2022高考物理微64 實驗：電學拓展創(chuàng)新實驗

微專題64實驗：電學拓展創(chuàng)新實驗

1.結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點，去理解電路，找出測量量與已知量間的關(guān)系2

熟練掌握基本實驗的原理、實驗方法等是解決創(chuàng)新實驗的關(guān)鍵.

1.（2020.河北邯鄲市期末）某同學欲測量電流表G1的內(nèi)阻外，實驗室有如下實驗器材：

待測電流表Gi（量程為。?6mA,內(nèi)阻約200Q）

電流表G2（量程為0?60mA,內(nèi)阻約40Q）

定值電阻R（阻值為20C）

滑動變阻器&（阻值范圍為0~1000Q）

滑動變阻器R2（阻值范圍為0?20C）

電源（電動勢約為3V）

開關(guān)、導線若干

請回答下列問題：

（1）實驗過程中，要求電流表示數(shù)從零開始變化，則滑動變阻器應選用（選填或

（2）為盡可能精確測量電流表Gi的內(nèi)阻，請在虛線框中畫出實驗電路原理圖.

（3）利用上述實驗電路，測量多組數(shù)據(jù)，圖1甲為實驗過程中某次電流表Gi的示數(shù)，其示數(shù)

為mA.

（4）若實驗中讀得Gi表和G2表的讀數(shù)為八和A，根據(jù)多組數(shù)據(jù)作出/2—八圖像，如圖乙所示,

圖線的斜率為左，則Gi表的內(nèi)阻外=（用公Ro表示）.

圖1

答案（1）/?2⑵見解析圖（3）3.60（4）伏-1）R）

解析（1）由于電流表示數(shù)從零開始變化，滑動變阻器采用分壓接法，因而滑動變阻器選擇阻

值小的，故選

（2）由于題目沒有電壓表，而提供的電流表電阻未知，根據(jù)題意可知需要定值電阻作為電壓表

使用，此時需要知道通過定值電阻的電流，滑動變阻器采用分壓接法;

故采用實驗電路圖如圖所示：

（3）電流表的最小刻度為0.1mA,估讀到下一位，故電流表讀數(shù)為3.60mA.

（4）根據(jù)電路圖和歐姆定律得：

..?r\+R）

整理得：/=—

2A（）

結(jié)合圖像可得：k=空典

Ko

解得：r\=（k—l）Ro.

2.（2020?河南、廣東、湖北、湖南四省部分學校聯(lián)考）某實驗小組欲將一量程為2V的電壓表

Vi改裝成量程為3V的電壓表，需準確測量電壓表Vi的內(nèi)阻，經(jīng)過粗測，此表的內(nèi)阻約為2kQ

可選用的器材有：

電壓表V2（量程為5V,內(nèi)阻為5kC）

滑動變阻器&（最大值為100C）

電流表（量程為0.6A,內(nèi)阻約為0.1。）

電源（電動勢E=6V,內(nèi)阻不計）

定值電阻R（阻值已知且滿足實驗要求）.

圖2甲為測量電壓表Vi的內(nèi)阻實驗電路圖，圖中M、N為實驗小組選用的電表.

⑴請選擇合適的電表替代M、N,按照電路圖用線條替代導線連接實驗電路；

（2）實驗電路正確連接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，M表的讀數(shù)為匕N表的讀數(shù)為X,請用兩表的讀

數(shù)和定值電阻R表示電壓表Vi的內(nèi)阻；

（3）改變滑動變阻器滑片的位置，得到多組M表和與之對應的N表的讀數(shù)，建立直角坐標系，

通過描點作出M表（縱坐標）和與之對應的N表的讀數(shù)（橫坐標）的函數(shù)圖像.若使M表和N

表可同時達到滿偏，則函數(shù)圖像的斜率約為；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（4）若測得電壓表必的內(nèi)阻準確值為Ro,則將此表改成量程為3V的電壓表需（選填

“串”或“并”)聯(lián)電阻的阻值為.

