高考物理重點(diǎn)難點(diǎn)核心考點(diǎn)全演練：11《電學(xué)實(shí)驗(yàn)》試題練習(xí)

專題11電學(xué)實(shí)驗(yàn)

K刎好乒詢場大繳浜O

1.近幾年新課標(biāo)全國卷中沒有電表讀數(shù)題目，但各自主命題省份的高考卷中多次出現(xiàn)電表讀

數(shù)問題和多用電表的使用問題，預(yù)計(jì)今后新課標(biāo)全國卷中考查電表讀數(shù)與多用電表使用的可

能性較大，應(yīng)該重視.

2.“測量金屬的電阻率”和“描繪小燈泡的伏安特性曲線”兩實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上均與“伏安法測

電阻”無多大區(qū)別，考查的重點(diǎn)是儀器的選擇、電路設(shè)計(jì)、實(shí)物連線和數(shù)據(jù)處理四個(gè)方面，

估計(jì)今后課標(biāo)卷對這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)考查應(yīng)是重點(diǎn)之一.

3.測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻是閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，全面考查電流表、電壓表和滑動(dòng)變

阻器的使用，是高中物理中最典型的實(shí)驗(yàn)之一.近幾年新課標(biāo)全國卷中雖然沒有考查，但預(yù)

計(jì)將是今后命題的重點(diǎn)內(nèi)容.考查的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)原理的研究、電路的設(shè)計(jì)、電表選擇、實(shí)

物連線和數(shù)據(jù)處理等方面.

【高考預(yù)測】

一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)

1.電流表、電壓表、歐姆表的比較

儀器極性量程選擇讀數(shù)

電流表3V和3A量程估讀到

最小分度的木；15V

使指針指示比滿偏刻度的9

有正、負(fù)極的電表，量程估讀到最小分度

電壓表

多的位置的90.6A量程應(yīng)估

電流由電表的正極

5

流入，負(fù)極流出讀到最小分度的3

使指針盡量指在表盤中間取兩位有效數(shù)字并乘

歐姆表

位置以相應(yīng)擋位的倍率

2.使用多用電表“四忌”

(1)忌不調(diào)零就使用多用電表.

(2)忌搞錯(cuò)連接方式，測電壓需并聯(lián)?測電流需串聯(lián).

(3)忌用手接觸測試筆的金屬桿.

(4)忌用多用電表測不是50Hz的交流電.普通多用電表的交流擋位是按照50Hz設(shè)計(jì)的，不

能準(zhǔn)確測量其他頻率的交流電.

3.電學(xué)儀器的選擇

（1）電源的選擇

一般可以根據(jù)待測電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源.

（2）電表的選擇

一般根據(jù)電源的電動(dòng)勢或待測電器的額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電

流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針擺動(dòng)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，

以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度.

二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇

比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法

電路-^1@-

誤差來源電流表的分壓電壓表的分流

跳=號工,偏大源=*￡,偏小

測量結(jié)果RR

適用條件兄》用（測大電阻）曲》凡（測小電阻）

三、控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇

1.控制電路的比較

比較項(xiàng)目限流式接法分壓式接法

R

/到

電路

電壓調(diào)節(jié)

A+鏟0一夕

的范圍

電能損耗耗能

電路連接簡便復(fù)雜

2.控制電路的選擇：優(yōu)先選用限流式.

以下情況考慮分壓式：

⑴要求待測電路的〃、/從0變化：

⑵冊《兄；

（3）選用限流式時(shí)，&、4過大（超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等）或“、過?。ㄗ?/p>

大值不超過電表滿量程的;，讀數(shù)誤差大).

一、實(shí)驗(yàn)儀器的使用與選擇

1.電流表、電壓表、歐姆表的比較

儀器極性量程選擇讀數(shù)

3V和3A量程估讀到最小分度的七；

電流表有正、負(fù)極的電使指針指在比滿偏刻

15V量程估讀到最小分度的10.6A

度的〈多的位置

表，電流由電表0

量程估讀到最小分度的3

的正極流入，負(fù)

電壓表極流出

使指針盡量指在表盤取兩位有效數(shù)字并乘以相應(yīng)擋位的

歐姆表

的中間位置左右倍率

2.電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選取

(1)根據(jù)不使電表受損和盡量減小誤差的原則選擇電表.首先保證流過電流表的電流和加在電

壓表上的電壓均不超過量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏的1/3?

2/3左右)，以減少測量和讀數(shù)的誤差.

