高考物理备考艺体生百日突围系列专题19电学实验含解析

高考物理备考艺体生百日突围系列专题19电学实验含解析

专题 19 电学实验 第一部分 名师综述 综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基 本概念和基本规律。 考纲要求 1、掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法；掌握 多用表的使用方法。 2、掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法，会用伏安法测电阻。 3、能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分 析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论。 命题规律 1、与电阻测量有关的电学实验仍是 2015 年高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读数 能力的考查。 2、命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等。 3、重视对实验操作能力的考查；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的 选择。 第二部分 知识背一背 （1）电学测量仪器的使用与读数 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 使指针指示比满偏刻 度的 1 3 多的位置 3 V 和 3 A 量程估 读到最小分度的 1 10 ；15 V 量程估 读到最小分度的 1 5 ；0.6 A 量程应 估读到最小分度 的 1 2 电压表 欧姆表 使指针尽量指在表盘 中间位置 取两位有效数字 并乘以相应挡位 的倍率 （2）多用电表使用“四注意”: ①极性:从电表外部看，电流应从红表笔（“+”极）流入电表，从黑表笔（“-”极）流出电表。 ②功能:利用多用电表测电压和电流时，选择开关对应的是电表的量程；而测电阻时，选择开关 对应的是倍率。 ③调零:测量电阻时，要进行两次调零:机械调零和欧姆调零。“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， 调整的是欧姆调零旋钮。 ④保护:测电阻时，应把被测电阻从电路中拆下测量；多用电表长期不用时，必须取出表内的电 池。 （3）控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择 ①控制电路的比较 比较项目 限流式接法 分压式接法 电路 电压调节的范围 R R＋R0 E→E 0→E 电能损耗 节能 耗能 电路连接 简便 复杂 ②控制电路的选择：优先选用限流式． 以下情况考虑分压式： （1）要求待测电路的 U、I 从 0 变化； （2）R 滑≪Rx； （3）选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或 Ux、Ix过小 （最大值不超过电表满量程的 1 3 ，读数误差大）. （4）伏安测电阻实验中电流表的内、外接法 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 比较 项目 电流表内接法 电流表外接法 测量 结果 xxA RRR I UR 测 电阻的测量值大于真实值 x xV xV R RR RR I UR   测 电阻的测量值小于真实值 适用 条件 Rx≫RA，大电阻 Rx≪RV，小电阻 ②特别提醒:在 RV、RA均不知的情况下，可采用试触法.如下图所示，分别将 a 端与 b、c接触， 如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如 果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用 大，应采用外接法. （5）选择实验仪器的三大原则 ①安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期 目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。 ②精确性原则:根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到 要求即可，并不是精度越高越好。 ③方便性原则:在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操 作方便。 （a）用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。 （b）用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻 的额定电流 第三部分 技能+方法 一、多用电表测电阻使用“五步”法 ①选档：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 200Ω就 应该选×10 的倍率； ②调零：进行欧姆调零； ③测量：将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量； ④读数：将指针示数乘以倍率，得测量值； ⑤整理：测量结束后，将选择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡。 ⑥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。 