1、专题八 电学实验 要点提炼 1.实验器材的选择(1)电源的选择：一般根据待测电学元件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。电表的指针摆动的幅度要尽量大一些，一般应使指针能达到半偏。2电流表内接法与外接法的比较比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果R 测UI RARxRx，电阻的测量值大于真实值R 测UI RVRxRVRxRx，电阻的测量值小于真实值适用条件RxRA，大电阻RxRV，小电阻
2、3电流表内接法与外接法的选择(1)比较法若RVRxRARV 时，Rx 为大电阻，电流表内接法误差小，应选用内接法；若RVRxRxRA，即 R2xRARV 时，Rx 为小电阻，电流表外接法误差小，应选用外接法；若 R2xRARV 时，内、外接法均可。(2)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较RVRx及RxRA的大小时，可采用电压表试触法观察电流表、电压表示数变化大小来确定，若电流表示数较电压表示数变化明显，说明电流表外接时电压表分流作用大，Rx 为大电阻，应采用内接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明电流表内接时电流表的分压作用大，Rx 为小电阻，应采用外接法。4滑动变阻器分压式接法与限
3、流式接法的选择“以小控大用分压，相差无几用限流”。即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压式接法；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流式接法。另外，必须采用分压式接法的情况有三种：要求电压从零开始变化；滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；限流式接法不能获取有区分度的多组数据。若两种接法均可，则采用限流式接法，因为限流式接法损耗功率小。高考考向 高考考向 1 电表改装 多用电表的原理和使用例 1(2019全国卷)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
4、：定值电阻 R0(阻值 14 k)，滑动变阻器 R1(最大阻值 1500)，滑动变阻器 R2(最大阻值 500)，电阻箱(099999.9)，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”)。(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_、_。(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
5、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(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即 R 内rR0RAR15 k，解得 R900。由于滑动变阻器 R2 的最大阻值为 500，所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律，得 IaER内Ra和 IbER内Rb，代入数据解得Ra45 k，Rb5 k。(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向 0 k 处。电阻箱的阻值为(0.101
6、0100100010005100003)35000.0。答案(1)如图所示 900 R1(2)45 5(3)0 35000.0(1)电表改装类型电路图原理把电流表改装为电压表UIg(RgR)扩大电流表量程IIgIgRgR把电流表改装为欧姆表R 内R 中EIgRxEIR 内(2)欧姆表使用“六点注意”电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。区分“机械调零”和“欧姆调零”：“机械调零”至表盘刻度左侧“0”位置，调节表盘下边的指针定位螺丝；“欧姆调零”至表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调节欧姆调零旋钮。倍率选择：使用欧姆
7、挡测电阻时，表头指针过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在13满偏到23满偏之间读数较准确。换挡需重新进行欧姆调零。读数之后要乘以倍率得阻值。电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大。备课记录：11(2019全国卷)某同学要将一量程为 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 1200，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
8、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)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 1200 B微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1200 CR 值计算错误，接入的电阻偏小DR 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_。答案(1)图见解析(2)C(3)AC(4)9979解析(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻 R，实物连线如图所示
9、。(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为 16.0 mA 时，对应微安表的示数为 160 A，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程 250 A 时，毫安表的示数应为 25 mA，即为改装后电表的量程，C 正确。(3)根据 IgRg(IIg)R，得 IIgRgR Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1200，或者并联的电阻 R 值计算错误，接入的电阻偏小，A、C 正确。(4)设微安表的满偏电压为 U，则对并联的电阻 R 有U(250.25)103 AR对并联的电阻 kR 有U(200.25)103 AkR解得 k9979。12(2019福建南平二模)为了将小量程
