1、第 15 讲 电学实验与创新高频考点 1 基本仪器的读数及多用电表的使用1游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧记住两点：一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数，根据结果再变换单位；二是以毫米为单位，小数点后数字分别是：螺旋测微器是 3 位、20 分度和 50分度游标卡尺是 2 位、10 分度游标卡尺和毫米刻度尺是 1 位2电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是 、 还是 估读，明确读数的小数位数12 15 110(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和
2、欧姆调零的区别，掌握测量电阻的步骤，此外，会看多用电表表盘，最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度，读出表盘刻度后应乘以挡位倍率；中间刻度是均匀的，为测量电压和电流的读数刻度，下面三排数字均为方便读数所标注；最下排刻度专为测量 2.5 V 以下交流电压所用，一般较少使用11.(2017济南市重点中学二模) 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，首先用游标为 20 分度的游标卡尺测量其长度如图甲，由图甲可知其长度为_mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图乙可知其直径为 _mm；用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_ 解析：游标卡
3、尺的读数为(500.055)mm 50.25 mm，螺旋测微器的读数为(4.50.01 20.0)mm4.700 mm，多用 电表的读数为 1910 190 答案：50.25 4.700 19012.(2015高考海南卷)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和 (b)所示该工件的直径为_cm，高度为_mm解析：游标卡尺读数为 d12 mm4 mm12.20 mm1.220 cm120螺旋测微器的读数为 h6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm答案：1.220 6.86013.某实验小组现在要测量一根金属丝的电阻率，该金属丝的横截面是“外
4、方内圆” ，实验电路如图 a 乙所示，请完成以下问题图 a(1)游标卡尺的结构如图丙所示，要测该金属丝的内径 D(如图甲所示)，必须用其中_进行测量(填“A”、 “B”或“C”)，图中的读数为_mm (2)用螺旋测微器测金属丝横截面的边长，示数如图 b，则边长 a_mm 图 b 图 c(3)图 a 乙中闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最_(填“左”或“右”)端(4)实验中电压表和电流表的示数如图 c 所示，则金属丝两端的电压 U_V，流过金属丝的电流 I_A解析：(1)A 是测量物体外径的，B 是测量物体内径的，C 是 测量物体深度的 该金属丝的内径 D4 mm 10 mm4.20 mm15
5、0(2)螺旋测微器主尺的读数为 14.5 mm，可动刻度与主尺对齐格数为 48.2 格，读数为0.482 mm，则用螺旋测微器测得的金属丝横截面的边长 a14.500 mm0.482 mm14.982 mm(3)由电路结构可知滑动变阻器的连接方式为分压式，故闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最左端(4)由图 c 可知，电流表的读数 I0.42 A，电压表的读数 U2.28 V答案：(1)B 4.20 (2)14.982 (3) 左 (4)2.28 0.4214.(2017西安长安一中大学区第三次联考) 某物理兴趣小组设计了如图 a 所示的欧姆表电路，通过控制电键 S 和调节电阻箱，可使欧姆表具
6、有“1”和“10”两种倍率所用器材如下：A干电池：电动势 E1.5 V，内阻 r1.0 B电流表 G：满偏电流 Ig 1 mA，内阻 Rg150 C定值电阻 R11200 D电阻箱 R2 和 R3：最大阻值都为 999.9 E电阻箱 R4：最大阻值 9999 F电键一个，红、黑表笔各 1 支，导线若干(1)该实验小组按图 a 正确连接好电路当电键 S 断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 R2_，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻 R内 ，则 R 内 _，欧姆表的倍率是 _(选填 “1” 、 “10”)(2)闭合电键 S：第一步：调节电阻箱 R2 和 R3，当 R2_ 且