二、控制电路的设计技巧 ①滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法： （a）要求被控制电路的电流（或电压）从零开始可连续调节时（如：测绘导体的伏安特性曲线 等实验）； （b）被控制电路的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0 时； （c）实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时； （d）若采用限流式接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过电表或电器的额定值时． ②若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电 阻 RL 与滑动变阻器的最大值 R0接近或 RL略小于 R0，则应该采用限流式接法．测定电源的电动 势和内阻实验必须采用限流式接法． 三、电学仪器的选择: ①电源的选择:一般可以根据待测电路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；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到 半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度 四、实物图连接注意 ①一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线； ②最后并接电压表； ③连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出. 五、器材选择的一般步骤是： ①找出唯一性的器材； ②草画电路图（暂不把电表接入）； ③估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）； ④考虑能否都使电表达到满偏的 1/3 以上，且不超过电表的量程 【例 1】某同学利用多用电表欧姆挡测某未知电阻的阻值，他将开关置于×1 挡位，指针示数如 图，若想更准确一些，下面操作正确的步骤顺序是 （填序号） A. 将两表笔短接进行欧姆调零 B. 将两表笔短接进行机械调零 C. 将开关置于×1k 挡 D. 将开关置于×100 挡 E. 将两表笔接未知电阻两端，待指针稳定后读数. 【答案】DAE 【解析】 【例 2】（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及 电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则金属丝的直径的读数是__________． （2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为 0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约 20kΩ．电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势 E=4.5V，内阻很小．则 图丁电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路．但 用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________．（填“大”或“小”） （3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值 RA是已知的，那么准确测量金属丝电阻 Rr的最佳 电路应是图丁中的__________电路（填电路图下的字母代号）．此时测得电流为 I、电压为 U， 则金属丝电阻 Rr=__________（用题中字母代号表示）． 【答案】（1）0.881mm；0.42A；2.25V；（2） A；小；（3） U I − RA 【解析】 （1）螺旋测微器先读固定部分为 0.5mm，可动部分可估读为 38.1×0.01mm=0.381mm，故总示数 为：0.5+0.381mm=0.881mm；电流表量程为 0.6A，则最小刻度为 0.02；指针所示为 0.42A；电 流表量程为 3V，最小刻度为 0.1V，则读数为 2.25V； 【名师点睛】此题考查了测定金属电阻率的实验；能根据各种仪器的原理及读数方法进行读数， 注意估读；对于电学实验一定不要单纯靠记忆去解决问题，一定要在理解的基础之上，灵活运 用欧姆定律及串并联的相关知识求解. 【例 3】在图示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器 R1、R2及另外两根导线都是 好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极 a，再将黑表笔分别 连电阻器 R1的 b 端和 R2的 c 端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是 A．直流 10V 挡 B．直流 0.5A 挡 C．直流 2.5V 挡 D．欧姆挡 【答案】A 【解析】 用电压档检测其量程要大于 6V，故 A正确，C 错误；用电流档要用较大量程，所给 B中的 0.5A 太小，故 B错误；用欧姆档要把电源断开，本题操作没有，故 D 错误；故选 A. 【例 4】某学习小组的同学拟探究小灯泡 L 的伏安特性曲线，可供选用的器材如下： 小灯泡 L，规格“4.0V．0.7A”； 电流表 A1，量程 3A，内阻约为 0.1Ω; 电流表 A2，量程 0.6A，内阻 r2=0.2Ω; 电压表 V，量程 3V，内阻 rV=9kΩ； 标准电阻 R1，阻值 1Ω； 标准电阻 R2，阻值 3kΩ; 滑动变阻器 R，阻值范围 O~ 10Ω,； 学生电源 E，电动势 6V，内阻不计； 开关 S及导线若干。 ①甲同学设计了如图 1 所示的电路来进行测量，当通过 L的电流为 0.46A 时，电压表的示数如 图 2 所示，请问读数________V，此时 L 的电阻为__________Ω。 ②乙同学又设计了如图 3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在 L 上的电 压值是____________V。 ③学习小组认为要想更准确地描绘出 L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同 学的基础上利用所供器材，在图 4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材 代号。 【答案】① 2.30，5②4③见下图中的答图 1 或答图 2。（3 分） 【解析】 （3）首先电流表 1A 的量程太大，误差太大，应使用电流表 2A ，而 2A 的量程小于小灯泡的额 定电流，所以需要将电流表的量程增大，所以给电流表 A2并联一个分流电阻，实验电路图如图 1或图 2 所示 【名师点睛】在分析电学实验时，仪器的选择非常重要，对电表读数时要先确定电表量程的分 度值，读数时视线要与电表刻度线垂直；应用串联电路特点即可求出灯泡两端电压 【例 5】在物理课外活动中，王聪明同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理 图．已知选用的电流表内阻 Rg＝10 Ω、满偏电流 Ig＝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，刘聪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________Ω. 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) (3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值 为______Ω.(保留 2位有效数字) 【答案】(1)6.9 mA ，173 V(172～174 V 间均可) (2)②150， ③1.5； (3)67（66---69 均可） 【解析】 （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 6.90mA，而表内电池的电动势为 1.5E V ，表内总电阻为150 ，所以待测电阻的阻值为 67。 【名师点睛】本题考查了电表读数、求电表内阻、电源电动势等问题，知道多用电表的原理是 正确解题的前提与关键；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数。 【例 6】甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势 E 及电阻 R1和 R2阻值。实验器材有： 待测电源 E（不计内阻），待测电阻 R1，待测电阻 R2，电压表 V（量程为 1.5V，内阻很大）， 电阻箱 R（0－99.99Ω），单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干。 （1）先测电阻 R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整： A．闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 Ul． B．保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数 U2． C．则电阻 R1的表达式为 R1＝ ． （2）甲同学已经测得电阻 Rl＝4.80 Ω，继续测电源电动势 E和电阻 R2的阻值．该同学的做法 是：闭合 S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R和对应的电压表示数 U， 由测得的数据，绘出了如图乙所示的 1 1 U R  图线，则电源电动势 E＝ V，电阻 R2＝ Ω（保留三位有效数字）。 【答案】（1）将 S2切换到 b， 2 1 0 1 U U R U  ．（2）1.43，1.2． 【解析】 1R E 2R R a b 2S 1S 甲 7.0 8.2 5.0 1V/1  U 1/1  R 0 乙 【名师点睛】本题为伏阻法测电动势和内电阻，但由于过程较为复杂，故应认真审题，明确题 中的实验原理；同时要注意电源内电阻忽略不计，R2可等效为内电阻处理． 第四部分 基础练+测 1、【2017·浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】在“练习使用多用电表”实验中 （1）某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是 （填字母） A．欧姆调零.选择档位.表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极）.读数 B．机械调零.选择档位.表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极）.读数 C．选择档位.机械调零.表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极）.读数 D．选择档位.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） （3）经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为 V 。 【答案】（1）B；（2）H；（3） 200.0V 【名师点睛】使用多用电表时应该先机械调零，然后选择适当的档位，最后测量，我国民用电 是 220V 交流电源，根据电表指针读数即可。 2、【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】（9 分）在测定金属的电阻率的实验中，某种 待测材料金属丝接入电路部分的长度约为 50cm，所用测量仪器均已校准。