電學(xué)實(shí)驗(yàn)匯總和詳細(xì)分析一、電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù)1．電流表、電壓表、歐姆表的比較知識(shí)鏈接2.多用電表的使用“三注意” (1)電流的流向 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，從電表外部看，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出． (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)整的是歐姆調(diào)零旋鈕．3．電學(xué)儀器的選擇 (1)電源的選擇 一般可以根據(jù)待測電路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)勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表；選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針偏轉(zhuǎn)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度．二、電流表內(nèi)外接法的比較與選擇三、控制電路(滑動(dòng)變阻器的接法)的比較與選擇1．控制電路的比較1．(2013·全國新課標(biāo)Ⅱ，23)某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖5－11－1(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表．圖中R1和R2為定值電阻，S為開關(guān)．回答下列問題： (1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線．` (2)開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測量__________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)；開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表用于測量__________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)．真題體驗(yàn)(3)表筆A應(yīng)為________色(填“紅”或“黑”)．(4)定值電阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)圖5－11－1解析(1)實(shí)物連接如圖所示．(2)開關(guān)S閉合時(shí)，R1起分流作用，此時(shí)多用電表是用來測電流的．開關(guān)S斷開時(shí)，R2起分壓作用，此時(shí)多用電表是用來測電壓的．(3)表筆A所插入的插孔為“－”插孔，表筆A應(yīng)為黑色表筆．2．(2013·北京卷，21)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值． (1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表： A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω) B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω) C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ) D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖5－11－2中的________(選填“甲”或“乙”)．圖5－11－2(2)圖5－11－3是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線．圖5－11－3圖5－11－4(4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________；若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項(xiàng)前的字母)A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下，將滑動(dòng)變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動(dòng)距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U－x關(guān)系的示意圖中正確的是________．3.[2012·重慶理綜，22(2)]某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響．實(shí)驗(yàn)器材如圖5－11－5甲所示．圖5－11－5甲(1)測量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式________，利用測量數(shù)據(jù)作出U-I圖象，得出E和r.(2)將電壓表視為理想表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D5－11－5甲中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路．(3)實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U-I圖象如圖5－11－5乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動(dòng)勢________(填“增大”、“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(填“增大”、“減小”或“不變”)．曲線(c)對應(yīng)的電源電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，該電源的輸出功率P＝________mW.(均保留三位有效數(shù)字)圖5－11－5乙答案(1)U＝E－Ir(2)見下圖(3)不變增大0.9754780.268視角一電表讀數(shù)與多用電表的使用命題角度角度1(1)單獨(dú)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)，考查多用電表的使用及讀數(shù)(2011·北京卷，21；2013·課標(biāo)全國卷Ⅰ，23；2013·課標(biāo)全國卷Ⅱ，23)(2)單獨(dú)一個(gè)較大的實(shí)驗(yàn)題考查多用電表的原理及使用方法角度2包含在一個(gè)大電學(xué)實(shí)驗(yàn)題內(nèi)(其中的一小問)給出表盤或刻度盤的一部分考查多用電表的讀數(shù)(2012·福建卷，19(2)；2012·四川卷，22(2)；2012·江蘇卷，10)【典例1】(2013·全國新課標(biāo)Ⅰ，23)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖5－11－6(a)所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢和電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻．使用的器材有：圖5－11－6(a)多用電表；電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動(dòng)變阻器：最大阻值5kΩ；導(dǎo)線若干．回答下列問題：(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆__________，調(diào)零點(diǎn)．(2)將圖(a)中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端．(3)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖(c)所示．多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為________kΩ和________V.(b)(c)圖5－11－6(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零．此時(shí)多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0kΩ和4.00V．從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為________kΩ.(5)多用電表電阻擋內(nèi)部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(d)所示．根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為________V，電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為________kΩ.圖5－11－6(d)