(2)根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不能

超過它的額定電流.對大阻值的變阻器，滑片稍有移動(dòng)，電流、電壓就會(huì)有很大的變化，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)?/p>

選擇.

【方法技巧】

L器材選取問題的策略

(1)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，電阻類器件的電流不能超過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，但對某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度

夠用即可，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

實(shí)驗(yàn)操作是否調(diào)節(jié)方便的問題。

（2）器材選取三具體要求

①根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過電流表的電流和加在電

壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏的

14%抬左右），以減少測量和讀數(shù)的誤差。

②根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不能

超過它的額定值。對高阻值的變阻器，如果滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，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，才能做出恰當(dāng)?shù)?/p>

選擇。

（3）器材選取的一般步驟

①找出唯一且必需的器材。

②畫出電路圖（暫不把電表接入）。

③估算最大值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最小值）或估算最小值（在限流電路中把

滑動(dòng)變阻器觸頭推向最大值）。

④考慮能否使電壓表、電流表都達(dá)到滿偏的1/3以上。

2.電路設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，結(jié)合實(shí)驗(yàn)給出的器材能夠直接測出的物理量，運(yùn)用閉合電路歐姆定律列方程

（方程組），能夠求解實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧康碾娐贰Ｔ谠O(shè)計(jì)中注意電流表的內(nèi)（外）接法或滑動(dòng)變阻器的

分壓（限流）接法。

二、電路的選擇

1.電流表內(nèi)、外接法的比較與選擇

比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法

電路

L=i——（J）J&

—<卜-一一----1k—1\—4

誤差來源電流表的分壓電壓表的分流

測量結(jié)果R?=U/DRX,偏大R"=WKR?偏小

適用條件兄》兄（測大電阻）瓜》"（測小電阻）

2.控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較與選擇

（1）控制電路的比較：

比較項(xiàng)目限流式接法分壓式接法

____________'PR

RbRoa

電路11

R。F

電壓調(diào)節(jié)的范圍R+RLOf夕

電能損耗節(jié)能耗能

電路連接簡便復(fù)雜

（2）控制電路的選擇：

以下情況考慮分壓式接法：①要求待測電路的〃、/從0變化；②”孫《兄；③選用限流式接法

時(shí)，&、4過大（超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等）或〃、八過?。ㄗ畲笾挡怀^電

表滿量程的;，讀數(shù)誤差大）.

三、多用電表的使用仁注意“

（1）電流的流向

由于使用多用電表時(shí)不管測量項(xiàng)目是什么，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(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極

接的是紅表筆。

（2）要區(qū)分開"機(jī)械零點(diǎn)”與蜜姆零點(diǎn)”

“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”

在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度”0〃位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。

(3)選倍率

測量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷弧Ｓ捎跉W姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測電阻時(shí)，

表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差。通常只使用表盤中間一段刻度范圍，指針偏轉(zhuǎn)角度

12

在*滿偏到M滿偏之間為測量的有效范圍。如當(dāng)待測電阻約為2kQ時(shí)，應(yīng)采用“X100”擋。

【方法技巧】多用電表的使用步驟：

(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)量級的倍率，如估計(jì)值為200Q就應(yīng)

該選“X10Q”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tFF”擋或交流電壓最高擋。

特別注意：用歐姆擋測電阻時(shí)，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。

考點(diǎn)1、電表的讀數(shù)及多用電表的使用

【例1】(2013?新課標(biāo)全國卷I,23)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖5-11-1所示電路，測量多用

電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢和電阻“X1k”擋內(nèi)部電路的總電阻.使用的器材有：

多用電表；電壓表：量程5V,內(nèi)阻十幾千歐;

滑動(dòng)變阻器：最大阻值5kQ；導(dǎo)線若干.

回答下列問題：

(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“X1k”擋，再將紅表筆和黑表筆,調(diào)零點(diǎn).

(2)將圖5-11-1中多用電表的紅表筆和(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一

XI1I

師.

(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖5—11一2甲所示，這時(shí)電壓表

的示數(shù)如圖5—11—2乙所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為kQ和V.

圖5—11—2

(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零.此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為

12.0kQ和4.00V.從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為kQ.

圖5-11-3

(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個(gè)無內(nèi)阻的電池、一個(gè)理想電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)

而成的電路，如圖5—11—3所示.根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)

勢為V,電阻“Xlk”擋內(nèi)部電路的總電阻為kQ.

【解析】(4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值為零時(shí)，多用電表的示數(shù)為電壓表的內(nèi)阻.

