个关于物理的电学的小实验可以在家完成

三个关于物理的电学的小实验可以在家完成案例一：1、筷子的神力思考：把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗？材料：塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根操作：1、将米倒满塑料杯。

2、用手将杯子里的米按一按。

3、用手按住米，从手指缝间插入筷子。

4、用手轻轻提起筷子，杯子和米一起被提起来了。

讲解：由于杯内米粒之间的挤压，使杯内的空气被挤出来，杯子外面的压力大于杯内的压力，使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起，所以筷子就能将成米的杯子提起来。

案例二：瓶子赛跑思考：装有沙子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来，谁先到达终点？材料：同等大小、重量相等的瓶子两个、沙子、水、长方形木板一块、两本厚书操作：1、用长方形木板和两本书达成一个斜坡2、将水倒入另一个瓶子中，将沙子倒入瓶子中3、把两只瓶子放在木板上，在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动4、装水的瓶子比装沙子的瓶子提前到达终点讲解：沙子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多，而且沙子之间还会有摩擦，因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。

创造：将瓶子里的物质换一换，再让它们比比赛吧！案例三：思考：不小心将厨房的佐料：胡椒粉与盐巴混在了一起，用什么方法将他们分离开呢？材料：胡椒粉、盐巴、塑料汤勺、小盘子操作：1、将盐巴与胡椒粉相混在一起。

2、用筷子搅拌均匀。

3、塑料汤勺在衣服上摩擦后放在盐巴与胡椒粉的上方。

4、胡椒粉先粘附在汤勺上。

5、将塑料汤勺稍微向下移动一下。

6、盐巴后粘附在汤勺上。

讲解：胡椒粉比盐巴早被静电吸附的原因，是因为它的重量比盐巴轻。

专题电学重要实验的创新设计

专题电学重要实验的创新设计Revised by Jack on December 14,2020电学实验的电路设计与数据处理益阳市十六中贺禹祥◇◆考情分析从近几年的高考试题来看，70％的实验题目是电学实验，而电学实验中电路实验又占了很大的分量。

因为电学实验容易出灵活题，从其他知识出灵活性题目比从电学实验中出灵活题要难一些。

所以考试中围绕电学出题的几率高。

题目以设计性实验和仪器选择类实验题为主，如2009年广东、江苏、山东、宁夏等高考试卷，都有电学实验题出现。

◇◆复习指导电学实验都是在基础知识之上，巧妙结合电路特点综合命制而成的。

所以在复习时要掌握好基本的知识，以不变应万变。

具体要做到：一、掌握电学基本原理，熟练应用伏安法测电阻，灵活处理电流表的接法，熟练掌握滑动变阻器的两种接法。

二、熟悉仪器的选择依据，灵活选择实验仪器。

注意从安全性、精确性和方便性这三个方面考虑。

三、加强实际操作能力和观察能力的培养。

尽可能把《考试大纲》中要求的实验亲手做一遍，提高动手能力。

四、立足教材，适度扩展。

对《考试大纲》规定的实验加以改造和翻新是近几年高考电学实验题的主要形式，在复习时要展开开放式的讨论和研究，激发创新精神。

一、实验原理的迁移及电路设计例1：2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。

材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。

若图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB、R分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。

为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。

请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场的磁感应强度大小约为～，不考虑磁场对电路其他部分的影响)。

要求误差较小。

提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值R=150ΩB．滑动变阻器R，全电阻约20Ωc．电流表A，量程 mA，内阻约30ΩD．电压表V，量程3V，内阻约3 kΩE．直流电源E，电动势3V，内阻不计F．开关s，导线若干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B=______Ω，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=________T。

