2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 板塊一 專題突破復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第二講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

《2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 板塊一 專題突破復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第二講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 板塊一 專題突破復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第二講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案（32頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二講　電學(xué)實(shí)驗(yàn) [知識(shí)建構(gòu)] [高考調(diào)研] 1.考查方法：高考對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查，主要有以下5個(gè)實(shí)驗(yàn)：①測定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測微器)．②測繪小燈泡的伏安特性曲線．③測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．④練習(xí)使用多用電表．⑤傳感器的簡單使用．但高考出題方向是基本實(shí)驗(yàn)的變形及創(chuàng)新． 2.常用的思想方法：①等效替代法．②半偏法．③圖象法．④試觸法． [答案]　(1)以下三種情況必須采用分壓接法： ①要使待測元件的電壓(或電流)從零(或很小值)開始連續(xù)調(diào)節(jié)，必須采用分壓接法； ②如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表或電阻元件允許的最大電流(或電壓)較小，采用限流接法時(shí)，實(shí)際電

2、流(或電壓)都會(huì)超過允許的最大電流(或電壓)，為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞，必須采用分壓接法； ③若所用的滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，采用限流式接法時(shí)電流變化不大，必須采用分壓接法． (2)伏安法、安安法、伏伏法、半偏法、等效替代法． (3)測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻方法拓展 (4)多用電表歐姆擋使用步驟及方法 考向一　電學(xué)測量類儀器的使用與讀數(shù) [歸納提煉] 1．電流表、電壓表、歐姆表的對(duì)比 2.多用電表的使用方法 (1)選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)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)

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． [熟練強(qiáng)化] 角度一　電流表及電壓表的讀數(shù) 1．(1)電流表量程一般有兩種：0～0.6 A,0～3 A；電壓表量程一般有兩種：0～3 V,0～15 V，如圖甲所示． ①接0～3 V量程時(shí)讀數(shù)為________V. ②接0～15 V量程時(shí)讀數(shù)為________V. ③接0～3 A量程時(shí)讀數(shù)為________A. ④接0～0.6 A量程時(shí)讀數(shù)為________A. (2)完成下列讀數(shù)(如圖乙所示)． a．________mm　b．____

4、____mm　c．________mm d．________mm　e．________mm. [答案]　(1)①1.90?、?.5?、?.80?、?.16 (2)a.0.482(0.481～0.483)　b．0.532(0.531～0.533)　c．4.076(4.075～4.077)　d．5.663(5.661～5.665)　e．11.14 角度二　多用電表的讀數(shù)問題 2．如下圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時(shí)，表針如下圖所示，則： (1)所測電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測量一個(gè)阻值約為2.0×104 Ω的電阻，為了使測量

5、結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是________(選填“×10”、“×100”或“×1 k”)． (2)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA. (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________V. [解析]　(1)歐姆表讀數(shù)：對(duì)應(yīng)最上一行刻度值為15，倍率為“×100”，讀數(shù)為1.5×103 Ω；測2.0×104 Ω電阻時(shí)應(yīng)選“×1 k”的歐姆擋．(2)選50 mA直流電流

6、擋，則每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，測量的精確度為1 mA，應(yīng)估讀到0.1 mA(此時(shí)為1/10估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為30.7 mA；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，測量的精確度為5 mA，應(yīng)估讀到1 mA(此時(shí)為1/5估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為153 mA.(3)選擇10 V電壓擋，則每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，測量的精確度為0.2 V，應(yīng)估讀到0.1 V(此時(shí)應(yīng)為1/2估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為6.1 V. [答案]　(1)1.5×103　×1 k　(2)30.7(30.5～30.9都正確)　153(152～1

7、54都正確)　(3)6.1 角度三　多用電表的原理與構(gòu)造 3．(2017·全國卷Ⅲ)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭?的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 Ω擋． (1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接． (2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))． A．在使用多

8、用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω. (4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為________．(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字) [解析]　(1)A端接內(nèi)置電源正極，故為黑表筆． (

