3.2020年高考物理复习专题专题六第二讲电学实验及创新——课后“高仿”检测卷

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2020版高考物理大二轮专题突破通用版课件：专题六第二讲电学实验

第二讲电学实验
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策略指导实验原理、仪器的选择、电路的分析是高考对电学实验考查的重点。在2020年的备考过程中要:(1)掌握基本仪器的原理和使用。 (2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想,如伏安法测电阻,电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式。 (3)掌握处理实验数据的基本方法,如图象法、平均值法等。 (4)特别注意下列四个实验:绘制并分析伏安特性曲线、伏安法测电阻(包括电表的内阻)、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用及相关电路实验。
的满刻度电流为
(填正确答案标号)。
A.100 μA
B.250 μA
C.500 μA
D.1 mA
考点定位:测量电压表的内阻解题思路与方法:电压表和电阻箱串联,利用串联电流的特点分析。
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答案: (1)R1 (2)如图所示 (3)2 520 (4)D
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解析: (1)滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器总阻值越小,当被测电路的电阻变化时,分压电路输出电压的影响越小,滑动变阻器应选R1。 (2)注意电源的正负极和电表的正负极之间的关系。
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回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器
(选填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
图(a)
图(b)
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(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
从U-t关系曲线可以得出,温度升高时,二极管两端电压变小,二极管
正向电阻变小,回路电流变大,电压表V1示数增大,为了保证电流不变,滑动变阻器R的滑片应向B端移动。

【精选】高考物理二轮复习专题六实验技能与创新第2讲电学实验课件

t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ 900. 680. 500. 390. 320. 270. 240. Ω0 0 0 0 0 0 0
回答下列问题：
(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a” 或“b”)端． (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2 -t曲线．
文字是文化的传承，语文的学习深层次是学生对文化的学习。过去将语文定位于识字写作，而后语文差点沦为思品、政治，语文的说教大于语文的美感。
而今将语文重新定位，可以说是认知上的一大进步。语文作为工具的双重性体现在一方面要学生学会文字运用，一方面又要加强其思想政治功能。坦率说，让学生爱上学习和阅读，思想工作就好做多了。
C目录 ONTENTS
做真题•明考向建体系•记要点研考向•提能力 4 限训练•通高考
1．(2018·高考全国卷Ⅰ，T23)某实验小组利用如图(a)所示
的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特
性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻
RT，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～ 999.9 Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.
函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为Pmin＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为Pmax＝U2I2＝3.68× 0.318 W≈1.17 W.

浙江省2020高考物理二轮复习专题六第二讲电学实验与创新讲义(含解析)

