《备战2020年高考》专题19电学实验-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理(原卷版)
2020年全国各地高考物理试题分类汇编 电学实验
2020年全国各地高考招生试题汇编--电学实验1(2020四川卷)．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。
他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。
实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而增大，随其所带电荷量的____________而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是__________(（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。
1答案．(1)减小增大控制变量法。
2【2020江苏高考】. (8 分)为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,小明测量小灯泡的电压U 和电流I,利用P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1. 8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω .(1)准备使用的实物电路如题10-1 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻,电路中的电阻R 1 应选_______Ω的定值电阻.(3)测量结束后,应先断开开关,拆除______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.(4)小明处理数据后将P 、U 2 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示. 请指出图象中不恰当的地方. 2答案. (1)(见右图) (2)10 (3)电池(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.3【2020广东高考】图17（a ）是测量电阻R X 的原理图。
学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A （内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab 的总长为30.0cm学生电源① 根据原理图连接图17（b ）的实物图② 断开S 2，合上S 1；调节电源输出电压为3.0V 时，单位长度电阻丝为电压 u= V/cm.记录此时电流表A 1的示数。
2020物理高考备考专题《电学实验》(附答案解析版)
专题十六电学实验高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：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．预测高考电学实验题：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．知识点一、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．如图所示的电阻箱的阻值为84580.2 Ω.3．多用电表(1)使用多用电表测电压、电流时，应根据选择的量程确定最小刻度值，然后读数．(2)使用欧姆挡时，注意以下几个方面：①用多用电表测电阻时,测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率.②每更换一次倍率，都要重新进行欧姆调零.③由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率.④测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开.⑤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．知识点二、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【特别提醒】在R V、R A均不知的情况下,可采用试触法.如图所示,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.3．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.①要求电表能从零开始读数;②要求电表能有较大的调节范围;③当待测电阻R x≫R(滑动变阻器的最大阻值)时.(2)当待测电阻R x≪R(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.知识点三、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：①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.②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.③乘方不算有效数字;比如3.020×10－3 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．知识点四、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知识点五、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R L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R L 与滑动变阻器的最大值R0接近或R L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．知识点六、电学仪器的选择技巧电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便，器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材．具体如下：1．电源的选择：一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．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．高频考点一基本仪器使用与读数电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺(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(4)多用电表(欧姆表)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．例1．下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图甲中游标卡尺为50分度，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__________；________；________.【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 mm63.30 mm29.8 mm【变式探究】如图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.【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)1.688.4(2)0.46 2.30【举一反三】(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量：①将K旋转到电阻挡“×100”的位置．②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线．③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图甲所示．为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1”、“×10”、“×1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量．(2)多用电表电阻挡的内部电路如图乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，R g 为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值R x的关系式为________；(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻．该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图中________(选填“A”或“B”)方式连接．在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图甲所示，读数为______ Ω，这时电压表的读数为如图乙所示．若该欧姆挡内阻为24 kΩ，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为______V(计算结果保留两位有效数字)．【解析】(1)②将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件D，使指针对准电阻的“0”刻度线；③指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换“×10”挡．(2)根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：I＝ER g＋R0＋R x＋r.(3)欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ，电压表的读数为：1.60 V．由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ，与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：E＝I(R＋r)＝1.6030 000×(2.4×104＋3×104) V≈2.9 V.【答案】(1)D“×10”(2)I＝ER g＋R0＋R x＋r(3)A30 k 2.9高频考点二以测电阻为核心的电学实验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(2)电压等效替代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．(2)若测电压表内阻，如图所示，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.例2．某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20 Ω)材料的电阻率．他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．他们的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，闭合开关S；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F．断开开关，拆除电路并整理好器材．(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d ＝________mm ；(2)实验中电流表应选择________(选填“A 1”或“A 2”)；(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R 和对应的接入电路中电阻丝长度L 的数据，绘出了如图丙所示的R －L 关系图线，图线在R 轴的截距为R 0，在L 轴的截距为L 0，再结合测出的电阻丝直径d ，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)．【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5 mm ，可动刻度是22.6×0.01 mm ＝0.226 mm ，金属丝直径d ＝0.5 mm ＋0.226 mm ＝0.726 mm.(2)电路中最大电流约为I ＝ER 电阻丝＋r ＝320＋1 A≈0.14 A ，不到0.6 A 的四分之一，如果使用电流表A 2实验误差较大，因此电流表应选A1.(3)由实验步骤可知，外电路电阻不变，由串联电路特点可知，外电路总电阻R 总＝R ＋R 电阻丝＝R ＋ρL S＝R ＋ρL π(d 2)2＝R ＋ρ4L πd 2， 由题图丙可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，电路总电阻R 总＝R 0，则R ＋ρ4L πd 2＝R 0，R ＝R 0－ρ4L πd 2，图象斜率的绝对值|k |＝R 0L 0＝4ρπd 2，则电阻率ρ＝πd 2R 04L 0. 【答案】(1)0.726(0.725～0.727) (2)A 1 (3)πd 2R 04L 0【变式探究】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A 1(量程为150 mA ，内阻约为10 Ω)B ．电流表A 2(量程为20 mA ，内阻r 2＝30 Ω)C ．电压表V(量程为15 V ，内阻约为3 000 Ω)D ．定值电阻R 0＝100 ΩE ．滑动变阻器R 1，最大阻值为5 Ω，额定电流为1.0 AF ．滑动变阻器R 2，最大阻值为5 Ω，额定电流为0.5 AG ．