高考物理復(fù)習(xí)提升-第十四講電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

第十四講電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

熱點(diǎn)一電學(xué)儀表的讀數(shù)與使用

強(qiáng)化學(xué)思知能學(xué)有所思，思有深度

一、電流表、電壓表、歐姆表的對(duì)比

儀器極性量程選擇讀數(shù)

若最小分度為1、0.1、

電流表使指針指示比0.01等，需要估讀到

有正、負(fù)極

最小分度的下一位;如

的電表，電滿偏刻度

果最小分度不是1、

流由電表

電壓表多的位置0.1A01等的只需要

的正極流

讀到最小分度位即可

入，負(fù)極

使指針盡量指

流出取兩位有效數(shù)字并乘

歐姆表在表盤的中間

以相應(yīng)擋位的倍率

位置左右

二、多用電表的使用“三注意”

1.電流的流向

由于使用多用電表時(shí)不管測(cè)量項(xiàng)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(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“歐姆零點(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(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)限值選用適當(dāng)?shù)膿跷?由于歐姆擋刻度的非線

性,使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差.通

12

常只使用表盤中間一段刻度范圍，指針偏轉(zhuǎn)角度在;滿偏到:滿偏之間

為測(cè)量的有效范圍.

若出現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太?。粗羔?biāo)傅目潭戎颠^大）應(yīng)換用大倍

率擋，反之要換用小倍率擋，但換擋后必須進(jìn)行歐姆擋調(diào)零.

三、命題規(guī)律

電流表、電壓表、多用電表、電阻箱等儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用

儀器，高考中要求正確使用儀器，會(huì)進(jìn)行正確讀數(shù)，高考對(duì)此知識(shí)點(diǎn)

的考查概率較高，是高三復(fù)習(xí)的重要知識(shí)點(diǎn).

［自主突破］

L（2014?重慶高考）某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖所示，該

電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好.

at-------—---------------

蓄保險(xiǎn)絲開關(guān)

電丁小義

池?zé)?

-------------------------------

維修人員使用已調(diào)好的多用表直流5（）V擋檢測(cè)故障.他將黑表

筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的〃、。點(diǎn).

（1）斷開開關(guān)，紅表筆接〃點(diǎn)時(shí)多用表指示如圖所示，讀數(shù)為

?11.8均正確）V,說明題中蓄電池正常（選填:蓄電池、保

險(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈）.

、

（2）紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多

用表指示仍然和上圖相同，可判定發(fā)生故障的器件是小紅（選填：蓄

電池、保險(xiǎn)絲、開關(guān)、小燈）.

解析：（1）斷開開關(guān)，電壓表直接測(cè)量電源兩端的電壓，有示數(shù)

且接近電源電動(dòng)勢(shì)，說明電源正常.

（2）紅表筆接〃點(diǎn)，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)與（1）中相同，說明電

路仍然處于斷路狀態(tài)，而開關(guān)是閉合的，因此可以確定是小燈發(fā)生斷

路故障.

2.（2015?廣東高考）某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蓚€(gè)未知元件X和Y的伏安

特性,使用的器材包括電壓表（內(nèi)阻約為3kQ）、電流表（內(nèi)阻約為1。）、

定值電阻等.

⑴使用多用電表粗測(cè)元件X的電阻，選擇“XI”歐姆擋測(cè)量,

想電壓表).

解析：(1)用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，電阻值=示數(shù)X倍率，

故X的讀數(shù)為10￡1X1=10由于缶或Rx《Rv,故用伏安

法測(cè)元件X的電阻時(shí)，電流表應(yīng)外接，故選b電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(2)滑片P從左向右滑動(dòng)過程中，元件X兩端的電壓越來越大，

電流越來越大，故電流表示數(shù)逐漸增大.

(3)由U-/圖線可知Y是非線性元件.