第二讲电学实验与创新知识内容考试要求备考指津1.测绘小灯泡的伏安特性曲线近几年高考物理电学实验的考查不断推陈出新，但仍然是基于两个基本的实验原理，即R＝UI和E＝U外＋U内．从考查的形式上看，主要表现在以下三方面：一是命题由知识立意向能力立意转变，从机械记忆向分析理解与迁移应用转变；二是在试题情景设置上多与生产、生活实际相结合，更注重综合应用能力的考查.2.探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系3.练习使用多用电表4.测定电池的电动势和内阻多用电表的使用和读数【重难提炼】1．电流的流向：电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进、黑出”．2．“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．3．欧姆表刻度不均匀的原因：当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，I g＝ER g＋R0＋r，此时中值电阻R中＝R g＋R0＋r，当两表笔接入电阻R x时I ＝ER g＋R0＋r＋R x，电阻R x与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．(2019·绍兴高三适应性)在“练习使用多用电表”实验中．(1)某同学欲测一节干电池的电压，下述操作正确的是________(填字母)．A．欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B．机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C．选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D．选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置(选填A 、B 、C 、…、Q 字母)．(3)经过正确操作后，电表指针如图丙所示，则插座的电压为________V.[解析] (1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B 正确，ACD 错误．(2)甲所示插座的电压为220 V 交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的H 位置．(3)根据电表指针可知，插座的电压为U ＝200 V.[答案] (1)B (2)H (3)200多用电表测电阻的步骤和注意事项(1)使用步骤①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200 Ω就应该选“×10”的倍率，使指针的偏转角度在13满偏到23满偏之间为测量值误差较小； 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．(2)注意事项①改换倍率必须重新进行欧姆调零；②通过选择合适倍率，指针指在刻度盘中间附近，误差较小；③测量电阻时，手不可接触表笔的金属杆部分；④测量电阻时被测元件要与电源断开．【突破训练】1．某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路图．已知选用的电流表内阻R g ＝5 Ω、满偏电流I g ＝25 mA ，当选择开关接3时为量程100 V 的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数据没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________．(保留三位有效数字)(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节R 1的阻值使电表指针满偏．②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指C 处，此时电阻箱的示数如图丙，则C 处刻度应为________Ω.③计算得到多用电表内电池的电动势为________V ．(保留两位有效数字) (3)调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω.(保留两位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流，多用电表为量程是25 mA 的电流表，其分度值为0.5 mA ，示数为17.3 mA.选择开关接3时测电压，多用电表为量程100 V 的电压表，其分度值为2 V ，其示数为69.0 V.(2)②由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω.③指针指在C 处时，电流表示数为12.5 mA ＝12.5×10－3 A ，C 处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E ＝I ·2R ＝12.5×10－3×2×150 V ≈3.8 V.(3)根据第(1)问可知，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为17.3 mA ，而表内电池的电动势为E ＝3.8 V ，表内总电阻为150 Ω，所以待测电阻的阻值R ＝ 3.817.3×10－3 Ω－150 Ω≈70 Ω. 答案：(1)17.3 mA(17.2～17.5 mA 均正确) 69.0 V(68.8～69.2 V 均正确) (2)②150 ③3.8 (3)70以测电阻为核心的电学实验【重难提炼】1．电流表内接法与外接法的判断方法(1)比值判断法：若R V R x ＜R x R A ，R x 为大电阻，内接法误差小，应选用内接法；若R V R x ＞R x R A ，R x 为小电阻，外接法误差小，应选用外接法．(2)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较R V R x 及R x R A的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定．2．滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则(1)限流式接法选取原则一般在滑动变阻器总电阻R 0与用电器电阻R x 相差不大时，若既不要求较大范围内调节电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法．(2)分压式接法选取原则①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻R x或电路中串联的其他电阻的阻值，即R x≫R0；②要求用电器R x的电流或电压从零开始连续变化；③采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器R x的额定电流，或给定的仪表量程偏小．三条中满足一条，采用分压接法．现要用伏安法描绘一只小灯泡的I－U图线，已知小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡正常工作时的功率小于0.7 W．有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ；0～15 V，内阻10 kΩ)B．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω；0～3 A，内阻0.1 Ω)C．滑动变阻器(10 Ω，2 A)D．滑动变阻器(100 Ω，1.0 A)E．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)用如图甲所示的电路进行测量，滑动变阻器应选用________(用字母序号表示)．开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于________端(填“A”“B”或“AB正中间”)．(2)按图甲所示电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图．(3)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.[解析] (1)因描绘小灯泡的I－U图线采用滑动变阻器分压式连接，滑动变阻器应选用小电阻值的，故应选用变阻器C；开关闭合前，为了保护电表和小灯泡，应使测量电路部分的电压为零，即将滑片置于A端．(2)实物连接如图所示．因为灯泡的额定电压为2.5 V，由图甲知，电压表量程应选0～3V ，由I ＝P U 知流经灯泡的电流约为I ≈P U ＝0.72.5A ＜0.3 A ，所以电流表的量程应选0～0.6 A.(3)由I －U 关系图象可以读出，当小灯泡的电压为2.5 V 时，其电流I ＝0.25 A ，由R ＝U I可得，小灯泡正常发光时的电阻R ＝10 Ω. [答案] (1)C A (2)见解析图 (3)10在连实物图时的注意事项(1)各导线都应接在接线柱上．(2)不应在导线中间出现分叉，且导线不能跨过仪器．(3)连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错．(4)开关要控制整个电路．【突破训练】2．在“描绘标有‘9 V 5 W ’小灯泡伏安特性曲线”的实验中，要求测量从0 V 到9.0 V 的电压下通过小灯泡的电流，实验室提供了下列器材A ．电流表A 1(量程100 mA ，内阻1 Ω)B ．电流表A 2(量程0.6 A ，内阻0.3 Ω)C ．电压表V 1(量程3.0 V ，内阻3 k Ω)D ．电压表V 2(量程15.0 V ，内阻10 k Ω)E ．滑动变阻器R 1(最大阻值为50 Ω)F ．滑动变阻器R 2(最大阻值为500 Ω)G ．电源E (电动势15 V ，内阻忽略)H ．电键、导线若干(1)为了提高测量准确度和有效性，应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)电流表________；电压表________；滑动变阻器________．(2)在下图给出的测量电路中，最合理的是________．解析：(1)因为灯泡的额定电压为9 V，故电压表应选V2；额定电流约为0.56 A，故电流表应选A2，滑动变阻器采用分压式接法，应该选择最大阻值较小的，有利于数据的测量，故选R1.(2)要求测量从0 V到9.0 V的电压下通过小灯泡的电流，所以应采用分压式接法．由于灯泡电阻更接近电流表内阻，所以采用电流表外接法．故选B.答案：(1)B D E (2)B以测电动势和内阻为核心的电学实验【重难提炼】测电源电动势和内阻的三种常用方法方法原理图数据处理用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量测出两组U、I值，根据E＝U ＋Ir，通过计算或利用图象法处理数据用电流表、电阻箱测量测出两组I、R值，根据E＝I(R ＋r)通过计算或利用图象法处理数据用电压表、电阻箱测量测出两组U、R值，根据E＝U ＋URr，通过计算或利用图象法处理数据用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U 和相应电流表的示数I ； ③以U 为纵坐标，I 为横坐标，作U －I 图线(U 、I 都用国际单位)；④求出U －I 图线斜率的绝对值k 和在横轴上的截距a .回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A ．电压表(0～3 V ，内阻约15 kΩ)B ．电压表(0～3 V ，内阻约3 k Ω)C ．电流表(0～200 mA ，内阻约2 Ω)D ．电流表(0～30 mA ，内阻约2 Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A ．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B ．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C ．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D ．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k 、a 、R 1和R 2表示待测电源的电动势E 和内阻r 的表达式E ＝________，r ＝________，代入数值可得E 和r 的测量值．[解析] (1)测电源的电动势和内阻的原理为闭合电路的欧姆定律，即U ＝E －Ir ，I 是电路中的总电流，实际测量时电压表的分流作用会引起系统误差，为了减小系统误差，应选用内阻较大的电压表，即选A ；由于电路中的最大电流约为I ＝E r ＋R 1＋R 2＝32＋10＋5A ≈0.176 A ＝176 mA ，应选C.(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明滑动过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，因此说明一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，C 项正确．(3)图象斜率绝对值k ＝r ＋R 2，图象与横轴的截距为电压表短路时的电流，即a ＝E r ＋R 2，因此电源的内阻r ＝k －R 2，电源的电动势E ＝ka .[答案] (1)A C (2)C (3)ak k －R 2两种数据处理方法：联立方程求解法和图象处理法，对伏安法利用电源的U －I 图象求电动势和内阻；对伏阻法和安阻法需对闭合电路欧姆定律方程E ＝U ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋r R 和E ＝I (R ＋r )适当变形作线性处理，并利用直线方程的截距和斜率求电动势或内阻等物理量．【突破训练】3.(2017·浙江选考11月)小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R 0，根据如图1所示电路图进行实验时．(1)电流表量程应选择________(填“0.6 A”或“3 A ”)，保护电阻应选用________(填“A ”或“B ”)；A ．定值电阻(阻值10.0 Ω，额定功率10 W)B ．定值电阻(阻值2.0 Ω，额定功率5 W)(2)在一次测量中电压表的指针位置如图2所示，则此时电压为________V.(3)根据实验测得的5组数据所画出的U －I 图线如图3所示，则干电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω(小数点后保留两位)．