7、R3 _时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱 R4，调节 R4，当电流表指针指向图 b 所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_ 解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知：欧姆表的内阻为：R 内 1500 ，EI 1.50.001则 R2R 内 R 1R gr150012001501149 ，中值电阻应为 1500 ，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为1，则中性电阻太大，不符合实际 ，故欧姆表倍率 应为“10” (2)为了得到“1”倍率， 应让满偏时对应的电阻为 150 ；电流为：I 1 0.01 A；1.5150此时表头中电流应为 0.001 A；
8、则与之并联电阻 R3电流应为：0.010.0010.009 A ，并联电阻为：R 3 150 ；R2r 15 0.001150 120 00.009 1.5 1.350.01故 R215114 ；图示电流为 0.60 mA；则总电阻为：R 总 1032500 1.50.60故待测电阻为：R 测 250015001000 ；故对应的刻度应为 100答案：(1)149 1500 10 (2)14 150 100 高频考点 2 以测电阻为核心的电学实验实验一 测定金属的电阻率(2017第二次全国大联考卷)某同学通过实验测定金属丝电阻率：(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径 d，读数如图 1 所示，则直
9、径 d_mm ；图 1(2)为了精确地测出金属丝的电阻，需用欧姆表对额定电流约 0.5 A 的金属丝的电阻 Rx粗测，下图是分别用欧姆挡的“1”挡(图 2)和“10” 挡( 图 3)测量时表针所指的位置，则测该段金属丝应选择_挡(填“1”或“10” )，该段金属丝的阻值约为_(3)除待测金属丝 Rx、螺旋测微器外，实验室还提供如下器材，若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_( 填“A 1”或“A 2”)、电源应选_(填“E 1”或“E 2”)电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 k)滑动变阻器 R(最大阻值约 10 )电流表 A1(量程 3 A，内阻约 0.05 )电流表 A
10、2(量程 0.6 A，内阻约 0.2 )电源 E1(电动势 9 V，内阻不计)电源 E2(电动势 4.5 V，内阻不计)毫米刻度尺、开关 S、导线(4)若滑动变阻器采用限流接法，在下面方框内完成电路原理图( 图中务必标出选用的电流表和电源的符号)【解析】 (1)螺旋测微器固定刻度示数是 0.5 mm，可动刻度示数是 49.90.01 mm0.499 mm，则螺旋测微器示数 为 0.5 mm0.499 mm 0.999 mm(0.998 1.000 均正确) ；(2)由题图 2、3 所示可知，题图 3 所示欧姆表指针偏转角度太大，应选用题图 2 所示测量电阻阻值，题图 2 所示欧姆挡的 “1 挡
11、” ，所 测电阻阻值为 71 7 .(3)电阻丝的额定电流约为 0.5 A，电流表应选 A2；电阻丝的额定电压约为 UIR0.57 V3.5 V，电源应选 E2；(4)待测金属 丝电阻约为 7 ，电压表内阻约为 3 k，电流表内阻约为 0.2 ，相对来说电压表内阻远大于待测金属丝的电阻， 电流表应采用外接法，由题意可知，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示【答案】 (1)0.999(0.998 1.000 均正确) (2)1 7 (3)A 2 E 2 (4) 实验电路图如图所示1仪器的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻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
12、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不宜过小，一般应使指针能达到半偏以上2电路的选择(1)测量电路的选择比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路误差来源 电流表的分压 电压表的分流测量结果R 测 R x，偏大UIR 测 R x，偏小UI适用条件 RxR A(测大电阻) RVR x(测小电阻)(2)控制电路的选择：从节 能的角度考 虑，优先选用限流式以下三种情况必须用分压式；a要求待测电 路的 U、I 从 0 变化bR 滑 R xc选用限流式 时，U x、Ix过大(超过电流表量程， 烧坏电表、电源或用电器等) 21.(2017
13、第三次全国大联考卷) 一细而均匀的导电材料，截面为圆柱体，如图所示，此材料长约 5 cm，电阻约为 100 ，欲测量这种材料的电阻率 .现提供以下实验器材A20 分度的游标卡尺；B螺旋测微器；C电流表 A1(量程 50 mA，内阻 r1100 ) ；D电流表 A2(量程 100 mA，内阻 r2 约为 40 )；E电压表 V2(量程 15 V，内阻约为 3 000 )；F滑动变阻器 R1(010 ，额定电流 2 A)；G直流电源 E(电动势为 3 V，内阻很小) ；H上述导电材料 R2(长约为 5 cm，电阻约为 100 )；I开关一只，导线若干请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品电阻率
