《2022届新高考物理二轮学案-专题七 第14讲 电学实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届新高考物理二轮学案-专题七 第14讲 电学实验.docx（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第14讲电学实验核心考点1电学仪器的读数与使用【高考真题引领】1(2019全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 ，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。(1)根据图(a)和题给条件，将(b)中的实物连接。(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_。(填正确答案标号)A18 mA B21 mAC25 mA D28 mA(3)产生上述问题的原因可
2、能是_。A微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 CR值计算错误，接入的电阻偏小DR值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k_。思维分析考查角度电流表的改装解题关键微安表改装成大量程的电流表需要并联一个电阻进行分流；微安表读数偏小，说明微安表分流小，根据并联电路的分流特点，分流与电阻成反比，由此判断改装成电表量程变化的原因解析：(1)电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接如图所示：(2)由标准毫安表与微安表的读数
3、可知，改装后的电流表，实际量程被扩大的倍数为：n100倍故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为：25010310025 mA，故C正确；(3)根据IgRgR，得：IIg，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量值偏小，即电表实际内阻Rg真实值，大于1 200 ；或者因为定值电阻R的计算有误，计算值偏大，实际接入定值电阻R阻值偏小。故A、C正确；(4)由于接入电阻R时，改装后的电流表实际量程为25 mA，故满足IgRgR；要想达到预期目的，即将微安表改装为量程为20 mA电流表，应满足IgRgkR, 其中Ig250 A0.25 mA，联立解得：k1.25或k。答案：(1)见解析图(2)C(
4、3)AC (4)k1.25或k【知识方法深化】1电表改装类型电路图原理把电流表改装为电压表UIg(RgR)扩大电流表量程IIg把电流表改装为欧姆表R内R中；RxR内，其中R内(RgrR1)2.欧姆表使用的六个注意点(1)电流的流向：使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔，从电源外部看，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。(2)区分“机械调零”和“欧姆调零”：“机械调零”至表盘刻度左侧“0”位置，调节表盘下边的指针定位螺丝；“欧姆调零”至表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调节欧姆调零旋钮。(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，表头指针过大或过小均有较大误差，指针偏转角度在满偏到满偏
5、之间读数较准确。(4)换挡需重新进行欧姆调零。(5)读数之后要乘以倍率得阻值。(6)电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大。3电流表、电压表、欧姆表的对比仪器极性量程选择读数电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示比满偏刻度多的位置若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等的只需要读到最小分度位即可电压表欧姆表使指针尽量指在表盘的中间位置左右取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率【精选典题练透】2(2021河北唐山二模)如图1所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。图1图2(1)若
6、使用的是03 V量程的电压表，读数为_ V。若使用的是015 V量程的电压表，读数为_V。(2)若使用的是00.6 A量程的电流表，读数为_A。若使用的是03 A量程的电流表，读数为_A。(3)某次使用多用电表的实验中，多用电表指针的位置如图2所示，请你读数：如果使用的是直流“2.5 V”的电压档，则读数为_V；如果使用的是“100 ”的电阻档，则读数为_；如果使用的是直流“10 mA”的电流档，则读数为_mA。解析：(1)对于电压表，当选取03 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取015 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；(2)对于电流表，当选取00.6 A
