2016年高考物理 增分策略五 2 电学实验

欧姆表
使指针尽量指在表 取两位有效数字并乘 盘的中间位置左右 以相应挡位的倍率
• [典例1]某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电 压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．
图1
• ①使用多用电表粗测元件X的电阻．选择“×1”欧姆挡测量，示数如图1(a) 所 示 ， 读 数 为 ______________________Ω. 据 此 应 选 择 图 1 中 的 _______________(填“b”或“c”)电路进行实验．
图乙
• ③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx________，代入数值可得Rx；
• ④都若从电最表大为阻理值想位电置表调，到R某x接同在一B位、置C之，间两与种接情在况A相、比B，之电间流，表滑示动数变变阻化器范滑围片
________，电压表示数变化范围________．(选填”相同”或”不同”)
• 3．定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用
• 但近几年考题当中，经常出现用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电压 表，或用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电流表．
• [典例2]用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约
6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有： • 电流表A1(量程0－30 mA)； • 电流表A2(量程0－100 mA)； • 电压表V(量程0－6 V)；
• ②连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示
数逐渐_______________(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电 压；将元件X换成元件Y，重复实验．
图2
• ③图2(a)是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件___(填“X”或
“Y”)是非线性元件．
• 滑动变阻器R1(阻值0－5 Ω)； • 滑动变阻器R2(阻值0－300 Ω)；
• 开关S一个，导线若干条．
• 某同学的实验过程如下： • Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．
图甲 Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多 组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图 线．
的倍率，如估计量为200Ω，就应该选“×10”的倍率． • 2．进行欧姆调零． • 3．将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量． • 4．将指针示数乘以倍率，得测量值．
• 5．测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡．
• 特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度大小(即指针所指的欧姆 刻度值太大)，应该适当增
[解析] ①读数为 10，欧姆挡“×1”，故电阻为 10×1 Ω＝10 Ω.10 Ω＜ 3 000×10 Ω，故电流表的分流作用影响大，应使用电流 表外接法．
②当 P 往右边滑动时，未知元件上分到的电压增大，因此电流 增大．
③由图 2(a)可知，Y 的电压与电流的比值并不固定，因此是非线 性元件．
• Ⅲ变与纵.．断轴重开U复开的Ⅱ关交的，点步将坐骤R标，x改为得接(到0在，另UB一、0)条．CU之回-答间I图下，线列A，与问图B题直线：与接横相轴连I，的其交他点部坐分标为保(持I0,不0)，
• ①电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；
• ②由图乙的图线，得电源内阻r＝________ Ω；
mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________
Ω，
• (2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表对改装电表的3 mA挡
进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电
池的电动势为1.5 为300 Ω和1 000
ΩV；；滑内动阻变忽阻略器不R计有；两定种值规电格阻，R最0有大两阻种值规分格别，为阻75值0 分Ω和别
解析：(2)根据电流表读数规则，图①读数 0.10 A，图②读数 0.24 A，根据电压表读数规则，图③读数 2.00 V，图④读数 0.27 V．小灯 泡的电流随两端的电压的增大而增大，R1＝UI11＝00..2170 Ω＝2.7 Ω，R2 ＝UI22＝20..0204 Ω＝8.3 Ω.
答案：(1)如图所示
3___0_0__0__ΩΩ.则的滑R0动应变选阻用器阻．值为________ Ω 的电阻，R应选用最大阻值为
• (以3)判若断电出阻损R1坏和的R2电中阻有．一图个(b因)中损的坏R而′为阻保值护变电为阻无，穷虚大线，框利内用未图画(b出)的的电电路路可 即为图(a)虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(填“b”或 “c”)相连．判断依据是：________________.
④由图 2(a)可知，Rx＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律，当 S2 闭合 时，E＝130r＋3，当 S2 断开时，E＝110(r＋21)＋1，联立两式解得 E、 r 值．E＝3.2 V，r＝0.50 Ω.
[答案] ①10.0 b ②增大 ③Y ④3.2 0.50
• 多用电表使用“五步”法 • 1．选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级
• 答案：见解析
• 3．图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的 改装电路．
•
(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1
定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3
mmAA；；若R1使和用R2a为和阻c两值固个
接线柱，电表量程为10
R2＝________ Ω.
• [解析] ①因为电源电动势约为6 V，待测电阻及电源内阻都数十欧，可估 算电流约为百毫安级，电流表选A2.
• ②滑动变阻器为限流式，因此需选择较大的滑动变阻器，或者根据图乙中 (20 mA,5.5 V)来判断此时内阻分压约为0.5 V，根据分压原理，串联电路 电阻之比等于电压之比，此时滑动变阻器和电阻阻值和为百欧姆级别，因
解析：(1)若使用 a、b 两个接线柱，得：3＝1＋1R×1＋10R02，若使用 a、c 两个接线柱得：10＝1＋1×1R001＋R2，解得：R1＝15 Ω，R2＝ 35 Ω.
