《2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第16講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第16講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案（27頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第16講電學(xué)實(shí)驗(yàn) 主干體系知識 核心再現(xiàn)及學(xué)科素養(yǎng) 分壓式電路與限流式電路的區(qū)分與選擇 1.控制電路的比較 比較項(xiàng)目 限流式接法 分壓式接法 電路 電壓調(diào)節(jié)的范圍(不計(jì)內(nèi)阻時) E～E 0～E 電能損耗 節(jié)能 耗能 2.控制電路的選擇 (1)從節(jié)能的角度考慮，優(yōu)先選用限流式． (2)以下三種情況必須用分壓式：①要求待測電路的U、I從0變化；②R滑?Rx；③選用限流式，Ux、Ix過大(超過電流表量程，燒壞電表、電源或用電器等). 1．(2018·全國Ⅰ卷，23)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度

2、特性．所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值(25 ℃時的阻值)為900.0 Ω；電源E(6 V，內(nèi)阻可忽略)；電壓表○V(量程150 mV)；定值電阻R0(阻值20.0 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～999.9 Ω)；單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2. 圖(a) 實(shí)驗(yàn)時，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃.將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，記下此時R2的

3、讀數(shù)．逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃.實(shí)驗(yàn)得到的R2－t數(shù)據(jù)見下表. t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列問題： (1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到________(填“a”或“b”)端． (2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2－t曲線． 圖(b) 圖(c) (3)由圖(b)可得到RT在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)的溫度特性．

4、當(dāng)t＝44.0 ℃時，可得RT＝________Ω. (4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為________Ω，則手心溫度為________℃. 解析　(1)閉合開關(guān)S1前，應(yīng)讓滑片移動到b端，使滑動變阻器連入電路的阻值最大． (3)由圖象可知t＝44.0 ℃時，電阻的阻值為450 Ω. (4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0 Ω，由圖象可得溫度約為33.0 ℃. 答案　(1)b (2)如圖所示 (3)450　(4)620.0　33.0 2．(2018·全國Ⅱ卷，22)某同學(xué)組裝一個多用電表．可選用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內(nèi)

5、阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99 999.9 Ω)；導(dǎo)線若干． 要求利用所給器材先組裝一個量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表．組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋． 回答下列問題： (1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱． (2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到個位) 解析　(1)如圖所示． (2)接a時改裝成量程為1 mA的電流表，有 IgRg＝(I－Ig)R1

6、解得R1＝100 Ω 接b時改裝成量程為3 V的電壓表，有 U＝IgRg＋I(xiàn)R2 解得R2＝2 910Ω. 答案　(1)見解析 (2)100　2 910 3．(2018·全國卷Ⅲ，23)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值．圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0 Ω)； 可視為理想電壓表；S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)；E為電源；R為滑動變阻器．采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)： (1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a)，將圖(b)中實(shí)物連線． (2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢茫]合S1. (3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表 的示數(shù)

7、U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表 的示數(shù)U2. (4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)． (5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù). 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小數(shù)) 命題點(diǎn)　部分電路歐姆定律，串聯(lián)電路的特點(diǎn)． 解析　(1)根據(jù)原理圖，沿電流的流向依次連接．

8、 ①先將E、R、S1連接起來，組成閉合回路． ②將R0、Rx與R連接起來． ③將 、S2與Rx連接起來． (4)由于 為理想電壓表，故S2接1、或接2時流過R0、Rx的電流相等． 根據(jù)部分電路歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)得 ＝ 解得Rx＝R0 (6)將各次的代入Rx＝R0得 Rx1＝48.8 Ω　Rx2＝48.6 Ω　Rx3＝47.8 Ω　Rx4＝48.0Ω　Rx5＝47.8 Ω 然后求平均值，即Rx＝＝48.2 Ω. 答案　(1)實(shí)物連線如圖 (4)R0 (6)48.2 [考情分析] 電學(xué)實(shí)驗(yàn)題在高考試題中每年都出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)原理、儀器的選擇、電路的分析是高考的重點(diǎn)．