高中物理电学实验的创新设计

高中物理电学实验的创新设计在高中物理的学习中，电学实验一直占据着重要的地位。

它不仅能够帮助我们深入理解电学的基本概念和规律，还能培养我们的实验操作能力和科学思维。

然而，传统的电学实验在某些方面可能存在局限性，为了更好地激发学生的兴趣和提高实验效果，创新设计显得尤为重要。

一、传统电学实验的局限性传统的高中物理电学实验，虽然经过了多年的教学实践和优化，但仍存在一些不足之处。

首先，实验器材的精度和稳定性有时难以满足精确测量的需求。

例如，电表的读数误差、电阻箱的接触不良等问题，可能导致实验数据的偏差。

其次，实验内容和形式相对固定，缺乏创新性和探究性。

学生往往只是按照既定的步骤进行操作，难以真正培养自主思考和解决问题的能力。

再者，实验场景与实际生活的联系不够紧密，学生难以将所学知识应用到实际情境中，导致对知识的理解和掌握不够深入。

二、创新设计的思路与原则为了克服传统实验的局限性，我们在进行电学实验创新设计时，可以遵循以下思路和原则。

1、贴近生活将电学实验与日常生活中的实际问题相结合，让学生感受到物理知识的实用性。

例如，可以设计关于家用电器功率测量、手机电池充电效率研究等实验。

2、增加探究性设计一些开放性的实验问题，让学生通过自主探究来寻找答案。

比如，探究不同材料的电阻特性与温度的关系。

3、利用现代技术引入先进的实验仪器和技术手段，如数字化传感器、计算机数据采集系统等，提高实验的精度和效率，同时也能让学生接触到最新的科技成果。

4、简化实验操作通过巧妙的设计，减少实验步骤的复杂性和操作难度，让学生能够更轻松地完成实验，从而将更多的精力集中在实验原理和数据分析上。

三、创新设计案例1、自制简易欧姆表材料：表头（微安表）、电阻箱、滑动变阻器、电源、开关、导线若干。

原理：根据欧姆定律，通过改变与表头串联的电阻值，可以测量不同电阻的阻值。

操作步骤：（1）将表头、电阻箱、滑动变阻器、电源和开关按照电路图连接好。

（2）调节滑动变阻器，使表头指针指在满刻度处。

高考物理二轮复习热点训练解析—电学创新实验

高考物理二轮复习热点训练解析—电学创新实验1.[2021·山西太原市3月模拟(一)]用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。

将两个相同的电池串联起来为红色的LED 供电时，LED 会发光。

为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：(计算结果保留3位有效数字)图1(1)将电池组按图1(a)所示接入电路，图中电流表的量程为10mA ，内阻为100Ω；(2)闭合开关，调节电阻箱的值，发现当R ＝100Ω时，电流表的示数I 如图(b)所示，则I ＝________mA ；(3)反复调节电阻箱的值，读出多组电流表的示数I (算出1I 的值)和对应电阻箱的阻值R 并描在图2中。

将(2)中的数据描在图2中，连同已描出的点绘出1I－R 图线；图2图3(4)由图2可知，该电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω；(5)已知红色LED的伏安特性如图3所示，当用该电池组直接为此LED供电时，LED的功率为________W。

答案(2)5.96(3)见解析(4)1.4747.0(5)6.20解析(2)由图(b)中电流表的指针停留位置，可知I＝5.96mA。

(3)1I－R图像如下图所示(4)根据公式E＝I(r＋R A＋R电阻箱)代入题图中的两组I和R的值，可得E＝1.47V，r＝47.0Ω。

(5)在下图中，绘制电源的伏安特性曲线，如图所示，根据LED的伏安特性曲线，以及两组电池为LED供电，可得LED的功率P＝UI，代入伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点的数据得P＝6.20W。

2.(2021·1月辽宁普通高校招生适应性测试，12)某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图4所示的电路。

所用器材有：置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻R G，小灯泡和刻度尺，阻值为R的定值电阻，理想电压表，电动势为E、内阻为r的电源，开关S，导线若干。

热点十六电学常规实验(解析版)

备战2021年高考物理23个命题热点巧练热点十六电学常规实验1．(2020·海口市高三模拟)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示。

该工件的直径为________cm，高度为________mm。

甲乙【答案】1.220 6.860(6.858～6.862均正确)【解析】游标卡尺的主尺读数为1.2 cm，游标尺上第4个刻度线和主尺上某一刻度线对齐，所以游标尺读数为4×0.05 mm＝0.20 mm＝0.020 cm，所以最终读数为：1.2 cm＋0.020 cm＝1.220 cm。

螺旋测微器的固定刻度为6.5 mm，可动刻度为36.0×0.01 mm＝0.360 mm，所以最终读数为6.5 mm＋0.360 mm＝6.860 mm。

2.(2020·青岛二模)在测定某金属的电阻率实验中：图1图2图3(1)某学生进行了如下操作：①利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d＝________mm。

②测量金属丝电阻R x的电路图如图2所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如表1所示。

该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是________________，比较合理且较准确的金属丝电阻R x测＝________Ω(保留两位有效数字)，从系统误差角度分析，R x的测量值与其真实值R x真比较，R x测________R x真(填“>”“＝”或“<”)。

表1(2)该同学利用该数据可算出R x的真实值为________Ω。

【答案】(1)①1.704②电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零12<(2)13【解析】(1)①由题图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5 mm＋20.4×0.01 mm＝1.704 mm。

②由表中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，电压表应接a点，金属丝电阻R x测＝U aI a＝1.840.15Ω≈12 Ω；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值。