解析：(1)通过后面的U －I 图象可知，电流表选择0.6 A 即可．而在极端短路情况下，电路中的保护电阻应该为R ＝E I 满可知，保护电阻应该为2.5 Ω，因此选择B 比较合理． (2)根据读数方法可知电压表读数1.20 V.(3)本图中，保护电阻可以看做电源内阻一部分，所以通过图象可知E ＝1.45 V ，r ＋R 0＝1.45－0.700.30Ω＝2.5 Ω，所以内阻r ＝0.50 Ω. 答案：(1)0.6 A B (2)1.20 (3)1.45 0.50电学创新实验的分析【重难提炼】对于电学实验的创新，应注意的两个问题(1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等．(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自测电流或自测电压”的功能，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表．为了测量某电池的电动势E(约为3 V)和内阻r，选用的器材如下：A．电流表G1(量程为2 mA，内电阻为100 Ω)B．电流表G2(量程为1 mA，内电阻为200 Ω)C．电阻箱R1(0～99.99 Ω)D．电阻箱R2(0～9 999 Ω)E．滑动变阻器R3(0～1 000 Ω，允许最大电流1 A)F．待测电池G．开关一个、导线若干(1)某同学利用上述器材，采用图甲的电路测量该电池的电动势和内阻，请按照图甲将图乙所示的实物图连线．(2)图甲中利用电阻箱R1，将电流表G1改装成了量程为0.5 A的电流表，利用电阻箱R2将电流表G2改装成了量程为3 V的电压表，则电阻箱R1的阻值调到______Ω.(3)以G2示数I2为纵坐标，G1示数I1为横坐标，作出I2－I1图象如图丙所示，结合图象可得出电源的电动势为________V，电源的内阻为________Ω(结果均保留两位有效数字)．[审题突破][解析] (1)如图所示．(2)根据欧姆定律和串并联规律应有：I ＝I 1g ＋I 1g r 1R 1，解得R 1≈0.4 Ω.(3)纵坐标截距0.9 mA ，对应着电源电动势E ＝0.9 mA 1 mA×3 V ＝2.7 V ；横坐标截距0.4 mA ，对应着流过电源的电流为0.4 mA ＋0.4×1000.4 mA ＋0.6 mA ＝0.101 A ；电源内阻为r ＝ΔU ΔI ＝2.7－1.80.101Ω≈8.9 Ω. [答案] (1)见解析图 (2)0.4 (3)2.7 8.9【突破训练】4．现有一个电压表有刻度但无刻度值，提供以下可选用的器材及导线若干，要求尽可能精确地测量该电压表的满偏电压U g .A ．待测电压表V 1，满偏电压约为3 V ，内电阻R V1＝3 000 Ω，刻度均匀、总格数为N ；B ．电流表A ：量程0.6 A 、内阻R A 约为0.1 Ω；C ．电压表V 2：量程15 V 、内阻R V2约为15 k Ω；D ．标准电阻R 1＝10 Ω；E ．标准电阻R 2＝10 k Ω；F ．滑动变阻器R ：最大阻值200 Ω；G ．学生电源E ，电动势15 V ，内阻不计；H．开关一个．(1)虚线框中已画出部分实验电路图，请你完成剩余的部分电路图，并标上题目中所给仪器的字母代号．(2)测出多组数据，其中一组数据中待测电压表V1的指针偏转了n个格，可计算出满偏电压U g为____________(用字母表示)，式中除题目已给的物理量外，其他字母符号表示的物理量的物理意义是________________________________________________________________________．解析：(1)因待测电压表的满偏电压较小，故应串联一个定值电阻分压，又知R V1＝3 000 Ω，故串联的定值电阻应选R2，而电压值需用电压表V2测出，故要和V2并联，设计成如答案(1)中的电路图．(2)V2的示数为V1和R2两端的总电压，按照串联分压关系，则有V1两端的电压为R V1R V1＋R2U(U为电压表V2的读数)，除以格数n即可得到每偏转1个格的电压值，再乘以总格数N即可得满偏电压．答案：(1)如图所示(2)NUR V1n（R V1＋R2）U为电压表V2的读数[课后作业(二十四)](建议用时：45分钟)1．(1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径，如图所示，直径d为________mm.(2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5 Ω，现用伏安法进一步精确测量其电阻，备有以下器材：直流电源E ：电动势约4.5 V ，内阻很小；直流电流表A 1：量程0～3 A ，内阻约0.025 Ω；直流电流表A 2：量程0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω；直流电压表V ：量程0～3 V ，内阻约3 k Ω；滑动变阻器R 1：最大阻值为50 Ω；开关、导线若干．①在可选择的器材中应选用的电流表是________．(选填“A 1”或“A 2”)②仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值________真实值．(选填“大于”“小于”或“等于”)③如图所示实物连接图，还有两根导线没有连接，请补充完整．解析：(1)读数为4 mm ＋48.7×0.01 mm ＝4.487 mm.(2)①流过电流表的最大电流为I max ＝35A ＝0.6 A ，故电流表选A 2.②因为被测电阻较小，电流表应外接，由于电压表的分流，电阻的测量值小于真实值． ③电路可采用限流式，电流表外接．答案：(1)4.487(±0.002) (2)①A 2 ②小于 ③如图所示2．为测定一节干电池(电动势约1.5 V ，内阻约1.0 Ω)的电动势和内阻，实验室备有电流计G(满偏电流为3 mA ，内阻为25 Ω)、定值电阻R 0＝0.126 Ω、开关和若干导线及以下器材：A ．量程0～3 V ，内阻约1 000 Ω的电压表B ．量程0～15 V ，内阻约1 500 Ω的电压表C．总阻值为10 Ω、额定电流为2 A的滑动变阻器D．总阻值为100 Ω、额定电流为1 A的滑动变阻器(1)因电流计量程太小，需将R0与电流计________以扩大量程．(2)电压表应选择________；滑动变阻器应选择________．(填代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图．(4)根据所画出的电路图，分析引起该实验系统误差的主要原因是_____________________________________________________________________________________.解析：本题中给出了电压表，虽没有电流表，但给了电流计，且内阻已知，同时还给出了定值电阻，因此需考虑将电流计改装成电流表，即将电流计与定值电阻并联，然后用伏安法测量电源电动势和内阻，根据实验可画出电路图；根据电源电动势的大约值，可选择使用量程为3 V的电压表；又因为电源内阻很小，若滑动变阻器的总阻值远大于电源内阻，则在减小滑动变阻器阻值时，开始电压表示数几乎不变，最后电压表和电流表会突然变化，造成读数误差很大，故应选用总阻值为10 Ω的滑动变阻器；本实验中由于电压表的分流作用，使得改装后的电流表测得的电流偏小(读数只是通过滑动变阻器的电流)，造成测得的电动势和内阻均偏小．答案：(1)并联(2)A C(3)如图所示(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小3.某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表V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R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(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(a)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(a)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)实验中选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)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)为了使电阻箱调节时，滑动变阻器分得的电压变化很小，分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好，因此应选用R1.(2)见答案图．(3)如果认为滑动变阻器分得的电压不变，则调节电阻箱后，电压表两端的电压为2.00 V，电阻箱两端的电压为0.5 V，根据串联电路的分压原理，R VR＝2.000.5，求得电压表的内阻R V＝4×630.0Ω＝2 520 Ω.(4)如果此电压表由一个表头与一个电阻串联组成，可知此表头的满偏电流为I g＝2.5 V2 520 Ω＝1 mA，D项正确．答案：(1)R1(2)连线如图所示(3)2 520 (4)D4．太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国上海举办的世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I－U特性图线．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的________(填“a”或“b”)图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I－U图象．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为________Ω.(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为________V，若把它与阻值为1 kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是________%.(结果保留三位有效数字)解析：(1)用a图电路可以在电池板上得到从零开始的电压，故应选a图．(2)由题图乙可知，当电压小于2.00 V时，通过太阳能电池的电流为零，故太阳能电池的电阻很大；当电压为 2.80 V时，电流为 2.8 mA，则可知太阳能电池的电阻为R＝U I ＝2.8 V 2.8×10－3A＝1.0×103Ω. (3)由U －I 图线可知，电池板作为电源时的电动势为2.80 V ；若把它与阻值为1 k Ω的电阻连接构成一个闭合电路，则在图丙中画出此电阻的U －I 图线，其与电池板的U －I 图线交于一点，读出交点坐标：U ＝1.8 V ，I ＝1.8 mA ，则该电池板的效率是η＝IU IE ×100%＝1.82.8×100%≈64.3%.答案：(1)a (2)很大 1.0×103(3)2.80 64.3(64.1～64.5之间均算对)5．某实验小组利用如下实验器材测量干电池的电动势和内阻． A ．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5 V ，内阻约几欧姆 B ．直流电压表V 1、V 2，内阻约为3 k Ω C ．阻值为5 Ω的定值电阻R 0 D ．滑动变阻器R ，最大阻值为R m E ．导线和开关(1)根据图甲的电路原理图完成图乙中电路实物图的连接；(2)实验中移动滑动变阻器的触头，读出电压表V 1和V 2的多组数据如下表，请在图丙的坐标纸中描绘出U 1－U 2图象；实验次数1 2 3 4 5 6 U 1(V ) 0.50 0.81 1.00 1.50 1.85 2.30 U 2(V )2.152.212.322.502.692.76(3)根据描绘出的U 1－U 2图象，求得两节干电池的总电动势E ＝________ V ，总内阻r ＝________Ω.(计算结果保留两位有效数字)解析：根据闭合电路欧姆定律可得E ＝U 2＋Ir ＝U 2＋U 2－U 1R 0r整理得U 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0r＋1U 2－R 0rE由U 1－U 2图象可得图线斜率k ≈3，则R 0r＋1＝3，又知R 0＝5 Ω，得r ＝2.5 Ω 由U 1－U 2图象可知，当U 2＝2 V 时，U 1＝0，代入U 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 0r ＋1U 2－R 0r E 解得E ＝3.0 V.答案：(1)实物连接如图所示(2)U 1－U 2图象如图所示(3)3.0 2.56．(2018·浙江选考4月)(1)小明用多用电表测量一小段2B 铅笔芯的电阻R x ，正确的操作顺序是________(填字母)．A ．把选择开关旋转到交流电压最高挡B ．调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点C ．把红、黑表笔分别接在R x 两端，然后读数D ．把选择开关旋转到合适的挡位，将红、黑表笔接触E ．把红、黑表笔分别插入多用电表“＋”“－”插孔，用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0(2)小明正确操作后，多用电表的指针位置如图所示，则R x ＝________Ω.(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大，采用伏安法测量．现有实验器材如下：电源(电动势3 V，内阻可忽略)，电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡，对应的内阻约40 Ω、4 Ω和0.4 Ω)，滑动变阻器R P(0～10 Ω)，定值电阻R0(阻值10 Ω)，开关及导线若干．测量铅笔芯的电阻R x，下列电路图中最合适的是________(填字母)，多用电表选择开关应置于________挡．解析：(1)操作步骤先机械调零即E，再欧姆调零即DB，再测量即C，再复位打OFF挡或交流电压最大挡即A，所以顺序为EDBCA.(2)读数挡位为×1挡，表盘读数为2.9，所以读数为2.9 Ω.(3)由题意可知被测电阻比较小，用R0串联后能起到保护作用．被测电阻是小电阻，故还是需要用电流表外接法，故选B电路．估测电流最大值为I＝U/(R0＋R x)＝230 mA，故要选250 mA挡．答案：(1)EDBCA (2)2.9 (3)B 250 mA。