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A 2与定值电阻R 0串联当作电压表与电流表A 1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A 1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R 1，经过估算当电流表A 1满偏时，电流表A 2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 ＝I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2，其中，I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值．【答案】(1)ABDEGH (2)见解析图 (3)I 2(r 2＋R 0)I 1－I 2 I 1、I 2分别为A 1和A 2的示数，R 0与r 2分别为定值电阻和A 2内阻的阻值【举一反三】某同学利用右图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R 1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下①按电路原理图连接线路；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)根据电路图将下图中实物图连线．(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 μAC．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接法，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＝UR V＝2.52 520A≈1 mA，故选项D正确．【答案】(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D 高频考点三测量电源电动势和内阻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．例3．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 ΩH．定值电阻R4＝10 ΩI．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A 1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A 1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，画在如图甲所示的虚线框内；(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A 1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A 1的量程，应与A 1并联一个小电阻R 3，改装电流表的满偏电流I ＝I g ＋I g R g R 3＝0.003 A ＋3×10－3×1000.5A ＝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A 1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＝2.96－2.12201×2.5×10－3Ω＝1.67 Ω.【答案】(1)A E G并0～0.603(2)见解析图(3)2.96 1.67【变式探究】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【解析】①用多用电表的电压挡测U ab≠0，说明两表笔与电源两极间为通路，问题出在a、b′之间的含有电键的电路部分；若U aa′≠0，说明aa′导线断路，若U aa′＝0，说明导线bb′断开．②由于I2≫I1，故可将I2视为干路电流，则有I1(R1＋r1)＝E－I2(r＋R0)则I1＝ER1＋r1－r＋R0R1＋r1·I2，故从图线的截距和斜率可求得E＝1.4 V，r＝0.5 Ω。
高考真题汇编19 电学实验
专题19 电学实验1．（2020·新课标Ⅰ卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。
该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P 两点之间，另一种是跨接在O、Q 两点之间。
测量得到如图（b）所示的两条U–I 图线，其中U 与I 分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：（1）图（b）中标记为II 的图线是采用电压表跨接在（填“O、P”或“O 、Q”）两点的方案测量得到的。
（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为Ω（保留1 位小数）。
（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为Ω（保留1 位小数）。
2．（2020·新课标Ⅱ卷）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。
所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻R g1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻R g2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S 和若干导线。
该同学设计的电路如图（a）所示。
（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线。
（2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、R g1和R0写出：小灯泡两端的电压U= ，流过小灯泡的电流I= 。
为保证小灯泡的安全，I1不能超过mA。
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。
逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。
所得实验数据在下表中给出。
I1/mA 32 55 85 125 144 173I2/mA 171 229 299 379 424 470根据实验数据可算得，当I1=173 mA 时，灯丝电阻R= Ω（保留1 位小数）。
2019-2020学年高考物理真题和模拟题分项汇编专题19电学实验含解析
专题19 电学实验1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。
然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。
（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。
（填正确答案标号）A．18 Ma B．21 mA C．25mA D．28 mA（3）产生上述问题的原因可能是。
（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。
【答案】（1） （2）C （3）AC （4）9979【解析】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻R 并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示：（2）由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为：-316mA ==10016010mAn ⨯倍。
故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：32501010025mA -⨯⨯=，故本小题选C ；（3）根据()g g g I R I I R =-，得：1g g R I I R ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻g R 真实值，大于1200Ω；或者因为定值电阻R 的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻R 阻值偏小。
故本小题选AC ；（4）由于接入电阻R 时，改装后的表实际量程为25 mA ，故满足()25g g g I R I R =-；要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20 mA 电流表，应满足()20g g g I R I kR =-，其中250μA 0.25mA g I ==，联立解得： 1.25k =或9979k =。
2019年高考真题和模拟题分项汇编物理+Word版含解析专题： 电学计算题
专题 电学计算题1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后，沿平行于x 轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出。
已知O 点为坐标原点，N 点在y 轴上，OP 与x 轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ，不计重力。
求 （1）带电粒子的比荷；（2）带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。
【答案】（1）224q U m B d = （2）2π(42Bd t U = 【解析】（1）设带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，加速后的速度大小为v 。
由动能定理有212qU mv =①设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 2v qvB m r=②由几何关系知d ③ 联立①②③式得 224q Um B d=④ （2）由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为πtan302rs r =+︒⑤ 带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为s t v=⑥ 联立②④⑤⑥式得2π(42Bd t U =⑦2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）如图，两金属板P 、Q 水平放置，间距为d 。
两金属板正中间有一水平放置的金属网G ，P 、Q 、G 的尺寸相同。
G 接地，P 、Q 的电势均为ϕ（ϕ>0）。
质量为m ，电荷量为q （q >0）的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置，以速度v 0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。
（1）求粒子第一次穿过G 时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小； （2）若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？【答案】（1）l v =（2）2v 【解析】（1）PG 、QG 间场强大小相等，均为E ，粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a ，有2E dϕ=① F =qE =ma ②设粒子第一次到达G 时动能为E k ，由动能定理有2k 012qEh E mv =-③设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ，粒子在水平方向的位移为l ，则有212h at =④ l =v 0t ⑤联立①②③④⑤式解得2k 012=2E mv qh dϕ+⑥l v = （2）设粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短，由对称性知，此时金属板的长度L为=22L l v =⑧ 3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点。
【复习指导】2020年高考物理重点试题分项版汇编系列专题19电学实验含解析
③将 K2 再切换到 a，闭合 K1，多次调节电阻箱，读出多组电组箱的阻值
R 和对应的电压表的示数
④以 1 为纵坐标， 1 为横坐标，绘出的 1
U
R
U
回答下列问题： xk*w
1
图线（用直线拟合） .
R
U，断开 K1；
⑴图 (b) 所示电压表的读数为 ________V，定值电阻 R0 =________Ω；
姆定律列式并灵活变形，根据图象的性质可得出对应的电动势和内电阻．
3．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率
ρ 的实验中：
(1) 用 20 分度的游标卡尺测量其长度如图所示 , 可知其长度为 _____mm；
(2) 用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻
Rx 的阻值在 90 Ω 左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：
⑤ 滑动变阻器 R2 (0~500Ω， 1A)
⑥ 定值电阻 R3=0. 5 Ω
⑦开关 S 和导线若干
(1) 该同学发现电流表 A 的量程太大，于是他将电流表 G 与定值电阻 R3 并联，实际上是进行了电表的改装，则他
改装后的电流表对应的量程是 ______A。（保留两位有效数字）
(2) 为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是
1
R0
r
1
；（ 3）2.9V ； 1.2
0.1
；
UE E R
【解析】 (1) 由电压表量程为 3V，最小分度为 0.1V ，则其读数为 2.30V ；K2 切接 b，闭合 K1 时，滑动变阻器与 R0
串联；则由欧姆定律可知，
2.3
R0
20 3.0 .
