2020年高考沖刺物理二輪復(fù)習(xí)考點學(xué)與練：電學(xué)實驗（附答案解析）

專題十六電學(xué)實驗

考情解讀

高考物理試題中，實驗是必考內(nèi)容，且近年來越來越受到重視.高考實驗題除了對教材原

有學(xué)生實驗進行考查外，還把考查內(nèi)容延伸到演示實驗中，甚至拓展到遷移類實驗、應(yīng)用性實

驗、設(shè)計性實驗以及“研究性學(xué)習(xí)”類實驗.要求學(xué)生利用所學(xué)知識，對實驗儀器或?qū)嶒灧椒ㄖ?/p>

組，將教材中的學(xué)生實驗和演示實驗的實驗原理、實驗方法遷移到情景新穎的實驗中去.高考

物理實驗題具有以下幾個特點：

1.重視對實驗操作能力的考查.如實驗步驟的排序、糾錯；實驗器材的選擇，包括滑動

變阻器、電阻箱、電表量程的選擇；實物連線和運用圖象與表格分析處理實驗數(shù)據(jù)；實驗結(jié)論

的總結(jié)及誤差分析；實驗方案的改進創(chuàng)新等.

2.重視對基本儀器的讀數(shù)、構(gòu)造原理、重要實驗方法及電學(xué)實驗中的故障分析的考查，

如游標卡尺、螺旋測微器、多用電表等的讀數(shù).

3.設(shè)計性實驗是考查的熱點.在近幾年的各地高考中設(shè)計性的實驗題比較多，此類實驗

能夠綜合考查考生創(chuàng)造性地應(yīng)用已學(xué)知識、方法、原理，靈活處理陌生實驗問題的能力，要求

學(xué)生有較高的知識遷移能力、實驗設(shè)計能力.

4.電學(xué)實驗在高中階段所占比例較大，是實驗考查的重點，各地高考實驗題中必有電學(xué)

實驗題.

對物理實驗的考查通常是以獨立題型出現(xiàn)，在高考中實驗試題的命題一般是一個力學(xué)實驗

和一個電學(xué)實驗.一個以考查演示實驗或基本實驗的基礎(chǔ)實驗知識、基本實驗技能為主；另一

個一般以考綱要求的基本實驗為載體進行必要的改進和創(chuàng)新，考查考生對基本實驗的理解能力、

遷移能力和創(chuàng)新能力.

預(yù)測高考電學(xué)實驗題：以電流、電壓的測量為基本測量的設(shè)計性電學(xué)實驗，涉及實驗電路

和方法的設(shè)計、實驗原理的遷移、實驗器材的選擇、電路實物連線及圖象法處理實驗數(shù)據(jù)等，

分值較多，能力要求較高，命題形式可能為填空、選擇性填空、電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象圖表

分析等.

重點知識梳理

知識點一、測量讀數(shù)類儀器使用

1.電流表、電壓表

⑴電流表、電壓表使用時量程選擇的規(guī)則：

根據(jù)被測電流或電壓值的大小選擇量程.測量時最好使指針偏轉(zhuǎn)超過所選量程的2/3,至少

超過1/2.在不知道被測電流或電壓大小的情況下，應(yīng)選用電表的較大量程,然后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)

情況選取合適的量程.

(2)讀數(shù)方法:讀數(shù)時應(yīng)使視線垂直于刻度盤表面.凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最

小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀

到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀.

2.電阻箱

電阻箱是按照各個數(shù)量級上指針的對應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個確定的數(shù)值，不能

在兩個數(shù)值之間，因此電阻箱測量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針所指位置直接讀出的，不

再向下估讀.

如圖所示的電阻箱的阻值為84580.2Q.

x0.1x1x10

x100xIkx10k

3.多用電表

(1)使用多用電表測電壓、電流時，應(yīng)根據(jù)選擇的量程確定最小刻度值，然后讀數(shù).

(2)使用歐姆擋時，注意以下幾個方面：

①用多用電表測電阻時,測量前應(yīng)根據(jù)估計的阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線

性,使用歐姆擋測電阻時，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

度范圍為測量的有效范圍，否則要變換倍率.

②每更換一次倍率，都要重新進行歐姆調(diào)零.

③由于歐姆擋表盤刻度不均勻，難于估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字.計數(shù)時不要忘記

乘上相應(yīng)擋位的倍率.

④測量時待測電阻要跟其他元件和電源斷開.

