1、1实验题的解题方法与技巧命题猜想【考向解读】 近几年高考对实验的考查，多以一大带一小的形式出现，其中第一小题为常规实验题，侧重考查基本实验仪器的读数或常规型实验第二小题侧重对学生实验迁移能力的考查，常以设计性实验来体现，主要为电学实验，也有力学实验只要扎扎实实掌握课本实验的实验原理、实验方法、数据处理的方法及分析，灵活迁移到解决创新性、设计性实验中，就能稳得实验题高分 【命题热点突破一】 “纸带类”实验 例 1. （2018 年北京卷） 用图 1 所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b选出一条点迹清
2、晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点 O（ t=0），然后每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点，如图 2 中 A、 B、 C、 D、 E、 F所示。c通过测量、计算可以得到在打 A、 B、 C、 D、 E点时小车的速度，分别记作 v1、 v2、 v3、 v4、 v5d以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图 3 所示。2结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有_和_(填选项前的字母)。A电压合适的 50 Hz 交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)（2）在图 3 中已标出计数点 A、 B、 D、 E 对应
3、的坐标点，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出v-t 图像_。（3）观察 v-t 图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_。 v-t 图像斜率的物理意义是_。（4）描绘 v-t 图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对 t 的要求是_（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x 大小与速度测量的误差_(选填“有关”或“无关”)。（5）早在 16 世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图 4 所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运
4、动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_。3【答案】 (1). A C (2). 如图所示：(3). 小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4). 越小越好 有关 (5). 如果小球的初速度为 0，其速度 ，那么它通过的位移 x t2。因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。【解析】（1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度。故需要的仪器选 AC（2）利用所给点迹描点连线，得图像其中 C 点的横坐标为 3T，纵坐标为 （3）结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化，所 以小球做匀加速运动，图像的斜
5、率代表了运动时的加速度. 4（4） 越小，则 越接近计数点的瞬时速度，所以 越小越好，计算速度需要用到 的测量值，所以 大小与速度测量的误差有关。【变式探究】【2017天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_。A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点
6、是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_。A OA、 AD 和 EG 的长度 B OC、 BC 和 CD 的长度C BD、 CF 和 EG 的长度 D AC、 BD 和 EG 的长度【答案】AB BC52016天津理综，9(2)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动(1)实验中，必要的措施是_A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部
7、分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出) s13.59 cm， s24.41 cm， s35.19 cm， s45.97 cm， s56.78 cm， s67.64 cm.则小车的加速度 a_m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB_m/s 2(结果均保留 2 位有效数字)【解析】 (1)若细线与长木板不平行，如图所示不考虑摩擦力时满足 Tcos Ma， 会随小车运动而变化，因此小车不能做匀变速运动，不符合要求，故必须满足细线与长木板平行，A 正确为了充分利用纸带，应先接通电源再释放小车，B 正确由于本实验只是为了研究小车的匀变速运
8、动，因此摩擦力的6有无，绳子拉力是否等于 mg(M 远大于 m 是为了保证绳子拉力 T mg)都对实验没有影响，C、 D 错误(2)由题知，相邻计数点间时间间隔 T0.1 s，根据 a ，可求得 a0.80 s4 s5 s6 s1 s2 s39 T2m/s2，根据 vB ，可求得 vB0.40 m/s.s1 s22 T【答案】 (1)AB (2)0.80 0.40【变式探究】用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。 (1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板_(选填“远离”或“靠近”)滑轮的一端下面垫一木块来平衡摩擦力。接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打
9、出的纸带如图乙所示，则应_(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹_为止。 (2)为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用_法。 (3)A 同学在小车所受合外力不变时，改变小车的质量，得到的数据如下表所示： 实验次数 小车质量 m/kg 小车加速度 a/(ms2 ) 小车质量的倒数 /kg11m1 0.10 0.60 10.002 0.20 0.30 5.003 0.30 0.20 3.334 0.40 0.15 2.505 0.50 0.12 2.00根据表中数据，在图丙所示坐标系中描出相应的实验数据点，并作出 a 图象。1m7丙 由 a 图象，可得出的结