9、 在2019年的備考過程中要：(1)掌握基本儀器的原理和使用． (2)掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和?shí)驗(yàn)思想，如伏安法測電阻，電流表的內(nèi)、外接法及滑動變阻器的連接方式． (3)掌握處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法，如圖象法、平均值法等． 涉及電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)、電路故障分析的實(shí)物圖的連接是2019年命題的重點(diǎn)． 高頻考點(diǎn)一　電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)和使用 [備考策略] 1．電流表和電壓表 量程 精確度 讀數(shù)規(guī)則 電流表0～3 A 0.1 A 與刻度尺一樣，采用估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡單，只需要精確值后加一估讀數(shù)即可 電壓表0～3 V 0.1 V 電流表0～0.6 A 0.02

10、A 估讀位與最小刻度在同一位，采用估讀 電壓表0～15 V 0.5 V 估讀位與最小刻度在同一位，采用估讀 2.多用電表使用的幾個注意事項(xiàng) (1)電流的流向：由于使用多用電表時不管測量什么，電流都要從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，所以使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接的黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆． (2)要區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”：“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，用表盤下邊中間的指針定位螺絲調(diào)整；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，用歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)整． (3)測電阻時每變換一次擋位，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零． (4)選倍率：

11、測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷唬捎跉W姆擋的刻度不均勻，使用歐姆擋測電阻時，指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常只使用表盤中間的一段刻度范圍． (5)測電阻時要將電阻與其他元件斷開，不要用手同時接觸多用電表的兩支表筆． (6)多用電表使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋． [題組突破] 1－1. (2018·江西南昌市NCS0607摸底調(diào)研)一多用電表的簡化電路圖如圖甲所示．已知表頭內(nèi)阻為400 Ω，滿偏電流為2 mA；電池E＝1.5 V，E′＝15 V. (1)若R1＝1 Ω，R2＝99 Ω，當(dāng)選擇開關(guān)置于2時，多用電表測量的是________(選填“電流

12、”、“電壓”或“電阻”)，其測量的最大值(量程)為________． (2)在(1)的條件下，若R5＝0.92×103Ω，R6＝9×103Ω，當(dāng)選擇開關(guān)置于6時，多用電表測量的是________(選填“電流”、“電壓”或“電阻”)，其測量的最大值(量程)為________． (3)在(1)的條件下，當(dāng)選擇開關(guān)置于3時，多用電表測量的是________(選填“電流”、“電壓”或“電阻”)．現(xiàn)要測量一個一千多歐的電阻，應(yīng)當(dāng)把選擇開關(guān)置于________(選填“1”、“2”、“3”、“4”、“5”或“6”)，正確測量時多用電表指針如圖乙所示，則所測電阻的阻值為________Ω. 解析　(1)

13、結(jié)合題圖甲可知，多用電表選擇開關(guān)置于2時，R1、R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，此時多用電表測量的是電流，量程為2 mA＋＝10 mA.(2)當(dāng)選擇開關(guān)置于6時，多用電表測量的是電壓，此時表頭與R1、R2可視為一個新表頭(滿偏電流為10 mA， 內(nèi)阻為80 Ω)，量程為10 mA×(80＋920＋9 000)Ω＝100 V．(3)當(dāng)選擇開關(guān)置于3時，多用電表內(nèi)含電池，測量的是電阻，由第(2)問分析可知，此時新表頭的滿偏電流為10 mA，內(nèi)阻為80 Ω，若測量一個一千多歐的電阻，由閉合電路歐姆定律可知電池的電動勢應(yīng)選15 V．題圖乙中指針位于表盤刻度中心，此時所測電阻阻值等于多用電表的內(nèi)阻，滿偏電流為1

14、0 mA，電壓為15 V，故多用電表的內(nèi)阻即所測電阻的阻值為1 500 Ω. 答案　(1)電流　10 mA　(2)電壓　100 V　(3)電阻　4　1 500 1－2.(2018·衡中同卷、押題卷(一))某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中組裝了一個歐姆表，內(nèi)部電路如圖所示．已知該同學(xué)選用的電源的電動勢E＝1.5 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，電流計(jì)滿偏電流Ig＝300 μA，內(nèi)阻rg＝250 Ω，可選用的滑動變阻器有兩個，最大阻值分別為R1＝999 Ω，R2＝9 999 Ω. (1)該同學(xué)應(yīng)選用的滑動變阻器為________(選填“R1”或“R2”)． (2)正確進(jìn)行機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零后，該同學(xué)進(jìn)行電阻的測