⑤多用電表使用完畢后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋，旋至OFF擋或交流電壓最高擋上.

特別提醒：要區(qū)分開“機械零點”與“歐姆零點”：“機械零點”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”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.

知識點二、電學(xué)實驗

1.電路設(shè)計及儀器選取原則

正確地選擇儀器和設(shè)計實驗電路，有一定的靈活性,應(yīng)遵循以下幾個基本原則：

(1)正確性.

(2)安全性.

(3)方便性.

(4)精確性.

2.“伏安類”實驗中電流表的內(nèi)、外接法

比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法

p?-n

電路

由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電

誤差原因

壓表測量值偏大流表測量值偏大

比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法

1<測=￥R測=芋

測量結(jié)果RVRx-

=RA+Rx>Rx-RV+RX<RX

電阻的測量值大于真實值電阻的測量值小于真實值

適用條件Rx?RA,大電阻Rx?RV,小電阻

【特別提醒】在Rv、RA均不知的情況下,可采用試觸法.如圖所示,分別將a端與仄c接觸,

如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法;如果

前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法.

?—Ia

~L^=br?-^

3.滑動變阻器的接法

(i)若符合下列情況之一，則滑動變阻器必須接成分壓式.

①要求電表能從零開始讀數(shù)；

②要求電表能有較大的調(diào)節(jié)范圍；

③當(dāng)待測電阻R,?R(滑動變阻器的最大阻值)時.

(2)當(dāng)待測電阻R.WVR(滑動變阻器的最大阻值)時，既可接成分壓式、也可接成限流式.

知識點三、實驗誤差

1.偶然誤差和系統(tǒng)誤差

從性質(zhì)和來源看，誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種.

(1)偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差.減

小偶然誤差的方法就是通過多次測量求平均值.

(2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確，或?qū)嶒灧椒ù致曰驅(qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的.要減小

系統(tǒng)誤差,必須校準儀器，或改進實驗方法，或完善實驗原理.

2.有效數(shù)字

(1)測量既然總有誤差,測量的數(shù)值就只能是近似數(shù)，如“174.2mm”最末的一位數(shù)字“2”是不

可靠數(shù)字,但它仍有意義不能舍，因為它代表了一個大概數(shù)量關(guān)系，比如這里174.2與174.8相比

是接近174還是175就顯而易見了.像174.2mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,

有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位.在實驗中，測量時要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù).

(2)確定有效數(shù)字時，應(yīng)注意以下問題：

①有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關(guān).有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關(guān).

②關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性:0在前時，從左往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)

字.0在后時，計入有效數(shù)字.

③乘方不算有效數(shù)字;比如3.020x10-3m/s中的一3不是有效數(shù)字,10也不是.

3.減小實驗誤差的方法

(1)多次測量求平均值.

(2)累積法.

(3)圖象法.

知識點四、創(chuàng)新實驗

1.創(chuàng)新實驗方案的設(shè)計，一般應(yīng)遵循以下四條原則

⑴科學(xué)性原則.

⑵可靠性原則.

⑶方便性原則.

(4)準確性原則.

2.設(shè)計性實驗的設(shè)計思路

題目要求和

給出的條件

演示和分組實

驗的實驗原理

物理規(guī)律

和原理

基本儀器的

使用知識

知識點五、控制電路的設(shè)計技巧

1.滑動變阻器控制電路的方式有分壓式和限流式兩種，下列幾種情況必須選用分壓式接

法：

(1)要求被控制電路的電流(或電壓)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(如：測繪導(dǎo)體的伏安特性曲線

等實驗);

(2)被控制電路的電阻丘遠大于滑動變阻器的最大值R)時；

(3)實驗要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時；

(4)若采用限流式接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過電表或電器的額定值時.

2.若測量電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，旦被控制電

路的電阻也與滑動變阻器的最大值Ro接近或RL略小于Ro,則應(yīng)該采用限流式接法.測定電

源的電動勢和內(nèi)阻實驗必須采用限流式接法.

知識點六、電學(xué)儀器的選擇技巧

電學(xué)實驗器材和電路選擇的原則是安全、精確和方便，器材的選擇與實驗所用的電路密切

相關(guān)，因此在選擇器材前首先要根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘碓O(shè)計測量精確、安全可靠、操作方便

的實驗電路，再根據(jù)實驗電路的需要選擇器材.具體如下：

1.電源的選擇：一般可以根據(jù)待測電阻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)電源的電動勢或待測用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)使電表的指針擺動的幅度較大，一般應(yīng)使指

針能達到半偏左右，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度.