10、论为1m_。小车受到的合力大小约为_。(结果保留两位小数)答案 (1)远离；减小；间隔相等(均匀) (2)控制变量 (3)如图所示；在物体受外力不变时，物体的加速度与其质量成反比；0.06 N 【变式探究】 (1)如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图，按照实验要求应该( )8A.先释放小车，再接通电源 B.先接通电源，再释放小车 C.同时释放小车和接通电源 (2)本实验必须( ) A.要平衡摩擦力 B.要求悬挂物的质量远小于小车的质量 C.上述两项要求都不需要 (3)如图 为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的纸带，从中确定五个计数点，量得d18.00 cm， d
11、217.99 cm， d330.00 cm， d444.01 cm。每相邻两个计数点间的时间间隔是 0.1 s。则打 C 点时小车的速度 vC_ m/s，小车的加速度 a_ m/s 2。(结果保留两位有效数字) 答案 (1)B (2)C (3)1.1 2.0 【命题热点突破二】 “橡皮条、弹簧”类实验 例 2. （2018 年全国 II 卷）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的9滑
12、动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中 的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。砝码的质量 m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25滑动摩擦力 f/N 2.15 2.36 2.55 2.93回答下列问题（1） =_N（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点_并绘出 f-m 图线_；（3） f 与 m、木块质量 M、木板和木块之间的滑动摩擦因数 及重力加速度大小 g 之间的关系式f=_， f-m 图线（直线）的斜率的表达式 k=_;（4）取 g=9.80 m/ ，由绘出的 f-m 图线求得 （保留 2 位有效数字）【答案】 (1). （1）2.75 (2). （2）如
13、图所示 (3). （3） （ M+m） g (4). g (5). （4）0.40【解析】描点连线时要注意让所有点均匀分布在线上或线的两边要结合图像坐标整理出相应的数学函数，然后观测斜率和截距分别代表什么。（1）指针在 2.7 与 2.8 之间，估读为 （2）描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，作图如下：10（3）木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知 把公式化简可得： 所以图像的斜率 （4）取 g=9.80 m/ ，取图像上相距较远的两点求斜率 则 【变式探究】【2017新课标卷】某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为 x 轴，纵轴为 y 轴，最小
14、刻度表示 1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端 Q固定在 y 轴上的 B 点（位于图示部分之外），另一端 P 位于 y 轴上的 A 点时，橡皮筋处于原长。（1）用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O，此时拉力 F 的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示， F 的大小为_N。（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋 P 端回到 A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将 P 端拉至 O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 F1=4.2 N 和 F2=5.6 N。（i）用 5 mm
15、长度的线段表示 1 N 的力，以 O 为作用点，在图（a）中画出力 F1、 F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力 F 合 ；（ii） F 合 的大小为_N， F 合 与拉力 F 的夹角的正切值为_。若 F 合 与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定11则。【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05【变式探究】 (2016浙江理综，21，10 分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧 OC 的劲度系数为 500 N/m.如图甲所示，用弹簧 OC 和弹簧秤 a、 b 做“探究求合力的方法”实验
16、在保持弹簧伸长 1.00 cm 不变的条件下，(1)若弹簧秤 a、 b 间夹角为 90，弹簧秤 a 的读数是_N(图乙中所示)，则弹簧秤 b 的读数可能为_N.(2)若弹簧秤 a、 b 间夹角大于 90，保持弹簧秤 a 与弹簧 OC 的夹角不变，减小弹簧秤 b 与弹簧 OC 的夹角，则弹簧秤 a 的读数、弹簧秤 b 的读数(填“变大” “变小”或“不变”)【解析】 (1)弹簧秤的读数应注意估读，由题图乙可知弹簧秤 a 的读数为 3.00 N由题意知弹簧 OC 的弹力大小 FOC kx5 N，即弹簧秤 a、 b 的合力大小应当等于 5 N，因为它们之间的夹角为 90，当 a 的读数为 3.00
17、N 时， b 的读数理论值应为 4.00 N.12(2)对 O 点受力分析，作力的矢量三角形如图所示保证 O 点不动的前提下，弹簧 OC 的拉力为定值，在弹簧秤 a、 b 夹角大于 90的前提条件下，若让弹簧秤 b 与 OC 夹角减小，由图可知弹簧秤 a 的拉力应该变大， b 的拉力也变大【答案】 (1)3.003.02 3.94.1(有效数不作要求) (2)变大 变大【变式探究】某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为 l1，如图 1 所示，图 2 是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是 1 毫
18、米)上位置的放大图，示数 l1_ cm。在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4个、5 个相同钩码，静止时弹簧长度分别是 l2、 l3、 l4、 l5。已知每个钩码质量是 50 g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力 F2 _ N (当地重力加速度 g9.8 m/s 2)。要得到弹簧伸长量 x，还需要测量的是_，作出 F x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。 图 1 图 2答案 25.85 0.98 弹簧原长 【变式探究】在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地
