1、高考定位电学实验是高考实验考查的重点，考查的实验有测定金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析，并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力考题1电表读数和多用电表的使用例1在练习使用多用电表时：(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()A测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测
2、量结果B双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大C测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开D欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变(2)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明_(填“a”或“b”)端是二极管正极(3)某同学想通过多用电表A中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表B中量程为2.5 V的电压档的内阻，如图1甲连线，选择倍率为1k欧姆挡，测量前应对多用电表A进行_，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同，如图乙所示，从A表读出B表内阻约为_k，从B表读
3、出电压约为_ V.图1计算出多用电表A的电源电动势约为_ V(已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字)解析(2)当用多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，b端电势高、a端电势低，此时发现多用电表的指针偏转量非常小，说明此时电阻很大，说明此时二极管反向偏压，则a端是二极管的正极(3)选挡后要先进行欧姆调零，欧姆表读数表盘读数倍率131 k13 k；电压表读数为1.32 V；欧姆表内电阻等于中值电阻，为r15 k；根据闭合电路欧姆定律，有：EIrU2.8 V.答案(1)AC(2)a(3)欧姆调零131.322.81(2014重庆6(1)某照明电路出现故障，其电路如
4、图2所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点图2断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图3所示，读数为_ V，说明_正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)图3红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可判断发生故障的器件是_(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)答案11.5(11.211.8的值均可)蓄电池小灯解析因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在图示位置时，读数为11.5(11.211.8之
5、间均可)V，说明蓄电池正常红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯1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，Ig，此时中值电阻R中RgR0r，当两表笔接入电阻Rx时I，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2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
6、)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”挡或交流电压的最高挡考题2测量电阻的实验图4例2(2014四川8(2)图4是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 )，R1是电阻箱(099.9 )，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：()连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；()闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I10.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数
7、I2；()重复步骤()，再测量6组R1和I2的值；()将实验测得的7组数据在如图5所示坐标纸上描点图5根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表A电流表(03 mA，内阻为2.0 )B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00.3 A，内阻为5.0 )D电流表(00.3 A，内阻未知)A1应选用_，A2应选用_测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I10.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)在坐标纸上画出R1与I2的关系图根据以上实验得出Rx_ .答案DC变大关系图线如图所示31解析该实验测Rx电阻的原理为并联电路两支路
8、电压相等，即(Rxr2)I2(R0R1r1)I1，其中r1、r2分别为A1、A2两表的内阻又因为Rx的阻值约几十欧，与R0R1在同一数量级，A1示数为I10.15 A，表示电流表A1只能从C、D中选择，A2电流值的数量级与A1相同由测量原理可知：(Rxr2)I2(R0R1r1)I1，因Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选D，A2选C.因A1示数I10.15 A不变，R1变小，(R0R1r1)I1变小，滑动变阻器所分电压变大，R应变大该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧由实验原理得：(R0R1r1)I1(Rxr2)I2其中R010 ，r25.0 ，I
9、10.15 A，从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得Rx约为31 .2(2014新课标22)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图6(a)或(b)所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值图6答案Rx1大于小于解析根据题意知，电压表的分流作用较显
10、著，故Rx1更接近待测电阻的真实值题图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；题图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2，则应把电流表内接；若”或“小解析(1)欧姆表的中值电阻即为其内阻值由欧姆挡中央刻度值为“15”可知欧姆表内阻为1.5103 ，根据电阻分压原理可知，电压表的示数URV3103 V1.0 V.(2)明确半偏法测电阻的实验原理由半偏法测电阻和滑动变阻器的分压接法可知，滑动变阻器的阻值应远小于电表内阻，故滑动变阻器选c.电阻箱的最大阻值应与电压表内阻相近或大于电压表内阻，故电阻箱选d.接入电阻箱后，电路总电阻阻值变大，干路电流变小，变阻箱R0和电压表
11、分担的电压变大，则UR0URV，故R测R真RV越大，R测越接近真实值，故越小3为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻，某实验小组设计了如图4所示的电路，可供选择的实验仪器如下：图4电流表A1(03 A、约5 )电流表A2(0100 mA、约10 )滑动变阻器R1(01 k，额定电流0.5 A)滑动变阻器R2(050 ，额定电流2 A)多用电表定值电阻R020 电源(3 V、约1 )及开关等，导线若干(1)请按图4所示的电路图将图5实物图连接完整；图5(2)应选择的电流表是_，滑动变阻器是_；(填写符号)(3)测量过程中应保证电动机_；(填“转动”或“不转动”)(4)为防止烧坏电动机，实验中要
12、分次读取数据，由实验测得的数据已在图6所示的UI图中标出，请你完成图线，并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R_ .(保留两位有效数字)图6答案(1)如图所示(2)A2R2(3)不转动(4)如图所示20解析(2)由题中的UI图像可知，电流表选A2，在该线路中滑动变阻器采用分压式接法，为使电路调节方便，滑动变阻器选R2.(3)若电动机转动会有机械能的转化，此时电动机就是非纯电阻电路，不能满足欧姆定律成立的条件，故在测量过程中应保证电动机不转动(4)将图像连成直线，图像的斜率即为待测电动机的电阻与定值电阻R0之和，R0R40 ，故R20 .题组3描绘小灯泡(或者其他元件)的伏安特性曲线4某探究小组
13、要描绘一个标有“4 V,1 W”的小灯泡的RU曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A电压表V(量程5 V，内阻约为5 k)B直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)C电流表A1(量程150 mA，内阻约为2 )D电流表A2(量程300 mA，内阻约为1 )E滑动变阻器R1(阻值010 )F滑动变阻器R2(阻值0200 )(1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(填写仪器符号)请在虚线框中画出该实验的电路图(2)根据实验数据，计算并描绘出了RU图像，如图7所示由图像可知，当所加电压为3.0 V时，
14、小灯泡实际消耗的电功率为_ W(计算结果保留两位有效数字)图7(3)小灯泡的PU图像及IU图像如图8甲、乙所示则小灯泡的电功率P随电压U变化的曲线是_；小灯泡的伏安特性曲线是_(填“a”、“b”、“c”、“d”)图8答案(1)A2R1见解析图(2)0.75(3)bc解析(1)待测小灯泡为“4 V,1 W”，故其额定电流I0.25 A250 mA，故电流表只能选择A2；要描绘小灯泡RL的RU曲线，电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作滑动变阻器应选R1.灯泡正常发光时的电阻R 16 ，电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为1 ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接
15、法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示(2)当电压为3 V时，由题图可知小灯泡的电阻为12 ，故此时小灯泡消耗的实际功率P W0.75 W.(3)灯泡电功率P，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的RU图像可知，U变大，I变大，而PIU，因此PU图像的斜率应随电压的增大而增大，故b正确；由小灯泡的RU图像可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故逐渐减小，故IU图像的斜率随电压的增大而减小，故c正确5要描绘一个标有“3 V，0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，已选用的器材有：电源(电动势为4.5 V，内阻约1 )电流表(量程为0300 mA
16、，内阻约5 )电压表(量程为03 V，内阻约3 k)滑动变阻器(最大阻值10 ，额定电流1 A)开关一个和导线若干(1)为便于实验操作，并确保实验有尽可能高的精度，则实验的电路图应选用下图中的_(填字母代号)(2)图9是实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图补充完成图8中实物间的连线(用笔画线代替导线)图9(3)测量结束后，先把滑动变阻器滑片移到_(填“左端”或“右端”)，然后断开开关，接着拆除导线，整理好器材(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图10所示由图像可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而_ (填“不变”、“增大”或“减小”)图10答案(1)C(2)如图所示(3)左端(4)增大