應(yīng)考策略 多用電表的使用步驟 (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(jí)的倍率，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選“×10Ω”的倍率； (2)進(jìn)行歐姆調(diào)零； (3)將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量； (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”擋或交流電壓最高擋．特別注意：用歐姆擋測電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大)，應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小)，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測量．應(yīng)考組訓(xùn) 1.用如圖5－11－7所示的多用電 表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K 和兩個(gè)部件S、T.請根據(jù)下列步 驟完成電阻測量： (1)旋動(dòng)部件________，使指針 對準(zhǔn)電表的“0”刻線． (2)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置．圖5－11－7 (3)將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件______．使指針對準(zhǔn)電阻的________(填“0刻線”或“∞刻線”)．(4)將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過?。疄榱说玫奖容^準(zhǔn)確的測量結(jié)果，請從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按________的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測量．A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D．將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對電表進(jìn)行校準(zhǔn)解析(4)如果測電阻時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度小，表明被測電阻較大，應(yīng)換用較大擋位，換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后再進(jìn)行測量．答案(1)S(3)T0刻線(4)ADC2．如圖5－11－8所示，A、B、C是多用電表在進(jìn)行不同測量時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)分別指示的位置，D是多用電表表盤指針在測量時(shí)的偏轉(zhuǎn)位置．圖5－11－8(1)A是________擋，若用此擋測量，指針偏轉(zhuǎn)如D，則讀數(shù)是________．(2)B是________擋，若用此擋測量，指針偏轉(zhuǎn)如D，則讀數(shù)是________．(3)C是________擋，若用此擋測量，指針偏轉(zhuǎn)如D，則讀數(shù)是________．答案(1)電阻3000Ω(2)電流5.0mA(3)電壓25.0V視角二以測電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)命題角度角度1測定金屬的電阻率或測量電阻(2012·山東卷，21(2)；2012·廣東卷，34(2)；2013·北京卷，21；2013·安徽卷，21Ⅱ(2))角度2描繪伏安特性曲線(2012·安徽卷，21Ⅱ；2011·廣東卷，34(2)；2013·山東卷，21(2)；2013·福建卷，19(2)；2013·天津卷，9(3))角度3創(chuàng)新拓展、探究實(shí)驗(yàn)．①探究小燈泡的功率(2013·江蘇卷，10)

②電路的故障檢測(2013·重慶卷，6(2))【典例2】[2013·廣東卷，34(2)]圖5－11－9(a)是測量電阻Rx的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0cm.圖5－11－9①根據(jù)原理圖連接圖(b)的實(shí)物圖．②斷開S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0V時(shí)，單位長度電阻絲的電壓u＝________V/cm，記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)．③保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長度L，同時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)I，測量6組L和I值，測量數(shù)據(jù)已在圖(c)中標(biāo)出，寫出Rx與L、I、u的關(guān)系式Rx＝________；根據(jù)圖(c)用作圖法算出Rx＝________Ω.應(yīng)考策略1．選擇儀器時(shí)，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)題中所給電源、待測元件估計(jì)出待測電壓、電流的最大值．2．設(shè)計(jì)電路時(shí)，主要是選擇電流表內(nèi)、外接法和滑動(dòng)變阻器的分壓與限流法．3．實(shí)物連線時(shí)，特別注意滑動(dòng)變阻器的連接和電表正負(fù)極的連接．4．作小燈泡伏安特性曲線時(shí)，應(yīng)用平滑曲線連接各點(diǎn)，既不要連成折線也不要作成直線．5．選擇實(shí)驗(yàn)儀器的三大原則 (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)．另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過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，選用精度合適的測量工具，但對某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度達(dá)到要求即可，并不是精度越高越好． (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，還要考慮實(shí)驗(yàn)操作是否方便的問題．應(yīng)考組訓(xùn)3．[2013·天津卷，9(3)]要測繪一個(gè)標(biāo)有“3V,0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．已選用的器材有： 電池組(電動(dòng)勢為4.5V，內(nèi)阻約1Ω)； 電流表(量程為0～250mA，內(nèi)阻約5Ω)； 電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)； 電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干．①實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的________(填字母代號(hào))．A．滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω，額定電流1A)B．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1750Ω，額定電流0.3A)②實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖________(填字母代號(hào))．③實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖5－11－10所示．如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是________W.圖5－11－10答案①A②B③0.14．(2013·江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P＝UI得到電功率．實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V,1.8W”，電源為12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω. (1)準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖5－11－11(a)所示．請將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置．(用筆畫線代替導(dǎo)線)圖5－11－11(a)(2)現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選________Ω的定值電阻．(3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除________兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材．(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖(b)所示．請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤剑畧D5－11－11(b)答案(1)見解析圖(2)10(3)電池(4)圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度不恰當(dāng)．視角三以測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)命題角度角度1用電流表、電壓表測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(2012·重慶卷，22(2)；2013·浙江卷，22)角度2用電壓表、電阻箱測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(2012·福建卷，19(2)；2013·安徽卷，21Ⅱ)角度3用電流表、電阻箱測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(2011·四川卷，22)【典例3】(2013·浙江卷，22)采用如圖5－11－12所示的電路“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”．圖5－11－12(1)除了選用照片中的部分器材外，________(填選項(xiàng))；圖5－11－13A．還需要電壓表 B．還需要電流表C．還需要學(xué)生電源 D．不再需要其他器材(2)測量所得數(shù)據(jù)如下：測量次數(shù)物理量123456R/Ω1.21.00.80.60.40.2I/A0.600.700.800.891.001.20U/V0.900.780.740.670.620.43應(yīng)考策略1．實(shí)驗(yàn)原理和電路設(shè)計(jì)：測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的方法有多種，有三種實(shí)驗(yàn)電路． (1)伏安法：用電流表和電壓表分別測電流和路端電壓，如圖5－11－14所示．圖5－1