答案⑴見解析圖⑵若；(3)2.5(4)串件

IA乙

解析(1)將一量程為2V的電壓表Vi改裝成量程為3V的電壓表，應將定值電阻與電壓表

Vi(N)串聯(lián)，為測量電壓表Vi的內(nèi)阻，再將電壓表V2(M)并聯(lián)到電壓表Vi和定值電阻兩端，

電路如圖.

(2)根據(jù)歐姆定律可得，M表(縱坐標)和與之對應的N表的讀數(shù)(橫坐標)的函數(shù)關(guān)系為Y=

Rv\X,"'IY-X

(3)Rvi約為2kC,而電路分壓需要5V,Rvi分到電壓為2V,故要求R分壓為3V,電阻約

3+2

為3kC,圖像斜率約為左=二尸=25

(4)將電壓表改裝成大量程的電壓表時應串聯(lián)電阻分壓，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，串聯(lián)電阻應

分1V電壓即為電壓表Vi的一半，串聯(lián)電路中電流相等，則串聯(lián)電阻應為電壓表Vi的一半

即為學.

3.(2020?貴州貴陽市四校聯(lián)考)為測量某一未知電阻的阻值，某同學設計了如圖3甲所示的電

路圖，實驗中該同學得到電流表和電壓表的讀數(shù)分別為/和U,于是根據(jù)公式&=亨得出了

被測電阻的阻值.試分析：

圖3

(1)若電流表不是理想電表，且其內(nèi)阻不可忽略，則利用該電路測出的阻值凡________(選填

“大于”或“小于")被測電阻的真實值；

(2)為消除電流表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響，該同學又設計了如圖乙所示的電路圖，連接好電路

后他的具體操作步驟如下：

①調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，閉合開關(guān)Ki及K2,得到電流表A和電壓表5、V2

的示數(shù)分別為A、Ui、。2,可求出電流表的內(nèi)阻RA=.

②斷開開關(guān)&讀出電流表A和電壓表5的示數(shù)分別為r和u',可求出被測電阻的阻值

為尺、=.

③在有效消除電流表內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響后，該同學認為實驗中使用的電壓表也不是理想

電表，那么該同學得出的被測電阻阻值應________.

A.大于被測電阻的真實值

B.小于被測電阻的真實值

C.與被測電阻的真實值一致

答案（1）大于（2）①^產(chǎn)鱷二一竺清③C

解析（1）由內(nèi)接法原理，電流表測量電流準確，電壓表測量值偏大，故電阻的測量值大于真

實值.

UU

⑵①由閉合電路歐姆定律可知RA='~~

②由串聯(lián)電路電流關(guān)系與閉合電路歐姆定律可知R=與---5"

③步驟①中，電壓表V|、V2的電阻對測量結(jié)果無影響；步驟②中，開關(guān)K2斷開，電壓表V|

的電阻對測量結(jié)果無影響，故凡;與被測電阻真實值一致，故選C.

4.（2020.河南洛陽市一模）電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍.某同

學利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法）.實驗室提供的器材如下:待測電壓表V（量程3V,

內(nèi)阻約為3000C）,電阻箱伍（最大阻值為99999.9C）,滑動變阻器Ri（最大阻值100C,額

定電流2A）,電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計），開關(guān)兩個，導線若干.

（1）如圖4所示，虛線框內(nèi)為該同學設計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分.將電路圖補充

完整.

（2）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為Rv'.則Rv'=.與電壓表內(nèi)阻的真實值Rv相

比，Rv'Rv.（選填“=”或“<”）

i

f?

圖4

答案（1）見解析圖（2）品>

解析（1）待測電壓表電阻（3000C）遠大于滑動變阻器4的電阻值（100C）,故滑動變阻器吊

采用分壓式接法；

電路圖如圖所示：

S2

(2)根據(jù)設計的電路進行的實驗步3聚是：移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在的

支路分壓最?。?/p>

閉合開關(guān)Si、S2,調(diào)節(jié)R,使電壓表的指針滿偏；

保持滑動電阻器滑片位置不變，斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R),使電壓表的指針半偏；

讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻；

電壓表串聯(lián)電阻箱后認為電壓不變，而實際該支路電壓變大，則電阻箱分壓大于計算值，則

會引起測量值的偏大，故Rv<Rv'.