10、电流表改装成量程为 3 V 的电压表，实验器材如下：A电流表 G：满偏电流为 300 A，内阻约 100 B干电池 E：电动势为 3 V，内阻未知C滑动变阻器 R1：最大阻值为 500，额定电流为 1 AD滑动变阻器 R2：最大阻值为 15 k，额定电流为 0.5 AE电阻箱 R0：最大值为 999.9，额定电流为 0.5 AF电阻箱 R：最大值为 9999.9，额定电流为 0.5 AG开关两个，导线若干请回答以下问题：(1)为尽可能准确测量电流表的内阻，应选用甲图中的_(选填“A”或“B”)电路。(2)根据所选电路完成实物电路连接。闭合开关 S1，调节滑动变阻器使电流表的示数为 300 A；
11、接着保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关 S2，调节电阻箱 R0 的阻值，当 R0200 时电流表示数如图乙所示，则流过电流表的电流为_ A，电流表内阻的测量值为_。(3)现将上述电流表与电阻箱 R 串联改装成量程为 3 V 的电压表，则电阻箱 R 接入电路的阻值应为_ k。(4)若用改装后的电压表测量某电路电压，则电压测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。答案(1)B(2)200 100(3)9.9(4)小于解析(1)由“半偏法”测量电流表内阻的原理可知，先闭合 S1，调节滑动变阻器的阻值，使电流表满偏；然后闭合开关 S2，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏，读出电阻箱的阻值即为电
12、流表的内阻。其中当闭合开关 S2 时，认为电路中的总电流不变，这样必须要求滑动变阻器的阻值比电流表的内阻大得多，即滑动变阻器应选 R2，电路应选择 B。(2)由图可知，电流表读数为 200 A，则通过电阻箱的电流为 100 A，则电阻箱 R0 的阻值等于电流表内阻的 2 倍，即电流表内阻为 100。(3)将上述电流表与电阻箱 R 串联改装成量程为 3 V 的电压表，则电阻箱 R 接入电路的阻值应为 RUIgrg3300106 100 9900 9.9 k。(4)若用改装后的电压表测量某电路电压，当电压表并联到被测电路上后，此部分电路总电阻减小，则电压表两端的电压减小，即电压测量值小于真实值。高
13、考考向 2 以测电阻为主体的实验例 2(2019天津高考)现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是_ mm。(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻 Rx约为 100，画出实验电路图，并标明器材代号。电源 E(电动势 10 V，内阻约为 10)电流表 A1(量程 0250 mA，内阻 R15)电流表 A2(量程 0300 mA，内阻约为 5)滑动变阻器 R(最大阻值 10，额定电流 2 A)开关 S 及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表 A1 的读数为 I1，电流表 A2的读数为 I2，则这段金属
14、丝电阻的计算式 Rx_。从设计原理看，其测量值与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)。解析(1)d20.00.01 mm0.200 mm。(2)本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表 A1 充当电压表，由于电流表 A1的满偏电压 UA1ImR11.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。(3)当电流表 A1、A2读数分别为 I1、I2时，通过 Rx的电流为 II2I1，Rx两端电压 UI1R1，故 RxUI I1R1I2I1。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。答案(1)0.200(0.1960.204 均可)(2)图见解析(3)
15、I1R1I2I1 相等(1)测电阻的方法(2)在给出工作元件的伏安特性曲线的情况下，若再给出电源的电动势和内阻，则工作元件的伏安特性曲线和电源(或等效电源)的 U-I 图线的交点即为此工作元件的“工作点”，可利用此“工作点”求解工作元件工作时的电阻或电功率等。21(2019湖南永州二模)同学们打算测量一未知电阻 R 的阻值(阻值约 10 k)，现在实验桌上有下列器材：A滑动变阻器 R1(0100)B电阻箱 R0(99999.9)C灵敏电流计 G(300 A，内阻不可忽略)D直流电源 E(3 V，内阻不计)E开关、导线若干(1)甲同学用图 a 所示的电路进行实验。先将滑动变阻器的滑动头移到_(填
16、“左”或“右”)端，再接通开关 S；保持 S2 断开，闭合 S1，调节 R1 使电流计指针偏转至某一位置，并记下电流 I1；断开 S1，保持 R1 滑片位置不变，闭合 S2，调节 R0 使得电流计读数为_时，R0 的读数即为待测电阻的阻值。(2)乙同学查得电流计的内阻为 Rg，采用图 b 进行实验，改变电阻箱的电阻，读出电流计相应的示数 I，由测得的数据作出1I-R0 图象，如图 c 所示，图线纵轴截距为 b，斜率为 k，则待测电阻 R 的阻值为_。答案(1)左 I1(2)bkRg解析(1)为了保证实验安全，开始时待测电阻两端的电压应为 0，故应先将滑动变阻器的滑动头移至左端，从左端开始调节；
17、由实验原理可知，保持 R1阻值不变，断开 S1，闭合 S2，R0连入电路，只有调节电阻箱使电流计读数重新为 I1时，R0的阻值才和待测电阻的阻值相等。(2)将 R 与 Rg等效为 R 总，则根据闭合电路欧姆定律有：EI(R0R 总)。整理可得：1IR总E R0E，则 bR总E，k1E，解得：R 总bk因 R 总包括待测电阻及电流计内阻，故待测电阻阻值为：RR 总RgbkRg。22(2019四川雅安三诊)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“4 V 2 W”，除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A直流电源(电动势约为 5 V，内阻可不计)B直流电压表(量程 015 V，内阻约