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为______mm （该值接近多次测量的平均值）。 （2）某实验小组用伏安法测金属丝的电阻 Rx，记录实验数据如下表： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U／V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I／A 0.02 0.06 0.16 0.22 0.34 0.46 0.52 由以上实验数据可知： ①本实验的电流表选用的是____、电压表选用的是___、滑动变阻器选用的是____（填写以下器 材前的字母）。 A．电流表 A1（0～100 mA，内阻约为 10 Ω） B．电流表 A2（0～0.6 A，内阻约为 0.1 Ω） C．电压表 V1（0～3 V，内阻约为 3 kΩ） D．电压表 V2（0～15 V，内阻约为 15 kΩ） E．滑动变阻器 R1（0～1000 Ω，0.2 A） F．滑动变阻器 R2（0～20 Ω，2 A） ②测量 Rx是采用下图中的____（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）电路图。 甲 乙 丙 丁 ③可以估算出金属丝电阻率约为____（填选项前的字母）。 A．1×10 －2 Ω·m B．1×10 －3 Ω·m C．1×10 －6 Ω·m D．1×10 －8 Ω·m 【答案】（1）0.400（2）①B、C、F②甲③C 【名师点睛】该题是综合性较强的题，解答时注意一下几方面：对于长度的测量注意高中所要 求的游标卡尺和螺旋测微器的使用方法，读书时是固定刻度的值与可动刻度的值得和．会根据 电压表、电流表及被测电阻的阻值关系，确定电流表是内接还是外接．会用电阻定律来求解导 线的电阻率。 3、【2017·辽宁省铁岭市协作体高三上学期第三次联考】(10 分) 随着全世界开始倡导低碳经 济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青睐，某同学为了测定某电动车电池的电动势 和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有： 0 45 40 35 V V V VA A A A Rx Rx Rx Rx S S S S R R R R （A）电动车电池一组，电动势约为 12V，内阻未知 （B）直流电流表量程 300mA，内阻很小 （C）电阻箱 R，阻值范围为 0～999.9Ω （D）定值电阻 R0，阻值为 10Ω （E）导线和开关 （1）当他闭合开关时发现，无论怎样调节变阻器，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连 接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下： ①断开电源开关 S，②将多用表选择开关置于×1Ω档，调零后，红黑表笔分别接 R0两端，读数 为 10Ω，③将多用表选择开关置于×10Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指 针读数如图所示，则所测阻值为 Ω，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测， 发现电源和开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是 ． （2）在更换规格相同的元件后重新连接好电路． （3）改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值为 R0=10Ω的定值电阻的电流 I，下列三组关于 R 的取 值方案中，比较合理的方案是 （选填方案编号 1、2 或 3）． （4）根据实验数据描点，绘出的 R I  1 图象是一条直线．若直线的斜率为 k，在 I 1 坐标轴上的 截距为 b，则该电源的电动势 E= ，内阻 r = （用 k、b和 R0表示）． 【答案】1）70Ω，电流表（3）方案是 2．（4） 1E k  ， 0 br R k   ． 【解析】（1）欧姆表表盘读数为“7Ω”，倍率为“×10”，故为 70Ω；障检测时，除电流表 其余部分均没有问题，故问题只能出在电流表处； 【名师点睛】本题涉及欧姆表的读数、测定电源电动势和内电阻的实验原理及具体操作，虽然 最后的图象处理不是用的伏安法，但都可以用闭合电路欧姆定律列式分析，作出直线图象是关 键。 4、【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】（9 分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线” 的实验中，除小灯泡 L“3.8 V、0.3 A”外，可供选择的实验仪器如下： A．电压表 V:量程 0～3 V，内阻约 6 kΩ, B．电流表 A1：量程 0—4 mA，内阻 100 Ω C 电流表 A2：量程 0—300 mA，内阻约 5 Ω D．滑动变阻器 R1：最大阻值 10 Ω，额定电流 l .0A E．滑动变阻器 R2：最大阻值 5 Ω，额定电流 0.5 A F．定值电阻 R3：阻值 2 kΩ G．定值电阻 R4：阻值 900 Ω H．直流电源 E:电动势约 6V，内阻约 0.5Ω I．开关 S 一个，导线若干 (1)先将 表（填元件前的序号字母）与 电阻（填元件前的序号宁母） （填“串联” 或“并联”），将其改为量程 4V 的电压表。 (2)在答题卡上对应的虚线框内画出实验电路图（改装后的电压表直接用电压表的符号表示）。 (3)其中，滑动变阻器应选 （填元件前的序号字母）；电流表应选 （填元件前的序号字 母）。 (4)某实验小组完成实验后，利用实验得到的数据描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线。 