2021屆高考物理二輪復習（選擇性考試）學案：第16講　電學實驗與創(chuàng)新

第16講電學實驗與創(chuàng)新

知識歸納感悟真題

31識我建

二|電壓表、電流衣、歐姆我讀則

T電流表的內(nèi)、外接法|

儀器、儀表?

滑動變阻器的分壓、限流接法|

的使用—U

Lj多川電■的砥麗

-|測定金屬的電司

電

學

實|描繪小燈泡的伏安特性曲線|

驗

一

|測定電源的電動勢和內(nèi)阻|

創(chuàng)新_p|電阻I則垃I

實驗工I電流大平、霍爾無件等I

1.電學量測量儀器.

⑴電流表、電壓表、歐姆表的對比.

儀器接線柱量程選擇讀數(shù)

若最小分度為

1、0.1、0.01等，

使指針指示比需要估讀到最小

有正、負接線柱的

分度的下一位；

電流表電表，電流由電表滿偏刻度;多

如果最小分度不

的正接線柱流入，

的位置是1、0.1、0.01

負接線柱流出.但

等，只需要讀到

歐姆表的正接線柱

最小分度位即可

的電勢低

電壓表使指針盡量指取兩位有效數(shù)字

在表盤的中間并乘以相應擋位

歐姆表

位置的倍率

2.歐姆表工作原理.

⑴電路：歐姆表是多用電表電阻擋的一個擋位，電路如圖所示.

電流的流向：由于使用多用電表時不管測量項目是什么，電流都

要從電表的“+”插孔(紅表筆)流入，從“一”插孔(黑表筆)流出，所

以使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負極接的

是紅表筆.

(2)調(diào)零：當紅、黑表筆短接時，表頭電流表指針滿偏，此時4=

E

A+Kg+r，

(3)測量：當紅、黑表筆之間接電阻號時，電路中電流1=

”苴轉(zhuǎn)，&的一個值對應/的一個值，故將電流刻度標上相應

K~rK^~rr~rKx

的電阻刻度，即可直接讀出待測電阻&的阻值.

(4)中值電阻：當被測電阻%=￡+叫+=時，電流變?yōu)闈M偏電流的

一半，歐姆表指針指向刻度正中央，稱為“中值電阻中值電阻為歐

姆表的內(nèi)阻.

2.電流表的內(nèi)外接法選擇.

(1)兩種接法的比較.

比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法

電路

誤差原因由于電流表內(nèi)阻的分由于電壓表內(nèi)阻的分

壓作用，電壓表測量流作用，電流表測量

值偏大值偏大

R-U__「

U,R測一廠鳥+號

R測=1=RA+RX>RX

測量結(jié)果R<R

電阻的測量值大于真XX

電阻的測量值小于真

實值

實值

適用條件RX》RA，大電阻&《Rv，小電阻

⑵兩種接法的判斷.

①比值判斷法：若髭<士，號為大電阻，內(nèi)接法誤差小應選用內(nèi)

接法；若皆君,公為小電阻，外接法誤差小應選用外接法.

Kx?A

②臨界值判斷法：當被測電阻&的大小無法直接判定時，先求臨

界電阻RQ=NRARV.若凡>%,則以為大電阻，內(nèi)接法誤差小;若RX<RO,

則凡為小電阻，外接法誤差?。蝗?=Ko,內(nèi)外接法均可.

③試觸法：當無法估計電阻的阻值，難以比較整及譽的大小時，

A%Ky

可采用電壓表試觸法看電流表、電壓表變化大小來確定，若電流表示

數(shù)較電壓表示數(shù)變化明顯，說明外接時電壓表分流作用大，應采用內(nèi)

接法；若電壓表示數(shù)較電流表示數(shù)變化明顯，說明內(nèi)接時電流表的分

壓作用大，應采用外接法.

3.滑動變阻器連接的限流接法和分壓接法.

(1)兩種接法的對比.

項目限流接法分壓接法對比說明

串、并聯(lián)關系不

兩種接法電路圖aR“b

后

~~------同負載凡上

RxEwr分壓電路調(diào)節(jié)范

電壓調(diào)節(jié)范圍

圍大

負載號上電流分壓電路調(diào)節(jié)范

Ev/Vgy

調(diào)節(jié)范圍圍大

閉合S前觸頭位

b端《端都起保護作用

置

額定條件下電路分壓電路耗能較

ElE(I+IP)

總功率多

⑵兩種接法的處理技巧.

①滑動變阻器限流式接法選取原則：一般在滑動變阻器總電阻R.

與尺相差不大時，既不要求較大范圍調(diào)節(jié)電流和電壓，又不要求從零

開始讀數(shù)，則優(yōu)先選擇限流式接法.