(2)R0＋R 的最大值为0.5×1.510－3 Ω＝3 000 Ω. R0＋R 的最小值为3.0×1.510－3 Ω＝500 Ω. 考虑到两个电流表的内阻后，R0 应选 300 Ω 的电阻，R 应选 3 000 Ω 的电阻．
• (表3)无d点示应数接，在则cR点2损．坏因．d点接在c点，若毫安表有示数，则R1损坏，若毫安 • 答案：(1)15 35 (2)300 3 000 (3)d接c点．原因见解析
• 1．分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在基本仪器的使用、 实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计方面．
(2)①0.10 A ②0.24 A ③2.00 V ④0.27 V (8.3±0.1) Ω 和(2.7±0.1) Ω
2．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 (量程 3 V，内阻约为 3 000 Ω)，电阻箱 R0(最大阻 值为 99999.9 Ω)，滑动变阻器 R1(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 2 个，导线若干．
• 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．
• 1．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电 源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路 的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用 电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表 调至“×1 Ω”挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．
• 完成下列填空：
• (1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作， 则表笔a为________(选填“红”或“黑”)色．
• (2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如 图(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为 ______ mA，电阻箱的读数为________ Ω.
• 2．基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操作过程 的考查和创新设计实验的考查．
1.基本仪器的使用及读数
电流表、电压表、欧姆表的比较
仪器
极性量程选择读数来自电流表 电压表有正、负极 的电表，电 流由电表的 正极流入，
负极流出
使指针指示比满偏 刻度多的位置
若最小分度为1、0.1、 0.01等，需要估读到 最小分度的下一位； 如果最小分度不是1、 0.1、0.01等的只需要 读到最小分度位即可
• (3)将图中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________ mA.(保留3位有效数字)
• 答案：(1)黑 (2)14.0 53.0 4.6 (3)106
2.以测电阻为核心的电学实验
1．仪器的选择 (1)电源的选择：一般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；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．
• 解析：(1)电路图如图所示 • (2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭
合不阻值开变，关，此S断1、即开为SS22，测，调得调节的节电R电1压阻使表箱电内R压0阻表使．的电指压针表满的偏指；针保半持偏滑，动读变取阻电器阻滑箱所片示的的位电置
• (路电3)总压>，电，原阻故R因增′大是V，断>R分开V.得S2，的调电节压电也阻增箱大使，电此时压R表0成两半端偏的状电态压，大电于压电表压所表的在半的偏支
增分 2016年高考 策略 物理
（五）物理实验
2.电学实验
1.如图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的 实物连接图．
(1)根据图1画出实验电路图；
• (2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、 ③、④所示，电流表量程为0.6 A，电压表量程为3 V．所示读数为：① ________、②________、③________、④________.两组数据得到的电阻分别为 ________和________．
• 2．伏安法测电阻的常规设计实验
• 需要一个电流表和一个电压表，利用欧姆定律求其电阻．但有时题目中缺 少电压表或缺少电流表，或电压表、电流表的量程不符，这时可以把已知 内阻的电流表当作电压表来使用，把已知内阻的电压表当作电流表来使用， 甚至可以把已知内阻的电流表(或电压表)和电阻箱改装成符合要求的电压表 (或电流表)．
• (1)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)根据设计的电路，写出实验步骤：____________________
• (R_3_′_V)将______这____种____方___R法_V_(_测_填_出__的“__电__>_压_”_表_、_内__“阻___记_＝_为__R”__V_′，_或__与_“_电__压_<_表”_)__内，．阻主的真要实值理R由V相比是，
此选R2.
③根据全电路欧姆定律 E＝0＋(Rx＋r)，可得图象的斜率表示的 物理含义为－(Rx＋r)，而图象斜率为－UI00，根据－(Rx＋r)＝－UI00， 因此答案为UI00－r.
④因为电表为理想电表，因此待测电阻无论放在 B、C 间或者 A、 B 间，对电流变化这个问题，对总电阻都没有影响，因此在滑动变阻 器变化范围相同的时候，电流表示数变化范围相同，对电压表，由 于影响了待测部分的阻值，因此会影响待测部分的分压，因此电压 表示数变化会不同．
• ④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21Ω的定值电阻，测量待测 电3__.0_池_0_的_V_电_；Ω动断(结势开果ES和2均，内保读阻留数r两，为位电1有.0路0效如V数图．字2利(，b用)视所图电示2压．(a表)闭可为合算理S得想1和E电＝S压2_，_表_电_)_．压___表V读，数r为＝