18、为 15 k)C直流电压表(量程 05 V，内阻约为 8 k)D直流电流表(量程 03 A，内阻约为 0.1)E直流电流表(量程 0600 mA，内阻约为 5)F滑动变阻器(最大阻值 1 k，允许通过的最大电流为 0.6 A)G滑动变阻器(最大阻值 5，允许通过的最大电流为 2 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。(1)实验中电压表应选用_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_。(均用序号字母表示)(2)请按实验要求将如图 1 中所示的器材连成实验电路。(3)某同学作出小灯泡的伏安特性曲线如图 2 甲所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图 2 乙所示的电路中，其中电源电动势 E
19、5 V，内阻 r2，定值电阻 R8，此时灯泡的实际功率为_ W。(结果保留两位有效数字)答案(1)C E G(2)图见解析(3)0.56解析(1)小灯泡的额定电压为 4 V，故电压表应选择 05 V 的量程，即电压表应选择 C；小灯泡的额定电流为：ILPLUL24 A0.5 A，故电流表选E；实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据，故滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的，故滑动变阻器应选择 G。(2)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡电阻与电流表内阻相差不多，电压表内阻远大于灯泡电阻，故电流表应采用外接
20、法，据此将实物电路连接完整如图所示。(3)把定值电阻 R8 与电源整体看做等效电源，根据闭合电路欧姆定律得：U510I，在图 2 甲中作出等效电源的 U-I 图象如图所示。由上图图象可知，此时灯泡两端电压 U1.7 V，灯泡电流 I0.33 A，灯泡的实际功率 PUI1.70.33 W0.56 W。高考考向 3 测定电源的电动势和内阻例 3(2018江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图所示是该同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
21、见下表：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A16.76.05.34.53.8根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 R-1I关系图象，由图象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，则该干电池的电动势应为_ V；内阻应为_。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，作出
22、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，截距绝对值表示电源内阻：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 RAUAIA 66.010333102 0.20，考虑电表内阻对实验的影响，则 EI(RRAr)，得 RE1I(RAr)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为 1.37 V，图线的截距绝对值表示(RAr)，所以内阻精确值为 r(1.200.20)1.00。答案(1)开关未断开 电阻箱阻值为零(2)图象如图所示。137(1.301.44 都算正确)1.20(1.
23、01.4 都算正确)(3)1.37(结果与(2)问第一个空格一致)1.00(结果比(2)问第二个空格小0.2)测量电源电动势和内阻的三个方案备课记录：31(2019山东威海三模)某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。实验电路如图甲所示，现有开关和导线若干，以及如下器材：A电流表 A：量程 00.6 A，内阻约 0.125 B电压表 V：量程 03 V，内阻约 3 kC滑动变阻器 020 D滑动变阻器 0200(1)为了操作方便，减小实验误差，滑动变阻器应选用_(选填相应器材前的字母)。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最_端(选填“左”或“右”)。(3)图乙是该同学根
24、据实验数据绘制的 U-I 图线，根据图线求得被测干电池的电动势 E_ V，内阻 r_(结果保留到小数点后两位)。(4)该实验中，产生系统误差的主要原因是_。图丙中实线为根据测量数据绘制的图线，虚线代表在没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图线，图丙四幅图中能够正确反映两者关系的是_。答案(1)C(2)右(3)1.48 0.90(4)电压表分流 D解析(1)若选 C，则电路中的电流最小约为1.5 V20 0.08 A，此时电流表指针偏转已经较小；若选 D，则滑动变阻器阻值从 200 到 20，电路中的电流一直很小，所以为了方便实验操作，滑动变阻器应选择 C。(2)滑动
25、变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于阻值最大处，即右端。(3)由图示电源 U-I 图象可知，电源电动势为：E1.48 V，电源内阻为：rUI 1.481.100.42 0.90。(4)由图示电路图可知，电流表采用内接法，由于电压表不是理想电表，故存在分流现象，导致测得通过电源的电流偏小；而当外电路短路时，电压表的分流可以忽略，故真实图象和测量图象在横轴上的交点相同，故 D 正确，A、B、C 错误。32(2019黑龙江哈尔滨三中二模)(1)某同学根据如图甲所示的装置测量某电源的电动势和内阻，实验测得电压表的读数为 U1 时电阻箱的读数为R1；当电压表的读数为 U2 时电阻箱的读数
