1、1专题 11 电学实验综合应用【2019 年高考考纲解读】1.近几年新课标全国卷中没有电表读数题目，但各自主命题省份的高考卷中多次出现电表读数问题和多用电表的使用问题，预计今后新课标全国卷中考查电表读数与多用电表使用的可能性较大，应该重视2.“测量金属的电阻率”和“描绘小灯泡的伏安特性曲线”两实验，实际上均与“伏安法测电阻”无多大区别，考查的重点是仪器的选择、电路设计、实物连线和数据处理四个方面，估计今后课标卷对这两个实验考查应是重点之一3.测量电源的电动势和内阻是闭合电路欧姆定律的应用，全面考查电流表、电压表和滑动变阻器的使用，是高中物理中最典型的实验之一近几年新课标全国卷中虽然没有考查，但
2、预计将是今后命题的重点内容考查的重点放在实验原理的研究、电路的设计、电表选择、实物连线和数据处理等方面【重点、难点剖析】一、电学测量仪器的使用与读数1电流表、电压表、欧姆表的比较仪器 极性 量程选择 读数电流表电压表使指针指示比满偏刻度的 多的位13置3 V 和 3 A 量程估读到最小分度的 ；15 V 量程估读到最小110分度的 ；0.6 A 量程应估读到15最小分度的12欧姆表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针尽量指在表盘中间位置取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率2.使用多用电表“四忌”(1)忌不调零就使用多用电表(2)忌搞错连接方式，测电压需并联测电流需串联(3)忌用
3、手接触测试笔的金属杆(4)忌用多用电表测不是 50 Hz 的交流电普通多用电表的交流挡位是按照 50 Hz 设计的，不能准确测量其他频率的交流电3电学仪器的选择(1)电源的选择2一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源(2)电表的选择一般根据电源的电动势或待测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；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度 二、电流表内外接法的比较与选择比较项目 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，
4、偏大 R 测 U/IRx，偏小适用条件 RxRA(测大电阻 ) RVRx(测小电阻 )2控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择(1)控制电路的比较：比较项目 限流式接法 分压式接法5电路电压调节的范围 E ERR R0 0 E电能损耗 节能 耗能电路连接 简便 复杂(2)控制电路的选择：以下情况考虑分压式接法：要求待测电路的 U、 I 从 0 变化； R 滑 Rx；选用限流式接法时，Ux、 Ix过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或 Ux、 Ix过小(最大值不超过电表满量程的 ，读13数误差大)六、多用电表的使用 “三注意 ”(1)电流的流向由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电
5、流都要从电表的 “+”插孔(红表笔)流入，从 “-”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。 (2)要区分开 “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)选倍率测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差。通常只使用表盘中间一段刻度范围，指针偏转角度在 满偏到 满偏之间为测量的有效范围。如当待测电阻约为 2 k 时，应采用 “1
6、00”挡。【方法技巧】多用电表的使用步骤：(1)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为 200 就应该选“10 ”的倍率;(2)进行欧姆调零;6(3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量;(4)将指针示数乘以倍率，得测量值;(5)测量结束后，将选择开关扳到 “OFF”挡或交流电压最高挡。特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量。【题型示例】题型一、多用电表的使用、电表的改装【例 1】(2018高考全国卷 )某同学组
7、装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程 100 A，内阻 900 )；电阻箱 R1(阻值范围 0999.9 )；电阻箱 R2(阻值范围 099 999.9 )；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为 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)电阻箱的阻值应取 R1_ ， R2_ .(保留到个位)【答案】(1)如图所示 (2)100 2 910(2)微安表头改装成电流表需要并
8、联一个小电阻 R1 100 ，电流表改装成一个电压表应串IgrgI Ig联一个大电阻 R2 2 910 .U IgrgI7【变式探究】【2017新课标卷】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； R1、 R2、 R3、 R4和 R5是固定电阻， R6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。
9、（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=_， R4=_。（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”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
10、）1.47 mA（或 1.48 mA） 1 100 2.95V【解析】 （1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。（3） B 端与“2”相连时，是量程较小的电流表，所以 ； B 端与“4”相连时，是量程较小的电压表，所以 。8【变式探究】【2017江苏卷】某同学通过实验制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
11、 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“ E2”），滑动变阻器 R 应选用 （选填“ R1”或“ R2”）（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
12、 （选填“偏转”或“不偏转”），接入 a、 c 时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）9（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） E2 R2 （2） C （3）不偏转 偏转 （4）【举一反三】(2015新课标全国，23，9 分)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 1 mA； R1