山西专版2020版高考物理二轮复习第二篇实验题热点电学创新实验精练含解析

G.0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器
H.导线,开关
该同学测量的数据记录如下:
U/V
2.4
3.0
5.0
8.0
10.0
12.0
I/A
0.15
0.20
0.30
0.40
0.45
0.50
(1)该电热器的阻值是否恒定不变?答:(填“是”或“不是”)。
(2)合理选择实验器材:电流表选,电压表选,滑动变阻器选。(填器材前的字母)
②V2的示数为V1和R2的总电压,按照串联分压关系,则有V1两端的电压为 ·U(U为标准电压表V2的读数),除以格数n即可得到每偏转1个格的电压值,再乘以总格数N即可得满偏电压。
题型一实验方法的创新
1.利用如图所示的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势。图中Ex为待测电源,ES为标准电源(ES的电动势已准确测出),E为工作电源,为电路提供电流。G为零刻度在中央的灵敏电流计,AB为一根粗细均匀的电阻丝,C、D为AB上的两个活动接触点,可以在电阻丝上移动。与电阻丝AB平行放置的还有一把刻度尺(刻度尺未画出),可以测出C、D之间的长度。实验步骤如下:
(1)按图连接好电路,将K1处于断开状态,K2处于两个触点都不接的状态。
(2)先闭合K1,调整RP至合适位置。
(3)将K2置于1位置,调整C、D触点的位置,使电流计指针指向零刻度,记下。
(4)将K2置于2位置,重新调整C、D位置,使,并记下。
(5)断开K1,计算待测电源的电动势的表达式为:Ex=。
答案 (3)C、D间的长度L1(4)电流计指针指向零刻度 C、D间的长度L2(5) ES
解析 (1)由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,变阻器应选择阻值较小的E以方便调节;根据电源电动势为15V可知电压表应选D;常温下当I=0.6A时U=IR=6V<15V,由此可见,为了得到多组数据,电流表应选B。

2020年高考物理试题分类汇编电学实验.docx

2020 年高考物理试题分类汇编：电学实验1．(2020 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。

所用部分器材已在图中给出，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；○A为电流表； S 为开关。

此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

（1）在图中画线连接成实验电路图。

（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。

②保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1。

③闭合开关S，调节 R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出 ___________________，并用天平称出 ____________。

④用米尺测量_______________。

（ 3）用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。

（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

[ 答案 ]③重新处于平衡状态 , 电流表的示数 I, 此时细沙的质量 m2④D的底边长 Lm1m2g（3）B IL（ 4）m2m12．(2020 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、2、3. 用欧姆表测得 1、 2 接线柱之间的电阻为 1Ω， 2、3 接线柱之间的电阻为 1.5 Ω， 1、 3 接线柱之间的电阻为 2.5 Ω。