26、为 R2，则电源的电动势 E_。(2)为减小电压表读数带来的实验误差，该同学结合实验室的器材对原电路稍作了改进如图乙：请根据电路图将图丙所示器材连接成电路。(3)闭合开关后，调节电阻箱接入电路的阻值，得到多组电阻箱接入电路的阻值 R 和对应的电压表的示数 U，为了比较准确地得出实验结论，该同学准备用直线图象来处理实验数据，根据测得的多组电阻箱的阻值 R 和记录的对应电压表的读数 U，作出1U-1R图象如图丁所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为0.2 1 和 0.5 V1，定值电阻的阻值 R04.5。则可得该电源的电动势为_，内阻为_。答案(1)U1U2R1R2R1U2R2U1 (2)图见解析(
27、3)2 V 0.5 解析(1)根据闭合电路欧姆定律得：EU1U1R1r，EU2U2R2r，联立可得：EU1U2R1R2R1U2R2U1。(2)连接电路如图所示：(3)根据闭合电路欧姆定律，有：EUUR(rR0)，变形可得：1U1ER0rE1R，故1U-1R图象的斜率为 kR0rE，纵截距为1E，由图可知 k0.50.2，纵截距为 0.5，解得：E2 V，r0.5。高考考向 4 创新型电学实验例 4(2019全国卷)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(阻值 100)；S 为开关，
28、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)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 U-t 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 _
29、103 V/(保留两位有效数字)。解析(1)、是理想电压表，则 R0 与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压 U1IR050.0106100 V5.00103 V5.00 mV。由 U-t 图象知，当控温炉内温度 t 升高时，U 变小，又 I50.0 A 不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向 B 端移动。(2)由 U-t 图象的斜率可知：Ut 0.440.308030 V/2.8103 V/。答案(1)5.00 变小 增大 B(2)2.8解答
30、创新型实验的基本方法备课记录：4(2019河南郑州二模)导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。如图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成将所称物体重量变换为电信号。物理小组找到一根拉力敏感电阻丝 R，其阻值随拉力 F 变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路
31、中电源电动势E3 V，内阻 r1；灵敏毫安表量程为 10 mA，内阻 Rg50；R1是可变电阻器，A、B 两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在 A、B 两接线柱之间固定不动。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：步骤 a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻 R1 使毫安表指针满偏；步骤 b.滑环下吊上已知重力的重物 G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；步骤 c.保持可变电阻 R1接入电路的电阻不变，读出此时毫安表示数 I；步骤 d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤 e：将电流表刻度盘改装
32、为重力刻度盘。(1)试写出敏感电阻丝上的拉力 F 与重物重力 G 的关系式 F_。(2)设 R-F 图象斜率为 k，试写出电流表示数 I 与待测重物重力 G 的表达式 I_(用 E、r、R1、Rg、R0、k、表示)。(3)若 R-F 图象中 R0100，k0.5/N，测得 60，毫安表指针半偏，则待测重物重力 G_ N。(4)关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是()A重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀B重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀C重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀D重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀(5)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“
33、简易吊秤”称重前，进行了步骤 a 操作；则测量结果_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案(1)G2cos(2)ErRgR1R0k G2cos(3)600 N(4)C(5)不变解析(1)对滑环受力分析，由平衡知识可知：2FcosG，解得：FG2cos。(2)由图乙可知：RkFR0；由图丙电路可知：IErRgR1RErRgR1R0k G2cos。(3)将 R0100，k0.5/N，60，I12Ig5 mA，E3 V，内阻 r1，Rg50 代入 IErRgR1R0k G2cos和 IgErRgR1R0，可得 G600 N。(4)当不挂重物时，电流计满偏，则重力零刻度线在电流表满刻度处，因G 与 I
34、 不是线性关系，则刻度线不均匀，故选 C。(5)实验前进行了 a 操作，则 IgErRgR1R0，则当挂重物 G 时：IErRgR1REEIgk G2cos，则电源内阻对实验结果无影响，测量结果不变。阅卷现场 例 5(2018天津高考)(12 分)某同学用伏安法测定待测电阻 Rx的阻值(约为 10 k)，除了 Rx、开关 S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程 01 V，内阻约为 10 k)B电压表(量程 010 V，内阻约为 100 k)C电流表(01 mA，内阻约为 30)D电流表(00.6 A，内阻约为 0.05)E电源(电动势 1.5 V，额定电流 0.5 A，内阻不计)F电源
