電學(xué)實驗-2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)題型（原卷版）

專題15電學(xué)實驗

【方法指導(dǎo)】

一、實驗要注意的幾個要點

1.歐姆表的使用注意點

(1)若表頭指針偏轉(zhuǎn)過大，表示待測電阻較小，應(yīng)當(dāng)換低倍率的擋位；

(2)若表頭指針偏轉(zhuǎn)過小，表示待測電阻很大，應(yīng)當(dāng)換高倍率的擋位。

2.測定金屬的電阻率的實驗，實際上是先測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)R=/4得出金屬

絲的電阻率

3.測定電源的電動勢和內(nèi)阻常用的方法

(1)伏安法——利用電壓表和電流表，閉合電路方程為

E=U+lr.

①利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；

②可作出"一/圖象，圖線的縱截距表示電源的電動勢，斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。

(2)伏阻法——利用電壓表和電阻箱，閉合電路方程為

八4+￡)。

①利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；

②將方程線性化，處理為捻品+±,或U=-^+E,作《一。圖象或圖象，

UL,KtLKUz\z\

利用圖線的截距和斜率求E和

(3)安阻法——利用電流表和電阻箱，閉合電路方程為

E=/(R+r)。

①利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；

111

②將方程線性化，處理為r作/一尺圖象，利用圖線的截距和斜率求E和八

I匕匕1

二、保護電阻的應(yīng)用技巧

為了保護電路，一般會在電路中加入一個保護電阻，例如在測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方

案一中可將保護電阻看成滑動變阻器的一部分;方案二中可將保護電阻看成電源內(nèi)阻的一部

分，求解電源內(nèi)阻時一定要注意減去保護電阻的阻值。

方案一方案二

命題點一：基本儀器的使用及讀數(shù)

考向一歐姆表的原理及使用

【典例1】某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5C、量程為100gA的電流表改裝成歐姆表并進行刻

度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15kC刻度正好對應(yīng)電流表表盤的50nA刻度。可選用的器

材還有：定值電阻吊）（阻值14k。），滑動變阻器r（最大阻值1500。），滑動變阻器&（最大

阻值500Q）,電阻箱（0?99999.9C）,干電池（。=1.5V,r=1.5C）,紅、黑表筆和導(dǎo)線若干。

E,r

紅黑

圖1

（1）歐姆表設(shè)計

將圖1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“4”或“R2”）。

（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2所示。表盤上〃、8處的電流刻度分別為

25和75,則。、。處的電阻刻度分別為、。

圖2

⑶校準(zhǔn)

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(zhǔn)數(shù)據(jù)

測量。若校準(zhǔn)某刻度時，電阻箱旋鈕位置如圖3所示，則電阻箱接入的阻值為C。

圖3

考向二用多用電表判斷電路故障

【典例2】某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖4甲所示，該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電

池作為電源，導(dǎo)線與接線柱接觸良好。維修人員使用已調(diào)好的多用電表直流50V擋檢測故

障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的“、6點。

乙

圖4

（1）斷開開關(guān)，紅表筆接?點時多用表指示如圖乙所示，讀數(shù)為V,說明

正常（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）。

（2）紅表筆接b點，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖乙相

同，可判定發(fā)生故障的器件是（選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈）。

【拓展練習(xí)】

1.某同學(xué)想通過一個多用電表的歐姆擋直接測量某電壓表（量程為10V）的內(nèi)阻（大約為

幾十千歐），該多用電表刻度盤上電阻刻度的中間值為30。

甲

圖5

（1）歐姆擋的選擇開關(guān)撥至（選填“XIk”或“XI00”）擋，先將紅、黑表筆短

接調(diào)零后，選用圖5甲中（選填"A”或"B”）方式連接。

（2）如圖乙所示，某同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為Q；如圖丙所示，電壓表的讀數(shù)

為V,歐姆表電池的電動勢為V。

2.圖6a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，R、&、&、&

和凡是固定電阻，R6是可變電阻；表頭?的滿偏電流為250nA,內(nèi)阻為480C。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X100。擋。

b

圖6

⑴圖a中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。

(2)關(guān)于治的使用，下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)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R6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)整能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=C,/?4=