②滑動變阻器的分壓式接法選取原則.

a.滑動變阻器的全值電阻治遠小于用電器電阻&或電路中串聯(lián)

的其他電阻的阻值，即&》％.

b.要求用電器&的電流或電壓從零開始連續(xù)變化.

c.采用限流式電路時，電路中的最小電流大于用電器號的額定

電流，或給定的儀表量程偏小.

感悟真題

L（2020?全國卷II）某同學要研究一小燈泡L（3.6V,0.30A）伏安

特性.所用器材有：電流表Ai（量程200mA,內(nèi)阻￡gi=10.0。），電

流表AK量程500mA,內(nèi)阻仆2=1.0。）、定值電阻％（阻值%=10.0。）、

滑動變阻器"（最大阻值10。）、電源￡（電動勢4.5V,內(nèi)阻很?。?、開

關S和若干導線.該同學設計的電路如圖(a)所示.

⑴根據(jù)圖(a),在圖(b)的實物圖中畫出連線.

⑵若小乙分別為流過電流表A1和A2的電流，利用小心

和及寫出：小燈泡兩端的電壓U=，流過小燈泡的電流/=

.為保證小燈泡的安全，不能超過_______mA.

⑶實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關閉合后兩電流表的示數(shù)為

零.逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應的人和A.所得實驗數(shù)據(jù)

在下表中給出.

Ii/m

325585125144173

A

171229299379424470

A

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算得，當lx=173mA時，燈絲電阻R=

。(保留一位小數(shù)).

(4)如果用另一個電阻替代定值電阻Ro,其他不變，為了能夠測量

完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值不能小于。(保留一位

小數(shù)).

解析：(2)根據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表Ai和島的總

電壓，故根據(jù)歐姆定律有

U=/i(Rgi+Ro),

流過小燈泡的電流為I=l2-h,

小燈泡的額定電壓為3.6V,由〃穎=/1（41+扁）可得/1=1801114,

即為了保證小燈泡的安全，八不能超過180mA.

.,,,UIi（￡gi+R。）

（3）燈絲的電阻尺=7=」~~7r

1h~h

當，i=173mA時，Z2=470mA,

解得K=11.6Q.

（4）燈光的額定電壓為U領=3.6V,

由3（Kgi+R）NU額，可得K28.0。.

答案：⑴

（2）/1（&1+心）I2-h180（3）11.6（4）8.0

2.（2020?全國卷III）已知一熱敏電阻當溫度從10℃升至60℃時

阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學利用伏安法測量其阻值隨溫度

的變化關系.所用器材：電源￡、開關S、滑動變阻器R（最大阻值為

20。）、電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為100。）.

（1）在如圖所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖.

熱敏電阻

9

（2）實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓

表和毫安表的示數(shù)，計算出相應的熱敏電阻阻值.若某次測量中電壓

表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA,則此時熱敏電阻的阻值為

k。（保留兩位有效數(shù)字）.實驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨

溫度，變化的曲線如圖（a）所示.

府kQ

010203040506070底

圖（a）

（3）將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達到熱平衡后熱敏

電阻的阻值為2.2k。.由圖（a）求得，此時室溫為℃（保留三位

有效數(shù)字）.

（4）利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分

如圖（b）所示.圖中，E為直流電源（電動勢為10V,內(nèi)阻可忽略）；當

圖中的輸出電壓達到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器（圖中未畫出）報

警.若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃,則圖中（選填

或“R”）應使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應為k。（保

留兩位有效數(shù)字）.

解析：（1）滑動變阻器由用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用

電流表外接.連線如圖

E

(2)由部分電路歐姆定律得

U5.5

￡=7=0.3X103QQi?8kO.

(3)由該電阻的阻值隨溫度變化的曲線直接可讀得：25.5℃.

(4)溫度升高時，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少.而溫度高

時輸出電壓要升高，以觸發(fā)報警，所以應為熱敏電阻.由圖線可知，

溫度為50℃時，R=0.8k。，由歐姆定律可得

￡=/(?+&),

U=IR2,

代入數(shù)據(jù)解得R2=1.2k￡2.

答案：⑴圖見解析⑵1.8(3)25.5(4)7?!(5)1.2

3.(2020?江蘇卷)某同學描繪一種電子元件的/-U關系圖象，采用

的實驗電路圖如圖1所示，⑦為電壓表，④為電流表，￡為電源(電動勢

約6V),A為滑動變阻器(最大阻值20。)，&為定值電阻，S為開關.

(1)請用筆畫線代替導線，將圖2所示的實物電路連接完整.

臺待測元件

待測元件

⑵調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表:

電壓U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

電流/mA0.000.100.250.601.704.307.50

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件/U的圖線.

（3）根據(jù)作出的I-U圖線可知，該元件是（選填“線性”或

“非線性”）元件.

（4）在上述測量中，如果用導線代替電路中的定值電阻心,會導致

的兩個后果是_______.

