2020届二轮复习专题六　实验第15课时电学实验课件（74张）

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第 15 课时 电学实验 专题六 　 实验 栏目索引 考点 1 　基本仪器的使用与读数 考点 2 　以测电阻为核心的实验 考点 3 　以测电动势为核心的实验 考点 4 　选修 3 － 1 、 3 － 2 实验 考点 5 　电学创新拓展实验 1. 游标卡尺读数 主尺读数 ( 化为毫米单位 ) ＋游标尺格子数 × 精确度 . 精确度： 10 分度为 0.1 mm,20 分度为 0.05 mm,50 分度为 mm. 2. 螺旋测微器读数 固定刻度毫米数 ( 注意有无半刻度 ) ＋可动刻度格子数 ( 一定要估读 ) × 0.01 mm. 注意：最后一位的 “ 0 ” 不要随意增减 . 考点 1 　基本仪器的使用与读数 0.02 量程 精确度 读数规则 电流表 0 ～ 3 A 0.1 A 与刻度尺一样，采用 估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可 电压表 0 ～ 3 V 0.1 V 电流表 0 ～ 0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位，采用 估读 电压表 0 ～ 15 V 0.5 V 估读位与最小刻度在同一位，采用 估读 3. 电流表和电压表 4. 多用电表 (1) 电流的流向 电流从多用电表的 “ ＋ ” 插孔 ( 表笔 ) 流入，从 “ － ” 插孔 ( 黑表笔 ) 流出，即 “ 红进、黑出 ”. (2) “ 机械零点 ” 与 “ 欧姆零点 ” “ 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，调整的是欧姆挡的调零旋钮 . (3) 欧姆表使用注意事项 ① 选挡接着调零； ② 换挡重新调零； ③ 待测电阻与电路、电源断开； 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 “ OFF ” 挡或 挡 . 红 交流电压最高 例 1 　 (2019· 湖北 “ 荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟 ” 期末 ) 某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图 1 所示 . 微安表 是欧姆表表头，其满偏电流 I g ＝ 500 μA ，内阻 R g ＝ 950 Ω. 电源电动势 E ＝ 1.5 V ，内阻 r ＝ 1 Ω. 电阻箱 R 1 和电阻箱 R 2 的阻值调节范围均为 0 ～ 9 999 Ω. (1) 图 1 中的 a 端应与 _____( 填 “ 红 ” 或 “ 黑 ” ) 表笔连接 . 图 1 解析　 根据多用电表的流向和偏转规律可知电流从红表笔进黑表笔出向右偏，则 a 端接红表笔 . 红 (2) 某同学将图中的 a 、 b 端短接，为使微安表 满偏，则应调节 R 1 ＝ ______ Ω ；然后在 a 、 b 端之间接入一电阻 R x 后发现微安表 半偏，则接入的电阻阻值为 R x ＝ ________ Ω. 2 049 3 000 可得 R x ＝ R g ＋ R 1 ＋ r ＝ 3 000 Ω. (3) 如图 2 甲所示，该同学将微安表 与电阻箱 R 2 并联，利用该电路图组装一个 “× 100 ” 倍率的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图乙所示，其中央刻度标 “ 15 ” ，则该同学应调节 R 2 ＝ _____ Ω ；用此欧姆表测量一个阻值约 2 000 Ω 的电阻，测量前应调节 R 1 ＝ ______ Ω. 图 2 950 1 024 表头和 R 2 并联改装为电流表， 由并联分流电压相等得 I g R g ＝ ( I － I g ) R 2 ， 解得 R 2 ＝ 950 Ω ； 改装后的欧姆表需要进行欧姆调零， 解析　 因欧姆表的中央刻度为 15 ，倍率为 “× 100 ” ， 则欧姆表的内阻 R Ω ＝ 15 × 100 Ω ＝ 1 500 Ω ， 变式训练 1.(2019· 贵州贵阳市一模 ) 如图 3 甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示 . 