(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖b所示。若此時8端是與"1”相連的，則多用電

表讀數(shù)為;若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為；若此時B

端是與“5”相連的，則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

命題點二：電容器的充電、放電現(xiàn)象的實驗

【典例】電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電

容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差，，隨電荷量q的變化圖象都相同。

o<1

圖7

(1)請在圖7中畫出上述"一"圖象。類比直線運動中由。一￡圖象求位移的方法，求兩極

間電壓為［/時電容器所儲存的電能Ep；

(2)在如圖8甲所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路

中元件的參數(shù)對同一電容器進行兩次充電，對應(yīng)的q-t曲線如圖乙中①②所示。

a.①②兩條曲線不同是(選填E或R)的改變造成的；

b.電容器有時需要快速充電，有時需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說明實現(xiàn)這兩種充

電方式的途徑;

圖8

(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電，可實現(xiàn)電容器電荷量隨時

間均勻增加。請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程，填寫下表(選填“增

大”‘'減小"或"不變”).

“恒流源”(2)中電源

電源兩端電壓

通過電源的電流

【拓展練習(xí)】用下列器材測量電容器的電容：一塊多用電表，一臺直流穩(wěn)壓電源,

一個待測電容器(額定電壓16V),定值電阻凡=100。，定值電阻&=150C,電流傳感器、

數(shù)據(jù)采集器和計算機，單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。實驗過程如下：

實驗次數(shù)實驗步驟

①將電阻凡等器材按照圖甲正確連接電路，將開關(guān)S與1端連接，電源

向電容器充電。

第1次

②將開關(guān)S擲向2端,測得電流隨時間變化的i-t曲線如圖乙中的實線a

所示。

③用電阻應(yīng)替換R，重復(fù)上述實驗步驟①②，測得電流隨時間變化的〃

第2次

曲線如圖丙中的某條虛線所示。

說明：兩次實驗中電源輸出的直流電壓恒定且相同。

乙丙

圖9

請完成下列問題：

（1）第1次實驗中，電阻Ri兩端的最大電壓U=V。利用計算機軟件測得i一/

曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為90mA$已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計，則電容器

的電容為C=F。

（2）第2次實驗中，電流隨時間變化的i-t曲線應(yīng)該是圖丙中的虛線（選填?”“c”

或“/，），判斷依據(jù)是。

命題點三：以測電阻為核心的實驗（含電表的改裝）

考向一測量電阻的實驗

【典例1】某同學(xué)用伏安法測定待測電阻&的阻值（約為10kQ）,除了%、開關(guān)S、導(dǎo)

線外，還有下列器材供選用：

A.電壓表（量程0?1V,內(nèi)阻約10kQ）

B.電壓表（量程0?10V,內(nèi)阻約100kC）

C.電流表（量程。?1mA,內(nèi)阻約30Q）

D.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.05C）

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0-10。，額定電流2A）

（1）為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用，電流表選用,電源選用。

（均填器材的字母代號）

（2）畫出測量&阻值的實驗電路圖。

（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

___________________________________________________________________O

【典例2]一課外實驗小組用如圖10所示的電路測量某待測電阻R的阻值，圖中Ro

為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻（Ro=20.0C）；⑦可視為理想電壓表；Si為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(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甲，將圖乙中實物連線。

圖10

(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢茫]合

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

然后將S2擲于2端，記下此時電壓表?的示數(shù)t/2o

(4)待測電阻阻值的表達式尺、=(用品)、Ui、S表示)。

(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù)：

12345

0.250.300.360.400.44

IhN0.861.031.221.361.49

U23.443.433.393.403.39

5

(6)利用上述5次測量所得前的平均值，求得&=C。(保留1位小數(shù))

考向二測量電阻實驗的拓展

【典例3】某同學(xué)要將一量程為250PA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(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖11(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)。

圖11

(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線。

(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖12所示。由此可以推測

出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是。(填正確答案標(biāo)號)

圖12

A.18mAB.21mA

C.25mAD.28mA

(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是。(填正確答案標(biāo)號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1200。

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kR的電阻即可，其中k=。

【典例4】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)螺旋測微器如圖13所示?在測量電阻絲的直徑時，先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測

微螺桿之間，再旋動(選填或“仁)，直到聽到“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。

測砧測微螺桿

圖13

(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)圖14甲中&為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動變阻器接入乙圖實物電路