(4)由(3)中的UU圖線，可知線性元件的電阻Kx=10當(dāng)Si、

S2都閉合時(shí)，回路中的電流/1=*=0.3A,當(dāng)Si閉合，S2斷開時(shí)，

回路中的電流，2=戈=0.1A,根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E=/i(Rx

AX

+r),E=I2(Rx+R+r)9聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得￡勺3.2V,r=0.50

3.(2017,河南八市質(zhì)檢)為了測(cè)量某種材料制成的電阻絲瓜的電

阻率，提供的器材有：

A.電流表G,內(nèi)阻&=1200,滿偏電流7g=6mA

B.電壓表V,量程為0?6V

C.螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺

D.電阻箱Ro(O?99.99。)

E,滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為5O)

F.電池組E(電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻約為0.05。)

G.一個(gè)開關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值，當(dāng)用“X10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針

偏轉(zhuǎn)角度過大，應(yīng)該換用江擋(填“XI”或“X100”)，進(jìn)行一系

列正確操作后，指針靜止時(shí)位置如圖甲所示.

(2)把電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0?0.6A的電流表使

用，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為Ro=L"d(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)為了用改裝好的電流表測(cè)量電阻絲心的阻值，請(qǐng)根據(jù)提供的

器材和實(shí)驗(yàn)需要，將圖乙中電路圖補(bǔ)畫完整.

答案：如圖所示

(4)測(cè)得電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)電阻絲的直徑為d,電路閉合后，調(diào)

節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到合適位置，電壓表V的示數(shù)為U,電流表G

的示數(shù)為/.請(qǐng)用已知量和測(cè)量量的字母符號(hào)，寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)

式，_4L(Ro+Rg)r

解析：(1)因?yàn)橛谩癤10”擋時(shí)指針偏角過大，說明電阻絲阻值

較小，所以應(yīng)換用“XI”擋.

(2)&4=(〃一心)見得見=汽與=1.21O

lA/g

(3)圖見答案

UL

(4)&=Rx=RgI=(Ix—r)Ro

weRoU

解得4L(Ro+&)/

多用電表中歐姆擋的使用總結(jié)

(1)歐姆表測(cè)量電阻，換擋時(shí)一定要使紅、黑表筆短接，重新調(diào)

零，歐姆表紅、黑表筆短接調(diào)零是使指針指歐姆表刻度的“0”.

(2)歐姆表測(cè)量電阻讀數(shù)時(shí)一定要將讀數(shù)乘以所選的倍率.

(3)歐姆表內(nèi)阻阻值是指表內(nèi)電池內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻、調(diào)零電阻

等的阻值之和，大小等于測(cè)量電阻的歐姆表指針指在刻度盤正中央時(shí)

被測(cè)電阻的阻值.

(4)歐姆表測(cè)量電阻時(shí)，若指針偏角過小(過大)，就換用大(小)倍

率.

(5)歐姆表測(cè)量電阻問題的分析、處理，會(huì)用到閉合電路的歐姆

定律等規(guī)律，因?yàn)檫@時(shí)被測(cè)電阻已經(jīng)和表內(nèi)的電池、電流表以及調(diào)零

電阻構(gòu)成了閉合電路.

熱點(diǎn)二以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)

強(qiáng)化學(xué)思知能學(xué)有所思，思有深度

一、實(shí)驗(yàn)器材的選擇

1.電源的選擇：一般根據(jù)待測(cè)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(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電

壓選擇電壓表；根據(jù)待測(cè)電流的最大電流選擇電流表；電表的指針擺

動(dòng)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏左右.

二、電流表內(nèi)接法與外接法的選擇

比較

電流表內(nèi)接法電流表外接法

項(xiàng)目

\

電路Jr

:_),________■Z3________

:_),________,/」

1

誤差由于電流表內(nèi)阻的分壓作由于電壓表內(nèi)阻的分流作

原因用，電壓表測(cè)量值偏大用，電流表測(cè)量值偏大

R__XR<R

測(cè)量R測(cè)一j—RX>RXJ電阻電

結(jié)果

的測(cè)量值大于真實(shí)值阻的測(cè)量值小于真實(shí)值

適用

RX》RA,大電阻Rx《Rv,小電阻

條件

三、分壓電路與限流電路的選擇

以小控大用分壓，相差無幾用限流.即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小

時(shí)，常采用分壓電路；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí)，常采

用限流電路.另外，必須采用分壓電路的情況有三種：①要求電壓從

零開始變化；②滑動(dòng)變阻器太小，不能起到限流的作用；③限流電路

不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).若兩種電路均可，則采用限流式，因

為限流式損耗功率小.