3.變阻器的選擇：所選用的變阻器的額定電流應(yīng)大于電路中通過變阻器的最大電流，以

確保變阻器的安全；為滿足實驗中電流變化的需要和調(diào)節(jié)的方便，在分壓式接法中，應(yīng)選用電

阻較小而額定電流較大的變阻器，在限流式接法中，變阻器的阻值不能太小.

高頻考點突破

_______________

高頻考點一基本儀器使用與讀數(shù)

電學(xué)實驗中的“兩尺”與“三表”

⑴游標卡尺

游標尺

游標游標尺刻測量結(jié)果(游標尺上第n

每小格與1精確度

尺刻度總長度條刻度線與主尺上某刻度線

mm相差(mm)

度格數(shù)(mm)對齊)(mm)

(mm)

主尺上讀的毫米數(shù)+

1090.10.1

0.1/2

主尺上讀的毫米數(shù)十

20190.050.05

0.05〃

主尺上讀的毫米數(shù)+

50490.020.02

0.02〃

⑵螺旋測微器(千分尺)

讀數(shù)方法：①測量值=固定刻度讀數(shù)+0.01mmx可動刻度讀數(shù)(一定要估讀).

②讀數(shù)時，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否已經(jīng)露出.

(3)電流表和電壓表

量程精確度讀數(shù)規(guī)則

電流表0?3A0.1A與刻度尺一樣，采用白估讀，讀數(shù)規(guī)

則較簡單，只需要精確值后加一估讀數(shù)即

電壓表0-3V0.1V

可

估讀位與最小刻度在同一位，采用3估

電流表0-0.6A0.02A

讀

估讀位與最小刻度在同一位，采用上估

電壓表0?15V0.5V

讀

(4)多用電表(歐姆表)

①使用

a.機械調(diào)零：檢查表針是否停在左端的“0”位置；

b.選取適當(dāng)倍率擋；

c.歐姆調(diào)零：兩表筆相接，檢查表針是否停在右端的“0”位置；

d.把兩表筆分別與待測電阻兩端相接，歐姆表的讀數(shù)乘以倍率即被測電阻的阻值；

e.實驗結(jié)束后，將表筆拔出，并將選擇開關(guān)旋至OFF擋或交流電壓最高擋.

②注意事項

a.測量電阻時，待測電阻要與其他電路元件斷開，兩手不要接觸待測電阻兩端；

b.選擇好倍率擋后要進行歐姆調(diào)零，且每換一次倍率擋要“調(diào)零”一次；

c.測量電阻時，若指針偏角過小，換較大倍率擋；若指針偏角過大，換較小倍率擋；

d.讀數(shù)=示數(shù)x倍率.

例1.下面各圖均是用游標卡尺測量時的示意圖，圖甲中游標卡尺為50分度，圖乙為20

分度游標卡尺，圖丙為10分度游標卡尺，它們的讀數(shù)分別為;;.

乙丙

【變式探究】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。?15V量程的電

壓表，讀數(shù)為V.

(2)若使用的是0?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.

【舉一反三】(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(xué)元件P的電阻，尸的兩端分別為。、b,指

針指示位置如圖甲所示.為使測量比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)旋到(選填“xl”、“xio”、

“xlk”)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,Ro為調(diào)

零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流/與待測電阻的阻值R的關(guān)系式為;

紅表^1^^

多用電表

B

(3)某同學(xué)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(xué)將歐姆

擋的選擇開關(guān)撥至“xlk”的倍率擋，并將紅、黑表筆短接調(diào)零后，應(yīng)選用圖中(選填“A”

或“B”)方式連接.在進行了正確的連接、測量后，歐姆表的讀數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為Q,

這時電壓表的讀數(shù)為如圖乙所示.若該歐姆擋內(nèi)阻為24kQ,則可算出歐姆擋內(nèi)部所用電池的

電動勢為V(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

高頻考點二以測電阻為核心的電學(xué)實驗

1.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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)運而生，“伏安加R法”又叫做"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(dāng)題中要求負載上電壓或電流從零開始調(diào)節(jié)時，應(yīng)采用分壓式接法；

②當(dāng)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(dāng)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