中的正確位置。

甲

乙

圖14

(4)為測量%,利用甲圖所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓5和電流的值，

作出的八關(guān)系圖象如圖15所示。接著，將電壓表改接在心。兩端，測得5組電壓S

和電流/2的值，數(shù)據(jù)見下表：

IhN0.501.021.542.052.55

/2/mA20.040.060.080.0100.0

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2—/2圖象。

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

【拓展練習(xí)】

1.某同學(xué)組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有：微安表頭(量程100UA,內(nèi)阻900C)；

電阻箱R(阻值范圍0?999.9。)；電阻箱&(阻值范圍0?99999.9C)；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(biāo)出R和&，其中*為公共接線柱，。和人分別是電流擋和

電壓擋的接線柱。

o

（2）電阻箱的阻值應(yīng)取以=C,R,=的（保留到個位）

2.某同學(xué)利用如圖17所示的電路測量一微安表（量程為

100UA,內(nèi)阻大約為2500。）的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器用、R2（其中

一個阻值為20。，另一個阻值為2000C）；電阻箱兄（最大阻值為99999.9C）；電源E（電動

勢約為1.5V）；單刀開關(guān),和S2。C、。分別為兩個滑動變阻器的滑片。

（1）按原理圖17將圖18中的實物連線。

（2）完成下列填空：

①&的阻值為。（填“20”或“2000”）。

②為了保護微安表，開始時將&的滑片C滑到接近圖17中滑動變阻器的端（填

“左”或“右”）對應(yīng)的位置；將R2的滑片。置于中間位置附近。

③將電阻箱七的阻值置于2500.0C,接通Si。將尺的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)

節(jié)&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將電阻箱以和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將&的阻值置于2601.0。

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C（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：

____________________________________________________________________O

（3）調(diào)節(jié)凡上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程

3.某同學(xué)想將一量程為1mA的靈敏電流計G改裝為多用電表，他的部分實驗步驟如下：

（1）他用如圖19甲所示的電路測量靈敏電流計G的內(nèi)阻

①請在乙圖中將實物連線補充完整；

②閉合開關(guān)Si后，將單刀雙擲開關(guān)S2置于位置1,調(diào)節(jié)滑動變阻器Ri的阻值，使電流

表Go有適當(dāng)示數(shù)/o；然后保持R的阻值不變，將開關(guān)S2置于位置2,調(diào)節(jié)電阻箱&，使電

流表Go示數(shù)仍為人若此時電阻箱阻值&=200Q,則靈敏電流計G的內(nèi)阻/=Qo

甲乙

圖19

(2)他將該靈敏電流計G按圖20所示電路改裝成量程為3mA、30mA及倍率為

“X1”“X10”的多用電表。若選擇電流30mA量程時，應(yīng)將選擇開關(guān)S置于(選

填%”或?”或“c”或“L),根據(jù)題給條件可得電阻Ri=C,R2=

插孔A插孔B

圖20

(3)已知電路中兩個電源的電動勢均為3V,將選擇開關(guān)置于〃測量某電阻的阻值，若通

過靈敏電流計G的電流為0.40mA,則所測電阻阻值為

命題點四：以測電源的電動勢和內(nèi)阻為核心的實驗

［典例］一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。

(1)圖21所示是該同學(xué)正準(zhǔn)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R和電流表示數(shù)I,以及計算的;數(shù)據(jù)見下表:

H/C8.0~70~6X)~~5.04.0

//A0.150.170.190.220.26

y/A-16.75.95.34.53.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出R一半關(guān)系圖象。由圖象可計算出該干電池的電動勢為

V；內(nèi)阻為

?R/0

（3）為了得到更準(zhǔn)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22所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為V,內(nèi)阻應(yīng)為Q。

【拓展練習(xí)】

1.某實驗小組要測量干電池組（兩節(jié)）的電動勢和內(nèi)阻，實驗室有下列器材：

A.靈敏電流計G（量程為0?10mA,內(nèi)阻約為100C）

B.電壓表V（量程為0?3V,內(nèi)阻約為10kC）

C.電阻箱凡（0?999.9Q）

D.滑動變阻器R2（0?10C,額定電流為1A）

E.舊電池2節(jié)