2025高考物理电学创新实验

2025高考物理电学创新实验一、实验题1．小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池（电动势约1.5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）1个；滑动变阻器（最大阻值50Ω）1个；定值电阻（阻值50Ω）21个；开关1个及导线若干．实验电路如题1图所示．（1）电压表量程应选用（选填“3V”或“15V”）．（2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）．先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱（选填“B”“C”“D”）连接，再闭合开关，开始实验．（3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如题4图中实线所示．（4）在题1图所示的电路中，若电源电动势为E ，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为1R ，定值电阻的总阻值为2R ，当被测电阻为R 时，其两端的电压U = （用E 、1R 、2R 、R 表示），据此作出U R -理论图线如题4图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小．（5）分析可知，当R 较小时，U 的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R 较大时，U 的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由．2．小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。

现有一个量程为0.6 A 的电流表、一个电池组（电动势E 不大于4.5 V 、内阻r 未知）、一个阻值为R 0的定值电阻、一个阻值为R 1的定值电阻（用作保护电阻），开关S 和导线若干。

他设计了如图（a ）所示的电路，实验步骤如下：第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A 、B 之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R 。

物理：电学实验的创新设计

物理：电学实验的创新设计电学实验的创新设计【考情分析】电学实验成为理综模式及单科模式下物理实验考题的首选题材已是不争的事实．这一现象的形成有其必然性：①电学实验不仅考查了大纲和考试说明所要求的独立完成实验的能力和实验设计能力，同时也有效地考查了电学基础知识．它所具备的双重考查功能是许多其他实验无法替代的；②受考试时间和试卷篇幅的限制，大部分试卷都未对恒定电流这一章的知识另外单独设题考查，电学实验自然肩负着考查恒定电流这一章的使命；③电学实验尤其是设计性电学实验题最富于变化，最能体现考生的实验创新能力和思维的灵活性，从而为命题者提供了广阔的命题空间．【适用地区】适用于全国大纲卷、山东新课标卷、江苏卷等【题型预测】1．电阻测量的新理念【预测1】为了测量量程为3V 的电压表V 的内阻（内阻约2000Ω），实验室可以提供的器材有：电流表A 1，量程为0．6A ，内阻约为0．1Ω；电压表V 2，量程为5V ，内阻约为3500Ω；电阻箱R 1的阻值范围为0～9999Ω；电阻箱R 2阻值范围为0～99．9Ω；滑动变阻器R 3的最大阻值约为100Ω，额定电流1．5A ；电源E ，电动势6V ，内阻约0．5Ω；单刀单掷开关S ，导线若干。

（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V 的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。

（2）写出计算电压表V 的内阻R v 的计算公式为R v ＝________。

解析（1）由于题目中待测电压表的量程为3V ，内阻约为2000Ω，所以电压表中的最大电流为A I 0015.020003==，而给定的电流表A 1的量程为0．6A ，无法准确测量通过电压表的电流。