19、施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整： 13用铅笔描下结点位置，记为 O； 记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线； 只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置 O，记录测力计的示数 F3，_； 按照力的图示要求，作出拉力 F1、 F2、 F3； 根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F； 比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。 答案 沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线 F 和
20、 F3 【命题热点突破三】力学探究实验 探究型实验通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律；第二类为给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理。第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理。 例 3、 （2018 年全国卷）如图（a） ，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针
21、。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为 0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2，此弹簧的劲度14系数为_N/m（保留 3 位有效数字） 。【答案】 (1). 3.775 (2). 53.7【变式探究】 【2017新课标卷】 （6 分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。实验步骤如下：如图（a）
22、，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 t；用 s 表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示， v表示滑块在挡光片遮住光线的 t 时间内的平均速度大小，求出 v；15将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；多次重复步骤；利用实验中得到的数据作出 vt 图，如图（c）所示。完成下列填空：（1）用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 v与vA、
23、a 和 t 的关系式为 v= 。（2）由图（c）可求得， vA= cm/s， a= cm/s2。 （结果保留 3 位有效数字）【答案】 52.1 16.3(15.816.8)【变式探究】某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于 A 点，光电门固定在 A 的正下方在钢球底部竖直地粘住一片宽度为 d 的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 由计时器测出，取 v 作为钢球经过 A 点时的速dt度记录钢球每次下落的高度 h 和计时器示数 t，计算并比较钢球在释放点和 A 点之间的势能变化大小 Ep与动能变化大小 Ek，就能验
24、证机械能是否守恒16甲(1)用 Ep mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度 h 应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离A钢球在 A 点时的顶端 B钢球在 A 点时的球心C钢球在 A 点时的底端(2)用 Ek mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示 数如图乙所示，其读数为12_cm.某次测量中，计时器的示数为 0.010 0 s，则钢球的速度为 v_ m/s.乙(3)下表为该同学的实验结果： Ep(102 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 Ek(102 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8他发现表中的 Ep与
25、Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议【解析】 (1)要测量小球下落的高度，应测量开始位置小球的球心到小球在 A 点时球心的竖直距离，B 正确(2)根据题图可知，遮光条的宽度 d15.0 mm1.50 cm，若某次计时器的时间为 0.010 0 s，则钢球的速度 v 1.50 m/s.dt(3)由于空气阻力的存在，小球下落过程中在克服空气阻力做功，因此动能的增量会小于重力势能的减少17量，而表格中数值表明是动能的增加量大于重力势能的减少量，显然误差不是由于空气阻力造成的，是由于遮光条在小球的下面，测得的速度比小球的实际
26、速度大造成的(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算 Ek，将 v 折算成钢球的速度 v v.lL【答案】 (1)B (2)1.50(1.491.51 都算对) 1.50(1.491.51 都算对) (3)见解析 (4)见解析【变式探究】某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图所示，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电。 (1)下列实验操作中，不正确的有_。 A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B.纸带穿过限位孔，压在复写纸下面 C.用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落 D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 (2)该同学按正确的步