A.電壓和電流的測量誤差增大

B.可能因電流過大燒壞待測元件

C.滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小

D.待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小

解析：（4）電壓和電流的測量的絕對誤差不變，因測量值變大，相

對誤差變小，A錯誤；因沒有保護電阻，可能因電流過大燒壞待測元

件，B正確；當滑動變阻器從左端滑動到右端過程，待測元件兩端電

（凡+-0）RRxR

R+R+RR“R+R

壓從0到U,」（x&+0%）/丹r可調(diào)節(jié)到nxx，

可調(diào)節(jié)范圍變大，D錯誤；因待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變大，

所以滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小，C正確.

答案：（1）如圖所示

電壓表

(2汝口圖所示

(3)非線性(4)BC

-g細研考點提升素養(yǎng)

考點一多用電表實驗儀器的使用和讀數(shù)

知識的透

1.歐姆表的原理.

(1)歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)部電源負極相連，黑表筆與內(nèi)部

電源的正極相連，故其電流方向為“紅表筆流進，黑表筆流出”.

(2)測電阻的原理是閉合電路歐姆定律.當紅、黑表筆短接時，調(diào)

節(jié)滑動變阻器K.(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計滿偏，/g=g.?.,

此時中值電阻R中=4+&+r,當兩表筆接入電阻當時，1=

電阻&與電路中的電流相對應，但不是線性關系，故

十r十it*

歐姆表刻度不均勻.

2.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值低一個數(shù)量級的倍率,

如估計值為200。，就應該選X10的倍率.

(2)進行歐姆調(diào)零.

(3)將紅、黑表筆接被測電阻兩端進行測量.

(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(即指針所

指的歐姆刻度值太大)，應該適當增大倍率重新調(diào)零后再測量；如果指

針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針所指的歐姆刻度值太小)，應該適當減小倍率重

新調(diào)零后再測量.

(奧題網(wǎng)析

典例口

的電流表改裝成歐姆表并進行刻度和校準，要求改裝后歐姆表的15k。

刻度正好對應電流表表盤的50pA刻度.可選用的器材還有：定值電

阻％(阻值14kA),滑動變阻器"(最大阻值1500Q),滑動變阻器&(最

大阻值500。),電阻箱(0-99999.9。)，干電池(￡=1.5V,r=1.5Q),

紅、黑表筆和導線若干.

(1)歐姆表設計.

將圖(a)中的實線連線組成歐姆表.歐姆表改裝好后，滑動變阻器

R接入電路的電阻應為。；滑動變阻器選________(選填“吊”

或“心").

圖(a)

(2)刻度歐姆表表盤.

通過計算，對整個表盤進行電阻刻度，如圖(b)所示.表盤上a、b

處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為、

圖(b)

(3)校準.

紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使歐姆表指針指向k。

處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值

及歐姆表上對應的測量值，完成校準數(shù)據(jù)測量.若校準某刻度時，電

阻箱旋鈕位置如圖⑹所示，則電阻箱接入的阻值為d

解析：(1)歐姆表內(nèi)各元件串聯(lián)，且紅表筆接電源負極，黑表筆接

電源正極.歐姆表的中值刻度為歐姆表的內(nèi)阻，即￡內(nèi)==+/+&+

R=15k￡2,解得A=900。.由于滑動變阻器&的最大阻值為500。，

所以滑動變阻器選R.

pF

⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律，得乙=*_&和，代入數(shù)

A內(nèi)十A”A內(nèi)十/Q

據(jù)解得a=45k。，&=5kC.

(3)使用歐姆表測量電阻時，首先要進行電阻調(diào)零，此時應將紅、

黑表筆短接，調(diào)整滑動變阻器，使歐姆表指針指在Ok。處.電阻箱的

阻值為(0.1X0+1X0+10X0+100X0+1000X5+10000X3)。=35

000.0Q.

答案⑴如圖所示900⑵455

(3)035000.0

儲組突破

考向?電壓表和電流表讀數(shù)

1.如圖所示為電壓表和電流表的刻度盤示意圖，指針位置分別如

圖甲、乙所示.

(1)若使用的是。?3V量程的電壓表，讀數(shù)為V.若使用

的是0?15V量程的電壓表，讀數(shù)為V.

(2)若使用的是。?0.6A量程的電流表，讀數(shù)為A.若使

用的是0?3A量程的電流表，讀數(shù)為A.

甲乙

解析：對于電壓表，當選取0?3V量程時，每小格為0.1V,讀

數(shù)為1.68V,當選取0?15V量程時，每小格為0.5V,讀數(shù)為8.4V;

對于電流表，當選取0?0.6A量程時，每小格為0.02A,讀數(shù)為0.46A,

當選取0?3A量程時，每小格為0.1A,讀數(shù)為2.30A.