图 3 1.20 (1) 某次用 0 ～ 3 A 量程测量时，示数如图丙所示，其读数为 ______ A. 解析　 电流表量程为 0 ～ 3 A ，由题图丙所示表盘可知，其分度值为 0.1 A ，示数为 1.20 A. (2) 该电流表 0 ～ 0.6 A 量程对应的内阻约为 ______ Ω( 结果保留两位有效数字 ) ； 0.50 解析　 由题图乙电路图可知，电流表量程为 0 ～ 0.6 A 时， 代入数据可得： R ≈ 0.50 Ω. (3) 若电阻 R 1 断路，则电流表允许通过的最大电流约为 _____ mA( 结果保留两位有效数字 ). 5.0 解析　 由题图乙电路图可知，电流表量程为 0 ～ 3 A 时， 解得： I g ≈ 0.0 050 A ＝ 5.0 mA. 2.(2019· 贵州部分重点中学教学质量评测卷 ( 四 ))(1) 如图 4 甲所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中 G 为灵敏电流计 . 选择开关 S 与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是 _____. A. A 为黑表笔， B 为红表笔 B. 将选择开关 S 与 3 连接，就构成了欧姆表 C. 将选择开关 S 与 1 、 2 连接，就构成了电流 表，且与 1 接点相连时量程较大 D. 将选择开关 S 与 4 、 5 连接，就构成了电压 表，且与 4 接点相连时量程较大 图 4 BC 解析　 在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关 S 与 3 连接，就构成了欧姆表，由此可判断 A 为红表笔， B 为黑表笔，故 A 错误， B 正确 . 将选择开关 S 与 1 、 2 连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，所以与 1 接点相连时量程较大，故 C 正确 . 将选择开关 S 与 4 、 5 连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与 5 接点相连时量程较大，故 D 错误 . (2) 某同学选择欧姆挡 “× 1 k ” 倍率测量电阻 R 1 、 R 2 的阻值时，指针分别处于 a 、 b 两位置，其中 a 位置在表盘正中央 ( 如图乙所示 ) ，指针在 b 位置时的偏转角度恰好为在 a 时的一半，则电阻 R 1 ＝ ________ ， R 2 ＝ _______. 15.0 kΩ 45 kΩ 解析　 指针指向 a 位置表盘正中央时，即指向了欧姆表的中值电阻 R 中 ， 也就是欧姆表本身的内阻， R 内 ＝ R 中 ＝ 15.0 kΩ ， E ＝ I g R 内 ； 1. 电阻测量的基本方法 (1) 伏安法：有电压表、电流表且电表量程恰当时选择 “ 伏安法 ”. (2) 安安法：电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作 使用，即选择 “ 安安法 ”. (3) 伏伏法：电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作 使用，即选择 “ 伏伏法 ”. (4) 伏安加 R 法：在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，需加保护电阻， “ 伏安加 R 法 ” 又叫做 “ 加保护电阻法 ”. 注意：电表的 “ 三用 ” ：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即 “ 一表三用 ”. 考点 2 　以测电阻为核心的实验 电压表 电流表 2. 电表的替代与改装 在没有电压表或电压表不能用、没有电流表或电流表不能用时，要用到电表的替代与改装 . (1) 内阻已知的电压表相当于小量程的电流表； (2) 内阻已知的电流表相当于小量程的电压表； (3) 灵敏电流计串大电阻改装成电压表； (4) 灵敏电流计并小电阻改装成电流表； (5) 电阻箱与电流表串联相当于电压表； (6) 电阻箱与电压表并联相当于电流表； (7) 内阻较小的电源串联定值电阻相当于内阻较大的电源 . 3. 电表内阻测量最常用的方法 —— 半偏法 (1) 用半偏法测电流表内阻，如图 5 所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联， R 测 < R 真 . 