四、命題規(guī)律

很多電學(xué)實(shí)驗(yàn)都與測(cè)電阻有關(guān)，如描繪小燈泡的伏安特性曲線、

測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)小燈泡的電功率等，以測(cè)量電阻為核心命題點(diǎn)

的電學(xué)實(shí)驗(yàn)以考查電路設(shè)計(jì)（包括儀表選擇、電路原理圖的分析、實(shí)

物圖連接等）為主，能較好地甄別考生的綜合分析和遷移創(chuàng)新能力，

是歷年高考的熱點(diǎn).

［自主突破］

4.（2016?浙江理綜）某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程

為3V、內(nèi)阻約為3k。的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Q的

電流表.采用分壓電路接線，圖⑴是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻

為圖⑵中的R,其阻值約為5

（1）測(cè)K阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接必填"”或“肥卜導(dǎo)線

②連接或填“c”或“產(chǎn)）.

（2）正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，用作圖法求得明的阻值為

4.4（4.4?4.7均可）

UN0.400.801.201.602.002.40

Z/A0.090.190.270.350.440.53

⑶已知圖⑵中及與R是材料相同、厚度相等、表面為正方形

的兩導(dǎo)體，尺的邊長(zhǎng)是R］的點(diǎn)，若測(cè)及的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選

國(guó)填選項(xiàng)).

A.①連接②連接cB.①連接〃，②連接d

C.①連接心②連接。D.①連接兒②連接d

解析：⑴待測(cè)電阻R七5。、Ry^3AA"0.1故R屬于

小電阻，用電流表外接法，因此導(dǎo)線①應(yīng)連接。，變阻器采用分壓接

法，因此導(dǎo)線②應(yīng)連接d.

(2)M的U?1圖線如圖所示

U22

其阻值0=4.4。

⑶設(shè)電阻的厚度為d,表面為正方形且長(zhǎng)度為，

由電阻定律/?=《和S=ld得R=<=今

Jluu

故&=Ri,因此連接方式與⑴相同，B選項(xiàng)正確.

5.為了測(cè)定電流表Ai的內(nèi)阻，采用如圖甲所示的電路，其中:

Ai是待測(cè)電流表，量程為300/A,內(nèi)阻約為100O；

Az是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200/A；

凡是電阻箱，阻值范圍是0?999.9C；

凡是滑動(dòng)變阻器；

心是保護(hù)電阻；

E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻不計(jì)；

S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān).

(1)根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D乙的實(shí)物圖中畫出連線，將器材連接成

實(shí)驗(yàn)電路.

答案：如圖所示

（2）連好電路，將S2扳到〃處，閉合Si,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器電,使

Az的讀數(shù)為150gA；然后將開關(guān)S2扳到力處，保持及不變，調(diào)節(jié)

電阻箱R,使Az的讀數(shù)仍為150FIA.若此時(shí)電阻箱R各旋鈕的位置

如圖丙所示，電阻箱區(qū)的阻值是863O,則待測(cè)電流表Aj的內(nèi)阻

Rg=86.3

解析：（2）電阻箱讀數(shù)為/?i=100X8+1J2X6+0.1￡2X3=86.3

。，本實(shí)驗(yàn)原理為等效替代，待測(cè)電流表Ai的內(nèi)阻&=Ri=86.3Q.

6.（2017,江西南昌一模）某學(xué)生用如圖a所示電路測(cè)金屬導(dǎo)線的

電阻率，可供使用的器材有：被測(cè)金屬導(dǎo)線"，電阻約10O,導(dǎo)線

允許流過的最大電流為0.8A,穩(wěn)恒電源，電源輸出電壓恒為E=12V,

電壓表V,量程為0?3V,內(nèi)阻約5kO,保護(hù)電阻：凡=10。，Ri

=30￡2,&=200。.刻度尺、螺旋測(cè)微器，開關(guān)S,導(dǎo)線若干等.

