高考物理复习专题电学实验导学案

（专题9 电学实验）
1.小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：( )
A.电源E(4 V，内阻约0.4 Ω)
B.电压表V(2 V，内阻为2 kΩ)
C.电流表A(0.6 A，内阻约0.3 Ω)
D.
滑动变阻器R(0～10 Ω)
E.三个定值电阻(R1 ＝1 kΩ，R2＝2 kΩ，R3＝5 kΩ)
F.开关及导线若干
(1)小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装。

在给定的定值电阻中选用(选填“R1”“R2”或“R3”) 与电压表(选填“串联”或“并联”)，完成改装。

(2)小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示(图中电压表已经过改装)。

闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：
①；②。

(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零。

由此可以推断电路中发生的故障可能是导线
( 选填图中表示导线的序号) 出现了( 选填“短路”或“断路”)。

2.两个阻值相差越大的电阻并联，其并联电路的总阻值就越接近于阻值小的电阻，某同学基于这一事实设计一电路(图甲所示)测量量程为3 V 的电压表内阻(内阻为数千欧姆)。

实验室提供的器材有：
电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)
滑动变阻器(最大阻值50 Ω)
直流电源E(电动势6 V)
开关1 个导线若干
(1)按电路原理图甲，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。

(2)实验
步骤如下，并回答相应问题：
①按电路原理图甲连接线路：
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最端(填“左”或“右”)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，使电压表的示数如图丙所示，电压
值为V，记下电阻箱的阻值1 500 Ω；
⑤计算电压表内阻为Ω。

(3) 将测出的电压表内阻记为R V ′，与电压表内阻的真实值R V 相比，R V′
R V(填“>”“＝”“<”)，理由是。

3.如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2 Ω的电阻R0 作为保护电阻，通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：
请完成下列问题
(1)本实验系统误差主要因素是；
(2)用作图法在坐标系内作出U－I 图线；
(3)利用图线，测得电动势E＝V，内阻r＝Ω；
(4) 电动势测量值真实值，内阻测量值真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。

4.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。

(1)该同学先用多用电表粗测小灯泡的电阻，他将多用电表的选择开关打到欧姆挡“1”倍率挡处，测量结果如图甲所示，则小灯泡的灯丝电阻为R＝
Ω。

(2)他根据测量结果连接好了如图乙所示的实物图，请根据图乙画出实验电路图。

(3)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图中的①、②、③、④ 所示，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。

所示读数为：①、②、③、④。

两组数据得到的电阻分别是
和。

5.(1)在“测定金属丝的电阻率”实验中，某同学用游标卡尺测了金属丝长度为L
＝cm；用螺旋测微器测得金属丝的直径，其示数D＝mm。

待测金属丝的阻值大约为10 Ω，为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材
A.电流表A1(量程300 m A，内阻约1 Ω)
B.电
流表A2(量程0.6 A，内阻约3 Ω)
C.电压表V1(量程3.0 V，内阻约5 kΩ)
D.电压表V2(量程15.0 V，内阻约15 kΩ)
E.
滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω)
F.滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)
G.电源E(电动势4 V，内阻可忽略)
H.电键、导线若干
(2)为了尽可能提高测量准确度，电压从0 V 开始调节，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。

(3)画出合理的实验电路图
6.在“测定某电源的电动势和内阻”实验中，实验电路如图甲所示，R 为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0 是保护电阻，V 为理想电压表。

该同学连接好电路后，闭合电键S，改变电阻箱的电阻值，读取电压表的示数。

根据读取的多组数据，他画出了图丙所示的图象。

(1)请在图乙中选择合适的器材根据电路图甲画线连接实物图。

(2)在图丙所示图象中，当1
＝0.10 V
－1
时，外电路处于状态。

(选填“通U
路”“断路”或“短路”)。

(3)根据该图象可求得该电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。

7.测定某电阻丝的电阻率实验
(1)实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图甲所示，则电阻丝的直径是cm。