35、(电动势 12 V，额定电流 2 A，内阻不计)G滑动变阻器 R0(阻值范围 010，额定电流 2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_。(均填器材的字母代号)(2)画出测量 Rx阻值的实验电路图。(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_。正解(1)若选用电源 1.5 V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，即电源选用电动势为 12 V 的，即 F；则电压表就应该选取 B；电路中的最大电流为 I 1210000 A1.2 mA，故选用电流表 C。(2)因为给的滑动变
36、阻器的最大阻值只有 10，若采用滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法；由于RVRxRxRA，所以采用电流表内接法，电路如图所示。(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据 RxUI 可知测量值偏大。答案(1)B(2 分)C(2 分)F(2 分)(2)图见解析(2 分)(3)大于(2 分)电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)(2 分)错解(1)用伏安法测定待测电阻 Rx 的阻值，电压表内阻越大越好，电流表内阻越小越好，故电压表选用 B，电流表选用 D；电源的额定电流应尽量大些，以避免烧坏电源，故电源选用
37、F。(2)因为给的滑动变阻器的最大阻值只有 10，若采用滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法；由于RVRxRxRA，所以采用电流表内接法，电路图如图所示。(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据 RxUI 可知测量值偏大。答案(1)B(2 分)D(扣 2 分)F(2 分)(2)图见解析(2 分)(3)大于(2 分)电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)(2 分)本题的错误之处是选电表时，只考虑到电表内阻给测量带来的误差，没考虑到电表量程是否合适；选电源时，只考虑到额定电流的影响，没考虑到电源电动势与电表
38、之间的联系，它们之间是相互关联的，选择时要综合考虑。(第 1、3 个空填对是侥幸)其他常见错误还有：电流表的内接与外接不清楚，不会比较待测电阻相对电压表和电流表的内阻是大电阻还是小电阻；滑动变阻器采用限流式接法，原因是不清楚分压式接法与限流式接法的选用原则；不会分析实验误差。专题作业 1(2019济南市期末)如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻磁感应强度特性曲线，其中 RB 表示有磁场时磁敏电阻的阻值，R0 表示无磁场时的磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度 B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。(1)某同学首先测量待测磁场中磁敏电阻的阻值，利用下面提供的器材，请将图乙中的导线补充完整。提供
39、的器材如下：A磁敏电阻，无磁场时阻值 R0140 B滑动变阻器 R，全电阻约 20 C电流表 A，量程 2.5 mA，内阻 RA100 D电压表 V，量程 3 V，内阻约 3 kE直流电源 E，电动势 3 V，内阻不计F开关 S，导线若干(2)正确接线后，测量数据如下表，请利用表格数据在图丙中描点作图。123456U(V)0.000.450.911.501.792.71I(mA)0.000.300.601.001.201.80(3)根据 U-I 图象尽可能准确地求出磁敏电阻的阻值 RB_，结合图甲可知待测磁场的磁感应强度 B_ T。(结果均保留两位有效数字)答案(1)见解析图 1(2)见解析图
40、 2(3)1.4103 1.2解析(1)采用伏安法测量电阻，因为电流表内阻已知，故采用电流表内接法；滑动变阻器电阻较小，应采用分压式接法，连接实物图如图 1 所示。(2)描点作图如图 2 所示。(3)由 U-I 图象得 RBUI RA1.4103，则RBR010，对照图甲得 B1.2 T。2(2019南昌市检测)一课外实验小组用如图 a 所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值，图中 R0 为标准电阻(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)根据实验原理电路图连接好电路。(2)将滑动变阻器滑动端置于_位置(填
41、“左端”“右端”或“中间”)，再闭合 S1。(3)将开关 S2 掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动触头的位置，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)为减小偶然误差，改变滑动头的位置，测得几组 U1、U2 的值，作出U1 与 U2 的关系图象如图 b 所示，则待测电阻 Rx_。答案(2)左端(4)U2U1U1R0(5)10.0解析(2)此电路中，滑动变阻器起分压作用，闭合 S1前，应将滑动变阻器阻值调为 0，即将滑动端置于左端。(4)根据题意，开关 S2接在 1 时，电压表测 R
42、0两端电压，开关 S2接在 2时，电压表测 R0 与 Rx 的总电压，测量电路中的电流为 IU1R0，Rx 两端的电压为 UxU2U1，根据欧姆定律有 UxIRx，联立解得 RxU2U1U1R0。(5)RxU2U1U1R0，整理得 U21RxR0 U1，U2-U1关系图象的斜率为 1RxR01.5，将 R020.0 代入，解得 Rx10.0。3(2019江苏省丹阳市丹阳高级中学三模)为了测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下：A待测电源(电动势约为 8 V、内阻约为 2)B电压表 V(03 V，内阻约为 3 k)C电流表 A(01 A)D电阻箱 R(099999.9)E滑动变阻器(020)F滑