所以只能借助于串联分压原理，设计的测量电压表V 的内阻的实验电路如图所示。

（2）闭合开关，电压表V 的示数为U ，电压表V 2的示数为U 2，电阻箱R 1的读数为r 1。

2022版高考物理专题64实验：电学拓展创新实验练习含解析

高考物理专题练习：专题64 实验：电学拓展创新实验1．结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点，去理解电路，找出测量量与已知量间的关系.2.熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键．1．(2020·河北邯郸市期末)某同学欲测量电流表G1的内阻r1，实验室有如下实验器材：待测电流表G1(量程为0～6 mA，内阻约200 Ω)电流表G2(量程为0～60 mA，内阻约40 Ω)定值电阻R(阻值为20 Ω)滑动变阻器R1(阻值范围为0～1 000 Ω)滑动变阻器R2(阻值范围为0～20 Ω)电源(电动势约为3 V)开关、导线若干请回答下列问题：(1)实验过程中，要求电流表示数从零开始变化，则滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”)．(2)为尽可能精确测量电流表G1的内阻，请在虚线框中画出实验电路原理图．(3)利用上述实验电路，测量多组数据，图1甲为实验过程中某次电流表G1的示数，其示数为_______ mA.(4)若实验中读得G1表和G2表的读数为I1和I2，根据多组数据作出I2－I1图象，如图乙所示，图线的斜率为k，则G1表的内阻r1＝________(用k、R0表示)．图1答案(1)R2(2)见解析图(3)3.60 (4)(k－1)R0解析 ()1由于电流表示数从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，因而滑动变阻器选择阻值小的，故选R 2.()2由于题目没有电压表，而提供的电流表电阻未知，根据题意可知需要定值电阻作为电压表使用，此时需要知道通过定值电阻的电流，滑动变阻器采用分压接法；故采用实验电路图如图所示：()3电流表的最小刻度为0.1 mA ，估读到下一位，故电流表读数为3.60 mA.()4根据电路图和欧姆定律得：I 1r 1＝(I 2－I 1)R 0，整理得：I 2＝r 1＋R 0R 0·I 1 结合图象可得：k ＝r 1＋R 0R 0解得：r 1＝(k －1)R 0.2．(2020·河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)某实验小组欲将一量程为2 V 的电压表V 1改装成量程为3 V 的电压表，需准确测量电压表V 1的内阻，经过粗测，此表的内阻约为2 kΩ.可选用的器材有：电压表V 2(量程为5 V ，内阻为5 kΩ)滑动变阻器R 1(最大值为100 Ω)电流表(量程为0.6 A ，内阻约为0.1 Ω)电源(电动势E ＝6 V ，内阻不计)定值电阻R (阻值已知且满足实验要求)．图2 图2甲为测量电压表V 1的内阻实验电路图，图中M 、N 为实验小组选用的电表．(1)请选择合适的电表替代M 、N ，按照电路图用线条替代导线连接实验电路；(2)实验电路正确连接，调节滑动变阻器，M 表的读数为Y ，N 表的读数为X ，请用两表的读数和定值电阻R 表示电压表V 1的内阻________；(3)改变滑动变阻器滑片的位置，得到多组M 表和与之对应的N 表的读数，建立直角坐标系，通过描点作出M 表(纵坐标)和与之对应的N 表的读数(横坐标)的函数图象．若使M 表和N 表可同时达到满偏，则函数图象的斜率约为________；(结果保留2位有效数字)(4)若测得电压表V 1的内阻准确值为R 0，则将此表改成量程为3 V 的电压表需________(选填“串”或“并”)联电阻的阻值为________．答案 (1)见解析图 (2)XR Y －X (3)2.5 (4)串 R 02解析 (1)将一量程为2 V 的电压表V 1改装成量程为3 V 的电压表，应将定值电阻与电压表V 1(N)串联，为测量电压表V 1的内阻，再将电压表V 2(M)并联到电压表V 1和定值电阻两端，电路如图．(2)根据欧姆定律可得，M 表(纵坐标)和与之对应的N 表的读数(横坐标)的函数关系为Y ＝R ＋R V1R V1X ，则R V1＝XR Y －X. (3)R V1约为2 kΩ，而电路分压需要5 V ，R V1分到电压为2 V ，故要求R 分压为3 V ，电阻约为3 kΩ，图象斜率约为k ＝3＋22＝2.5. (4)将电压表改装成大量程的电压表时应串联电阻分压，根据串联电路规律可知，串联电阻应分1 V 电压即为电压表V 1的一半，串联电路中电流相等，则串联电阻应为电压表V 1的一半即为R 02. 3．(2020·贵州贵阳市四校联考)为测量某一未知电阻的阻值，某同学设计了如图3甲所示的电路图，实验中该同学得到电流表和电压表的读数分别为I 和U ，于是根据公式R x ＝U I得出了被测电阻的阻值．试分析：图3(1)若电流表不是理想电表，且其内阻不可忽略，则利用该电路测出的阻值R x ________(选填“大于”或“小于”)被测电阻的真实值；(2)为消除电流表内阻对实验结果的影响，该同学又设计了如图乙所示的电路图，连接好电路后他的具体操作步骤如下：①调节滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关K 1及K 2，得到电流表A 和电压表V 1、V 2的示数分别为I 1、U 1、U 2，可求出电流表的内阻R A ＝________.②断开开关K 2读出电流表A 和电压表V 1的示数分别为I ′和U ′，可求出被测电阻的阻值为R x ＝________.③在有效消除电流表内阻对实验结果的影响后，该同学认为实验中使用的电压表也不是理想电表，那么该同学得出的被测电阻阻值应________．A ．大于被测电阻的真实值B ．小于被测电阻的真实值C ．与被测电阻的真实值一致答案 (1)大于 (2)①U 1－U 2I 1 ②U ′I ′－U 1－U 2I 1③C 解析 (1)由内接法原理，电流表测量电流准确，电压表测量值偏大，故电阻的测量值大于真实值．(2)①由闭合电路欧姆定律可知R A ＝U 1－U 2I 1②由串联电路电流关系与闭合电路欧姆定律可知R x ＝U ′I ′－U 1－U 2I 1 ③步骤①中，电压表V 1、V 2的电阻对测量结果无影响；步骤②中，开关K 2断开，电压表V 1的电阻对测量结果无影响，故R x 与被测电阻真实值一致，故选C.4．(2020·河南洛阳市一模)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)．实验室提供的器材如下：待测电压表V(量程3 V ，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R 0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E (电动势6 V ，内阻不计)，开关两个，导线若干．