F.開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）由于靈敏電流計的量程太小，需擴大靈敏電流計的量程。測量靈敏電流計內(nèi)阻的電

路如圖23甲所示，調(diào)節(jié)&和電阻箱，使得電壓表示數(shù)為2.00V,靈敏電流計示數(shù)為4.00mA,

此時電阻箱接入電路的電阻為398.3。，則靈敏電流計內(nèi)阻為。（保留1位小數(shù)）。

（2）為將靈敏電流計的量程擴大為100mA,該實驗小組將電阻箱與靈敏電流計并聯(lián)，則

應(yīng)將電阻箱R的阻值調(diào)為。（保留3位有效數(shù)字）。

（3）把擴大量程后的電流表接入如圖乙所示的電路，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出U-/G（U為電

壓表的示數(shù)，/G為靈敏電流計的示數(shù)）圖象如圖丙所示，則該干電池組的電動勢E=

V,內(nèi)阻r=C（保留3位有效數(shù)字）。

甲

圖23

2.某同學(xué)測定電源電動勢和內(nèi)阻,所使用的器材有：待測干電池一節(jié)（內(nèi)阻很?。㈦娏?/p>

表A（量程0.6A,內(nèi)阻RA小于1。）、電流表A1（量程0.6A,內(nèi)阻未知）、電阻箱4（0?99.99

。）、滑動變阻器RMO?10。）、單刀雙擲開關(guān)S、單刀單擲開關(guān)K各一個，導(dǎo)線若干。

圖24

（1）該同學(xué)按圖24甲所示電路連接進行實驗操作。請在虛線框內(nèi)補全與圖甲對應(yīng)的電路

圖。

（2）測電流表A的內(nèi)阻

閉合開關(guān)K,將開關(guān)S與C接通，通過調(diào)節(jié)電阻箱R和滑動變阻器&，讀取電流表A

的示數(shù)為0.20A、電流表Ai的示數(shù)為0.60A、電阻箱Ri的示數(shù)為0.10C,則電流表A的內(nèi)

阻RA=________

（3）測電源的電動勢和內(nèi)阻

斷開開關(guān)K,調(diào)節(jié)電阻箱將開關(guān)S接（填或“D”），記錄電阻箱凡的阻

值和電流表A的示數(shù)；斷開開關(guān)K,開關(guān)S所接位置不變，多次調(diào)節(jié)電阻箱凡重新實驗，

并記錄多組電阻箱7?i的阻值R和電流表A的示數(shù)L

（4）數(shù)據(jù)處理

圖乙是由實驗數(shù)據(jù)繪出的;一R圖象，由此求出干電池的電動勢E=V、內(nèi)阻r

=Qo（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（5）如果電流表A的電阻未知，本實驗（填“能”或“不能”）測出該電源的電

動勢。

命題點五：電學(xué)創(chuàng)新類實驗

考向一基于教材中的電學(xué)實驗在實驗原理上變換的創(chuàng)新類

【典例1】某小組利用圖25（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，的關(guān)系，圖中?和?為理想電壓表；R為滑動變阻器，Ro為定值電阻（阻值100

Q）；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f由溫度計（圖中未

畫出）測出。圖（b）是該小組在恒定電流為50.0nA時得到的某硅二極管U-f關(guān)系曲線。回答

下列問題：

圖25

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

示數(shù)為Ui=mV；根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度f升高時，硅二極管正向電阻

（填“變大”或“變小”），電壓表（W數(shù)（填“增大”或“減小”），此時

應(yīng)將R的滑片向（填“A”或"8”）端移動，以使嗨數(shù)仍為5。

（2）由圖（b）可以看出U與，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|等|=X103V/C（保留2位有效數(shù)字）。

考向二在實驗數(shù)據(jù)分析、處理方法上變化的創(chuàng)新類

【典例2】如圖26甲所示，該電路在測量電源電動勢和內(nèi)阻的同時也能完成對未知電

阻尺的測量。實驗室提供的器材如下：

A.待測電阻R（約9。）

B彳寺測電源

C.電阻箱（0-99.9。）

D.電壓表V］（量程6V,可以視為理想電表）

E.電壓表V2（量程3V,內(nèi)阻約4kC）

圖26

（1）如果縱坐標(biāo)表示兩個電壓表讀數(shù)之比卷，橫坐標(biāo)表示電阻箱的阻值R,實驗結(jié)果的

圖象如圖乙所示。則待測電阻氐=C（保留2位有效數(shù)字）。

（2）在⑴問中，由于電壓表V2的分流,待測電阻&的測量值比真實值（選填“偏

大”“偏小”或“不變”）.