43、动变阻器(0100)G开关、导线若干(1)采用图甲所示电路测量电压表的内阻 RV。调节电阻箱 R，使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为 R1；再调节电阻箱 R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为 R2。电压表内阻 RV_。关于上述实验，下列说法中正确的有_。A实验中电源可使用待测电源B闭合开关 S 前，应将电阻箱阻值调到最小C调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐增大的D实验中忽略了电源的内阻，会使测量值偏大(2)若测得电压表内阻 RV3010，与之串联 R_ 的电阻，将电压表的量程变为 9 V。(3)为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整。实验中，滑动变阻
44、器应选择_(选填“E”或“F”)，并指出产生实验误差的一个原因：_。答案(1)R22R1 AD(2)6020(3)图见解析 E 电压表的分流解析(1)图甲电路电源的内阻可忽略，设满偏电压为 U，则由串并联电路的规律可知：U URVR1U2 U2RVR2，解得：RVR22R1；待测电源的电动势约为 8 V，能够使电压表达到满偏或半偏，故 A 正确；由于采用限流接法，故闭合开关 S 前，应将电阻箱阻值调到最大，故 B错误；调节电压表满偏时，电压表所分电压逐渐增大，电路中电流逐渐增大，电阻箱两端的电压减小，根据欧姆定律可知，电阻箱的阻值是逐渐减小的，故 C 错误；考虑电源内阻，设电压表内阻的真实值为
45、 RV，则有 U URV(R1r)U2U2RV(R2r)，解得：RVR22R1r，所以测量值 RV 偏大，故 D 正确。(2)根据改装原理可知9 V3 VRVRRV，解得：R6020。(3)电源电动势为 8 V，而电压表的量程只有 3 V，所以应将电压表串联电阻箱扩大电压表的量程，连接电路，如图所示：由于电源内阻较小，为了便于调节使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择 E；由图可知，电路中采用相对电源的电流表外接法，电压表的分流使测得通过电源的电流偏小会产生误差。4(2019四川泸州二诊)小聪想用满偏电流为 600 A 的灵敏电流计 G 改装成 0.6 A 的电流表，操作步骤如下：(1)用如图
46、1 所示的电路测量电流计 G 的内阻。先闭合 S1，调节滑动变阻器 R，使电流计指针满偏；保持滑动变阻器的滑片位置不变，再闭合 S2，调节电阻箱 R，使电流计指针半偏，读出此时 R的阻值为 99.9，则测得灵敏电流计的内阻 rg_。(2)用这种方法测出的电流计内阻 rg，与电流计内阻的真实值 rg相比有一 定 的 误 差，为 减 小 此 误 差，应 使 R_(选 填“”“”或“”)R的读数。(3)将此灵敏电流计与 R0_ 的定值电阻并联，就可以改装成量程为 0.6 A 的电流表。(4)采用如图 2 所示电路，用满偏电流为 0.6 A 的标准电流表 A 校对上述改装的电流表，由于测量电流计内阻的
47、系统误差，会导致改装的电流表测得的电流_(选填“大于”“小于”或“等于”)标准电流表测得的电流。答案(1)99.9(2)(3)0.1(4)小于解析(1)用半偏法测电阻，若并联电路电流相同，则电阻相同，电流计内阻等于电阻箱阻值，为 99.9。(2)因总电阻变小，电路中总电流变大，则电阻箱所在支路的电流大于原电流的一半，则电阻箱阻值小于电流计的内阻，即测量值偏小；若 RR，则电路中的电流增加量几乎可以忽略不计，可以减小实验的误差。(3)将此灵敏电流计改装成电流表要并联电阻，由欧姆定律可得：(IIg)R0Igrg解得 R00.1。(4)由于电流计内阻的测量值偏小，所以由公式得出的与电流计并联的R0偏
48、小，导致改装的电流表的量程偏大，所以实际的读数偏小，即改装的电流表测得的电流小于标准电流表测得的电流。5(2019石家庄精英中学高三二调)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5 V 1.25 W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：电压表 V1(量程为 3 V，内阻为 3 k)电流表 A1(量程为 100 mA，内阻为 10)电流表 A2(量程为 3 A，内阻为 0.1)滑动变阻器 R1(010，额定电流为 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流为 0.5 A)定值电阻 R3(阻值为 2.5)定值电阻 R4(阻值为 10)定值电阻 R5(阻值为
49、1 k)电源 E(E3 V，内阻不计)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。(1)实验中滑动变阻器应选用_，电流表应选用_，并_(填“串联”或“并联”)定值电阻。(均填器材的符号)(2)在图 1 中的虚线框内画出电路图。(图中标出选用的器材的符号)(3)实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图 2 所示，如果将小灯泡与另一个电动势为 2 V、内阻为 4 的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为_ W。(保留两位有效数字)答案(1)R1 A1 并联(2)图见解析(3)0.25解析(1)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡两端的电压要从 0 开始逐渐增大，滑动变阻器起分压作用，故应选
50、择阻值小的 R1；小灯泡的额定电流为：ILPLUL1.25 W2.5 V 0.5 A500 mA，电流表 A2的量程太大，不能用它来测电流，把电流表 A1与定值电阻 R3并联，可改装成量程为 500 mA的电流表。(2)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于小灯泡电阻，而小灯泡的电阻与改装后的电流表内阻相差不大，故电流表采用外接法，实验电路图如图所示：(3)在小灯泡的 I-U 坐标系内作出电源的 I-U 图线如图所示：两图线交点的坐标为：U0.9 V，I0.28 A则小灯泡的实际功率为：PUI0.90.28 W0.25 W。6.