14、 的实验方案，回答下列问题：(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图所示，其示数 L_cm ，用螺旋测微器测得该样品的外直径如图所示，其示数 D_mm (2)在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选择器材的物理量符号(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示这种材料的电阻率为 _解析：(1)游标卡尺的读数为：主尺游标尺50 mm30.05 mm5.015 cm；螺旋测微器的读数为：主尺半毫米转筒读数4 mm0.5 mm20.00.01 mm4.700 mm；(2)电压表的量程远大于电源电动势，所以电压表不适用，两个电流表中，电流表 A2 的满偏电流大于电流表 A1 的满 偏电流，又电流表
15、 A1 内阻为定值，根据欧姆定律与串并联知识，应将电流表 A1 与待测材料并 联后再与电流表 A2 串联，又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法，可设计电路图如图所示：(3)电流表 A1 的示数 为 I1，电 流表 A2 的示数为 I2，根据电阻定律 R ，S D2，根据LS 14欧姆定律可得 R2 ，联 立可得 I1r1I2 I1 I1r1D24I2 I1L答案：(1)5.015 4.700 (2) 见解析 (3)I1r1D24I2 I1L实验二 测绘小灯泡的伏安特性曲线(2017全国 卷)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
16、压表V( 量程 3 V，内阻 3 k)；电流表A( 量程0.5 A，内阻 0.5 )；固定电阻 R0(阻值 1 000 )；滑动变阻器 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
17、 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( 结果均保留 2 位小数)【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，如图(2)由U 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 R 知，电 阻率增大；(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lS最小，此时 EUI( rR )得 U10I4，在图中作出该直线如图所示，交点坐标约为 U1.75 V，I225 mA，PIUI 0.39 W；整
18、理得：I U 当1R r ER r直线的斜率最大时，与灯泡的 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 R0 时，灯泡消耗的功率最大，此 时交点坐标为 U3.67 V，I0.32 A，如图所示，最大的功率为 P2UI1.17 W【答案】 (1)(2)增大 增大 (3)0.39 W 1.17 W实验三 练习使用多用电表(2017全国卷)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、 R3、R 4 和 R5 是固定电阻，R 6 是可变电阻；表头G 的满偏电流为 250 A，内阻为 480 .虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别于两表笔
19、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 R1R 2_，R 4_(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时 B 端是与“1”
20、连接的，则多用电表读数为_；若此时 B 端是与“3”连接的，则读数为_；若此时B 端是与 “5”连接的，则读数为_(结果均保留 3 位有效数字)【解析】 (1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔(2)R6 是可 变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，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(3)换挡开关接 2 时，是量程 较小的电流表，所以 R1R 2 160 ；IgRgI Ig换挡开关接 4 时，是量程较小的 电压表， 这时表头与 R1、R2 并联组成新表头，新表头的内阻 r 120 ，新表 头的量程是 1 mA，所以 R4 r 120 R1 R2
21、RgR1 R2 Rg U1I1 1110 3880 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此 时 B 端是与“1” 连接的，此 时多用表是量程为 2.5 mA 的电流表，则多用电表读数为 1.49 mA；若此时 B 端是与“3” 连接的，此时多用表是欧姆100 挡， 则读数为 11.0100 ；若此 时 B 端是与“5” 连接的，量程为 5 V 电压表，则读数为 2.95 V【答案】 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.49 mA 11.0100 2.95 V22.(2017第三次全国大联考卷) 有一规格为“3 V 0.25 A”的小灯泡，要测绘该灯泡的伏安特性曲线