7、量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取03 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A。(3)如果使用的是直流“2.5 V”的电压档，则每小格代表0.05 V，读数为260.05 V1.30 V；如果使用的是“100 ”的电阻档，则读数为30100 3.0103 ；如果使用的是直流“10 mA”的电流档，则每小格代表0.2 mA，读数为160.2 mA3.2 mA。答案：(1)1.68(1.671.69均正确)8.4(8.3亦可)(2)0.462.30(2.292.31均正确)(3)1.303.01033.23(2021海南海口二模)为了将小量程电流表改装成量程为3 V
8、的电压表，实验器材如下：A电流表G：满偏电流为300 A，内阻约100 B干电池E：电动势为3 V，内阻未知C滑动变阻器R1：最大阻值为500 ，额定电流为1 AD滑动变阻器R2：最大阻值为15 k，额定电流为0.5 AE电阻箱R0：最大值为999.9 ，额定电流为0.5 AF电阻箱R：最大值为9 999.9 ，额定电流为0.5 AG开关两个，导线若干请回答以下问题：(1)为尽可能准确测量电流表的内阻，应选用甲图中的_(选填“A”或“B”)电路。(2)根据所选电路完成实物电路连接。闭合开关S1，调节滑动变阻器使电流表的示数为300 A；接着保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关S2，调节电阻箱
9、R0的阻值，当R0200 时电流表示数如图乙所示，则流过电流表的电流为_A，电流表内阻的测量值为_。(3)现将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3 V的电压表，则电阻箱R接入电路的阻值应为_k。(4)若用改装后的电压表测量某电路电压，则电压测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：(1)由“半偏法”测量电流表内阻的原理可知，先闭合S1，调节滑动变阻器的阻值，使电流表满偏；然后闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表半偏，读出电阻箱的阻值即为电流表的内阻。其中当闭合开关S2时，认为电路中的总电流不变，这样必须要求滑动变阻器的阻值比电流表的内阻大得多，即滑动变阻器应选R2，电路应选
10、择B。(2)由图可知，电流表读数为200 A，则通过电阻箱的电流为100 A，则电阻箱R0的阻值等于电流表内阻的2倍，即电流表内阻为100 。(3)将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3 V的电压表，则电阻箱R接入电路的阻值应为Rrg 100 9 900 9.9 k。(4)若用改装后的电压表测量某电路电压，当电压表并联到被测电路上后，此部分电路总电阻减小，则电压表两端的电压减小，即电压测量值小于真实值。答案：(1)B(2)200100(3)9.9(4)小于4(2021湖南长沙二模)某同学想将一量程为1 mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：(1)他用如图甲所示的电路测量灵敏
11、电流计G的内阻请在乙图中将实物连线补充完整；闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0。若此时电阻箱阻值R2200 ，则灵敏电流计G的内阻Rg_。(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3 mA、30 mA及倍率为“1”“10”的多用电表。若选择电流30 mA量程时，应将选择开关S置于_(选填“a”“b”“c”或“d”)，根据题给条件可得电阻R1_，R2_。(3)已知图丙电路中两个电源的电动势均为3 V(内阻可忽略)，将选择开关置于a测量某电
12、阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40 mA，则所测电阻阻值为_。解析：(1)由原理图连线如图：由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G的内阻Rg200 。(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b时，表头与R2串联再与R1并联，此种情形比开关接c时电路总电流更大，故开关应接b；由电流表的两种量程可知，接c时有：R1R2 100 ，接b时有：29103R1103(200R2)，联立解得：R110 ，R290 。(3)开关接a时，多用电表Imax30 mA，多用电表的内阻为：R内 100 ，此时流过待测电阻的电流为IIg0.40 mA mA12 mA，总电阻为
13、R总 250 ，所测电阻阻值为R测R总R内150 。答案：(1)见解析图200(2)b1090(3)150核心考点2以测电阻为核心的实验【高考真题引领】1(2018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 )；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；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，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2
14、。(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。12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_。(保留1位小数)解析：(1)根据原理图，沿电流的流向依次连接。先将E、R、S1连接起来，组成闭合回路。将R0、Rx与R连接起来。将、S2与Rx连接起来。(4)由于为理想电压表，故S2接1、或接2时流过R0、Rx的电流相等。根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得解得RxR0(6)将各次的代入RxR0得Rx14