(5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為E,電阻“xlk,擋內(nèi)部電路的總電阻為則由閉合電路歐姆定律及兩組數(shù)

據(jù)得：

E=^R+4.00,￡=1y^[(15.0-12.0)+7?]+3,60,聯(lián)立兩式解得五=15.0kfi,￡=9.00V

【答案】⑴短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0

(5)9,0015.0

【變式探究】(1)①圖5—11—5甲用0.6A量程時(shí),

03

06

圖5—11—5

對應(yīng)刻度盤上每一小格代表A,表針的示數(shù)是A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，對應(yīng)刻

度盤上每-小格代表A,圖中表針示數(shù)為A.

②圖5—11一5乙使用較小量程時(shí)，每小格表示_______V,圖中指針的示數(shù)為________匕_若

使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示V,圖中表針指示的是V.

圖5—11—6

(2)旋鈕式電阻箱如圖5—11—6所示，電流從接線柱/流入，從8流出，則接入電路的電阻為

。.今欲將接入電路的電阻改為2087Q,最簡單的操作方法是_______.若用兩個(gè)這

樣的電阻箱，則可得到的電阻值范圍為.

【解析】(1)①使用0.6A里程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02A,指針的示數(shù)為0.44A；當(dāng)換用3A里程時(shí),

每一小格為0.1A,指針示數(shù)為2.20A.

②電壓表使用3V里程時(shí)，每小格表示0.1V,指針示數(shù)為1.70V；使用ISV里程時(shí)，每小格為0.5V,指

針示數(shù)為8.5V

Q)電阻為1987Q最簡單的操作方法是將“xlk”旋鈕調(diào)到2,再將“xlO(T旋鈕調(diào)到0每個(gè)電阻箱的最大限值

是9999。，用這樣兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻2x9999Q=19998Q故兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得

到的電阻值范圍為0~19998Q

【答案】⑴①0.020.440.12.20②0.11.700.58.5(2)1987將“xlk”旋鈕調(diào)到2,再將“xlOCT

旋鈕調(diào)到00?19998C

考點(diǎn)2、測量電阻率和描繪伏安特性曲線

【例2】(2013?廣東卷，34(2))圖5-ll-7(a)是測量電阻尼的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓

可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0cm.

Ucm

33.0

30.0

2S.0

2ao

15.0

iao

5.0

0

OJO(L200.300.40Q.SO0.60"A

圖5—11—7

①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖.

②斷開Sz,合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時(shí)，單位長度電阻絲的電壓u=V/cm,

記錄此時(shí)電流表Ai的示數(shù).

③保持S閉合，合上&；滑動(dòng)。點(diǎn)改變ac的長度工,同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表4的

示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長度/和兒的示數(shù)/,測量6組/和/值，測量數(shù)據(jù)已在圖

(c)中標(biāo)出，寫出兄與/、/、u的關(guān)系式￡=_：根據(jù)圖(c)用作圖法算出兄=

Q.

解析①實(shí)物圖如圖所示

00.100.200.300.400.500癡M

②3.0V分布在長為30.00m上面,故有單位長度的電壓片標(biāo)『0」V。

③設(shè)電阻絲每cm長的電阻為R，當(dāng)合上S：、斷開S：時(shí)，設(shè)此時(shí)流過電阻絲的電流為T,有:

rx30.0K=30.0”,當(dāng)合上S】、S2時(shí),FLR=I%

由上述兩公式得：&=華，作圖求出：的斜率A=60cmA,Rx=ku=6.0Q.

答案①見解析圖②。1③與6.0

【特別提醒】

1.實(shí)物圖連接注意

(1)一般先從電源正極開始，須看電流的方向，將干路元件依次連線；

(2)最后并接電壓表；

(3)連線時(shí)要注意電表的正、負(fù)接線柱，要使電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出.

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理

(1)常見的處理方法有：

①列表法；②圖象法；③平均值法.

(2)用圖象分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有以下的要求：

①需要的數(shù)據(jù)至少為6組.

②可以根據(jù)物理規(guī)律、公式的計(jì)算，分析應(yīng)該得到圖線是直線還是曲線.

③描點(diǎn)、連線、取點(diǎn)、得數(shù)據(jù).把實(shí)驗(yàn)獲取的各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)描在坐標(biāo)系內(nèi)，在剔除不符

合規(guī)律的“點(diǎn)”后，用一條平滑的細(xì)線把各有效的點(diǎn)連接起來，切記不能連接成折線.從所

連的線上取需要的點(diǎn)，從而得出相應(yīng)的數(shù)據(jù).