（3）如果縱坐標(biāo)表示某電壓表讀數(shù)U,橫坐標(biāo)表示兩個電壓表讀數(shù)之差與電阻箱阻值的

比層鏟，實驗結(jié)果的圖象如圖丙所示。其中能讀出電源電動勢和內(nèi)電阻的是

.（選

填“A圖線”或“B圖線”）。兩圖線交點的橫坐標(biāo)為A,縱坐標(biāo)為V（結(jié)

果均保留2位有效數(shù)字）。

考向三相關(guān)傳感器的創(chuàng)新類

【典例3】現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達到或超

過60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過k

時就會報警），電阻箱（最大阻值為999.9C）,直流電源（輸出電壓為U,內(nèi)阻不計），滑動變

阻器R（最大阻值為1000C）,滑動變阻器RK最大阻值為2000C）,單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)

線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，已知U約為18V,4約為10mA；流過報警器的電流

超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為

650.0Qo

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

電源_JL_

電阻縱開卷c曲贏贏

-―-中-----'-n-1

熱敏電阻

圖27

（2）電路中應(yīng)選用滑動變阻器（填叫”或“修"）?

（3）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：

①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為Q;

滑動變阻器的滑片應(yīng)置于（填或7”）端附近，不能置于另一端的原因是

②將開關(guān)向（填%"或端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至

（4）保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。

【拓展練習(xí)】

1.國標(biāo)（GB/T）規(guī)定自來水在15℃時電阻率應(yīng)大于13Cm。某同學(xué)利用如圖28所示電路

測量15℃自來水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細管，細管上加有閥

門K,以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞（活塞電阻可忽略），右活塞固定,

左活塞可自由移動。實驗器材還有：電源（電動勢約為3V,內(nèi)阻可忽略），電壓表Vi（量程為

3V,內(nèi)阻很大），電壓表V2（量程為3V,內(nèi)阻很大），定值電阻凡（阻值4k。），定值電阻&（阻

值2kC）,電阻箱R（最大阻值9999C）,單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。

圖28

實驗步驟如下：

A.用游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑d；

B.向玻璃管內(nèi)注滿自來水，并用刻度尺測量水柱長度L；

C.把S撥到1位置，記錄電壓表Vi示數(shù)；

D.把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表Vi示數(shù)相同，記錄電

阻箱的阻值R;

E.改變玻璃管內(nèi)水柱長度，重復(fù)實驗步驟C、D,記錄每一次水柱長度乙和電阻箱阻值

R；

F.斷開S,整理好器材。

(1)測玻璃管內(nèi)徑d時游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖29甲所示，則d=mm。

(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻心的表達式為&=。(用R、/?2、R表示)

(3)利用記錄的多組水柱長度L和對應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖乙所示的R

-:關(guān)系圖象。自來水的電阻率。=Qm.(保留2位有效數(shù)字)

(4)本實驗中若電壓表Vi內(nèi)阻不是很大，則自來水電阻率測量結(jié)果將o(填“偏

大”，，不變”或“偏小”)

2.用如圖30(a)所示的電路測量伯熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。

(1)開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至端(填或"8”)。

(2)實驗測得不同溫度下的阻值，并繪得如圖(b)的R,—f關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱

(3)銷的電阻對溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計。請利用開關(guān)、導(dǎo)線、銷熱敏電

阻、圖30(a)中某一電表和圖31(a)所示的恒流源(調(diào)節(jié)旋鈕時可以選擇不同的輸出電流，且

輸出電流不隨外部條件的變化而變化)，設(shè)計一個簡易電阻溫度計并在圖31(b)的虛線框內(nèi)畫

出電路原理圖。

(a)(b)

圖31

(4)結(jié)合圖30(b)的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A,當(dāng)選用的電表達到滿偏

時，電阻溫度計所測溫度為如果要提高該溫度計所能測量的最高溫度值，請?zhí)?/p>

出一種可行的方法：______________________________________

【專題訓(xùn)練】

1.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1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(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電