图 5 (2) 若测电压表内阻，如图 6 所示，电阻箱应和电压表串联，然后与小电阻滑动变阻器并联，且 R 测 > R 真 . 图 6 4. 等效替代法 (1) 电流等效替代 ( 如图 7) 图 7 (2) 电压等效替代 ( 如图 8) 图 8 5. 独特的测量方法 —— 电桥法测电阻 在电阻的测量方法中，有一种很独特的测量方法，那就是电桥法 . 其测量电路如图 9 所示，实验中调节电阻箱 R 3 ，当 A 、 B 两点的电势相等时， R 1 和 R 3 两端的电压相等，设为 U 1 ，同时 R 2 和 R x 两端的电压也相等，设为 U 2 . 图 9 ＝ R 2 R 3 ，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻 R x 的阻值 . 例 2 　 (2019· 广东揭阳市第一次模拟 ) 如图 10 甲所示，测量电阻丝的电阻率 ρ ，电阻丝的电阻约为 20 Ω. 先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱 a 和 b 上，在电阻丝上夹上一个与接线柱 c 相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点 P 的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度 . 除电池组 E ( 电动势为 3.0 V ，内阻约 1 Ω) 、电阻箱 R (0 ～ 999.9 Ω) 、开关、导线若干，可供选择的器材还有： 电流表 A 1 ( 量程 0 ～ 100 mA ，内阻约 5 Ω) ； 电流表 A 2 ( 量程 0 ～ 0.6 A ，内阻约 0.2 Ω). 图 10 (1) 实验操作步骤如下： A. 用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B. 根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C. 调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关； D. 将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L ； E. 断开开关，改变 ______________________ 的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏 . 重复多次，记录每一次的 R 和 L 数据 . F. 断开开关 . 金属夹与电阻丝接触点 解析　 断开开关，改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏； (2) 如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为 d ＝ ________ mm ； 0.730 解析　 螺旋测微器的读数为： 0.5 mm ＋ 23.0 × 0.01 mm ＝ 0.730 mm ； (3) 电流表应选择 ____( 选填 “ A 1 ” 或 “ A 2 ” ) ； A 1 为了减小电流表读数误差，所以电流表应选 A 1 ； (4) 用记录的多组 R 和 L 的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为 R 0 和 L 0 ，再结合测出的电阻丝直径 d ，写出电阻丝的电阻率 表达式 ρ ＝ _______( 用给定的字母表示 ). (5) 电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果 ____( 选填 “ 有 ” 或 “ 无 ” ) 影响 . 无 解析　 由 (4) 分析可知，电流表的内阻对实验的测量结果无影响 . 3.(2019· 四川广元市第二次适应性统考 ) 同学们在测量某电阻丝的电阻 R x 的实验中，所用电流表的内阻与 R x 相当，电压表可视为理想电压表 . 变式训练 图 11 (1) 若使用图 11 甲所示电路图进行实验，为了使 R x 的测量值更接近真实值，电压表的 a 端应连接到电路的 ___ 点 ( 填 “ b ” 或 “ c ” ). 