0.1
(2) 由闭合电路欧姆定律可知， U
2019年高考物理试题分类汇编：电学实验
③闭合开关S,调节R 的值使电流大小适当,在托盘内重新参加适量细沙, 使D.接线柱之间的电阻为 2.5 0.(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 【解析与答案】 (1)如以下图I 0 I2021年高考物理试题分类汇编：电学实验1. (2021全国新课标).(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.所用局部器材已在图中给出, 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；公为电流表；S 为开 此相较用於关.此外还有细沙、天平、米尺和假设干轻质导线. (1)在图中画线连接成实验电路图. (2)完成以下主要实验步骤中的填空 ①按图接线. ②保持开关S 断开,在托盘内参加适量细沙,使 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m . 白.D质KA(2)两电阻并联为0.6, 二然后读出 ________ ④用米尺测量,并用天平称出 (3)用测量的物理量和重力加速度 (4)判定磁感应强度方向的方法是: 反之,磁感应强度方向垂直纸面向里. ［答案］ g 表示磁感应强度的大小,可以得出 B=假设 ,磁感应强度方向垂直纸面向外;2. 2、③重新处于平衡状态,电流表的示数I,此时细沙的质 m 2④D 的底边长L(3)B =m i -m 2 g(4)m 2 miIL(2021全国理综).(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、 (5) 欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为 1Q, 2、3接线柱之间的电阻为 1.5 1、33〔1〕〔2021广东卷〕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15〔 a〕和图15 〔b〕所示,长度为cm,直彳仝为 mm■ I. :■②按图15 〔c〕链接电路后,实验操作如下：〔a〕将滑动变阻器R的阻值置于最处〔填“大〞或“小〞〕；将S2拨向接点1,闭合S,调节R,使电流表示数为I0；〔b〕将电阻箱R的阻值调至最〔填“大〞或“小〞〕；将&拨向接点2;保持R不变, 调节也使电流表示数仍为I0,此时R阻值为1280a ;③由此可知,圆柱体的电阻为Q o答案：〔1〕① 5.01 5.315 ②〔a〕大〔b〕大③ 12804. 〔2021北京高考卷〕.〔18分〕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局部的长度名勺为50cm.〔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1所示,其读数应为mm〔该值接近屡次测量的平均值〕〔2〕用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组〔电动势为3V,内阻约10〕、电流表〔内阻约0.1 ◎〕、电压表〔内阻约3kQ〕、滑动变阻器R〔0~20a ,额定电流2A〕、开关、导线假设干. 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：由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的图〔选填“甲〞或“乙〞〕.(3)图3是测量Rx 的实验器材实物图,图中已连接了局部导线,滑动变阻器的滑片 P 置于 变阻器的一端.请根据图(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,据对应的4个坐标点.请在图 4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出・用螺旋测微器测量金属丝直径时,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.假设将电流表和电压表内阻计算在内,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答案：(1) (0.395〜0.399 )(4)如答降附3(4.3〜4.7 )解析：(1)固定刻度读数为 0,可动刻度读数为 0.01=0.397mm.(0.395 〜0.399).(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻R 约5Q o那么有旦=旦=50 , 旦 =3000= 600比拟R 为小电阻应该采用外接法测量误差小. R A 0.1 R x 5电压表或电流表不至于被烧坏.“U/V 2.5(4) 这个小组的同学在坐标名囱!承|立 U 、I 坐标系,2.01.51.0 0.5I/A0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60如图4所示,图中已标W 4测量数(5) A —I 图线.由图线得到金属丝的阻值 R X =根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为(6) .1X10,. mD. 1X10-8Q m任何实验测量都存在误差 正确的选项是 ________ B . 1X 10-3Q ■ m ◎(保存两位有效数字). (填选项前的符号). -6 一 C . 1 X 10 Q•本实验所用测量仪器均已校准,以下关于误差的说法中—(有多个正确选项).(3)如答图R-a ! 丁 T+ 4-4-—1 ・：T T T_i ?-T-+-・！+之4..丁,r4,r4,由〔3〕知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近 0开始调节,所以应该采用分压接法〔甲〕.〔3〕注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合〔 2〕可知应该连接成 外接分压接法〔甲〕那么在连线时断开开关且使 R 两端的电压为0.先连外接法〔线1〕再 连分压法〔线2和3〕,此时滑片P 必须置于变阻器的左端.〔4〕描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作出 U-I 图线.其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的 U-I 图线上,有R x =」.22- = 4.5a0.220〔4.3 〜4.7〕.l 右、R x S 4.5 3.14 0.3972 10*〔5〕根据电阻7E 律 R x = P —有P = ------------ = ----------------------------------------Sl0.5Q • m 估算出的金属丝电阻率是C .〔6〕用螺旋测微器测量金属丝直径时, 由于读数引起的误差属于偶然误差； 和电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案 C Do5. 〔2021山东卷〕〔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： R x〔阻值约4C,额定电流约0.5A 〕; 电压表：V 〔量程3V ,内阻约3k C 〕； 电流表：A1 〔量程0.6A ,内阻约0.2C 〕；A 2〔量程3A ,内阻约0.05C 〕;电源：E 1 〔电动势3V,内阻不计〕E 2〔电动势12V,内阻不计〕滑动变阻器：R 〔最大阻值约20Q 〕 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,示数如下图,读数为 mm②假设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〔间做题卡〕完成电路原理图.答案：〔2〕①1.77311.771 -1.775均正确】©A I ； E I ；电路图如右. 解析：①1. 77311. 771~1. 775均正确】②电压表量程 3V,所以电源应选 E1,通过待测金属丝的最I = - = — = 0.75大电流约为 R x4 A,所以电流表应选A1.电路图如右.6. 〔2021四川卷〕〔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“4.0 V, 0.7A 〞 ；= 4.5 10-6由于电流表电流表A i,量程3A,内阻约为0.1 Q;电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2 Q;电压表V,量程3V,内阻r v=9kQ ;标准电阻R,阻值ia；,］一冢------ 弋尸图2 〜标准电阻的,阻值3 k Q; 图1滑动变阻器R,阻值范围O~ 10Q,;学生电源E,电动势6V,内阻不计；开关S及导线假设干.①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量, L「---------- 当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所:示,此时L的电阻为_______ Q o j②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测--------------- 点———~R量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值Iy———是V 国・. •屯3③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.请你在乙同学的根底上利用所供器材, 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.22〔2〕①5 〔3 分〕；②4 〔3 分〕；说明：画出答图1给4分,只画出答图2给2分.