根据此图给出的信息，可以判断：图乙所示的该小灯泡的 P-U 2 或 P- I 2 图线中（P 为小灯泡的功 率），可能正确的是 。 【答案】(1) B ；G； 串联 (3) D；C (4)BD (3) 直流电源 E:电动势约 6V，内阻约 0.5Ω，如用滑动变阻器 R2：最大阻值 5 Ω，最小电流 AA rR EI 7.0 55.0 8.3 2      ，大于滑动变阻器 R2的额定电流 0.5 A。所以必须用 D（滑动 变阻器 R1：最大阻值 10 Ω，额定电流 l .0A）。由于小灯泡 L 的额定电流为 0.3 A，所以电流 表应选 C。 (4) 由小灯泡的伏安特性曲线可知：随小灯泡两端电压增大，电阻增大。 R UP 2  ，P-U 2 图像 的斜率应随电压增大而减小 B正确； RIP 2 ，P-I 2 图像的斜率应随电压增大而增大，D正确。 5、【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】图 1 为某同学测量一节干电池的电动势和 内阻的电路图，图中虚线框内是用毫安表改装成的双量程电压表电路，请完成下列填空和作图； （1）毫安表的内阻为 150Ω，满偏电流为 3mA；其中 R1和 R2为定值电阻，其中 R1=850Ω，若使 用 a 和 b 接线柱，电压表量程为 15V；则 R2= Ω；若使用 a 和 c 接线柱，电压表的量程为 3 V； （2）两个电流表：A1（量程 0.6A，内阻约 0.2Ω），A2（量程 3A，内阻约 0.05Ω）；两个滑动 变阻器，最大阻值分别为 15Ω和 500Ω，则应选电流表 A1（填“A1”或“A2”），应选最 大阻值为 10Ω的滑动变阻器． （3）实验主要步骤如下： ①开关 S2拨向 c，将滑动变阻器 R 的滑动片移到最 左端（选填“左”或“右”），闭合开 关 S1； ②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下相应的电流表的示数 I1和毫安表的示数 I2； ③根据图（b）坐标系中已描的点画出 I1-I2图象； ④由图象得电源的电动势 E= 1.5V，内阻 r= 0.83Ω（结果保留两位有效数字）． 【答案】（1）4000；3；（2）A1；15；（3）①左 ③如图所示； ④1.5；0.83 （3）①为了让电流由最小开始调节，开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置；故应滑到左端； ③根据描出的点可得出对应的图象如图所示； ④由 U=E-Ir 可知，图象中与纵坐标的交点表示电源的电动势；故 E=1.5V；图象的斜率表示内 阻； 1.50 1.0 0.83 0.6 r    ； 【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，注意明确实验原理，能根据给出的实验步 骤分析实验方法；同时根据图象分析实验数据，明确电表的改装原理的应用。 6、【西藏日喀则地区第一高级中学 2016 届高三 10 月月考理科综合物理试题】电池的内阻很小， 不便于直接测量，某探究小组的同学将一只 2.5Ω的保护电阻 0R 与电池串联后再用电流表和电 压表测量电池的电动势和内阻，实验电路如图 1所示 ①按电路原理图把实物电路补充完整 ②实验中测定出额下列数据 请根据数据在图 2 中坐标图上画出 I-U 图像，连线时，有一组数据是弃之不用的，原因是 _______________________________________________________ ③由 I-U 图像得出电池的电动势为_____V，内阻为________Ω 【答案】①②数据存在严重错误③如图所示③ 1.5VE  ，0.50 【解析】 ①对照电路图连线即可，要注意电表的极性，如图所示 【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考 题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及 U-I 图象处理等多方面内容的考查， 题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查 7、【黑龙江省牡丹江市第一高级中学 2016 届高三上学期期中考试物理试题】为了测量一节干 电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材： A．被测干电池一节 B．电流表 1：量程 0～0.6 A，内阻 r=0.3Ω C．电流表 2：量程 0～0.6 A，内阻约为 0.1Ω D．电压表 1：量程 0～3 V，内阻未知 E．电压表 2：量程 0～15 V，内阻未知 F．滑动变阻器 1：0～10Ω，2 A G．滑动变阻器 2：0～100Ω，1 A H．开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误 差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 （1）在上述器材中请选择适当的器材：__________（填写选项前的字母）； （2）实验电路图应选择下图中的__________（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的 U－I图象，则干电池的电动势 E ＝_______V，内电阻 r＝__________Ω。 【答案】（1）ABDFH； （2）甲； （3）1.5V，0.7Ω 【解析】 【名师点睛】此题是考查了测量干电池的电动势和内阻的实验；关键是搞清实验的原理、注意 事项以及器材的选项、误差等问题；本题中由于电流表内阻会引起误差，故选择阻值已知的电 流表，注意在最后求解电源内阻时要减去电表的内阻. 8、【江西省赣中南五校 2016 届高三下学期第二次段考】（共 10 分，每空 2 分）两端的电压需 要由零逐渐增加到 3V，并便于操作。已选用的器材有： 直流电源（电压为4V）； 电流表（量程为0—0.6A．