2016版卓越學(xué)案高考物理通用版二輪復(fù)習(xí)第一部分考前方略專題十三電學(xué)實(shí)驗(yàn)

熱點(diǎn)一

儀器的讀數(shù)與使用某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示電路，測量多用內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1

k”擋電路的總電阻．使用的器材有：多用

；電壓表：量程5

V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5

kΩ；導(dǎo)線若干．回答下列問題：(1)將多用 擋位調(diào)到電阻“×1

k”擋，再將紅表筆和黑表筆

短接

，調(diào)零點(diǎn)．(2)將圖甲中多用

的紅表筆和

(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端．1(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用乙所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示．多用的示數(shù)如圖和電壓表的讀數(shù)分別為

kΩ和

V.15.0

3.60(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時(shí)多用 和電壓表的讀數(shù)分別為

12.0

kΩ和

4.00

V．從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為

kΩ.(5)多用

電阻擋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，如圖丁所示．根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用內(nèi)電池的電動勢為

9.00

V，電阻“×1

k”擋 電路的總電阻為

kΩ.12.015.0[關(guān)鍵點(diǎn)撥]多用 歐姆調(diào)零時(shí)，應(yīng)將 表筆

．電流從

流出

，應(yīng)與電壓表的

極相連接．當(dāng)滑動變阻器阻值為零時(shí)，

多用

測量的阻值為

．多用 測電阻的原理是

．[解析](1)歐姆表調(diào)零：將紅表筆和黑表筆短接，使指針指電阻0

刻度．多用歐姆擋測電壓表的內(nèi)阻應(yīng)使電流從電壓表的

“＋”接線柱流入、“－”接線柱流出，而黑表筆連接多用電表內(nèi)電池的正極，所以多用的紅表筆和“－”端相連，黑表筆連接“＋”端．多用和電壓表的讀數(shù)分別為15.0

kΩ和3.60

V.由圖甲可知多用歐姆“×1

k”擋直接測量電壓表的內(nèi)阻RV，所以RV＝12.0

kΩ.(5)設(shè)多用 內(nèi)電池的電動勢為

E，多用 電阻“×1

k”擋 電路的總電阻為

Rg，依題給條件由歐姆定律得：3.60

4.00E＝

RV

(15.0

kΩ＋Rg)，E＝

RV

(12.0

kΩ＋Rg)，又

RV＝12.0

kΩ， ：E＝9.00

V，Rg＝15.0kΩ.總結(jié)提升多用

測電阻的步驟和注意事項(xiàng)(1)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

200

Ω就應(yīng)該選×10

的倍率；②進(jìn)行歐姆調(diào)零；③將

表筆接被測電阻兩端進(jìn)

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.(2)注意事項(xiàng)①改換倍率必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；②通過選擇合適倍率，指針指在刻度盤中間附近，誤差較?。虎蹨y量電阻時(shí)，手不可接觸表筆的金屬桿部分；④被測元件與電源斷開.熱點(diǎn)二

以測電阻為的電學(xué)實(shí)驗(yàn)(2015·濰坊二模)某同學(xué)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為

mm.0.520(0.518～0.522均正確)(2)

先用多用

粗測其電阻

Rx.

將選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋提供了以下各種器材:(3)現(xiàn)要進(jìn)一步精確測量Rx

的阻值,直流電源

E(電動勢

4

V，內(nèi)阻不計(jì))；電流表

A1(量程

30

mA，內(nèi)阻約

1 Ω)；電流表

A2(量程

500

μA，內(nèi)阻為

1

000

Ω)；滑動變阻器

R1(最大阻值為

10

Ω)；定值電阻

R2＝5000

Ω；定值電阻

R3＝500

Ω；開關(guān)S

及導(dǎo)線若干．“×100”擋位并調(diào)零，測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，這時(shí)他應(yīng)該將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“

×10

”擋位(選填“×10”或“×1k”)，重新歐姆調(diào)零，再次測量金屬絲的阻值，其表盤及指針?biāo)肝恢萌鐖D乙所示，則此段金屬絲的電阻為

120

Ω.為了測定金屬絲上的電壓，可以將電流表(選填“A1”或“A2”)串聯(lián)定值電阻

(選填“R2”或“R3”)，將其改裝成一個(gè)量程為3.0V

的電壓表．如圖丙所示，該同學(xué)設(shè)計(jì)了測量電阻Rx

的a、b

兩種方案，其中用到了改裝后的電壓表和另一個(gè)電流表，則應(yīng)選電路圖

(選填“a”或“b”)．A2R2a[關(guān)鍵點(diǎn)撥]多用 指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明被測電阻阻值

，應(yīng)該

．將電流表與一定值電阻串聯(lián)改裝成一個(gè)量程為3.0

V

的電壓表是利用了電阻的

．電流表采用內(nèi)接法還是外接法？[解析]

(1)由螺旋測微器的讀數(shù)方法可得金屬絲的直徑為

d＝0.5

mm＋2.0×0.01

mm＝0.520

mm.選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋“×100”擋位測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明被測電阻阻值較小，這時(shí)應(yīng)該選歐姆擋的小倍率，故將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“×10”擋位，此時(shí)歐姆表的讀數(shù)為