【分析点拨】先分析图1、图3的弊端,在扩充量程的同时,还要尽可能做到排除电流表的分压以及电压表的分流.2 3 _ 3【解析】：①电压表本数 2.3V, R=-- =50.②U L=^-〔9000 +3000〕 = 4V.③ 0.46 9000 准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要将电流电压调节到达小灯泡的额定值.测量准确3A电流表不能使用,3V电压表和0.6A电流表量程不够必须改装；将电压表和R2串联,刚好满足4 V量程〔小灯泡额定〕；电流的A2与R并联即可将电流量程扩至0.72 A 〔额定为0.7 A〕.两表改装完毕之后,再考虑内、外接的问题.由于改装后的电压表量程刚好等于小灯泡额定电压,也就不适于将改装后的安培表内接了,否那么电压表会超量程的.这里最好采用外接法,即答图1.7. 〔2021天津卷〕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G来校对待测电流表G的满偏电流和测定G内阻的电路, 如下图, G的量程略大于G的量程,图中R为滑动变阻器,R为电阻箱,该同学顺利完成了这个实验.①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GB.分另ij将R和R的阻值调至最大C.记下R的最终读数D.反复调节Ri和R的阻值,使G的示数仍为Ii,使G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SF.调节R使G的指针偏转到满刻度,此时G的示数仍为Ii,记下此时G的示数②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G内阻的测量值与真实值相比〔填“偏大〞、“偏小〞或“相等〞〕③假设要将G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G上并联的分流电阻R的表达式,R=9 〔3〕①解析：在组装实验时正确操作是将所有开关断开, 将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大,然后闭合电源限制开关Si,就可以校对待测表G,由于标准表和待测表串联流过的电流相等,这时就可以调节R由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对,直到待测表满偏.校对完成后闭合开关S2构成半偏法测量表头G内阻的电路,在没有G的情况下只调节R使待测表半偏,那么表头内阻等于R此时的读数,这种做法会造成G的示数增大〔原理上是不变〕,误差大.由于有G可以方便观察干路电流的变化,所以操作为闭合开关S2反复调节R和R2使标准表到达待测表满偏时的电流值,同时使待测表半偏,那么表头内阻等于R此时的读数.正确顺序为B、E、F、A、D C②解析：由于G测量了干路电流,G测量了支路电流,另一直流电流是两表示数之差, 然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算.答案“相等〞.③解析：扩大电流表的量程需要并联一个电阻_ I1根据并联关系有rI1 =〔I —I1〕R S,那么R S =——rI - Ii8. 〔2021上海卷〕.〔4分〕为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如下图.线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.〔1〕将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现,N指针向左偏转.俯视线圈,其绕向为〔填| 一“顺时针〞或“逆时针〞〕.〔2〕当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,指针向右偏转.俯视线圈,其绕向为〔填“顺时针〞或“逆时针〞〕.答案：〔1〕顺时针,〔2〕逆时针,9. 〔2021上海卷〕.〔6分〕在练习使用多用表的实验中〔1〕某同学连接的电路如下图①假设旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过的电流；②假设断开电路中的电键, 旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡, 此时测得的是的电阻；③假设旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡, 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)(单项选择)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,假设()(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,那么必需减小倍率,重新调零后再进行测量(C)选才i “父10〞倍率测量时发现指针位于20与30正中间,那么测量值小于25c(D)欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大答案：(1)①R i ,②R和R串联,③R (或电源),(2) D,10. n (2021安徽卷).(8分)图为“测绘小灯伏安特性曲线〞实验的实物电路图,小灯泡额定电压为2.5V.(1)完成以下实验步骤：①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,__ ,③断开开关,(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图.21 n答案：(1)使滑片移到变阻器最左端；逐渐增大电压直到灯泡O根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲I一(v>q额定电压,分别读出多组相应电流表和电压表的值并记入表格. (2) 一百-L(A)电路图如图一11. (2021江苏卷).(10分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数, /小亮设计了如下图的装置进行实验,实验中,当木块 A —1位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面,将A拉针二一到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点,分别测,8― 亏Z量OR OQ的长度h和s,重复上述实验,分别记录几组实验数据(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮,请提出两个解决方案；(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系图像h (cm)20.030.040.050.060.0s (cm)19.528.539.048.056.5(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg, 根据s-h图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数科= (结果保存一位有效数字)〔4〕实验中,滑轮轴的摩擦会导致科的测量结果〔选填“偏大〞、或“偏小〞【答案】〔1〕A 〔2〕短暂〔3〕 5.0 〔如图〕12. 〔2021重庆卷〕〔2〕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.实验器材如题目22图3所示.①测量E和r的实验方案为：调节滑动4 依据公式 ,利用测量数据作出U-I图像,得出E和r.改变电源两端的电压U和流过电源的电流I②将电压表视为理想表,要求防止电流表分压作用对测量结果的影响,请在题22图3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图像如题22图4 〔见下页〕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〔填“增大〞“减小〞或“不变〞〕,电源内阻〔填“增大〞“减小〞或“不变〞〕.曲线〔c〕对应的电源电动势E=V,内阻r=Q ,当外电路总电阻为2500◎时,该电源的输出功率P=mW.〔均保存三位有效数字〕13. 〔2021福建卷〕〔12分〕某研究性学习组欲测定一块电池的电动势B①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.②然后,用电压表©:、电阻箱R、定值电阻R、开关S、假设干导线和该电池组成电路, 测定该电池电动势.(i )根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.(ii)闭合开关S,调整电阻箱阻值 R,读出电压表⑪相应示数H 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.14. (2021海南卷).图1是改装并校准电流表的电路图, 阻为Rg, A 是标准电流表,要求改装后的电流表量程为(1)图1中分流电阻Rp 的阻值为用口｝(66.7 71.4如.受讣 20.0火门 队3 *5,9 74.2 3.. 2 2 91/支.,制L40一2.00 ’3.00 4网 5.00\/u一 d 一 M0.120. 17°、0. 24 0 31 0.35答案: 12rH 9.4切i )连线如书图Qi 施作图像如以下图表头a 的量程为Ig=600 NA 内 I=60mAo 完成以下填空. (祖)从日战中可求得£之(2)在电表改装成后的某次校准测量中, a表的示数如图所是,由此读出流过a电流表的电流为—mA此时流过分流电阻R跑的电流为mA (保存一位小数)…Rg答案⑴ _g_ (2)49.5 、49.0。
