專題六物理實(shí)驗(yàn)

第二講電學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新

高考真題

1.（2020?新課標(biāo)I卷）某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)

阻為lkQ,電流表內(nèi)阻為O.5Q。該同學(xué)采用兩種測(cè)量方案，一種是將電壓表跨接在圖（a）

所示電路的。、P兩點(diǎn)之間，另一種是跨接在。、Q兩點(diǎn)之間。測(cè)量得到如圖（b）所示的兩

條U-/圖線，其中。與/分別為電壓表和電流表的示數(shù)。

OP，Q

圖（a）

回答下列問(wèn)題：

（1）圖（b）中標(biāo)記為II的圖線是采用電壓表跨接在（填“。、P”或“。、Q”）

兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的。

圖（b）

（2）根據(jù)所用實(shí)驗(yàn)器材和圖（b）可判斷，由圖線（填“I”或“II”）得到的結(jié)果

更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，結(jié)果為Q（保留1位小數(shù)）。

（3）考慮到實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響，需對(duì)（2）中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測(cè)電阻的

阻值為Q（保留1位小數(shù)）。

【答案】0、PI50.550.0

UU

【解析】⑴若將電壓表接在。、P之間,一+一

RvRx

&Rv

則U

R、+Rv

RR

根據(jù)一次函數(shù)關(guān)系可知對(duì)應(yīng)斜率為木號(hào)XV-

R、+Rv

若將電壓表接在。、。之間，電流表分壓為。人=/以

根據(jù)歐姆定律變形可知R=U;冬.

解得。=/（/?+&）

根據(jù)一次函數(shù)可知對(duì)應(yīng)斜率為（R+RA），對(duì)比圖像的斜率可知&I>勺1

所以II圖線是采用電壓表跨接在0、P之間。

（2）因?yàn)榇郎y(cè)電阻為幾十歐姆的電阻，通過(guò)圖像斜率大致估算待測(cè)電阻為50Q左右，根據(jù)

IkQ50Q

----<-----

50Q0.5。

說(shuō)明電流表的分壓較小，電流表的分流較大，所以電壓表應(yīng)跨接在。、。之間，所以選擇

3V-1V

圖線I得到的結(jié)果較為準(zhǔn)確。根據(jù)圖像可知R=——=--------------。50.5Q,考慮電流表

59.6mA-20mA

內(nèi)阻，則修正后的電阻為尺'=凡一么=50.5。-0.5Q=50.0。,

2.（2020?新課標(biāo)II卷）某同學(xué)要研究一小燈泡L（3.6V,0.30A）的伏安特性。所用器材

有：電流表Ai（量程200mA,內(nèi)阻&i=10.0Q）,電流表A2（量程500mA,內(nèi)阻Rg2=1.0Q）、

定值電阻Ro（阻值Ro=lOQC）、滑動(dòng)變阻器色（最大阻值10。）、電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V,內(nèi)

阻很?。?、開關(guān)S和若干導(dǎo)線。該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖（a）所示。

（1）根據(jù)圖（a）,在圖（b）的實(shí)物圖中畫出連線。

（2）若小匕分別為流過(guò)電流表Ai和A2的電流，利用A、匕、和Ro寫出：小燈泡兩端的

電壓U=，流過(guò)小燈泡的電流/=。為保證小燈泡的安全,A不能超過(guò)mAo

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變滑動(dòng)變阻器

滑片位置并讀取相應(yīng)的A和￡所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出。

/i/mA325585125144173

/2/mA171229299379424470

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)/】=173mA時(shí)，燈絲電阻/?=C（保留1位小數(shù)）。

（4）如果用另一個(gè)電阻替代定值電阻生,其他不變，為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線,

所用電阻的阻值不能小于Q（保留1位小數(shù)）。

，（4“+凡）A-Aiso

【解析】（i）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示

（2）①根據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表Ai和色的總電壓，故根據(jù)歐姆定律有

u=MRJR。）；

②根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知流過(guò)小燈泡的電流為/=AT;③因?yàn)樾襞莸念~定電壓為3.6V,

故根據(jù)題目中已知數(shù)據(jù)帶入①中可知/i不能超過(guò)180mA；

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)/i=173mA時(shí)，/2=470mA；根據(jù)前面的分析代入數(shù)據(jù)可知此時(shí)燈泡

兩端的電壓為U=3.46V：流過(guò)小燈泡的電流為/=297mA=0.297A：故根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)小