15、8.8 Rx248.6 Rx347.8 Rx448.0 Rx547.8 然后求平均值，即Rx48.2 。答案：(1)实物连线如图(4)R0(6)48.2【知识方法深化】电阻的测量实验是高考实验的热点，涉及的实验包括伏安法测电阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量金属的电阻率、多用电表测电阻、测量电表的内阻等。主要考查电阻的控制电路设计、测量电路设计、器材的选取与实物连接、实验数据的处理与误差分析等。1实验仪器的选择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，根据电源电动势大小选择合适量程的电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择合适量程的电流表，根据电路中需要的最大电阻来选择滑动变阻器。
16、2电流表内、外接法的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法，若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。(2)临界值计算法：Rx时，用电流表内接法。(3)实验试探法：如图所示，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。3滑动变阻器限流接法与分压接法的选取原则(1)限流式接法选取原则一般在滑动变阻器总电阻R0与用电器电阻Rx相差不大时，若既不要求较大范围内调节
17、电流和电压，又不要求从零开始读数，则优先选择限流式接法。(2)分压式接法选取原则滑动变阻器的总电阻R0远小于用电器电阻Rx或电路中串联的其他电阻的阻值，即RxR0；要求用电器Rx的电流或电压从零开始连续变化；采用限流式接法时，电路中的最小电流大于用电器Rx的额定电流，或给定的仪表量程偏小。三条中满足一条，采用分压接法。【精选典题练透】考向1伏安法测电阻2.(2021广东佛山二模)在测定电阻Rx值的实验中，某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。(1)实验电路设计：设计如图甲所示的电路测定电阻Rx的值。(2)实验实物连接：按照实验设计的电路
18、图，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图补充完整。(3)实验操作设计：断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移动到最_端，将滑动变阻器R2的滑片移动到最_端(均选填“右”或“左”)；闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录这时的电压表和电流表的示数U1和I1；保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录这时的电压表和电流表的示数U2和I2；断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。(4)实验数据处理：被测电阻Rx的表达式为Rx_，将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实
19、验结果及误差。(5)实验误差分析：经分析，该实验中电阻的测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：(2)(3)为了安全，实验中闭合开关前，应将滑动变阻器连入电路的电阻接入最大，使得上半部分电路两端电压为零，故开始应将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，将滑动变阻器R2的滑片移动至最右端。(4)当闭合开关S1、S2接1时，电压表测Rx与RA和滑动变阻器R2两端的电压之和，示数为U1，电流表测通过Rx与RA以及滑动变阻器R2的电流，示数为I1；保持R2滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S2接2，此时电流表测的电流为RA和滑动变阻器R2的电流，示数为I2，电压表测RA和滑动变阻器
20、R2两端的电压之和，示数为U2，根据欧姆定律求出两次测量电路的电阻，根据串联知识可知待测电阻的阻值Rx。(5)实验有效消除了因电流表内阻带来的系统误差，故电阻的测量值等于真实值。答案：(2)见解析图 (3) 左右 (4) (5)等于 考向2测定金属的电阻率3.(2021山东青岛一模)某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：(1)先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d_mm；(2)然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表(两个)、滑动变阻器(两个)、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了
21、如下实验：a按照图乙所示的电路图连接好实验电路；b将滑动变阻器R3的滑片调至适当位置，滑动变阻器R1的滑片调至最左端，闭合开关S；c将滑动变阻器R1的滑片逐步向右滑动，并反复调节R2和R3使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R2的数值为4.0 ，电流表A1的示数为0.15 A，电流表A2的示数为0.30 A。根据上述实验过程，请回答：待测电阻Rx的阻值为_ ；电流表的内阻对测量结果_(选填“有”或“无”)影响；(3)最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率2.82108 m，则这捆导线的长度为_ m。(结果保留三位有效数字)(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是_。(请答出两条措施)解析：(1