内阻约0.5Ω)； 电压表（量程为 0--3V．内阻约 3kΩ)； 电键一个、导线若干。 ① 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_______（填字母代号）。 A．滑动变阻器（最大阻值 10Ω，额定电流 1A） B．滑动变阻器（最大阻值 1kΩ，额定电流 0.3A） ② 上图为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你帮他完成其余部分的线路连 接。（用黑色水笔画线表示对应的导线） ③ 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大 而 （填“增大”、“不变”或“减小”） ④ 如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图所示，请结合图线算出此时小灯泡的电阻是 ___Ω（保留两位有效数字）。 ⑤ 根据实验得到的小灯泡伏安特性曲线，下列分析正确的是 A. 测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电压表内阻引起 B. 测得的小灯泡正常发光的功率偏小，主要是由于电流表内阻引起 C. 测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电压表内阻引起 D. 测得的小灯泡正常发光的功率偏大，主要是由于电流表内阻引起 【答案】① A ②如图；每条线 1 分（外接，分压） ③ 增大； ④ 12；⑤ C（每空 2 分） 【解析】 ① 电压从零变化，故控制电路用分压，在电流满足时，滑动变阻器阻值越小，与容易控制电 路，故选择 A； ②分压、外接电路图如下： ③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。由曲线可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。 ④由电压表可知此时电压为 2.30V，在伏安特性曲线中读出此时的电流，求出电阻为 12Ω左右。 ⑤测量电路为外接法，电压真实，而电流测量值偏大，故功率偏大，主要原因在于电压表的分 流。 9、【甘肃省嘉峪关市第一中学 2016 届高三第六次模拟考试理科综合】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)，正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负 温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小．某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻 Rx 的导电特性， A电流表 A1（满偏电流 l0mA，内阻 r1 =10Ω） B．电流表 A2（量程 0.6A，内阻 r2为 0.5Ω） C滑动变阻器 Ri（最大阻值 10Ω） D．渭动变阻器 R2（最大阻值 500Ω） E．定值电阻 R3（阻值 1490Ω） F．定值电阻 R4（阻值 140Ω） G．电源 E（电动势 15V，内阻忽略） H．开关与导线若干 (1)实验采用的电路图如图所示，则滑动变阻器选 ，定值电 阻 R 选 ．（填仪器前的 字 母序号） (2)该小组分别测出某个热敏电阻的 I1 - I2图像如图所示，请分析说 明该曲线对应的热敏电阻 是 __热敏电阻（选填“PTC”或“NTC”）． (3)若将此热敏电阻直接接到一电动势为 9V，内阻 10Ω的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值 为 Ω（结果保留三位有效数字） 【答案】(1) C E (2) PTC (3)35.0 (33.7-37.5 均可) 【解析】 【名师点睛】本题考查描绘元件的伏安特性曲线性质，要求能明确实验原理，知道数据处理的 方法，注意没有直接使用电压表，而是通过改装的方式获得电压。 10、【河南省豫南九校联盟 2016 届高三下学期第一次联考】某实验小组为了测定某一标准圆柱 形导体的电阻率，进行如下实验： ①首先用多用电表进行了电阻测量，主要实验步骤如下： A．把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上； B．把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的 零位上； C．把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大； D．换用“×100”的欧姆挡进行测量，随即记下欧姆数值； E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，将选择开关旋至 OFF，把多用电表放回原处上述实验中有二 处操作错误： 错误一：______________________________________________． 错误二：______________________________________________． ②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度 L 和直径 d 进行测量，结果如图所示，其 读数分别是 L＝________mm，d＝_________mm． ③为使实验更准确，又采用伏安法进行了电阻测量，右上图两个电路方案中，应选择图 ___________．用实验中读取电压表和电流表的示数 U、I 和②中读取的 L、d，计算电阻率的表 达式为ρ＝_________． 