15、量，則A、B間所接的待測電阻Rx與電流計(jì)示數(shù)I間應(yīng)滿足的關(guān)系為Rx＝________(用題中字母表示)． (3)若測量某電阻R0時，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的處，則R0＝________. (4)若將一個阻值25 Ω的定值電阻與電流計(jì)并聯(lián)，則改裝后歐姆表的倍率將會變________(選填“大”或“小”)． (5)若該同學(xué)組裝的歐姆表由于長時間不用，電源電動勢減小，內(nèi)阻增大，使用過程中，發(fā)現(xiàn)該歐姆表依然可以進(jìn)行歐姆調(diào)零，但其測量的結(jié)果比真實(shí)值________(選填“大”或“小”)． 解析　(1)歐姆調(diào)零時應(yīng)滿足Ig＝，解得R內(nèi)＝5 000 Ω，滑動變阻器需調(diào)至R＝(5 000－2－250

16、)Ω＝4 748 Ω，所以滑動變阻器應(yīng)選R2. (2)測R2時由閉合電路歐姆定律得I＝，待測電阻Rx＝－. (3)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的處，由閉合電路歐姆定律可知＝，解得R0＝10 000 Ω. (4)將定值電阻與電流計(jì)并聯(lián)后，在歐姆調(diào)零過程中，要使電流計(jì)滿偏，回路中干路電流應(yīng)為電流計(jì)的滿偏電流的11倍，此時歐姆表內(nèi)阻為之前內(nèi)阻的，倍率變?。? (5)電動勢減小后，歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時，內(nèi)阻R內(nèi)＝變小，用歐姆表測電阻時，電流I＝＝＝，因此內(nèi)阻減小時，通過電流計(jì)的電流偏小，指針偏左，測得的電阻值偏大． 答案　(1)R2　(2)－　(3)10 000 Ω　(4)小　(5)大 1－3.

17、某同學(xué)在測量一只小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，連接了如圖甲所示的實(shí)物電路圖．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表的示數(shù)為零． (1)他借助多用電表檢查小燈泡，先斷開開關(guān)，把多用電表的選擇開關(guān)旋到歐姆擋的“×1”擋，再進(jìn)行________調(diào)零；然后將紅、黑表筆分別接觸①、②接線柱，多用電表的表盤恰好如圖乙所示，說明小燈泡正常，此時的電阻為________Ω. (2)他將多用電表選擇開關(guān)旋于某直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接觸②、③接線柱；閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動勢，說明②、③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了________(選填“斷路”或“短路”)． (3)故障排除后，為了使電流表的示數(shù)從零開始

18、，要在________(選填“①、④”或“③、④”)接線柱間再連接一根導(dǎo)線，并在閉合開關(guān)前把滑動變阻器的滑片置于最________(選填“左”和“右”)端． 解析　(1)根據(jù)歐姆表的使用方法可知，每次選完擋后應(yīng)重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表的計(jì)數(shù)為R＝6.0×1 Ω＝6.0 Ω.(2)將紅、黑表筆分別接觸②、③接線柱，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動勢，說明②、③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路．(3)為使電流表的示數(shù)從零開始，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，所以應(yīng)在③、④接線柱間再連接一根導(dǎo)線；閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小的最左端． 答案　(1)歐姆　6(或6.0)　(2)斷路　(3)③、④　左

19、 [歸納反思] 多用電表使用“五步”法 1．選倍率：一般要選擇比被測電阻的估計(jì)值低一個數(shù)量級的倍率，如估計(jì)值為200 Ω，就應(yīng)該選“×10”的倍率． 2．進(jìn)行歐姆調(diào)零． 3．將紅、黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量． 4．將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值． 5．測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋． 特別注意：用歐姆擋測電阻時，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大)，應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小)，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測量． 高頻考點(diǎn)二　以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)(包含電表的改裝) [備考策略] 1．電