13、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 3 mA；若使用 a 和 c 两个接 线柱，电表量程为 10 mA.由题给条件和数据，可以求出 R1_ ， R2_ .(2)现用一量程为 3 mA、内阻为 150 的标准电流表 对改装电表的 3 mA 挡进行校准，校准时需选取的刻度为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电池 的电动势为 1.5 V,内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为 300 和 1 000 ；滑动变阻器 R 有两种规格，最大阻值分别为 750 和3 000 . 则 R0应选用阻值为_ 的电阻， R 应选用最大阻值为_ 的 滑动
14、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： _.10【答案】(1)15 35 (2)300 3 000 (3) c 见解析(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为 3 000 ，最小阻值为 1.50.000 5 1.50.003500 .若定值电阻 R0选择为 1 000 ,则无法校准 3.0 mA，所以选用的定值电阻 R0的阻值应为300 ，由于最大阻值要达到 3 000，所以
15、选用的滑动变阻器 R 的最大阻值为 3 000 .(3)为准确地判断出哪个电阻损坏， d 点应和接线柱“ c”相连；若电流表无示数， 则说明 R2断路，若电流表有示数，则说明 R1断路【变式探究】2015四川理综，8(2)，11 分用实验测一电池的内阻 r 和一待测 电阻的阻值 Rx.已知电池的电动势约 6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十 欧可选用的实验器材有：电流表 A1(量程 030 mA)；电流表 A2(量程 0100 mA)；电压表 V(量程 06 V)；滑动变阻器 R1(阻值 05 )；滑动变阻器 R2(阻值 03 00 )；开关 S 一个，导线若干条某同学的实验过程如下：.设计
16、如图所示的电路图，正确连接电路.将 R 的阻值调到最大,闭合开关，逐次调小 R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值，并记录以 U 为纵轴，I 为横轴，得到如图所示的图线11.断开开关，将 Rx改接在 B、 C 之间， A 与 B 直接相连，其他部分保持不变重 复的步骤，得到另一条 UI 图线，图线与横轴 I 的交点坐标为( I0，0)，与纵 轴 U 的交点坐标为(0， U0)回答下列问题：电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；由图的图线，得电源内阻 r_；用 I0、 U0和 r 表示待测电阻的关系式 Rx_，代入数值可得 Rx；若电表为理想电表, Rx接在 B、 C 之间与接在 A、 B 之间，
17、滑动变阻器滑片 都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 _，电压表示数变化范围_(选填“相同”或“不同”)【答案】A 2 R2 25 r 相同 不同U0I0由于电表为理想电表,因此待测电阻无论放在 B、 C 间或者 A、 B 间，对总 电阻没有变化，因此 电流不变，在滑动变阻器变化范围相同的情况下，电流表示数变化范围相同由于待测部分的电阻阻值变化，因此会影响待测部分的分压，因此电压表示数变化范围会不同【变式探究】2015广东理综，34(2)，10 分某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为 3 k)、电流表(内阻约为 1 )、
18、定值电阻等12图 1使用多用电表粗测元件 X 的电阻选择“1”欧姆档测量，示数如图 1(a)所示，读数为_.据此应选择图 1 中的 _(填“b”或“c”)电路 进行实验连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示 数逐渐_(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元 件 X 换成元件 Y，重复实验图 2图 2(a)是根据实验数据作出的 UI 图线，由图可判断元件_(填“X” 或“Y”)是非线性元件该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R21 的定值电阻，测量待 测电池的电动势 E 和内阻 r，电路如图 2(b)所示闭合 S1和 S2，电压表读数 为
19、 3.00 V；断开 S2，读数为 1.00 V，利用图 2(a)可算得 E_V， r _(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)【答案】10 b 增大 Y 3.2 0.5013根据伏安特性曲线知，X 为线性元件，Y 为非线性元件，且 RX10 .【变式探究】(2015海南单科,12，9 分)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充 电时两极板间的电压随时间的变化实验中使用的器材为：电池 E(内阻很小)、开关 S1和 S2，电容器 C(约 100 F)、电阻R1(约 200 k)、电阻 R2(1 k)、电压表 (量程 6 V)、秒表、导线若干(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实
20、物图连线(2)先闭合开关 S2，再断开开关 S2；闭合开关 S1，同时按下秒表开始计时若 某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为_V(保留 2 位小数)(3)该同学每隔 10s 记录一次电压表的读数 U，记录的数据如下表所示在给 出的坐标纸上绘出 U-t图线.已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的 表中的时间是_s.时间 t/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0电压 U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.1814(4)电路中 C、 R2和 S2构成的回路的作用是_.【答案】(1)见解析图 (2)3.60 V (3)40 s (4)
21、使实验前电容器两极板上的电 荷中和【解析】(1)实物连线如图甲所示(4)电路中 C、 R2和 S2构成的回路，先闭合开关 S2，再断开开关 S2，使电容 器上所带电荷量释放干净，不影响实验【变式探究】2015天津理综，9(3)，10 分用电流表和电压表测定由三节干 电池串联组成的电池组(电动势约 4.5 V，内电阻约 1 )的电动势和内电阻， 除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：15A电流表：量程 0.6 A，内电阻约 1 B电流表：量程 3 A，内电阻约 0.2 C电压表：量程 3 V，内电阻约 30 kD电 压表：量程 6 V，内电阻约 60 kE滑动变阻器：01 000 ，额