【答案】①换用“×1”的欧姆档 ，没有重新欧姆调零 ② 23.7mm，  2.795 2,792 ~ 2.796mm mm ③乙 ， LI Ud 4 2 【解析】 ①错误一：用“ 10 ”欧姆挡测电阻，指针偏转较大，说明电阻偏小，应该选用较小挡位，即 换用“ 1 ”的欧姆档，换用“ 100 ”的欧姆档是错误的； 错误二：欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零，实验过程中欧姆表换挡后没有进行欧姆调零，这 是错误的； 【名师点睛】应掌握欧姆表的使用方法和注意事项：①测量电阻前应将待测电阻与外电路断开； ②选档原则是使指针能指在中值电阻附件；③选档后应重新调零；④使用完毕后应将选择开关 注意“OFF”或交流电源最高档；解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标 卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数 加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，以及掌握欧姆定律和电阻定律，会分析误差 的来源。 11、【广东省肇庆市 2016 届高三毕业班第三次统一检测理科综合】（9 分）某实验小组设计了 如图（甲）的电路，其中 RT为热敏电阻，电压表量程为 3V，内阻 RV约 10kΩ，电流表量程为 0.5 A，内阻 RA=4.0Ω，R为电阻箱。 （1）该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验。闭合开关，调节电 阻箱，记录不同情况下电压表示数 U1、电流表示数 I和电阻箱的阻值 R，在 I-U 坐标系中，将 各组 U1、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图（乙）中曲线 所示。为了完成该实验，应将导线 c 端接在 （选填“a”或“b”）点。 （2）利用（1）中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压 U2，U2的计算式 为 。（用 U1、I、R和 RA表示） （3）实验小组利用（2）中的公式，计算出各组的 U2，将 U2和 I 的数据也描绘在 I-U 坐标系中， V A c a bRT RE r （甲） U/V I/A 0.2 0 0.4 4.0 6.0 0.1 0.3 0.5 1.0 计 时 器 3.0 5.02.0 7.0 （乙） 如图（乙）中直线所示。根据图像分析可知：电源的电动势 E= V，内电阻 r= Ω。 （4）实验中，当电阻箱的阻值调到 6Ω时，热敏电阻消耗的电功率 P= W。（计算 结果保留两位有效数字） 【答案】（1）a ；（2） )(12 ARRIUU  （3）6.0；5.0（4）0.53-0.62 均得分 【解析】 （4）等效电源内阻 r0=5.0+4.0+6.0=15Ω； 在 I-U 图象中作等效电源的外电路伏安特性曲线 U=6-15I，如图所示；与热敏电阻的伏安特性曲线的交点坐标（2.5，0.24）．所以热敏电阻的 电功率为 0.60W． 12、【天津市十二区县重点学校 2016 届高三下学期毕业班联考（二）】一位同学想测量一个有 清晰刻度，但没有示数、量程、内电阻未知的电流表A x ，为了测量电流表A x 的量程和内电阻， 可以使用的实验器材如下： A．电源(电动势约 4V，内电阻忽略不计) B．待测电流表A x (量程和内电阻未知) C．标准电流表 0A （量程 0.6A，内电阻未知） D．电阻箱(阻值范围 0～999.9Ω) E．滑动变阻器(阻值为 0～20Ω) F．滑动变阻器(阻值为 0～20kΩ) G．开关 S 和导线若干 该同学的实验操作过程为： ①将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器 0R 应选________(选填仪器前的字母序号)； ②将电阻箱 1R 的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片 P移至某一位置，闭合开关 S；接着调节 电阻箱，直至电流表A x 满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表 0A 的示数； R1 R0 Ax 0A S P ③移动滑片 P 至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱 1R 直至电流表A x 满偏，记录此时电 阻箱的阻值和标准电流表 0A 的示数； ④重复步骤③3～5 次； ⑤该同学记录了各组标准电流表 0A 的示数和电阻箱的阻值 1R 的数据，并作出 1 1I R  图线； ⑥根据图线可以求得电流表A x 的量程为 A，内电阻为________Ω。将电流表A x 与一个 阻值为________Ω的电阻串联就可以组成量程为 3V的电压表。 【答案】①E ②0.3；0.5；9.5 【解析】 【名师点睛】此题是测量电流表的内阻及电表的改装问题；解题时关键是搞清实验的基本原理； 根据题目所给的信息找到给定图线的函数关系，然后结合图线的截距及斜率的物理意义进行计 算；电流表改装成电压表要串联定值电阻. 13、【江西省南昌市第二中学、临川区第一中学等 2016 届高三 4 月份联考】.(9 分)用下列器 材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲 线. A.电压表 V1(量程 6V、内阻很大) B.电压表 V2(量程 3V、内阻很大) C.电流表 A(量程 3A、内阻很小) D.滑动变阻器 R(最大阻值 10Ω、额定电流 4A) E.小灯泡(2A、5W) F.电池组(电动势 E、内阻 r) G.开关一只,导线若干 实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减 小. (1)请将设计的实验电路图在虚线方框中补充完整 . I/A 0 2.01.0 0.3 0.6 (2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I1、 U2),标到 U－I 坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图所示,则电池组的电动势 E＝ ________V、内阻 r＝________Ω.