20、學(xué)儀器和電路的選擇原則——安全、準(zhǔn)確、方便 (1)電源的選擇：一般可以根據(jù)待測元件的額定電流或額定電壓選擇符合需要的電源． (2)電表的選擇：一般根據(jù)電源電動勢或待測元件的額定電壓選擇電壓表，再估算待測電流的最大值選擇電流表．注意測量時要使電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大. 電流表內(nèi)接法 電流表外接法 電路 誤差來源 電流表的分壓 電壓表的分流 測量結(jié)果 R測＝Rx＋RA，偏大 R測＝，偏小 適用條件 Rx?RA(測大電阻) 或RA已知 RV?Rx(測小電阻) 或RV已知 “3用電表” 如果知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還要以作為

21、定值電阻來用，即“一表3用” (3)變阻器的選擇：在安全條件下，分壓電路選最大阻值較小、額定電流較大的，限流電路選最大值與待測電阻差不多的. 分壓電路 限流電路 電路 電壓調(diào)節(jié)范圍 0≤U≤E E≤U≤E ①要求待測電壓或電流從0開始變化時，必須選擇分壓電路； ②要求測量精確度高(或多測量幾組數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)區(qū)分度大)時，應(yīng)選擇分壓電路； ③雖然沒有明確的要求，但滑動變阻器的總電阻比待測電阻阻值小很多時，應(yīng)選擇分壓電路； ④其他情況優(yōu)先選擇限流電路(節(jié)能). 2.最常用的電阻測量方法——伏安法及其變式 (1)“伏安法”，有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時選擇“伏安

22、法”． (2)“伏伏法”，電流表不能用或沒有電流表的情況下，若知道電壓表內(nèi)阻，可以將電壓表當(dāng)作電流表使用，即選擇“伏伏法”． (3)“安安法”，電壓表不能用或沒有電壓表的情形下，若知道電流表內(nèi)阻，可以將電流表當(dāng)作電壓表使用，即選擇“安安法”． (4)“伏安加R法”，在運(yùn)用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全、精確的要求，加保護(hù)電阻的方法就應(yīng)運(yùn)而生，“伏安加R法”又叫做“加保護(hù)電阻法”． 3．最精確的電阻測量方法——等效替代法 電流等效替代 電壓等效替代 4.最專一的電表內(nèi)阻測量方法——半偏法 (1)用半偏法測電流表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電

23、流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動變阻器串聯(lián)，R測R真． 5．最獨(dú)特的電阻測量方法——電橋法 電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢相等時，R1和R3兩端的電壓相等，設(shè)為U1，同時R2和Rx兩端的電壓也相等，設(shè)為U2. 根據(jù)歐姆定律有：＝，＝.由以上兩式解得：R1·Rx＝R2·R3，這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值． [命題視角] 考向1　伏安法測電阻 例1　(2018·湖北省武漢市高三下學(xué)期五月理綜訓(xùn)練)用伏安法測電阻，不論是電流表內(nèi)接

24、法，還是電流表外接法，都有系統(tǒng)誤差． (1)如圖(a)所示，如果電壓表和電流表的讀數(shù)分別為UV和IA，待測電阻的測量值________真實(shí)值(填“大于”、“等于”或“小于”)；如果已知電壓表的內(nèi)阻為RV，則待測電阻的阻值Rx＝________. (2)由于電壓表的內(nèi)阻未知，小明設(shè)計(jì)了如(b)所示的電路測量待測電阻．具體步驟如下： ①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電流計(jì)的讀數(shù)為零； ②記錄電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I； ③待測電阻的阻值Rx＝________. (3)小華設(shè)計(jì)了圖(c)所示的電路測量待測電阻．具體步驟如下： ①斷開開關(guān)S1，閉合S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2

25、，使電流表A1的讀數(shù)恰好為電流表A2的讀數(shù)的一半； ②閉合S1，并保持滑動變阻器R2的滑動觸頭位置不變，記錄電壓表的讀數(shù)“U”和電流表A1的讀數(shù)I； ③待測電阻的阻值Rx＝________. 解析　(1)a圖為電流表外接，由于電壓表的分流作用，Rx中的電流小于電流表的示數(shù)，所以待測電阻的測量值小于真實(shí)值，由部分電路歐姆定律可知，Rx＝＝＝；(2)由于電流計(jì)的示數(shù)為零，說明b、a兩點(diǎn)的電勢差為零，由歐姆定律可知，Rx＝；(3)開關(guān)S1，S2從斷開到閉合可知，流過待測電阻的電流為I′，電壓為U′，所以Rx＝. 答案　(1)小于　(2)　(3)　(4) 考向2　測電流表的內(nèi)阻 例2　(2