22、，实验室提供了如下器材：电流表(量程为 0300 mA，内阻约 5 )；电压表(量程为 04 V，内阻约 3 k)；滑动变阻器 A(最大阻值 20 ，额定电流 1 A)；滑动变阻器 B(最大阻值 1 750 ，额定电流 0.3 A)；学生电源 E(电动势 6 V，内阻不计)；开关一个，导线若干(1)滑动变阻器应该选择_( 填字母代号)(2)请完成实物电路的连线(3)考虑到电流表内阻和电压表内阻，根据实物图的连接方式判断灯泡正常发光时测量的电阻阻值_(填“ 偏大”或“偏小”) (4)根据实验数据描点作图，发现灯泡的伏安特性曲线不是直线，其原因是_解析：(1)描绘小灯泡伏安特性曲线，需要测量多组数
23、据，滑动变阻器选择分压式接法，为方便调节，滑动变阻器选择总 阻值小的 A(2)滑动变阻器选择分压式接法；灯泡正常工作时电阻约为 12 ，(12 )2RARV，灯泡电阻属于小电阻，电流表选择外接法(3)电流表外接，电压表和灯泡并联， 电压表示数等于灯泡两端电压，但电流表示数等于通过电压表和灯泡的总电流，所以 电流测量值偏大， 测得的灯泡 电阻会偏小(4)通过灯泡的电流增大时， 热功率增大，温度升高，而灯 丝电阻随温度升高而变化，伏安特性曲线将不是一条直线答案：(1)A (2)如图 (3)偏小 (4)灯丝电阻随温度升高而变化23.(2017资阳市高三模拟) 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，
24、现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡，导线和开关外，还有：A直流电源(电动势约为 5 V，内阻不计)B直流电流表(量程 03 A ，内阻约为 0.1 )C直流电流表(量程 0600 mA，内阻约为 5 )D直流电压表(量程 015 V，内阻约为 15 k)E直流电压表(量程 05 V，内阻约为 10 k)F滑动变阻器(最大阻值为 10 ，允许通过的最大电流为 2 A)G滑动变阻器(最大阻值为 1 k，允许通过的最大电流为 0.5 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)实验中电流表应选用_，电压表应选用_ ，滑动变阻器应选用_(均用序号字母表示 )(2)请按要求将
25、图甲中所示的器材连成实验电路图(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示现把实验中使用的小灯泡接到图丙所示的电路中，其中电源电动势 E6 V，内阻 r1 ，定值电阻 R9 ，此时灯泡的实际功率为_ W(结果保留 2 位有效数字 )解析：(1)使用电压表、 电流表时，要求指针要超过满刻度的一半以上，此小灯泡的额定电压为 5 V，额 定电流为 0.5 A，使用电压表、电流表分别选 C、E；由于小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据，所以控制 电路应采用分压电 路，滑 动变压器用 F 操作比较方便，故选 F(2)如图中实线所示(3)把定值电阻 R 看作电源的内阻，在小灯泡的伏安
26、特性曲线的坐标系里做出电源的路端电压与干路电流的关系图线，可得与小灯泡的伏安特性曲 线的交点坐标为(2.2,0.38)，此时灯泡的实际功率为 PUI 0.84 W答案：(1)C E F (2)如图中实线所示(3)0.810.87高频考点 3 以测电源电动势为核心的电学实验(2017泰安市高三 质检) 在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材(1)甲同学按电路图 a 进行测量实验，其中 R01 ，则请用笔画线代替导线在图(b)中完成电路的连接；由电压表的读数 U 和电流表的读数 I，画出 UI 图线如图 c 所示，可得电源的电动势 E_V，内电阻 r_.(结果保留 2 位有效
27、数字)(2)乙同学将测量电路连接成如图 d 所示，其他操作正确，由电压表的读数 U 和电流表的读数 I，画出 UI 图线如图 e 所示，可得电源的电动势 E_V ，内电阻r_.(结果保留 2 位有效数字)【解析】 (1)根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；在画出的 UI 图象中，纵轴的截距表示电源电动势，斜率表示内电阻，根据图象可得：E3.00 V，rR 0 1.38 ，且 R01 ， UI 3.00 1.201.30则 r0.38 ；(2)由乙同学的电路接法可知，R 左右两部分并联后与 R0 串联，则可知，在滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以