(1)如图4所示，虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分．将电路图补充完整．(2)将这种方法测出的电压表内阻记为R V ′.则R V ′＝________.与电压表内阻的真实值R V 相比，R V ′________R V .(选填“>”“＝”或“<”)图4答案(1)见解析图(2)R0＞解析(1)待测电压表电阻(3 000 Ω)远大于滑动变阻器R1的电阻值(100 Ω)，故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示：(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动电阻器滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻；电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大，故R V＜R V′.5.(2020·湖北武汉市质量检测)某小组用惠斯通电桥测量电阻R x的阻值：方案一：如图5所示，先闭合开关S，然后调整电阻箱R2的阻值，使开关S0闭合时，电流表G的示数为零．已知定值电阻R1、R3的阻值，即可求得电阻R x.图5(1)实验中对电流表G的选择，下列说法正确的是________．A．电流表的零刻度在表盘左侧B．电流表的零刻度在表盘中央C．电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D．电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小(2)若实验中未接入电流表G，而其他电路均已连接完好，调节电阻箱R2，当R2R x>R1R3，则B、D两点的电势的关系满足φB________(选填“>”“<”或“＝”)φD.方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代R1、R3，将电阻箱R2换成定值电阻R ，如图6所示．图6(3)闭合开关S ，调整触头D 的位置，使按下触头D 时，电流表G 的示数为零．已知定值电阻R 的阻值，用刻度尺测量出l 1、l 2，则电阻R x ＝________.(4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图6中的定值电阻R 换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为R 4；然后将电阻箱与R x 交换位置，保持触头D 的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表G 的示数为零，此时电阻箱的读数记为R 5，则电阻R x ＝______. 答案 (1)BC (2)< (3)l 2l 1R (4)R 4R 5解析 (1)电流表G 零刻度线在中央时，可以判断电流的流向，判断B 和D 两点电势的高低，所以要求电流表G 的零刻度在表盘中央，所以B 正确，A 错误；根据电流表中表针摆的方向便可判断B 和D 两点电势的高低，进而进行调节，无需准确读出电流的大小，所以C 正确，D 错误．(2)当没有接电流表G 时，R 2与R x 串联，R 1与R 3串联，然后再并联，则 I 1R 2＋I 1R x ＝U AB ＋U BC ＝U ACI 2R 1＋I 2R 3＝U AD ＋U DC ＝U AC变形可得R 2R x ＝U AB U BC ＝U AC U BC－1 R 1R 3＝U AD U DC ＝U AC U DC－1 所以，当R 2R x >R 1R 3时U BC <U DC即φB <φD .(3)闭合开关S 后，调整触头D 让电流表G 示数为零，说明φB ＝φD则U AB ＝U AD ，U BC ＝U DC同时R 与R x 电流相同，均匀电阻丝电流相同，设电阻丝单位长度的电阻为R 0，则 U AB R ＝U BC R x ，U AD R 0l 1＝U DC R 0l 2，整理得R R x ＝R 0l 1R 0l 2＝l 1l 2得R x ＝l 2l 1R . (4)将l 1和l 2的电阻记为R 1′和R 2′，则R 4R x ＝R 1′R 2′，R x R 5＝R 1′R 2′联立得R x ＝R 4R 5.6．(2019·广东茂名市第一次综合测试)热敏电阻包括正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)，正温度系数热敏电阻的电阻随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻的电阻随温度的升高而减小．某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x 的导电特性．A ．电流表A 1(量程10 mA ，内阻r 1＝1 Ω)B ．电流表A 2(量程0.6 A ，内阻r 2约为0.5 Ω)C ．滑动变阻器R 1(最大阻值200 Ω)D ．滑动变阻器R 2(最大阻值20 Ω)E ．定值电阻R 3(阻值1 499 Ω)F ．定值电阻R 4(阻值149 Ω)G ．电源E (电动势15 V ，内阻忽略不计)H ．开关与导线若干图7(1)实验采用的电路图如图7甲所示，则滑动变阻器选________，定值电阻R 选________．(均填仪器前的字母序号)(2)用笔画线代替导线将图乙中实物按图甲的电路补充完整．(3)该小组根据测量数据作出热敏电阻的U －I 图象如图丙所示，则该曲线对应的是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻．(4)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9 V 、内阻为10 Ω的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值为______ Ω(结果保留三位有效数字)．答案 (1)D E (2)见解析图 (3)NTC (4)80.0(78.0～82.0)解析 (1)采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的D ；由题图甲可知，定值电阻R 与电流表A 1串联充当电压表使用，故应采用阻值较大的E ；(2)按照电路图，实物连线如图所示：(3)由题图丙可知，图象上各点与原点连线的斜率减小，故说明电阻随电压的增大而减小，因此应为负温度系数的热敏电阻，即NTC 热敏电阻；(4)在热敏电阻的U －I 图象中作出电源的U －I 图线，如图所示：两图的交点表示该热敏电阻的工作电压和工作电流，由图可知，电压U ＝8.0 V ，电流I ＝0.1A ，故电阻R ＝U I ＝8.00.1Ω＝80.0 Ω(78.0～82.0均可以)。