實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟如下：

①用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長(zhǎng)度，，用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線的直徑

d.

②按如圖a所示電路將實(shí)驗(yàn)所需器材用導(dǎo)線連接好.

③閉合開關(guān)S,移動(dòng)接線觸片P,測(cè)出。尸長(zhǎng)度X,讀出電壓表的

示數(shù)U.

完成下列填空：

(D由螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑d,其示數(shù)如圖b所示，該

金屬導(dǎo)線的直徑d=0.870mm.

(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)既要保證安全，又要測(cè)量誤差較小，保護(hù)電阻R

應(yīng)選&-

(3)根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。產(chǎn)長(zhǎng)度工和對(duì)應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)讀出的電壓表

的示數(shù)(7作出的U+圖線如圖c所示，其中圖線的斜率為匕則金屬

導(dǎo)線的電阻率〃=攜臉.(用實(shí)驗(yàn)器材中給出的物理量字母和實(shí)驗(yàn)

步驟中測(cè)出的物理量字母表示)

解析：(l)d=0?5mm+0.01X37.0mm=0.870mm.

(2)已知被測(cè)金屬導(dǎo)線允許流過的最大電流/max=0.8A,則Rmin

=-r-=i^v=15￡2,又電壓表量程為0?3V,所以為保證安全，

<maxveO

又要測(cè)量誤差較小，應(yīng)選電阻/?2.

(3)設(shè)金屬導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為Ro,當(dāng)x長(zhǎng)度的導(dǎo)線兩端電壓

為(7時(shí)，由閉合電路歐姆定律有E=J~(IRO+RI),得U=勘篦x,

XK()Ao/-rA2

所以圖c中圖線斜率4=盛器，解得心=君方，由R=p4可得

勘J____!_徨kR27td2

°?映'得"-4(的一切?

［方法技巧］

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(cè)量?jī)x器的量

程，各類用電器實(shí)際通過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，選用精確度合適的測(cè)量工具，

但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度夠用即可，并不是精確度越高越好.

(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.

熱點(diǎn)三以測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)

強(qiáng)化學(xué)思知能學(xué)有所思，思有深度

一、掌握三種方案、四個(gè)思路

二、用好一個(gè)“電阻”

在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，常以定值電阻的合理使用為背景來命

題.求解這類問題的關(guān)鍵是必須弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作

用，一般來說，定值電阻有三種作用：

保護(hù)作用|一|保護(hù)電表和電源

定值電阻

測(cè)量作用|一|充當(dāng)電壓表或電蒜

三作用

擴(kuò)大作用I—防大電表的量程I

三、命題規(guī)律

測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可以有效地考查閉合電路歐姆定律的知識(shí)

以及數(shù)據(jù)分析處理能力，故也成為高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn).除了基本的

伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻外，其他創(chuàng)新拓展方法（如安阻法、伏阻

法、伏伏法、安安法等）也是熱點(diǎn).

［自主突破］

7.（2017,蘭州聯(lián)考）為測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室

中準(zhǔn)備了下列器材：

待測(cè)干電池E（電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻約1.0。）

電流表G（滿偏電流3mA,內(nèi)阻10。）

電流表A（量程0—0.60A,內(nèi)阻約0.10。）

滑動(dòng)變阻器R（0?20。，2A）

滑動(dòng)變阻器&（0?100。，1A）

定值電阻&=990。，開關(guān)s和導(dǎo)線若干

（1）小明同學(xué)在某一次的測(cè)量過程中兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖甲

所示，則電流表A的讀數(shù)為喳A,電流表G的讀數(shù)為L(zhǎng)網(wǎng)mA.

（2）請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出他的實(shí)驗(yàn)電路圖；（標(biāo)明所選儀器的符號(hào)）

答案：見解析

（3）圖乙為小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的九士圖線5為電流表G的示

數(shù)，為電流表A的示數(shù)），由該圖線可得：被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E

=1.47（1.46?1.48均可）V內(nèi)阻r=0.75（0?70?0?80均可）

解析：(1)根據(jù)電流表的讀數(shù)規(guī)則，電流表的最小刻度是0.02A

的，應(yīng)估讀到同位；最小刻度是0.1mA的，應(yīng)估讀到下一位.所以

兩電流表的讀數(shù)分別為0.22A和1.30mA.