28、出现图 e 所示的图象，则由图象可知，当电压为 2.4 V 时，电流为 0.5 A，此时两部分电阻相等，则总电流为 I11 A；而当 电压为 2.3 V 时，电流分别对应 0.33 A 和 0.87 A，则说明当电压为 2.3 V 时，干路电流为 I20.330.87 1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.4Er,2.3E1.2r，解得：E2.9 V；r0.50 【答案】 (1)如图所示3.0 0.38 (2)2.9 0.501伏安法测电源电动势和内阻的要点分析(1)以电源为研究对象，由于 电源的内阻相对电压表的内阻来说小得多，根据伏安法测量的原则可知，当研究对象的电 阻比电压表的内阻小
29、得多时 ，应采用电流表外接法( 即相对电源来说电流表在电压表的外边) (2)在利用 UI 图象处理数据时， 应使各点均匀地分布在图线的两侧，且应把偏离图线较远的点舍掉同时要注意纵轴 起点是否为零，若不 为零则图线 与横轴交点的横坐标不表示短路电流，但图线的纵截距仍为电 源电动势， 图线斜率的绝对值 仍为电源内阻2改变伏安法测量电源的电动势和内阻中 U 或 I 的测量方式(1)安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图 1 所示，测量原理为 EI 1(R1r)，多次测量即可求出 E 和 r，此种方法 测得的电动势无偏差，但测量的内阻偏大(2)伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图 2 所示，
30、测量原理为 EU 2 r，多U2R2次测量即可求出 r 和 E，此种方法 测得的电动势和内阻均偏小(3)伏伏法：用两个电压表(其中 电压表V 1 的内阻已知) 测量，电路如图 3 所示，测量时先闭合 S1，断开 S2，测量V 1、V 2 的示数分别为 U31、U32，此时 EU 31U 32 r，RVU31RV为V 1 的内阻；再闭合 S2， V1 的示数为 U31，此时 EU 31 r，解方程 组可求得U31RVE、r，此种方法无系统误差3测电源电动势与内阻实验中几种常见的处理数据的图象电路图 图象解析式及斜率、纵截距UrIEError! R Error!1I 1E rE Error!1U
31、rE1R 1E31.(2017第一次全国大联考卷) 在做测量电源电动势 E 和内阻 r 的实验时，提供的器材有：待测电源一个(电动势 E 约为 9 V，内阻 r 在 35 85 范围内) ，内阻为 RV19.95 k的电压表一个(量程略大于电源的电动势)，电阻箱一个，开关一个，导线若干为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻 R，读出电压表的相应示数 U，以 为纵坐标，R 为1U横坐标，画出 与 R 的关系图象，如图所示试根据以上信息回答问题：1U(1)在虚线框内画出实验电路图(2)根据图象可得 E_，r_.( 保留两位有效数字)解析：(1)由图可知， 电阻箱的阻值可达到 5 k，与电压表内阻
32、的数量级相当，故电压表可并联在电阻箱两端，也可与 电阻箱串联测电流，由 与 R 成线性关系，电压表应与电阻箱1U串联， 实验电路图如图所示(2)闭合开关，设干路电流为 I，由闭合电路欧姆定律，得：EUI( Rr)，其中 I ，URV解得： ，可 见 斜率 k 610 6 V1 1 ，纵轴截距 b 0.12 1U RERV r RVERV 1ERV r RVERVV1 ，解得：E 8.4 V，r R V50 1kRV bk答案：(1)电路图见解析 (2)8.4 V 50 32.(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 r11.0 k，电阻
33、 R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R03.0 的电阻(1)按图示电路进行连接后 ，发现 aa、bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线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、b间电压，读数不为零，再测量 a、a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(2)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，作出图象如下图由 I1I2 图象得到的电池的电动势E_V，内阻 r_解析：(1)用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原
34、电路有断路，回路中无电流，将电压表接在 ab间后有示数，说明电路被接通，即 ab间有断路故障，再测量 aa间电压， 电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到 aa间，则一定是 aa导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范 围被确定在 bb间(2)根据闭合电路的欧姆定律：EI 1(R1r 1)( I1I 2)(R0 r)，I1I 2，上式可简化为EI 1(R1r 1)I 2(R0r)，读出两点坐标：(60,0.12)和(260,0.05) ，代入方程解得：电动势E1.41 V 内阻 r0.5 答案：(1)aa，bb (2)1.41 V(1.36 1.44 均可)0.5 (0.
