1、 电学实验1 【 2017天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表 A1 的内阻 r1=1.0 k，电阻 R1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现 、 和 三条导线中，混进了一条内部断开的导线。abc为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、 间b电压，读数不为零，再测量、 间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2 的多组 I1、I 2 数据
2、，作出图象如右图。由 I1I2 图象得到电池的电动势 E=_V，内阻 r=_。【答案】 1.41（1.361.44 均可） 0.5（ 0.40.6 均可）ab【考点定位】实验用伏安法测干电池的电动势和内阻【名师点睛】由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。2 【 2017新课标卷】 （10 分）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L（额定电压 3.8 V，额定电流0.32 A） ；电压表 V（量程 3 V，内阻 3 k） ；电流表 （量程 0.5 A，内阻 0.5 ） ；固定电阻 R0（阻值 1 000 ） ；滑动变阻器
3、 R（阻值 09.0 ） ；电源 E（电动势 5 V，内阻不计） ；开关 S；导线若干。（1 ）实验要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2 ）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（填“增大”“不变” 或“减小” ） ，灯丝的电阻率_（填“增大”“ 不变”或“减小”） 。（3 ）用另一电源 E0（电动势 4 V，内阻 1.00 ）和题给器材连接成图（ b）所示的电路，调节滑动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关 S，在 R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。
4、（结果均保留 2 位小数）【答案】 （1）如图所示 （ 2）增大 增大 （3）0.39 1.17【解析】 （1）要求能够实现在 03.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；（2 ）由 IU 图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律 知，电阻率增大；lRS（3 ）当滑动变阻器的阻值为 9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（ r+R）得 U=10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为 U=1.75 V，I=225 mA，P 1=UI=0.39 W；整理得： ，当直线的
5、斜率最大时，与1EIURr灯泡的 IU 曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值 R=0 时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为 U=3.67 V，I =0.32 A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。【考点定位】研究小灯泡的伏安特性曲线【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻外接法，电压从 0 开始测量分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。3 【 2017新课标卷】 （9 分）某同学
6、利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 A，内阻大约为 2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1、R 2（其中一个阻值为 20 ，另一个阻值为 2 000 ） ；电阻箱 Rz（最大阻值为 99 999.9 ） ；电源 E（电动势约为 1.5 V） ；单刀开关 S1 和 S2。C 、D 分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：R 1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。为了保护微安表，开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“ 右”）对应的位置；将 R2的滑片 D 置于中间位置
7、附近。将电阻箱 Rz 的阻值置于 2 500.0 ，接通 S1。将 R1 的滑片置于适当位置，再反复调节 R2的滑片 D 的位置。最终使得接通 S2 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S2 接通前 B 与D 所在位置的电势 （填 “相等”或“不相等”） 。将电阻箱 Rz 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 Rz 的阻值置于 2 601.0 时，在接通 S2 前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 （结果保留到个位）。（3 ）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。【答案】 （1）连线见解析 （ 2）20 左 相等 2 550 （3）调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近
8、满量程【解析】 （1）实物连线如图：（2 ） 滑动变阻器 R1 要接成分压电路，则要选择阻值较小的 20 的滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将 R1 的滑片 C 滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；将电阻箱 Rz 的阻值置于 2 500.0 ，接通 S1；将 R1 的滑片置于适当位置，再反复调节 R2的滑片 D 的位置；最终使得接通 S2 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S2 接通前后在BD 中无电流流过，可知 B 与 D 所在位置的电势相等；设滑片 P 两侧电阻分别为 R21 和 R22，因 B 与 D 所在位置的电势相等，可知；同理当 Rz 和微安表对调后，仍有： ；联立两
9、式解得：z12AR z21AR。z125061250AZ（3 ）为了提高测量精度，调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近满量程。【考点定位】电阻的测量【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路” ，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。4 【 2017新课标卷】（ 9 分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池；R 1、R 2、R 3、R 4 和 R5 是固定电阻，R 6 是可变电阻；表头 GA的满偏电流为250 A，内阻为 480 。虚线方框内为换挡开关，A
10、端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆100 挡。（1 ）图（a ）中的 A 端与_（填“红”或“黑” ）色表笔相连接。（2 ）关于 R6 的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。A在使用多用电表之前，调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻 “0”位置C使用电流挡时，调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3 ）根据题给条件可得 R1+R2=_，R 4=_。（4 ）某次测量时该多用
