2020届高考物理艺考生大二轮总复习上篇专题六物理实验第2讲电学实验教学案6334.pdf

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1、-1-第 2 讲 电学实验 三年考情分析 高考命题规律 三年考题 考查内容 核心素养 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：部分电路欧姆定律RUI，如电阻的测量、电表内阻的测量、电表的改装；闭合电路欧姆定律EU内U外及它的演变形式EU外Ir、EI(Rr)、EU外R(Rr)，并结合函数图像进行考查，如测电源电动势和内阻.2019 卷 23T 电表改装 科学态度 卷 23T 研究二极管 科学态度、交流 卷 23T 电表改装 科学态度 2018 卷 23T 测热敏电阻温度特性 科学态度、交流 卷 22T 组装多用电表 科学态

2、度 卷 23T 测电阻 科学态度、交流 2017 卷 23T 研究小灯泡的伏安特性 科学态度 卷 23T 测电表内阻 科学态度 卷 23T 练习使用多用电表 科学态度 考向一 电表改装、多用电表原理和使用 知识必备提核心 通技法 1电流表、电压表、欧姆表的对比 仪器 极性 量程选择 读数 电流表 有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出 使指针指在满偏刻度1323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，只需要读到最小分度位即可 电压表 欧姆表 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 取两位有效数字并乘以相应挡位的倍

3、率 2.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-2-姆调零)，使灵敏电流计满偏，IgERgR0r，此时中值电阻R中RgR0r，当两表笔接入电阻Rx时IERgR0rRx，电阻Rx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“OF

4、F”挡或交流电压最高挡 典题例析析典题 学通法 例 1(2019课标，23)某同学欲将内阻为 98.5、量程为 100 A 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 k 刻度正好对应电流表表盘的 50 A刻度可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值 14 k)，滑动变阻器R1(最大阻值 1 500)，滑动变阻器R2(最大阻值 500)，电阻箱(099 999.9)，干电池(E1.5 V，r1.5)，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_；滑动变阻器选_(填“R1”或“R2”)图(a)(2)刻度欧姆

5、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_k 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_.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 k，即R0rgrR15 k，故R15 k14

6、k98.5 1.5 900.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.-3-(2)由闭合电路的欧姆定律有：15 V25 A(Ra15 k)，1.5 V75 A(Rb15 k)，解得Ra45 k，Rb5 k.(3)红、黑表笔短接，进行欧姆调零由图得电阻箱的读数为 310 k51 k0100 010 01 00.1 35 000.0.答案(1)连线如图 900 R1 (2)45 5(3)0 35 000.0 跟进题组练考题 提能力 1某同学用量程为 01 mA、内阻为 120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为01 V 和 01 A 的多用电表图中R1和R2为定值电阻

7、，S 为开关回答下列问题：(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线(2)开关 S 闭合时，多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关 S 断开时，多用电表用于测量_(填“电流”、“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_色(填“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值R1_，R2_.(结果取 3 位有效数字)解析：(1)见答案(2)开关 S 闭合时，表头和R2串联后与R1并联，为电流表，因此用于测量电流；当开关 S断开时，R2与表头串联，为电压表，因此用于测电压(3)电流应从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表，因此表笔A应为黑色(4)开关 S 断开时为电压表，UIg(Rg

8、R2)，解得R2880；开关 S 闭合时为电流表，R1IgRgR2IIg1.00.答案：(1)连线如图所示 (2)电流 电压(3)黑(4)1.00 880 2图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为 20 的电阻，测量步骤如下：(1)调节_，使电表指针对准_(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线(2)将选择开关旋转到“”挡的_位置(填“1”“10”“100”或“1 k”)-4-(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节_，使电表指针对准_(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_.(5)测量完毕，

9、将选择开关旋转到“OFF”位置 解析：(1)将选择开关拨到欧姆挡前，先要进行机械调零方法是调节机械定位螺丝，使电表指针指在电流等于零的刻线位置(2)用多用电表测 20 的电阻时，要把选择开关旋转到“”挡“1”的位置(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零调节调零旋钮，使指针指在“”挡的零刻线上 (4)由乙图读出该电阻的阻值为 19.答案：(1)定位螺丝 电流(2)1(3)调零旋钮 电阻(4)19 规律方法知规律 握方法 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的倍率，如估计值为 200，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

10、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，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增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 考向二 以测电阻为核心的实验 知识必备提核心 通技法 1电流表内接法与外接法的判断方法(1)比值判断法 若RVRxRxRA，应选用外接法(2)临界值判断法 若RxRARV，应选用内接法；若Rx RARV，应选用外接法；若RxR0，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

11、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 -5-2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Rx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 滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值，即RxR0；要求用电器Rx的电流或电压从零开始连续变化；采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器Rx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 典题例析析典题 学通法