2019年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题19电学实验含解析
（5）选择实验仪器的三大原则 ①安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另 外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。 ②精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可， 并不是精度越高越好。 ③方便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。 （a）用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。 （b）用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流 第三部分技能+方法 一、多用电表测电阻使用“五步”法 ①选档：选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为 200Ω 就应该选×10 的倍率; ②调零：进行欧姆调零; ③测量：将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量; ④读数：将指针示数乘以倍率，得测量值; ⑤整理：测量结束后，将选择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡。 ⑥特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小（即指针所指的欧姆刻度值太大），应该适当增 大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大（即指针所指的欧姆刻度值太小），应该适当减小倍率重 新调零后再测量。 二、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： （a）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）；
专题 19 电学实验
第一部分名师综述
综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规
律。
考纲要求
1、掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法；掌握多用表的使用方
2019年高考真题电学实验分类汇总
23．（10分） 某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测 得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行 改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检 测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）欧姆表设计
将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入
电路的电阻应为
Ω；滑动变阻器选
（2）刻度欧姆表表盘
（填“R1”或“R2”）。
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的
电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为
、
。
（3）校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表 V1的示数为U1= mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管 正向电阻 （填“变大”或“变小”），电压表V1示数 （填“增大”或“减小”），此时 应将R的滑片向 （填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1。
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，度为
= ×10-3V/℃（保留2位有效数字）。
2019年课标3卷电学实验题
23．（10分）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆 表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘 的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器 R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0～ 99999.9Ω），干电池（E＝1.5V，r＝1.5Ω），红、黑表笔和导线若干。
2020物理高考备考专题《电学实验》(高考押题)(附答案解析版)
高考押题专练1.某同学用以下器材接成如图甲所示的电路，并将原微安表盘改成如图乙所示的欧姆表盘，成功地改装了一个简易的“R×1 k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下：A.满偏电流I g＝100 μA的微安表一个B.电动势E＝1.5 V，电阻可忽略不计的电池C.阻值调至14 kΩ的电阻箱RD.红、黑测试表笔和导线若干(1)根据题中信息可知原微安表的内阻R g＝________ Ω.(2)在图甲电路的基础上，不换微安表和电池，图乙的刻度也不改变，仅增加1个电阻，就能改装成“R×1”的欧姆表.要增加的电阻应接在________之间(填a、b、c)，电阻阻值为________.(保留两位有效数字)(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图.【答案】(1)1 k(2)a、c15 Ω(3)见解析图【解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20 kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”说明在测阻值在10～20 kΩ的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻约为R总＝15 kΩ.当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有：I g＝ER＋R g，代入E、R、I g的值可得R g＝1 kΩ.(2)要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减少表的内阻，依题意，显然只有在ac之间并联一个小电阻R′，才能使表内总电阻等于中值电阻R并＝15 Ω.根据R并＝R′(R＋R g)R′＋R＋R g，代入R以及R g的数值可计算得R′≈15 Ω.(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图所示.2.一只小灯泡，额定功率为0.75 W，额定电压值已模糊不清.A小组的同学想测定其额定电压值，于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝PR＝1.5 V.B小组同学认为A小组测量方法有误，他们利用下面可供选择的器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压，并根据测量数据来绘制灯泡的U－I图线，进而找到灯泡的额定电压.A.电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)B.电流表A1(量程1 500 mA，内阻约0.02 Ω)C.电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)D.滑动变阻器R1(0～10 Ω)E.滑动变阻器R2(0～100 Ω)F.电源E(电动势4.0 V，内阻不计)G.开关S和导线若干H.待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)(1)在实验过程中，B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，在下面所给的虚线框中画出实验的电路原理图.上述器材中，电流表选________(选填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”).(2)当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，灯泡功率已超过额定功率，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中.(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________ V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是________________________________.【答案】(1)见解析图A2R1(2)见解析图(3)2.5(2.4～2.6均可)灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)【解析】(1)题目表格中电流最大310 mA，考虑测量的精确度，故电流表选择A2；要描绘小灯泡的U－I图象，电压要从零开始连续调节，故滑动变阻器用分压式接法，选择小量程的变阻器方便操作，故变阻器选择R1；电路如图所示.(2)小灯泡的U－I图象如图所示：(3)小灯泡的额定功率为0.75 W；当电压为2.5 V时，电流为0.3 A，此时电功率为：P＝UI＝2.5×0.3 W ＝0.75 W，恰好等于额定功率，故额定电压为2.5 V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是灯泡电阻随着温度的升高而变大.3.