（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 ______Ω。

【解析与答案】（1）如下图（2）两电阻并联为 0.6。

3（1）（ 2020 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。

2020年高考物理二轮重点专题整合突破：专题十六：电学实验和创新

2020年高考物理二轮重点专题整合突破专题十六：电学实验与创新专题定位：电学实验通常从实验的基本原理出发，侧重考查数据处理分析的能力和实验设计能力，考查的原理基于两个基本的实验原理，即：①部分电路欧姆定律R ＝UI ，如电阻的测量、电表内阻的测量、电表的改装；②闭合电路欧姆定律E ＝U 内＋U 外及它的演变形式E ＝U 外＋Ir 、E ＝I(R ＋r)、E ＝U 外R (R ＋r)，并结合函数图像进行考查，如测电源电动势和内阻.应考策略：1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析.题型一：电表改装、多用电表原理和使用【知识回扣】1．电流表、电压表、欧姆表的对比2.(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”．(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律．当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R 0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，I g ＝E R g ＋R 0＋r ，此时中值电阻R 中＝R g ＋R 0＋r ，当两表笔接入电阻R x 时I ＝E R g ＋R 0＋r ＋R x ，电阻R x 与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀． 3．欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡．【题型突破】1、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R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(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”)．图(a)(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________、________.图(b)(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.解析：本题考查了欧姆表的改装及电阻箱的读数，考查了学生的实验能力，体现了科学思维中的科学推理素养要素，渗透了实践的价值观念．(1)由题意知改装的欧姆表的中值电阻即内阻为15 kΩ，即R0＋r g＋r＋R＝15 kΩ，故R＝15 kΩ－14 kΩ－98.5 Ω－1.5 Ω＝900 Ω.由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于R2的最大阻值，故只能选用R1.(2)由闭合电路的欧姆定律有：1.5 V＝25 μA×(R a＋15 kΩ)，1.5 V＝75 μA×(R b＋15 kΩ)，解得R a＝45 kΩ，R b＝5 kΩ.(3)红、黑表笔短接，进行欧姆调零．由图得电阻箱的读数为3×10 kΩ＋5×1 kΩ＋0×100 Ω＋0×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝35 000.0 Ω.【答案】(1)连线如图900R1(2)455(3)035 000.02、(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).【答案】(1)D“×10”(2)I＝ER g＋R0＋R x＋r(3)A30 k 2.9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.题型二：以测电阻为核心的实验【知识回扣】1．电流表内接法与外接法的判断方法(1)比值判断法若R VR x<R xR A，应选用内接法；若R VR x>R xR A，应选用外接法．(2)临界值判断法若R x>R A·R V，应选用内接法；若R x< R A·R V，应选用外接法；若R x＝R0，内外接法均可．(3)试触法若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，应采用外接法．2．滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则(1)限流式接法选取原则一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻R x相差不大时，若既不要求较大范围内调节电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法．(2)分压式接法选取原则①滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻R x或电路中串联的其他电阻的阻值，即R x≫R0；②要求用电器R x的电流或电压从零开始连续变化；③采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器R x的额定电流，或给定的仪表量程偏小．三条中满足一条，采用分压接法．【题型突破】3、某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表.采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R 1，其阻值约为5 Ω.(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a 或b)、导线②连接________(填c 或d). (2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R 1的阻值为________Ω.(3)已知图乙中R 2与R 1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R 2的边长是R 1的110，若测R 2的阻值，则最优的连线应选________(填选项). A.①连接a ，②连接c B.①连接a ，②连接d C.①连接b ，②连接cD.①连接b ，②连接d 【答案】(1)a d (2)见解析图 4.5(4.4～4.7) (3)B解析：(1)因电压表的内阻远大于待测电阻R 1的阻值，则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法，故测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接a ，导线②连接d ； (2)建立坐标系描点连线如图所示，则R 1＝ΔU ΔI ＝2.60.58Ω≈4.5 Ω；(3)根据电阻定律可得，R ＝ρl dl ＝ρd ，故R 2＝R 1，要测R 2的阻值，与测量R 1一样，最优的连线应①连接a ，②连接d ，选项B 正确.4、为测量某金属丝的电阻率，某同学设计了如图(a)所示的实验电路．请完成下列实验相关内容：(1)为粗测金属丝的总电阻值，该同学用如图(b)所示的多用电表在连接好的电路上进行测量：①机械调零后将选择开关拨到“×1 Ω”挡；②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使________________________；③____________________，将红表笔接在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如图(c)，则金属丝总电阻值R0＝________ Ω.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(d)所示，则金属丝直径d＝________ mm.(3)闭合开关S，保持电流表示数不变，改变并记录电阻箱的阻值R和对应接入电路中电阻丝长度L的数据．在R－L图线上描点连线，作出R－L的图线如图(e)．(4)根据测得金属丝的直径d及R－L图线，求得金属丝的电阻率ρ＝________.(计算结果保留三位有效数字) 【答案】(1)②指针指在0 Ω处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)③断开开关S，取下线夹(或断开开关S，将线夹夹到Q端)5(2)0.360(0.358～0.362均可)(4)1.02×10－6Ω·m解析：(1)②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)；③断开开关S，取下线夹，将红表笔接在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如题图(c)，则金属丝总电阻值R0＝5 Ω.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，则金属丝直径d＝0．01 mm×36.0＝0.360 mm.(4)电流表的示数不变，则电路中总电阻为定值，设为k ，则R ＋ρL 14πd 2＝k ，解得R ＝k －4ρπd 2L ，由图像可得：4ρπd 2＝50.5＝10，解得ρ＝1.02×10－6 Ω·m. 题型三：以测电源电动势和内阻为核心的电学实验【知识回扣】1．测电源电动势和内阻的三种方法方法原理图数据处理用电压表、电流表和可变电阻(如滑动变阻器)测量测出两组U 、I 值，根据E ＝U ＋Ir ，通过计算或利用图像法处理数据用电流表、电阻箱测量测出两组I 、R 值，根据E ＝I(R ＋r)通过计算或利用图像处理数据用电压表、电阻箱测量测出两组U 、R 值，根据E ＝U＋URr ，通过计算或利用图像法处理数据2.“测电源电动势和内阻”实验数据处理方法本实验在利用图像处理数据时，要明确：(1)如图所示图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流I 增大时，路端电压U 将随之减小，U 与I 成线性关系，U ＝E Ir.(2)电阻的伏安特性曲线中，U 与I 成正比，前提是R 保持一定，而这里的U I 图线中，E 、r 不变，外电阻R 改变，正是R 的变化，才有I 和U 的变化．(3)将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就等于电源电动势E ，横轴截距点(路端电压U ＝0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流Er.(4)图线斜率的绝对值表示电源内阻，由于r 一般很小，故得到的图线斜率的绝对值就较小．为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r 时选取直线上相距较远的两点求得．【题型突破】5、现有一种特殊的电池，它的电动势E 为9 V 左右，内阻r 大约为40 Ω，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V ，内阻为20 kΩ，R 1为电阻箱，阻值范围0～999 Ω，R 0为定值电阻．(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻 A ．100 Ω B ．1 000 Ω C ．2 000 ΩD ．20 000 Ω为使实验能顺利进行，R 0应选________(填字母序号)．(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记录多组数据，作出了如图所示的图线．根据图线可求得该电池电动势E 为________ V ，内阻r 为________ Ω.【答案】(1)D (2)10 41.7解析：(2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍，在闭合电路中，E ＝U 外＋Ir ＝2U ＋2U R 1r ，则1U ＝2E ＋2r E ·1R 1，由图像可知，图像截距b ＝2E ＝0.2，斜率k ＝2rE ＝Δ1U Δ1R 1＝1.2－0.20.12≈8.33，则电源电动势E ＝10 V ，r≈41.7 Ω.6、在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．(1)甲同学按图甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是______________．由电压表读数U 和电流表读数I ，画出U －I 图线如图乙所示，可得电源的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω.(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示．由电压表的读数U 和电流表的读数I ，画出U －I 图线如图丙所示．乙同学分析了图像出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势E ＝________ V ，内电阻r ＝________ Ω.(结果保留2位有效数字) 【答案】(1)保护电路 2.8 0.60 (2)3.0 0.50解析：(1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U ＝E －Ir 可知，图像与纵轴的交点表示电源电动势，故E ＝2.8 V ，图像的斜率表示内电阻：r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2.8－1.60－2.0 Ω＝0.60 Ω. (2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图像，则由图像可知，当电压为2.5 V 时，电流为0.5 A ，此时两部分电阻相等，则总电流为I 1＝1 A ；而当电压为2.4 V 时，电流分别对应0.33 A 和0.87 A ，则说明当电压为2.4 V 时，干路电流为I 2＝(0.33＋0.87 A)＝1.2 A ；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5＝E －r,2.4＝E －1.2r 解得：E ＝3.0 V ，r ＝0.50 Ω.题型四：电学创新实验7、某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用多用电表粗测得知它的电动势E 约为3 V ，内阻r 约为40 Ω，若该电池允许输出的最大电流为20 mA ，为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材：A ．待测电池B ．电压表V ：量程0～15 V ，内阻R V ≈15 kΩC ．电流表A ：量程0～1 mA ，内阻R A ＝38 ΩD ．电阻箱R ：0～999.9 ΩE ．定值电阻R 1＝2 ΩF ．定值电阻R 2＝19 ΩG ．定值电阻R 3＝72 ΩH ．定值电阻R 4＝108 ΩI ．开关、导线若干(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R 0应选择器材中的________(填写器材前的选项字母)． (2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整，并在电路中注明所选器材的符号．(3)将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关．(4)调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R 和所选电表的读数x ，电表读数用国际单位制单位(A 或V)． (5)重复步骤(4)获得多组R 和x 的值． (6)断开开关，整理器材．(7)根据所得数据在1x－R 坐标系中描点连线，如图乙所示．根据图线可求得该电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.(结果均保留一位小数) 【答案】(1)H (2)如图所示 (7)3.2 42.1解析：(1)保护电阻R 0的阻值R 0＝EI m－r ＝110 Ω，接近108 Ω，故选H.(2)由于电压表量程太大，故不采用；电流表量程太小，必须扩大量程，根据电表改装原理，应给电流表并联一定值电阻，R ＝I A R AI m －I A＝2 Ω，故并联电阻R 1；电路如答案图．(7)根据闭合电路欧姆定律，有E ＝20x(R 0＋r ＋R ＋R 并)，其中R 并为电流表内阻与R 1的并联值，大小为1.9 Ω，整理可得1x ＝20E (R 0＋r ＋R 并)＋20E R ，结合图像可知斜率k ＝20/E ，截距20E (R 0＋r ＋r 并)＝950 A －1，联立可得E＝3.2 V ，r ＝42.1 Ω.8、某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻．A ．待测电压表(量程0～3 V ，内阻为几千欧)B ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.1 Ω)C ．电池组(电动势约3 V ，内阻可忽略)D ．滑动变阻器R 0E ．电阻箱R(0～9 999 Ω)F ．开关和导线若干(1)图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是________； A ．R 0阻值较小B ．电流表存在内阻C ．电压表无法准确读数D ．电流表无法准确读数(2)同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值为R ，电压表的示数为U ，为了根据图像能求得电压表的内阻，应该作________图线⎝⎛⎭⎫选填“1U －R”“U －R”“U －1R ”； (3)请根据你选择的坐标轴对应的物理量和表的数据，在坐标图中标上合适的标度并作出相应图线；(4)根据你所画出的图线，求出电源的电动势E ＝________ V ，电压表内阻RV ＝________ kΩ(保留两位有效数字)．【答案】(1)D (2)1U －R(3)如图所示解析：(1)电流表与电压表串联时，电压表内阻特别大，电路中电流很小，D 正确． (2)根据闭合电路欧姆定律可知E ＝U ＋U R V R ，整理得1U ＝1ER V R ＋1E ，故应该作1U －R 图线．(4)由(2)可知，图线斜率k ＝1ER V ，纵截距b ＝1E ，读图可得k ＝0.88－0.405－0.6V －1·kΩ－1≈0.11 V －1·kΩ－1，b ＝0.33 V －1，则电源电动势E ＝1b ≈3.0 V ，电压表内阻R V ＝1Ek≈3.0 kΩ.(4)3.0(2.8～3.2) 3.0(2.8～3.5)。

