專題10電學(xué)實驗中圖像解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實驗】各類電學(xué)實驗【方法總結(jié)提升】1、考查類型①描點作圖題：單位長度恰當，數(shù)據(jù)盡可能分散，平滑曲線連接，大多數(shù)點過連線。②看圖象找結(jié)論：看圖找出兩個量之間的關(guān)系。③非線性轉(zhuǎn)換成線性圖象解決問題④分析圖象斜率、截距、面積、特殊點物理意義題⑤畫圖象解決問題2、高考大綱要求的電學(xué)實驗內(nèi)容與函數(shù)圖象對照表內(nèi)容函數(shù)圖象實驗：測定金屬的電阻率實驗：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻【例題1】某實驗小組在電壓表、電流表、電阻箱等實驗器材中選一些來測量干電池組的電動勢與內(nèi)阻。（3）你認為以上方案測量的內(nèi)阻哪一個更接近真實值（填“甲”或“乙”）。【解析】（1）多用電表的歐姆擋的電源正極與黑表筆連接，電源負極與紅表筆相連，測電壓表內(nèi)阻時應(yīng)紅表筆與電壓表的負極相連；電阻讀數(shù)為（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律化簡整理得(本問中電流表內(nèi)阻的影響屬于誤差分析范疇)（3）甲方案中，誤差來源于電壓表分流，由于電壓表內(nèi)阻很大，分流較小，乙方案中電流表分壓，其內(nèi)阻相比電源內(nèi)阻分壓較大，相比較而言，甲方案的誤差較小,更接近真實值；【例題2】某同學(xué)設(shè)計了一個測量液體電阻率的實驗，他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖甲所示，兩電極相距L，其間充滿待測的河水，安裝前他用游標卡尺測量玻璃管的內(nèi)經(jīng)，測量結(jié)果為D。所用儀器：量程15V、內(nèi)阻約300kΩ的電壓表量程200μA、內(nèi)阻約50Ω的電流表最大阻值為1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻約為r=6Ω的電池組，開關(guān)等各一個，以及導(dǎo)線若干圖乙坐標中包括坐標為（0,0）的點在內(nèi)的9個點表示他較為準確測得的9組電流I、電壓U的值，在坐標中已作出圖線。根據(jù)以上材料完成以下問題：①由圖線得液體的電阻R=kΩ②圖丙中的儀器實物已部分連線，請完成剩余部分的連接，保證能測出圖乙數(shù)據(jù)。③開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至（填“A”或“B”）端。④求出液體的電阻率ρ=（用題中給出的字母D、L、R及數(shù)學(xué)常數(shù)表示）?！窘馕觥浚?）①由圖線得液體的電阻為②實物圖為③為保護電路，開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至A端；④由電阻定律有解得【例題3】．小明在超市中發(fā)現(xiàn)兩種品牌的5號干電池，他利用電流表和電壓表設(shè)計實驗，分別測定一節(jié)這兩種品牌干電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）實驗時有開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A．電壓表（0—3V，內(nèi)阻約為1kΩ）B．電流表（0—3A，內(nèi)阻為0.2Ω）C．電流表（0—0.6A，內(nèi)阻為0.5Ω）D．滑動變阻器（0－20Ω，允許通過的最大電流為1A）E．滑動變阻器（0－200Ω，允許通過的最大電流為0.5A）實驗中電流表應(yīng)選用；滑動變阻器應(yīng)選用。（均填相應(yīng)器材前的字母）（2）請選擇小明應(yīng)該選擇的實驗電路是圖（填“甲”或“乙”）。A．B．C．D．【答案】CD乙0.33（0.30~0.40均可）AD#DA【解析】（1）從圖像可知測量的電流不超過0.6A，故電流表選C；0－200Ω的滑動變阻器阻值太大，調(diào)節(jié)不方便，故滑動變阻器選D；AB．輸出功率與外電路電阻的關(guān)系為CD．輸出功率與路端電壓的關(guān)系為故選AD。【例題4】某同學(xué)用如圖所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻r，R為電阻箱。實驗室提供的器材如下：電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ），電阻箱（限值范圍0~999.9Ω）；開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）根據(jù)圖中的電路圖，將器材連接成實驗電路；（2）實驗時，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)；（4）關(guān)于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是（單選）A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B．同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C．本實驗用圖像法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D．