某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻R L，实验室提供下列器材：①待测线圈L，阻值约为2 Ω，额定电流为2 A②电流表A1量程为0.6 A，内阻r1为0.2 Ω③电流表A2量程为3 A，内阻r2约为0.2 Ω④变阻器R1阻值为0～10 Ω，变阻器R2阻值为0～1 kΩ⑤电池E，电动势为9 V，内阻很小⑥定值电阻R3＝10 Ω，R4＝1 000 Ω⑦开关S1、S2要求实验时，改变变阻器的阻值，待电路稳定时，可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2，利用I2－I1的图象，求出电感线圈的电阻.(1)实验中定值电阻应选用________，变阻器应选用________.(填代号)(2)I2－I1对应的函数关系式为__________.(选用题干所给出的物理符号表示)(3)实验结束时应先断开开关________，后断开开关________.(4)由I 2－I 1图象得出I 2I 1的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为________.(结果保留3位有效数字)【答案】(1)R 3 R 1 (2)I 2＝R L ＋R 3＋r 1R LI 1 (3)S 2 S 1 (4)2.04 Ω 【解析】(1)采用已知内阻的小量程电流表A 1替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于R ＝2×20.6 Ω－0.2 Ω≈6.5 Ω的定值电阻，所以实验中定值电阻应选用阻值为10 Ω的R 3，要用分压电路，选择较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选用阻值为0～10 Ω的R 1. (2)由I 1(R 3＋r 1)＝(I 2－I 1)R L ，得：I 2I 1＝R L ＋R 3＋r 1R L ，所以：I 2＝R L ＋R 3＋r 1R LI 1(3)实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关S 2 ，将电感线圈与A 1断开，然后再断开S 1. (4)由I 2＝R L ＋R 3＋r 1R L I 1，代入数据得：R L ＝R 3＋r 15＝10＋0.25Ω＝2.04 Ω.4.高电阻放电法测电容的实验，是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电电压为U 时所带的电荷量Q ，从而再求出待测电容器的电容C ，某同学的实验情况如下：(1)按图甲所示电路连接好实验电路.(2)接通开关S ，调节电阻箱R 的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下这时电流表的示数I 0＝500 μA 、电压表的示数U 0＝6.0 V ，I 0 和U 0 分别是电容器放电的初始电流和初始电压，此时电阻箱R 的阻值为8.5 kΩ，则电流表的内阻为________ kΩ.(3)断开开关S ，同时开始计时，每隔5 s 或10 s 读一次电流I 的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t 为横坐标、电流I 为纵坐标的点，如图乙中用“×”表示的点.(4)请在图乙中描绘出电流随时间变化的图线，并根据图线估算出该电容器两端电压为U 0时所带的电荷量Q 0约为________ C ；(结果保留两位有效数字)(5)根据公式________来计算电容器的电容.(只要求写出表达式，不要求计算结果) 【答案】(2)3.5 (4)如图所示 8.0×10－3(5)C ＝Q 0U 0【解析】(2)由欧姆定律有：U 0＝I 0(R g ＋R )得：R g ＝U 0I 0－R ＝ 6.0500×10－6 Ω－8.5×103 Ω＝3.5×103Ω＝3.5 kΩ (4)用平滑曲线连接各点，查出所画的曲线与坐标轴所围的格数以求得面积.因ΔQ ＝I ·Δt 即为曲线与坐标轴所围的格数的面积，则利用数格子方法，估算出电容器两端电压为U 0时的电量为：Q 0＝32×2.5×10－4 C ＝8.0×10－3 C(5)根据电容的定义式可知，利用C ＝Q 0U 0可求出电容C .5.某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值，设计了如图甲所示的电路，其中R 0为电阻箱，R x为金属热电阻，电压表可看做理想电表，电源使用的是稳压学生电源(内阻不计)，实验步骤如下：①按照电路图连接好电路 ②记录当前温度t③将单刀双掷开关S 与1闭合，记录电压表读数U ，电阻箱阻值R 1④将单刀双掷开关S 与2闭合，调节变阻箱使电压表读数仍为U ，记录电阻箱阻值R 2 ⑤改变温度，重复② ～ ④的步骤(1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为：R x ＝________，根据测量数据画出其电阻R x 随温度t 变化的关系如图乙所示；(2)若调节电阻箱阻值，使R 0 ＝ 120 Ω，则可判断，当环境温度为________时，金属热电阻消耗的功率最大.【答案】(1)R 1R 2 (2)20 ℃【解析】(1)设电源电压为E ，则将单刀双掷开关S 与1闭合时，U R x ＝E －UR 1；单刀双掷开关S 与2闭合时：E －U R x ＝U R 2；联立解得：R x ＝R 1R 2；(2)金属热电阻消耗的功率最大时，此时金属热电阻的值等于电阻箱的阻值，即R x ＝R 0 ＝ 120 Ω，根据电阻－时间关系可知：R x ＝t ＋100，当R x ＝120 Ω时，t ＝20 ℃.6.实验室里有一只“W A200”型的二极管，但它两端的“＋”“－”号被磨掉了.小王想测出它的正负极，并测量它的正向电阻、反向电阻.小王先在网上查出该型二极管的正向电阻约5 Ω、反向电阻约50 Ω.小王在实验室找出以下器材：电流表A ，量程0.6 A ，内阻r A ＝0.1 Ω 电压表V 1，量程2 V ，内阻r V ＝1 kΩ 电压表V 2，量程3 V ，内阻约为2 kΩ 定值电阻R 1，阻值R 1＝40 Ω 滑动变阻器R 2，阻值范围0～5 Ω 电源E ，电动势3 V ，内阻不计 开关及导线若干(1)小王先在二极管两端标上A 和B ，按如图甲所示电路连接.他发现电流表、电压表的示数都几乎不随滑动变阻器R 2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，说明哪端是二极管的正极________(填A 或B ).(2)小王标出了二极管的正负极，接着他设计了如图乙所示的电路.某次测量中读出电压表读数为U 、电流表的读数为I ，则二极管“正向电阻”的精确计算式R ＝________(用读数和字母表示).(3)请您选用上面器材，帮小王设计一个测量二极管“反向电阻”的电路，填在图丙的方框内.要求：能够多次测量、尽量精确.【答案】(1)B (2)UI －r A(3)见解析图【解析】(1)因电压表和电流表均不随变阻器的阻值变化而变化，说明二极管反向接入，故B 端为二极管的正极；(2)由题图乙可知，采用了电流表内接法，则由欧姆定律可知：R ＝UI－r A .(3)要想多次测量应采用分压式接法，由于反向电阻较大，属于大电阻，电路中电流较小，为了能准确测量，可以将V1与R1并联后充当电流表使用，再与电压表V2并联，即可求出电阻，故原理图如图所示.7.某同学用如图所示电路进行实验，测定电源电动势、电压表内阻及电流表量程.器材如下：电源E(电动势大小、内阻未知)；电流表G(总刻度30小格，量程未知，内阻不计)；电阻箱R(0～9 999.9 Ω)；电压表V(0～3 V)；单刀双掷开关S及导线若干.实验步骤如下：a.单刀双掷开关S接1，调节电阻箱阻值，使电流表满偏(指针偏转30格)，读出此时电阻箱阻值为800.0 Ω.b.继续调节电阻箱阻值，当电流表半偏(指针偏转15格)时，读出电阻箱阻值为1 800.0 Ω.c.开关S接2，把电阻箱阻值调为0，读出此时电流表指针偏转10格，电压表示数2.80 V.请回答下列问题：(1)开关S闭合前应把电阻箱阻值调为________；(填“最大值”或“最小值”)(2)由以上测量数据可推算得到电压表内阻R V＝________ Ω，电流表量程为________ mA，电源电动势E＝________ V；(3)若电流表和电阻箱中只有一个断路；该同学利用电路中的电压表来检查故障，具体做法为：开关S 断开，用一根导线一端连接2，则另一端应接电路________点(填“a”或“b”).判断依据是____________________________.【答案】(1)最大值(2)2 800 3.0 3.0(3)b若电压表有读数，则故障为电阻箱断路；若电压表无读数，则故障为电流表断路【解析】(1)为了让电流由最小值开始调节，故应将电阻箱的阻值调为最大值；(2)设每一格代表电流为I，当开关接1时，电流表满偏时有：30I＝Er＋800半偏时有：15I＝Er＋1 800而电阻箱电阻为零时有：10I＝ER V＋r，U＝10IR V联立解得：R V＝2 800 Ω；I＝1×10－4 A；E＝3.0 V；则可知电流表量程为30I＝3.0 mA.(3)电路断开，一根导线一端连接2，则另一端应接电路b点，可将电压表与G串联接到电源两端，若电压表有读数，则故障为电阻箱断路；若电压表无读数，则故障为电流表断路.8.LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500 Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有：A.电流表A1(量程为50 mA，内阻R A1约为3 Ω)B.电流表A2(量程为3 mA，内阻R A2＝15 Ω)C.定值电阻R1＝697 ΩD.定值电阻R2＝1 985 ΩE.