26、018·山東省青島市高三統(tǒng)一質(zhì)檢)某同學(xué)用甲所示電路測量電流表G1的內(nèi)阻r1.供選擇的儀器如下： 待測電流表G1(0～5 mA，內(nèi)阻約200 Ω)；電流表G2(0～10 mA，內(nèi)阻約100 Ω)；定值電阻R1(100 Ω)；定值電阻R2(200 Ω)；滑動變阻器R3(0～1000 Ω)；滑動變阻器R4(0～400 Ω)；電源E(電動勢6 V，內(nèi)阻可不計(jì))；開關(guān)S及導(dǎo)線若干． (1)實(shí)驗(yàn)中要求電流表G1能達(dá)到滿偏，則定值電阻應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，滑動變阻器應(yīng)選________(填“R3”或“R4”)，按照電路圖，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑動觸頭移至________端(填“

27、a”或“b”)． (2)在圖乙所示實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖中甲電路完成剩余部分的連接________． (3)實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至一端；閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2的讀數(shù)I1、I2；以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示．若圖中直線的斜率為k，請用題中所給符合寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式r1＝________. 解析　(1)因?yàn)殡娏鞅鞧2的量程是待測電流表G1的2倍，所以定值電阻和待測電流表內(nèi)阻接近，定值電阻應(yīng)選R2；滑動變阻器采用限流式接法，

28、則滑動變阻器應(yīng)選用R3；為保證電路安全，應(yīng)將滑動觸頭移至a端，使電路中的起始電流最?。? (2)據(jù)電路圖連實(shí)物如圖： (3)根據(jù)電流關(guān)系可得：I2＝I1＋，又＝k，解得：r1＝R2. 答案　(1)R2　R3　a (2)如圖 (3)R2 考向3　電表的改裝 例3　(2018·湖北省武昌區(qū)高三五月調(diào)研考試)一位同學(xué)想將一個量程2.5 mA左右(有清晰刻度但沒有示數(shù))、內(nèi)電阻在90 Ω～120 Ω之間的電流表G改裝成一個量程為0～30 V的伏特表，可以使用的實(shí)驗(yàn)器材如下： A．電源(電動勢約4.5 V，內(nèi)電阻小于1 Ω) B．標(biāo)準(zhǔn)電流表A(量程為0～10 mA，內(nèi)電阻約為50 Ω

29、) C．電阻箱(阻值范圍0～9.9 Ω) D．電阻箱(阻值范圍0～999.9 Ω) E．滑動變阻器(阻值為0～1 kΩ) F．滑動變阻器(阻值為0～20 Ω) G．電鍵S和導(dǎo)線若干 甲 為了正確改裝，用如圖甲的電路來測量出電流表G的量程和內(nèi)電阻，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過程為： (1)將選好的實(shí)驗(yàn)儀器按圖甲所示電路連接，電阻箱R1應(yīng)選________，滑動變阻器R2應(yīng)選________(用儀器前的字母序號表示)； (2)將滑動變阻器的滑片P移至滑動變阻器的接近右端處，將電阻箱R1阻值調(diào)至最大，閉合電鍵S；接著交替移動滑片P和調(diào)節(jié)電阻箱R1直至電流表G滿偏且標(biāo)準(zhǔn)電流表A有一個合適的

30、讀數(shù)，記錄此時標(biāo)準(zhǔn)電流表A的示數(shù)I電阻箱的阻值R1 (3)向左移動滑片P至滑動變阻器的另一位置，再次調(diào)節(jié)電阻箱R1直到電流表G滿偏，記錄此時標(biāo)準(zhǔn)電流表A的示數(shù)，和電阻箱的阻值R (4)重復(fù)步驟(3)3～5次； (5)該同學(xué)將實(shí)驗(yàn)中記錄的各組標(biāo)準(zhǔn)電流表A的示數(shù)I和電阻箱的阻值R的數(shù)據(jù)在I－圖中正確地描好點(diǎn)(如圖乙)，請你在圖中完I－圖線________． 乙 (6)根據(jù)圖線可以求得電流表G的量程為________A，內(nèi)電阻為________Ω.將電流表G與一個阻值為________Ω的電阻串聯(lián)就可以組成量程為0～30V的伏特表． 解析　(1)電阻箱應(yīng)該選擇與待測電流表阻值相當(dāng)?shù)腄