2020新课标高考物理二轮总复习专题限时训练：1-6-2 电学实验与创新+Word版含解析【品优教学】

专题限时训练1．为了测量一精密金属丝的电阻率，先用多用电表“×1”挡粗测其电阻为________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为________mm，游标卡尺测其长度是________mm.答案：6.0 2.09536.22．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可用的器材有：微安表头(量程0～100 μA，内阻为900 Ω)；电阻箱R1(阻值0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值0～99 999.9Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为0～1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为0～3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)答案：(1)见解析(2)100 2 910解析：(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示：改装电流表需要并联一个电阻，要改装0～1 mA的电流表需要并联的电阻R并＝I g R g I－I g ＝0.1×9001－0.1＝100 Ω，所以选用与变阻箱R1并联，并联后的总电阻为R′＝90 Ω要改装成0～3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R串＝U－U AI＝3－0.091×10－3＝2 910 Ω.3．某实验小组在探究一种合金丝的导电性能的实验中：(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径时，刻度情况如图甲所示，则金属丝的直径d ＝________mm.(2)用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB连入电路的电阻时，表盘示数如图乙所示，则合金丝的电阻R约为__________Ω.(3)现用伏安法进一步精确测量合金丝的电阻，要求测量范围尽可能大一些，请在丙图中用笔划线代替导线完成电路的连接(已知实验所用的电压表内阻约为30 kΩ，电流表内阻约为2 Ω)．(4)用以上电路测得的合金丝的电阻值与其真实值相比，总有R测________R真(填“＞”“＝”或“＜”)，造成此误差的原因是____________________．答案：(1)0.695(0.692～0.696均可)(2)110(3)如图所示(4)＜电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”，表达意思正确即可)解析：(1)金属丝的直径d＝0.5 mm＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm；(2)合金丝的电阻R约为11 Ω×10＝110 Ω；(3)因R VR x＞R xR A，故采用电流表外接法；滑动变阻器用分压电路，电路连接图见答案．(4)因为此测量电路中电流表的读数大于实际通过电阻的电流，故测量值偏小，即R测＜R真，造成此误差的原因是电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”)．4．(2018·全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R x的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；V可视为理想电压表．S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S 1；(3)将开关S 2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表的示数U 1；然后将S 2掷于2端，记下此时电压表的示数U 2；(4)待测电阻阻值的表达式R x ＝____________(用R 0、U 1、U 2表示)； (5)重复步骤(3)，得到如下数据：1 2 3 4 5 U 1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U 2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 U 2U 13.443.433.393.403.39(6)利用上述5x ) 答案：(1)如图所示：(4)(U 2U 1－1)R 0 (6)48.2解析：开关S 2掷于1端，由欧姆定律可得通过R x 的电流I ＝U 1R 0，将开关S 2掷于2端，R 0和R x 串联电路电压为U 2，R x 两端电压为U ＝U 2－U 1，由欧姆定律可得待测电阻阻值R x ＝U I ＝U 2－U 1U 1R 0＝(U 2U 1－1)R 0.5次测量所得的平均值，(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)×15＝3.41，代入R x ＝(U 2U1－1)R0＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω.5．某实验小组的同学在利用如图甲所示的电路来探究小灯泡的发光功率，回答下列问题：(1)首先将滑动变阻器的滑片置于最__________(填“左”或“右”)端，然后将开关闭合，进行小灯泡发光功率的探究；(2)在探究过程中电压表的示数突然变为零，如果用多用电表来测量小灯泡两端的电压，将多用电表调至合适的电压挡位，如图乙所示，多用电表的黑表笔与__________(填“a”或“b”)点相接触；(3)如果按步骤(2)将电路连接好后，将开关闭合，但发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，多用电表指针都不偏转；如果将多用电表接在图甲中的a点与c点之间，无论如何移动滑动变阻器的滑片，多用电表指针仍不发生偏转；如果将多用电表接在图甲中的a点与d点之间，多用电表的示数如图乙所示，则该读数为__________，由以上的分析可确定出现的电路故障为__________；(4)多用电表使用结束后，A、B同学分别将选择开关置于图丙中所示的位置，则正确的是________．答案：(1)左(2)b(3)2.00 V c、d两点间断路(4)B同学6．(2019·滨州二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了如下器材：A．小灯泡(3 V,1.8 W)B．电压表(量程0～3 V，内阻约为20 kΩ)C．电流表(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)D．滑动变阻器(0～10 Ω，2 A)E．电源(电动势为3 V，内阻不计)F．开关及导线若干，坐标纸实验中要求小灯泡上的电压从零开始测量尽可能准确，调节测量多组对应的U、I值．如图甲所示，一组同学已经完成导线的连接．(1)如图甲连接好电路，不闭合开关，滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数________(填“为零”“不为零”)．(2)在图甲中闭合开关，滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程中灯泡亮度的变化情况是________．(3)指出图甲中该组同学连接错误的两条导线______(填导线编号)．(4)图乙中a图线是改正后描出的灯泡U－I图线，图乙中b图线是另一个电源路端电压U与电源电流I的图线．如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路，该灯泡消耗的电功率为________W；如果将这样的两个灯泡串联接在该电源上，则每个灯泡消耗的电功率为________W．(结果均保留两位小数)答案：(1)不为零(2)先变暗再变亮(3)5、6(4)1.050.44解析：(1)由实物电路图可知，开关不能控制分压电路的闭合和断开，开关断开时，滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数不为零．(2)由实物电路图可知，闭合开关，滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，当滑动触头到达左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡两端电压增大，灯泡实际功率增大，灯泡变亮．(3)描绘灯泡伏安特性曲线的实验中滑动变阻器应采用分压式接法，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，所以连线5、6接法错误；(4)由题图乙所示数据可知，灯泡两端电压为2.1 V ，流过灯泡的电流为0.5 A ，灯泡实际功率为：P ＝UI ＝2.1×0.5＝1.05 W ，由题图乙所示图线可知电源电动势为E ＝3.0 V ，电源内阻为：r ＝ΔU ΔI ＝3.0－2.10.5 Ω＝1.80 Ω，当两灯泡串联，设每个灯泡两端的电压为U ，流过每一个灯泡的电流为I ，则U ＝E 2－r2I ＝1.5－0.9I ，在灯泡U －I 图象坐标系中作出U ＝1.5－0.9I 的图线如图所示：由图可知此时灯泡两端电压为1.2 V ，通过灯泡的电流为0.38 A ，则灯泡的功率为P ＝UI ＝0.38×1.16≈0.44 W7．小明利用如图甲所示的电路，完成了对电动势约为1.5 V 、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定，其中R 为电阻箱，R 0为阻值为150 Ω的定值电阻．小明连接好电路后，通过调节电阻箱的阻值，读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值，并以电压的倒数1U 为纵坐标、电阻箱的阻值R 为横坐标，把记录的数据描绘在了坐标系中，如图乙所示．(1)如果电源的电动势用E表示、电源的内阻用r表示，则1U关于R的表达式应为______________．(用E、r、R0表示)(2)请在图乙所示的坐标系中画出图线，并根据画出的图线求出该图线的斜率k ＝________V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b＝________V－1(结果保留两位有效数字)．(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源的电动势E＝________V，内阻r ＝__________Ω(结果保留三位有效数字)．答案：(1)1U＝1ER0R＋R0＋rER0(2)如图所示0.004 40．70(3)1.529.09解析：(1)由闭合电路欧姆定律得UR0＝ER0＋R＋r，解得1U＝1ER0R＋R0＋rER0；(2)将明显错误的点舍掉，画线时应使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀地分布在直线的两侧，如图所示(见答案)；由图可知，斜率k＝0.004 4 V－1·Ω－1，图线与纵轴交点的纵坐标为b＝0.70 V－1；(3)由1U＝1ER0R＋R0＋rER0得，k＝1ER0，b ＝R 0＋rER 0，又R 0＝150 Ω，解得E ＝1.52 V ，r ＝9.09 Ω.。

2020版高考物理二轮复习专题限时集训电学实验含解析

[解析]图甲游标卡尺主尺上的读数为6.1 cm
分尺上的读数为12×0.05 mm＝0.60 mm＝0.060 cm
游标尺最终读数为6.160 cm。
图乙螺旋测微器主尺读数为2.5 mm
分尺读数为10.3×0.01 mm＝0.103 mm
螺旋测微器最终读数为：2.603 mm(2.600～2.604 mm都可以)。
(1)实验时，选用图甲的电路图而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________。
(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(用字母表示)
(3)把图丙所示的实验器材用实线连接成实物电路图。
(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在图丁所示的IU坐标系中，请用一光滑的曲线将各点连接好。
B．电压表(0～15 V，内阻为20 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻为1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻为0.4 Ω)
E．滑动变阻器(0～10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
F．滑动变阻器(0～500 Ω，允许通过的最大电流为1 A)
G．学生电源(直流，电源电动势为6 V)、开关、导线若干
Ⅱ.将开关S1闭合，缓慢向右移动滑动变阻器的滑片，直到待测电压表的示数为0.3 V；
Ⅲ.将开关S2断开，保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值，直到待测电压表的示数为0.1 V，此时读出电阻箱的示数为602.0 Ω。
根据以上操作回答下列问题：
(1)为了减小实验误差，滑动变阻器应选择________，定值电阻应选择________。(填器材所对应的物理符号)
电阻R/Ω
4.5
6.0
8.0
10.5