滑动变阻器R(0～20 Ω)F.电压表V(量程0～12 V，内阻R V＝1 kΩ)G.蓄电池E(电动势为12 V，内阻很小)H.开关S(1)部分电路原理图如图所示，请选择合适的器材，电表1为________，电表2为________，定值电阻为________.(填写器材前的字母编号)(2)将电路图补充完整.(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式R x＝________(用已知量和测量量表示)，当表达式中的________(填字母)达到________，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作的电阻.【答案】(1)F B D(2)如图所示(3)I 2(R 2＋R A2)U R V －I 2I 2 1.5 mA【解析】(1)电表2与定值电阻串联，应是电流表，根据电流表示数可得LED 两端的电压，由于电流表A 1阻值未知，所以电表2选用A 2，定值电阻R 1阻值太小，因此定值电阻应选用R 2；电流表A 1量程太大，电压表内阻已知，可以当电流表使用，所以电流表1选用电压表.(3)电压表示数为U ，电流表示数为I 2，UR V ＝I 2＋I 2(R 2＋R A2)R x ，可得R x ＝I 2(R 2＋R A2)UR V －I 2；当I 2(R 2＋R A2)＝3 V ，即I 2＝1.5 mA 时LED 灯正常工作，R x 的值为LED 灯正常工作时的电阻.9.某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源(电动势为3 V ，内阻为1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干.(电压表和电流表均视为理想电表)(1)实验中得到了小灯泡的U －I 图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而________.(选填“增大”“减小”或“不变”)(2)根据图甲，在图乙中把缺少的导线补全，连接成实验的电路.(3)若某次连接时，把AB 间的导线误接在AC 之间，合上电键，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡获得的最小功率是________ W.(计算结果保留2位有效数字)【答案】(1)增大 (2)见解析图 (3)0.33【解析】(1)根据欧姆定律R ＝UI知，小灯泡的电阻随电压增大而增大.(2)由图甲可知，电压从零开始调节的，因此滑动变阻器采用的是分压式接法，由于灯泡电阻较小，因此电流表需要外接，由此可正确连接实物图如图所示：(3)由电路图可知，把AB间的导线误接在AC之间时，滑动变阻器左右两部分电阻丝并联然后与灯泡串联，当滑动变阻器并联电阻最大，即滑片位于中点时，电路总电阻最大，通过灯泡的电流最小，灯泡功率最小，此时滑动变阻器并联阻值为5 Ω，此时等效电源内阻为6 Ω，在同一坐标系内作出电源的U－I图象如图所示，由图象可知，灯泡两端电压U＝0.95 V，电流I＝0.35 A，灯泡实际功率P＝UI＝0.95×0.35 W≈0.33 W.10.要测量一节内阻较大的干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的实验电路，电路中的定值电阻R1＝8 Ω.(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最右端.闭合开关后，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数U1、U2，填在下表中，请根据表格数据在如图所示的坐标系中作出U2－U1的图象.根据作出的图象可得到电池的电动势E＝________ V，电池的内阻r＝________ Ω.(2)由于电压表________(填“V1”或“V2”)内阻的存在，测得的干电池电动势________(填“大于”“等于”或“小于”)电动势的真实值，测得的干电池内阻________(填“大于”“等于”或“小于”)内阻的真实值.【答案】(1)如图所示 1.20 4.0(2)V 1 等于 大于【解析】(1)描点画出U 2－U 1图象.由闭合电路欧姆定律得E ＝U 1＋U 2＋U 1r R 1，得到U 2＝E －U 1(1＋r R 1)，由此可知，图象的纵轴截距等于电动势E ＝1.20 V ，图象斜率k ＝1.20 V －00.80 V －0＝1＋r8，求得r ＝4.0 Ω.(2)如果考虑电压表内阻，则E ＝U 1＋U 2＋(U 1R 1＋U 1R V1)r ，U 2＝E －U 1(1＋r R 1＋rR V1)，因此电压表V 1的内阻对干电池电动势的测量没有影响，图象的斜率为k ＝1＋r R 1＋rR V1，因此实验测得的干电池的内阻比真实值大.11.为了测量某种材料制成的电阻丝R x 的电阻率，提供的器材有： A.电流表G ，内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝6 mA B.电压表V ，量程为6 V C.螺旋测微器，毫米刻度尺 D.电阻箱R 0 (0～99.99 Ω) E.滑动变阻器R (最大阻值为5 Ω)F.电池组E (电动势为6 V ，内阻约为0.05 Ω)G.一个开关S 和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示.(2)把电流表G 与电阻箱并联改装成量程为0.6 A 的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R 0＝________ Ω.(结果保留三位有效数字)(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝R x 的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整.(4)测得电阻丝的长度为L ，电阻丝的直径为d ，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V 的示数为U ，电流表G 的示数为I .请用已知量和测量量的字母符号，写出计算电阻率的表达式ρ＝________.【答案】(1)×1 (2)1.21 (3)见解析图 (4)πd 2R 0U 4L (R 0＋R g )I【解析】(1)因欧姆表不均匀，要求欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时读数较准，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率较大，应选择“×1”挡.(2)将电流表G 与电阻箱并联改装成量程为0.6 A 的电压表，而电流表G(内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g＝6 mA)，因此电阻箱的阻值应调为：R 0＝I g R g I －I g ＝0.006×1200.6－0.006Ω≈1.21 Ω；(3)由图甲所示可知，待测电阻阻值为：14×1 Ω＝14 Ω，电压表内阻很大，约为几千甚至几万欧姆，电压表内阻远大于电流表内阻，电流表应采用外接法，滑动变阻器最大阻值为5 Ω，小于待测电阻阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：(4)由电阻定律可知，电阻：R x ＝ρL S ＝ρL π(d 2)2，则电阻率：ρ＝πd 2R x4L，根据欧姆定律得：R x ＝U R 0＋R g R 0I ＝UR 0(R 0＋R g )I ，电阻率：ρ＝πUR 0d 24L (R 0＋R g )I.12.某探究活动小组自主设计了实验装置来测量物体的带电量。
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专题19 电学实验1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。
然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。
（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。
（填正确答案标号）A．18 Ma B．21 mA C．25mA D．28 mA（3）产生上述问题的原因可能是。
（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。
2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E 为电源。
实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t 由温度计（图中未画出）测出。
图（b ）是该小组在恒定电流为50.0μA 时得到的某硅二极管U –I 关系曲线。
回答下列问题：（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA ，应调节滑动变阻器R ，使电压表V 1的示数为U 1=mV ；根据图（b ）可知，当控温炉内的温度t 升高时，硅二极管正向电阻 （填“变大”或“变小”），电压表V 1示数 （填“增大”或“减小”），此时应将R 的滑片向 （填“A”或“B”）端移动，以使V 1示数仍为U 1。
（2）由图（b ）可以看出U 与t 成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为Δ||ΔU t= ×10–3V/℃（保留2位有效数字）。
3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA 的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA 刻度。