答案：(1)1.688.4(2)0.462.30

考向?多用電表原理及使用

2.(1)為了測量電阻，現(xiàn)取一只已經(jīng)完成機械調(diào)零的多用電表，如

圖甲所示，請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：

①將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“X100”的位置.

②將插入“+”、“一”插孔的表筆短接，旋動部件(選填

“C”或"D”)，使指針對準電阻的“0”刻度線.

③將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測量一電學元件P的電阻，P

的兩端分別為。、b,指針指示位置如圖甲所示.為使測量比較精確，

應將選擇開關旋到(選填"XI”“X10”或“XIk”)的倍率

擋位上，并重新調(diào)零，再進行測量.

(2)多用電表電阻擋的內(nèi)部電路如圖乙虛線框中所示，電源電動勢

為E、內(nèi)阻為r,描為調(diào)零電阻，&為表頭內(nèi)阻，電路中電流/與待測

電阻的阻值Rx的關系式為.

⑶某同學想通過多用電表中的歐姆擋去測量一量程為3V的電壓

表內(nèi)阻.該同學將歐姆擋的選擇開關撥至“XIk”的倍率擋，并將紅、

黑表筆短接調(diào)零后，應選用圖中（選填"A”或"B”）方式連接.

解析：（1）②將插入“+”、“一”插孔的表筆短接，旋動部件D,

使指針對準電阻的“0”刻度線；③指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太

大，應換“X10”擋.（2）根據(jù)圖乙，多用電表測電阻的原理是閉合電

P

路歐姆定律，貝"有：/=DJ__L.（3）歐姆表的正極插孔與內(nèi)部電

Kg十/P<0十與P十t

源的負極相連，與電壓表構(gòu)成一閉合回路，電流從負極流出，進入電

壓表的正極，所以選擇圖A正確.

E

答案：⑴D“XI。"（2）/=刀而叩；

（3）A

考點二以測電阻為核心的實驗

知識的透

1.測電阻實驗時儀表的選擇及接法.

（1）儀表選擇的三個主要原則：安全性（量程不能太?。?、準確性（量

程不能太大）、方便性（滑動變阻器要方便調(diào)節(jié)）.

⑵選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”（越接近理想電流

表，其分壓的影響越?。┗颉皟?nèi)大大”（大電阻適合電流表內(nèi)接法，測量

值比實際值偏大）.

（3）選擇滑動變阻器接法的口訣：“以小控大用分壓”（并聯(lián)總電阻

主要由小電阻決定，并聯(lián)總電流主要由電阻小的支路決定，故并聯(lián)電

路對小電阻的變化更敏感，即小電阻“控制”著大電阻）.

（4）電表有時可反常規(guī)使用：已知內(nèi)阻的電壓表可當電流表使用，

已知內(nèi)阻的電流表可當電壓表使用.

⑸定值電阻的常見用途：保護電路、分壓或分流.

(6)電壓表量程的選擇：比電源電動勢略大或相差不多.

(7)電流表量程的選擇：電壓表量程與被測電阻比值相差不多.

2.最常用的電阻測量方法.

(1)“伏安法”有電壓表、電流表且電表量程恰當時選擇“伏安法”.

(2)“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，可以將電流表當作電壓表使用，即選擇“安安法”.

(3)“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，可以將電壓表當作電流表使用，即選擇“伏伏法

(4)“伏安加A法”在運用伏安法測電阻時，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，加保護電阻的方法

就應運而生，“伏安加￡法”又叫作“加保護電阻法”.

(5)滑動變阻器限流式、分壓式接法的選擇.

①當題中要求負載上電壓或電流從零開始調(diào)節(jié)時，應采用分壓式

接法；

②當題中要求測量精確度高且調(diào)節(jié)范圍大時，一般用分壓式接法;

③當滑動變阻器的總電阻比待測電阻阻值的一半還小時，一般用

分壓式接法；

④負載電阻的阻值小于滑動變阻器的總電阻或相差不多，且電壓、

電流不要求從零可調(diào)時，一般用限流式接法；

⑤兩種接法均可使用時，優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能).

(6)電表的“三用”：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，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”.

3.最為精確的電阻測量方法——等效替代法.

等效替代法測電阻：測量某電阻(或電流表、電壓表的內(nèi)阻)時，用

電阻箱替換待測電阻，若二者對電路所起的作用相同(如電流或電壓相

等)，則待測電阻與電阻箱是等效的.

(1)電流等效替代.

⑵電壓等效替代.

Ro[

4.電表內(nèi)阻測量最常用的方法——半偏法.

(1)電流表半偏法——“并聯(lián)分流且并聯(lián)電路電壓相同”.

①實驗步驟.

a.按如圖所示連接實驗電路.

b.斷開S2,閉合Si，調(diào)節(jié)R,使電流表讀數(shù)等于其量程4.

C.保持均不變，閉合S2,調(diào)節(jié)使電流表讀數(shù)等于%m，然后

讀出星2的值，若滿足R》RA，則可認為心=展2.