9、2)R6為歐姆表組成部分，只能在使用歐姆表時(shí)進(jìn)行歐姆調(diào)零操作，在其他擋時(shí)不起作用，B正確． (3)當(dāng)B接2時(shí)，為小量程電流表，I2＝1 mA， R1＋R2＝＝160 Ω； 當(dāng)B接4時(shí)為小量程電壓表，U4＝1 V，?與R1、R2并聯(lián)后為等效表頭，R4＝＝880 Ω. (4)當(dāng)B接1時(shí)，為電流表大量程，Im＝2.5 mA，最小刻度為0.05 mA，需估讀到最小刻度同位，讀數(shù)為1.47 mA(1.47 mA、1.48 mA都對(duì))； 當(dāng)B接3時(shí)，為歐姆“×100”擋，讀數(shù)為1100 Ω，保留3位有效數(shù)字為1.10×103 Ω； 當(dāng)B接5時(shí)，為電壓表大量程，Um＝5 V，最小刻度為0.1 V

10、，需估讀到最小刻度下一位，讀數(shù)為2.95 V(2.93～2.97 V都對(duì))． [答案]　(1)黑　(2)B　(3)160　880 (4)1.47 mA(1.47 mA、1.48 mA都對(duì))　1.10×103 Ω　2.95 V(±0.02 V) 歐姆表使用禁忌 (1)忌不調(diào)零就使用多用電表． (2)忌搞錯(cuò)連接方式．測電壓須并聯(lián)，測電流須串聯(lián)． (3)忌搞反直流電流方向．直流電要從正極測試筆插孔流入，從負(fù)極測試筆插孔流出． (4)忌用手接觸測試筆的金屬桿，特別是在測電阻時(shí)，更應(yīng)注意不要用手接觸測試筆的金屬桿． (5)忌用直流電擋位測交流電． (6)忌用多用電表測不是50 Hz

11、的交流電；普通多用電表的交流電擋位是按照50 Hz設(shè)計(jì)的，不能準(zhǔn)確測量其他頻率的交流電． (7)忌不進(jìn)行歐姆調(diào)零就用多用電表測電阻值． (8)忌改換歐姆擋量程后，不重新調(diào)零． (9)忌把電池裝反． (10)忌把電阻同其他電路連在一起進(jìn)行測量． (11)忌只看讀數(shù)不乘倍率． (12)忌把電池裝在多用電表內(nèi)長期不用． (13)多用電表不用時(shí)，忌把選擇開關(guān)置于歐姆擋． 考向二　電阻、電阻率的測量 [歸納提煉] 測電阻的幾種常用方法 1．伏安法測電阻 用電壓表和電流表測出待測電阻Rx的電壓U和電流I. (1)多測幾組U、I值，利用Rx＝求出Rx的平均值． (2)描繪出U－I

12、圖象，利用圖線的斜率求出Rx. 2．等效替代法測電阻 實(shí)驗(yàn)電路如圖所示． 電阻R2保持不變，把待測電阻R和電阻箱R1分別接入電路，如果兩次電路中的電流相同，則可以認(rèn)為待測電阻的阻值R等于此時(shí)電阻箱的電阻R1，即R＝R1. 3．用多用電表測電阻 　(2016·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢3 V)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干． 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將

13、電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S； ③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值． 回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)中選擇滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2”)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線． (3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變．計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)． (4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿

14、刻度電流為________(填正確答案標(biāo)號(hào))． A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA [思路路線]　 [解析]　(1)為了使電阻箱調(diào)節(jié)時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變化很小，分壓電路中滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小越好，因此應(yīng)選用R1.(3)如果認(rèn)為滑動(dòng)變阻器分得的電壓不變，則調(diào)節(jié)電阻箱后，電壓表兩端的電壓為2.00 V，電阻箱兩端的電壓為0.5 V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，＝，求得電壓表的內(nèi)阻RV＝4×630.0 Ω＝2520 Ω.(4)如果此電壓表由一個(gè)表頭與一個(gè)電阻串聯(lián)組成，可知此表頭的滿偏電流為Ig＝＝1 mA，D項(xiàng)正確． [答案]　(1)R