\____

/

/

/二

/一

(2)由于器材中沒有電壓表，而電流表G的內(nèi)阻已知，可以串聯(lián)

一個(gè)定值電阻&=990。作為電壓表用.為了減小誤差，電壓表應(yīng)測(cè)

路端電壓,由于內(nèi)阻約1.0。，用0?20。的滑動(dòng)變阻器就可以起到

很好的調(diào)節(jié)作用，滑動(dòng)變阻器用&.所以采用如圖所示的電路.

(3)延長(zhǎng)圖線與縱軸的交點(diǎn)為1.47mA,乘以1000。，即為電動(dòng)

勢(shì)L47V.圖線的斜率乘以1000C,即為電池的內(nèi)阻，約為0.70C-

0.80fl.

8.(2017?宿遷模擬)小明利用如圖甲所示的電路測(cè)定舊電池組的

電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻.

⑴根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整.

答案：見解析

(2)由圖丙可知：該電池組的電動(dòng)勢(shì)￡=EV,內(nèi)阻保

留兩位有效數(shù)字).

（3）小明又利用上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定了同規(guī)格新電池組的電動(dòng)勢(shì)與

內(nèi)電阻.通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舊電池組與新電池組相比，電動(dòng)勢(shì)幾乎沒有變

化，但它們的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系圖線有較大差異，

如圖丁所示.可知圖線以選填或"6”）對(duì)應(yīng)的是新電池組，試說明

判斷的理由：

（）由公式P=I2R./=不匚及圖丁知：當(dāng)內(nèi)外電路電阻相同時(shí),

3K~rr

3的輸出功率大，電流大、電池組的內(nèi)阻??；故8為新電池組.

解析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可得出實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物圖.

⑵圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，由圖可知，電動(dòng)勢(shì)E

43—2

=4.3V;內(nèi)阻r=-^-0=7.2

9.（2015?天津高考）用電流表和電壓表測(cè)定由三節(jié)干電池串聯(lián)組

成的電池組(電動(dòng)勢(shì)約4.5V,內(nèi)電阻約1。)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，除待

測(cè)電阻組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：

A.電流表：量程0.6A,內(nèi)電阻約1。

B.電流表：量程3A,內(nèi)電阻約0.2C

C.電壓表：量程3V,內(nèi)電阻約30k。

D.電壓表：量程6V,內(nèi)電阻約60k。

E.滑動(dòng)變阻器：0-10000,額定電流0.5A

F.滑動(dòng)變阻器：0?20。，額定電流2A

(1)為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用A,電壓表應(yīng)選用D,

滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E(均填儀器的字母代號(hào)).

(2)下圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路.為了使測(cè)量誤差

盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將幺和義相連、j和8相連、￡和々

相連(均填儀器上接線柱的字母代號(hào)).

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中

僅用電阻箱替換掉滑動(dòng)變阻器，重新連接電路，仍能完成實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)

中讀出幾組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U.用圖象法處理采

集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以

方(或U或多為縱坐標(biāo)，以%或蘇或R)為橫坐標(biāo).

解析:(1)為了使測(cè)量更準(zhǔn)確，電流表選量程為0.6A的電流表A,

電池組的電動(dòng)勢(shì)約4.5V,故電壓表選D,為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻

器應(yīng)選F.

(2)為了使測(cè)量誤差盡可能小，測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的原理

圖如圖甲所示，因此將a、d相連，c、g相連，卜人相連.

(3)用電阻箱和電壓表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理圖如

圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得石=(7+條，所以*

KUUK

(或1/=￡一分或知卷+切，因此可作出號(hào)/或U?*或至色圖象處理

［方法技巧］

測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻小結(jié)

(1)三種常用實(shí)驗(yàn)方法和原理：伏安法E=U+〃、伏阻法E=U(1

+力、安阻法E=/(R+r).