②實驗條件：4》KA.

③測量結(jié)果：&測=&<&.

④誤差分析.

當閉合S2時，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電

流，而此時電流表半偏，所以流經(jīng)％的電流比電流表所在支路的電流

大，%的電阻比電流表的電阻小，而我們把&的讀數(shù)當成電流表的內(nèi)

阻，故測得的電流表的內(nèi)阻偏小.

(2)電壓表半偏法——“串聯(lián)分壓且串聯(lián)電路電流相同

①實驗步驟.

a.按如圖連接實驗電路.

b.將修的值調(diào)為零，閉合S,調(diào)節(jié)"的滑動觸頭，使電壓表讀

數(shù)等于其量程4

C.保持《的滑動觸頭不動，調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)等于;Um，

然后讀出修的值，若R《Rv，則可認為￡V=R2.

②實驗條件：Ri《Rv

③測量結(jié)果：Kv測=夫2>K丫.

(4)誤差分析.

當心的值由零逐漸增大時，%與電壓表兩端的電壓也將逐漸增

大，因此電壓表讀數(shù)等于;以時，&兩端的電壓將大于;Um，使%>&，

從而造成Ry的測量值偏大.顯然半偏電壓法適于測量內(nèi)阻較大的電壓

表的電阻.

5.電橋平等法測電阻.

電橋法是測量電阻的一種特殊方法，其測量電路如圖所示：

實驗中調(diào)節(jié)電阻箱當A、B兩點的電勢相等時，&和小兩端

的電壓相等，設為5洞時&和&兩端的電壓也相等，設為5,根據(jù)

歐姆定律有：寸=￡,針,由以上兩式解得：R=RXR

/K2展3x239

這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件也可求出被測電阻尺的阻值.在

上面的電路圖中：

(1)當就=m時，UAB=O,，G=0?

(2)當段今時，/GWO,且方向：艮

Ri

⑶當，G，且方向B-A.

R1UAB<0,/WO

典題例析

典例目(2020?全國卷I)某同學用伏安法測量一阻值為幾十歐姆

的電阻Rv,所用電壓表的內(nèi)阻為1k。，電流表內(nèi)阻為0.5Q.該同學采

用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的0、P兩點

之間，另一種是跨接在。、。兩點之間.測量得到如圖(b)所示的兩條

圖線，其中U與1分別為電壓表和電流表的示數(shù).

圖⑷

回答下列問題:

(I)圖(b)中標記為n的圖線是采用電壓表跨接在.(選填

“0、P”或“0、

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷，由圖線(選填“I”

或“II”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，結(jié)果為。(保

留一位小數(shù)).

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對⑵中得到的結(jié)果進行修

正，修正后待測電阻的阻值為Q(保留一位小數(shù)).

解析：⑴若將電壓表接在0、尸之間，/=乎+1，

Av/

則?/'

蛆十Av

根據(jù)一次函數(shù)關系可知對應斜率為

(廣十￡Kv?

若將電壓表接在0、。之間，電流表分壓為UA=/RA,

根據(jù)歐姆定律變形可知.=〃片,

解得U=/(R+RA).

根據(jù)一次函數(shù)可知對應斜率為(R+RA),對比圖象的斜率可知心泌

II，

所以II圖線是采用電壓表跨接在O、尸之間.

(2)因為待測電阻為幾十歐姆的電阻，通過圖象斜率大致估算待測

電阻為50。左右，可知R^RARV,所以用電流表內(nèi)接法測量的結(jié)果

誤差較小，即由圖線I得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，測量結(jié)

果八/—50.5￡2.

(3)因為Rx尸RX+RA,所以&=&1一&=50.0。.

答案：(1)0、P(2)I50.5(3)50.0

題組突破

考向?伏安法測電阻

1.某興趣小組用“測定金屬絲的電阻率”的實驗方法測出金屬絲

的長度，他們查得金屬絲電阻率為p,并粗測電阻絲的電阻約為5Q,

實驗室中有以下供選擇的器材：

A.電池組（3V,內(nèi)阻約1。）

B.電流表AH?3A,內(nèi)阻0.0125。）

C.電流表A2（0?0.6A,內(nèi)阻約為0.125。）

D.電壓表Vi（0?3V,內(nèi)阻4k。）

E.電壓表V2（0?15V,內(nèi)阻15k￡l）

F.滑動變阻器品（0?20。，允許最大電流1A）

G.滑動變阻器&（012000。，允許最大電流0.3A）

H.開關，導線若干

⑴為了實驗電路更節(jié)能，且測量結(jié)果盡量準確，測金屬絲電阻時

電流表應選,電壓表應選,滑動變阻器應選

__.（填寫儀器前字母代號）

⑵將設計的電路圖畫在虛線框內(nèi).

