高考物理二輪復(fù)習(xí)實驗清單：電學(xué)實驗（二）

電學(xué)實驗（2）——高考物理二輪復(fù)習(xí)實驗清單大全

實驗十四：測定電源的電動勢和內(nèi)阻

考點平均卷面分：8；考查頻次：高。

【知識梳理】

一、實驗?zāi)康?/p>

1.會用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。

2.進一步加深對閉合電路歐姆定律的理解。

3.進一步熟練掌握電壓表和電流表的使用方法。

二、實驗原理

閉合電路歐姆定律：E=U外+U內(nèi)。

如果電表器材是電壓表和電流表，可用U—I法，即E=U+lr。

原理圖如圖甲，實物連接圖如圖乙。

E,r

甲乙

三、實驗器材

電池（被測電源）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標紙、刻度尺、鉛筆等。

四、實驗過程

1.連接電路

電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按實驗電路圖連接好電路。

2.測量與記錄

（1）把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端。

（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)（li,Ui）。

（3）用同樣方法測量出多組I、U值，填入數(shù)據(jù)記錄表格中。

（4）斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材。

五、數(shù)據(jù)處理

設(shè)計表格，將測得的六組U、I值填入表格中。

第1組第2組第3組第4組第5組第6組

u/v

l/A

方法一：計算法

(I)聯(lián)立六組對應(yīng)的u、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式：

Ui=E—hr>U2=E—hr>U3=E—hr>...

(2)讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這

樣解得三組E、r,取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小。

方法二：圖象法

(1)在坐標紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立U—I坐標系。

(2)在坐標平面內(nèi)描出各組(I,U)值所對應(yīng)的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，

不在直線上的點大致均勻分布在直線兩側(cè)。

(3)直線與縱軸交點的縱坐標值即為電池電動勢的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的

絕對值即為電池的內(nèi)阻r的大小，即r=|當(dāng)。

六、誤差分析

1.偶然誤差

(1)讀數(shù)不準引起誤差。

(2)用圖象法求E和r時，由于作圖不準確造成誤差。

2.系統(tǒng)誤差

(1)若采用甲圖電路，由于電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越大，電壓表的分流越多，

對應(yīng)的I真與I測的差越大。其U-I圖象如圖乙所示。

(2)若采用丙圖電路，由于電流表的分壓作用造成誤差，電流越大，電流表分壓越多，對應(yīng)

U真與U測的差越大。其U—I圖象如圖丁所示。

七、注意事項

L為了使電池的路端電壓變化明顯，應(yīng)選內(nèi)阻大些的電池（選用已使用過一段時間的干電池）。

2.在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大

電流放電時，E和r明顯變化。

3.要測出不少于6組的（I、U）數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。

4.畫U—I圖線時，縱軸的刻度可以不從0開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫

坐標I必須從0開始），但這時圖線與橫軸的交點不再是短路電流，而圖線與縱軸的交點仍為

電源電動勢，圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。

【試題練習(xí)】

1.一位同學(xué)用電壓表、電流表、滑動變阻器就可以測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實物連

線圖如圖甲所示。

甲

（1）若有兩節(jié)干電池電動勢均約為1.5V,內(nèi)阻分別約為0.4C和1.1C,在電流變化相同的情

況下，為了讓電壓表示數(shù)變化更明顯，應(yīng)選擇內(nèi)阻約為C的干電池（填“0.4”或“1.1”）。

（2）連接好電路，在開關(guān)閉合之前，應(yīng)使滑動變阻器的滑片置于最（填“左”或“右”）

端。

（3）閉合開關(guān)后，多次移動滑動變阻器的滑片，測得多組電壓表和電流表的示數(shù)。和/,在

坐標紙上以。為縱軸、/為橫軸，選擇適當(dāng)?shù)臉硕冉⒆鴺讼担嫵鯱-/圖線如圖乙所示。

作出的圖像與縱軸的截距為a,橫軸的截距為。，由此求出電池的電動勢為石=,電池

的內(nèi)阻為一=O（結(jié)果均用字母表示）

乙

（4）不考慮偶然誤差，該實驗電動勢的測量值_____真實值，電池內(nèi)阻的測量值_____真實

值。（均填或“=”）

1.答案：（1）1.1

（2）左

（3）a；-

b

（4）<；<

解析：（1）為了讓電壓表示數(shù)變化更明顯，應(yīng)選擇內(nèi)阻較大的，即約1.1。的干電池；

（2）連接好電路，在開關(guān)閉合之前，應(yīng)使滑動變阻器滑片置于阻值最大的位置，即滑片置于

最左端；

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得。二石-〃，畫出U-/圖線，圖像與縱軸的截距為a,橫軸