(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值：已知此电阻丝的阻值约为几十千欧，下面给出的实验操作步骤
a.旋转选择开关S，使其尖端对准交流电500 V 挡，并拔出两表笔
b.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，而后断开两表笔
c.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，测出阻值后，断开两表笔
d.旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆挡的某一挡位
合理的实验步骤顺序是：(填写相应的字母)。

旋转选择开关其尖端应对准的欧姆挡位是；根据该挡位和表中指针所示的位置，电阻丝的阻值约为Ω
(3)用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值，实验室提供下列可选用的器材：
电压表V(量程3 V，内阻约50 kΩ)
电流表A1(量程200 μA，内阻约200 Ω)
电流表A2(量程5 m A，内阻约20 Ω)
电流表A3(量程0.6 A，内阻约1 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)
电源E(电源电压为4 V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用(填字母代号)
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路
(4)分别用L、d、R x 表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ＝。

8.实验室有下列器材：灵敏电流计G(内阻约为50 Ω)；
电压表V(0～3 V，内阻约为10 kΩ)；电阻箱R1(0～9999 Ω)；
滑动变阻器R2(0～100 Ω，1.5 A)；旧干电池一节；导线开关若干。

(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2 V，灵敏电流计示数为4 mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为
Ω。

(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10 倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1 的阻值调为Ω。

调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和电流计的示
数如下表，请在图所示的坐标系中作出合适的I G－U 图线。

(3)由作出的I G－U 图线求得干电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。

9.甲、乙两位同学要测量一未知电阻R x 的阻值(阻值约1 kΩ)，实验室提供的器材如下：
A.待测电阻R x
B.电源E：电动势约为3 V
C.电流表A1：量程为5 m A，内阻r1 不超过10 Ω
D.电
流表A2：量程为1 m A，内阻r2 为50 Ω
E.滑动变阻器R：最大阻值为50 Ω
F.电阻箱R′：阻值0～9 999.9 Ω
G.开关、导线若干
(1)由于没有电压表，甲同学利用电流表A2 和电阻箱改装成一个量程为3 V 的电
压表，则电流表A2 应与电阻箱(填“串联”或“并联”)，电阻箱的阻值
应为Ω。

用表示A
2 改装后的电压表，在测量R x 的以下实验电路中误差较小的是。

(2)为测量电阻R x，乙同学设计了如图电路，实验中只要保持滑动变阻器的滑片P 位置固定，无论怎样调节电阻箱，分压电路的输出电压变化都很小。

他的操作步骤如下：
A.将滑动变阻器的滑片P 放在最左端，闭合开关S；
B.将电阻箱的阻值调节到零，调节
滑动变器，使电流表A2 的指针达到满偏； C.保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻
箱，使电流表的指针达到半偏；D.读出电阻箱的示数，记为R0；
E.断开开关，整理器材。

请你根据已知量与测量量，写出待测电阻R x 的表达式。

该测量值与真
实值相比(填“偏大”或“偏小”)。

10.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。

试分析下列问题： (1)现用螺旋测微器测量该圆柱体直径，某次测量的示数如图甲所示，则该圆柱体的直径为D＝mm。

(2)然后该同学利用多用电表粗测该圆柱体的电阻，选用“1”挡，测量结果如图
1 乙所示，则此次测量结果为R＝Ω。

(3)为了较为精确地得到该金属圆柱体的电阻，他设计了如图丙所示的电路原理图，实验步骤如下，请将该同学步骤中所缺的内容填写完整：
①先将开关S2 断开，闭合开关S1，再将开关S2 打向a 处，待电流表读数稳定后读出电流表的示数。