⑶若用螺旋測微器測得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖，則直徑d=

（4）若用d表示直徑，測得電阻為R,則金屬絲的長度為.

解析：（1）由于電源電動勢為3V,電表讀數(shù)要達到半偏，則電壓

表選D;由/=前口可知電路中最大電流約為0.5A,則電流表選C;

為了使測量結(jié)果盡量準確，滑動變阻器采用限流接法，故電阻不能太

大，選F.

E

⑵電源電壓為由/=工匚可知電路中最大電流約為

3V,K~rr0.5A,

為了使測量結(jié)果盡量準確，滑動變阻器采用限流接法，由RXV^RARY,

電流表采用外接法，電路如圖所示：

-Hl_<——?

E

（3）主尺上讀數(shù)為0.5mm,螺旋尺上讀數(shù)為45.0X0.01mm,兩者

和為0.950mm.

（4）由電阻定律：而S=TT（，2得：L=^^~.

答案：（1）CDF（2）見解析圖（3）0.950（4）端

考向?替代法測電阻

2.（2018?全國卷I）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路探究在

25°C?80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性.所用器材有：置于溫控

室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻Rr,其標稱值（25℃時的阻值）為900.0

。；電源E（6V,內(nèi)阻可忽略）；電壓表⑦（量程150mV）；定值電阻心（阻

值20.0。），滑動變阻器R（最大阻值為1000。）；電阻箱&（阻值范圍

0-999.9。）；單刀開關Si，單刀雙擲開關S"

實驗時,先按圖⑸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Si，調(diào)節(jié)用的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某

一值”；保持R的滑片位置不變，將義置于最大值，將S2與2端接

通，調(diào)節(jié)&,使電壓表讀數(shù)仍為Uo；斷開S],記下此時七的讀數(shù).逐

步降低溫控室的溫度6得到相應溫度下Ri的阻值，直至溫度降到

25.0℃.實驗得到的%，數(shù)據(jù)見下表.

t/℃25.030.040.050.060.070.080.0

Rz/Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

回答下列問題:

⑴在閉合Si前，圖(a)中用的滑片應移動到(選填或

5)端.

(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點,并作出R2-t曲線.

圖(C)

⑶由圖(b)可得到Rr在25°C?80°C范圍內(nèi)的溫度特性.當t=

44.0℃時，可得&=d

(4)將右握于手心，手心溫度下心的相應讀數(shù)如圖⑹所示，該讀

數(shù)為。，則手心溫度為℃.

解析：(1)閉合開關S1前，應讓滑片移動到分端，使滑動變阻器連

入電路的阻值最大.

(3)由圖象可知，=44.0°C時，電阻的阻值為450.00.

(4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0￡1,由圖象可得溫度約為

33.0℃.

答案：⑴b

(2)如圖所示

(3)450.0(4)620.033.0

考向?電表半偏法測電阻

3.某興趣小組在學習了多用電表后，在實驗室找到一個電流表G,

嘗試自己動手改裝一個電壓表.

(1)先用半偏法測量電流表G的內(nèi)阻，實驗電路圖如圖所示，準備

有下列器材：

A.待測電流表G(量程1mA,內(nèi)阻約幾十歐)

B.滑動變阻器(阻值范圍。?100。)

C.滑動變阻器(阻值范圍0?20kQ)

D.電阻箱(0?999.9。)

E.電阻箱(019999。)

F.電源（電動勢9V,有內(nèi)阻）

G.開關、導線

①實驗中要求有較高的精確度，在以上器材中，用應選用

，4應選用?

②實驗要進行的步驟有：

A.閉合開關Si

B.閉合開關S2

C.將R的阻值調(diào)到最大

D.調(diào)節(jié)"的阻值，使電流表指針滿偏

E.調(diào)節(jié)%的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處

F.記下修的阻值并斷開Si

G.按圖所示連接好實驗電路

以上步驟，合理的順序是（用步驟前的英文字母表示）.

③若在步驟F中讀得R2的阻值是50.0。，則電流表內(nèi)阻Rs=

________Q.

（2）要將該電流表改裝成量程是3V的電壓表，則應串聯(lián)一個阻值

是。的電阻.

解析：（1）①為準確測量電流表的內(nèi)阻，滑動變阻器的最大阻值應

遠大于電流表的內(nèi)阻，這樣才可近似認為開關S2閉合前后干路中的總

電流是不變的，所以滑動變阻器應應選擇C;最終電阻箱阻值應調(diào)到

與電流表內(nèi)阻相等，為準確測量電流表的內(nèi)阻，電阻箱&應選擇D.