(2)兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對(duì)伏安

法利用電源的圖象求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；對(duì)伏阻法和安阻法需對(duì)閉合

電路歐姆定律方程E=U(1+/和￡=/(/?+r)適當(dāng)變形作線性處理,

并利用直線方程的截距和斜率求電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)阻等物理量.

熱點(diǎn)四電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

強(qiáng)化學(xué)思知能學(xué)有所思，思有深度

一、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的一般原則

設(shè)計(jì)的方案有科學(xué)的依據(jù)和正確的方式，符合物理學(xué)

科學(xué)性

的基本原理

按設(shè)計(jì)方案實(shí)施時(shí)，應(yīng)安全可靠，不會(huì)對(duì)人身、器材

可行性

造成損害；所需裝置和器材要易于置備，且成功率高

在選擇方案時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差

精確性

分析，盡可能選用精確度高的方案

簡(jiǎn)便、設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于操作、讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，便

直觀性于實(shí)驗(yàn)者直觀、明顯地觀察

二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思維流程

(I)基本的物

理規(guī)律和原理

實(shí)驗(yàn)?zāi)繌S|實(shí)驗(yàn)步驟

(2)基本儀器

的和給_實(shí)驗(yàn)原理需測(cè)物理量

—?的使用知識(shí)T和方法

出的條或所需器材

(3)演示和分

件-I數(shù)據(jù)處理

組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)

原理-I誤差分析

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的一般步驟

⑴明確實(shí)驗(yàn)?zāi)垮?明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ钇鸫a的要求.

（2）掌握實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)原理是關(guān)鍵，不懂原理，只會(huì)操作，哪

怕操作再熟練也將導(dǎo)致考試失敗.

（3）基本儀器的作用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)的工具.因此，必須

掌握基本儀器的功能、特點(diǎn)、使用方法、量程等，對(duì)某些儀器還要掌

握其結(jié)構(gòu)和原理.

（4）能夠根據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)原理、儀器的

種類和量程的選擇、組裝；實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)的測(cè)量和記錄等.

（5）能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

（6）會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差，提出減少誤差的方法，對(duì)某些實(shí)驗(yàn)還要能

夠分析誤差的范圍.

四、命題規(guī)律

通過對(duì)近幾年的高考實(shí)驗(yàn)試題的研究發(fā)現(xiàn)，高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題有

兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：第一，基于教材中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，著重考查實(shí)驗(yàn)原理

的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)步驟、誤差分析；第二，重視電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，問

題設(shè)置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實(shí)際.因此，理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)

驗(yàn)方法，是解決電學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵.

題組沖關(guān)調(diào)研范有所得，練有高度

［范例調(diào)研］

［例］（2016?新課標(biāo)全國(guó)卷I）現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的

報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警.提

供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過人時(shí)就

會(huì)報(bào)警），電阻箱（最大阻值為999.9O）,直流電源（輸出電壓為U,內(nèi)

阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器2（最大阻值為1000。），滑動(dòng)變阻器及（最大

阻值為20000）,單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干.

在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知。約為18V,人約為10mA；

流過報(bào)警器的電流超過20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的

阻值隨溫度升高而減小，在60°C時(shí)阻值為650.0

(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線.

答案：連線如圖所示

(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器&(填或.

(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：

①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的電阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，

這一阻值為650Q；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于幺填“〃”或口”)端附近,

不能置于另一端的原因是接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過

20_mA,報(bào)警器可能損壞.

②將開關(guān)向c(填或端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，

直至報(bào)警器開始報(bào)警.

(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)

警系統(tǒng)即可正常使用.

［關(guān)鍵點(diǎn)撥］從提供的單刀雙擲開關(guān)可以看出，當(dāng)開關(guān)與。接通

時(shí)，應(yīng)形成一個(gè)完整的電路，以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).當(dāng)調(diào)節(jié)完成后,

只要將開關(guān)與d接通，就可以用于報(bào)警.

由報(bào)警電流推算回路中的總電阻值，便可大致確定滑動(dòng)變阻器的

最小阻值，從而確定選用哪一個(gè)變阻器.