35、40.6 均可)33.(2017西安长安一中模拟) 如图甲是利用两个电流表 A1 和 A2 测量干电池电动势 E和内阻 r 的电路原理图图中 S 为开关，R 为滑动变阻器，固定电阻 R1 和 A1 内阻之和为10 000 (比 r 和滑动变阻器的总电阻大得多)，A 2 为理想电流表(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线_ (2)在闭合开关 S 前，将滑动变阻器的滑动端 c 移动至_(选填“a 端” 、 “中央”或“b 端”)(3)闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑动端 c 至某一位置，读出电流表 A1 和 A2 的示数I1 和 I2.多次改变滑动端 c 的位置，得到的数据为I1/m
36、A 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145I2/mA 480 400 320 232 140 68在如图所示的坐标纸上纵坐标 I1 横坐标 I2 画出所对应的曲线 I1I 2(4)利用所得曲线求得电源的电动势 E_ V ，内阻 r_ .( 保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流 Im_ A解析：(1)由原理图可知， 电路为基本的限流接法，故按原理图串联即可；连线如下图所示；(2)为保证安全，开始时滑动变阻器应接到最大值，故应接 b 端；(3)将各点依次描出，连线如下图所示(4)由图示可知，图象与纵轴的交点，即为电源的电动势，因此电源电动势 E1.49 V
37、，电源内阻 r 0.60 ；I1R1 RA1I2 149 12010 610 00048010 3(5)短路电流 I 2.5 AEr 1.500.60答案：(1)实物连接图见解析(2)b 端 (3)(4)1.49 0.60 (5)2.5高频考点 4 电学创新实验1对于给出实验电路图的创新性实验，要注意从原理出发，理解实验方法，找出图象中两个物理量之间的关系，理解图象中图线的斜率和截距的物理意义2对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计技能均取材于课本中的必考实验，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数41
38、(2017第二次全国大 联考卷) 压敏电阻由在压力作用下发生形变进而导致电阻率发生变化的材料组成，为了探究某压敏材料的特性，有人设计了如下的电路，一电源电动势 3 V 内阻约为 1 ，两个电流表量程相同均为 0.6 A，一个电流表内阻 r 已知，另外一个电流表内阻较小但阻值未知(1)电路图中哪个电流表的内阻 r 已知_(A 1 或者 A2)(2)在某一个压力测试下，两个电流表 A1、A 2 的读数分别为 I1 和 I2，则压敏电阻的阻值 Rx_ (3)经过测试获得压敏电阻的阻值和压力的关系图如下所示，以竖直向下为正方向，则阻值和压力的关系式是_解析：(1)没有电压表，但内阻已知的电流表不仅可以
39、测出通过自身的电流，还可当作电压表使用，根据电路图判断 A1 可作为电压表测量压敏电阻电压，所以 A1 的内阻为 r.(2)压敏电阻电压为 I1r，电流为 I2I 1，所以 压敏电阻的阻值 Rx .(3)图象为一次函数图象，根I1rI2 I1据数学知识可得 Rx162F 答案：(1)A 1 (2)I1r/(I2I 1) (3)R x162F42.(2017贵州省黔东南州高三模拟) 小华同学利用一电阻丝代替滑动变阻器测定了一电池组的电动势和内阻，并通过测出的数据得出了该电阻丝的电阻率，她设计的电路如图甲所示，在电路中定值电阻 R02 .通过移动滑片 P 读出了多组实验数据，并将测量的数据描绘在图
40、乙、丙的坐标系中，其中图乙为 UI 图象，图丙为 x 图象( x 为 a、P 间电阻UI丝长度) 回答下列问题：(1)该电池组的电动势为_ V ，该电池组的内阻为_ (2)在连接电路前小华已经测量并计算了该电阻丝的横截面积大小为 S1.210 7 m2，则该电阻丝的电阻率 _ m，请分析图丙图线的纵轴截距所表达的物理量是_解析：(1)由闭合电路欧姆定律有 UEI(R 0r) ，由 题图 乙可知，纵轴截距就是电源的电动势，为 E3.00 V 所以有 r R 0 2.01.0 UI 3.00 1.500.50(2)由欧姆定律有： R A，则 k ， x 图象的斜率 k 10 /m，电阻UI xS