如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小偶然誤差【答案】2.8/2.90.65/0.66/0.67/0.68/0.69/0.70/0.71/0.72/0.73/0.74C【解析】（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律有可得可知，圖像的斜率和截距分別為結(jié)合圖像可知解得（4）A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，A錯誤；B．同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，B錯誤；C．本實驗用圖像法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差，C正確；D．如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差，D錯誤。故選C。1．汽車在高架橋上時，導(dǎo)航說右轉(zhuǎn)，而實際上右邊根本沒有右轉(zhuǎn)出口，這是因為導(dǎo)航無法判斷汽車是否在橋上。一些智能手機中配有氣壓傳感器，氣壓傳感器的電阻會隨所處環(huán)境氣壓的變化而變化，所處的高度不同，氣壓不同，這樣就可以很好地輔助導(dǎo)航來判斷汽車所處的高度，避免錯誤導(dǎo)航。某實驗小組在室溫下用以下器材探究氣壓傳感器的阻值隨氣壓變化的規(guī)律。A．氣壓傳感器P（阻值變化范圍從幾歐到十幾歐）；B．直流電源，電動勢為3V，內(nèi)阻不計；F．開關(guān)與導(dǎo)線若干。（1）小明設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路原理圖，請在圖乙中用連線將實物補充完整?！窘馕觥浚?）如圖甲所示，電路圖為分壓式接法，且電流表內(nèi)接，故作圖如下（2）由閉合電路歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)解得（3）由圖可知，和壓強的關(guān)系表達式為一次函數(shù)，設(shè)表達式為根據(jù)圖像可得斜率為則有則和壓強的關(guān)系表達式為（3）該小組對實驗進行誤差分析：若電流表的內(nèi)阻不可忽略，步驟（2）中得到的電源內(nèi)阻的測量值真實值（填“大于”“等于”或“小于”）?！窘馕觥浚?）螺旋測微器讀數(shù)為根據(jù)電阻公式可得（2）由閉合電路歐姆定律可得整理得結(jié)合圖像可得解得（3）若考慮電流表內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律可得通過截距計算電源內(nèi)阻偏大，相當于把電流表內(nèi)阻和電源內(nèi)阻一起等效為電源內(nèi)阻測出。3．某實驗小組同學(xué)想測量一個約幾歐姆電阻的阻值，實驗室提供的器材：A．電池組（電動勢為）G.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）為了減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選，電流表應(yīng)選（填寫所選器材前的序號）。（2）要使得測量誤差最小，他們測量是采用如圖哪種接法?！敬鸢浮緽DC5.4偏小【解析】（1）由于電池組的電動勢為，為了減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選B，由于待測電阻約幾歐姆，由歐姆定律可知，電路中最大電流則電流表應(yīng)選D。（2）要使得測量誤差最小，由于待測電阻較小，應(yīng)采用電流表外接法，電壓表和電流表示數(shù)從0開始變化，滑動變阻器采用分壓接法。故選C。由于電壓表的分流，所測電流偏大，則電阻的測量結(jié)果與真實結(jié)果相比偏小。4．實驗小組利用伏安法測量電阻R的阻值，除開關(guān)、若干導(dǎo)線外實驗室還提供以下儀器。F．滑變阻器（最大阻值為100，允許通過最大電流為1A）G．滑變阻器（最大阻值為100，允許通過最大電流為0.3A）H．多用電表實驗過程如下，請回答與實驗過程中相關(guān)的問題：（1）首先粗測電阻，將多用電表選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至歐姆“”擋，并進行歐姆調(diào)零，測得的電阻如圖甲所示，則的阻值約為；（2）實驗要將靈敏電流表G和電阻箱串聯(lián)改裝成量程為3V電壓表，電阻箱阻值需調(diào)至；（3）選擇合適儀器，使測量數(shù)據(jù)盡可能多，請在方框中畫出設(shè)計電路圖；【答案】5.05800

6.0等于【解析】（1）由圖知的電阻約為（2）靈敏電流表改裝成量程為電壓表，擴大倍數(shù)串聯(lián)電阻（3）電阻最大電流電流表量程過大，電流表應(yīng)選；由于改裝電壓表內(nèi)阻已知，可以根據(jù)兩個電流表讀數(shù)得到待測電阻的實際值，電流表應(yīng)外接；要求測量數(shù)據(jù)盡可能多，應(yīng)采用分壓式，選用滑動變阻器，電路圖如圖所示：（4）由可得解得Rx≈6.0Ω由于采用圖像斜率求得電阻，故測量值等于其真實值。5．節(jié)日的彩燈扮靚了我們的城市，彩燈由許多小彩燈串聯(lián)后接在照明電路上，形成一串五光十色的彩燈帶，下圖是一個小彩燈的圖片，當彩燈帶中一個小彩燈燈絲燒斷后，彩燈帶卻不會熄滅，其原因是：小彩燈內(nèi)有一根表面涂有絕緣物質(zhì)的細金屬絲與燈絲并聯(lián)，當燈絲正常發(fā)光時，金屬絲與燈絲支架不導(dǎo)通；當燈絲燒斷時，金屬絲與燈絲支架瞬間導(dǎo)通，其他小彩燈仍能發(fā)光，小明找來一串彩燈帶進行探究實驗（其中有一個小彩燈的燈絲已燒斷）。