5.(2020.湖北武漢市質(zhì)量檢測)某小組用惠斯通電橋測量電阻區(qū)的阻值：

方案一：如圖5所示，先閉合開關(guān)S,然后調(diào)整電阻箱&的阻值，使開關(guān)So閉合時，電流表

G的示數(shù)為零.已知定值電阻凡、&的阻值，即可求得電阻

(1)實驗中對電流表G的選擇，下列說法正確的是.

A.電流表的零刻度在表盤左側(cè)

B.電流表的零刻度在表盤中央

C.電流表的靈敏度高，無需準確讀出電流的大小

D.電流表的靈敏度高，且能準確讀出電流的大小

(2)若實驗中未接入電流表G,而其他電路均已連接完好，調(diào)節(jié)電阻箱&,當韶患，則以D

兩點的電勢的關(guān)系滿足仰_______(選填、'或"=”版.

方案二：在方案一的基礎上，用一段粗細均勻的電阻絲替代吊、必，將電阻箱&換成定值電

阻R,如圖6所示.

(3)閉合開關(guān)S,調(diào)整觸頭。的位置，使按下觸頭。時，電流表G的示數(shù)為零.已知定值電

阻R的阻值，用刻度尺測量出小h，則電阻&=.

(4)為消除因電阻絲的粗細不均勻而帶來的誤差，將圖6中的定值電阻R換成電阻箱，并且按

照(3)中操作時，電阻箱的讀數(shù)記為R4；然后將電阻箱與&交換位置，保持觸頭。的位置不

變,調(diào)節(jié)電阻箱,重新使電流表G的示數(shù)為零，此時電阻箱的讀數(shù)記為Rs，則電阻R?.

答案(1)BC(2)<(3*R(4)帆屏

解析(1)電流表G零刻度線在中央時，可以判斷電流的流向，判斷B和。兩點電勢的高低,

所以要求電流表G的零刻度在表盤中央，所以B正確，A錯誤；根據(jù)電流表中表針擺的方向

便可判斷B和。兩點電勢的高低，進而進行調(diào)節(jié)，無需準確讀出電流的大小，所以C正確，

D錯誤.

(2)當沒有接電流表G時，&與R,串聯(lián)，Ri與R3串聯(lián)，然后再并聯(lián)，則

I\R2+1\RX=UM+UBC=UAC

hRt+I2R3=UAD+UDC=UAC

變形可得肛淺=夢一1

&UBCUBC

RI_UAD_UAC

R3UDCUDC

所以，當上,費時UBC<UDC

即(PB<(PD.

(3)閉合開關(guān)S后，調(diào)整觸頭。讓電流表G示數(shù)為零，說明仰=在

則UAB=UAD,UBC-UDC

同時R與心電流相同，均勻電阻絲電流相同，設電阻絲單位長度的電阻為R),則

UABUBCUADUDC敕鍵RRO】I/1

7-=不？肅=前，金理傳瓦=麗=石

A

得Rx=jR.

i\

(4)將/］和/2的電阻記為RJ和,

cA凡'R*R\'

」&一&，，y?5~/?2,

聯(lián)立得上=幣獲.

6.（2019.廣東茂名市第一次綜合測試）熱敏電阻包括正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和負溫度系數(shù)

熱敏電阻（NTC）,正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻隨溫度的升高而增大，負溫度系數(shù)熱敏電阻的

電阻隨溫度的升高而減小.某實驗小組選用下列器材探究某一熱敏電阻R,的導電特性.

A.電流表Ai（量程10mA,內(nèi)阻n=1。）

B.電流表A2（量程0.6A,內(nèi)阻廠2約為0.5C）

C.滑動變阻器R（最大阻值200C）

D.滑動變阻器叢（最大阻值20。）

E.定值電阻心（阻值1499C）

F.定值電阻值（阻值149。）

G.電源風電動勢15V,內(nèi)阻忽略不計）

H.開關(guān)與導線若干

⑴實驗采用的電路圖如圖7甲所示，則滑動變阻器選,定值電阻R