15、1 (2)連線如圖所示　(3)2520　(4)D 半偏法測電阻 半偏法測電流表內(nèi)阻 半偏法測電壓表內(nèi)阻 電路圖 原理及步驟 原理：先讓電流通過電流表并使其滿偏，然后接上電阻箱R2，并調(diào)節(jié)它使電流表半偏，由于總電流幾乎不變，電流表和R2上各有一半電流通過，意味著它們電阻相等，即為電流表的內(nèi)阻Rg＝R2.步驟：①先合下S1，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏；②再合下S2，保持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏，記下R2的值，則Rg＝R2 原理：先調(diào)分壓使電壓表滿偏，然后接上電阻箱R2，并調(diào)節(jié)它使電壓表半偏，由于總電壓幾乎不變，電壓表和R2上電流相同，意味著它們電阻相

16、等，即為電壓表的內(nèi)阻RV＝R2.步驟：①先合下S，調(diào)節(jié)R2＝0，再調(diào)節(jié)R1使電壓表指針滿偏．②保持變阻器電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電壓表指針半偏，記下R0的值，有RV＝R2. 電阻測量值 測量值小于真實(shí)值 測量值大于真實(shí)值 適用條件 R1?R2 R2?R1 [熟練強(qiáng)化] 遷移一　“橋式電路法”測電阻 1．(2017·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100μA，內(nèi)阻大約為2500 Ω)的內(nèi)阻．可使用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20 Ω，另一個(gè)阻值為2000 Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9 Ω)；電源E(電動(dòng)勢約為1.5

17、 V)；單刀開關(guān)S1和S2.C，D分別為兩個(gè)滑動(dòng)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“2000”)． ②為了保護(hù)微安表，開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中的滑動(dòng)變阻器的________端(填“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近． ③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0 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”)．

18、 ④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0 Ω時(shí)，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(gè)位)． (3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：________________ ____________________. [解析]　(2)R1起分壓作用，應(yīng)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，即R1的電阻為20 Ω，為了保護(hù)微安表，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器R1的滑片C應(yīng)移到左端，確保微安表兩端電壓為零；反復(fù)調(diào)節(jié)D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(diǎn)電勢相等；將電阻

19、箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0 Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．說明＝，則解得RμA＝2550 Ω.(3)要提高測量微安表內(nèi)阻的精度，可調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程． [答案]　(1)連線如圖 (2)①20?、谧蟆、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 遷移二　半偏法測電流表內(nèi)阻 2．某同學(xué)要把一個(gè)量程為200 μA的直流電流計(jì)G改裝為量程為4 V的直流電壓表． (1)他按如圖所示的電路，用半偏法測定電流計(jì)G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1 kΩ.為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確，

20、在以下器材中，電源E應(yīng)選用________，電阻R1應(yīng)選用________，電阻R2應(yīng)選用________(選填器材前的字母)． A．電源(電動(dòng)勢1.5 V) B．電源(電動(dòng)勢6 V) C．電阻箱(0～999.9 Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω) E．電位器(一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(0～5.1 kΩ) F．電位器(0～51 kΩ) (2)該同學(xué)在開關(guān)斷開的情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調(diào)至最大．后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是________，________，________，________，最后記錄R1的阻值并整理好器材．(請按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟

21、前的字母) a．閉合S1 b．閉合S2 c．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 d．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 e．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 f．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 (3)如果所得的R1的阻值為300.0 Ω，則圖中被測電流計(jì)G的內(nèi)阻rg的測量值為________Ω，該測量值________實(shí)際值(填“略大于”“略小于”或“等于”)． (4)給電流計(jì)G________聯(lián)(填“串”或“并”)一個(gè)阻值為________kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝為量程為4 V的電壓表． [解析]　(1)利用半偏法測量電流

22、計(jì)的內(nèi)阻時(shí)，所選滑動(dòng)變阻器的阻值必須大于電路所需的最小電阻值，根據(jù)電源的路端電壓等于電源電動(dòng)勢，電路中的最大電流為電流計(jì)的滿偏電流，則最小電阻值為 Ω＝30 kΩ或 Ω＝7.5 kΩ，考慮到保護(hù)電路電阻R0＝1 kΩ，則可知調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流計(jì)滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值分別接近29 kΩ或6.5 kΩ，所以電路圖中的滑動(dòng)變阻器R2不能選擇D和E，只能選擇F.電流計(jì)滿偏時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差越小，所以電源應(yīng)選擇電動(dòng)勢為6 V的B，而且電位器F的阻值也滿足調(diào)節(jié)所需．R1是用來測量電流計(jì)內(nèi)阻的電阻箱，只能選C. (2)實(shí)驗(yàn)步驟為：第一步，閉合S2(b)；第二步，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)