31、；電流中的總電流不超過10 mA，則電路總電阻R＝＝Ω＝4500 Ω，則滑動變阻器選擇E； (2)圖像如圖； 乙 由歐姆定律可知：(I－Ig)R＝Igrg，即I＝Igrg·＋I(xiàn)g；由圖形可知：Ig＝2×10－3A；Igrg＝＝0.2，則rg＝100Ω；將電流表G與一個阻值為R＝－rg＝－100＝14900 Ω的電阻串聯(lián)就可以組成量程為0～30 V的伏特表． 答案　(1)D　(2)E (3) (4)0～2×10－3　(5)100　(6)14900 [歸納反思] 電學(xué)實(shí)驗(yàn)的“3要求4注意” 1．器材選取3要求 (1)根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表． (2)根

32、據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動變阻器，注意流過滑動變阻器的電流不能超過它的額定值．對高阻值的變阻器，如果滑片稍有移動，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用． (3)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器．對于這種情況，只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇． 3．連接實(shí)物圖4注意 (1)各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上． (2)不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉，且導(dǎo)線不能跨過儀器． (3)連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接線柱不要接錯． (4)開關(guān)要控制整個電路． 高頻考點(diǎn)三　以測電源電動勢和內(nèi)阻為核心的實(shí)驗(yàn) [備考策略] 測定電源的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)是高中物理實(shí)驗(yàn)中的重要實(shí)驗(yàn)之一，這個實(shí)驗(yàn)重

33、點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn)原理)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，對考生的綜合分析能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力要求較高． 1．測電源電動勢和內(nèi)阻的三種方法 方法 原理圖 數(shù)據(jù)處理 用電壓表、電流表和可變電阻(如滑動變阻器)測量 測出兩組U、I值，根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r，通過計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電流表、電阻箱測量 測出兩組I、R值，根據(jù)E＝I(R＋r)通過計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電壓表、電阻箱測量 測出兩組U、R值，根據(jù)E＝U＋r，通過計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 2.用好一個“電阻” 在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，常以定值電阻的合理使用為背景來命題．求解這類問題的關(guān)鍵是必須弄清定值

34、電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用，一般來說，定值電阻有三種作用： [題組突破] 3－1.(2018·湖北八校聯(lián)考)某物理研究小組嘗試?yán)脠D甲所示電路測量一節(jié)干電池(電動勢約1.5 V，內(nèi)阻約幾歐姆)的電動勢和內(nèi)阻．其中：電流表○A(量程IA＝20 mA，內(nèi)阻RA＝10 Ω)、電阻箱R(99.99 Ω，額定電流1 A)、定值電阻R0(R0＝5 Ω)． 閉合開關(guān)S，改變電阻箱的阻值R，讀出對應(yīng)的電流表的讀數(shù)I.然后再把相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成和，填入如下表格中. 數(shù)據(jù)組 1 2 3 4 5 6 7 (×10－2Ω－1) 2.5 3.3 4.0 5.0 6.7 8.3

35、 10.0 (A－1) 15.5 16.0 16.4 17.0 18.0 19.0 20.0 回答下列問題： (1)請把第4組數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充在－圖中，并畫出－的圖線． (2)根據(jù)－圖線求出電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(保留2位有效數(shù)字) 解析　(1)根據(jù)描點(diǎn)法將第四組數(shù)據(jù)畫在圖中，并用直線將各點(diǎn)相連，如圖所示 (2)由閉合電路歐姆定律可知：RA＋R0＝R1＝15 Ω，R并＝，IR1＝×R并，可得＝＋·，則可知：b＝，k＝r，解得E＝1.5 V，r＝6.0 Ω. 答案　(1)見解析　(2)1.5　6.0 3－2.(2018·全國