22、)导线的直径d1 mm0.01 mm41.01.410 mm；(2)电流计G的示数为0，可知R2和Rx两端的电压相等，即R2I1RxI2，解得RxR24.0 2.0 ；由以上分析可知，电流表的内阻对测量结果无影响；(3)根据Rx可得，l，带入数据解得l111 m。(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是：提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值。答案：(1)1.410(0.001均可)(2) 2.0无(3) 111(4) 提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值(任意两条
23、即可) 考向3等效替代法测电阻4.(2021广东东莞二模)为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量：(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择_(选填“1”或“100”)倍率的电阻挡，并_，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它测得的电阻值将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1 500 ，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：A待测元件R(阻值约为1 500 )B电流表(量程5 mA，内阻约5 )C电阻箱(9 999.9 ，0.02 A)D.直流电源(电动势约为20 V，内阻约0.5
24、 )E单刀双掷开关一个，导线若干实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量。在闭合S前，先把R调至_(选填“最大值”或“最小值”)，然后把K打到1，_，再把K打到2，_，则Rx_(用实验中获得的物理量来表示)。(3)两只完全相同的表头G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象_。A电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转B两表指针偏转角度相同C两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多D两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多解析：(1)用欧姆表测量电阻，若指针偏转较小，则电阻较大，应换
25、大倍率的电阻挡，即100。换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零。若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流变小，指针偏转角度变小，则欧姆表中电阻读数增大。(2)电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大。把K打到1，调节R，当其阻值为R1时，电流表示数为I0，再把K打到2，调节R，当其阻值为R2时，电流表示数为I0。由于两次电流相同，则RxR1R2，解得RxR2R1。(3)电流表为表头G和小电阻并联，电压表为表头G和大电阻并联，当两者串联时，流过电压表表头的电流约等于流过电流表表头的电流与流过并联电阻的电流之和，因此电压表表头指针偏转
26、角度大，所以C正确，A、B、D错误；故选C。答案：(1) 100让红黑表笔短接，重新欧姆调零偏大 (2) 最大值调节R，当其阻值为R1时，电流表示数为I0调节R，当其阻值为R2时，电流表示数为I0R2R1(3)C 考向4半偏法测量电流表内阻5.(2021福建漳州二模)用半偏法测量电流表G的内阻，某同学设计了如图甲所示电路，器材如下：A待测电流表G(量程200 A)；B干电池一节，电动势E1.5 V；C电阻箱：0999.9 ；D滑动变阻器：010 k；E滑动变阻器：0500 ；F开关两个，导线若干；(1)连接电路时，图甲中的R1应选择滑动变阻器_(选填“D”或“E”)；(2)用笔画线代替导线，按
27、图甲电路在图乙中把实物图连接完整；(3)操作步骤如下：断开S1、S2，将R1调到最大，连接好电路；闭合S1，调节R1，使电流表G满偏；保持R1的滑片不动，再闭合S2，调节R2，使电流表G的示数为100 A，此时，电阻箱示数如图丙，由此可得出电流表G的内阻rg_；(4)为修正上述测量的系统误差，该同学再找来量程为250 A的电流表G1，将其串接在干路上，重复上述步骤，再闭合S2，调节_(选填“R1”、“R2”或“R1和R2”)，使电流表G的示数为100 A时，电流表G1的示数为200 A，此时，由上述半偏法可更准确得出rg的值。解析：(1)待测电流表电流最大时，电路的最小电阻为R 7.5103
28、，所以图甲中的R1应选择滑动变阻器选D。(2)实物连接图如图所示(3)根据电流半偏法特点，电阻箱的阻值与电流表G的内阻相等，则rg242.7 。(4)根据欧姆定律可得rg，利用此法测电流表G的内阻时，没有系统误差，测量的内阻更准确。则调节R2，使电流表G的示数为100 A时，电流表G1的示数为200 A，此时，比上述半偏法可更准确得出rg的值。答案：(1)D (2) 见解析 (3)242.7(4)R2 考向5半偏法测量电压表内阻6.(2021山东烟台一模)利用如图甲所示电路，测量一个量程为3.0 V的电压表的内阻。(1)按图甲所示电路，用铅笔画线代替导线将图乙中的实物连接。(2)实验步骤如下，