27、骤进行实验(记为“实验”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为 O 点，每隔一个计时点取一个计数点，标为 1，2，8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到 O 点的距离，记录在纸带上，如图所示。 计算相邻计时点间的平均速度 v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表。请将表中的数据补充完整。 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24.5 33.8 37.8 _ 39.5 39.8 39.8 39.8 (3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是18_；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_。 (4)该同学将装置中的铜管更换
28、为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。请问实验是为了说明什么？对比实验和的结果可得到什么结论？ _ _ 答案 (1)CD(2 分) (2)39.0(2 分) (3)逐渐增大到 39.8 cm/s 且增加的越来越慢 逐渐增大到等于重力(4 分) (4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用(2 分) 【变式探究】某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出 7 个计数点，分别标以 O、 A、 B、 C、 D、 E 和 F，每相邻
29、的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是 50 Hz。(1)如果测得 C、 D 两点间距 s42.70 cm， D、 E 两点间距 s52.90 cm，则据此数据计算在打 D 点时小车的速度公式_，小车的速度值 vD_m/s。(保留三位有效数字) (2)该同学分别算出在打其他点时小车的速度： vA0.220 m/s， vB0.241 m/s， vC0.258 m/s， vE0.300 m/s，请设计实验数据记录表格填入框中，并在坐标系中作出小车运动的 v t 图象，设 O点为计时起点。 实验数据记录表格： 19(3)由所作 v t 图象判断，小车所做的运动为_答案 (1) v
30、D (2 分)；0.280(2 分)s4 s52T(2)实验数据记录表格及小车运动的 v t 图象如下所示(4 分)：时间 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 速度 v/(ms1 ) 0.220 0.241 0.258 0.280 0.300 (3)匀加速直线运动(1 分) 20【命题热点突破四】基本仪器的读数及多用电表的使用 例 4、 （2018 年全国 II 卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程 100 内阻 900 ） ；电阻箱 R1 （阻值范围 0 999.9 ） ；电阻箱 R2 （阻值范围 0 99 999.9 ） ；导线若干。要求利用所给器材先组装一
31、个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出 R1和 R2，其中*为公共接线柱， a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱_。（2）电阻箱的阻值 _ ;R2=_ （保留到个位）【答案】 (1). （1）如图所示 (2). （2）100 (3). 2 910【解析】 （1）R 1的电阻比较小，所以 R1与表头并联构成大量程的的电流表，R 2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示； 改装电流表需要并联一个电阻，要改装 1
32、mA 的电流表需要并联的电阻，所以选用与变阻箱 R1并联，并联后的总电阻为 21要改装 3V 电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为 【变式探究】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 游标卡尺的读数为(500.055)mm50.25 mm，螺旋测微器的读数为(4.50.0120.0)mm4.700 mm，多用电表的读数为 1910 190 。 答
33、案 50.25 4.700 190 【变式探究】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 cm12022螺旋测微器的读数为 h6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm 答案 1.220 6.860 【点评】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
34、、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12 15 110读，明确读数的小数位数。(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。 【命题热点突破
35、五】 以测量电阻为核心的电学实验 例 5、 （2018 年全国卷）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值，图中 R0为标准定值电阻（ R0=20.0 ） ； 可视为理想电压表。S 1为单刀开关，S 2位单刀双掷开关， E 为电源， R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：（1）按照实验原理线路图（a） ，将图（b）中实物连线_；（2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合 S1；（3）将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表 的示数 U1；然后将 S2掷于 2端，记下此时电压表 的示数 U2；（4）待测电阻阻值的表达式 Rx=_（用 R0、 U1、 U
36、2表示） ；23（5）重复步骤（3） ，得到如下数据：1 2 3 4 5U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.493.44 3.43 3.39 3.40 3.39（6）利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx=_。 （保留 1 位小数）【答案】 (1). 如图所示：(2). (3). 48.2【解析】开关 S2掷于 1 端，由欧姆定律可得通过 Rx的电流 I=U1/R0，将开关 S2掷于 2 端， R0和 Rx串联电路电压为 U2， Rx两端电压为 U=U2-U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值 Rx=U/I= R0=