36、卷Ⅰ理科綜合)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，有以下器材： 干電池一節(jié)(電動勢均為1.5 V) 電阻箱(0～999.9 Ω) 電壓表(0～15 V) 電流表G(0～3 mA，內(nèi)阻r1＝200 Ω) 定值電阻R0(阻值為600 Ω) 開關(guān)和導(dǎo)線若干 (1)要求較為準(zhǔn)確地測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)選擇________電路． (2)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖1中實(shí)驗(yàn)器材按實(shí)際需要連接． (3)實(shí)驗(yàn)中測得多組電阻箱的阻值和電流表示數(shù)，求得與的數(shù)據(jù)如下表，請?jiān)趫D2所示的縱坐標(biāo)為、橫坐標(biāo)為的坐標(biāo)系中作出圖象，并由圖線求得電池電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________.(結(jié)果

37、保留三位有效數(shù)字) (A－1) 1 200 1 050 930 800 660 520 (Ω－1) 0.625 0.500 0.375 0.250 0.125 0.025 (4)實(shí)驗(yàn)中計(jì)算得到的電動勢比真實(shí)值________(選填“偏大”、“不變”或“偏小”)． 解析　干電池的電動勢約為1.5 V，電壓表量程過大，因此選乙電路，實(shí)物連線如圖a所示．令R0＋r1＝RG，用R表示電阻箱的阻值，實(shí)驗(yàn)中路端電壓U＝IRG，U＝，得＝＋，圖線的縱截距為，斜率為，代入數(shù)據(jù)解得E＝1.54 V，r＝2.09 Ω；實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確外電阻為改裝后電壓表與電阻箱的并聯(lián)值，設(shè)其電阻為R并，

38、準(zhǔn)確外電阻應(yīng)為R并＝

39、要注意到其自身量程對電路的影響，其次要充分利用其“自報(bào)電流或自報(bào)電壓”的功能，因此在測電壓表內(nèi)阻時無需另并聯(lián)電壓表，測電流表內(nèi)阻時無需再串聯(lián)電流表． [命題視角] 考向1　實(shí)驗(yàn)原理的拓展與創(chuàng)新 電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的方法有： 1．轉(zhuǎn)換法：將不易測量的物理量轉(zhuǎn)換成可以(或易于)測量的物理量進(jìn)行測量，然后再反求待測物理量的量值，這種方法叫轉(zhuǎn)換測量法(簡稱轉(zhuǎn)換法)．如在測量金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然無法直接測量電阻率，但通過測金屬絲的長度和直徑，并將金屬絲接入電路測出其電阻，然后再計(jì)算出它的電阻率． 2．替代法：用一個標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測量，通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個測量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則

40、被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量． 3．控制變量法：研究一個物理量與其他幾個物理量的關(guān)系時，要使其中一個或幾個物理量不變，分別研究這個物理量與其他各物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)，如探究電阻的決定因素實(shí)驗(yàn)． 例4　(2018·高考物理全真模擬二)某同學(xué)利用如圖所示的電路可以測量多個物理量． 實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：兩個相同的待測電源(內(nèi)阻r≈1 Ω)，電阻箱R1(最大阻值為999.9 Ω)，電阻箱R2(最大阻值為999.9 Ω)，電壓表V(內(nèi)阻約為2 kΩ)，電流表A(內(nèi)阻約為2 Ω)，靈敏電流計(jì)G，兩個開關(guān)S1、S2.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①按圖連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2至最大，閉合開關(guān)S1和S2

41、，再反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2，使電流計(jì)G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V、電阻箱R1、電阻箱R2的示數(shù)分別為I1、U1、r1、r2； ②反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2(與①中的電阻值不同)，使電流計(jì)G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V的示數(shù)分別為I2、U2. 回答下列問題： (1)電流計(jì)G的示數(shù)為0時，電路中A和B兩點(diǎn)的電勢φA和φB的關(guān)系為________； (2)電壓表的內(nèi)阻為________，電流表的內(nèi)阻為________； (3)電源的電動勢E為________，內(nèi)阻r為________． 解析　由本電路的連接特點(diǎn)可知左右兩個電源間的路端電壓相等，干路電流相同．根據(jù)部分電路歐姆定律可