23、滿偏(c)；第三步，閉合S1(a)；第四步，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)半偏(e)；第五步，讀出R1的示數(shù)，此即待測電流計(jì)的內(nèi)阻． (3)R1的示數(shù)即待測電流計(jì)的內(nèi)阻，為300.0 Ω.閉合S1后，電路中的總電阻減小，當(dāng)電流計(jì)半偏時(shí)，干路電流大于電流計(jì)的滿偏電流，流過電阻箱的電流大于流過電流計(jì)的電流，所以電阻箱的阻值略小于被測電流計(jì)的內(nèi)阻． (4)給電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)電阻可以改裝成電壓表，可得改裝后電壓表的內(nèi)阻為RV＝＝ Ω＝20 kΩ，則串聯(lián)電阻的大小為20 kΩ－0.3 kΩ＝19.7 kΩ. [答案]　(1)B　C　F　(2)b　c　a　e　(3)300.0　略小于　(4)串　19.7

24、遷移三　伏安法測電阻 3．(2016·浙江卷)某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖1是實(shí)物的部分連線圖，待測電阻為圖2中的R1，其阻值約為5 Ω. (1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________(填a或b)、導(dǎo)線②連接________(填c或d)． (2)正確接線測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，用作圖法求得R1的阻值為________Ω. U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.

25、44 0.53 (3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長是R1的，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項(xiàng))． A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接d C．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d [解析]　(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻R1的阻值，則電流表采用外接法，而滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a，導(dǎo)線②連接d；(2)建立坐標(biāo)系描點(diǎn)連線如圖所示，則R1＝＝ Ω≈4.5 Ω； (3)根據(jù)電阻定律可得，R＝ρ＝，故R2＝R1，要測R2的阻值，與測量R1一樣，最優(yōu)的

26、連線應(yīng)①連接a，②連接d，選項(xiàng)B正確． [答案]　(1)a　d (2)見解析圖　4.5(4.4～4.7)　(3)B 考向三　描繪小燈泡的伏安特性曲線 [歸納提煉] 1．小燈泡電阻較小，為了減小誤差，電流表采用外接法，為了使小燈泡兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法． 2．實(shí)驗(yàn)過程中為了減小誤差，電壓表量程要進(jìn)行變換．U≤3 V時(shí)，采用0～3 V量程；U>3 V時(shí)，采用0～15 V量程． 3．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭應(yīng)移到使開關(guān)閉合時(shí)小燈泡兩端的電壓為零的位置． 4．畫U－I圖線時(shí)，要用平滑曲線連接，舍棄偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)． 　(2017·全國卷Ⅰ)某同學(xué)研究

27、小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8 V，額定電流0.32 A)；電壓表(量程3 V，內(nèi)阻3 kΩ)；電流表?(量程0.5 A，內(nèi)阻0.5 Ω)；固定電阻R0(阻值1000 Ω)；滑動(dòng)變阻器R(阻值0～9.0 Ω)；電源E(電動(dòng)勢5 V，內(nèi)阻不計(jì))；開關(guān)S；導(dǎo)線若干． (1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖． (2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率________(填“增大”“不變”或“減小”)．

28、(3)用另一電源E0(電動(dòng)勢4 V，內(nèi)阻1.00 Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率．閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W．(結(jié)果均保留2位小數(shù)) [思路點(diǎn)撥]　(1)如何滿足0～3.8 V的電壓測量范圍． (2)根據(jù)伏安特性曲線求“工作點(diǎn)”． [解析]　(1)要實(shí)現(xiàn)在0～3.8 V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測量，則滑動(dòng)變阻器需要設(shè)計(jì)成分壓接法；電壓表應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián)，將量程改為4 V．由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為12 Ω，所以需將電流表外接．(2)由小燈泡伏安特性曲線可