2.最為精確的電阻測量方法——等效替代法

(1)電流等效替代

Rb

(2)電壓等效替代

3.電表內(nèi)阻測量最常用的方法——半偏法

(1)用半偏法測電流表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動變阻

器串聯(lián)，R測＜R也

⑵若測電壓表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑動變阻器并聯(lián),

例2.某實驗小組利用提供的器材測量某種電阻絲(電阻約為20Q)材料的電阻率.他們首

先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱。和匕上，在電阻絲上夾上一個與接線

柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接

入電路中電阻絲的長度.可供選擇的器材還有：

電池組E（電動勢為3.0V,內(nèi)阻約1Q）；

電流表Ai（量程0?100mA,內(nèi)阻約5Q）；

電流表A2（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.2。）；

電阻箱R（0?999.9C）；

開關(guān)、導(dǎo)線若干.

他們的實驗操作步驟如下：

A.用螺旋測微器在三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑出

B.根據(jù)提供的器材，設(shè)計并連接好如圖甲所示的電路；

C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值最大，閉合開關(guān)S；

D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記

錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L-,

E.改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表再次

滿偏.重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值7?和接入電路的電阻絲長度L

F.斷開開關(guān)，拆除電路并整理好器材.

（1）小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數(shù)如圖乙所示，則這次直徑的測量值d

=mm；

（2）實驗中電流表應(yīng)選擇（選填“Ai”或“A2”）；

（3）小明用記錄的多組電阻箱的電阻值和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù)，繪出

了如圖丙所示的R—L關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R）,在L軸的截距為Lo,再結(jié)合測出

的電阻絲直徑d,可求出這種電阻絲材料的電阻率0=（用給定的物理量符號和已知常

數(shù)表示）.

【變式探究】待測電阻尺的阻值約為20Q,現(xiàn)要測量其陽值，實驗室提供器材如下:

A.電流表Ai（量程為150mA,內(nèi)阻約為10Q）

B.電流表A2（量程為20mA,內(nèi)阻廢=30。）

C.電壓表V（量程為15V,內(nèi)阻約為3000Q）

D.定值電阻R）=100Q

E.滑動變阻器吊，最大阻值為5Q,額定電流為1.0A

F.滑動變阻器通，最大阻值為5Q,額定電流為0.5A

G.電源，電動勢E=4V（內(nèi)阻不計）

H.電鍵S及導(dǎo)線若干

（1）為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準確，測量時電表讀數(shù)不小于其量程的三分之一，請

從所給的器材中選擇合適的實驗器材：（均用器材前對應(yīng)的序號

字母填寫）；

（2）根據(jù)你選擇的實驗器材，請你在虛線框內(nèi)畫出測量尺的最佳實驗電路圖并標明元件符

號;

⑶待測電阻的表達式為凡=，式中各符號的物理意義為

【舉一反三】某同學(xué)利用右圖所示電路測量量程為2.5V的電壓表⑦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99999.9Q）,滑動變阻器R（最大阻值50C）,

滑動變阻器R2（最大阻值5kQ）,直流電源風(fēng)電動勢3V）,開關(guān)1個，導(dǎo)線若干.

實驗步驟如下

①按電路原理圖連接線路;

②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開

關(guān)S；

③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；

④保持滑動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2.00V,記下電

阻箱的阻值.

回答下列問題：

⑴實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器(填“舟”或

(2)根據(jù)電路圖將下圖中實物圖連線.

(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Q,若認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓

不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為。(結(jié)果保留到個位).

(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為

(填正確答案標號).

A.100(1AB.250(1A

C.500(iAD.1mA

高頻考點三測量電源電動勢和內(nèi)阻

1.電源電動勢和內(nèi)阻的測量方法

任何一種實驗方法.一定要緊扣閉合電路歐姆定律￡=。+〃，而最關(guān)鍵的是看電路中如

何測量出路端電壓U和電路中的總電流/,這也是命題專家命題時的入手點.

2.數(shù)據(jù)處理

利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法，對于不同的電路設(shè)計，在作圖象時都要畫出傾

斜直線，即得到有關(guān)電動勢和內(nèi)阻的一次函數(shù)關(guān)系，再利用圖象中的斜率與截距求解.當(dāng)電流

表或電壓表量程不符合實驗要求時，要考慮改裝電表進行測量，所以有時也會用兩個電流表或

兩個電壓表來進行測量.

例3.某物理興趣實驗小組的同學(xué)為了測量電動勢約為3V的某電源的電動勢和內(nèi)阻，實

驗室可供選擇的實驗器材如下.