42、分別求解電壓表與電流表的內(nèi)阻；在不同狀態(tài)下數(shù)據(jù)采集，根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解電源的電動勢E和內(nèi)阻r. (1)電流計(jì)G的示數(shù)為0時，由歐姆定律知，G的電壓為零，說明A、B兩點(diǎn)的電勢相等 (2)由于電流計(jì)G的示數(shù)為0，在步驟1中，通過電壓表的電流IV＝I1－，電壓表的內(nèi)阻為RV＝＝；左右兩個電源兩極間的電壓相等，U1＝I1(r2＋RA)，得電流表內(nèi)阻為RA＝－r2. (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r，解得E＝，r＝ 答案　(1)φA＝φB (2)RV＝　RA＝－r2　(3)E＝　r＝ 考向2　實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 一般電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新有兩方面：

43、1．引用新的器件，如二極管、感光材料、熱敏電阻等與實(shí)際生產(chǎn)、生活密切相關(guān)的常見器件，要求學(xué)生多關(guān)注一些生活中的傳感器． 2．改變器材的使用方法，電源進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)、把電壓表當(dāng)電流表或者改裝電壓表等． 例5　(2018·肇慶檢測)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲的電路，其中RT為熱敏電阻，電壓表量程為3 V，內(nèi)阻RV約為10 kΩ，電流表量程為0.5 A，內(nèi)阻RA約為幾歐，R為電阻箱．(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)該實(shí)驗(yàn)小組首先利用該電路進(jìn)行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄不同情況下電壓表的示數(shù)U1、電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R中，在I－U坐標(biāo)系中，將各組U1

44、、I的數(shù)值標(biāo)記在相應(yīng)位置，描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線，如圖乙中曲線所示．為了完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)將導(dǎo)線c端接在________(選填“a”或“b”)點(diǎn)． (2)利用(1)中記錄的數(shù)據(jù)，通過分析計(jì)算可得外電路的電壓U2的計(jì)算式為________．(用U1、I、R和RA表示) (3)實(shí)驗(yàn)小組利用(2)中的公式，計(jì)算出各組的U2，將U2和I的數(shù)據(jù)也描繪在I－U坐標(biāo)系中，如圖乙中直線所示．根據(jù)圖象分析可知：電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω. (4)實(shí)驗(yàn)中查詢得到RA＝4.0 Ω，當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)到6 Ω時，熱敏電阻消耗的電功率P＝________W. 解析　(1

45、)利用伏安法測電阻，由圖象可知熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表電阻，所以采用電流表外接法；故導(dǎo)線c應(yīng)接在a點(diǎn)． (2)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知； 外電壓：U2＝U1＋I(xiàn)(R＋RA)． (3)由U2＝E－Ir，故電源的電動勢為6.0 V，內(nèi)電阻為r＝Ω＝5.0 Ω. (4)等效電源內(nèi)阻r0＝(5.0＋4.0＋6.0)Ω＝15 Ω；在I－U圖象中作等效電源的外電路伏安特性曲線U＝6－15I，如圖所示；與熱敏電阻的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2.5,0.24)．所以熱敏電阻的電功率為0.60 W. 答案　(1)a (2)U2＝U1＋I(xiàn)(R＋RA) (3)6.0　5.0 (4)0.60(0

46、.58～0.62均可) 例6　(2017·高考全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2 000 Ω)；電阻箱Rz(最大值為99 999.9 Ω)；電源E(電動勢約為1.5 V)；單刀開關(guān)S1和S2.C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片． (1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線． (2)完成下列填空： ①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2 000”)． ②為了保護(hù)微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的_

47、_______端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近． ③將電阻箱R2的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置．最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)． ④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)． (3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：____________. 解析　(1)

48、根據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實(shí)物連線如圖所示． (2)①滑動變阻器R1在實(shí)驗(yàn)中為控制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20 Ω. ②為了保護(hù)微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故開始時應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端． ③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點(diǎn)的電勢相等． ④實(shí)驗(yàn)過程中，由于測量電路，即由Rz、 、R2、組成的電路的阻值很大，可認(rèn)為測量電路兩端的電壓不變，故 與Rz互換后通過R2、Rz和 的電流不變，電路如圖所示． 由于B、D兩點(diǎn)的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′ I1Rz1＝I2R，即＝ 對于圖乙，I1Rz2＝I2R′ I1RμA＝I2R，即＝ 所以＝ 所以RμA＝＝Ω＝2 550 Ω. (3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程． 答案　(1)見解析圖　(2)①20　②左?、巯嗟取、? 550 (3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程 27