可选用的器材还有：定值电阻R 0（阻值14 kΩ），滑动变阻器R 1（最大阻值1 500 Ω），滑动变阻器R 2（最大阻值500 Ω），电阻箱（0~99 999.9 Ω），干电池（E =1.5 V ，r =1.5 Ω），红、黑表笔和导线若干。
（1）欧姆表设计将图（a）中的实物连线组成欧姆表。
欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为__________Ω：滑动变阻器选__________（填“R1”或“R2”）。
（2）刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。
表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为__________、__________。
（3）校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向__________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。
若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为__________Ω。
4．（2019·天津卷）现测定长金属丝的电阻率。
（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm 。
（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。
这段金属丝的电阻x R 约为100Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。
电源E （电动势10V ，内阻约为10Ω）电流表1A （量程0~250mA ，内阻15R =Ω）电流表2A （量程0~300mA ，内阻约为5Ω）滑动变阻器R （最大阻值10Ω，额定电流2A ）开关S 及导线若干（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表1A 的读数为1I ，电流表2A 的读数为2I ，则这段金属丝电阻的计算式x R =______。
从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
5．（2019·江苏卷）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：（1）螺旋测微器如题11–1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动 （选填“A ”“B ”或“C ”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
（题11–1图）（2）选择电阻丝的 （选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径． （3）题11–2甲图中R x ，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题11–2乙图实物电路中的正确位置．（题11–2甲图）（题11–2乙图）（4）为测量R，利用题11–2甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如题11–3图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．（5）由此，可求得电阻丝的R x= Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．6．（2019·浙江选考）为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻R x，小明设计了如图所示的电路。
（1）实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接________（选填“a点”或“b点”），按此连接测量，测量结果___________（选填“小于”、“等于”或“大于”）R x的真实值。
（2）根据实验测得的6组数据，在图2中描点，作出了2条图线。
你认为正确的是_____（选填“①”或“②”），并由图线求出电阻R x=________Ω。
（保留两位有效数字）7．（2019·黑龙江省大庆实验中学高三适应性考试）两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻。
方案（1）用内阻为3 kΩ、量程为1 V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R1，开关S测量一节干电池的电动势和内阻。
①由于干电池电动势为1.5 V，需要把量程为1 V的电压表扩大量程。
若定值电阻R1可供选择的阻值有1 kΩ、1.5 kΩ、2 kΩ，其中最合适的是__________。
②请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图，并完成图（a）中剩余的连线。
方案（2）按照图（b）的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为R A，R1=R A，保护电阻的阻值为R0，若电流表读数为I，则通过电源的电流为_______。
根据测得的数据作出1RI图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E=_________，内阻r=______________。
8．（2019·湖南省衡阳市模拟）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：（1）在使用多用电表测量时，若选择开关扳至“25 V“挡，指针的位置如图（a）所示，则测量结果为__ _________V；（2）多用电表测量未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电源的电动势为E，R0为调零电阻。
某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值R x关系图象如图（c）所示，则此时多用电表的内阻为_________Ω，该电池的电动势E=________V。
（3）下列判断正确的是______A．在图（b）中、电表的左、右插孔处分别标注着“–”、“+”B．由图线（c）的特点可知，欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C．欧姆表调零的实质是通过调节R，使R x=0时电路中的电流达到满偏电流D．电阻R x的变化量相同时，R x越小，则对应的电流变化量就越小（4）如果随着使用时间的增长，该多用电表内部的电源电动势减少，内阻增大，但仍然能够欧姆调零，如仍用该表测电阻，则测量结果是_______。
（填“偏大”“偏小”或“不变”）9．（2019·湖南省怀化市高三模拟）某一小型电风扇额定电压为5.0 V，额定功率为2.5 W。
某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。
实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E（电动势为6.0 V）B．电压表V（量程为0~6 V，内阻约为8 kΩ）C．电流表A1（量程为0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω）D．电流表A2（量程3 A，内阻约0.05 Ω）；E．滑动变阻器R1（最大阻值5 kΩ，额定电流100 mA）F．滑动变阻器R2（最大阻值25 Ω，额定电流1 A）（1）为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_____滑动变阻器应选用____ _（填所选仪器前的字母序号）。
（2）请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内（小电风扇的电路符号如图甲所示）_____。
（3）操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。
该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_____Ω，正常工作时的发热功率为_____W，机械功率为_____W10．（2019·四川省成都市高三模拟）（1）某同学用多用电表欧姆挡粗测一电阻R x的阻值。
选择“×1”挡时，指针指示如图甲所示，则示数为____Ω。
（取一位有效数字）（2）为精确的测量R x的阻值，现取来两节干电池（总电动势为3 V，总内阻为0.4 Ω）、开关和若干导线及下列器材：A．电压表（0~3 V，内阻约10kΩ）B．电流表（0~0.6 A，内阻很小，可不计）C．电流表（0~3 A，内阻很小，可不计）D．滑动变阻器（0~5 Ω，额定电流为0.5 A）E．滑动变阻器（0~10 Ω，额定电流为1 A）（i）电流表应选____；（填序号字母）（ii）要求滑动变阻器分压连接，滑动变阻器应选____；（填序号字母）（iii）实验中该同学的实物连线如图乙所示，其中有一处不妥，不妥处为____ 。
（填①至⑧的序号）（3）该同学将（2）中的错误纠正并测出R x的阻值后，又进行了以下实验：将导线③连接在电池负极的一端改为连接在开关的右端，闭合开关，当滑片P移到某位置c（图乙中未标出）时，读出电压表示数为2.2V，电流表示数为0.4 A，则变阻器的ca与cb段的电阻之比R ca：R cb=____。
11．（2019·北京市通州区高考模拟）为测定电流表内电阻Rg，实验中备用的器件有：A．电流表（量程0~100μA）B．标准伏特表（量程0~5 V）C．电阻箱（阻值范围0~999 Ω）D．电阻箱（阻值范围0~99 999 Ω）E．电源（电动势2 V）F．电源（电动势6 V）G．滑动变阻器（阻值范围0~50 Ω，额定电流1.5 A），还有若干开关和导线。