電學(xué)實(shí)驗(yàn)題千變?nèi)f化，但電路的基本要素幾乎是不變的，即實(shí)驗(yàn)

電路總是由“控制電路”和“工作電路”組成.

［標(biāo)準(zhǔn)作答］⑴見答案.

TJ

(2)由g-3土=1800C可知,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選Rz.

<c1UA1U

(3)①電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)為熱敏電阻在60℃時(shí)的阻值，即650.0

滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于》端，使開關(guān)接通后回路中電流最小，以

保擰報(bào)警器，即防止因過載而損壞報(bào)警器.

②應(yīng)將開關(guān)向c端閉合，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).

［自主突破］

10.(2017?開封模擬)利用如圖所示的電路可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量未

知電源的電動(dòng)勢(shì).圖中風(fēng)為待測(cè)電源，良為標(biāo)準(zhǔn)電源(電動(dòng)勢(shì)良已

準(zhǔn)確測(cè)出)，E為工作電源，為電路提供電流.G為零刻度在中央的

靈敏電流計(jì)，A4為一根粗細(xì)均勻的電阻絲，C、。為A5上的兩個(gè)活

動(dòng)接觸點(diǎn)，可以在電阻絲上移動(dòng).與電阻絲A3平行放置的還有一把

(1)按圖連接好電路，將K處于斷開狀態(tài)，R處于兩個(gè)觸點(diǎn)都不

接的狀態(tài).

(2)先閉合Ki,調(diào)整心至合適位置.

(3)將R置于1位置，調(diào)整C、O觸頭使電流計(jì)指向零刻度，記

下CD間的長(zhǎng)度

(4)將Kz置于2位置，重新調(diào)整C、Z)位置，使電流計(jì)指針指向

零刻度,并記下CD間的長(zhǎng)度心.

(5)斷開除，計(jì)算待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：Ex=fEs.

解析：(3)由題意知應(yīng)記下CD間的長(zhǎng)度

(4)使電流計(jì)指針指向零刻度并記下此時(shí)CD間的長(zhǎng)度心.

(5)根據(jù)電阻定律A=p上，由電路特點(diǎn)可得：

/=賽=強(qiáng)，聯(lián)立可得￡=卷&=捌.

11.(2017?唐山模擬)理想電壓表內(nèi)阻無窮大，而實(shí)際電壓表并非

如此，現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)量程為0?3V、內(nèi)阻約為3kSl的電壓表的阻

值.實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：

A.待測(cè)電壓表Vi：量程為0?3V、內(nèi)阻約為3ko

B.電壓表V2：量程為0?6V、內(nèi)阻約為6k。

C.滑動(dòng)變阻器R：最大值20。、額定電流1A

D.定值電阻Ko

E.電源：電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻約為1凌

F.開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干

(1)利用以上器材設(shè)計(jì)如圖甲所示測(cè)量電路，請(qǐng)你按圖示電路將

實(shí)驗(yàn)儀器連接起來；

答案：如圖所示.

-I

(2)請(qǐng)寫出按該電路測(cè)量電壓表V\內(nèi)阻Rv的表達(dá)式，并指出表

達(dá)式中各物理量的含義心=方衛(wèi)片〃。，5為待測(cè)電壓表V.的示數(shù)，

U2—Ul

S為電壓表V2的示數(shù)，R)為定值電阻阻值；

(3)在正確連接電路后，閉合電鍵S,不斷的調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R

滑片位置，記錄多組電壓表V］、V2的示數(shù)S、1/2,作出圖線

如圖丙所示.若Ro=14800,由圖線上的數(shù)據(jù)可得氏="2理。.

解析：由并聯(lián)電路兩端電壓相等可知，定值電阻Ro兩端的電壓

為Uo=S—(A,由歐姆定律可知，通過定值電阻的電流為/。=圣=

Ko

/vi,因此電壓表V］的內(nèi)阻&=興，聯(lián)立解得將其

ZviUz-Ui

變形得到s=(l+剽U1,由圖象知斜率上=1.5=1+/,解得Rv=

2960C.

12.（2017?山西八校一聯(lián)）太陽能是一種清潔、“綠色”能源.在

我國(guó)上海舉辦的2010年世