實驗室還提供下列器材：A．電流表A（量程0~0.6A，內(nèi)阻不計）B．電壓表V（量程015V，內(nèi)阻約2kΩ）C．滑動變阻器R（阻值0~10Ω，額定電流1A）D．電源（E=10V，內(nèi)阻很?。〦.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）取下燈絲已燒斷的小彩燈，把燈帶接在照明電路上，發(fā)現(xiàn)燈帶（選填“亮”或“不亮”）。（2）小明要測量小彩燈燈絲的伏安特性曲線。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲實物電路連接完整。（3）正確操作測得實驗數(shù)據(jù)，記錄如下表。在圖乙中，作出燈絲燒斷前的伏安特性曲線。實驗序號12345678電壓表示數(shù)U/V0.41.02.03.04.05.06.07.5電流表示數(shù)I/A0.100.190.270.330.370.400.420（4）燈絲燒斷前小彩燈的電阻隨著其兩端電壓的增大而。（5）實驗中發(fā)現(xiàn)，燈絲燒斷后，小彩燈并沒有導(dǎo)通，其原因可能是?！窘馕觥浚?）取下燈絲已燒斷的小彩燈后，燈帶斷路，把燈帶接在照明電路上，燈帶不亮（2）測量小彩燈燈絲的伏安特性曲線，電壓需要從零開始變化，因此滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法，電流表內(nèi)阻不計則不分壓，因此采用內(nèi)接法，實物電路連接如下（3）根據(jù)測得實驗數(shù)據(jù)，描點，連線，作出燈絲燒斷前的伏安特性曲線如下（5）實驗中燈絲燒斷時彩燈兩端電壓約為7.5V，遠小于實際使用時燈絲燒斷后彩燈兩端的電壓220V，不能將絕緣層擊穿，所以電路不能導(dǎo)通611．疊層電池具有體積小輸出電壓高的特點，某實驗小組欲測量一塊疊層電池的電動勢和內(nèi)阻，所用器材如下：待測疊層電池（電動勢約為，內(nèi)阻約為十幾歐）；定值電阻（約為幾十歐）；開關(guān)一個、單刀雙擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。（2）如圖所示是乙、丙兩位同學(xué)設(shè)計的測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖，其中（填“乙”或“丙”）同學(xué)的實驗電路更加合理。【解析】（1）將K接到1端調(diào)整為K接到2端，改變滑動變阻器阻值，電流表的讀數(shù)不變，則開關(guān)調(diào)整前后總電阻不變，則R0=9999.99949.9=50（2）若選擇乙同學(xué)的電路圖，為保證測量值不超過電流表的量程，則調(diào)節(jié)范圍約為0.9mA~1.0mA之間，測量范圍過??；丙同學(xué)電路圖中，電流表與定值電阻并聯(lián)后，相當于擴大電流表的量程，調(diào)節(jié)范圍更大，更合理。（3）按丙同學(xué)所選的電路圖分析推到得電動勢表達式變形整理可得根據(jù)已知條件可得解得7．（1）在“練習(xí)使用多用電表”的實驗中，小明同學(xué)用歐姆擋去測量“220V、60W”的白熾燈不發(fā)光時的燈絲電阻，將選擇開關(guān)調(diào)至歐姆擋“×10”擋，并進行正確操作后，指針位置如圖所示，則該白熾燈的燈絲電阻為Ω。（2）在“金屬絲電阻率的測量”實驗中，小明同學(xué)用米尺測出金屬絲的長度l，用螺旋測微器測量其直徑d如圖所示，則直徑d=mm；經(jīng)粗測金屬絲的電阻約為5Ω，為了使測量更加準確，他用伏安法測量該金屬絲的電阻，所用的電路如圖所示，圖中電壓表的右端應(yīng)與（選填“a”或“b”）點連接；電路連接正確后，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U和I，該金屬絲的電阻率ρ=（結(jié)果用題中字母表示）。（3）某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和桔子制作了“水果電池”，經(jīng)粗測電動勢約為0.85V，他們再用如圖所示的實驗電路測量該電池的電動勢E和內(nèi)阻r。圖中電流表A1內(nèi)阻為100Ω，量程0~100μA；電流表A2內(nèi)阻為50Ω，量程0~600μA；滑動變阻器R0最大阻值5kΩ。①現(xiàn)有兩定值電阻：R1=100Ω、R2=9900Ω，實驗中R應(yīng)選擇定值電阻（選填“R1”或“R2”）；②根據(jù)兩個電流表A1和A2測量的多組數(shù)據(jù)，描點作出I1I2圖像，如圖所示。由圖像可求得該水果電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=Ω（計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）?！窘馕觥浚?）歐姆表的讀數(shù)為指針所指刻度乘以倍率，所以圖示電阻值為（2）螺旋測微器的讀數(shù)為固定刻度與可動刻度之和，所以由于待測金屬絲的阻值較小，所以電流表應(yīng)采用外接法，即電壓表右端應(yīng)與a點相連；根據(jù)電阻定律聯(lián)立可得（3）由圖可知，A1與R串聯(lián)改裝成大量程電壓表，且電源電動勢約為0.85V，所以R應(yīng)選阻值較大的R2，此時電壓表的量程為根據(jù)閉合電路歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)可得結(jié)合圖像可得解得8．