51、(2019山西省二模)某多用电表内欧姆挡“1”的内部电路图如图甲的虚线框所示。一学习小组将电阻箱和电压表并联后接到多用电表两表笔 A、B 上，采用图甲的电路测量多用电表欧姆挡“1”正常工作时的内阻 R0 和其内部电池的电动势 E(电压表的内阻很大，它在该电路中的分流作用可以忽略)，实验操作步骤如下：(1)先调整“指针定位螺丝”，再将选择开关转至欧姆挡“1”，红黑表笔短接，调节“欧姆调零旋钮”使指针指在表盘_(填“左”或“右”)侧零刻度处。(2)电阻箱和电压表并联后的两端分别接在表笔 A和 B上，正确的接法是：电压表的正接线柱要接在多用电表的表笔_(填“A”或“B”)上。(3)改变电阻箱的阻值，
52、分别读出多组电压表和电阻箱的示数 U、R，并将对应的1U和1R的值计算出来并记录在表格中，再画出1U-1R图象如图乙所示。若图乙中图线的斜率为 k1，与纵轴的截距为 b1，则所测内部电池的电动势 E_，欧姆挡“1”正常工作时的内阻 R_。(用 k1、b1表示)(4)一位同学提出了数据处理的另一种思路：先计算出UR，然后画 U-UR图象如图丙所示。由图丙得到图线的斜率为 k2，与纵轴的截距为 b2，则电池的电动势 E_，欧姆挡“1”正常工作时的内阻 R_。(用k2、b2表示)。答案(1)右(2)B(3)1b1 k1b1(4)b2 k2解析(1)欧姆表的 0 刻度在表盘的右侧，因此红黑表笔短接进行
53、欧姆调零时应将指针调到右侧零刻度线处。(2)根据电压表的接法，电流需从正接线柱流入，负接线柱流出，由图甲可知表笔 B 接电源正极，因此电压表的正接线柱应接 B。(3)由闭合电路欧姆定律得：EUIRUURR，整理得：1U1ERE 1R，可知图乙中图线与纵轴的截距 b11E，斜率 k1RE，解得：E 1b1，Rk1b1。(4)根据 EUIRUURR 等效变换为 UEURR，可知图丙中图线与纵轴的截距 b2E，斜率 k2R，故 Rk2。7(2019重庆一中高三 5 月模考)某物理兴趣小组的同学现在要测定由两节新干电池组成的电池组的电动势和内阻大小，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图 1 所示的
54、原理图，其中定值电阻 R11.0，R02.0，毫安表的量程范围为 0150 mA，内阻大小为 rmA4。试完成下列问题：(1)请根据原理图将如图 2 所示的实物图连接好。(2)实验中电压表所选的量程为 03 V，某次测量中电压表的读数如图 3所示，则此次实验中电压表的读数为 U_ V。(3)他们已经将实验中所测得的实验数据描点，并作出了 U-I 图象，如图4 所示。则电池组的电动势为 E_ V，内阻为 r_。答案(1)图见解析(2)2.50(3)2.98 2.46解析(1)实物连线如图所示。(2)电压表所选的量程为 03 V，分度值为 0.1 V，则电压表的读数为 U2.50 V。(3)将 R
55、0等效为电源的内阻，等效电源内阻为 r0rR0。设毫安表读数为 I，毫安表内阻为 4，与毫安表并联的电阻阻值为 R11.0，通过电阻R1的电流为毫安表的 4 倍，干路电流为毫安表读数的 5 倍，由闭合电路的欧姆定律和并联电路的电流规律有：EU5r0I，整理得 UE5r0I。由上式可知 U-I 图线与纵轴的截距表示电池组的电动势，故电池组的电动势为 E2.98 V，斜率的绝对值表示电池组等效内阻的 5 倍，由图可知图象的斜率的绝对值为：|k|UI 2.982.2000.03522.29，故电池组的等效内阻为 r0|k|5 22.295 4.46，故电池组的内阻为 rr0R04.46 2.0 2.