3.幾種常用的測量電阻的方法

(1)歐姆表測電阻

最直接測量電阻的儀表.但是一般用歐姆表測量時(shí)只能進(jìn)行粗測，為下一步的測量提供一個(gè)

參考依據(jù).

(2)伏安法測電阻

伏安法測電阻是最典型的測量方法.兩種電路：內(nèi)接法和外接法.

(3)等效替代法測電阻

等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流(或電壓)和通過電阻箱的電流(或電

壓)相等.則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的數(shù)值.使用電流表和電壓表等效替代法測電阻的兩

(4)半偏法測電阻

測量電流表內(nèi)阻(如圖丙所示)和測量電壓表內(nèi)阻(如圖丁所示)常用半偏法.

【變式探究】

(1)有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的仆/圖線,

有下列器材供選用：

A.電壓表(0?5V,內(nèi)阻10kQ)

B.電壓表(0?10V,內(nèi)阻20kQ)

C.電流表（0~0.3A,內(nèi)阻1Q）

D.電流表（0?0.6A,內(nèi)阻0.4Q）

E.滑動(dòng)變阻器（5Q,1A）

F.滑動(dòng)變阻器（500Q,0.2A）

①實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_______，電流表應(yīng)選用______.為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，要求電壓

表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（用序號字母表示）.

②請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并把圖5-11-9中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成

相應(yīng)的實(shí)物電路圖.

③根據(jù)〃一/圖象，當(dāng)燈泡兩端所加電壓為3.2V時(shí)，電功率為-W.

圖5-11-10

答案（1）①ADE②電路圖連線如圖所示

③1.44

考點(diǎn)3、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻

【例3】(2013?浙江卷，22)采用如圖5-11-11所示的電路“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”.

圖5-11-11

(1)除了選用圖5—照片中的部分器材外，(填選項(xiàng));

圖5-11-12

A.還需要電壓表B.還需要電流表

C.還需要學(xué)生電源D.不再需要其他器材

(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：

測量次數(shù)

123456

物理量

R/Q1.21.00.80.60.40.2

I/A0.600.700.800.891.001.20

U/V0.900.780.740.670.620.43

用作圖法求得電池的內(nèi)阻.;

(3)根據(jù)第5次所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求得電流表內(nèi)阻及=

答案(1)A(2)(0.75±0.10)Q(3)0.22C

【變式探究】用如圖的電路圖測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，提供的器材如圖5—11

—14所示，根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的人/圖線如圖5—11—15所示.

圖5-11-13圖5-11-14

圖5-11-15

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)旋至擋（填"Q”、"V”或“mA”），根據(jù)圖象

電流表的量程應(yīng)選擇（填“0-0.6A”或“0?3A”）.

（2）用實(shí)線代表導(dǎo)線把圖5-11-15所示的實(shí)物連接成完整的測量電路.

（3）由此圖線求得的電源內(nèi)電阻r=Q.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【解析】實(shí)驗(yàn)中還需要測電壓，所以要選擋（電壓擋）；由圖知道電流要測到1.2A,所以電流

表里程要選擇“0?3A%根據(jù)電路圖連線，注意電流表的里程（0?3A）,多用電表的紅表筆為正極，圖5—

11-15的斜率為電源的內(nèi)阻，

可以解得r=0.71Q

【答案】（1）V“0?3A，Q）如圖（注意電流表的里程，多用表的紅表筆為正極，不能有一處接錯(cuò)）

（3）0.71（0.68?0.74均可）

K能力突SO

從近幾年新課標(biāo)全國卷中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)來看，沒有考查考試說明中要求的具體實(shí)驗(yàn)，全部是創(chuàng)

新型試題.試題的考查重點(diǎn)仍是電阻的測量，多次出現(xiàn)電阻測量或描繪伏安特性曲線；另外還

考查電路設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)合理的電路；實(shí)物連線和數(shù)據(jù)處理也是重點(diǎn)考查的對象.

【應(yīng)考必備】

掌握基本的恒定電流的物理規(guī)律，最常用儀器使用規(guī)則，考試說明中的每個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本

要求和典型的電路是做好電學(xué)創(chuàng)新試題的基礎(chǔ).基本規(guī)律是歐姆定律，常用儀器是電壓表、

電流表和滑動(dòng)變阻器，典型電路是測量電阻的內(nèi)接與外接法，滑動(dòng)變阻器的分壓與限流法，

測量電源電動(dòng)勢的三種電路等.在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，能將自己學(xué)過的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)

方案、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理的方法技巧遷移應(yīng)用到創(chuàng)新型試題的解決過程中.