120

Ω.由于電流表A1

的內(nèi)阻未知，而電流表A2

的內(nèi)阻為定值，故可將電流表A2

與一定值電阻串聯(lián)改裝成一個(gè)量程為3.0

V

的電IA2500×10－6U

3.0

壓表，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得

R＝

－R

＝

Ω－1000

Ω＝5000

Ω，故串聯(lián)定值電阻應(yīng)選R2；由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，利用a方案測量電阻Rx，既可以準(zhǔn)確測出Rx

兩端的電壓，又可以由

Ix＝IA－IV

準(zhǔn)確計(jì)算出通過Rx

的電流；而方案b

只能準(zhǔn)確測出通過Rx

的電流，而不能準(zhǔn)確測出Rx

兩端的電壓，故電路圖應(yīng)選a.方法技巧器材選擇的三個(gè)主要原則：安全性(量程不能太小)、準(zhǔn)確性

(量程不能太大)、方便性(滑動變阻器要方便調(diào)節(jié))．選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”(因?yàn)椋涸浇咏硐腚娏鞅?，其分壓的影響越?或“內(nèi)大外小”(內(nèi)接法測大電阻，外接法測小電阻)；選擇滑動變阻器接法口訣：“以小控大用分壓”(變阻器阻值小于待測電阻)．有時(shí)可反常規(guī)使用：已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用．定值電阻的常見用途：保護(hù)電路、與電流表串聯(lián)改裝為電壓表、與電流表并聯(lián)擴(kuò)程．熱點(diǎn)三

以測電動勢和內(nèi)阻為的電學(xué)實(shí)驗(yàn)(2015·高考

卷)用實(shí)驗(yàn)測一電池的內(nèi)阻r

和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6

V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐．可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表A1(量程0～30mA)；電流表A2(量程0～100

mA)；電壓表V(量程0～6

V)；滑動變阻器

R1(阻值

0～5

Ω)；滑動變阻器

R2(阻值

0～300

Ω)；開關(guān)

S

一個(gè)，導(dǎo)線若干條．某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下：Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路．甲Ⅱ.將R

的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R

的阻值，測出多組U

和I

的值，并記錄．以U

為縱軸，I

為橫軸，得到如圖乙所示的圖線．乙Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx

改接在B、C

之間，A

與B

直接相連，其他部分保持不變．重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條U－I

圖線，圖線與橫軸I

的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，0)，與縱軸U

的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U0)．回答下列問題：(1)電流表應(yīng)選用

，滑動變阻器應(yīng)選用

．(3)用

I0、U0

和

r

表示待測電阻的關(guān)系式

Rx＝ ，代入數(shù)值可得

Rx.(4)若 為理想 ，Rx

接在

B、C

之間與接在

A、B

之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍

，電壓表示數(shù)變化范圍

不同

．(選填“相同”或“不同”)A2

R2I0(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻

r＝

25

Ω.

U0－r相同[關(guān)鍵點(diǎn)撥]根據(jù)題給條件，電路總電阻可能的最小值約為

Ω.選用滑動變阻器

可使電流的變化范圍大些．電源的內(nèi)阻等于

U－I

圖象

的絕對值．改接后，等效電源內(nèi)阻

r′＝

．新

U－I圖象的斜率的絕對值為

．[解析]

(1)由題給

U－I

圖線可知電流表量程應(yīng)為

0～100mA，故選

A2.路端電壓大于

5.5

V，而電源電動勢

E＝6

V，故

R

外ΔU?r，則滑動變阻器選R2.(2)由題圖得：r＝

ΔI

＝25

Ω.(3)Rx＋rI＝

，xU0

U0I0

0R

＝

－r.(4)電流I＝

E

R＋r＋Rxx，r＋R

一定，R

從300Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同．Rx

接AB

間時(shí)，U＝x

xR＋Rx＋r

R＋Rx＋r

E

E

(R＋R

)，R

接

BC

間時(shí)，U′＝

R，故兩種情況下電壓變化不同．方法技巧測量電源的電動勢和內(nèi)阻的常用方法三種常用實(shí)驗(yàn)方法和原理：伏安法E＝U＋I(xiàn)r、伏阻法E＝U(1＋r/R)、安阻法E＝I(R＋r)．兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對伏安法利用電源的U－I

圖象求電動勢和內(nèi)阻；對伏阻法和安阻法需對閉合電路歐姆定律方程E＝U(1＋r/R)和E＝I(R＋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勢或內(nèi)阻等物理量．熱點(diǎn)四

電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(2015·河北省石家莊第二次質(zhì)檢)為了測量某電池的電動勢E(約為3

V)和內(nèi)阻r，選用的器材如下：電流表

G1(量程為

2mA，內(nèi)電阻為

100

Ω)電流表

G2(量程為

1mA，內(nèi)電阻為

200

Ω)電阻箱

R1(0～99.99

Ω)電阻箱

R2(0～9

999

Ω)滑動變阻器

R3(0～1

000

Ω，允許最大電流

1

A)F．待測電池G．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)利用上述器材，采用圖甲的電路測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，請按照圖甲將圖乙所示的實(shí)物圖連線．[答案]

(1)圖甲中利用電阻箱R1，將電流表G1

改裝成了量程為0.5

A的電流表，利用電阻箱R2

將電流表G2

改裝成了量程為3

V

的電壓表，則電阻箱R1

的阻值調(diào)到

0.4

Ω.以

G2

示數(shù)

I2

為縱坐標(biāo)，G1

示數(shù)

I1

為橫坐標(biāo)，作出