专题：电学实验综合应用
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2020/4/12
电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、 读数、实验器材的连接、实验数据处理、误差分析，以及多 用电表的使用、测电阻的方法、滑动变阻器的使用、电流表 和电压表的使用等。 高考电学实验考查的重点是测量性实验和探究性实验，ຫໍສະໝຸດ Baidu实 验的创新与设计是当前高考对实验考查的一项核心能力。
定律。具体问题中涉及纯电阻阻值的测量、电表内阻的测量、 电源内阻的测量，其主要方法是伏安法、替换法等。
2020/4/12
例 1 现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在 5～8 Ω， 可选用的器材如下：
A．待测电流表 A(量程 10 mA)； B．电压表 V1(量程 0.3 V，内阻约 500 Ω)； C．电压表 V2(量程 3 V，内阻约 3 kΩ)；
2020/4/12
【答案】 (1)0～3 V R1 (2)略 (3)略 【解析】 (1)一节干电池的电动势 E 约 1.5 V，内阻 r 很小，
为了减小读数误差，电压表量程选择 0～3 V, 电流表量程选择 0～
0.6
A，回路最小总电阻约 R≈10..56
V A＝2.5
Ω，故滑动变阻器选择
总阻值 20 Ω 的 R1 进行调节即可。 (3)描点连线，E－I 图象为倾斜直线，对明显偏离直线的点必
(3)电流表 A 内阻的表达式为 RA＝____________，式中各
符号的物理意义为______________。
2020/4/12
【点拨】 (1)电流表可以显示其电流情况，只要能测得其 两端电压即可得到电流表内阻，但本题电流表两端的电压很小， 电压表量程较大，如何解决这一问题呢？(2)电流表、电压表的 示数能从零开始调节，这对滑动变阻器的连接有什么要求呢？
D．滑动变阻器 R1(最大电阻 10 Ω)； E．滑动变阻器 R2(最大电阻 500 Ω)； F．定值电阻 R3(阻值 10 Ω)； G．电源 E(电动势 3 V);
H．开关 S 及导线若干。
2020/4/12
要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从 零开始调节。
(1)器材应选用________________ (填器材序号字母)； (2)在方框内画出实验电路图并标明符号；
2020/4/12
三、电学仪器的选择
电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。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以上，以减 小读数的偶然误差，提高精确度。
护电表不被烧毁，需用滑动变阻器 R2 作为保护电阻，即选 E；为了
使电压表 B 的示数能超过其量程的13，需要给电流表串联一个调节
电阻 R3，即 F。
2020/4/12
(2)本题由于要测电流表内阻，所以电流表应内接；根据 电压表的示数能从零开始调节的要求，滑动变阻器应连成分压
式。(3)根据电路可得电流表 A 内阻的表达式为 RA＝UI－R3，其 中 U 为电压表读数、I 为电流表读数。
2020/4/12
二、控制电路的确定方法
滑动变阻器控制电路的方式有分压和限流两种，下列几种情况 必须选用分压接法：
(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： 测定导体的伏安特性电路)；
(2)被控制电路的电阻Rx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。
材有： A．电压表 V：0～3～15V B．电流表 A：0～0.6～3A
C．滑动变阻器 R1(最大总阻值 20 Ω) D．滑动变阻器 R2(总阻值 100 Ω)
E．开关 S 和导线若干 (1)电压表量程选用________；滑动变阻器选用________(选填
“R1”或“R2”)；
(2)在图 5－12－1 中将电压表接入实验电路中； (3)在图乙中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这
【点评】 本题通过给电流表串联一个定值电阻 R3 解决了
电流表和电压表量程不匹配的问题，这是电学实验设计中一个 常用的手法。另外，常见的解决量程不匹配问题的方法就是进 行电表改装。本题是一道测电阻的题目，下面的变式题则是一
道测电动势 E 和内阻 r 的题目。
2020/4/12
用伏安法测一节干电池的电动势 E 和内阻 r，所给的器
2020/4/12
(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。
2020/4/12
► 探究一 测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量，其基本原理是欧姆
些 点 作 出 U － I 图 象 ， 并 由 图 线 求 出 ： E ＝ ________V ， r ＝
________Ω。
2020/4/12
质量为 m 的飞机静止在水平直跑道上。飞机起飞过
程可分为两个匀加速运动阶段，其中第一阶段飞机的加速度为
a1，运动时间为 t1。当第二阶段结束时，飞机刚好达到规定的 起飞速度 v0。飞机起飞过程中，在水平直跑道上通过的路程为 x，受到的阻力恒为 f。求第二阶段飞机运动的加速度 a2 和运动 时间 t2。
2020/4/12
【答案】(1)ABDEFGH
(2)电路如图所示
(3)UI－R3 电压表读数 U、电流表读数 I
2020/4/12
【解析】(1)由于待测电流表内阻较小，且量程较小，即使给
待测电流表串联上定值电阻 R3，二者两端的总电压 Im(RA＋ R3)＝
0.01×(10＋8)V＝0.18 V，所以电压表应选 B；根据电压表的示数 能从零开始调节的要求，可知滑动变阻器需要连成分压式，则应选 总电阻较小的滑动变阻器，即选 D；为使滑动变阻器便于调节且保