阻凡約為100C,畫出實驗電路圖，并標(biāo)明器材代號。

電源E(電動勢10V,內(nèi)阻約為10。)

電流表Ai(量程0?250mA,內(nèi)阻R=5C)

電流表A2(量程0?300mA,內(nèi)阻約為5C)

滑動變阻器R(最大阻值10。，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Ai的讀數(shù)為/”電流表A2的讀數(shù)為2則這

段金屬絲電阻的計算式兄=。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”)。

2.在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗中，實物連線后如圖2甲所示。感應(yīng)線圈組的內(nèi)

外線圈的繞線方向如圖乙粗線所示。

交流

外線圈內(nèi)線圈鐵芯

乙

圖2

(1)接通電源，閉合開關(guān)，G表指針會有大的偏轉(zhuǎn)，幾秒后G表指針停在中間不動。將

滑動變阻器的觸頭迅速向右滑動時，G表指針(填“不動”“右偏”“左偏”或

“不停振動”)；迅速抽出鐵芯時，G表指針(填“不動”“右偏”“左偏”或“不

停振動”)。

(2)斷開開關(guān)和電源，將鐵芯重新插入內(nèi)線圈中，把直流輸出改為交流輸出，其他均不

變。接通電源，閉合開關(guān),G表指針(填“不動”“右偏”“左偏”或“不停振動”)。

(3)僅用一根導(dǎo)線，如何判斷G表內(nèi)部線圈是否斷了？

3.某型號多用電表歐姆擋的電路原理圖如圖3甲所示。微安表@是歐姆表表頭，其滿偏

電流/g=500(1A,內(nèi)阻用=950。。電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=lC。電阻箱以和電阻

箱&的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0?9999

圖3

(1)甲圖中的〃端應(yīng)與(紅或黑)表筆連接。

(2)某同學(xué)將圖甲中的。、匕端短接，為使微安表⑥防偏，則應(yīng)調(diào)節(jié)&=C；然

后在a、6端之間接入一電阻心后發(fā)現(xiàn)微安表半偏，則接入的電阻阻值為&=C。

(3)如圖乙所示，該同學(xué)將微安表?與電阻箱R2并聯(lián)，利用該電路圖組裝一個“X100

倍率”的歐姆表，要求歐姆表的表盤刻度示意圖如圖丙所示，其中央刻度標(biāo)“15”，則該同學(xué)

應(yīng)調(diào)節(jié)Ri=C;用此歐姆表測量一個阻值約2000Q的電阻，測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R3=

____________Qo

4.如圖4是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖。其原理是測出電容器在充電電壓為U

時所帶的電荷量。，從而求出其電容a該實驗的操作步驟如下:

圖4

（1）按電路圖接好實驗電路；

（2）接通開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度。記下這時的電壓

表讀數(shù)（70=6.2V和微安表讀數(shù)/0=490nA；

（3）斷開開關(guān)S并同時開始計時，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i,將讀數(shù)記錄在

預(yù)先設(shè)計的表格中；

（4）根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以，為橫坐標(biāo)，i為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點（圖中用“X”

表示）。

根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖象，可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為伍時該電容器所帶的電荷

量00約為C,從而算出該電容器的電容約為F。

5.（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗，必須要選用的是

（多選）。

A.有閉合鐵芯的原、副線圈；

B.無鐵芯的原、副線圈；

C.交流電源；

D.直流電源；

E.多用電表（交流電壓擋）；

F.多用電表（交流電流擋）。

用匝數(shù)〃"=60匝和%-120匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表：

Ua/V1.802.803.804.90

UbN4.006.018.029.98

根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是（填〃“或處）。

（2）用如圖5所示的裝置做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方

靜止下落。當(dāng)磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應(yīng)電流方向從（填

到bn或“6到）。在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流i隨時間t的圖象

應(yīng)該是。

6.太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電

學(xué)器件。某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒

有光照時（沒有儲存電能）的/一U特性。所有的器材包括：太陽能電池板，電源E,電流表A,

電壓表V,滑動變阻器R,開關(guān)S及導(dǎo)線若干。

（1）為了達到上述目的，實驗電路應(yīng)選用圖6甲中的圖________（填“a”或"b”）。

（2）該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙的/