29、知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大．根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大．(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大為9.0 Ω時(shí)，流過小燈泡的電流最小，小燈泡的實(shí)際功率最小，把滑動(dòng)變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在題圖(a)中畫出等效電源E0′(電動(dòng)勢4 V，內(nèi)阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U＝4－10I ，圖線如圖中Ⅰ所示，故小燈泡的最小功率為Pmin＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，流過小燈泡的電流最大，小燈泡的實(shí)際功率最大，在題圖(a)中畫出電源E0(電動(dòng)勢4 V，內(nèi)阻1.00 Ω)的伏安特性曲線，

30、函數(shù)表達(dá)式為U＝4－I，圖線如圖中Ⅱ所示，故小燈泡的最大功率為Pmax＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W. [答案]　(1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示 (2)增大　增大 (3)0.39　1.17 小燈泡的電阻隨電流的增加而增大，要計(jì)算其實(shí)際電功率和工作電阻，需要利用圖象求解.在燈泡(或熱敏電阻等)伏安特性曲線(或相應(yīng)圖象)上畫出表示電源或等效電源的伏安特性曲線，兩圖線的交點(diǎn)即為工作點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱橫坐標(biāo)值得出燈泡(或熱敏電阻等)兩端的電壓和通過的電流，利用P＝UI得出實(shí)際消耗的電功率. [熟練強(qiáng)化] 1．(2016·重慶六校聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組欲描繪小燈泡的

31、伏安特性曲線，現(xiàn)提供下列器材： A．電壓表V(量程6 V，內(nèi)阻約6 kΩ) B．電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約10 Ω) C．電阻箱R1(0～999.9 Ω) D．定值電阻R2＝200 Ω E．定值電阻R3＝100 Ω F．滑動(dòng)變阻器R4(0～10 Ω) G．滑動(dòng)變阻器R5(0～100 Ω) H．規(guī)格為“6 V　6 W”的待測燈泡 I．電源E(電動(dòng)勢約12 V，內(nèi)阻較小) J．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，將電流表的量程由0.6 A擴(kuò)大至1.0 A，首先采用了如圖1所示的電路測量電流表內(nèi)阻．閉合開關(guān)S1，反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)R1＝19.0 Ω時(shí)，發(fā)現(xiàn)閉

32、合和打開開關(guān)S2時(shí)電壓表指針指示值相同，則電流表的內(nèi)阻RA＝________Ω.若忽略偶然誤差，從理論上分析，實(shí)驗(yàn)測得的電流表內(nèi)阻值________(選填“大于”、“小于”或“等于”)真實(shí)值． (2)圖2是測量燈泡電流隨電壓變化的實(shí)物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接(要求在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭置于最左端)． (3)實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(選填“R4”或“R5”)． [解析]　(1)根據(jù)題意可知，當(dāng)R1＝19.0 Ω時(shí)，S2閉合的情況下，沒有電流通過開關(guān)S2(此時(shí)，電阻箱R1、定值電阻R2和R3、電流表構(gòu)成“電橋”)，則有＝(“電橋原理”)，得RA＝＝ Ω＝

33、9.5 Ω.從理論上分析，RA＝是沒有系統(tǒng)誤差的，實(shí)驗(yàn)測得電流表內(nèi)阻值等于真實(shí)值．(2)正常工作時(shí)燈泡的電阻R0＝ Ω＝6 Ω，電流表改裝后的內(nèi)阻RA0＝ Ω＝5.7 Ω，則R0≈RA0，所以采用電流表外接法；由于要描繪燈泡的伏安特性曲線，燈泡的電壓需要從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法；為保證開關(guān)閉合時(shí)，燈泡兩端的電壓最小，燈泡應(yīng)與滑動(dòng)變阻器左下接線柱連接．(3)因滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用最大阻值較小的R4. [答案]　(1)9.5　等于　(2)如圖所示　(3)R4 2．(2015·福建卷)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，

34、現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接． (1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接； (2)某次測量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為________A； (3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將________只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為________W(保留兩位小數(shù))． [解析]　(1)要求電流表示數(shù)從零開始增大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接．實(shí)物圖連接如圖所示． (2)