实验测得电阻丝的 U － I 图象如图乙所示，根据图象测得 R x ＝ _____ Ω( 保留两位有效数字 ). c 4.0 解析　 电流表的内阻与 R x 相当，为了使 R x 的测量值更接近真实值，应采用电流表的外接法，所以电压表的 a 端应连接到电路的 c 点 . (2) 实验中，随着电源电压进一步增加，电阻丝逐渐进入炽热状态，同学们发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会发生变化 . 在控制电阻丝两端的电压为 10 V 的条件下，得到电阻丝的电阻 R x 随风速 v ( 用风速计测量 ) 的变化关系如图丙所示 . 由图可知当风速增加时， R x 会 _____( 填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” ). 当电源电压不变，在风速增加的过程中，为保持电阻丝两端电压为 10 V ，需要将滑动变阻器 R W 的滑片向 ___( 填 “ M ” 或 “ N ” ) 端调节 . 实验中为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图丁所示的电路 . 其中 R 为两只阻值相同的电阻， R x 为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响， V 为待接入的理想电压表 . 如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的 “ ＋ ” 端和 “ － ” 端应分别连接到电路中的 b 点和 ___ 点 ( 填 “ a ”“ c ” 或 “ d ” ). 减小 M d 解析　 由题图丙可知当风速增加时， R x 会减小 . R x 减小，并联部分电阻减小，并联部分分得电压减小，要让其分得电压不变，滑动变阻器的滑片应向 M 端移动，维持电路其他部分电阻与并联部分电阻之比不变 . 风速从零开始增加，置于气流中的电阻 R x 会减小，其他电阻不变，要使电压表示数从零开始增加，电压表的正负接线柱只能接在 b 、 d 两点，因其他各点间的电势差不可能为零 . 4.(2019· 山东德州市上学期期末 ) 某同学想要较为精确地测量一只电流表 G 1 ( 量程为 4 mA 、 内阻约为 100 Ω) 的内阻 . 实验室中可供选择的器材有： 电流表 G 2 ：量程为 5 mA ，内阻约为 50 Ω ； 电压表 V ：量程为 4 V ，内阻约为 4 000 Ω ； 定值电阻 R 1 ：阻值 R 1 ＝ 5 Ω ； 定值电阻 R 2 ：阻值 R 2 ＝ 60 Ω ； 滑动变阻器 R 3 ：最大电阻为 15 Ω ，额定电流为 1 A ； 直流电源：电动势为 1.5 V ，内阻为 0.5 Ω ； 开关，导线若干 . 图 12 (1) 该同学选用其中的部分器材设计了如图 12 甲所示的电路进行测量，你认为该设计方案不合理的地方是 _________________. 电压表量程太大 解析　 待测电流表量程为 4 mA ，内阻约为 100 Ω ； 可知最大电压约为 0.4 V ，可知电压表量程太大； (2) 请用电流表 G 1 、 G 2 和某一定值电阻重新设计实验，并在图乙的方框中将正确的电路图补充完整 ( 图中注明所选器材符号 ) 答案　 见解析图 解析　 设计电路如图： (3) 按照图乙电路进行实验，测得电流表 G 1 的示数为 I 1 ，电流表 G 2 的示数为 I 2 ，则电 流表 G 1 内阻的表达式为 R G1 ＝ __________. (4) 根据测量数据，作出的 I 1 － I 2 图象如图丙所示，则电流表 G 1 的内阻为 ____ Ω .( 结果保留两位有效数字 ) 90 可得 R G1 ＝ (2.5 － 1) × 60 Ω ＝ 90 Ω. 测量电源电动势和内阻的三个常用方案 考点 3 　以测电动势为核心的实验 方案 伏安法 伏阻法 安阻法 原理 E ＝ U ＋ Ir   E ＝ IR ＋ Ir 电路图       关系式 U ＝ E － Ir     图象   纵轴截距： E 斜率的绝对值： r   纵轴截距： 斜率：   纵轴截距： 斜率： 误差分析 E 测 < E 真 r 测 < r 真 E 测 ＝ E 真 r 测 > r 真 E 测 < E 真 r 测 < r 真 E 测 ＝ E 真 r 测 > r 真 任何一种实验方法都要紧扣闭合电路欧姆定律 E ＝ U ＋ Ir . 