A.電壓表Vi(O?3V,Rvi=10kQ)

B.電壓表V2(0?15V,Rv2=50kQ)

C.電流表Ai(O?3mA,Rg=100Q)

D.電流表人2(0~3人，內(nèi)阻約為0.5Q)

E.滑動變阻器品(0?10Q)

F.滑動變阻器R2(0?1000Q)

G.定值電阻R3=0.5C

H.定值電阻H4=10Q

I.開關(guān)S以及導(dǎo)線若干

回答下列問題：

(1)在設(shè)計本實驗時，為了減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選______(填器材前的序號)，為了操作

方便，滑動變阻器應(yīng)選________(填器材前的序號)，通過分析可知電流表Ai的量程太小、電

流表A2的量程太大，該小組的同學(xué)想將電流表Ai改裝成量程合適的電流表，則應(yīng)將電流表

Ai與定值電阻(填器材前的序號)(填“串”或“并”)聯(lián)，改裝后的電流表的量程

應(yīng)為A；

(2)請設(shè)計合適的電路圖測量電源的電動勢和內(nèi)阻，畫在如圖甲所示的虛線框內(nèi)；

甲乙

⑶該實驗小組的同學(xué)利用所設(shè)計的電路得到多組數(shù)據(jù)，以電流表Ai的示數(shù)為橫坐標、電

壓表的示數(shù)為縱坐標建立坐標系，并將各組數(shù)據(jù)描繪在該坐標系中，得到的U—/圖象如圖乙

所示，則該電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Q（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

【變式探究】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻.其中電流

表Al的內(nèi)阻ri=LOg,電阻火1=9.0kQ,為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R）=3.0C

的電阻.

①按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)a以奶，和cd三條導(dǎo)線中，混進了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線.為

了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的，將電鍵S閉合，用多用電表的電壓擋先測量“、》間電壓,

讀數(shù)不為零，再測量。、"間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零,

則一定是導(dǎo)線斷開.

②排除故障后，該小組順利完成實驗.通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表

Al和A2的多組小/2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖.由/1一/2圖象得到電池的電動勢后=V,

內(nèi)阻r=

高頻考點四電學(xué)創(chuàng)新實驗

對于電學(xué)設(shè)計性實驗，要注意從原理出發(fā)找方法，選器材，定方案.高考中，對設(shè)計性實

驗的考查，一般不直接采用課本上的設(shè)計方案，但是其設(shè)計技能均取材于課本中的必考實驗并

結(jié)合生活實際，因此考生要對課本上的每一個實驗做到心中有數(shù).

例4.小明同學(xué)通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度，的變化關(guān)系，已知該金屬電

阻在常溫下的阻值約10Q,R隨/的升高而增大，實驗電路如圖所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電

阻的溫度.

電阻箱

實驗時閉合S,先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度力、t2....

和電流表的相應(yīng)示數(shù)人、/2、.…然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為

心/2、…，分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)Ri、Ri....

(1)有以下兩種電流表，實驗電路中應(yīng)選用.

A.量程0?100mA,內(nèi)阻約2Q

B.量程0?0.6A,內(nèi)阻可忽略

(2)實驗過程中，要將電阻箱的阻值由9.9C調(diào)節(jié)至10.0Q,需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕

?“、%”，正確的操作順序是.

①將旋鈕。由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”

②將旋鈕由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”

③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”

(3)實驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表

溫度r(℃)20.040.060.080.0100.0

阻值R(Q)9.610.411.112.112.8

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在下圖的方格紙上作出H—f圖線.

R/Q

由圖線求得R隨t的變化關(guān)系為R=Q.

【變式探究】某校進行實驗電路設(shè)計比賽，實驗臺上備有下列器材:

A.電壓表V1(量程約2V,內(nèi)阻約1k。)

B.電壓表V2(量程為6V,內(nèi)阻為2kC)

C.電流計G(量程為3mA,內(nèi)阻約500Q)

D.電流表A(量程為0.6A,內(nèi)阻為0.5。)

E.滑動變阻器品(0?15d0.5A)

F.滑動變阻器R2(0?IkQ,0.1A)

G.電阻箱7?3(O?999.9Q,0.1A)

H.電阻箱R4(0?9999.9Q,0.2A)

I.電源(6V,0.5A)

J.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)利用以上器材在下圖中虛線框內(nèi)設(shè)計最佳測量電路，要求既能確定電壓表的量程,

又能盡量準確地測定其內(nèi)阻，在圖中標明選用器材的符號.圖中滑動變阻器應(yīng)選擇

(填寫元件符號).