燈泡的電阻為R=工11.6Q；

I0.297

（4）要測(cè)量完整的伏安特性曲線則燈泡兩端的電壓至少要達(dá)到3.6V,而電流表A1不能超過(guò)

其量程200mA,此時(shí)結(jié)合①有3.6=0.2?（10%），解得仆=8。，即要完整的測(cè)量小燈

泡伏安特性曲線所用電阻的阻值不能小于8C。

3.（2020?新課標(biāo)III卷）已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾

百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源￡、開關(guān)S、滑

動(dòng)變阻器R（最大阻值為20Q）、電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為100C）。

⑴在答題卡上所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖________________。

熱敏電阻

-Vs-

普

—*

?一

S

⑵實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和亳安表的示數(shù)，計(jì)算

出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA,則此

時(shí)熱敏電阻的阻值為kQ（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫

度t變化的曲線如圖（a）所示。

AR/kC

⑶將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kQ。由圖

（a）求得，此時(shí)室溫為℃（保留3位有效數(shù)字）。

⑷利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖（b）所示。圖中，E

為直流電源（電動(dòng)勢(shì)為10V,內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)6.0V時(shí)，便觸

發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。若要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃,則圖中（填

“生”或“Rz”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為kO（保留2位有效

數(shù)字）。

1.825.5比1.2

【解析】（1）滑動(dòng)變阻器由用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用電流表外接。連線如圖。

5.5

⑵由部分電路歐姆定律得R=7=

0.3x10-3Q?1.8kQ

（3）由圖（a）可以直接可讀該電阻的阻值為2.2kQ對(duì)應(yīng)的溫度為25.5℃o

⑷溫度升高時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少。而溫度高時(shí)要求輸出電壓升高，以

觸發(fā)報(bào)警，所以％為熱敏電阻。由圖線可知，溫度為50℃時(shí)，Ri=0.8kC,由歐姆定律可得

E=/（鳥+6），。=八2，代入數(shù)據(jù)解得&=L2kQ。

4.（2020?江蘇卷）某同學(xué)描繪一種電子元件的/-U關(guān)系圖象，采用的實(shí)驗(yàn)電路圖如題圖

1所示，V為電壓表，mA為電流表，E為電源（電動(dòng)勢(shì)約6V）,R為滑動(dòng)變阻器（最大阻

值20Q）,《為定值電阻，S為開關(guān)。

圖1圖2

⑴請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將題圖2所示的實(shí)物電路連接完整.

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表:

電壓U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

電流//mA0.000.100.250.601.704.307.50

請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件的I—U圖線

⑶根據(jù)作出的/-U圖線可知，該元件是（選填“線性”或“非線性”）元件。

⑷在上述測(cè)量中，如果用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻會(huì)導(dǎo)致的兩個(gè)后果是

A.電壓和電流的測(cè)量誤差增大

B.可能因電流過(guò)大燒壞待測(cè)元件

C.滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小

D.待測(cè)元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小

//mA

非線性元件BC

【解析】(1)根據(jù)題意連接電路如圖。

(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接各點(diǎn)如圖。

00.10.20.30.40.50.60.70.8

(3)根據(jù)圖像可知該元件是非線性元件。

(4)AB./-U圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為根據(jù)元件的特性可知，當(dāng)電壓超過(guò)一定

R

數(shù)值時(shí)，電流會(huì)急劇增大，所以電阻會(huì)急劇減小，若用導(dǎo)線代替電流急劇增大，可能

會(huì)燒壞待測(cè)元件，對(duì)電流表和電壓表的測(cè)量誤差無(wú)影響，A錯(cuò)誤，B正確；CD.根據(jù)圖像可

知待測(cè)元件的電壓范圍小于IV,而電源電動(dòng)勢(shì)為6V,因?yàn)榇郎y(cè)元件兩端電壓非常小，如

果用導(dǎo)線代替凡，會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍變得非常小，難以調(diào)節(jié)，C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCO

核心突破

突破1.電表改裝與多用電表的使用

1.多用電流原理

實(shí)驗(yàn)儀表圖及原理圖使用方法及原理考查熱點(diǎn)

①電壓、電流擋:相

①考讀數(shù):電壓、電

表當(dāng)于電壓表、電流表

頭

指流、電阻擋的讀數(shù)

針

定②歐姆擋:閉合電路

練習(xí)使位

螺

級(jí)歐姆號(hào)等②考使用:歐姆表選

選旋鈕歐姆定律

用多用擇紅衣墨

開標(biāo)孔擋、調(diào)零、規(guī)范操作

關(guān)表咯

插孔③調(diào)零:機(jī)械調(diào)零、

等

電表及

歐姆調(diào)零

③考黑箱:多用電表

掌握內(nèi)

④電流方向:紅表筆

探測(cè)黑箱內(nèi)的元件

部結(jié)構(gòu)進(jìn),黑表筆出

④電表改裝:所需電

⑤原理:串聯(lián)分壓、

阻或改后量程的計(jì)算

并聯(lián)分流

2.多用電表測(cè)電阻的“五步”“一注意”

(1)多用電表測(cè)電阻的五步驟

①選倍率：一般要選擇比被測(cè)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200Q,

就應(yīng)該選“X10”的倍率.