12、 例 2(2018全国卷，23T)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0)；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的位置，闭合 S1；(3)将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将 S2掷于 2 端，记下此时电压表的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)(5)重复步骤(3)，得到如下数据：1 2 3 4 5 U1/V 0

13、.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39(6)利用上述 5 次测量所得U2U1的平均值，求得Rx_.(保留 1 位小数)审题指导 本题属于计算型实验题，结合题设条件，利用欧姆定律列方程求解；本题中还有一点也应注意，可视为理想电压表，其对电路无影响 解析(1)根据原理图进行实物连线，注意滑动变阻器的接法，如图所示 (4)IU1R0，UxU2U1，RxUxI -6-联立得：RxU2U1R0U1(6)U1U2的平均值为3.443.433.393.403.3953.41 RxU

14、2U11R0(3.411)20.0 48.2.答案(1)见解析图(4)U2U1R0U1(6)48.2 跟进题组练考题 提能力 1(2019山东省青岛市二模)某实验探究小组利用半偏法测量电压表内阻，实验室提供了下列实验器材：A待测电压表 V(量程为 3 V，内阻约为 3 000)B电阻箱R1(最大阻值为 9 999.9)C滑动变阻器R2(最大阻值为 10，额定电流为 2 A)D电源 E(电动势为 6 V，内阻不计)E开关两个，导线若干(1)如图虚线框内为探究小组设计的部分测量电路，请你补画完整；(2)根据设计的电路图，连接好实验电路，进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤 首先闭合开关 S1、S

15、2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持_不变，断开开关_(选填“S1”或“S2”)，调节_的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；(3)实验测出的电压表内阻R测_，它与电压表内阻的真实值RV相比，R测_RV(选填“”“”或“”)解析：(1)根据半偏法测电压表内阻的原理，滑动变阻器应接成分压式电路，所以电路如图所示 (2)闭合开关 S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持R2的滑片位置不变，使R2左半部分的电压不变，断开开关“S2”，使电压表和电阻箱串联，调节电阻箱接入电路的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；(3)

16、依据上述操作，被测电压表和电阻箱分得电压相等，即电压表内阻和此时电阻箱接入电路部分电阻相等，可通过读取电阻箱接入电路部分电阻，得到被测电压表内阻，R测R0；因为，断开开关“S2”后总电阻增大，使R2左半部分得电压增大，即R0两端电压大于被测电压表两端电压，R0的阻值大于被测电压表的内阻，则R测RV.答案：(1)如图所示 -7-(2)R2的滑片位置 S2 R1(3)R0 2(2020广东省广州市模拟)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：机械调零后将选择开关拨到“

17、1”挡；将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使_；_，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_.(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RL图线上描点连线，作出RL的图线如图(e)(4)根据测得金属丝的直径d及RL图线，求得金属丝的电阻率_.(计算结果保留三位有效数字)解析：(1)将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在 0 处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)；断开开关 S，取下线夹，将红表笔接在

18、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R05.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，则金属丝直径d 001 mm36.00.360 mm.(4)电流表的示数不变，则电路中总电阻为定值，设为k，则RL14d2k，解得Rk4d2L，由图像可得：4d250.510，解得1.02106 m.答案：(1)指针指在 0 处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)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(0.3580.362 均可)(4)1.02106 m 规律方法知规律 握方法 测电阻实验时仪表的选择及接法(1)仪表选择的三个主要原则：安全性

19、(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)-8-(2)选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”(越接近理想电流表，其分压的影响越小)或“内大大”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大)(3)选择滑动变阻器接法的口诀：“以小控大用分压”(并联总电阻主要由小电阻决定，并联总电流主要由电阻小的支路决定，故并联电路对小电阻的变化更敏感，即小电阻“控制”着大电阻)(4)电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用(5)定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多(7)电流表量程的选择

20、：电压表量程与被测电阻比值相差不多 考向三 以测电源电动势和内阻为核心的电学实验 知识必备提核心 通技法 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EUIr，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EI(Rr)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EUURr，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

21、随之减小，U与I成线性关系，UEIr.(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UI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U0)意味着短路情况，它的数值等于短路电流Er.-9-(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 典题例析析典题 学通法 例 3(2018江苏卷，10T)一同学测量某干电池的电动势和内阻(1)如图所示是该同

22、学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处 (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1I数据见下表：R/8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在相应的方格纸上作出R1I关系图像 由图像可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，