35、由題圖乙可知，電流表示數(shù)為0.44 A. (3)從圖線中計(jì)算出小電珠電阻約為4 Ω，4只并聯(lián)后總電阻接近電源內(nèi)阻，此時(shí)它們的總功率最大．四個(gè)小電珠并聯(lián)后，當(dāng)施加相同電壓時(shí)其總電流為原來的4倍，只需將橫軸單位長度所表示的電流值變?yōu)?倍．則該圖象即可表示四個(gè)小電珠并聯(lián)后的U－I圖象，連接(0,3.00 V)和(3.0 A,0)兩點(diǎn)，則交點(diǎn)就是實(shí)際小電珠并聯(lián)后的電壓與電流，P＝UI≈2.25 W. [答案]　(1)圖見解析　(2)0.44 (3)4　2.25(2.22～2.28) 考向四　測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 [歸納提煉] 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 [熟練強(qiáng)化] 角度一　伏安法測電

36、源電動(dòng)勢、內(nèi)阻 1．(2017·河北六校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組正在測定一節(jié)新型電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，已知該電池的電動(dòng)勢約為4 V，內(nèi)阻很小，現(xiàn)要選取一個(gè)定值電阻R0當(dāng)作保護(hù)電阻，同時(shí)還可以等效到電源內(nèi)以增大電源的內(nèi)阻． (1)如果要準(zhǔn)確測定R0的阻值，在操作臺(tái)上準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材： A．電壓表V(量程4 V，電阻約為4 kΩ) B．電流表A(量程1 A，內(nèi)阻很小) C．定值電阻R1(阻值約2 Ω) D．定值電阻R2(阻值約10 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R3(0～10 Ω，允許通過的最大電流為1 A) F．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干 根據(jù)上述器材，小組的一位成員，設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路原理圖，所

37、選取的相應(yīng)器材(電源用待測的新型電池)均標(biāo)在圖上，應(yīng)把R1、R2中的________選為待測電阻R0；其實(shí)驗(yàn)電路圖中有什么不妥之處，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？________________. (2)為了測量該新型電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，試在圖2中將所選器材進(jìn)行連接(用筆畫線表示導(dǎo)線)．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，作出的U－I圖線如圖3所示，從中可以求出待測新型電池的內(nèi)阻與定值電阻的總阻值為________Ω，電池電動(dòng)勢為________V. [解析]　(1)該新型電池內(nèi)阻很小，要把保護(hù)電阻等效到電源內(nèi)阻中去，故應(yīng)選用阻值較小的定值電阻；定值電阻R1的阻值和電流表的內(nèi)阻都比較小，而R1的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，

38、故應(yīng)采用電流表外接法．(2)電路連接時(shí)電表的正負(fù)接線柱不能接錯(cuò)，因?yàn)樾滦碗姵仉妱?dòng)勢約為4 V，考慮保護(hù)電阻分壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值達(dá)到10 Ω時(shí)，電壓表兩端電壓約為3.3 V，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為2 Ω時(shí)，電流表的電流約為1 A，電壓表和電流表均符合要求；由U－I圖象可讀出電池電動(dòng)勢為3.85 V，路端電壓為1.50 V時(shí)的電流為0.94 A，則r′＝＝ Ω＝2.5 Ω. [答案]　(1)R1　電流表改為外接法 (2)如圖所示　2.5(2.46～2.54均可)　3.85(3.83～3.87均可) 角度二　“電流表＋電阻箱”法測電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻 2．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲

39、所示的電路測量電源的電動(dòng)勢和電壓表的內(nèi)阻，儀器只有一個(gè)電阻箱R、電池E、待測電壓表、開關(guān)S和導(dǎo)線若干．連接好電路后將電阻箱的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，記錄對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，數(shù)據(jù)如下表． R/(×103 Ω) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 U/V 9.98 5.60 4.35 3.33 2.86 2.38 2.03 1.75 1.67 (1)首先測量電源的電動(dòng)勢E，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知電源的電動(dòng)勢近似等于______________，此測量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)電源電動(dòng)勢的真實(shí)值． (2)

40、電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式為RV＝______________.(用E、U和R表示) (3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)紙中作出－R的關(guān)系圖象，并由圖象求得電源的電動(dòng)勢為________；電壓表的內(nèi)阻為________________________． [解析]　(1)由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電源的內(nèi)阻，所以當(dāng)電阻箱的阻值為零時(shí)，電壓表的示數(shù)近似等于電源電動(dòng)勢，由表格可知電動(dòng)勢近似為9.98 V，由于電源的內(nèi)阻確實(shí)存在，所以電壓表的示數(shù)與電源電動(dòng)勢的真實(shí)值相比偏?。?2)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝U＋R，得RV＝.(3)由E＝U＋R可得＝·R＋，圖象的截距為電動(dòng)勢的倒數(shù)，所以E＝10 V；圖象的斜率