(结果保留两位有效数字) (3)在 U－I坐标中两条图线在 P 点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω. 【答案】(1)如图所示；(2)4.5；1.0 (3)0 【解析】 （2）电源的 U-I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 E=5.5V，电源内阻 5.5 2.0 1.0 3.5 Ur I       V V ． （3）由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 UL=3.5V，此时电路电流 I=2.0A， 电源电动势 E=Ir+UL+IR 滑，即 5.5V=2.0A×1Ω+3.5V+2.0A×R 滑，则 R 滑=0Ω 【名师点睛】电源的 U-I 图象与纵轴的交点是电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻，求电 源内阻时要注意看清楚纵轴坐标起点数据是多少，否则容易出错。 14、【天水一中 2016 届高考第四次模拟】（6 分）在“测定圆柱形材料的电阻率”的实验中， （1）某同学用螺旋测微器测样品直径时，结果如右图 1 所示，则该样品的直径为 mm． （2）给样品通电，用量程为 3V 的电压表和量程为 0.6A 的电流表测样品两端的电压和通过样品 的电流时读数如右图 2 所示，则电流表的读数为 A． （3）用米尺测量样品的长度 L=0.810m．利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为 Ω•m（结果保留二位有效数字）． 【答案】（1）2.935；（2）0.52；（3）4.2×10-5Ω•m 【解析】 【名师点睛】测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计．测 量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、 外接法．控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法．在两种方法都能用的情况下，为 了减小能耗，选择限流式接法。 15、【青海省平安县第一高级中学 2016 届高三 4 月月考】用实验测一电池的内阻和一待测电阻 的阻值 xR 。已知电池的电动势约 6V 。某同学的实验过程如下： Ⅰ、设计如图（a）所示的电路图，选择合适的器材正确连接实验电路（两电表均为理想电表）。 Ⅱ、将 R 的阻值调到最大，闭合开关，逐渐调小 R 的阻值，由两表读出多组 U 和 I 的值，得到 如图（b）所示的U I 图线。 Ⅲ、断开开关，将 xR 改接在 B、C 之间，A与 B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤， 在图（b）的坐标中得到另一条U I 图线，图线与横轴 I 的截距为 0I ，与纵轴 U的截距为 0U ， 求： （1）电源内阻 r  ； （2）用 0I 、 0U 和表示待测电阻的关系式 xR  ； （3） xR 接在 B、C 之间与接在 A、B 之间比较，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一 位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 。（选填“相同”或“不同”） 【答案】（1） 25；（2） 0 3 0 3.5 10X U R r I      ；（3）相同 【解析】 （3）由于在调节滑动变阻器时，闭合电路中电阻不变，故电流表的变化范围相同。 【名师点睛】本题考查测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路结构，认清实验方法及 步骤；再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解。 16、【江西师大附中、鹰潭一中2016届高三下学第一次联考理科综合】现有一满偏电流为500μA， 内阻为 1.2×10 3 Ω的灵敏电流计○G，某同学想把它改装成中值电阻为 600Ω的欧姆表，实验室 提供如下器材： A、一节干电池（标准电动势为 1.5V） B、电阻箱 R1（最大阻值 99.99Ω） C、电阻箱 R2（最大阻值 999.9Ω） D、滑动变阻器 R3（0—100Ω） E、滑动变阻器 R4（0—1kΩ） F、导线若干及两个接线柱 （1）由于电流表的内阻较大，该同学先把电流计改装为量程为 0~2.5mA 的电流表，则电流计应 __ 联一个电阻箱(填“串”或“并”)，将其阻值调为___Ω。 （2）将改装后的电流表作为表头改装为欧姆表，请在方框内把改装后的电路图补画完整，并标 注所选电阻箱和滑动变阻器的符号（B~E）。 （3）用改装后的欧姆表测一待测电阻，读出电流计的示数为 200μA，则待测电阻阻值为 _______Ω。 【答案】 (1)并， 300 (2)如图 (3) 900 【解析】 （3）根据 1 2 1200 300   4g g RI I R  == ，得 1 4 gI I ，又 1 gI I I  ，得 5 gI I ，所以改装后，当电流表读数 为 200 A 时，表头两端电压 0.2 1.2 0.24g gUg I R mA k V    ， 5 1I Ig mA  ，所以有 1.5 0.24  1 0.36 x mA R    ，解得： 900xR  ： 【名师点睛】根据电表的改装原理可明确如何扩大电流表量程，根据中值电阻求出改装欧姆表 需要串联的电阻阻值，从而选择电阻箱和选择滑动变阻器，画出实验电路图，根据串并联电路 的特点求解。