②先按圖所示連接好實驗電路，將"的阻值調(diào)到最大，閉合開關Si,

調(diào)節(jié)品的阻值，使電流表指針滿偏；閉合開關S2,調(diào)節(jié)%的阻值，

使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處，記下修的阻值并斷開Si,整理電

路.則合理的順序為GCADBEF.③滑動變阻器的阻值遠大于電流表的

內(nèi)阻,近似認為開關S2閉合前后干路中的總電流不變.調(diào)節(jié)%的阻值,

使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處時，流過肥的電流與流過電流表的

電流相等，&與電流表并聯(lián)，電流相等，則電阻相等，讀得&的阻值

是50.0。，貝可仆=犬2=50.0Q.

（2）將該電流表改裝成量程是3V的電壓表，應串聯(lián)電阻的阻值配

U3

=7小=正1浮。-50。=2950d

答案：⑴①CD②GCADBEF③50.0（2）2950

4.電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩

倍.某同學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法），實驗室提供的器

材如下：

待測電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約為3000。），電阻箱/（最大阻值

為99999.9。），滑動變阻器"（最大阻值100。，額定電流2A）,電源

以電動勢6V,內(nèi)阻不計），開關2個，導線若干.

（1）虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，

將電路圖補充完整.

Rn\

:「十：

（2）根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟：

（3）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R，v，與電壓表內(nèi)阻的真實

值R相比，R'vR,（選填或“<”），主要理由是

解析：（1）電路圖如圖所示:

(2)移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最

小，閉合開關Si、S2,調(diào)節(jié)刷，使電壓表V指針滿偏，保證滑動變阻

器滑片的位置不變，斷開開關S2,調(diào)節(jié)電阻箱氏使電壓表的指針半偏，

讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻.

(3)K\>Kv,電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電

壓變大，故電阻箱分壓大于計算值，則會引起測量值的偏大.

答案：見解析

考向?電橋平衡法測電阻

5.(2017?全國卷II)某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表

(量程為1004A,內(nèi)阻大約為2500。)的內(nèi)阻.可使用的器材有：兩個

滑動變阻器為,%(其中一個阻值為20。，另一個阻值為2000。)；電

阻箱&(最大阻值為99999.9。)；電源E(電動勢約為1.5V)；單刀開關

Si和S2.C、。分別為兩個滑動變阻器的滑片.

(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線.

⑵完成下列填空：

①R的阻值為。(選填“20”或“2000”).

②為了保護微安表，開始時將R的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變

阻器的端（選填“左”或“右”）對應的位置；將修的滑片D

置于中間位置附近.

③將電阻箱凡的阻值置于2500.0接通Si.將R的滑片置于適

當位置，再反復調(diào)節(jié)修的滑片。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3與。所在位置的電勢

（選填“相等”或“不相等”）.

④將電阻箱《和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將&

的阻值置于2601.0。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。（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：（2）用起分壓作用，應選用總阻值較小的滑動變阻器，即R

的電阻為20為了保護微安表，閉合開關前，滑動變阻器R的滑片C

應移到左端，確保微安表兩端電壓為零.反復調(diào)節(jié)。的位置，使閉合

S2前后微安表的示數(shù)不變，說明閉合后S2中沒有電流通過，B、D兩

點電勢相等.將電阻箱&和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)

現(xiàn)將犬2的阻值置于2601.0。時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保

持不變，說明里=則解得

"翳°L,O言U1.；U&/A=2550Q.

（3）要提高測量微安表內(nèi)阻的精度，可調(diào)節(jié)R上的分壓，盡可能使

微安表接近滿量程.

答案：（1）連線如圖

Rt

(2)①20②左③相等④2550(3)調(diào)節(jié)刷上的分壓，盡可能

使微安表接近滿量程

考向?伏伏法測電表的內(nèi)阻

6.用以下器材可測量電阻&的阻值.

待測電阻阻值約為600。；

電源￡：電動勢約為6.0V,內(nèi)阻可忽略不計；

電壓表Vi：量程為。?500mV,內(nèi)阻G=1000。；

電壓表V2：量程為。?6V內(nèi)阻o約為10kO；

電流表A：量程為0?0.6A,內(nèi)阻「3約為1。；

定值電阻飛：治=60。；

滑動變阻器R最大阻值為150。；

單刀單擲開關S一個，導線若干.

(1)測量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的;,并能測量多組

數(shù)據(jù)，請在虛線框中畫出測量電阻尺的實驗電路圖.

（2）若選擇測量數(shù)據(jù)中的一組來計算Rx,則由已知量和測量物理量

計算Rx的表達式為&=,式中各符號的意義是

.（所有物理量用題中代表符號表示）

6V

解析：（1）電路的最大電流為/=萬后不=0.01A,電流表量程太大,

可以把電壓表V1并聯(lián)一個定值電阻改裝成電流表，電壓表選擇丫2即

可，要求測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器需用分壓式接法，電路如圖所示.

（2）流過被測電阻的電流為/=5+.=近（”＞）_,被測電阻值

r1KoKori

.DU2-Ui（Uz-U\）所

為Rx-I~Ui（Ro+n）.