41、為，可得電壓表的內(nèi)阻為1.6 kΩ. [答案]　(1)9.98 V　小于　(2)　(3)如圖所示　10 V　1.6 kΩ 角度三　“電壓表＋電阻箱”法測電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻 3．某學(xué)習(xí)小組要測量一電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(小于30 Ω)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：一個(gè)滿偏電壓為3 V、內(nèi)阻為3 kΩ的電壓表V1，兩個(gè)電阻箱(0～9999.9 Ω)，一個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線． (1)由于電壓表V1量程偏小，首先需將電壓表改裝成量程為9 V的電壓表V2，則電壓表V1應(yīng)與電阻箱________(填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為__________________． (2)接著用改裝的電壓表V2對(duì)

42、電池的電動(dòng)勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，改變電阻箱R的阻值并記錄相應(yīng)的電壓表V2示數(shù)U，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算后將數(shù)據(jù)一并記錄在下表中. 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 R(Ω) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 U(V) 4.18 5.71 6.44 6.90 7.04 8.00 (V－1) 0.239 0.175 0.155 0.145 0.142 0.125 (Ω－1) 0.050 0.025 0.017 0.013 0.010 0.008 ①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖2中已描繪出四個(gè)點(diǎn)，請將第3

43、、4兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中，并作出－圖線； ②根據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) [解析]　電壓表擴(kuò)大量程需串聯(lián)一個(gè)電阻R串，則Imax＝＝＝1×10－3 A，R串＝－RV1＝－3×103 Ω＝6000 Ω.由題圖1得U＋r＝E，整理得＝·＋，結(jié)合作出的圖線有＝0.11 V－1，＝ A－1，解得電池的電動(dòng)勢E＝9.09 V，內(nèi)阻r＝23.6 Ω. [答案]　(1)串聯(lián)　6000 Ω (2)①如圖所示　②9.09　23.6 測電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻的三種方法 (1)用電壓表、電流表、可變電阻(如滑動(dòng)變阻器)測量．如圖

44、甲所示，測出兩組U、I值就能算出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，當(dāng)然也能用圖象法處理數(shù)據(jù)．原理公式為E＝U＋I(xiàn)r. (2)用電流表、電阻箱測量．如圖乙所示，測出兩組I、R值，就能算出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，當(dāng)然也能用圖象法處理數(shù)據(jù)．原理公式為E＝I(R＋r)． (3)用電壓表、電阻箱測量．如圖丙所示，測出兩組U、R值，就能算出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，當(dāng)然也能用圖象法處理數(shù)據(jù)．原理公式為E＝U＋r. 高考題型預(yù)測——實(shí)驗(yàn)器材的選擇與創(chuàng)新設(shè)計(jì) [考點(diǎn)歸納] 器材選取三原則 1．安全性原則：要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)．另外還要注意測量儀器的量程，電

45、器元件的電流不能超過其允許通過的最大電流等． 2．精確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測量工具，但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度合適即可，并不是精度越高越好． 3．方便性原則：實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問題． [典題示例] (2017·河北名校聯(lián)盟)一待測電阻Rx的阻值約為20 Ω，現(xiàn)要測量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： A．電流表A1(量程150 mA，內(nèi)阻約為60 Ω) B．電流表A2(量程20 mA，內(nèi)阻r2＝30 Ω) C．電壓表V

46、(量程15 V，內(nèi)阻約為3000 Ω) D．定值電阻R01＝10 Ω E．定值電阻R02＝120 Ω F．滑動(dòng)變阻器R1(3 Ω，2.0 A) G．滑動(dòng)變阻器R2(500 Ω，0.5 A) H．電源，電動(dòng)勢E＝4 V(內(nèi)阻不計(jì)) I．開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (1)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準(zhǔn)確，測量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，請從所給的器材中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材______________(用器材前對(duì)應(yīng)的字母序號(hào)填寫)． (2)根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材，請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明元件符號(hào)． (3)待測電阻阻值的表達(dá)式為Rx＝________，式中未知量