22、定电流 0.5 AF滑动变阻器：020 ，额定电流 2 A为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_ _，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还 需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、 _和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标【答案】A D F ad cg f
23、h 或 U 或 R1U 1R UR RU16为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将 a 与 d， c 与 g， f 与 h 相连实验时，电流表不再使用，电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图如图所示根据闭合电路欧姆定律得 U r E，整理可得三种情况：(1) ， 以 为纵坐标， 为横坐UR 1U rE 1R 1E 1U 1R标，在直角坐标系中图象为一条直线；题型二、测量电阻率和描绘伏安特性曲线【例 2】(2018高考全国卷 )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( R020.0 )；V 可视为理想电压表；S 1为单刀开关，S 2为单刀双掷开关； E 为电
24、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的位置，闭合 S1；(3)将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表 V 的示数 U1；然后将 S2掷于2 端，记下此时电压表 V 的示数 U2；(4)待测电阻阻值的表达式 Rx_(用 R0、 U1、 U2表示)；(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 1.4917U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
25、(6)利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx_.(保留 1 位小数)U2U1【答案】(1)实物连线如图 (4)( 1) R0 (6)48.2U2U1【变式探究】(2018高考天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻 Rx的阻值(约为 10 k)，除了 Rx、开关 S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程 01 V，内阻约 10 k)B电压表(量程 010 V，内阻约 100 k)C电流表(量程 01 mA，内阻约 30 )D电流表(量程 00.6 A，内阻约 0.05 )E电源(电动势 1.5 V，额定电流 0.5 A，内阻不计)F电源(电动势 12 V，额定电流 2 A，内阻不计)G
26、滑动变阻器 R0(阻值范围 010 ，额定电流 2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_(均填器材的字母代号)(2)画出测量 Rx阻值的实验电路图(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(填“大于” “小于”或“等于”)，原因是_【答案】(1)B C F(2)如图所示18(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压【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 V=V（量程 3 V，内阻 3 k） ；电流表 A=（量
27、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 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率
28、。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 1.1719【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lRS知，电阻率增大；【变式探究】 (2016全国，23，9 分)某同学利用图甲所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻值
29、 99 999.9 )，滑动变阻器 R1(最大阻值 50 )，滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图甲连接线路；20将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关 S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00 V，记下电阻箱的阻值回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“ R1”或“ R2”)(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上
30、的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A100 A B250 A C500 A D1 mA【答案】 (1) R1 (2)连线见解析图 (3)2 520 (4)D(2)如图所示(3)根据原理可知 U22 V， U1 Umax U20.5 V， R0630.0 ， I ， RV 2 520 .U1R0 U2I21(4)当电压表满偏时，满偏电流 Imax 1 mA，D 正确UmaxRV 2.5 V2 520 【举一反三】(2015浙江理综,22，10 分)图 1 是小红同学在做“描绘小灯泡的
31、 伏安特性曲线”实验的实物连接图图 1图 2(1)根据图 1 画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电 流表与电压表的示数如图 2 中的、 所示，电流表量程为 0.6A，电压表量程为 3V.所示读数为：_、 _、_、_两组数据得到的电阻分别为_ 和_【答案】(1)见解析(2)0.10 A(0.100.02 均可)0.24 A(0.240.02 均可) 2.00 V(2.000.02 均可)0.27 V(0.270.02 均可) 8.3 (8.30.2 均可) 2.7 (2.70.2 均可)【解析】(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大，变阻器用分压接 法，小灯泡电阻比较小，电
32、流表要外接，电路图如图所示22【变式探究】2015福建理综,19(2)，12 分某学习小组探究一小电珠在不同电 压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始 逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线 的连接；某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_A；该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_只 相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为 1 的电源组成闭合回 路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_W(保留两位小数)【答案】连线如图 230.44
