经典高考物理实验题

例1．（1993年四（5）题）有小灯泡L 1（6V 、3W ）和L 2（6V 、1W ）各一只，定值电阻R （18欧、5W ）一只，电

源一只（电动势12V 、内阻不计），电键一只，导线若干。试设计一电路，使L 1和L 2都能正常发光。（1）将设计的电路图画在虚线框内，电路图中要标明各元件的代号。（2）按设计的电路图，用线（表示导线）完成右下图所示仪器的连线。

例2．（1999年第21题）：现有一阻值为10.0欧姆的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电压内阻的实验方案。（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）在右边方框中画出实验电路图。（2）简要写出完成接线后的实验步骤；（3）写出用测得的量计算电源内阻的表达式r = 。

例3．（2000年第19题）：某同学按如图所示电路进行实验, 实验时该同学将变阻器的触片p 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示

将电压表内阻看作无限大, 电流表内阻看作零.

电路中ε、r 分别为电源的电动势和内阻, R1, R2, R3为定值电阻, 在这五个物理量中, 可根据上表中的数据求得的物理量是 (不要求具体计算) .

(2) 由于电路发生故障, 发现两电压表示数相同了(但不为零), 若这种情况的发生是由用电器引起的, 则可能的故障原因是 .

例4．（2001年第16题）：要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内阻r （约几欧），提供下列器材： 电压表V1（量程3V ，内阻1k Ω）、 电压表V2（量程15V ，内阻2k Ω）、电阻箱（0—9999Ω）、电键、导线若干．某同学用量程为15 V 的电压表连接成如图所示的电路, 实验步骤如下：

(1) 合上电键S, 将电阻箱R 阻值调到R1 = 10Ω,读得电压表的读数为U1. (2) 将电阻箱R 阻值调到R2 = 20Ω, 读得电压表的读数为U2.

由方程组r R U U 1

11

-=ε, r R U U 2

22-=ε, 解出ε、r .

为了减少实验误差, 上述实验在选择器材和实验步骤中,应做哪些改进？

例5．（2002年16题）：如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A 为光源，B 为光电接收器，A 、B 均固定在车身上，C 为小车的车轮，D 为与C 同轴相连的齿轮. 车轮转动时，A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B 接收并转换成电信号，由电

子电路记录和显示. 若实验显示单位时间内的脉冲数为n ，累计脉冲数为N ，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ；小车速度的表达式为v = ；行程的表达式为s = 。

2.【07全国卷Ⅱ22（2）】有一电流表○A ，量程为1mA ，内阻g r 约为100Ω。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱0R ，最大阻值为99999.9；

滑动变阻器甲，最大最值为10k Ω； 滑动变阻器乙，最大最值为2k Ω； 电源1E ，电动势约为2V ，内阻不计； 电源2E ，电动势约为6V ，内阻不计； 开关2个，导线若干。

采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：

a 、断开1S 和2S ，将R 调到最大；

b 、合上1S ，调节R 使○A 满偏；

c 、合上2S ，调节调节1R 使○A 半偏，此时可以认为○A 的内阻1g r R =。

试问：（ⅰ）上述可供选择的器材中，可变电阻1R 应该选择 ；为了使测量尽量精确，可变电阻R

应该选择

_____，电源E 应该选择 ___。

（ⅱ）认为内阻1g

r R =，此结果与的真实值相比 。

（填“偏大”、“偏小”或“相等”） 【解析】用半偏法测电流表的内电阻，待测电表还兼作参考电表。用此法测电表内阻存在系统误差： （1）定性分析：S 2闭合后，回路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知：流过电源的电流增大即E

g I I >（A

表满度电流

值），致使表A 半偏时流过1R 的电流1

2

g R

I I >

，再依据并联电路的特点知读数1g R r <，即测量值小于真实值。为减小接

入1R 时对电流影响，滑动变阻器R 应选用阻值大一些的。 （2）定量分析：1S 闭合，2S 断开时，g

g

E

I R r =

+ ①

1S 闭合，2S 闭合时，11E g g

E I R r R R r =

+

+ ②又

11

()22g g g E I I r I R =- ③ 解得 1g g

Rr R R r =+

绝对误差21g g g

r R

R r R r ∆=-=

+，所以相对误差g g g g r U R

r R r E

δ∆=

==

+（式中满偏电压g g g U I r =）。可见R 越大、E 越高误差越小。

【答案】（ⅰ）0R 、滑动变阻器甲、2E ；（ⅱ）偏小。

注：（1）1R 只能用电阻箱；用所选器材做实验因实验原理的不完善或缺陷所带来的系统误差约为1.7%，可满足一般测量要求。（2）引导学生进行定量分析是必要的。

-1 5.【07四川理综22（2）】甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5V ，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干。

①先测电阻R 1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数r 和对应的电压表示数U 1，保持电阻箱示数不变，______________ ，读出电压表的示数U 2。则电阻R 1的表达式为R 1＝__________。 ②甲同学已经测得电阻1

4.8R =Ω，继续测电源电动势

E 和电阻R 2的阻值。该同学的做法是：闭合S 1，将S 2切换到 a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压 表示数U ，由测得的数据，绘出了如图所示的

R

1U 1-图线，

则电源电动势E ＝______V ，电阻R 2＝______Ω。

③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1，乙同学测电源电动势E 和电阻R 2的阻值的做法是：闭合S 1，将S 2切换到b ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了相应的

1

R R 1

U 1+-

图线，根

据图线得到电源电动势E 和电阻R 2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围_______（选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以______同学的做法更恰当些。

【解析】①由第一步的操作及后面测得2U 知省缺操作应为“将S 2切换到b ”；因电压表内阻“很大”（意即“无穷大”），

不必考虑它对电路的影响，所以2S 切换后流过1R 的电流不变，由1U I

r =

及21

1U U R I

-=得21

1

1

U U R r U -=

。

注：测电阻的原理是部分电路欧姆定律。 ②由欧姆定律得12()E I R R U =++,U I R

=

,解得

12111R R U E E R

+=+ . 由图知

1

0.7E =；12 2.80.7 4.20.5R R E +-==,代入1R 后解得 所以10

1.43()7

E V ==;2 1.2()R =Ω. 注：此类问题应先依据相关物理规律得到因变量与自变量间的函数关系式，然后再依据图像特征或斜率、截距的物理意义建立方程作答。

③“S 2切换到b ”时有

21111R U E E R R =+∙+,只要绘出111

~

U R R

+图线同样可求出E 、2R ,由于1R 的分压作用，致使电压表的读数范围缩小，不利于得到多组数据，也就影响了图线的准确性，使误差增大。（答案）：较小；甲。

注：用图像法处理实验数据时常需要多组测量数据，以取得较好的“平均”效果，提高实验精度。

15.【07宁夏理综22】⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板

电

容

器

的

知

识

，

推

测

影

响

圆

柱

形

电

容

器

电

容

的

因

素

有

_____________________________________________________________. ⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为： 干电池：电动势约为1.5 V ，符号 电压表：量程1 V ，内阻

998.3 Ω

，符号 电流表：量程

1 A ，符号

滑动变阻器：滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号