的截距為。，即E=a,圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，即悶=r=:；

b

（4）相對于電源來說，本實驗采用的是電流表外接法，有用則=—紅E,幽=—9二，所以電

RN+rRy+r

動勢的測量值小于真實值，電池內(nèi)阻的測量值小于真實值。

2.某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖甲所示的電路來測量電源的電動勢E、內(nèi)阻廠及待測電阻&的阻值，

通過改變滑動變阻器的阻值R,記錄多組電壓表V：V2及電流表A的示數(shù)，并描點作圖得到

了如圖乙所示的八6兩條圖線，三個電表均為理想電表。

(1)圖乙是根據(jù)電壓表與電流表的示數(shù)描繪的圖線，其中圖線。是電壓表(填“VJ

或“V2”)與電流表A的關(guān)系圖線。

⑵由圖乙可得，電源的電動勢E=V、內(nèi)阻尸待測電阻&=Qo

(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

⑶在滑動變阻器滑片滑動的過程中，電壓表VpV2示數(shù)變化量分別用AU】、AU2表示，則

—O

A{72

2.答案：(1)V1

(2)1.5;1.0;2.0

(34

解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律=E-〃，U2=E-I(r+RJ

可知U2-I圖像的斜率應(yīng)該等于電阻段和電源內(nèi)阻之和，U.-I圖像的斜率應(yīng)該等于電源內(nèi)阻,

可知4-1圖像的斜率較大，q-/圖像的斜率較小，即電壓表V］與電流表A的示數(shù)描繪的

U-/圖線是圖乙中的a；

(2)由圖乙圖像縱坐標截距可得，電源電動勢石=L5V

由圖像a斜率可得r=2=1.0。

由圖像》斜率可得Rx+r=耳=3.0。

AZ

聯(lián)立得待測電阻&=2.0。

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得U/=E-=E-M弓+廠）

由關(guān)系式可得出=廠，也=（+r

MM*

實驗十五：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置（傳感器的簡單使用）

考查頻次：低。

【知識梳理】

一、實驗?zāi)康?/p>

1.了解傳感器的工作過程，探究熱敏電阻和光敏電阻等敏感元件的特性。

2.學(xué)會傳感器的簡單使用并會制作簡單的自動控制裝置。

二、實驗原理

1.傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚?、熱、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（一般是電學(xué)量）。

2.其工作過程如下圖所示。

非電學(xué)量敏感傳電學(xué)量信號調(diào)節(jié)輸出記錄、顯示、

感元件轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行機構(gòu)等

提供電源

輔助電路

三、實驗器材

熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、

滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等。

四、實驗過程

1.研究熱敏電阻的熱敏特性

（1）將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測量水溫和熱敏電阻的阻值（如圖甲所示）。

多用電表歐姆擋

f分若干次加開

接翹變水溫

、熱敏電阻

（2）準備好記錄電阻與溫度關(guān)系的表格。（如下表）

次數(shù)