［例1］（2013?重慶卷）某同學(xué)對有故障的電熱毯進(jìn)行探究.圖5—是電熱毯的電路示

意圖，其中電熱線和導(dǎo)線通過金屬接線片連接.圖5—11—19為測試電路實(shí)物圖，力、6為測

試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為理想電表.

圖5-11-19

①請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出與圖5—對應(yīng)的電路圖.

②斷開K”用上述測試電路在1和1'之間檢測得知電熱線無故障，然后測得電熱線的―/

曲線如圖5—11—20所示，已知電熱線材料的電阻率為2.8X1?！?Q?m,電熱線的直徑為

0.200mm.可求得此電熱線的電阻為—kQ,總長度為m.（結(jié)果均保留兩位有效

數(shù)字）

圖5-11-20

③為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K和用表筆彳和8分別對圖5—11—18中所示

的各點(diǎn)進(jìn)行測試，部分測試結(jié)果如下表所示.由此測試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在

之間（在“1和2”、"1'和2'”、“2和3”、"2'和3'”中選填一項(xiàng)）.

測試點(diǎn)3和3'1和1'1和31和2,2'和3'

電表指針電壓表有有無有無

有無偏轉(zhuǎn)電流表無仃有無仃

【解析】①電路圖如圖:

Tr\TrJ

②由題圖可求五節(jié)=能由圖線斜率可求得尺=0.58kQ（0.57?0.59均可），由夫=而可得/=65m（64?

66均可）.

③由題表可知，1,和21之間，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為零，說明其間有斷路.

【答案】①見解析圖②0.58（0.57?0.59之間）65（64?66均可）③11和T

【特別提醒】解決創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是確定實(shí)驗(yàn)原理，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本依據(jù)和起點(diǎn),

它決定應(yīng)當(dāng)測量哪些物理量、如何安排實(shí)驗(yàn)步驟、如何處理數(shù)據(jù)等.實(shí)驗(yàn)原理的確定，要根

據(jù)問題的要求和給出的條件，回顧分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，尋找能夠遷移應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)原理，或

者回顧物理原理，尋找有關(guān)的物理規(guī)律，設(shè)法創(chuàng)設(shè)相關(guān)的物理情景，并根據(jù)已掌握的基本儀

器核對是否能夠測出必須測定的物理量.因此，掌握基本儀器的使用方法、基本的實(shí)驗(yàn)方法

和基本物理原理是解答創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ).

【變式探究】在“測定直流電動(dòng)機(jī)的效率”的實(shí)驗(yàn)中，用圖5—11—21所示的電路測定一個(gè)

額定電壓為6V,額定功率為3W的直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率.

①根據(jù)電路圖在圖5-11-22中完成實(shí)物圖的連線；

圖5-11-22

②實(shí)驗(yàn)中保持電動(dòng)機(jī)兩端電壓〃恒為6V,重物每次勻速上升的高度人均為1.5m,所測物理

量及測量結(jié)果如下表所示:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345

電動(dòng)機(jī)的電流I/A0.20.40.60.82.5

所提重物的重力mg/N0.82.04.06.06.5

重物上升時(shí)間t/s1.41.652.12.7重物不

運(yùn)動(dòng)

計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率〃的表達(dá)式為________（用符號表示），前4次實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)工作效率的平均

值為________.

③在第5次實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是,可估算出電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為—

Q.

【解析】由題意可知效率，?=^*xlOO%.在第五次實(shí)嗡中，重物不運(yùn)動(dòng)，因此電動(dòng)機(jī)對外做功為0,電動(dòng)機(jī)

輸出功率為0,此時(shí)電壓全部加在了內(nèi)阻上，可得內(nèi)限為2.4Q

【答案】①如圖②鬻xioo%74%③02.4

【變式探究】某同學(xué)用如圖5—11—23所示的實(shí)驗(yàn)電路測定某電源內(nèi)阻r和一段電阻線的電

阻率.a。是一段粗細(xì)均勻的電阻線，橫截面積S=0.1mm：定值電阻42Q,電源電動(dòng)勢后

=9V,滑動(dòng)片。與電阻線接觸良好，aP長度用x表示，電流表內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻不計(jì).實(shí)驗(yàn)時(shí)

閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)。的位置，通過讀數(shù)、計(jì)算，將x和與之對應(yīng)的）數(shù)據(jù)記錄在下表

x(m)0.100.200.300.400.50

!(A—1)0.440.560.670.780.89

圖5-11-23圖5-11-24

（1）在圖5-11-24中畫出土一x圖象.