②進(jìn)行歐姆調(diào)零.

③將紅、黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量.

④讀出指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值.

⑤測(cè)量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到“OFF”擋或交流電壓最高擋.

（2）多用電表測(cè)電阻的注意點(diǎn)：用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)?/p>

的歐姆刻度值太大），應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針

所指的歐姆刻度值太?。瑧?yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量.

例題1.（2020?河南省洛陽(yáng)市高三下學(xué)期第三次統(tǒng)考）為了測(cè)量一待測(cè)電阻R的阻值，準(zhǔn)

備了以下器材：

A多用電表

B.電流表Gi（0-100mA,內(nèi)阻約5。）

C.電流表G2（0~50mA,內(nèi)阻廠2=10。）

D.滑動(dòng)變阻器R（0-5Q）

E.滑動(dòng)變阻器&（0-1000Q）

F.直流電源（3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）

G.開關(guān)一個(gè)及導(dǎo)線若干

（1）用多用電表歐姆表“xl”擋粗測(cè)電阻時(shí)，其阻值如圖甲中指針?biāo)荆瑒tRx的阻值大約是

（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（填儀器前的序號(hào)）。

（3）請(qǐng)?jiān)趫D乙中對(duì)應(yīng)的虛線框中完成實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)（要求：滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié)，電表讀數(shù)

不得低于量程的（）

(4)實(shí)驗(yàn)步驟:

①按圖乙所示電路圖連接電路，將變阻器滑動(dòng)觸頭移至最—端(填“左”或“右”)；

②閉合開關(guān)S,移動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G］、G2表的讀數(shù)/”/2；

③多次移動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的Gl、G2表的讀數(shù)/1,/2：

④以/2為縱坐標(biāo)d為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線如圖丙所示，則待測(cè)電阻R的阻值為c(保

留兩位有效數(shù)字)。

【答案】(1).9(或9.0)(2).D(5).10

【解析】

(1)口］歐姆擋讀數(shù)為表盤讀數(shù)乘以擋位，所以段阻值約為9xlQ=9Q。

(2)［2］滑動(dòng)變阻器需要采用分壓法接入電路，所以選擇阻值較小的D方便調(diào)節(jié)。

(3)［3］電流表G2內(nèi)阻己知，可以作為電壓表使用，設(shè)計(jì)電路圖如圖

（4）①⑷為了保護(hù)電路，兩電表均從0開始調(diào)節(jié)，所以滑動(dòng)變阻器在開關(guān)閉合前應(yīng)將觸頭移

動(dòng)至最左端。

④[5]根據(jù)歐姆定律

R=-^-

整理變形得

Z2=—^-7,

圖像斜率為

氏40

-

Rx+r280

解得

Rx-r,-10Q

例題2.（2020?四川省宜賓市四中高三下學(xué)期三診）幾位同學(xué)對(duì)一個(gè)阻值大約為590Q的未

知電阻尺進(jìn)行測(cè)量，要求較精確地測(cè)量電阻的阻值。有下列器材供選用：

A.待測(cè)電阻引

B.電壓表V（量程6V,內(nèi)阻約3kC）

C.電流表Ai（量程20mA,內(nèi)阻約5C）

D.電流表A2（量程10mA,內(nèi)阻約10Q）

E.滑動(dòng)變阻器R（0?20C,額定電流2A）

F.滑動(dòng)變阻器％（0-2000Q,額定電流0.5A）

G.直流電源E(6V,內(nèi)阻約IC)

H.多用表

I.開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)甲同學(xué)用多用表直接測(cè)量待測(cè)電阻的阻值如圖甲所示。若選用歐姆表“xlOO”檔位，則

多用表的讀數(shù)為—C;

(2)乙同學(xué)根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)如圖乙所示的測(cè)量電阻的電路，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇

(選填“RJ或);電阻測(cè)量值偏大的主要原因是造成的(選填“電流表內(nèi)