11、电表指针位置如图（b）所示。若此时 B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时 B 端是与“3” 相连的，则读数为_；若此时 B 端是与“5”相连的，则读数为_。（结果均保留 3 位有效数字）【答案】（1）黑 （2）B （3）160 880 （4）1.47 mA（或 1.48 mA） 1 100 2.95V【考点定位】多用电表的使用、电表的改装【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。5 【 2017江苏卷】（10 分）某同学通过实验制
12、作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图 111 图所示，继电器与热敏电阻 Rt、滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约为 20 ，热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下表所示（1 ）提供的实验器材有：电源 E1（3 V，内阻不计）、电源 E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器 R1（0200 ）、滑动变阻器 R2（0500 ）、热敏电阻 Rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关 S、导线若干为使该装置实现对 3080 之间任一温度的控制，电源 E 应选用 （选填“ E1”或“E 2”），滑动变阻器
13、 R 应选用 （选填 “R1”或“R 2”）（2 ）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图 112 图所示的选择开关旋至 （选填“A”、 “B”、“ C”或“D”）（3 ）合上开关 S，用调节好的多用电表进行排查，在题 111 图中，若只有 b、c 间断路，则应发现表笔接入 a、 b 时指针 （选填“偏转” 或“不偏转”），接入 a、 c 时指针 （选填“偏转” 或 “不偏转”）（4 ）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除
14、合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至 108.1 【答案】（1）E 2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4 ）【解析】（1）由表格数据知，当温度为 30 时，热敏电阻阻值为 199.5 ，继电器的阻值 R0=20 ，当电流为 15 mA 时，E =I（R t+R0）=3.3 V，所以电源选 E2，80 时，热敏电阻阻值 Rt=49.1 ，则E2=I（R t+R0+R），此时变阻器阻值 R=330.9 ，所以变阻器选择 R2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡 C 处；（3）若只有 b、c 间断路，表笔接入 a、 b 时，整个回路断路，电
15、表指针不偏转，接入 a、 c 时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 时，热敏电阻阻值为 108.1 ，所以应将电阻箱阻值调至 108.1 ，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为【考点定位】多用电表的使用 闭合电路的欧姆定律 传感器【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器明确实验的目的是实现对 3080 之间任一温度的控制，其中 3080 就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值23(11 分) 2010全国 I 卷 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻 RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将 R
16、T 和两个适当的固定电阻R1、R 2 连成图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL 的阻值随 RT 所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下 RL 的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大。R L 的测量结果如表所示。温度 t() 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL 阻值() 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7回答下列问题：(1) 根据图所示的电路，在实物图上连线。(2) 为了检验 RL 与 t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作 RL-t 关系图线。
17、(3) 在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图 3、4 所示。电流表的读数为 ，电压表的读数为 。此时等效电阻 RL 的阻值为 ，热敏电阻所处环境的温度约为 。解：(1)如图： (2)如图： (3)115.0mA，5.00V ，43.5，64.0。解析：由部分电路欧姆定律得：R 43.5，对照图找出相应的温度为 64.0。UI 5.0V0.115A考点：电阻率与温度的关系、传感器 。22(5 分)2011 全国 I 卷 为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A 0 是标准电流表，R 0 和 RN 分别是滑动变阻器和电阻箱， S 和 S1 分别是单刀双掷开关和
18、单刀开关，E 是电池。完成下列实验步骤中的填空：(1) 将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节 ，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时 的读数 I；(2) 然后将 S 拨向接点 2，调节 ，使 ，记下此时 RN 的读数；(3) 多次重复上述过程，计算 RN 读数的 ，此即为待测微安表头内阻的测量值。解：(1)R 0；A 0；(2)R N；A 0 的读数仍为 I；(3) 平均值点评：测量微安表头的内阻、替代法 。23(10 分)2012 全国 I 卷 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分
19、器材已在图中给出，其中 D 为位于纸面内的 U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱； 为电流表；S 为开关。此外 A还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。(1) 在图中画线连接成实验电路图。(2) 完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线。保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1。闭合开关 S，调节 R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D ；然后读出 ，并用天平称出 。用米尺测量 。(3) 用测得的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B 。(4) 判定磁感应强度方向的方法是：
20、若 ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。解：(1)连线如图所示 (2)重新处于平衡状态；电流表的示数 I；此时细沙的质量m2；D 的底边长度 l (3) (4)m2m 1|m2 m1|gIl23(8 分)2013 全国 I 卷 某学生实验小组利用图(a) 所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程 5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值 5k导线若干。回答下列问题：(1) 将多用电表挡位调到电阻“lk”挡，再将红表笔和黑表笔 ，调零点。(2) 图(a)中多用电表的红表笔和 （填“1”或“2”）端相连，