(2)根據(jù)圖和相關(guān)數(shù)據(jù)，求出該電源內(nèi)阻「=________Q；電阻線電阻率。=

Q?m.(保留兩位有效數(shù)字)

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)有時(shí)過大，為防止損壞電流表，對實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行

了重新設(shè)計(jì).要既能保證測出電源內(nèi)阻和電阻率，又能防止電流表燒壞，以下電路圖可行的

【解析】作出的圖象是一條直線，由歐姆定律可得】=―整理得與，圖線與細(xì)的交點(diǎn)

r+K+喀1瓜E+1

坐標(biāo)為0.32A「，則r等+R=0.32A;，求得r=0.88Q取直線兩點(diǎn)(0,0.32)、(0.24,0.60)求出直線的斜率%7

A-，nr】，則卷=：Afmr,可求得pflxlO"。加.

【答案】(1)如圖所示(2)0.88l.lxio-6?)C

0&L0020OJO040030

好#t婀則］I

1.(2013?新課標(biāo)全國卷H,23)某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Q的表頭按圖5—11—

25(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表.圖中“和上為定值電阻,S為開關(guān).回

答下列問題：

(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線.

⑵開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測量—_”填“電流”、“電壓”或“電阻”)；開關(guān)

S斷開時(shí)，多用電表用于測量__________(填“電流”、“電壓”或“電阻”).

(3)表筆/應(yīng)為_______色(填“紅”或“黑”).

（4）定值電阻的阻值石=Q，%=Q.（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

圖5-11-25

【解析】（1）實(shí)物連接如圖所示

Q）開關(guān)S閉合時(shí)，足起分流作用，此時(shí)多用電表是用來測電流的.

開關(guān)S斷開時(shí)，處起分壓作用，此時(shí)多用電表是用來測電壓的.

（3）表至A所插入的插孔為“一”插孔，表筆/應(yīng)為黑色表堂.

（4）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表為里程.為1V的電壓表,則

凰&+&）=1

所以^2=880Q

當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表為里程為1A的電流表，則

改一樣1

解得

【答案】（1）見解析圖Q）電流電壓（3）黑（4）1.00880

2.（2013?江蘇卷，10）為探究小燈泡的電功率尸和電壓〃的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓〃

和電流/,利用戶=0得到電功率.實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V,1.8W”，電源為

12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Q.

（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖5—11—26所示.請將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.（用筆

畫線代替導(dǎo)線）

圖5-11-26

⑵現(xiàn)有10Q、20Q和50Q的定值電阻，電路中的電阻用應(yīng)選________Q的定值電阻.

(3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器

材.

(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、〃描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖5—11—27所示.請

指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

F/W

圖5-11-27

【解析】（1）滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接，實(shí)物連線如圖.（2）燈泡正常工作電壓是3V、鄴且夫=:=5。，

假設(shè)當(dāng)燈泡獲取最大工作電壓時(shí)恰好與變阻器最大電阻并聯(lián)，并聯(lián)電阻約為3.3C,則有去=蘭盧解得

R=9.9Q,因此R：應(yīng)選取10Q的電阻.

（3）為了保護(hù)電源，防止在整理電路時(shí)電源被短路，一般應(yīng)先拆除電源兩端導(dǎo)線.

（4）由數(shù)據(jù)分析可知，圖線應(yīng)是平滑彎曲的線，且橫坐標(biāo)標(biāo)度取得太大，以至于圖象不能充分占滿坐標(biāo)紙,

引起誤差較大.

【答案】（1）見解析圖（2）10（3）電池（4）圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度不恰當(dāng).

3.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測汽車電熱器的電功率，此電熱器額定電壓為12V.實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:

A.輸出電壓為16V的學(xué)生電源

B.量程為。?3A的電流表，內(nèi)阻約0.1Q

C.量程為0?0.6A的電流表，內(nèi)阻約0.5Q

D.量程為0-3V的電壓表，內(nèi)阻約3kQ

E.量程為0~15V的電壓表，內(nèi)阻約15kQ

F.0~10Q,0.5A的滑動(dòng)變阻器

G.0~10Q,2A的滑動(dòng)變阻器

H.導(dǎo)線，開關(guān)

該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)記錄如下:

U/V2.43.05.08.010.012.0

I/A0.150.200.300.400.450.50

（1）該電熱器的阻值是否恒定不變？答：（填“是”或“不是”）.