阻”或“電壓表內(nèi)阻”)；

(3)丙同學(xué)經(jīng)過(guò)反復(fù)思考，利用所給器材設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的測(cè)量電路，具體操作如下：

①按圖丙連接好實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R、&的滑片至適當(dāng)位置；

②開關(guān)S?處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)S”調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器品、R?的滑片，使電流表A2的示

數(shù)恰好為電流表Ai的示數(shù)的一半，讀出此時(shí)電壓表V的示數(shù)5和電流表A?的示數(shù)人。

③保持開關(guān)，閉合，再閉合開關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器&的滑片位置不變，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變

阻器&的位置，讀出此時(shí)電壓表V的示數(shù)3和電流表A2的示數(shù)12;

可測(cè)得待測(cè)電阻的阻值為，同時(shí)可測(cè)出電流表Ai的內(nèi)阻為(用口、5、

11、，2表示)；

(4)比較甲、乙、丙三位同學(xué)測(cè)量電阻&的方法中，同學(xué)的方案最有利于減小系統(tǒng)

誤差。

U,U.U,

【答案】(1).600⑵.品(3).電流表內(nèi)阻(4)-工(5)-泊―"⑹

丙

【解析】

(1)11]用歐姆表"X100”檔位，由圖示歐姆表表盤可知，多用表的讀數(shù)為6x1000=6()0。

(2)[2]滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器品

[3]由于電流表的分壓作用，導(dǎo)致電阻兩端電壓偏大，所以電阻測(cè)量值偏大，即電阻測(cè)量值

偏大的主要原因是電流表分壓

(3)[4]⑸設(shè)電流表A)的內(nèi)阻為r,,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟②可知

57&+2I再

根據(jù)步驟③可得

解得

RU/=區(qū)一三

x1

12,2/,212

⑹乙同學(xué)的設(shè)計(jì)方法中，實(shí)際測(cè)得的阻值為&與電流表內(nèi)阻的串聯(lián)阻值，測(cè)量值偏大，而

且電流表內(nèi)阻未知，相比而言，內(nèi)同學(xué)的方法更有利于減小系統(tǒng)誤差

突破2.和電阻的測(cè)量有關(guān)的實(shí)驗(yàn)

1.內(nèi)接法外接法，限流法和分壓法

實(shí)驗(yàn)兩種測(cè)量電路圖兩種控制電路圖考查熱點(diǎn)

(1)最精確的電阻測(cè)量方法——等效替代法

(2)最專一的電表內(nèi)阻測(cè)量方法——半偏法

①用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動(dòng)變阻

器串聯(lián),R>n<R*.

例題3.(2020?北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期6月二模)為測(cè)量某金屬絲的電阻率，小明同學(xué)

設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種實(shí)驗(yàn)方案，已知電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持不變。

(1)小明先進(jìn)行了如圖甲方案的測(cè)量。

①他首先用米尺測(cè)出接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度/=50.00cm,再利用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲直徑,

示數(shù)如圖所示，則金屬絲直徑的測(cè)量值d=mm。

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片分別處于不同的位置，并依次記錄了兩電表的

測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)他己經(jīng)標(biāo)在如圖所示的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)你標(biāo)出余

下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出U-/圖線一—。

實(shí)驗(yàn)次

123456

數(shù)

UN0.901.201.501.802.102.40

Z/A0.180.240.310.370.430.49

L7V

③該方案測(cè)得的金屬絲的電阻率〃=Qm（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（2）小明又進(jìn)行了如圖乙方案的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)S后，他可以通過(guò)改變接線夾（即

圖乙中滑動(dòng)變阻器符號(hào)上的箭頭）接觸金屬絲的位置以控制接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度，并通

過(guò)改變電阻箱接入電路中的阻值H，保持電流表示數(shù)不變。記錄電阻箱接入電路中的阻值R

和對(duì)應(yīng)接入電路中金屬絲長(zhǎng)度心的數(shù)據(jù)，并在Rd坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，作出R-L的圖線如圖

所示。請(qǐng)用金屬絲的直徑乩R-L圖線斜率的絕對(duì)值人和必要的常數(shù)，寫出該金屬絲電阻率

測(cè)量值的表達(dá)式?=________O

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明同學(xué)長(zhǎng)時(shí)間保持電路閉合。請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，分析說(shuō)明這樣的操

作對(duì)電阻率的測(cè)量有何影響

（4）電表的內(nèi)阻可能對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，請(qǐng)你分別就這兩種方案說(shuō)明電表內(nèi)阻對(duì)電阻率