21、黑表笔连接另一端。(3) 将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b) 所示，这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 k 和 V。(4) 调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为 12.0k 和 4.00V。从测量数据可知，电压表的内阻为 k。(5) 多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 V，电阻“lk” 挡内部电路的总电阻为 k。解：(1)短接；(2)1；(3)15.0 ，3.60；(4)12.0
22、 ；(5)9.00，15.0。解析：(1)欧姆表测电阻时，先选档；然后进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指到欧姆表刻度的零位置；再测量、读数。(2)电流流过多用电表原则：“红进黑出” 。(3)多用电表欧姆档的测量值等于表盘上读数乘以倍率，电阻“1k” 读第一排，读数为15.01k15.0k；直流电压 5V，最小分度为 0.1V，估读到分度值下一位，读数为3.60V。 (4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，多用电表的读数即为电压表的内阻。(5)由第(3)步：E r 15103，即：E r4.5。3.612103 3.612103 3.612103由第(4)步：
23、E r4。解得：E9.00V ，r15.0 k。41210323(9 分) 2014全国 I 卷 利用如图（a）所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱 R（最大阻值 999.9） ，电阻 R0（阻值为 3.0） ，电阻R1（阻值为 3.0） ，电流表 （量程为 200mA，内阻为 RA6.0） ，开关 S。 A实验步骤如下： 将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S； 多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的阻值 R； 以 为纵坐标，R 为横坐标，作 R 图线（用直线拟合）1I 1I 求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b。回答下列问题：(1) 分别用
24、E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 与 R 的关系式为 1I。(2) 实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 R3.0 时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。答： ， 。(3) 在答题卡图(c)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 k A-1-1，截距 b A-1。(4) 根据图线求得电源电动势 E V，内阻 r 。解：(1) R ；(2)如图，0.110，9.09；(3)1 ，6.0；(4)3 ，1.01I 3E 15 3rER/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0I/A 0.143 0.125 0.100 0.091 0.084 0.07
25、7I1 /A1 6.99 8.00 10.0 11.0 11.9 13.0解析：k 1， 1， 6。13 67 3E 15 3rE23(9 分) 2015全国 I 卷 图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。(1) 已知毫安表表头的内阻为 100，满偏电流为 lmA；R 1 和 R2 为阻值固定的电阻。若使用 a 和 b 两个接线柱，电表量程为 3mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可以求出 R1 ，R 2 。(2) 现用一量程为 3mA、内阻为 l50 的标准电流表 对改装电表的 3 mA 挡进行校准， A校准时需选取
26、的刻度为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为 1.5V，内阻忽略不计；定值电阻 R0 有两种规格，阻值分别为 300 和 1000；滑动变阻器 R 有两种规格，最大阻值分别为 750 和 3000。则 R0 应选用阻值为 的电阻，R 应选用最大阻值为 的滑动变阻器。(3) 若电阻 R1 和 R2 中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b) 的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的 R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的 d 点应和接线柱 (填“b”或“c”)相连。判断依据是： 。解：(1)15，35；(2)300 ，3000；(
27、3)c ，毫安表有示数，则 R1 断路，无示数，则 R2 断路。解析：(1)连 ab：R 1、R 2 与毫安表 RmA 中电流之比为 2:1，R 1R 2 RmA，R 1R 250，连12bc：R 1 与 R2、R mA 中电流之比为 9:1，R 1 ( R2R mA)，9R 1R 2100，解得：19R115，R 235。(2)校准刻度 0.5mA 到 3mA，所以总电阻最小值为： 500 ，总电阻最大值为：1.5V0.003A3000。若定值电阻选择 1000，无法校准 3mA 刻度，所以定值电阻选择1.5V0.0005A500；若滑动变阻器选择 750，则总电阻达不到 3000，就无法校
28、准 0.5 毫安刻度，故选3000。(3)只有一个电阻断路（损坏） ，则“d”与“c”相连，若毫安表无示数，则说明 R2 断路，若毫安表有示数，则说明 R1 断路。23(10 分)2016 全国 I 卷 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60C 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过 Ic 时就会报警） ，电阻箱（最大阻值为 999.9） ，直流电源（输出电压为 U，内阻不计） ，滑动变阻器 R1（最大阻值为 1000） ，滑动变阻器 R2（最大阻值为2000） ，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知 U
29、约为 18V，I c 约为 10mA；流过报警器的电流超过 20mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在 60C时阻值为 650.0。(1) 完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2) 电路中应选用滑动变阻器 （填“R 1”或 “R2”） 。 (3) 按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为 ；滑动变阻器的滑片应置于 （填“a”或“b” ）端附近，不能置于另一端的原因是 。将开关向 （填“c”或“d” ）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 。(4) 保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正
30、常使用。解：(1)如图；(2) R2，(3) 650.0，b，接通电源后，流过报警器的电流会超过 20mA，报警器可能损坏。c，报警器开始报警。解析：热敏电阻工作温度达到 60C 时，报警器报警。故需通过调节电阻箱使其电阻为60C 时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值 650.0，使报警器能正常报警，电路图如图。U18V，当通过报警器的电流 10mAI c20mA，电路中总电阻R ，900R1800，故滑动变阻器选 R2。热敏电阻为 650.0 时，报警器开始报UIc警，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为 650.0 为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于 b 端。考点：滑动变阻器在电路中的作用及其规格选择、串并联电路相关计算、等效替代思想。关键：获取题中信息并转化为解题所需条件、理解电路设计原理、理解调节电阻箱和滑动变阻器的意义。点评：传感器电路设计