注意 U 、 I 是如何测量或得出的，明确变量与恒量，找到函数关系，化曲为直，获得直线方程 . 在高考电学设计性实验中，常以定值电阻的合理使用为背景来命题 . 求解这类问题的关键是必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用，一般来说，定值电阻有三种作用： 例 3 　 (2019· 北京市东城区上学期期末 ) 某实验小组利用如图 13 甲所示的电路做 ” 测量电池的电动势和内电阻 ” 的实验 . (1) 请你根据电路图，在图丙所示的实物图上连线 . 图 13 答案　 见解析图 解析　 根据电路图连接实物图，如图所示： (2) 该小组利用测量出来的几组电压和电流值画出了 U － I 图线如图乙 . 根据图线求出 电源的电动势 E ＝ _____ ，电源的内电阻 r ＝ ________. U 2 (3) 另一实验小组也做了 “ 测量电池的电动势和内电阻 ” 的实验，他们在实验室里找到了以下器材： A. 一节待测的干电池 B. 电流表 A 1 ( 满偏电流 3 mA ，内阻 R A1 ＝ 10 Ω) C. 电流表 A 2 (0 ～ 0.6 A ，内阻 R A2 约为 0.1 Ω) D. 滑动变阻器 R 1 (0 ～ 20 Ω ， 10 A) E. 定值电阻 R 0 (1 190 Ω) F. 开关和导线若干 某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但提供了两块电流表，于是他设计了如图 14(a) 所示的电路，并进行实验 . 该同学测出几组电流表 A 1 、 A 2 的数据 I 1 、 I 2 ，利用测出的数据画出 I 1 － I 2 图象，则由图象可得被测干电池的电动势 E ＝ ____ V ，内电阻 r ＝ ______ Ω.( 结果均保留两位有效数字 ) 图 14 1.5 0.60 解析　 由题图 (b) 可知，图象与纵轴的交点为： I 1 ＝ 1.25 mA ，与横轴的交点为： I 2 ＝ 0.5 A ， 电源电动势为： E ＝ I 1 ( R A1 ＋ r ＋ R 0 ) ＝ 1.25 × 10 － 3 × (10 ＋ 0.6 ＋ 1 190) V ≈ 1.5 V. 5.(2019· 江苏泰州市上学期期末 ) 如图 15 所示，某同学准备测量一电池的电动势和内阻 . (1) 先用多用电表 “ 直流 2.5 V 挡 ” 粗测该电池电动势，读数为 _____ V. 图 15 1.55 变式训练 解析　 用多用电表 “ 直流 2.5 V 挡 ” 粗测该电池电动势，最小刻度为 0.05 V ， 则读数为 1.55 V. (2) 为较精确测量电池电动势和内阻，设计了图 16 甲所示的电路 . 其中定值电阻 R 约为 3 Ω ， 标有长度刻度的电阻丝 ac ，每单位长度电阻为 R 0 ，电流表内阻不计 . 根据图甲完成图乙中实物连线 . 图 16 答案　 见解析图 解析　 实物连线如图； (3) 闭合开关 S ，滑动触点 P ，记录 aP 的长度 L 和相应电流表的示数 I ，测得几组 L 、 I 值 . 以 为纵坐标， L 为横坐标，作出如图 17 所示的 － L 图象，已知图象斜率为 k ，图象与 纵轴截距为 b ，由此可求得电池电动势 E ＝ _____ ，内阻 r ＝ ________.( 用题中字母 k 、 b 、 R 、 R 0 表示 ) 图 17 解析　 由闭合电路欧姆定律： E ＝ I ( r ＋ R ＋ LR 0 ) 例 4 　 (2019· 浙江教育绿色评价联盟 4 月模拟 ) 在 “ 探究感应电流的产生条件 ” 的实验中，实物连线后如图 18 甲所示 . 感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图乙粗线所示 . 考点 4 　选修 3 － 1 、 3 － 2 实验 图 18 (1) 接通电源，闭合开关， G 表指针会有大的偏转，几秒后 G 表指针停在中间不动 . 将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时， G 表指针 ________( “ 不动 ”“ 右偏 ”“ 左偏 ” 或 “ 不停振动 ” ) ；迅速抽出铁芯时， G 表指针 ________( “ 不动 ”“ 右偏 ”“ 左偏 ” 或 “ 不停振动 ” ). 