(2)(多選)若已知電壓表Vi量程為2V,則下列實驗小組設(shè)計的電路圖中，能用來測定電壓

表Vi的內(nèi)阻且設(shè)計合理的是.

A

-0~~?-

rES

CD

真題感悟

1.（2019.新課標全國I卷）某同學(xué)要將一量程為250卜用的微安表改裝為量程為20mA的

電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200C,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進

行改裝。然后利用一標準毫安表，根據(jù)圖（a）所示電路對改裝后的電表進行檢測（虛線框內(nèi)

是改裝后的電表）。

「-------電阻箱

~~------1/I—

L」標準毫安表

--------------/------------1,----------------

圖（a）圖（b）

（1）根據(jù)圖（a）和題給條件，將（b）中的實物連接。

（2）當(dāng)標準毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖（c）所示，由此可

以推測出改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是o（填正確答案標號）

A.18MaB.21mAC.25mAD.28mA

（3）產(chǎn)生上述問題的原因可能是o（填正確答案標號）

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1200Q

B.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于1200。

C.R值計算錯誤，接入的電阻偏小

D.R值計算錯誤，接入的電阻偏大

（4）要達到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值

為R的電阻換為一個阻值為&R的電阻即可，其中仁。

2.（2019?新課標全國H卷）某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流

條件下的正向電壓U與溫度f的關(guān)系，圖中V1和V2為理想電壓表；R為滑動變阻器，Ro為定

值電阻（阻值100Q）；S為開關(guān)，E為電源。實驗中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度

/由溫度計（圖中未畫出）測出。圖（b）是該小組在恒定電流為50.0RA時得到的某硅二極管

UT關(guān)系曲線?；卮鹣铝袉栴}：

圖（a）

（1）實驗中，為保證流過二極管的電流為50.0RA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表

V1的示數(shù)為。尸mV；根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度/升高時，硅二極管正

向電阻（填“變大”或"變小”），電壓表Vi示數(shù)（填“增大”或“減小”），此時應(yīng)

將H的滑片向（填“A”或"B”）端移動，以使Vi示數(shù)仍為Ui。

（2）由圖（b）可以看出U與f成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測溫傳感器，該硅二

極管的測溫靈敏度為I詈匚X10-3V/C（保留2位有效數(shù)字）。

3.（2019?新課標全國III卷）某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Q、量程為100RA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?？潭日脤?yīng)電流表表盤的50RA刻度?？?/p>

選用的器材還有：定值電阻R）（阻值14kC）,滑動變阻器Ri（最大阻值1500C）,滑動變阻

器&（最大阻值500C）,電阻箱（0?99999.9C）,干電池（E=1.5V,r=1.5Q）,紅、黑表

筆和導(dǎo)線若干。

圖(a)

（1）歐姆表設(shè)計

將圖（a）中的實物連線組成歐姆表。歐姆表改裝好后，滑動變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為

Q：滑動變阻器選____（填"R/'或"心"）。

（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。表盤上服6處的電流刻度分別為

25和75,則人6處的電阻刻度分別為、。

（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kC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(yīng)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（c）所示，則電阻箱接入的阻值為Qo

圖（c）

4.（2019?天津卷）現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。

（1）某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是mm。

（2）利用下列器材設(shè)計一個電路，盡量準確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電

阻段約為100Q,畫出實驗電路圖，并標明器材代號。

電源E（電動勢1（）V,內(nèi)阻約為10Q）

電流表A1（量程0~250mA,內(nèi)阻4=5。）

電流表A?（量程0~300mA,內(nèi)阻約為5Q）

滑動變阻器R（最大阻值1（）Q,額定電流2A）

開關(guān)S及導(dǎo)線若干

（3）某同學(xué)設(shè)計方案正確，測量得到電流表A1的讀數(shù)為人，電流表A2的讀數(shù)為八，則這

段金屬絲電阻的計算式凡=。從設(shè)計原理看，其測量值與真實值相比（填“偏大”、

“偏小”或“相等。

5.（2019?江蘇卷）某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率.實驗操作如下：

（1）螺旋測微器如題11-1圖所示.在測量電阻絲直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與

測微螺桿之間，再旋動（選填2”“中或“。），直到聽見“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，

同時防止螺旋測微器的損壞。

（題11-1圖）

（2）選擇電阻絲的（選填“同一”或“不同”）位置進行多次測量，取其平均值作為電

阻絲的直徑.