測(cè)量結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響—:若產(chǎn)生影響，將導(dǎo)致電阻率的測(cè)量結(jié)果偏大還是偏小_____。

(3).0.96x10、1.0x1。"

（4）,生krd生2（5）.長(zhǎng)時(shí)間通電，金屬絲產(chǎn)生焦耳熱、溫度升高，導(dǎo)致所測(cè)電阻率比其處于

4

環(huán)境溫度下的偏大（6）.甲方案，由于電壓表分流，導(dǎo)致電流表測(cè)量值偏大，電阻的測(cè)量

值偏小，電阻率測(cè)量值偏小；乙方案中電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響（7）.甲方案偏小;

乙方案，沒有影響

【解析】

⑴①口］螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0+(35.7，B6.0)x0.01mm=0.3570.360mm?

②⑵畫出u-/圖線為

③⑶由U-/圖線可得電阻

2.40-0.50

R=Q=4.87Q

0.49-0.10

根據(jù)R=與S=Q得金屬絲的電阻率

S4

R兀『

P=--------

3/

代入數(shù)據(jù)解得金屬絲的電阻率為0.96x10-6~10xl(y6Q.m。

(2)[4]電流表示數(shù)不變,說(shuō)明電阻箱和金屬絲的總電阻是一個(gè)定值R',故

L

RR+p

7rd2

4

得

L

R=R-p

71dl

4

有

k=P

d'

4

電阻率表達(dá)式為

kitd2

(3)[5]長(zhǎng)時(shí)間通電，金屬絲產(chǎn)生焦耳熱、溫度升高，導(dǎo)致所測(cè)電阻率比其處于環(huán)境溫度下的

偏大。

(4)|6][7|甲方案，由于電壓表分流，導(dǎo)致電流表測(cè)量值偏大，電阻的測(cè)量值偏小，電阻率

測(cè)量值偏??；乙方案中電表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響。

例題4.(2020?山東省濱州市高三下學(xué)期二模)某特種玻璃廠生產(chǎn)調(diào)光玻璃是一款將液

晶膜復(fù)合進(jìn)兩層玻璃中間，經(jīng)高溫高壓膠合后一體成型的夾層結(jié)構(gòu)的新型特種光電玻璃產(chǎn)品。

使用者改變其電壓可控制玻璃的透明度。為了使玻璃的透明度隨光照強(qiáng)度變化而變化，可采

用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)

弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為L(zhǎng)x)。某光敏電阻在不同照度下的阻值如圖所示：

(1)由圖像可以看出，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而；(填"增大”或"減

小”)

(2)為了當(dāng)照度上升時(shí)，調(diào)光玻璃(可視為阻值極大的電阻)兩端所加電壓變大，請(qǐng)同學(xué)根

據(jù)圖中提供的器材，設(shè)計(jì)并補(bǔ)全下面電路。為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；

()

(3)若光敏電阻與定值電阻串聯(lián)總電壓3V,照度上升至l.OLx,要求玻璃兩端電壓上升至2V,

則定值電阻阻值應(yīng)為kQ?

【答案】⑴.減小(2).(3).4.0

【解析】

(1)[1]由圖像可以看出，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減??；

(2)⑵當(dāng)照度上升時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路

中的電流變大，定值電阻兩端的電壓變大；根據(jù)串聯(lián)分壓可知光敏電阻兩端的電壓變小，而

調(diào)光玻璃(可視為阻值極大的電阻)兩端所加電壓變大，所以調(diào)光玻璃與定值電阻并聯(lián)；題

中要求滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，所以電路圖如圖所示

(3)[3]由圖像可以看出，照度上升至l.OLx時(shí)，光敏電阻的阻值為2.0kQ,根據(jù)串聯(lián)分壓可

知光敏電阻兩端的電壓為IV,所以定值電阻阻值應(yīng)為4.0KQ。

突破3.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)原理考查熱點(diǎn)

①考電路：電路設(shè)計(jì)

或選擇、實(shí)物連線或

測(cè)定電①伏安法：E=U+/r

改錯(cuò)，器材選擇

源的電②安阻法：￡=/（/?+②考作圖：描點(diǎn)連線

二（伏安法）

，）畫圖線

動(dòng)勢(shì)和

---|i---cr<----

③伏阻法:③考運(yùn)算：由u-i

內(nèi)阻

或/T—R或［/T-R

1圖象，求E、r

例題5.（2020?湖南省長(zhǎng)望瀏寧四縣高三下學(xué)期4月聯(lián)考）某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示電路測(cè)

量電源E的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，圖中電壓表V的最大量程為3V,虛線框內(nèi)為用電流計(jì)G改裝的

電流表.