47、符號(hào)的物理意義為__________________________________． [審題指導(dǎo)] 第一步　讀題干—提信息 題干 信息 1)A2內(nèi)阻r2＝30 Ω 可改裝成電壓表 2)電壓表量程15 V 量程過大不可用 3)為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準(zhǔn)確 滑動(dòng)變阻器用分壓式接法 第二步　審程序—順?biāo)悸? [解析]　因測量時(shí)要使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準(zhǔn)確，所以滑動(dòng)變阻器要用分壓式接法，選用小阻值的R1； 電源電動(dòng)勢為4 V，電壓表的量程為15 V，量程太大不可用，因電流表A2的內(nèi)阻已知且題中給出了定值電阻，所以可用電流表A2與定值電阻R02串聯(lián)充當(dāng)電壓表(量程

48、為3 V)使用，此時(shí)通過待測電阻的最大電流不超過I＝150 mA，電流表A1可直接測電流．電路如圖所示，此時(shí)通過被測電阻的電流為I＝I1－I2，被測電阻兩端的電壓為U＝I2(R02＋r2)，根據(jù)歐姆定律，被測電阻的阻值為Rx＝. [答案]　(1)ABEFHI　(2)見解析　(3)　I1、I2分別為電流表A1、A2的示數(shù) 定值電阻的五大功能 (1)保護(hù)電學(xué)元件，使通過元件的電流不會(huì)過大，避免損壞元件． (2)與其他元件組合成混聯(lián)電路，利用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列式求待測電阻阻值． (3)改裝功能：大阻值定值電阻與小量程電流表串聯(lián)改裝成大量程電壓表；小阻值定值電阻與小量程電流表并聯(lián)改裝成

49、大量程電流表；大阻值定值電阻與小量程電壓表串聯(lián)改裝成大量程電壓表． (4)小阻值定值電阻與電源串聯(lián)，等效擴(kuò)大電源內(nèi)阻，減小測量電源內(nèi)阻的誤差． (5)與其他元件搭配組合，通過開關(guān)控制以便于構(gòu)成兩個(gè)不同的電路，測兩次電流、電壓值，列出關(guān)系式求得未知量． [預(yù)測題組] 現(xiàn)有一塊靈敏電流計(jì)A1，量程為200 μA，內(nèi)阻約為1 kΩ，要精確測出其內(nèi)阻Rg，提供的器材有： 電流表A2(量程為1 mA，內(nèi)阻r＝50 Ω)； 滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍為0～30 Ω)； 定值電阻R1(阻值R1＝100 Ω)； 定值電阻R2(阻值R2＝3 kΩ)； 電源E(電動(dòng)勢約為4.5 V，內(nèi)阻很小)；

50、 單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干． (1)請利用上述所有器材，設(shè)計(jì)出合理的、便于多次測量的實(shí)驗(yàn)電路圖，并保證各電表的示數(shù)超過其量程的，將電路圖畫在題中的虛線框中． (2)在所測量的數(shù)據(jù)中選一組，用測量量和已知量來計(jì)算A1表的內(nèi)阻，表達(dá)式為Rg＝________，表達(dá)式中各符號(hào)表示的意義是____________________________________________________________ ___________________________________________________________. [解析]　本題考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)，電流表內(nèi)阻的測量．首先對(duì)于控制電路，被測電阻大約為1000 Ω，而滑動(dòng)變阻器最大值只有30 Ω，則應(yīng)采用分壓式接法．測A1兩端的電壓，因沒有提供電壓表，可以把A2改裝成電壓表，但其量程又太小，可用一個(gè)電阻串聯(lián)，放大其測電壓的量程，因A1的最大電壓值只有0.2 V，則只要把R1與A2串聯(lián)即可滿足要求．又由于A1兩端電壓太低，可以再串一個(gè)電阻R2來增大電壓，從而使滑動(dòng)變阻器的范圍大些．其設(shè)計(jì)圖如圖所示．(2)閉合電路歐姆定律可知Rg＝，I1、I2分別表示A1、A2的示數(shù)，r表示電流表A2的內(nèi)阻． [答案]　(1)如圖所示 (2)　I2表示A2表的示數(shù)，I1表示A1表的示數(shù) 32