（2）合理選擇實(shí)驗(yàn)器材：電流表選,電壓表選，滑動(dòng)變阻器選—

（3）請畫出電路圖.

（4）電熱器的額定功率為一

【解析】（1）不是.

（2）因?qū)嵨酥须姛崞髯畲箅妷簽?2V,最大電流為05A,故選擇里程為。?15V的電壓表，里程為0?0.6A

的電流表；如果采用滑動(dòng)變阻器的限流接法，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，電熱器上的電壓仍然會(huì)大于

2.4V,所以采用分壓式，由于電熱器的最大電流為0.5A,采用分壓式時(shí)，滑動(dòng)變阻器的一部分處在干路，

故滑動(dòng)變阻器承受的最大電流必須大于0.5A,故采用G

（3）由于電熱器的電阻在20。左右，券”罌，故采用電流表外接法，電路圖如圖所示.

(4)P=UI=12x0,5W=6W.

【答案】(1)不是(2)CEG(3)如圖所示(4)6W

4.（2013?北京卷，21）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定??個(gè)阻值約為5Q的電阻兄的阻值.

（1）現(xiàn)有電源（4V,內(nèi)阻可不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器（0-50Q,額定電流2A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，

以及下列電表：

A.電流表（0?3A,內(nèi)阻約0.025C）

B.電流表（0?0.6A,內(nèi)阻約0.125Q）

C.電壓表（0-3V,內(nèi)阻約3kQ）

D.電壓表（0?15V,內(nèi)阻約15k。）

為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用（選填器材前的

字母）；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖5—11—28中的（選填“甲”或“乙”）.

圖5-11-28

(2)圖5—11—29是測量此的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線.請根據(jù)在(1)問中所

選的電路圖，補(bǔ)充完成圖5—11—29中實(shí)物間的連線.

圖5-11-29

(3)接通開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)/、電壓表示數(shù)〃某

U

次電表示數(shù)如圖5-11-30所示，可得該電阻的測量值R-=。(保留兩位有效數(shù)

字).

圖5-11-30

(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是

若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是.(選填選項(xiàng)前的字母)

A.電流表測量值小于流經(jīng)凡的電流值

B.電流表測量值大于流經(jīng)發(fā)的電流值

C.電壓表測量值小于幾兩端的電壓值

D.電壓表測量值大于凡兩端的電壓值

(5)在不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片尸移動(dòng)距離x的

增加，被測電阻尼兩端的電壓〃也隨之增加，下列反映^關(guān)系的示意圖中正確的是

【解析】(1)為了減小誤差，應(yīng)使電表讀數(shù)為量程的卜多電源電動(dòng)勢為4V,故電壓表選C.估算通過幾

的最大電流約為之=|A=0.6A,所以電流表應(yīng)選B.因磴〉崇所以電流表應(yīng)外接，即應(yīng)采用甲電路，

測量誤差較小.

(3)電流表、電壓表的讀數(shù)分別為7=0.50AU=2.60V所以五「=音=5.2。

(4)甲電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電壓表的分流作用，選項(xiàng)B正確.乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流

表的分壓作用，故選項(xiàng)D正確.

(5*r兩端的電壓S若其中R為滑動(dòng)變阻器總限值，L為滑動(dòng)變阻器兩端總長度，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可

Rx+^L-x

知選項(xiàng)A正確.

【答案】(1)BC甲(2)見解析(3)5.2(4)BD(5)A

5.(2013?安徽卷，2in、ni)n.(1)在測定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋

測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時(shí)的讀數(shù)為mm,合金絲的

直徑為mm.

圖5-11-31

(2)為了精確測量合金絲的電阻用，設(shè)計(jì)出如圖5—11—32所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖

完成圖5-11-33中的實(shí)物電路連接.

圖5-11-32圖5-11-33

川.根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖5—11—34所示電路可以測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻.圖中

而是定值電阻，通過改變"的阻值，測出吊兩端的對應(yīng)電壓也，對所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,

就可以實(shí)現(xiàn)測量目的，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在;一加坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖5—11—35所示.已

知后=150Q,請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理.

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圖5-11-34

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-一KM

u<.lu.wR/CI

圖5-11-35

(1)圖5-11-35中電阻為C的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除；

(2)在坐標(biāo)紙上畫出;一2關(guān)系圖線；

U\2

(3)圖線的斜率是“T?QT),由此可得電池電動(dòng)勢瓦=V.