UN

⑴已知電流計(jì)G的滿偏電流IG=200mA,內(nèi)阻立=0.30￡1,電路中已將它改裝為最大量程600

mA的電流表，則R尸__C（結(jié)果取二位有效數(shù)字）.

（2）通過(guò)移動(dòng)變阻器R的滑片，得到多組電壓表V的讀數(shù)U和電流計(jì)G的讀數(shù)，作出如圖乙

的圖象.某次測(cè)量時(shí)，電旅表V的示數(shù)如圖丙，則此時(shí)通過(guò)電源E的電流為—mA結(jié)果取

三位有效數(shù)字）；電源E的電動(dòng)勢(shì)等于—V,內(nèi)阻等于（結(jié)果取三位有效數(shù)字）.

（3）若用來(lái)改裝電流表的電阻R1的實(shí)際阻值略小于計(jì)算值，則對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)測(cè)量的結(jié)果

（填“有”或“沒有”）影響.

【答案】⑴.0.15(2).300⑶.2.93⑷.1.00⑸.沒有

【解析】

（1）根據(jù)歐姆定律可知：IGrG=（I-IG）R,,帶入數(shù)據(jù)解得：R=0」5Q.

（2）根據(jù)丙圖可知電壓表讀數(shù)為2.6V；根據(jù)圖乙可知電流計(jì)的讀數(shù)為100mA,通過(guò)電阻

Ri的電流等于通過(guò)電流計(jì)G電流的2倍，則電路的總電流為300mA；根據(jù)圖像可知，電源

的電動(dòng)勢(shì)為：E=2.93V,因改裝的電流表的內(nèi)阻為&=黑二探0=0.KI；則電源內(nèi)阻

11^^=1.00。.

（3）電源電動(dòng)勢(shì)等于電流表讀數(shù)為零時(shí)電壓表的讀數(shù)，可知電表改裝時(shí)，若用來(lái)改裝電流

表的電阻R的實(shí)際阻值略小于計(jì)算值，則對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)測(cè)量的結(jié)果無(wú)影響；

例題6.（2020?山東卷）實(shí)驗(yàn)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對(duì)“測(cè)量電

源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

干電池一節(jié)（電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻小于1C）；

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約3k。）；

電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約1C）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20C）；

定值電阻％（阻值2C）；

定值電阻險(xiǎn)（阻值5Q）；

開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

⑴該小組按照?qǐng)D甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近

滿偏，記錄此過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在U-/坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖乙所

示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是。（單選，填正

確答案標(biāo)號(hào)）

A.電壓表分流

B.干電池內(nèi)阻較小

C.滑動(dòng)變阻器最大阻值較小

D.電流表內(nèi)阻較小

(2)針對(duì)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問(wèn)題，該小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方

案，重新測(cè)量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。

序號(hào)1234567

//A0.080.140.200.260.320.360.40

UN1.351.201.050.880.730.710.52

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：

①答題卡的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出前4組數(shù)

據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出U-I圖像。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為(填或“治”)。

③用筆畫線代替導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按照改進(jìn)后的方案，將實(shí)物圖連接成完整電路

8

??nin

.6mn\…

4SUIumniamn;

nn;—

【答案】BI0Ri

OX:::::ST

ffis:s;;nsins::：5s：8

06二二

04?m?????????：?m??盤￡|

02

01020304050607//A

【解析】(1)電壓表示數(shù)變化過(guò)小，則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故選B。

⑵①根據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖像如圖；

17

s?i:：8：Km?n:?sss:i:：8a

I2、卜…Wtffl

I0

：：：：：：：：：：：U?：：：：：：：：：ZU：：：：：：：：

OR：：；：：；：；：：：；：；；：

06S8KnSi!3■■?E■?n0??!?