37、（ -1） R0。5 次测量所得 的平均值, （3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入 Rx=（ -1） R0=（3.41-1）20.0=48.2。【变式探究】 【2017新课标卷】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） ；电压表 VV（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
38、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。24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。 （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当滑动变阻器电阻值 R=0 时，灯泡消耗的功率最大
39、，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。252016天津理综，9(3)某同学想要描绘标有“3.8 V 0.3 A”字样小灯泡 L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表 V1(量程 03 V，内阻等于 3 k)电压表 V2(量程 015 V，内阻等于 15 k)电流表 A1(量程 0200 mA，内阻等于 10 )电流表 A2(量程 03 A，内阻等于 0.1 )滑动变阻器 R1(010 ，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(01 k，额定电流 0.5 A)定值电阻
40、R3(阻值等于 1 )定值电阻 R4(阻值等于 10 )定值电阻 R5(阻值等于 1 k)电源 E(E6 V，内阻不计)(1)请在虚线框中画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的 IU 图象应是下图中的_26【解析】 (1)题目要求绘制曲线完整应选用分压接法，又 R 灯 13 ，所以滑动变阻器应选 R1，由于UI灯泡额定电压为 3.8 V，V 2量程为 15 V 太大，不宜选用， V1量程略小，串联电阻 R5改装成 4 V 量程正合适由于灯泡额定电流为 0.3 A，A 2量程太大，不宜选用，A 1量程略小并联 R4改装成 0.4 A 量程正合适改装后 RA5 ，
41、 RV4 k， R 灯 ，应选用外接法，如图所示RA RV(2)小灯泡灯丝为金属，温度升高电阻增大，只有 B 正确【答案】 (1)见解析图 (2)B【变式探究】为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室可供选择的器材如下： A.待测小灯泡(6 V 500 mA) B.电流表 A(00.6 A 内阻约 0.5 ) C.电压表 V(03 V 内阻 5 k) D.滑动变阻器 R1(01 k 100 mA) E.滑动变阻器 R2(05 1.5 A) 27F.电阻箱 R3(09 999.9 ) G.直流电源 E(约 6 V，内阻不计) H.开关 S，导线若干 (1)将电压表量程扩大为 6 V，与它串联的电阻箱
42、的阻值应调为_k。 (2)图中画出了实验的部分电路，请你补全电路图；滑动变阻器应选用_(填“ R1”或“ R2”)。 (3)实验中，变阻器滑动触头 P 在 ab 间移动时，发现小灯泡两端的电压只能在 3.5 V6.0 V 间变化，则电路中出现的故障可能是 _。 (4)排除故障后，测量出多组数据，以灯泡两端的电压 U 为横轴，电流表的示数 I 为纵轴，描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若电压表 V 的实际阻值大于 5 k，则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的_(填“上方”或“下方”)。 答案 (1)5 (2)电路如图 R2 (3)ac 间断路 (4)上方 28【变式探究】实际电流表有内阻
43、，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表 G1内阻 r1的电路如图甲所示。 供选择的仪器如下： 待测电流表 G1(05 mA，内阻约为 300 )； 电流表 G2(010 mA，内阻约为 100 )； 定值电阻 R1(300 )； 定值电阻 R2(10 )； 滑动变阻器 R3(01 000 )； 滑动变阻器 R4(020 )； 干电池(1.5 V)； 开关 S 及导线若干。 (1)定值电阻应选_，滑动变阻器应选_。(在空格内填写序号) (2)用连线连接如图乙所示的实物图。 (3)测量多组电流表 G1、G 2的读数 I1、 I2，以 I2为纵坐标， I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。
44、根据I2 I1图线的斜率 k 及定值电阻(选定)，写出待测电流表内阻的表达式_。 解析 (1)根据电路的原理图，定值电阻应适当大一些，滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的，故定值电阻选，滑动变阻器选。 (2)实物连线如图所示，连线时要注意电表的正负接线柱不能接反。29(3)根据串、并联电路规律可知： I2 I1 I1，所以 k ，所以 r1( k1) R1。I1r1R1 R1 r1R1 R1 r1R1答案 (1) (2)见解析图 (3) r1( k1) R1 【点评】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
45、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；电表的指针摆动的幅度不宜较大，一般应使指针能达到半偏左右。 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 Rx，偏大UIR 测 Rx，偏小UI适用条件 RxRA(测大电阻 ) RVRx(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。 b.R 滑 Rx c.选用限流式时， Ux、 Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)。 303.伏安法测电阻的常规设计实验 需要一个电流表和一个电压表，利用欧姆定律求其电阻。但有时题目中缺少电压表或缺少电流表，或电压表、电流表的量程不符，这时可以把已知内阻的电流表当作电压表来使用，把已知内阻的电压表当作电流表来使用，甚至可以把已知内阻的电流表(或电压表)和电阻箱改装成符合要求的电压表(或电流表)。 4.定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用 近几年考题当中，经常出现用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电压表，或用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)