41、SUI 8.0 2.00.6率 kS1.2 106 m；由公式可知： x 图线的纵轴截距为 RA，即电流表的内阻UI答案：(1)3.00 1 (2)1.2 106 电流表内阻43.(2017河南省天一高三联考) 如图 1 所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器常用的力传感器由金属梁和应变片组成，且力 F 越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差U |U1U 2|也就越大已知传感器不受压力时的电阻约为 19 ，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图 2 所示实验室提供以下器材：A定值电阻 R0(R05 )B滑动变阻
42、器(阻值为 2 ，额定功率为 50 W)C电流表 A1(0.6 A，内阻 r11 )D电流表 A2(0.6 A，内阻 r2 约为 5 )E直流电源 E1(电动势 3 V，内阻约为 1 )F直流电源 E2(电动势 6 V，内阻约为 2 )G开关 S 及导线若干(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差 U_(填“大于零” “小于零”或“等于零”)；(2)图 2 中为电流表，其中电流表选_( 填“A 1”或“A 2”)，电源选_(填“E 1”或“ E2”)；(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验应选择的方式为_
43、；(4)在图 3 中，将原电路 B、C 间导线断开，并将滑动变阻器与原设计的电路 A、B、C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图 3中正确连接电路；(5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为_(两电流表的电流分别用 I1、I 2表示) 解析：(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，U1、U2 相等，则输出的电压差等于零；(2)图中要当电压表使用，因此内阻必须已知， 选用电流表 A1；压力传感器与 A1 并联后总电阻约为 1 .除电源内阻，回路总电阻约为 R0r 2 1 11 ，电流表的满偏电流都为 0.6 A，因此电源
44、电压需要接近于 6.6 V，选电源 E2；(3)滑动变阻器的总阻值约为待测电阻的 ，用限流式时，电流变化范围太小，因此滑动110变阻器接成分压式；(4)将原电路 B、C 间导线断开，A、 B 两端接全阻值，C 端接在变阻器的滑动端，如图所示：(5)由电路图知，通过待测电阻的电流为 I2I 1，加在待 测电 阻两端的电压为 I1r1，故待 测电阻为 I1r1I2 I1答案：(1)等于零 (2)A 1 E 2 (3)分压式 (4)如图所示：(5)I1r1I2 I1电阻测量的 5 种方法方法一 最直接的电阻测量方法多用电表测量法多用电表测电阻的原理：闭合电路欧姆定律 I ER Rg r Rx ER内
45、 Rx由上式我们发现：通过电流计的电流 I 虽然不与待测电阻 Rx呈线性关系，但存在一一对应关系即测出相应的电流，就可算出相应的电阻在练习使用多用电表测电阻的实验中，回答下列问题：(1)现先用该多用电表的欧姆挡测某未知电阻，采用“10 ”挡、调零后测量该电阻，发现指针偏角非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是( )A这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C如需进一步测量可换“ 1”挡，调零后测量(2)多用电表测电阻时其结构图如图 1 甲所示，某同学认为欧姆表内部 (图中虚线框内)可等效为一电源，设计如图 1 乙所示的电路来测量欧姆表某挡位的电动势与内阻实验步骤如下：图 1将欧姆表选择开关旋至某挡位，A、B 两表笔短接、进行欧姆调零；将毫安表与滑动变阻器 R 按图 1 乙连接好；调节滑动变阻器滑片的位置，读出毫安表和对应的欧姆表读数，把测量的多组数据填入下表：R/k 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5I/mA 1.48 1.20 1.03 0.86