04—MBM,.i；,r,,i

02HirtH

°010203040506(>7//A

i58

②由圖像可知r+R定=fh=2.63。，電源內(nèi)阻小于1Q,則定值電阻大于L63C,可知定

0.6

值電阻為％；

③定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖;

突破4.電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

1.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成可以（或易于）測(cè)

量的物理量進(jìn)行測(cè)量，然后再反求待測(cè)物理

量的值，這種方法叫轉(zhuǎn)換測(cè)量法（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換法法）.如在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然

無(wú)法直接測(cè)量電阻率，但可通過(guò)測(cè)量金屬絲

解決電學(xué)

的長(zhǎng)度和直徑，并將金屬絲接入電路測(cè)出其

設(shè)計(jì)型實(shí)電阻，然后再計(jì)算出它的電阻率

驗(yàn)常用的用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的己知量替代被測(cè)量，通過(guò)調(diào)整

替代法標(biāo)準(zhǔn)量，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀

三種方法

態(tài)，則被測(cè)量等于標(biāo)準(zhǔn)量

研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系

時(shí)，要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變，分

控制變

別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系，

量法然后再歸納總結(jié)，如探究影響導(dǎo)體電阻的因

素實(shí)驗(yàn)

②若測(cè)電月E表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，

R?.

例題7.為了精確測(cè)量一電阻的阻值R,現(xiàn)有以下器材：蓄電池組E,電流表A,電壓表

V,滑動(dòng)變阻器R,電阻箱Rp,開關(guān)$、S2,導(dǎo)線若干.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電

路，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：

A.閉合S”斷開S2,調(diào)節(jié)R和/?「，使電流表和電壓表的示數(shù)適當(dāng)，記下兩表示數(shù)分

別為八、5；

B.保持與閉合、心阻值不變，閉合S2,記下電流表和電壓表示數(shù)分別為上、S.

(1)按圖甲所示的電路圖將如圖乙所示的實(shí)物連成電路.

(2)被測(cè)電阻的阻值上=(用兩電表的示數(shù)表示).

(3)由于電流表、電壓表都不是理想電表，則被測(cè)電阻的阻值上的測(cè)量值________真實(shí)

值(選填“大于”“小于”或“等于").

【答案】(1)見解析圖(3)等于

【解析】(1)如圖所示.

（2）由題意易知R/>=華，義Rp、&并聯(lián)的阻值為/?#=牛，又聯(lián)立解得以

412Kp0K*

U\U1

~U,l2-U2K

（3）若考慮電流表和電壓表不是理想電表，則在分析時(shí)應(yīng)考慮電壓表的內(nèi)阻，即在第（2）

問(wèn)的分析中學(xué)表示的就是即和Ry并寐時(shí)的總電阻，結(jié)合后面的分析可知此時(shí)心的測(cè)量值

h

仍等于真實(shí)值.

例題8.（2020?內(nèi)蒙古包頭市高三下學(xué)期一模）“新冠疫情”期間，用電子體溫計(jì)監(jiān)測(cè)體

溫成為檢測(cè)人體是否感染冠狀病毒的重要手段。電子體溫計(jì)利用某些物質(zhì)的物理參數(shù)，如電

阻、電壓、電流等，與環(huán)境溫度之間存在的確定關(guān)系，將體溫以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。如圖，

甲圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖，用以測(cè)量25.0°C-80.0°C范圍內(nèi)環(huán)境的溫度。所用器材有：熱

敏電阻RT,其標(biāo)稱值（25.0°C時(shí)的阻值為900.0C）；電源20V,內(nèi)阻可忽略；滑動(dòng)變阻器（最

大阻值為10。）；電阻箱阻值范圍0-999.9Q）；單刀開關(guān)Si,單刀雙擲開關(guān)S2,圖中。

為電表。實(shí)驗(yàn)時(shí)，按電路圖連好電路，將熱敏電阻放在溫控箱內(nèi)，先將溫度調(diào)為80.0°C,將

S2與1端接通，閉合，，調(diào)節(jié)合的滑片位置，電路中電表示數(shù)為某一定值X；保持品的滑

片位置不變，將&置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R?，使電表讀數(shù)仍為X；斷開S”

記下此時(shí)&的讀數(shù)，逐步降低溫控室的溫度r,得到相應(yīng)溫度下&的阻值，直至溫度降到

25.0C實(shí)驗(yàn)得到R2-t的數(shù)據(jù)見表。

Ra/fi

甲乙丙

t/V25.030.040.0c50.060.070.080.0

900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

回答下列問(wèn)題:

(1)實(shí)驗(yàn)室中提供有以下規(guī)格電表：①電流表Ai(0-0.6A,0.2。)，②電流表A2(0-3A,

0.04Q),③電壓表V(10V,1000Q)o實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的電表為(填器材前的數(shù)字

編號(hào))；

(2)在閉合&前，圖甲中R的滑片應(yīng)移動(dòng)到(填''左"或“右”)端；

⑶在圖乙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出&-工的曲線;

(4)將刈握于手心，手心溫度下&的相應(yīng)讀數(shù)如圖丙所示，該讀數(shù)為。，則手心

溫度為C?