23、则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_.审题指导 本题是在课本实验基础上拓展出来的计算型实验题，需要利用闭合电路欧姆定律列方程求解 解析(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源(2)将数据描点连线，做出一条倾斜的直线 根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)得RE1Ir，所以图线的斜率表示电源电动势E81.26.70 V1.37 V，截距绝对值表示r0.43.0 1.20.(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RAUVIA66.0103331020.20，考虑电表内阻对实验的影响，则EI(RRAr)，得RE1I(RAr)，所

24、以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为 1.37 V，图线的截距表示(RAr)，所以内阻精确值为r(1.20-10-0.20)1.00.答案(1)开关未断开 电阻箱阻值为零(2)如图所示：14(1.301.44 都算对)1.2(1.01.4 都算对)(3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致)1.0(结果比(2)问第二个空格小 0.2)跟进题组练考题 提能力 1.(2020河南省濮阳市第三次模拟)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，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 k，R1为电阻箱，

25、阻值范围 0999，R0为定值电阻 (1)实验室备有以下四种规格的定值电阻 A100 B1 000 C2 000 D20 000 为使实验能顺利进行，R0应选_(填字母序号)(2)该同学接入符合要求的R0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_.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，EU外Ir2U2UR1r，则1U2E2rE1R1，由图像可知，图像截距b2E0.2，斜率k2rE1U1R11.20.20.128.33，则电源电动势E10

26、V，r41.7.答案：(1)D(2)10 41.7 2(2019广东省七校联合体第三次联考)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-11-_由电压表读数U和电流表读数I，画出UI图线如图乙所示，可得电源的电动势E_ V，内电阻r_.(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UI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

27、势E_ V，内电阻r_.(结果保留 2 位有效数字)解析：(1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据UEIr可知，图像与纵轴的交点表示电源电动势，故E2.8 V，图像的斜率表示内电阻：r2.81.602.0 0.60.(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I11 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

28、压为 2.4 V 时，干路电流为I2(0.330.87 A)1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5Er,2.4E1.2r 解得：E3.0 V，r0.50.答案：(1)保护电路 2.8 0.60(2)3.0 0.50 规律方法知规律 握方法 测量电源的电动势和内阻的方法(1)三种常用实验方法和原理，伏安法EUIr、伏阻法EU(1r/R)、安阻法EI(Rr)(2)两种数据处理方法：联立方程求解法和图像处理法，对伏安法利用电源的UI图像求电动势和内阻；对伏阻法和安阻法需对方程EU(1r/R)和EI(Rr)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 考向四 电学创新实

29、验 知识必备提核心 通技法 解决这类题主要抓住两点 一是选择好合适的实验原理，求解电学设计型实验考题的关键是在弄清原理的基础上将基本方法灵活迁移，从方法迁移中寻找问题的突破口 二是设计合理的电路，应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的接法，再选择控制电路并画出实验电路图 典题例析析典题 学通法 例 4(2019课标，23)某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻-12-值 100)；S 为开关，E为电源 实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)

30、测出 图(b)是该小组在恒定电流为50.0 A时得到的某硅二极管Ut关系曲线 回答下列问题：(1)实验中，为保证流过二极管的电流为 50.0 A，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1_mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_(填“变大”或“变小”)，电压表示数_(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向_(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1.(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为Ut_103V/(保留 2 位有效数字)审题指导 运用闭合电路欧姆定律讨论电路中的动态变化，注意在图像中横、纵坐标均不是从

31、 0 开始的 解析 本实验考查运用闭合电路欧姆定律计算电压，并且分析了硅二极管两端的电压与温度的关系，考查学生的实验能力，体现了科学探究核心素养，又体现了创新思维和创新意识的价值观念(1)实验中I50.0 A，R0100，所以U1IR05.00 mV，因为图(b)是在恒定电流条件下得到的图像，斜率为负值，所以随温度的升高，硅二极管正向电压变小，由R硅UI，可知硅二极管正向电阻变小，则回路中电流变大，且R0为定值电阻，的示数增大为了确保回路中电流恒定，应使滑动变阻器的阻值变大，故滑片应向B端滑动(2)图(b)中图线纵轴截距为 0.44 V，所以Ut0.440.308030 V/2.8103 V/

32、.答案(1)5.00 变小 增大 B(2)2.8 规律方法知规律 握方法 解决电学设计型实验常用的思维方法 解答创新实验，需要具有较强的迁移能力迁移能力是在灵活把握教材的基本实验原理、实验思想、实验方法的基础上培养出来的，复习时要夯实基础，以不变应万变，无论试题情境如何变化，都要在理解实验原理、弄清实验操作、明确实验方法的基础上分析误差来源 跟进题组练考题 提能力 1(2020江西协作体一模，23)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，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

33、如下器材：-13-A待测电池 B电压表 V：量程 015 V，内阻RV15 k C电流表 A：量程 01 mA，内阻RA38 D电阻箱R：0999.9 E定值电阻R12 F定值电阻R219 G定值电阻R372 H定值电阻R4108 I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R0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