2020届高考物理二轮课时作业：专题六+2+电学实验

专题六第2讲[A级－对点练]1．(2020·河北衡水中学高考模拟)学校物理兴趣小组为探究多用电表欧姆挡的原理，决定自己动手设计一个可以测量电阻的装置．手边的器材有：干电池组，电流计A，电阻箱，待测电阻R x.其中电流计刻度盘刻线清晰，但是读数已经模糊．(1)小组成员先将电池组与电流计A进行串联，电路两端分别接好表笔，如图1所示；将表笔短接，发现电流计指针刚好能够指在刻度盘最右端刻度处．(2)将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱，直到电流计指针指在刻度盘正中央，电阻箱示数如图2，则电阻箱接入电路的电阻值为________ Ω.(3)用待测电阻R x代替电阻箱接入两表笔之间，电流计指针指示如图3所示，则可知待测电阻R x＝________ Ω.(保留到小数点后一位)此次实验快结束时，有同学拿来一块内阻为2 803 Ω的电压表，将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上，电压表示数为2.8 V ，可以推知实验中使用的电池组的电动势为________ V(保留到小数点后一位)．解析：(2)根据图2可知，电阻箱接入电路的电阻值为R ＝9×10 Ω＋7×1 Ω＝97 Ω. (3)设电流计满偏电流为I m ，短接时，根据闭合电路欧姆定律得E r ＝I m ，接入电阻箱时有Er ＋R ＝12I m ，接入电阻R x 时有E r ＋R x ＝23I m ，解得R x ＝48.5 Ω，r ＝97 Ω.当两表笔正确接在电压表的两接线柱上时，根据闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋U R V r ＝2.8 V ＋2.82 803×97 V ≈2.9 V.答案：(2)97 (3)48.5 2.92．(2020·广东省惠州市第三次调研)如图甲为多用电表的电路原理图．已知选用的电流表内阻R g ＝10 Ω、满偏电流I g ＝10 mA ，当选择开关接3时为量程250 V 的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数值没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________．(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，某同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为________．③计算得到多用电表内电池的电动势为________ V．(保留2位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流，其分度值为0.2 mA，示数为6.9 mA；选择开关接3时测电压，其分度值为5 V，其示数为173 V；(2)②由题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω；③由题图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为5 mA＝0.005 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E＝I(R＋R内)＝0.005×(150＋150) V＝1.5 V.答案：(1)6.9 mA173 V(171～175 V均可)(2)②150③1.53．(2019·江苏卷，11T)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．(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)题图2甲中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图2乙图实物电路中的正确位置．(4)为测量R x，利用图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关系图像如图3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：22图3(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．解析：(1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调旋钮即C ，直到听见“喀喀”的响声；(2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；(3)按照原理图，将实物图连线如图1.(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图2.当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为R x ，R 0的电压之和，当电压表接在a 、b 间时，电压表测的电压为R 0的电压，由图可得：R x ＋R 0＝1.960.04 Ω＝49 Ω，R 0＝2.040.08 Ω＝25.5 Ω，所以R x ＝23.5 Ω.答案：(1)C (2)不同 (3)(见图1) (4)(见图2) (5)23.5(23.0～24.0都算对)4．(2019·贺州二模)要精确测量国产某手机的锂聚合物电池的电动势和内阻，给定了下列实验器材：A．待测电源(电动势约3.8 V，内阻约1 Ω)B．电流表A1(量程0.6 A，内阻未知)C．电压表V1(量程15 V，内阻r1＝5 kΩ)D．电压表V2(量程3 V，内阻r2＝3 kΩ)E．定值电阻(R1＝500 Ω)F．定值电阻(R2＝1 000 Ω)G．滑动变阻器R(阻值范围0～20 Ω)H．滑动变阻器R(阻值范围0～100 Ω)I．开关及导线(1)该实验中电压表应选_______，定值电阻应选_______，为操作方便滑动变阻器应选_________．(填选项前面的序号)(2)在方框中画出实验电路图．(3)U，电流表读数为I，测得多组数据后作出U I图像，若图像的纵截距为b，斜率的绝对值为k，忽略电压表的分流作用，则电动势E＝__________，电源内阻r＝________.(这两空要求用题目给的符号r1、r2、R1、R2及k，b表示)解析：(1)由题意可知，电源电压为3.8 V ；若采用15 V 的电压表，量程太大，则测量结果不准确；而采用3 V 的电压表，则量程太小，不过可以串联电阻分压来扩大量程；故电压表应选用D ；采用电阻与电压表串联的方式后，总量程与电阻成正比；则若选用500 Ω的定值电阻，改装后量程为3 000＋5003 000×3 V ＝3.5 V ；仍小于电动势不适用；采用1 kΩ的电阻串联，则改装后电压表量程为：3 000＋1 0003 000×3 V ＝4 V ；故定值电阻选用F ；因电源内阻较小，为了便于调节控制，应选择总阻值较小的G;(2)本实验中电源内阻与电流表内阻相差不多，故电流表应采用外接法(相对于电源)，故电路图为：(3)根据闭合电路欧姆定律以及改装原理可知： r 2＋R 2r 2U ＝E －Ir 变形可得：U ＝r 2r 2＋R 2E －r 2r 2＋R 2rI则由图像可知：r 2r 2＋R 2E ＝br 2r 2＋R 2r ＝k解得：E ＝r 2＋R 2r 2b ；r ＝r 2＋R 2r 2k .答案：(1)D F G (2)如解析图所示 (3)r 2＋R 2r 2b r 2＋R 2r 2k5．(2020·衡水模拟)因为“万能”，所以“多用”．多用电表是一种多功能、多量程的测量仪表．(1)某次在使用多用电表进行测量时，指针的位置如图甲中的实线所示．若选择开关拨至“50 mA”挡，其测量结果为_______；若选择开关拨至欧姆“×1”挡，其测量的结果为________．(2)(多选)在图甲所示的一次测量中，指针指在虚线所示位置．则下列说法中正确的是_________A ．若测量元件为电阻，为减小测量误差，应将选择开关调至欧姆“×1”挡B ．每次测量阻值不同的电阻时，都必须重新机械调零C ．若测量元件为二极管，则a 端为二极管的正极D ．无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从“－”插孔流入多用电表 (3)图乙为某种型号多用电表电阻挡内部原理示意图，已知电流计内阻为R g ，电池内阻为r .某同学用其电阻挡测电阻时进行如下操作：先闭合开关S ，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，当可变电阻接入电路的阻值为R 时电流表满偏；再将R x 接入A 、B 表笔之间时电流计指针指在表盘的正中央，则待测电阻R x 的阻值为__________．(用含R 、r 、R g 的式子表示)．解析：(1)若选择开关拨至“50 mA ”挡，由图甲所示表盘可知，其分度值为1 mA ，所测电流为：23.0 mA ；若选择开关拨至欧姆“×1”挡，电阻的大小R ＝18×1 Ω＝18 Ω.(2)在图甲所示的一次测量中，指针指在虚线所示位置，指针偏转的角度较大，可知电阻较小，选择较小的挡位进行测量，即将选择开关调至欧姆“×1”挡，故A正确．测量不同的电阻时，不需要重新机械调零，故B错误．若该元件为二极管，由于电阻较小，电流正向流入，即电流从负孔流出，a为二极管的正极，故C正确．多用电表测量电流、电压时，电流从正孔流入多用表，测电阻时，电流从负孔流出多用表，故D错误．故选：A、C.(3)当R x未接入时，闭合开关S，将红、黑表笔分开时，调节可变电阻，使电流表满偏，由闭合电路欧姆定律得：I g＝Er＋R g＋R，当R x接入A、B表笔之间时，若电流表的指针指在表盘的正中央，由欧姆定律得：12I g＝Er＋R＋R g R xR g＋R x×R xR g＋R x，解得R x＝(R＋r)R gR＋r＋R g.答案：(1)23.0 mA18 Ω(2)AC(3)(R＋r)R gR＋r＋R g6．(2019·全国卷Ⅰ)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，将图(b)中的实物连线．(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．由此可以推测出所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 mAC．25 mA D．28 mA(3)(多选)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＝________.解析：本题考查了电学实验中的电表改装的相关知识；考查了考生的实验能力、分析推理能力，体现了物理核心素养中的科学探究及科学态度与责任．(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装，故应将定值电阻R与微安表并联．实物连线如答案图所示．(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时，微安表示数为0.16 mA，故当微安表指针满偏时，测量的电流值应为25 mA，选项C正确．(3)出现上述现象的原因可能有两个：一是并联电阻R偏小；二是微安表内阻测量值偏小．故选A、C.(4)设微安表内阻为R0，满偏电流为I0，改装成量程为I的电流表时并联电阻R＝I0I－I0R0，故I ＝25 mA 与I ′＝20 mA 对应的并联电阻的关系为R ′＝I －I 0I ′－I 0R ，代入数值得k ＝I －I 0I ′－I 0＝9979. 答案：(1)连线如图所示(2)C (3)AC (4)9979。

(最新实用)2020年高考物理二轮热点专题训练----《电学实验》(解析版)

2020年高考物理二轮热点专题训练----《电学实验》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 mm2.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 2.303.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.4.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 05.一只小灯泡，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A 1(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.6.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A1(量程为150 mA，内阻约为10 Ω)B．电流表A2(量程为20 mA，内阻r2＝30 Ω)C．电压表V(量程为15 V，内阻约为3 000 Ω)D．定值电阻R0＝100 ΩE．滑动变阻器R1，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 2I 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 7.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A 1量程为0.6 A ，内阻r 1为0.2 Ω③电流表A 2量程为3 A ，内阻r 2约为0.2 Ω④变阻器R 1阻值为0～10 Ω，变阻器R 2阻值为0～1 kΩ⑤电池 E ，电动势为9 V ，内阻很小⑥定值电阻 R 3＝10 Ω，R 4＝1 000 Ω⑦开关S 1、S 2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A 1表、A 2表的读数I 1、I 2，利用I 2－I 1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)I 2－I 1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 L I 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 ＝2×20.6Ω－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. 8.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“R 1”或“R 2”)．(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)D9.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R0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R1④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 ＝UR 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 ℃.10.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V 1(0～3 V ，R V1＝10 kΩ)B ．电压表V 2(0～15 V ，R V2＝50 kΩ)C ．电流表A 1(0～3 mA ，R g ＝100 Ω)D ．电流表A 2(0～3 A ，内阻约为0.5 Ω)E ．滑动变阻器R 1(0～10 Ω)F ．滑动变阻器R 2(0～1 000 Ω)G ．定值电阻R 3＝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A1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A1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A1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A1的量程，应与A1并联一个小电阻R3，改装电流表的满偏电流I＝I g＋I g R gR3＝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A1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 1.6711.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.12.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大，实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1、t2、…和电流表的相应示数I1、I2、….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1、I2、…，分别记下电阻箱相应的示数R1、R2、….(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________．A．量程0～100 mA，内阻约2 ΩB．量程0～0.6 A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是________．①将旋钮a由“0”旋转至“1”②将旋钮b由“9”旋转至“0”③将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表请根据表中数据，在下图的方格纸上作出R－t图线．由图线求得R随t的变化关系为R＝________Ω.【解析】(1)电路中电源电动势为1.5 V，金属电阻的阻值约为10 Ω，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω，电流在0.075～0.15 A，则电流一般在0.1 A以内调整，为使电流读数更准确，应选用量程0～100 mA的电流表．(2)调节电阻箱时按照先调大再调小的原则，旋转各旋钮的正确操作顺序是①②③(或①③②)．(3)R－t图象如图所示由R－t图象知，R＝0.04t＋8.8 Ω.【答案】(1)A(2)①②③(或①③②)(3) 0.04t＋8.813.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.14.某校进行实验电路设计比赛，实验台上备有下列器材：A．电压表V1(量程约2 V，内阻约1 kΩ)B．电压表V2(量程为6 V，内阻为2 kΩ)C．电流计G(量程为3 mA，内阻约500 Ω)D．电流表A(量程为0.6 A，内阻为0.5 Ω)E．滑动变阻器R1(0～15 Ω，0.5 A)F．滑动变阻器R2(0～1 kΩ，0.1 A)G．电阻箱R3(0～999.9 Ω，0.1 A)H．电阻箱R4(0～9 999.9 Ω，0.2 A)I．电源(6 V,0.5 A)J．开关、导线若干(1)利用以上器材在下图中虚线框内设计最佳测量电路，要求既能确定电压表V1的量程，又能尽量准确地测定其内阻，在图中标明选用器材的符号．图中滑动变阻器R应选择________(填写元件符号).(2)(多选)若已知电压表V1量程为2 V，则下列实验小组设计的电路图中，能用来测定电压表V1的内阻且设计合理的是________．【解析】(1)分压电路中，在额定电流允许的前提下选择阻值较小的滑动变阻器更方便调节，因此选择R1.给定器材中电阻箱R4的最大阻值约为电压表V1内阻的10倍，因此最简测量电路为半偏法电路，如图所示．由于待测电压表V1量程未知，不能读数，要确定V1的量程，需在半偏法电路两端并联电压表V2以便读取总电压U，这样既不影响半偏法实验测量，同时又可以测出测量电路两端电压，保证此电压在调整电阻箱和滑动变阻器时保持不变，以减小实验误差．(2)若电压表V1量程已知，则可采用伏安法直接测量，电压表额定电流约为I V＝21 000 A ＝2 mA，可用电流计G测量电流，电压则由V1读取，滑动变阻器阻值R1远小于测量电路总电阻，应采用分压电路，选项A中电路图设计合理；选项B中，滑动变阻器用R2接成限流电路，R2接入电路中的阻值最大时，每1 kΩ电阻的电压约为62.5V＝2.4 V，超过V1量程，不合理；选项C 中V 2与V 1串联，可将V 2当电流表使用，满偏电流I V2＝62 000 A ＝3 mA ，与电流计G 量程相同，且R 2接入电路中的阻值最大时，每1 kΩ电阻的电压约为64 V ＝1.5 V ，设计合理；同理，选项D 中V 2与V 1并联，V 2多余且只能测量电压，不能计算V 1内阻，设计不合理．【答案】(1)设计电路如图所示 R 1 (2)AC15.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。

【2020】最新高考物理二轮复习专题测试：-电学实验含解析

1.(20xx·新课标全国卷Ⅰ)利用如图甲所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。

实验步骤如下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;③以为纵坐标,R为横坐标,作图线(用直线拟合);R I1④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。