高考物理复习：电学创新实验

电学创新实验1．超高亮LED灯与传统的照明灯相比，有寿命长、低耗、彩色鲜艳、点亮速度快等特点．被广泛应用于商场照明、舞台灯光控制、汽车尾灯等诸多领域．为探究LED灯的性能，某兴趣小组想描绘某发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.序号U/V I/mA10.000.002 2.560.303 2.83 2.604 2.908.215 3.0030.24(1)实验应该选择的电路图为________；并根据你选择的电路图，用笔画线代替导线将实物图甲中的连线补充完整．(2)根据实验得到的数据，在如图乙所示的坐标纸上描绘出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线．(3)采用(1)中所选的电路，发光二极管(LED灯)电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．(4)若实验中该发光二极管(LED灯)最佳工作电流为8 mA，现将此发光二极管(LED灯)与电动势为3 V、内阻不计的电源两端相接，还需要串联一个阻值R＝________Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态．(结果保留两位有效数字)【答案】(1)C见解析图(2)见解析图(3)大于(4)15【解析】(1)根据题中表格数据可知，发光二极管(LED灯)的电阻较大，电流表采用内接法，C正确；实物连接如图．(2)根据表中数据描绘出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线．(3)由于电流表为内接法，电流表分压使测量值偏大．(4)根据图像可读出I＝8 mA时，对应的电压U＝2.88 V，可得串联电阻两端的电压为0.12V，故可求出R＝0.128×10－3Ω＝15 Ω.2．如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示．(1)某次用0～3 A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为________A．(2)该电流表0～0.6 A量程对应的内阻约为______Ω.(结果保留两位小数)(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为________mA(结果保留两位有效数字)．【答案】(1)1.20(2)0.50(3)5.0【解析】(1)电流表量程为0～3 A，由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1 A，示数为1.20 A．(2)由图乙所示电路图可知，电流表量程为0～0.6 A 时，电流表内阻为R ＝(R 1＋R 2)(R 3＋R g )R 1＋R 2＋R 3＋R g ＝(0.1＋0.4)×(5＋55)0.1＋0.4＋5＋55Ω≈0.50 Ω. (3)由图示电路图可知，电流表量程为0～3 A 时 3 A ＝I g ＋I g (R g ＋R 3＋R 2)R 1＝I g ＋I g (5＋55＋0.4)0.1＝605I g 解得I g ≈0.005 0 A ＝5.0 mA ．3．随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要工具．可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源，其电动势约5 V ．某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，他剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，另外两根导线空置不用．实验室还提供了如下器材：A ．量程是3.0 A ，内阻约为0.2 Ω的电流表；B ．量程是6 V ，内阻约为6 kΩ的电压表；C ．量程是15 V ，内阻约为30 kΩ的电压表；D ．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A 的滑动变阻器；E ．阻值为0～10 Ω，额定电流为3 A 的滑动变阻器；F ．阻值为2.5 Ω的定值电阻；G ．阻值为20 Ω的定值电阻；H ．开关S 一个，导线若干．(1)实验中滑动变阻器应选用________．(填相应器材前的字母)(2)根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中R 0应选择________(填相应器材前的字母)，它在电路中的作用是_____．(3)该同学记录的8组数据如表中所示，请在图乙的坐标纸上画出该充电宝的U －I 图线．由图线可知该充电宝的电动势E ＝______V ，内阻r ＝______Ω.(保留到小数点后两位)次数1 2 3 4 5 6 7 8 电流I /A 0.17 0.31 0.66 0.93 1.18 1.37 1.63 1.89电压U/V 5.05 5.03 5.00 4.97 4.94 4.93 4.90 4.86 【答案】(1)E(2)F防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏(3)如图所示 5.070.11【解析】(1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流，从安全和方便性原则应选E.(2)R0作为保护电阻，除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外，还要保证测量，因此不能选G，只能选F.(3)由E＝U＋Ir可知，充电宝的电动势为E＝5.07 V，U－I图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小，则内阻为r＝0.11 Ω.4．