34、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1xR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_.(结果均保留一位小数)解析：(1)保护电阻R0的阻值R0EImr110，接近 108，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，RIARAImIA2，故并联电阻R1；电路如答案图(7)根据闭合电路欧姆定律，有E20 x(R0rRR并)，其中R并为电流表内阻与R1的并联值，大小为 1.9，整理可得1x20E(R0rR并)20ER，结合图像可知斜率k20/E，截距20

35、E(R0rr并)950 A1，联立可得E3.2 V，r42.1.答案：(1)H(2)如图所示(7)3.2 42.1 2(2019江西盟校一联，23)某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻 -14-A待测电压表(量程 03 V，内阻为几千欧)B电流表(量程 00.6 A，内阻约 0.1)C电池组(电动势约 3 V，内阻可忽略)D滑动变阻器R0 E电阻箱R(09 999)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_；AR0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

36、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“1UR”“UR”“U1R”；(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；R/k 0.6 1.5 2 3 4 5 U/V 2.5 2 1.8 1.5 1.3 1.13 1R/k1 1.67 0.67 0.5 0.33 0.25 0.20 1U/V1 0.40 0.50 0.56 0.67 0.78 0.88 (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_ k(保留两位有效数字)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

37、路欧姆定律可知EUURVR，整理得1U1ERVR1E，故应该作1UR图线(4)由(2)可知，图线斜率k1ERV，纵截距b1E，读图可得k0.880.4050.6 V1k10.11 V1k1，b0.33 V1，则电源电动势E1b3.0 V，电压表内阻RV1Ek3.0 k.答案：(1)D(2)1UR(3)如图所示 -15-(4)3.0(2.83.2)3.0(2.83.5)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Rx.其中电流计刻度盘刻线清晰，但是读数已经模糊

38、 (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_.(3)用待测电阻Rx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Rx_.(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 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

39、析：(2)根据图 2 可知，电阻箱接入电路的电阻值为R910 71 97.(3)设电流计满偏电流为Im，短接时，根据闭合电路欧姆定律得ErIm，接入电阻箱时有ErR12Im，接入电阻Rx时有ErRx23Im，解得Rx48.5，r97.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EUURVr2.8 V2.82 80397 V2.9 V.答案：(2)97(3)48.5 2.9 2(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Rg10、满偏电流Ig10 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

40、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-16-阻箱，设计了如下实验：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；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_ 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，

41、其分度值为 5 V，其示数为 173 V；(2)由题图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为 01 000 1100 510 01 150；由题图乙所示可知，指针指在C处时，电流表示数为 5 mA0.005 A，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为 150，电源电动势EI(RR内)0.005(150150)V1.5 V.答案：(1)6.9 mA 173 V(171175 V 均可)(2)150 1.5 3(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

42、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Rx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Rx，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U1I1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：U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根

43、据表中的数据，在方格纸上作出U2I2图像 图 3(5)由此，可求得电阻丝的Rx_.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-17-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Rx，R0的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为R0的电压，由图可得：RxR01.960.04 49，R02.040.08 25.5，所以Rx23.5.答案：(1)C(2)

44、不同(3)(见图 1)(4)(见图 2)(5)23.5(23.024.0 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)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r15 k)D电压表 V2(量程 3 V，内阻r23 k)E定值电阻(R1500)F定值电阻(R21 000)G滑动变阻器R(阻值范围 020)H滑动变阻器R(阻值范围 0100)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

45、实验电路图 (3)若将滑动变阻器滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，测得多组数据后作出UI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 的定-18-值电阻，改装后量程为3 0005003 0003 V3.5 V

46、；仍小于电动势不适用；采用 1 k 的电阻串联，则改装后电压表量程为：3 0001 0003 0003 V4 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：r2R2r2UEIr 变形可得：Ur2r2R2Er2r2R2rI 则由图像可知：r2r2R2Eb r2r2R2rk 解得：Er2R2r2b；rr2R2r2k.答案：(1)D F G(2)如解析图所示(3)r2R2r2b r2R2r2k 5(2020衡水模拟)因为“万能”，

47、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Rg，电池内

48、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-19-电阻，当可变电阻接入电路的阻值为R时电流表满偏；再将Rx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Rx的阻值为_(用含R、r、Rg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R181 18.(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

49、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Rx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：IgErRgR，当Rx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：12IgErRRgRxRgRxRxRgRx，解得RxRrRgRrRg.答案：(1)23.0 mA 18 (2)AC(3)RrRgRrRg 6(2019全国卷)某同学要将一量程为

50、250 A 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，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)A18 mA B21 mA C25 mA D28 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 B微安表内阻测