（3）題11-2甲圖中R,為待測電阻絲.請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入題11-2

乙圖實物電路中的正確位置.

電壓表

（題11-2甲圖）（題11—2乙圖）

（4）為測量已利用題11-2甲圖所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓幼和電

流人的值，作出的UL/I關(guān)系圖象如題11-3圖所示.接著，將電壓表改接在d6兩端,

測得5組電壓5和電流"的值，數(shù)據(jù)見下表:

lh/V0.51.01.52.02.55

0245

4/mA20.40.60.80.100.0

0000

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出5-"圖象.

（5）由此，可求得電阻絲的心=Q.根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率.

6.（2019.浙江選考）為了比較精確地測定阻值未知的定值電阻尺，小明設(shè)計了如圖所示

的電路。

（1）實驗時，閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點先后與

a、b點連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大，電流表示數(shù)基本不變，則測量時應(yīng)將c點接

（選填為點"或"點”），按此連接測量，測量結(jié)果（選填“小于”、“等于”或“大

于“）心的真實值。

（2）根據(jù)實驗測得的6組數(shù)據(jù)，在圖2中描點，作出了2條圖線。你認為正確的是

（選填“①''或"②"），并由圖線求出電阻R尸Q。（保留兩位有效數(shù)字）

1.002.003.00UN

1.（2018年全國I卷）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路探究在25℃~80C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RT,其標稱

值（25℃時的阻值）為900.0Q：電源E（6V,內(nèi)阻可忽略）：電壓表⑨（量程150mV）：

定值電阻Ro（阻值20.0Q）,滑動變阻器Ri（最大阻值為1000Q）：電阻箱&（阻值范圍

0-999.9Q）：單刀開關(guān)Si,單刀雙擲開關(guān)S2。

實驗時，先按圖（a）連接好電路，再將溫控室的溫度，升至80.0C,將S2與1端接通，

閉合Si,調(diào)節(jié)品的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值Uo：保持4的滑片位置不變，將R2置

于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)7?2,使電壓表讀數(shù)仍為Uo：斷開S”記下此時&的讀數(shù)，

逐步降低溫控室的溫度3得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0。。實驗得到的&Y

數(shù)據(jù)見下表。

t/℃25.030.040.050.060.070.080.0

&/Q900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

回答下列問題：

（1）在閉合Si前，圖（a）中幻的滑片應(yīng)移動到填％”或*”）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，并做出曲線：

圖(c)

（3）由圖（b）可得到用，在25℃-80℃范圍內(nèi)的溫度特性，當(dāng)Z=44.0℃時，可得用=Q；

（4）將R握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)為—C,則手

心溫度為℃o

2.（2018年全國II卷）某同學(xué)組裝一個多用電表?？捎玫钠鞑挠校何脖眍^（量程100處

內(nèi)阻900。）；電阻箱吊（阻值范圍0-999.9。）；電阻箱上（阻值范圍。?99999.9。）；導(dǎo)

線若干。要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成

量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋。

回答下列問題：

（1）在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出R和&,其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋

和電壓擋的接線柱。

「備可

II

：。OO\

：?a

（2）電阻箱的阻值勺=。犬2=a（保留到個位）

3.（2018年全國III卷）一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻R\的阻值，圖

中心為標準定值電阻（R）=20.0Q）；OV可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開

關(guān)，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗：

（1）按照實驗原理線路圖（a）,將圖（b）中實物連線；

（2）將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)位置，閉合Si；

（3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器動端的位置，記下此時電壓表。V的示數(shù)5；

然后將S2擲于2端，記下此時電壓表。V的示數(shù)上；

（4）待測電阻阻值的表達式（用心、口、仿表示）；

（5）重復(fù)步驟（3）,得到如下數(shù)據(jù)：

12345

U1/V0.250.300.360.400.44

5/v0.861.031.221.361.49

%

可3.443.433.393.403.39

U2

（6）利用上述5次測量所得的平均值，求得R\=（保留1位小數(shù)）

7uri

4.（2018年天津卷）某同學(xué)用伏安法測定待測電阻R的阻值（約為10kQ）,除了R,

開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：

A.電壓表（量程O~1V,內(nèi)阻約10kQ）

B.電壓表（量程0~10V,內(nèi)阻約lOOkQ）

C.電流表（量程（MmA,內(nèi)阻約30Q）

D.電流表（量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Q）

E.電源（電動勢1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計）

F.電源（電動勢12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計）

G.滑動變阻器Ro（阻值范圍0?10Q,額定電流2A）

①為使測量盡量準確，電壓表選用，電流表選用，電源選用

o（均填器材的字母代號）；

②畫出測量R阻值的實驗電路圖____________o

③該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會

其真實值（填“大于”“小于”或“等于"），原因是

5.（2018年江蘇卷）一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.