56、46。8(2019广东广州二模)测金属丝的电阻率实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图 a，其示数为_ mm。(2)实验电路如图 b，请用笔画线代替导线，完成图 c 的实物连线。(3)开启电源，合上开关，记录 ap 的长度 L 和电流表 A 的示数 I；移动线夹改变 ap 的长度 L，测得多组 L 和 I 值，作出1I-L 的图线，求得图线斜率为 k。(4)若稳压电源输出电压为 U，金属丝的横截面积为 S，则该金属丝的电阻率 _(用 k、U、S 表示)。答案(1)0.360(2)图见解析(4)kUS解析(1)金属丝的直径为：0.01 mm36.00.360 mm。(2)实物连线如图所示
57、。(4)由闭合电路的欧姆定律：UI(RxR0)，而 RxLS，联立可得：1I USLR0U，则 USk，解得：电阻率 kUS。9(2019湖南衡阳二模)某研究性学习小组的同学欲做“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验。已知所用小电珠的额定电压和额定功率分别为 2.5 V、1.3 W，实验使用的直流电源的电动势为 3.0 V，内阻忽略不计，实验可供选择的器材规格如下：a电流表 A1(量程 00.6 A，内阻约 5)b电流表 A2(量程 03 A，内阻约 0.1)c电压表 V1(量程 03 V，内阻约 3 k)d电压表 V2(量程 015 V，内阻约 2000)e滑动变阻器 R1(阻值 010，额定电流
58、 1 A)f滑动变阻器 R2(阻值 05000，额定电流 500 mA)请回答下列问题：(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差，电流表应选择_，电压表应选择_，滑动变阻器应选择_。(填写实验器材前的序号)(2)根据所选的实验器材，请设计合理的电路原理图来完成该实验。(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了该小电珠两端的电压 U 和通过该小电珠的电流，由欧姆定律计算得到的小电珠的电阻值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据，并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图，如图所示，该图线向下弯曲，其原因是_。(5)如果取两个这样
59、的小电珠并联以后再与一阻值为 2.0 的定值电阻串联，并接在电动势为 3.0 V、内阻忽略不计的直流电源两端，则每个小电珠消耗的实际功率应为_ W。(结果保留两位小数)答案(1)a c e(2)图见解析(3)小于(4)小电珠的电阻随温度的升高而增大(5)0.56解析(1)由于小电珠的额定电压为 2.5 V，所以电压表应选 c，额定电流为：ILPLUL1.32.5 A0.52 A，所以电流表应选 a，本实验小电珠两端的电压要从零开始变化，所以滑动变阻器用分压式接法，即用总阻值较小的，应选e。(2)本实验小电珠两端的电压要从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，小电珠的电阻较小，所以电流表应外
60、接，电路图如图所示。(3)由于电压表的分流作用，所以电流表的示数比流过小电珠的电流大，由公式 RUI 可知，电阻的测量值小于真实值。(4)I-U 图象上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，电阻随电压的增大而增大，其原因是小电珠的电阻随温度的升高而增大。(5)将定值电阻与电源等效为内阻为 2.0，电动势为 3.0 V 的电源，设并联的每个灯泡两端的电压为 U，通过的电流为 I，由闭合电路欧姆定律得：EU2Ir，代入数据得：U3.04.0I，在题中的 I-U 坐标系中作电源的 I-U关系图象，如图所示。由图可知，每个小电珠在该电源下的电压和电流分别为：U1.3 V，I0.43 A，所以小电
61、珠的实际功率为：PUI0.56 W。10(2019陕西咸阳三模)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)。正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻 Rx(常温下阻值约为 10.0)的电流随其两端电压变化的特点。A电流表 A1(量程 100 mA，内阻约 1)B电流表 A2(量程 0.6 A，内阻约 0.3)C电压表 V1(量程 3.0 V，内阻约 3 k)D电压表 V2(量程 15.0 V，内阻约 10 k)E滑动变阻器 R(最大
62、阻值为 10)F滑动变阻器 R(最大阻值为 500)G电源 E(电动势 15 V，内阻忽略)H开关、导线若干(1)实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为：电流表_；电压表_；滑动变阻器_。(只需填写器材前面的字母即可)(2)请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图 1 虚线框内画出该小组设计的电路图。(3)该小组测出热敏电阻 R1 的 U-I 图线如图 2 曲线所示，请分析说明该热敏电阻是_热敏电阻(填“PTC”或“NTC”)。(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻 R2的 U-I 图线如图 2 曲线所示。然
63、后又将热敏电阻 R1、R2分别与某电池组连成电路如图 3 所示，测得通过 R1和 R2的电流分别为 0.30 A和 0.60 A，则该电池组的电动势为_ V，内阻为_。(结果均保留三位有效数字)答案(1)B D E(2)图见解析(3)PTC(4)10.0(9.6010.4 之间均可)6.67解析(1)电源电压为 15 V，故电压表选 D；为了使电表指针偏转尽量大些，电流表选择 B；热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，应选用小阻值滑动变阻器，故滑动变阻器应选 E。(2)加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，滑动变阻器应采用分压接法，由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应采用外接法，电路图如图所示。(3)由图 2 曲线所示图线可知，随电压增大，电流增大，电阻实际功率增大，温度升高，电压与电流比值增大，即电阻阻值增大，故该电阻是正温度系数电阻器(PTC)。(4)在闭合电路中，电源电动势：EUIr，由图 2 曲线所示可知，电流为 0.3 A 时，电阻 R1两端电压为 8.0 V；由图 2 曲线所示可知，电流为0.60 A 时，电阻 R2两端电压为 6.0 V，则有：E8.00.3r，E6.00.6r，联立解得：E10.0 V，r6.67。本课结束