回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为。

(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R =3.0Ω时电流表的示数如图乙所示,读出数据,完成下表。

答:①,②。

R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ①0.100 0.091 0.084 0.077 I-1/A-1 6.99 8.00 ②10.0 11.0 11.9 13.0(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率Ω的定值电阻。

R1;测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压表5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 读数U/V(1)多用电表直流50V 的刻度值为1V,读数时需估读到0.1V 。

(2)电压表有示数,则电压表与电源组成的电路为通路,该部分电路无故障。

(3)电压表无示数,则电压表与电源组成的电路为断路,该部分电路有故障。

【解析】①多用电表直流50V 的量程读中间均匀部分,共50格,每格1V,应该估读到0.1V,指针在11～12之间,读数为11.5V 。

开关断开,相当于电压表并联在蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的。

②两表笔接b 、c 之间并闭合开关,测得相同电压,说明a 、b 之间是通路,b 、c 之间是断路,故障器件是小灯。

2020届高考二轮复习资料物理专题六第2讲

第2讲电学实验高考命题轨迹考情分析基本规律同“力学实验”电学实验在实验中占有比重相对较大，难度也较力学实验高，也是大多数同学失分较多的地方．无论是源于教材的实验还是创新的实验，其实验原理都基于闭合电路欧姆定律，串并联电路(部分电路欧姆定律)等基本规律，所以电路分析才是实验基础．电表读数实物图连接作图、仪器选择、误差分析等基本功要熟练．知识方法链接1．游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧记住两点：一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数，根据结果再变换单位；二是以毫米为单位，小数点后数字分别是，螺旋测微器是3位、20分度和50分度游标卡尺是2位、10分度游标卡尺和毫米刻度尺是1位．2．电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是12、15还是110估读，明确读数的小数位数．(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和欧姆调零的区别，掌握测量电阻的步骤，此外，会看多用电表表盘，最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度，读出表盘刻度后应乘以挡位倍率；中间刻度是均匀的，为测量电压和电流的读数刻度，下面三排数字为方便读数所标注；最下排刻度专为测量2.5 V以下交流电压所用，一般较少使用．3．欧姆表的原理(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”．(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律．当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，I g＝ER g＋R0＋r，此时中值电阻R中＝R g＋R0＋r，当两表笔接入电阻R x时I＝ER g＋R0＋r＋R x，电阻R x与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．4．欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡．真题模拟精练1．(2017·全国卷Ⅲ·23)图1(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．图1(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为____________．(结果均保留3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.94 V解析 (1)当B 端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A 端流出，故A 端与黑色表笔相连接． (2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A 错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B 正确；使用电流挡时，电阻R 6不在闭合电路中，调节无效，选项C 错误．(3)根据题给条件可知，当B 端与“2”连接时，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA 的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，R g R 1＋R 2＝1－0.250.25＝31，解得R 1＋R 2＝160 Ω.当B 端与“4”连接时，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联后再与R 4串联，此时为量程1 V 的电压挡，表头与R 1、R 2组成的串联电路并联总电阻为120 Ω，两端电压为0.12 V ，由串联电路中电压与电阻成正比知：R 4两端电压为0.88 V ，则R 4电阻为880 Ω.(4)若此时B 端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为2.5 mA ，读数为1.47 mA. 若此时B 端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100 Ω＝1.10 kΩ. 若此时B 端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V ，读数为2.94 V.2．(2017·宁夏六盘山二模)某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D ，用螺旋测微器测量其厚度d ，示数如图2所示．由图可读出D ＝________ cm ，d ＝________ mm.图2答案 5.080 3.7753．(2017·贵州贵阳市2月模拟)如图3(a)是一简易多用电表的电路图．其表盘如图(b)所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，但上排刻度线对应数据未标出．已知该多用电表的表头选用的是内阻R A ＝10 Ω、满偏电流I A ＝10 mA 的电流表．图3为测量该多用电表内阻电源的电动势，某同学在实验室找到一只电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R 1的阻值使电表指针满偏；②将红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱的阻值使指针在C 处，此时电阻箱的示数如图(c)．(1)根据该同学的实验，此多用电表C 处刻度对应的阻值为________ Ω.电表内电池的电动势为________ V(保留2位有效数字)．(2)若将选择开关接“1”，指针指在图(b)所示位置，其读数为________ mA.(3)将一未知阻值的电阻，接在已经欧姆调零的该多用电表两表笔之间，指针仍指在图(b)所示位置，试计算出该未知电阻的阻值为________ Ω.(保留2位有效数字) 答案 (1)150 1.5 (2)6.8 (3)71解析 (1)由题图可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω；指针指在C 处时，电流表示数为5 mA ＝0.005 A ，C 处电阻为中值电阻，则电表内阻为150 Ω，电源电动势E ＝I ·2R ＝0.005×150×2 V ＝1.5 V . (2)开关接1时，量程为10 mA ，则最小分度为0.2 mA ，故读数为：6.8 mA.(3)由题意可知，此时电路中的电流值为6.8 mA ，而表内电池的电动势为E ＝1.5 V ，表内总电阻为150 Ω，所以待测电阻的阻值为R ＝E I －R 内＝( 1.56.8×10－3－150) Ω≈71 Ω.4．(2017·河北邯郸市一模)某实验小组的同学将一电流表G 改装为简易欧姆表，改装电路图如图4所示，其中电流表G 的满偏电流I g ＝1 mA ，内阻r g ＝100 Ω，电池的电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝1 Ω，R 0为保护电阻，R 为可变电阻．图4(1)保护电阻R 0有两种规格，阻值分别为1 000 Ω和2 000 Ω；可变电阻R 有两种规格，最大阻值分别为250 Ω和750 Ω.R 0应选用阻值为________ Ω的电阻，R 应选用最大阻值为________ Ω的可变电阻．(2)实验小组的同学把一未知量程的微安表接在改装好的欧姆表红、黑表笔之间，进行探究性实验．图中与接线柱A 相连的表笔颜色应是_______色(填“红”或“黑”)，此表笔应接微安表的_________接线柱(填“正”或“负”)．按照正确的操作步骤，该同学发现欧姆表的指针恰好在其表盘刻度正中间，微安表指针在其满刻度的56处，则此微安表的量程为______ μA.(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势不变、内阻略有增大，其他正常，按正确使用方法测量电阻时，测量结果与原测量结果相比会________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．答案 (1)1 000 750 (2)红负 600 (3)不变知识方法链接一、伏安法 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；根据待测电路的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的偏角不能小于量程的13，偏角越大相对误差越小．2．电路的选择 (1)测量电路的选择(2)控制电路的选择：①从节能的角度考虑，优先选用限流式． ②以下三种情况必须用分压式： a ．要求待测电路的U 、I 从0变化． b ．R 滑≪R x .(R 滑<12R x )c ．选用限流式，U x 、I x 过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)．二、电表的替代与改装在没有电压表或电压表不能用；没有电流表或电流表不能用时，要用到电表的替代与改装． (1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表；(2)内阻已知的电流表则相当于小量程的电压表；(3)灵敏电流计串大电阻改装成电压表；(4)灵敏电流计并小电阻改装成电流表；(5)电阻箱与电流表串联相当于电压表；(6)电阻箱与电压表并联相当于电流表；(7)内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源．三、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5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．图5(2)若测电压表内阻，如图6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．图6四、等效替代法(1)电流等效替代(如图7)图7(2)电压等效替代(如图8)图8真题模拟精练5．(2017·全国卷Ⅰ·23)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R 0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图9(a)所示．图9由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E 0(电动势4 V ，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S ，在R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W ，最大功率为________ W ．(结果均保留两位小数)答案 (1)见解析图 (2)增大增大 (3)0.39 1.17解析 (1)电压表量程为3 V ，要求能够实现在0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡的电阻R L ＝U I ＝3.80.32Ω＝11.875 Ω，因R L R A ＜R VR L，故电流表用外接法，实验电路原理图如图所示．(2)由IU 图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻随电流的增大而增大，根据电阻定律R ＝ρlS知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器的阻值最大为9.0 Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E＝U＋I(R＋r)得U＝－10I＋4，作出图线①如图所示．由交点坐标可得U1＝1.78 V，I1＝221 mA，P1＝U1I1≈0.39 W；当滑动变阻器电阻值R＝0时，灯泡消耗的功率最大，由E＝U＋I(R＋r)得，I＝－U＋4，作出图线②如图所示．由交点坐标可得，U2＝3.70 V，I2＝315 mA，最大的功率为P2＝U2I2≈1.17 W.6．(2017·安徽合肥市第二次检测)图10为某同学设计的一个测量电流表G1内阻(r1)的电路图(未画完整)，可供选择的器材如下：图10待测电流表G1；量程为0～5 mA，内阻约为300 Ω电流表G2：量程为0～10 mA，内阻约为40 Ω电压表V2：量程为15 V，内阻约为15 kΩ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定值电阻R3：阻值为300 Ω干电池E：电动势约为1.5 V，内阻不计开关S及导线若干(1)请完善测量电路的电路图，并依据电路图完成图11中实物图的连接；图11(2)滑动变阻器应选________(填写器材后面的代号)；(3)实验中测得电流表G 1的读数I 和另一电表读数X ，待测电流表G 1内阻的表达式为r 1＝________；(4)若测定电流表G 1的内阻为290 Ω，用它改装成如图12所示的欧姆表，图中的电源E ′的电动势为9.0 V ，将红黑表笔短接进行欧姆调零后，则该欧姆表的内阻为________ Ω；接着在两表笔间接一电阻时，表头G 1指针刚好偏至满刻度的23，则该电阻的阻值为________ Ω.图12答案 (1)(2)R 2 (3)(X －I )R 3I(4)1 800 9007．(2017·广东广州市测试一)用直流电源(内阻可忽略不计)、电阻箱、定值电阻R 0(阻值为2.0 kΩ)、开关和若干导线，连接成如图13所示的电路来测量电压表V(量程3 V)的内阻R V .图13(1)闭合开关S ，适当调节电阻箱的阻值R ，读出电压表的示数U ，获得多组数据． (2)某次实验时电阻箱的读数如图14所示，其值为________ Ω.图14(3)根据测得的数据画出如图15所示的1U —R 关系图线，由此计算得到纵轴截距与图线斜率的比值为________，进而求得电压表的内阻R V ＝________ kΩ.(计算结果均保留两位有效数字)图15(4)若电源内阻不可忽略，用此法测得的R V 偏________(填“大”或“小”)． (5)定值电阻R 0的作用是________________．答案 (2)6 500 (3)9.0 7.0 (4)大 (5)保护电压表知识方法链接测量电源电动势和内阻的三个常用方案任何一种实验方法都要紧扣闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir .注意U 、I 如何测量或得出的，明确变量与恒量，找到函数关系，化曲为直，获得直线方程．在高考电学设计性实验中，常以定值电阻的合理使用为背景来命题．求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用，一般来说，定值电阻有三种作用：真题模拟精练8．(2017·湖南怀化市一模)物理课上，老师要求同学们只能用以下实验器材完成“测定电源电动势和内阻”的实验： A ．两节旧干电池，每节电动势约1.5 VB ．直流电压表V 1、V 2，量程均为0～3 V ，内阻约3 kΩC ．电流表，量程0～0.6 A ，内阻小于1 ΩD ．定值电阻R 0，阻值2 ΩE ．滑动变阻器R ，最大阻值15 ΩF ．导线和开关若干(1)请根据连接的实物图16甲，在图乙虚线框中画出对应的电路图；图16(2)根据图甲电路进行实验，测得多组U、I数据，作出U—I图象，求出电动势和内阻的值均小于真实值，其产生误差的原因是_____________________．(3)实验过程中，由于电流表发生了故障，某同学又设计了图17甲所示的电路测定电源的电动势和内阻，实验中移动滑动变阻器触头，记录V1和V2的值如下表所示，用测出的数据在图乙中绘出U1—U2图线.图17(4)由图线可得被测电池组的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示(2)电压表分流(3)如图所示(4)2.8～3.0均可 2.8～3.1均可9．(2017·山东烟台市一模)利用以下器材设计一个能同时测量电源的电动势、内阻和一个未知电阻R x 阻值的实验电路．A ．待测电源E (电动势略小于6 V ，内阻不足1 Ω)B ．电压表V 1(量程6 V ，内阻约6 kΩ)C ．电压表V 2(量程3 V ，内阻约3 kΩ)D ．电流表A(量程0.6 A ，内阻约0.5 Ω)E ．未知电阻R x (约5 Ω)F ．滑动变阻器(最大阻值20 Ω)G ．开关和导线(1)在图中的虚线框内画出完整的实验原理图；(2)实验中开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表V 1的示数分别为U 1、U 1′时，电压表V 2两次的示数之差为ΔU 2，电流表A 两次的示数分别为I 、I ′.由此可求出未知电阻R x 的阻值为______，电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________.(用题目中给定的字母表示) 答案 (1)见解析图 (2)|ΔU 2I －I ′| I ′U 1－IU 1′I ′－I U 1－U 1′I ′－I解析 (1)要测量电动势和内电阻应采用串联接法，由于电压表V 1已经接入，故将滑动变阻器与定值电阻和电流表串联接入即可；为了测量定值电阻的阻值，应将V 2并联在其两端测量电压，电路图如图所示．(2)根据欧姆定律可知，电压表V 2两次的示数之差为ΔU 2，电流表A 两次的示数分别为I 、I ′，因电阻为定值电阻，故R x ＝ΔU ΔI ＝|ΔU 2I －I ′|；根据闭合电路欧姆定律可知：U 1＝E －Ir ，U 1′＝E －I ′r ，联立解得：E ＝I ′U 1－IU 1′I ′－I，r ＝U1－U1′.I′－I10．(2017·安徽淮南市一模)在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，小明设计了如图18甲所示的实验电路．图18(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路图．(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到________(填“a”或“b”)端．(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，滑动滑片P，记录下几组电压表和电流表的示数，重置滑动变阻器，S2改接图甲中的2位置，滑动滑片P，再记录几组电压表和电流表的示数，在同一坐标系内分别描点作出S2接1、2位置时电压表示数U和电流表示数I的图象，如图19所示，两图线均为直线，与纵轴的截距分别为U A、U B，与横轴的截距分别为I A、I B.图19①S2接1位置时，作出的U—I图线是图19中的________(填“A”或“B”)；②S2接2位置时，干电池电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值．(填“大于”“小于”或“等于”)．答案(1)如图(2)a(3)①B②等于大于知识方法链接高考中电学实验要拿到满分，考生应注意以下“三”个方面：第一：认真完成课本上的每一个实验．知道每一个实验的目的，掌握每一个实验的原理，熟悉每一个实验步骤，领会每一个实验步骤的作用，学会每一个实验仪器的使用，学会每一个实验的处理方法，弄清每一个实验误差的来源等．第二：对于给出实验电路图的创新性实验，要注意从原理出发，理解实验方法，找出图象中两个物理量之间的关系，理想图象中图线的斜率和截距的物理意义．第三：对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案．高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计理念均取材于课本中的必考实验，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数．真题模拟精练11．(2017·全国卷Ⅱ·23)某同学利用如图20(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．图20(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线．(2)完成下列填空：①R1的阻值为________ Ω(填“20”或“2 000”)．②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置，最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为______Ω(结果保留到个位)．(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_______________________________________________________________________________________________________________.答案(1)见解析图(2)①20②左③相等④2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)实物连线如图所示：(2)①滑动变阻器R 1采用分压式接法，为了方便调节要选择阻值较小的滑动变阻器； ②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到滑动变阻器的左端对应的位置；③将电阻箱R z 的阻值置于2 500.0 Ω，接通S 1；将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置；最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前后在BD 中无电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等；④设滑片D 两侧电阻分别为R 21和R 22，由B 与D 所在位置的电势相等可知，R z1R 21＝R μAR 22；同理，当R z 和微安表对调时，仍有R μA R 21＝R z2R 22；联立两式解得，R μA ＝R z1R z2＝ 2 500.0×2 601.0 Ω＝2 550 Ω(3)为了提高测量精度，应调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程．12．(2017·山东枣庄市一模)某同学测量直流恒流源的输出电流I0和定值电阻R x的阻值，电路如图21所示．实验器材如下：图21直流恒流源(电源输出的直流电流I0保持不变，I0约为0.8 A)待测电阻R x(阻值约为20 Ω)滑动变阻器R(最大阻值约为50 Ω)电压表V(量程15 V，内阻约为15 kΩ)电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)请回答下列问题．(1)实验所用器材如图22所示，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．图22(2)电路开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑动到________处(选填“a”、“b”)，其理由是________________________________．(3)所得实验数据如下表，请在图23所示的直角坐标系上画出U—I图象.图23(4)根据所画U—I图象，可求得直流恒流源输出电流I0＝________ A，待测电阻的阻值R x＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)答案(1)如图所示(2)a开关S闭合后，流过电流表的电流不会超过电流表的量程(3)如图所示(4)0.90(0.87～0.92均可)20(19～22均可)专题规范练题组1高考真题检验1．(2016·全国卷Ⅰ·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图(图1)的连线．图1(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_______________________________________________________________________________． ②将开关向________(填“c ”或“d ”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至__________ ________________________________________________________________________． (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．答案 (1)见解析图 (2)R 2(3)①650.0 b 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 ②c 报警器开始报警解析 (1)热敏电阻工作温度达到60 ℃时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 ℃时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0 Ω，使报警器能正常报警，电路图如图所示．(2)U ＝18 V ，当通过报警器的电流10 mA ≤I c ≤20 mA ，故电路中总电阻R ＝UI c ，即900 Ω≤R ≤1 800 Ω，故滑动变阻器选R 2.(3)热敏电阻为650.0 Ω时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻箱阻值也应为650.0 Ω，实验调试时，将开关置于c 端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警．为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b 端．2．(2016·全国卷Ⅱ·23) 某同学利用图2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．图2实验步骤如下：①按电路原理图2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2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“R 1”或“R 2”)． (2)根据图2所示电路将图3中实物图连线．图3(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 μA C ．500 μAD ．1 mA答案 (1)R 1 (2)见解析图 (3)2 520 (4)D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R 1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 ＝U R V ＝2.52 520A ≈1 mA ，故选项D 正确． 3．(2016·全国卷Ⅲ·22)某同学用图4中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab 和a 1b 1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．图4(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A ．适当增加两导轨间的距离 B ．换一根更长的金属棒 C ．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)．答案 (1)见解析图 (2)AC 解析 (1)实物连线如图所示．(2)根据公式F ＝BIL 可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fs －μmgs ＝12m v 2，则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A 、C 正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F 不变，棒的质量变大，速度变小，B 错误． 4．(2015·全国卷Ⅰ·23)图5(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．图5(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA ；R 1和R 2为阻值固定的电阻．若使用a 和b 两个接线柱，电表量程为3 mA ；若使用a 和c 两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可以求出R 1＝________ Ω，R 2＝________ 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 mA 、1.0 mA 、1.5 mA 、2.0 mA 、2.5 mA 、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V ，内阻忽略不计；定值电阻R 0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R 0应选用阻值为______ Ω的电阻，R 应选用最大阻值为______ Ω的滑动变阻器．(3)若电阻R 1和R 2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻．图(b)中的R ′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(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：_______________________________________________________________________________. 答案 (1)15 35 (2)300 3 000 (3)c 见解析解析 (1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比．若使用a 和b 两个接线柱，量程为3 mA ，。

2021届新高考物理二轮复习专题6第2讲电学实验及创新课件(147张)

第一部分专题六物理实验
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(3)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零． (4)选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围． (5)测电阻时要将电阻与其他元件断开，不要用手同时接触多用电表的两支表笔． (6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
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【解析】 (1)结合题图甲可知，多用电表选择开关置于 2 时，R1、
R2 串联后与表头并联，此时多用电表测量的是电流，量程为 2 mA＋
400
Ω×2 100 Ω
mA＝10
mA．(2)当选择开关置于
6
时，多用电表测量的是电
压，此时表头与 R1、R2 可视为一个新表头(满偏电流为 10 mA，内阻为
80 Ω)，量程为 10 mA×(80＋920＋9 000)Ω＝100 V．
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电表改装多用电表原理 2018 Ⅱ卷22 和使用
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高考命命题轨迹
题点
电表改
装多用
Ⅰ卷23
电表原 2019
理和使
Ⅲ卷23
用
情境图
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(量程)为__1_0__m_A___.
(2)在(1)的条件下，若R5＝0.92×103 Ω，R6＝9×103 Ω，当选择开关置于6时，多用电表测量的是__电__压___(选填“电流”“电压”或