【解析】II0)校零時(shí)的讀數(shù)為0.007mm

合金絲的直徑rf=(0.645-0,007)mni=0.638mm

(2)按照電路圖進(jìn)行實(shí)物連線加圖所示

in.(i)由閉合電路歐姆定律可知：

瓦=篇夫+')+52,即上=靜+1(1+￡|

由此可知;賦關(guān)系圖線是一條直線.電阻K=80.0C的點(diǎn)不落在直線上，應(yīng)剔除.

C12

⑵畫出關(guān)系圖線如圖所示

Q)畫出去-五關(guān)系圖線如圖所示

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RfR

114—070

(3)斜率/c=1Q0'V-：,Q-：=0.0044V：g-1

結(jié)合瓦=瓦瓦R+京1+蘇可知:

工=0.0044

ExRo

所以Er=L51V

【答案】11.(1)0.0070.638

(2)見解析111.(1)80.0(2)見解析(3)0.00441.51

4.在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)進(jìn)行了如下測量：

(D用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度。測量3次，求出其平均值1。其

中一次測量結(jié)果如圖所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊，圖中讀數(shù)為cm。

用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d。

1叩|?||||||叫|||||叫叫叫II即叩110制

1930213323Mxtn

(2)采用如圖所示的電路測量金屬絲的電阻，圖中A、B之間為待測金屬絲。電壓表的讀數(shù)用U

表示，電流表的讀數(shù)用I表示。電阻的測量值比真實(shí)值________(選填“偏大”或“偏小”)。

(3)由公式P=計(jì)算出金屬絲的電阻率(用直接測量的物理量表示)。

*dP

答案：⑴24.11(2)偏小(3)"‘

解析：根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則，圖中讀數(shù)為24.11on.采用題圖所示的電路測量金屬絲的電阻，測量值實(shí)質(zhì)等

于電壓表與電阻絲并聯(lián)后的等效電阻值，所以電阻的測量值比真實(shí)值偏小.由區(qū)=51,R=plS,S=;rd：4聯(lián)

立解得p=4,1.

5.測一個(gè)待測電阻R、(約200Q)的阻值，除待測電阻外，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：

電源E：電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻不計(jì)；

電流表Ai：量程0~10mA、內(nèi)阻n約為50Q;

電流表A?：量程0~500uA、內(nèi)阻n=l000。；

滑動(dòng)變阻器R：最大阻值20Q、額定電流2A;

電阻箱R2：阻值范圍0~9999Q。

(1)由于沒有提供電壓表，為了測定待測電阻上的電壓，應(yīng)選電流表與電阻箱R?連接,

將其改裝成電壓表。

(2)對于下列測量R*的四種電路圖，為了測量準(zhǔn)確且方便應(yīng)選圖。

（3）實(shí)驗(yàn)中將電阻箱R2的阻值調(diào)到4000Q,再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,兩表的示數(shù)如圖所示，可

答案：⑴*⑵乙（3）187.5

解析：為了測定待測電阻上的電壓，應(yīng)選內(nèi)阻已知的電流表A：與電阻箱氐連接，將其改裝成電壓表.為了

測量準(zhǔn)確且方便應(yīng)選電流表外接,分壓電路圖乙.A示數(shù)240pA,對應(yīng)電壓為U=240PAx（l000+4000）Q=1.2

V;A：示數(shù)1=6.4mA,待測電阻&的測量值是Rx=UI=187.5C.

6.某同學(xué)在一次研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中想得到一節(jié)蓄電池的短路電流，為此設(shè)計(jì)了如下電路。已

知該蓄電池的電動(dòng)勢約為2V、內(nèi)阻非常小，該同學(xué)為防止調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成蓄電池短路，

在所設(shè)計(jì)的電路中選用了一個(gè)保護(hù)電阻。除蓄電池、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線外，物理實(shí)驗(yàn)

室可提供的器材還有：

電流表Ai（量程0.6A）

電流表AM量程3A）

電壓表片（量程3V）

電壓表丫2（量程15V）

定值電阻R,（阻值1。、額定功率5W）

定值電阻RM阻值10。、額定功率10W）

（1）為了保證電路安全并提高測量精度，該同學(xué)應(yīng)選的電流表為,電壓表為,

保護(hù)電阻為o（填寫器材符號）

（2）該同學(xué)又選用了其他規(guī)格的器材利用上述電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得電壓表與電流表的示數(shù)如下

表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出U-I圖象，根據(jù)圖象求得蓄電池的短路電流為A。（保留

三位有效數(shù)字）

U/V1.981.951.911.871.83

I/A0.200.640.921.321.72

2.00

坐坐坐空出于那厚婚!HS卻竹般k

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