左偏 右偏 解析　 将滑动变阻器的触头向右滑动时，电路中电阻减小，从 B 端流入的电流增大，磁场增强，根据题图和楞次定律，电流应从 A 端流入线圈， G 表指针左偏；迅速抽出铁芯时，磁场变弱， G 表指针偏转应与之前相反，右偏 . (2) 断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变 . 接通电源，闭合开关， G 表指针 __________( “ 不动 ”“ 右偏 ”“ 左偏 ” 或 “ 不停振动 ” ). 不停振动 解析　 改为交流输出后，磁场在不停发生变化，根据楞次定律，感应磁场也在不停变化，外线圈产生不停变化的电流， G 表指针不停振动 . (3) 仅用一根导线，如何判断 G 表内部线圈是否断了？ ______________________. 答案　 见解析 解析　 晃动 G 表，观察指针偏转程度；用导线将正负极短接，晃动 G 表，观察指针偏转程度，若两次偏转程度相同，短接以后偏转程度没有减小，则内部线圈已经断了 . 6.(2019· 浙江台州市 3 月一模 ) 在 “ 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ” 实验中，已有下图所示器材及开关和导线若干 . 变式训练 (1) 上述仪器中不需要的是 _____( 填字母 ) ，还需要的是 ________________________( 填名称 ). BC 学生电源 ( 或低压交流电源 ) (2) 用匝数 n a ＝ 100 和 n b ＝ 200 的变压器，当副线圈处于空载状态 ( 没有接负载 ) 时测量原、副线圈的电压，实验测量数据如下表： 根据测量数据可判断原线圈是 ____( 填 “ n a ” 或 “ n b ” ). (3) 保持原线圈匝数和交流电压均不变，给副线圈接上小灯泡，实验发现，随着副线圈的匝数增加，小灯泡得到的电压反而减小，亮度减弱，可能的原因是 ___________________________________________________________. U 1 /V 1.80 2.80 3.80 4.90 U 2 /V 4.00 6.01 8.02 9.98 n b 副线圈匝数越多，线圈电阻越大，线圈内电压越大，输出电压越小 7. 如图 19 所示，甲图为研究电容器充、放电实验的电路图，乙图为用传感器在计算机上观察到的该电容器放电的 I － t 图象，则   A. 充电后电容器上极板带负电 B. 充电完毕后电容器两极板间电压小于电源电动势 C. 放电过程中流过电阻 R 的电流方向由 a 到 b D. 乙图图线与坐标轴围成的面积大小表示通过电阻 R 的电荷量 图 19 √ 解析　 电容器充电时上极板与电源正极相连接，带正电，故 A 错误； 充电完毕后电容器两极板间电压等于电源电动势，故 B 错误； 放电过程中上极板相当于电源正极，流过电阻 R 的电流方向由 b 到 a ，故 C 错误； 根据 q ＝ It 知题图乙图线与坐标轴围成的面积大小表示通过电阻 R 的电荷量，故 D 正确 . 高考试题中出现的电学创新实验，大都是在教材常规实验的基础上，进行重组、包装、拓展、创新，它们源于教材，但高于教材，解决这类创新实验时，应注意以下三点： (1) 无论哪个电学实验，不管怎么创新都离不开电路，离不开实验仪器的选取，电流表内、外接法的判断，滑动变阻器的分压电路与限流电路的分析 . (2) 在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等 . (3) 对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其 “ 自报电流 ” 或 “ 自报电压 ” 的功能 . 因此，在测电压表内阻时，无须再并联电压表；测电流表内阻时，无须再串联电流表 . 考点 5 　电学创新拓展实验 图 20 例 6 　 (2019· 全国卷 Ⅰ ·23) 某同学要将一量程为 250 μA 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 Ω ，经计算后将一阻值为 R 的电阻与微安表连接，进行改装 . 然后利用一标准毫安表，根据图 20(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 . 