须舍去。图线与纵轴的交点表示电动势的大小，斜率表示电源内
电学实验是高考必考内容，考查的重点包括仪器的选择、 读数、实验器材的连接、实验数据处理、误差分析，以及多 用电表的使用、测电阻的方法、滑动变阻器的使用、电流表 和电压表的使用等。 高考电学实验考查的重点是测量性实验和探究性实验，ຫໍສະໝຸດ Baidu实 验的创新与设计是当前高考对实验考查的一项核心能力。
定律。具体问题中涉及纯电阻阻值的测量、电表内阻的测量、 电源内阻的测量，其主要方法是伏安法、替换法等。
2020/4/12
例 1 现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在 5～8 Ω， 可选用的器材如下：
A．待测电流表 A(量程 10 mA)； B．电压表 V1(量程 0.3 V，内阻约 500 Ω)； C．电压表 V2(量程 3 V，内阻约 3 kΩ)；
2020/4/12
【答案】 (1)0～3 V R1 (2)略 (3)略 【解析】 (1)一节干电池的电动势 E 约 1.5 V，内阻 r 很小，
为了减小读数误差，电压表量程选择 0～3 V, 电流表量程选择 0～
0.6
A，回路最小总电阻约 R≈10..56
V A＝2.5
Ω，故滑动变阻器选择
总阻值 20 Ω 的 R1 进行调节即可。 (3)描点连线，E－I 图象为倾斜直线，对明显偏离直线的点必
(3)电流表 A 内阻的表达式为 RA＝____________，式中各
符号的物理意义为______________。
2020/4/12
【点拨】 (1)电流表可以显示其电流情况，只要能测得其 两端电压即可得到电流表内阻，但本题电流表两端的电压很小， 电压表量程较大，如何解决这一问题呢？(2)电流表、电压表的 示数能从零开始调节，这对滑动变阻器的连接有什么要求呢？
D．滑动变阻器 R1(最大电阻 10 Ω)； E．滑动变阻器 R2(最大电阻 500 Ω)； F．定值电阻 R3(阻值 10 Ω)； G．电源 E(电动势 3 V);
H．开关 S 及导线若干。
2020/4/12
要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从 零开始调节。
(1)器材应选用________________ (填器材序号字母)； (2)在方框内画出实验电路图并标明符号；
2020/4/12
三、电学仪器的选择
电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便。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以上，以减 小读数的偶然误差，提高精确度。
护电表不被烧毁，需用滑动变阻器 R2 作为保护电阻，即选 E；为了
使电压表 B 的示数能超过其量程的13，需要给电流表串联一个调节
电阻 R3，即 F。
2020/4/12
(2)本题由于要测电流表内阻，所以电流表应内接；根据 电压表的示数能从零开始调节的要求，滑动变阻器应连成分压
式。(3)根据电路可得电流表 A 内阻的表达式为 RA＝UI－R3，其 中 U 为电压表读数、I 为电流表读数。
2020/4/12
二、控制电路的确定方法
滑动变阻器控制电路的方式有分压和限流两种，下列几种情况 必须选用分压接法：
(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： 测定导体的伏安特性电路)；
(2)被控制电路的电阻Rx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。
材有： A．电压表 V：0～3～15V B．电流表 A：0～0.6～3A
C．滑动变阻器 R1(最大总阻值 20 Ω) D．滑动变阻器 R2(总阻值 100 Ω)
E．开关 S 和导线若干 (1)电压表量程选用________；滑动变阻器选用________(选填
“R1”或“R2”)；
(2)在图 5－12－1 中将电压表接入实验电路中； (3)在图乙中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这
【点评】 本题通过给电流表串联一个定值电阻 R3 解决了
电流表和电压表量程不匹配的问题，这是电学实验设计中一个 常用的手法。另外，常见的解决量程不匹配问题的方法就是进 行电表改装。本题是一道测电阻的题目，下面的变式题则是一
道测电动势 E 和内阻 r 的题目。
2020/4/12
用伏安法测一节干电池的电动势 E 和内阻 r，所给的器
2020/4/12
(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。
2020/4/12
► 探究一 测量性实验 电学测量性实验的核心是电阻的测量，其基本原理是欧姆
些 点 作 出 U － I 图 象 ， 并 由 图 线 求 出 ： E ＝ ________V ， r ＝
________Ω。
2020/4/12
质量为 m 的飞机静止在水平直跑道上。飞机起飞过
程可分为两个匀加速运动阶段，其中第一阶段飞机的加速度为
a1，运动时间为 t1。当第二阶段结束时，飞机刚好达到规定的 起飞速度 v0。飞机起飞过程中，在水平直跑道上通过的路程为 x，受到的阻力恒为 f。求第二阶段飞机运动的加速度 a2 和运动 时间 t2。
2020/4/12
【答案】(1)ABDEFGH
(2)电路如图所示
(3)UI－R3 电压表读数 U、电流表读数 I
2020/4/12
【解析】(1)由于待测电流表内阻较小，且量程较小，即使给
待测电流表串联上定值电阻 R3，二者两端的总电压 Im(RA＋ R3)＝
0.01×(10＋8)V＝0.18 V，所以电压表应选 B；根据电压表的示数 能从零开始调节的要求，可知滑动变阻器需要连成分压式，则应选 总电阻较小的滑动变阻器，即选 D；为使滑动变阻器便于调节且保
须舍去。图线与纵轴的交点表示电动势的大小，斜率表示电源内