29、并填写步骤一、二中的相关内容。第一步：将滑动变阻器的滑动触头调到_端(选填“a”或“b”)，再将电阻箱R0的阻值调到_(选填“零”或“最大”)，然后闭合开关S；第二步：_(填写该步骤)；第三步：保持滑动变阻器滑动端不动，仅调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为1.5 V，读出此时电阻箱R0的阻值；第四步，断开开关S。(3)若在第三步中读出的R02 100 ，则该电压表的内阻为_。使用这种方法测出的电压表的内阻与真实值相比_(选填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)根据图甲所示电路图连接实物电路图，如图所示(2)由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前应将把滑动变阻器的滑
30、片P滑到a端，再将电阻箱R0的阻值调到零；第二步，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V；(3)由串联电路特点可知，电压表与电阻箱阻值相等，即：电压表内阻RVR02 100 ，把电阻箱接入电路时，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流变小，路端电压变大，分压电路两端电压变大，当电压表示数为1.5 V时，电阻箱两端电压大于1.5 V，即R0的分压要大一些，电压表内阻测量值大于真实值。答案：(1)见解析图(2) a零调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V(3) 2 100偏大核心考点3以测电源电动势和内阻为核心的实验【高考真题引领】1(2021全国乙卷)一实验小组利用
31、图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 )。图中电压表量程为1 V，内阻RV380.0 ：定值电阻R020.0 ；电阻箱R最大阻值为999.9 ；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选_ (填“5.0”或“15.0”)；(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；(3)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得_；(4)利用测量数据，做R图线，如图(b)所示：(5)通过图(b)可得E_ V(保留2位小数)，r_ (保留1位小数)；(6)若将图(a)中的电压表当成理想
32、电表，得到的电源电动势为E，由此产生的误差为|100%_%。思维分析考查角度伏安法测电源的电动势和内阻解题关键熟悉测量电源电动势和内阻的原理，弄清电表接入电路时不能超过电表的满偏值；由闭合电路欧姆定律写出R的函数表达式，求出电源电动势和内阻。解析：(1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由并联电路分压可得代入数据解得R7.5 因此选15.0 。(3)由闭合电路欧姆定律可得EU(Rr)化简可得Rr(5)由上面公式可得k，rb由R图像计算可得k0.034 V1 ，b0.68 V1代入可得E1.55 V，r1.0 (6)如果电压表为理想电压表，则可有R则此时E因
33、此误差为100%5%答案：(1)15.0(3)R(5)1.551.0(6)5【知识方法深化】1电源电动势和内阻的测量方法方案伏安法伏阻法安阻法原理EUIrEUrEIRIr电路图关系式UEIr图像纵轴截距：E斜率：r纵轴截距：斜率：纵轴截距：斜率：2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I。(2)利用图像求解电动势和内阻是常用的方法，对于不同的电路设计，一般采用化曲为直的方法，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解。【精选典题练透】考向1伏安法测电源的电动势和内阻2.(2
34、021湖南湘潭二模)为了测量某电源的电动势E和内阻r，实验室准备了以下器材：a待测电源(电动势E约为1.5 V，内阻r约为1 )；b量程为3 V的电压表 V(具有一定的内阻)；c满偏电流IG100 mA的电流计G(rG0.6 )；d定值电阻R10.1 ，R20.15 ，R30.2 ，R40.3 ，R52 ；e滑动变阻器R(阻值变化范围015.0 )；f开关S一个；g导线若干。(1)利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若B是滑动变阻器R，D是定值电阻R2，则A是_，C是_(填器材对应的符号)；(2)在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器R，得到多组电表读
35、数，作出如题图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势E_V，内阻r_(均保留三位有效数字)；(3)从实验原理上看，电源电动势的测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，内阻的测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。解析：(1)因为实验中需要测量路端电压，其中A并联在电路中，故A是电压表V；因为电路中连入的电阻是R5，而连入电阻为R5时电流计的量程偏小，故需要改表。其中D是定值电阻R2，则C就是电流计G；(2)改装后的电流表的内阻为RA0.12 ，根据图甲及闭合电路欧姆定律可得UE5IG(rRA)，由图乙可知，电源电动势为E1.50 V，斜率绝对值为k5(rRA)，解得r1.2