某次实验中电流表的示数如图 2 甲所示，则此次电流表的示数为I＝A。

②然后又将开关S2 打向b 处，调节电阻箱，，电阻箱此时的示数如图2 乙所示，则电阻箱此时的阻值为R1＝Ω。

③被测电阻R x 的阻值R x＝Ω。

11.现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据。

现进行如下实验操作：(1)选取多用电表的直流电压10 V 挡，将两表笔直接接到电池的正、负两极，指针偏转情况如图3，由此可知其电动势约为 V。

是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答： (填“可以”或“不可以”)。

(2)现要更加准确测量其电动势和内阻，实验室备有下列器材：
A.电流表(量程0.6 A，内阻为3 Ω)
B.
电压表(量程3 V，内阻为3 kΩ)
C.电压表(量程30 V，内阻为30 kΩ)
D.
定值电阻R1＝500 Ω
E.定值电阻R2＝5 000 Ω
F.滑动变阻器(阻值范围0～30 Ω)
G.
开关及导线
①该实验中电压表应选，定值电阻应选。

(均选填选项前的字母序号)
②实物连线将图补充完整。

③若将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电
动势和内阻间的关系式为。

12.电阻率的倒数称为电导率，是反映物质导电特性的物理量。

某同学利用如图电路研究一定温度下自来水的电导率。

其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门以控制管内水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。

R1 和R2 分别是滑动变阻器和电阻箱，S1 和S2 分别是单刀开关和单刀双掷开关，A 为电流表。

(1)将S2 拨向接点1，接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到适当位置，记下此
时的读数I；然后将S2 拨向接点2，调节R2，使，记下此时R2 的读数为R0，则此时自来水的电阻值为R＝；
(2)要研究电导率，可用如图游标卡尺的部分(选填“A”“B”“C”)测量玻璃管内径，其内径为mm，进而确定水柱的横截面积。

(3)实验中将玻璃管充满自来水，玻璃管内径为d，改变水柱长度l，测得对应的电阻R。

作出R－l 关系如图，若此图线的斜率为k，则该温度下自来水的电导率为。

13.(1)用多用电表的欧姆挡测某一额定电压为3 V 的小灯泡的电阻，读数情况如图7，则小灯泡的电阻R L＝Ω；接着再用该电表测量一阻值约2 kΩ的电阻的阻值，则选择开关应该置于倍率挡位；换挡后，在测电阻之前，应该先。

(2)在描绘该小灯泡的伏安特性曲线时，已有一只满足要求的电流表，为了把满偏电流I g ＝3 m A，内阻R g＝100 Ω的表头改装成量程为3 V 的电压表，需串联一个阻值R＝
Ω的电阻；
(3)现将改装后的电压表接入如图的电路进行实验，得到如下表的数据，请在所给的坐标系中描绘出小灯泡的伏安特性曲线：
(4)若将该灯泡直接接到电动势E＝2 V，内阻r＝10 Ω的电源两端，则该灯泡消
耗的功率为P＝
W。

14.小明用如图甲所示的电路测量电阻R x 的阻值(约几百欧)，R 是滑动变阻器，
R a 是电阻箱，S2 是单刀双掷开关，部分器材规格图乙中已标出。

(1) 根据图甲实验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

(2) 正确连接电路后，断开S1，S2 接1。

调节好多用电表，将两表笔接触R x 两端的接线柱，粗测其阻值，此过程中存在的问题是，正确操作后，粗测出R x 的阻值为R0。

(3) 小明通过下列步骤，较准确地测出了R x 的阻值。

①将滑动变阻器的滑片P 调至图甲中的(填“A”或“B”)端。

闭合S1，将
S2 拨至“1”，调节变阻器的滑片P 至某一位置，使电压表的示数满偏。

②调节电阻箱R a，使其阻值(填“大于R0”或“小于R0”)。

③将S2 拨至“2”，保持变阻器滑片P 的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱的示数为R1，则R x＝。

(4) 实验中，滑动变阻器有两种规格可供选择，分别是：R2(0～10 Ω)，R3(0～500Ω)。

为了减小实验误差，滑动变阻器应选(填“R2”或“R3”)。