答案　 连线如图所示 解析　 量程为 250 μA 的微安表改装成量程为 20 mA 的电流表，量程扩大了 80 倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图 (a) 的原理图连线 . 图 21 (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 21 所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是 ____.( 填正确答案标号 ) A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA C 解析　 当标准毫安表示数为 16.0 mA 时，对应的微安表读数为 160 μA ，说明量程扩大了 100 倍，因此所改装的电表量程是 25 mA ，选项 C 正确 . (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 1 200 Ω B. 微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 Ω C. R 值计算错误，接入的电阻偏小 D. R 值计算错误，接入的电阻偏大 出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于 1 200 Ω ，或者并联的电阻 R 计算错误，接入的电阻偏小，选项 A 、 C 正确 . AC (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 ＝ ______. 解析　 设微安表的满偏电压为 U ，则对并联的电阻 R 有 U ＝ (25 － 0.25) × 10 － 3 R U ＝ (20 － 0.25) × 10 － 3 kR 变式训练 8.(2019· 吉林长春市质量监测 ) 现要较准确地测量量程为 0 ～ 3 V 、内阻大约为 3 kΩ 的电压表 V 1 的内阻 R V ，实验室提供的器材如下： 电流表 A 1 ( 量程 0 ～ 0.6 A ，内阻约 0.1 Ω) 电流表 A 2 ( 量程 0 ～ 1 mA ，内阻约 100 Ω) 电压表 V 2 ( 量程 0 ～ 15 V ，内阻约 15 kΩ) ； 定值电阻 R 1 ( 阻值 200 Ω) ； 定值电阻 R 2 ( 阻值 2 kΩ) ； 滑动变阻器 R 3 ( 最大阻值 100 Ω ，最大电流 1.5 A) 电源 E 1 ( 电动势 6 V ，内阻约 0.5 Ω) 电源 E 2 ( 电动势 3 V ，内阻约 0.5 Ω) ； 开关 S ，导线若干 (1) 选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了如图 22 甲、乙所示的两个电路 . 图 2 2 在图甲的电路中，电源选择 E 1 ，则定值电阻 R 应该选择 ____ ；在图乙的电路中，电源选择 E 2 ，电流表应该选择 _____.( 填写对应器材的符号 ) R 2 A 2 解析　 在题图甲的电路中，由于电源电动势为 6 V ，定值电阻 R 起到串联分压的作用，应该选择阻值为 2 kΩ 的定值电阻 R 2 ；由题意可知电压表的最大电流为 1 mA ，所以电流表应选择量程 0 ～ 1 mA 的 A 2 . (2) 根据图甲电路，多次测量得到多组电压表 V 1 和 V 2 的读数 U 1 、 U 2 ，用描点法得到 U 1 － U 2 图象，若图象的斜率为 k 1 ，定值电阻的阻值为 R ，则电压表 V 1 的内阻 R V ＝ ________ ；根据图乙电路，多次测量得到多组电压表 V 1 和电流表 A 的读数 U 1 ′ 、 I ，用描点法得到 U 1 ′ － I 图象，若图象的斜率为 k 2 ，则电压表 V 1 的内阻 R V ′ ＝ ____.( 用题中所给字母表示 ) k 2 解析　 在题图甲的电路中，定值电阻 R 两端的电压为 U 2 － U 1 ， 在题图乙中根据欧姆定律可得： U 1 ′ ＝ IR V ′ ，即 R V ′ ＝ k 2 . (3) 从实验测量精度的角度分析，用图 ____ 电路较好，原因是 ____________________ __________. 乙 图甲中 V 2 读数的相对 误差较大 解析　 两个电路都没有由仪器引起的系统误差，但用甲图测量时，电压表 V 2 的电压变化范围约为 0 ～ 5 V ，用量程为 15 V 的电压表 V 2 读数，相对误差较大，所以用乙图较好 .