36、1 ；(3)由UE5IG(rRA)及电路图可知，电压表测得的 U，结合电流表两端电压可求得路端电压，5IG为通过电源的真实电流，RA已知，则电源电动势和内阻的测量值均等于真实值。答案：(1) VG(2)1.501.21 (3)等于等于 考向2伏阻法测电源的电动势和内阻3.(2021山东济南二模)实验小组用如图(a)所示的实验电路测定电源电动势E和电压表内阻R，提供的器材如下：A待测电源E(电动势约3 V，内阻可忽略)B待测电压表V(量程03.0 V，内阻约3 k)C电阻箱R1(总阻值999.9 )D电阻箱R2(总阻值9 999 )(1)电阻箱应选择_(填序号)；(2)连接好实验电路，调节R，测
37、得系列对应电压U，在R坐标中描点作图如图(b)，图线在纵坐标轴上的截距为a，某点坐标为，则电源电动势和电压表内阻的测量值分别为_、_；(3)图(c)中图线1为实验所得，若电源内阻不能忽略，则实际图线可能是图(c)中的图线_，由于忽略电源内阻，导致电源电动势的测量值_(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。_。解析：(1)为了便于调节和让电压表读数变化范围较大，应选择阻值大于电压表内阻的R2，即选择D；(2)由闭合电路欧姆定律得EUR，则有R，在 R图中图线在纵轴上的截距a，故电源电动势E；图线斜率，解得RV；(3)设电源内阻为r，实际上，EU，即R，图线斜率不变，在纵坐标上的截距增大，可能是
38、图线2；由于E真U，忽略电源内阻时的测量值E测UR，显然E测E真，即小于。答案：(1)D(2) (3) 2 小于 考向3安阻法测电源的电动势和内阻4.(2021湖南娄底一模)某手机电池的电动势约为4 V左右，为精确测出该电池的电动势和内阻。除待测手机电池外，实验室可供选用的器材有：A电流表A：(量程0.6 A、内阻RA0.6 )B电压表V：(量程15 V、内阻约3 000 )C滑动变阻器R1：最大阻值5 D电阻箱R2：(09 999.9 )E一个开关及导线若干(1)为了能精确测量电池的电动势和内阻。请选用合适的器材设计电路，并把设计的电路画在方框内。(2)根据设计的电路。在用图像法处理数据时，
39、若纵轴为，为了保证得到的图像为直线。则横轴为_，得到图像1，若图像1与纵轴的截距为a1，斜率为k1，则电池的电动势E1_，内阻r1_；(用题中给出的物理量符号表示)(3)为了保证得到的图像为直线，还可以以电流表的示数I为横轴，以_为纵轴；得到图像2；若图像2与纵轴的截距为a2，斜率的绝对值为k2，则电池的电动势E2_，内阻r2_。(用题中给出的物理量符号表示)解析：(1)由实验室给出的仪器可知，电压表的量程太大，滑动变阻器的阻值太小，因而应选用电流表与电阻箱的方式连接，电路如图所示。(2)由闭合电路欧姆定律，有E1I可知，R，若纵轴为，为了保证得到的图像为直线，则横轴为R。结合题意可知k1，a
40、1，解得E1，r1RA；(3)由闭合电路欧姆定律，有E2I可知，IRE2I，为了保证得到的图像为直线，还可以以电流表的示数I为横轴，以IR或I为纵轴；结合题意有E2a2，RAr2k2，解得r2k2RA或IE2Ir2，则E2a2，r2k2。答案：(1)见解析图 (2)RRA(3) IR或Ia2 k2RA(或k2)核心考点4电学创新类实验【高考真题引领】1(2021广东高考)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆档，将两表笔_，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 ”处。测量时观察到热
41、敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而_。(2)再按图连接好电路进行测量。闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到_(选填“a”或“b”)端。将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。实验中记录的阻值R01_(选填“大于”“小于”或“等于”)R02。
42、此时热敏电阻阻值RT_。(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。思维分析考查角度热敏电阻随温度的变化规律解题关键熟悉多用电表的实验操作过程；由串联电路的特点和欧姆定律进行解题解析：(1)选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转的角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2)闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01R02RT，即RTR01R02，可知R01大于R02。答案：(1)短接减小(2)b大于R01R02【知识方法深化】电学创新类实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的更换而成，按照实验题目的要求进行实验设计或有关物理量的测量，也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设计。解决这类题主要抓住两点：一是选择好合适的实验原理，求解电学设计型实验考题的关键是在弄清原理的基础上将基本方法灵活迁移，从方法