答案：（1）圖見解析⑵段常，5為電壓表V］的讀數(shù),

S為電壓表V2的讀數(shù)，為電壓表V1的內(nèi)阻，Ro為定值電阻

考向。安安法測電表的內(nèi)阻

7.用安安法測定一個待測電阻尺的阻值（阻值約為200。），實驗

室提供如下器材：

電池組E：電動勢3V,內(nèi)阻不計;

電流表Ai：量程0?15mA,內(nèi)阻約為100。；

電流表A2：量程0?300pA,內(nèi)阻為1000。；

滑動變阻器修：阻值范圍0?20。，額定電流2A；

電阻箱以：阻值范圍0—9999。，額定電流1A；

開關S、導線若干.

要求實驗中盡可能準確地測量尺的阻值，請回答下列問題：

(1)為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表(填寫器

材代號)與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到Q,這樣可以改

裝成一個量程為3.0V的電壓表.

(2)在圖中畫完整測量尺阻值的電路圖，并在圖中標明器材代號.

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A】

的示數(shù)是mA,電流表A2的示數(shù)是gA,測得待測電

阻Rx的阻值是Q.

解析：⑴把A?和反串聯(lián)起來充當電壓表，此電壓表量程為3V,

夫2=」.>“6H-1000H=9000Q.

JUUA1U

⑶由圖可知，電流表Ai的示數(shù)為8.0mA,電流表A2的示數(shù)是150

150XIO"X(1000+9000)

gA,待測電阻阻值為&=OF91a.

8.0X10-3-150X10~

答案：⑴A?9000

(2)如圖所示

(3)8.0150191

考點三以測電源電動勢和內(nèi)阻為核心的電學實驗

知識的透

測量電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理是閉合電路歐姆定律，數(shù)據(jù)

處理的主要思想方法是“化曲為直”，常用的方法有三種.

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

測出兩組U、/值，根據(jù)￡

用電壓表、電流表和可變<

~~?—=U+Ir,通過計算或利用

電阻(如滑動變阻器)測量的

圖象法處理數(shù)據(jù)

測出兩組八￡值，根據(jù)E

用電流表、電阻箱測量=/(K+r)通過計算或利用

圖象處理數(shù)據(jù)

測出兩組U、R值，根據(jù)

用電壓表、電阻箱測量E=U+^r,通過計算或利

■s

用圖象法處理數(shù)據(jù)

2.“測電源電動勢和內(nèi)阻”實驗數(shù)據(jù)處理方法.

本實驗在利用圖象處理數(shù)據(jù)時，要明確：

⑴如圖所示圖線的縱坐標是路端電壓，它反映的是：當電流/增

大時，路端電壓U將隨之減小，U與1成線性關系，U=E-Ir.

u

（2）電阻的伏安特性曲線中，U與/成正比，前提是K保持一定，

而這里的口圖線中，E、r不變，外電阻K改變，正是K的變化，才

有1和U的變化.

（3）將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就等

于電源電動勢E,橫軸截距點（路端電壓U=0）意味著短路情況，它的

數(shù)值等于短路電流點

（4）圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，由于z?一般很小，故得到的

圖線斜率的絕對值就較小.為了使測量結(jié)果準確，可以將縱軸的坐標

不從零開始，計算r時選取直線上相距較遠的兩點求得.

典超例析

典例日[2020?新高考卷I（山東卷），改編]實驗方案對實驗測量的

精度有直接的影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實

驗方案進行了探究.實驗室提供的器材有：

干電池一節(jié)（電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1。）；

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3k。）；

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1。）；

滑動變阻器R（最大阻值為20。）；

定值電阻R（阻值2。）；

定值電阻阻值5。）；

開關一個，導線若干.

（1）該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻

值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù),

利用實驗數(shù)據(jù)在U—/坐標紙上描點，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示

數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是（單選，填正

確答案標號）.

A.電壓表分流

B.干電池內(nèi)阻較小

C.滑動變阻器最大阻值較小

D.電流表內(nèi)阻較小

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

().2

⑵針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室

提供的器材改進了實驗方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示.

序號1234567

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

U/V1.351.201.050.880.730.710.52

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：

①圖丙上已標出前3組數(shù)據(jù)對應的坐標點，請在圖丙上標出后4

組數(shù)據(jù)對應的坐標點并畫出U-/圖象.

②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為（選填“為”或

“￡2'>

u/\

1.8

1.6

1.4

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2

00.10.20.30.40.50.60.7//A

國丙

③用筆畫線代替導線，請在答題卡上按照改進后的方案，將實物

圖連接成完整電路.

解析：（1）電壓表示數(shù)變化過小，則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多,

即電源內(nèi)阻偏小，故B正確.

（2）①根據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖象如圖;

1.8

1.6

1.4

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2

00.10.2()30.40.50.60.7//A

1CQ

②由圖象