33、 4 2.25【变式探究】(2015江苏单科，10,8 分)小明利用如图 1 所示的实验装置测量 一干电池的电动势和内阻图 1(1)图 1 中电流表的示数为_A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出 UI 图线24图 2由图线求得：电动势 E_V；内阻 r_.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路 闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_【答案】(1)0.44 (2) UI 图象见解析图
34、 1.60(1.581.62 都算对) 1.2(1.18 1.26 都算对) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大【变式探究】实验室购买了一捆标称长度为 100 m 的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为 1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx，从而确定导线的实际长度25甲 乙可供使用的器材有：电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2 ；电压表：量程 3V，内阻约 9 k；滑动变阻器 R1：最大阻值 5 ；滑动变阻器 R2：最大阻值 20 ；定值电阻： R03 ；电源：电动势 6
35、V，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“ R1”或“ R2”)，闭合开关 S 前应将滑片移至_(填“ a”或“ b”)端(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为_V.(4)导线实际长度为_m(保留 2 位有效数字)【答案】 (1) R2 a (2)如解析图所示26(3)2.30(2.292.31 均正确) (4)94(9395 均正确)(2)连线如图所示(3)电压表的示数为 2.30 V. (4)根据欧姆定律，铜导线与 R0的串联电阻 R
36、4.6 ，所以铜导线的电阻UI 2.300.50Rx R R01.6 .根据 Rx 得导线长度 l m94 m.lS RxS 1.61.010 61.710 8【举一反三】在伏安法测电阻的实验中，待测电阻 Rx约为 200 ，电压表 的内阻约为 2 k，电流表 的内阻约为 10 ，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式 Rx 计UI算得出，式中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1和 Rx2，则_(填“ Rx1”或“ Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值 Rx1_(填“大于” 、“等于”或“小于”)真实值，
37、测量值 Rx2_(填“大于” 、 “等于”或“小于”)真实值(a) (b) 【答案】 Rx1 大于 小于27【特别提醒】1实物图连接注意(1)一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线；(2)最后并接电压表；(3)连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出2实验数据的处理(1)常见的处理方法有：列表法；图象法；平均值法 (2)用图象分析处理实验数据，有以下的要求：需要的数据至少为 6 组可以根据物理规律、公式的计算，分析应该得到图线是直线还是曲线描点、连线、取点、得数据把实验获取的各组数据对应的点描在坐标系内，在剔除不符合规律的“点”后，用一条平滑的细线
38、把各有效的点连接起来，切记不能连接成折线从所连的线上取需要的点，从而得出相应的数据3几种常用的测量电阻的方法(1)欧姆表测电阻最直接测量电阻的仪表但是一般用欧姆表测量时只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据(2)伏安法测电阻伏安法测电阻是最典型的测量方法两种电路：内接法和外接法(3)等效替代法测电阻等效替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等则电阻箱的读数就是待测电阻的数值使用电流表和电压表等效替代法测电阻的两种电路如图甲、乙所示28(4)半偏法测电阻测量电流表内阻(如图丙所示)和测量电压表内阻(如图丁所示)常用半偏法【变式探究】(1)有一
39、个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的 U I 图线，有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻 10 k)B电压表(010 V，内阻 20 k)C电流表(00.3 A，内阻 1 )D电流表(00.6 A，内阻 0.4 )E滑动变阻器(5 ，1 A)F滑动变阻器(500 ，0.2 A)实验中电压表应选用_，电流表应选用_为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图 5119 中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图根据 U I 图象，当灯泡两端所加电压为 3.2 V
40、时，电功率为_ W.图 511929图 51110【答案】(1)A D E 电路图 连线如图所示1.44 题型三、测量电源的电动势和内阻【例 3】 【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 a、 b和 c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、 间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，
41、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、 I2数据，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】 a b 1.41（1.361.44 均可） 0.5（0.40.6 均可）30根据闭合电路的欧姆定律： ， 12I=，上式可简化为，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05） ，代入方程解得：电动势E=1.41 V，内阻 r=0.5 。【变式探究】【2016北京卷】 某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( )A一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B一个伏特表和多个定值电阻C一个安培表和一个电阻箱D两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D 选项 B 中可以通过伏特表的读数和若干定值电阻的实际阻值大小计算出干路的电流 大小，实验电路图如图所示，所以选项 B 可取选项 C 中可以通过安培表的读数和电阻箱的取值得到外电压的大小，实验电路图如图所示，所以选项C 可取