某實驗小組用電流表G和電阻箱進行一系列實驗，分別是測量電流表的內(nèi)阻、改裝電壓表和測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材如下：A．電流表G：滿偏電流Ig=0.15mA，內(nèi)阻未知B．電流表AC．電阻箱R：最大阻值為9999.9Ω，D．電源：電動勢E=1.2V，內(nèi)阻可忽略不計E.待測臍橙水果電池：電動勢約為0.6V，內(nèi)阻約為1000ΩF.導(dǎo)線開關(guān)若干（I）測量電流表G的內(nèi)阻Rg①按如圖甲所示的電路圖連接好電路，先將電阻箱R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，使電流表A的示數(shù)大于量程的，且兩電流表的示數(shù)都沒有超過量程，讀出電流表A的示數(shù)為I0，電阻箱的示數(shù)為R1：②保持開關(guān)S1閉合，再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，使電流表A的示數(shù)仍為I0，讀出電阻箱的示數(shù)R2；（II）用該電流表G和電阻箱R改裝一個電壓表（III）用該電流表G和電阻箱R測量臍橙水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r①按圖乙所示的電路圖連接好電路，電路還有部分沒有畫出（包括電流表G和電阻箱R）；根據(jù)實驗回答下列問題：（1）電流表G內(nèi)阻的表達式為Rg=（用R1、R2表示）；（2）通過以上測量得到電流表G內(nèi)阻為Rg=100Ω，用電流表G和電阻箱R改裝成量程為1V的電壓表，應(yīng)將電阻箱R與電流表G（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），將電阻箱R的阻值調(diào)到Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；【解析】（1）由于閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2與保持開關(guān)S1閉合，再閉合開關(guān)S2兩種情況中，電流表A的示數(shù)均為I0，表明兩種電路中的總電阻相等，即電流表G內(nèi)阻的表達式為（2）改裝電壓表時，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，可知，應(yīng)將電阻箱R與電流表G串聯(lián)；用電流表G和電阻箱R改裝成量程為1V的電壓表，將電阻箱R的阻值調(diào)到（3）實驗中需要測電流表的電流與電阻箱的讀數(shù)，作出電路圖，如圖所示根據(jù)閉合電路歐姆定律有則有結(jié)合圖像有解得9．某實驗小組想盡量準確地測量一節(jié)舊電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗器材有：待測舊電池E；標準電池（內(nèi)阻已知）電壓表V（內(nèi)阻未知）單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干設(shè)計的電路圖如圖1所示：主要實驗步驟如下：①根據(jù)電路圖1，連接實驗器材；()回答下列問題：（1）在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實物圖。（3）對圖3由直線乙可得出舊電池的電動勢，?！窘馕觥浚?）根據(jù)電路圖1，連接實物圖如圖所示。（2）開關(guān)S撥到a，由閉合電路歐姆定律可得整理可得則題圖3中圖線甲的縱截距解得電壓表的內(nèi)阻為（3）同理題圖3中的圖線乙的表達式為則題圖3中圖線乙的縱截距斜率為其中解得舊電池的電動勢和內(nèi)阻分別為10．用伏安法測量電源電動勢和內(nèi)阻時，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按如圖甲所示的電路進行測量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。利用這個電路還可以對電壓表、電流表的內(nèi)阻進行測量。實驗室提供的器材有：電流表（內(nèi)阻約為），主要實驗步驟如下：②重復(fù)①操作，反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱和（與①中的電阻值不同），使電流計的示數(shù)為0，得到了多組；回答下列問題：（1）電流計的示數(shù)為0時，電路中和兩點的電勢和的關(guān)系為；（3）由圖乙可得電源的電動勢，內(nèi)阻。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（2）由于電流計的示數(shù)為零，所以電流表的示數(shù)等于電壓表的電流與電阻的電流之和，則在操作①中，通過電壓表的電流電壓表的內(nèi)阻為解得11．某實驗小組設(shè)計了探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系實驗。實驗室提供的器材如下：A．待測小燈泡（額定功率1.25W，額定電流0.5A）B．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻0.1Ω）C．電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約5kΩ）D．電壓表（量程0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）E．滑動變阻器（