123456

待測量

溫度/℃

電阻/C

(3)改變水的溫度，多次測量水的溫度和熱敏電阻的阻值，記錄在表格中，把記錄的數(shù)據(jù)畫在

Ri圖中，得圖像如圖乙所示。

2.研究光敏電阻的光敏特性

⑴將光電傳感器、多用電表、燈泡、滑動變阻器按如圖所示電路連接好，其中多用電表置于

“x100”擋。

(2)先測出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)。

⑶打開電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值

的變化情況，并記錄。

(4)用手掌(或黑紙)遮光時電阻值又是多少，并記錄。

把記錄的結(jié)果填入下表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。

光照強度弱中強無光照射

阻值/C

結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生變化，光照增強時電阻變小，光照減弱時電阻變大。

五、誤差分析

1.溫度計讀數(shù)帶來誤差。

2.多用電表讀數(shù)帶來誤差。

3.作R/圖像時的不規(guī)范易造成誤差。

六、注意事項

1.在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同

時讀出水溫。

2.光敏實驗中，如果效果不明顯，可將光敏電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小

孔改變射到光敏電阻上的光的多少。

3.歐姆表每次換擋后都要重新歐姆調(diào)零。

【試題練習(xí)】

3.電子秤能夠準確地測量物體的質(zhì)量，其中半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是其關(guān)鍵的電學(xué)元件。半

導(dǎo)體薄膜壓力傳感器在壓力作用下會發(fā)生微小形變，其阻值4隨壓力歹變化的圖線如圖甲所

示。某學(xué)習(xí)小組利用該元件和電流表A等器材設(shè)計了如圖乙所示的電路，嘗試用該裝置測量

物體的質(zhì)量。已知圖乙中電源電動勢為3.6V（內(nèi)阻未知），電流表A的量程為30mA,內(nèi)阻為

9.0Qo重力加速度g取lOm/s?。請回答以下問題：

（1）實驗時發(fā)現(xiàn)電流表A量程偏小，需要將其量程擴大為0.3A,應(yīng)該給電流表A（選

填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為C的電阻；

（2）用改裝后的電流表按圖乙所示的電路圖進行實驗，壓力傳感器上先不放物體，閉合開關(guān)

S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P,使電流表指針滿偏。保持滑片尸位置不變，然后在壓力傳感

器上放一物體，電流表的示數(shù)為0.2A,此時壓力傳感器的阻值為。，則所放物體的質(zhì)量

（3）寫出放到傳感器上的物體的質(zhì)量機與電流表的示數(shù)/滿足的函數(shù)關(guān)系式機=；（表

達式中除機、/外，其余相關(guān)物理量均代入數(shù)值）

（4）使用一段時間后，該電源電動勢不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變。調(diào)節(jié)滑動變阻器R的

滑片P,電流表指針滿偏后進行測量，則測量結(jié)果（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

3.答案：（1）并聯(lián)；1

（2）11；0.6

小0.36

/

（4）不變

解析：（1）當(dāng)小量程的電流表改裝成量程較大的電流表時，需要并聯(lián)一個小電阻，有

/A7?A

代入數(shù)據(jù)解得凡=IQ

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，當(dāng)秤盤上不放重物時，調(diào)節(jié)滑動變阻器使得電流表滿偏,

E

有4=———=0.3A

r++R滑

F

當(dāng)秤盤上放上重物，且電流表示數(shù)為0.2A時，有人=--------=0.2A

r+7?+R滑

R=%+kmg

聯(lián)立得R=n。

m=0.6kg

E

（3）根據(jù)I=-------=0.3A

廠+凡+H滑

得r+R滑=7。

E

又/

F+7?+R滑

R=%+kmg

代入數(shù)據(jù)整理得根=”-1.2

（4）當(dāng)電源電動勢不變，而內(nèi)阻增大時，仍可以使得電流表達到滿偏，滑動變阻器接入電路

的阻值減小，但回路中電源內(nèi)阻和滑動變阻器接入電路的總電阻不變，所以測量結(jié)果不變。

4.某同學(xué)要探究光敏電阻阻值隨光照強度變化的規(guī)律，實驗電路如圖甲所示。

乙

丙

實驗器材如下:

A.待測光敏電阻號（日光下阻值約幾千歐）

B.標準電阻用（阻值為10。）

C.標準電阻&（阻值為4。）

D.靈敏電流計G（量程為300ptA,a端電勢高于》端電勢，電流計向左偏轉(zhuǎn)，方端電勢高于a端

電勢，電流計向右偏轉(zhuǎn)）

E.電阻箱&（0-9999。）

F.滑動變阻器（最大阻值為20C,允許通過的最大電流為2A）

G.電源（電動勢3.0V,內(nèi)阻約為0.2。）

H.開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）①開關(guān)閉合前，滑動