【答案】⑴.③(2).左(4).580.0(5).34

或35

【解析】

(1)[1]如果接電流表,熱敏電阻Rr，其標(biāo)稱值(25.0℃時(shí)的阻值為900.0C)；電源20V,

可得，通過(guò)熱敏電阻的電流約為

1=—A?0.02A

900

比兩電流表的量程小得多，不易準(zhǔn)確測(cè)量，故不選①②;

電壓表V內(nèi)阻與熱敏電阻的阻值相差不多，而量程為電源一半，可以準(zhǔn)確測(cè)量，故選③

(2)[2]為了安全，在在閉合與前，分壓電路的電壓應(yīng)該為0,所以圖甲中凡的滑片應(yīng)移

動(dòng)到左端；

(3)[3]在圖乙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出的曲線，如圖所示

400

O20.040060.08Q0100.0冏

(4)[4]將RT握于手心，手心溫度下&的相應(yīng)讀數(shù)如圖丙所示，該讀數(shù)為

/?=(5x100+8x10+0x1+0x0.l)Q=580.0Q

[5]當(dāng)尼=580.0。時(shí)，由(3)空中圖可知，手心溫度為34"C或35七

實(shí)戰(zhàn)演練

1.(2020?廣東佛山二模)小明手里有一塊多用電表A,其功能完好，但刻度值已不清晰。

他想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定該多用表(簡(jiǎn)稱A表，下同)“X10C”擋歐姆調(diào)零后的內(nèi)阻品和內(nèi)置電

源的電動(dòng)勢(shì)E。

他找來(lái)了另一個(gè)多用電表B(簡(jiǎn)稱B表，下同)、一個(gè)電阻箱、一個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線作為

實(shí)驗(yàn)的器材。

多用表A多用表B

甲

乙

實(shí)驗(yàn)的操作如下:

(1)小明將A表調(diào)到“X10C”擋，將B表調(diào)至U“mA”擋，準(zhǔn)備如圖(甲)將所有的器材串

聯(lián)起來(lái)作為實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)你在圖中連好剩余的導(dǎo)線；

(2)先使用B表的電流擋測(cè)量A表“X10。”擋的滿偏電流。將電阻箱阻值調(diào)為0,將

A表調(diào)到歐姆擋“X10C”擋位置。幾次試測(cè)后，確定B表應(yīng)使用“10mA”擋，調(diào)節(jié)A表的

歐姆調(diào)零旋鈕直至A表滿偏，此時(shí)B表的讀數(shù)如圖(乙)所示，記錄下B表讀數(shù)為

mA；

(3)斷開開關(guān)，保持A、B表?yè)跷徊蛔?，將A表短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后重

新連入原來(lái)電路。

(4)調(diào)節(jié)電阻箱，閉合開關(guān)，當(dāng)B表讀數(shù)為6.0mA時(shí)，讀出電阻箱阻值為R(C)；繼續(xù)

調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)B表讀數(shù)為4.0mA時(shí)，讀出電阻箱阻值為R?(C)；

(5)斷開電路，整理器材。

根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，可算出A表“X10?！睋鮾?nèi)置電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,A

表“X10C”擋歐姆調(diào)零后的內(nèi)阻&=。，B表量程“10mA”擋的內(nèi)電阻RB=

C。(以上3空的結(jié)果用R、&表示)

【答案】⑴連線圖見解析(2)8.0(3)紅黑表筆

3(/?2~/?|)3(&-R|)

(A~250-22

【解析】⑴電路連線如圖;

多用表A多用表B

(2)因?yàn)锽表應(yīng)使用“10mA”擋，則B表讀數(shù)為8.0mA;

(3)斷開開關(guān)，保持A、B表?yè)跷徊蛔儯瑢表紅黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后重新

連入原來(lái)電路；

(5)設(shè)電表A歐姆X10擋的內(nèi)阻為則有

10=旨=8mA

設(shè)電表B量程為10mA擋的內(nèi)阻為RB,則

E

R)+RB+A=6mA

E

RO+RB+&=4mA

解得

2.(2020?河北唐山模擬)某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)量一電壓表V的內(nèi)阻(約為30kQ),已知電壓表

量程約25?35V,表盤共有30個(gè)均勻小格。

—?電源i—

（1）首先該小組用電阻刻度中間值為30的多用表粗測(cè)該表的內(nèi)阻。

①請(qǐng)你用實(shí)線連接兩表筆和電壓表接線柱；

②在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率（選填“XI擋”“X10

擋”“X100擋