（1）如圖所示是該同學(xué)正準備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的實驗電路.請指

出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處;.

（2）實驗測得的電阻箱阻值火和電流表示數(shù)/,以及計算的;數(shù)據(jù)見下表：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出R；關(guān)系圖像.由圖像可計算出該干

電池的電動勢為V；內(nèi)阻為Q.

R/Q8.07.06.05.04.0

//A0.150.170.190.220.26

-/A-'6.76.05.34.53.8

I

（3）為了得到更準確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的

電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時，電壓表的指針位置

如圖所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為V；內(nèi)阻應(yīng)為Q.

1.12017.天津卷】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其

中電流表Ai的內(nèi)阻r.LOkQ,電阻R=9.0kQ,為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個Ho=3.O

Q的電阻。

①按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)四'、和CC'三條導(dǎo)線中，混進了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。

為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的，將電建S閉合，用多用電表的電壓擋先測量小加間電壓,

讀數(shù)不為零，再測量〃、。'間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零,

則一定是導(dǎo)線斷開。

②排除故障后，該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表

A1和A2的多組/1、/2數(shù)據(jù)，作出圖象如右圖。由八-/2圖象得到電池的電動勢4=V,

內(nèi)阻r=Qo

2.12017.新課標I卷】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L（額

定電壓3.8V,額定電流0.32A）；電壓表V（量程3V,內(nèi)阻3kQ）；電流表A（量程0.5A,

內(nèi)阻0.5。）；固定電阻Ho（阻值1000Q）；滑動變阻器R（阻值0?9.0Q）；電源E（電動

勢5V,內(nèi)阻不計）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。

（1）實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，畫出實驗電路原

理圖。

（2）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。

?//I

曜

國

晨

—■國BH

磊

■慝

w警

題H

解il

2SO雷^

匿

,1OOiB一

噩

圉

15O髭

篇iB

通

強

獸

國

S零

一

度i

S畫

噩

一

B一s9

急

黑

in一

ffl

由實驗曲線可知，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”）。

（3）用另一電源瓦（電動勢4V,內(nèi)阻1.00。）和題給器材連接成圖（b）所示的電路,

調(diào)節(jié)滑動變阻器A的阻值，可以改變小燈泡的實際功率。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Wo（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

3.12017.新課標H卷】某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路測量一微安表（量程為100gA,

內(nèi)阻大約為2500Q）的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器總、R2（其中一個阻值為20

Q，另一個阻值為2000Q）；電阻箱屋（最大阻值為99999.9C）；電源E（電動勢約為1.5V）；

單刀開關(guān)Si和S2。C、。分別為兩個滑動變阻器的滑片。

￡E

圖(a)

（1）按原理圖（a）將圖（b）中的實物連線。

圖(b)

（2）完成下列填空：

①吊的阻值為Q（填“20”或“2000”）。

②為了保護微安表，開始時將Ri的滑片。滑到接近圖（a）中的滑動變阻器的端（填

“左”或“右”）對應(yīng)的位置；將治的滑片。置于中間位置附近。

③將電阻箱&的阻值置于2500.0。，接通Si。將用的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)

R2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8與。

所在位置的電勢（填“相等”或“不相等”）。

④將電阻箱后和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Q

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Q（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：。

4.12017.新課標III卷】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；Ri、RZ、R3、&和R5是固定電阻，&是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250RA,內(nèi)阻

為480Q。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和8端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，

5個擋位為：直流電壓IV擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆xlOOQ擋。

（1）圖（a）中的A端與（填“紅”或“黑”）色表筆相連接。

（2）關(guān)于扁的使用，下列說法正確的是（填正確答案標號）。

A.在使用多用電表之前，調(diào)整治使電表指針指在表盤左端電流“0”位置

B.使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整治使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置

C.使用電流擋時，調(diào)整反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RI+R2=Q，&=。。

（