(2020年河北六校联考)如图甲所示为某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题．(1)小明首先在P、Q间接上一直流电源，P接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压2.5 V”挡位，红表笔接P，黑表笔接Q，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则P、Q之间的电压是________V.(2)小明又将红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压完全相同，则可以确定必定是______发生了断路．(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，调零后红表笔接P，黑表笔接M，电表指针在表盘上的位置如图丙所示，由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重，无法直接读取数据，他进一步观察发现，此时指针偏转的角度恰好位于表盘0～15 Ω之间的正中位置，其中15 Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置，则此时多用电表所测的阻值是________ Ω，小亮据此确定电阻R2没有断路，你认为他的判断是________(填“正确”或“错误”)的．【答案】(1)2.00(2)R2(3)50错误【解析】(1)根据多用电表电压挡读数规则，P、Q之间的电压为2.00 V.(2)红表笔接P，黑表笔接M，若多用电表示数与P、Q之间的电压相同，说明多用电表测量的是电源电压，可以确定是R2发生了断路．(3)在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，指针偏转34，根据多用电表欧姆挡测量原理，由闭合电路欧姆定律有I g＝ER内，12I g＝ER内＋R中，34I g＝ER内＋R，又R中＝150 Ω，联立解得R＝50 Ω.P、M之间的电阻值可能为R1和R3串联后的电阻值，小亮确定R2没有断路是错误的．5．(2020年济南模拟)如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，拉力传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成将重物的重力变换为电信号的过程．小明找到了一根拉力敏感电阻丝R L，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，小明设计了合适的电路图并按图制成了一个简易“吊秤”．实验室提供了如下器材：电源E(电动势为15 V，内阻约2 Ω)；灵敏毫安表(量程为10 mA，内阻约50 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为10 kΩ)；R L接在A、B两接线柱之间，通过光滑绝缘小滑环可将重物吊起；开关S和导线若干．(1)请在图丙中帮助小明将设计的实验电路图补充完整．丙(2)小明根据设计好的电路图，连接好实验电路，完成下列操作：a．滑环下不吊重物时，调节滑动变阻器，当电流表为某一合适示数时，读出电流表的示数I1；b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电流表的示数I2.设R L－F图像的斜率为k，待测重物的重力G的表达式为G＝______________(用物理量的符号表示)．(3)小明在实验的过程中不慎将灵敏毫安表烧坏，现手头只有量程为2 mA、内阻(标称值)为200 Ω的电流表，还有定值电阻R1(50 Ω)、定值电阻R2(10 Ω)可供选择，为了使实验顺利进行，小明决定改装电流表，将2 mA的量程扩大至10 mA，小明改装的方法是电流表应该和定值电阻________(填“串联”或“并联”)，且定值电阻应选择________(在空格内填写字母代号)．(4)由于量程为2 mA、内阻为200 Ω的电流表内阻的真实值比标称值略大，导致改装后的电流表示数与真实示数相比________(填“偏大”或“偏小”)，应该使选择的定值电阻阻值适当________(填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】(1)如图所示(2)2E cos θk ⎝⎛⎭⎫1I 2－1I 1 (3)并联 R 1(4)偏小增大【解析】(2)对待测重物受力分析，由平衡条件得2F cos θ＝G ，由题图乙得F ＝R L －R 0k，R 0＝103 Ω，由闭合电路欧姆定律得R 0＝E I 1－(R ＋R g ＋r )，R L ＝E I 2－(R ＋R g ＋r )，故R L －R 0＝E I 2－E I 1，联立解得G ＝2E cos θk ⎝⎛⎭⎫1I 2－1I 1. (3)将2 mA 的电流表的量程扩大至10 mA ，根据并联分流原理，电流表应该和定值电阻并联，由并联电路电压相等可知，I g R g ＝(I －I g )R ′，解得R ′＝50 Ω，故选R 1.(4)改装的电流表的分流电阻分得的电流偏大，改装后电流表示数比真实值偏小，根据改装电流表的原理，内阻真实值比标称值大，并联的分流电阻也应比50 Ω大，故应适当增大分流电阻的阻值．6．(2020年山西二模)将一个量程在1.5～2.5 mA(标有清晰的刻度但没有标示数)、内阻在150～250 Ω的电流表G 改装成一个量程为0～30 V 的电压表．为了正确改装，采用如图甲所示的电路来测量电流表G 的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下：A ．电源(电动势约6 V 、内电阻小于1 Ω)B ．标准电流表A(量程为0～10 mA ，内电阻约为500 Ω)C ．电阻箱(阻值范围0～9.9 Ω)D ．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)E ．滑动变阻器(阻值范围0～1 kΩ)F ．滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω)G ．开关S 和导线若干(1)该实验中电阻箱应选________，滑动变阻器应选________(填题中仪器前面的字母序号)．(2)该同学的实验操作过程为：①将滑动变阻器的滑片P移至最右端，将电阻箱的阻值调至最大；②闭合开关S，向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值使电流表G指针指到满刻度，记录标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R；③再次向左移动滑动变阻器滑片P、调节电阻箱阻值至电流表G指针指到满刻度，记录第二组标准电流表A的读数I及此时电阻箱的阻值R；④重复步骤3～5次；⑤该同学利用实验中所记录的五组标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值R数据，画出I－1R图像如图乙所示．根据图线可以求得电流表G的量程为________A；内电阻为________Ω.(3)将电流表G与一个阻值为________Ω的电阻串联就可以改装成量程为0～30 V的电压表．【答案】(1)D E(2)⑤2×10－3200(3)14 800【解析】(1)因为待测电流表G的估计值为150～250 Ω之间，电源电动势E＝6 V，标准电流表A的量程为0～10 mA，内电阻约为500 Ω，故电阻箱应选D，以获得较大的测量范围，为了保证电表的安全，应限制干路的电流，应选择阻值范围较大的滑动变阻器，故滑动变阻器应选E.(2)设电流表G的满偏电流为I g，内电阻为R g，根据支路电流之和等于干路电流，可得I＝I g＋I g R gR，根据图乙可知I g R g＝(10－2)×10－32×10－2V＝0.4 V，截距I g＝2×10－3 A，联立可得R g＝200 Ω.(3)设改装量程为0～30 V的电压表，需要串联的电阻为R′，根据欧姆定律可得U max ＝I g (R g ＋R ′)，即30＝2×10－3×(200＋R ′)，解得R ′＝14 800 Ω.7．某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中MN 为电阻丝，R 0是阻值为1.0 Ω的定值电阻，实验中调节滑片P ，记录电压表示数U ，电流表示数I 以及对应的PN 长度x ，绘制了U －I 图线如图乙所示．(1)由图乙求得电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)其真实值．(3)根据实验数据可绘出图像，如图丙所示．图像斜率为k ，电阻丝横截面积为S ，可求得电阻丝的电阻率ρ＝________，电表内阻对电阻率的测量________(填“有”或“没有”)影响．【答案】(1)1.49 0.45 (2)小于 (3)kS 没有【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知U ＝E －I (r ＋R 0)，则可知，图乙中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故E ＝1.49 V ；图像的斜率表示r ＋R 0，则r ＋R 0＝1.49－1.20.20Ω＝1.45 Ω，解得r ＝1.45 Ω－1.0 Ω＝0.45 Ω.(2)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电压表不再有分流作用，电流测量值等于真实值，电源的U －I 图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值．(3)根据欧姆定律可知，电阻R ＝U I ＝ρx S ＋R A ，则可知k ＝ρS，解得ρ＝kS ，电表内阻对图像的斜率无影响，所以得出的电阻率没有影响．8．(2020年泰安三模)有一待测电阻R x ，测量过程如下：(1)先用多用电表粗测电阻：如图甲所示，红表笔插入“＋”插孔，此时红表笔与表内电源的________(填“正”或“负”)极相连；选用“×100”倍率的电阻挡测量，多用电表的示数如图乙所示，测量结果为____Ω.(2)除待测电阻R x 外，实验室还提供了下列器材：A ．电流表A 1(量程为500 μA ，内阻r 1＝1 kΩ)B ．电流表A 2(量程为1.5 mA ，内阻r 2≈2 kΩ)C ．滑动变阻器R (0～100 Ω)D ．定值电阻R 1＝3 000 ΩE ．定值电阻R 2＝100 ΩF ．电源(电动势E ＝2 V ，内阻可以忽略)G ．开关S 、导线若干①实验要求测量尽可能精确且通过电阻的电流调节范围尽量大，请将设计好的电路图画在虚线框中(要标出器材的符号)．②按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表A 1、A 2的示数I 1和I 2，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并作出I 1－I 2图线如图所示，则该待测电阻为R x ＝________Ω(结果保留两位有效数字)，测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．【答案】(1)负 1 500 (2)①见解析图 ②1.6×103 相等【解析】(1)红表笔与欧姆挡内的负极相连；由图中可得待测电阻约为15×100 Ω＝1 500 Ω.(2)①由于待测电阻远大于滑动变阻器最大阻值，故应采用分压式接法；电流表A 1内阻已知，故应该将A 1改装为电压表，电源电动势为2 V ，故量程改装为2 V 即可，因此A 1与R 1串联，故电路图如图．②由欧姆定律可得R x ＝I 1(R 1＋r 1)I 2－I 1，整理得I 1＝R x R x ＋R 1＋r 1I 2.由图像求得斜率k ＝27，代入数据解得R x ＝1 600 Ω.从以上推导可知，该实验方案没有系统误差，故测量值与真实值相等．。