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1、专题九电学实验专题九电学实验考情分析考情分析201520162017电学学实验T10：测电源的源的电动势和内阻和内阻T10：等效法：等效法测电阻，阻，电表的表的选取、取、图象法象法处理理实验数据数据T11：温控装置、：温控装置、热敏敏电阻、多用阻、多用电表表的使用、的使用、电路故障路故障分析分析命题解读命题解读本本专题有有四四个个实验，分分别为“决决定定导线电阻阻的的因因素素”、“描描绘小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性曲曲线”、“测量量电源源的的电动势和和内内阻阻”、“练习使用多用使用多用电表表”。从三年命。从三年命题情况看，命情况看，命题特点特点为：(1)注注重重基基础。如如基基本本仪器器的
2、的原原理理和和使使用用、实验器器材材的的选取取、电流流表表的的内内、外外接接法法及及滑滑动变阻阻器器的的连接接方方式式、电路路故故障障的的分析等。分析等。(2)提提倡倡创新新。如如测电阻阻用用图象象法法、替替代代法法等等灵灵活活应用用，考考查学生的学生的实验能力。能力。 整体难度偏难整体难度偏难，命题指数命题指数，复习目标是达复习目标是达B冲冲A。1.(2017江江苏苏溧溧水水高高级级中中学学摸摸底底)小小张和和小小明明测绘标有有“3.8 V0.4 A”小灯泡的伏安特性曲小灯泡的伏安特性曲线，提供的，提供的实验器材有：器材有：()A.电源源E(4 V，内阻，内阻约0.4 )B.电压表表V(2
3、V，内阻，内阻为2 k)C.电流表流表A(0.6 A，内阻，内阻约0.3 )D.滑滑动变阻器阻器R(010 )E.三个定三个定值电阻阻(R1 1 k，R22 k，R35 k)F.开关及开关及导线若干若干(1)小小明明研研究究后后发现，电压表表的的量量程程不不能能满足足实验要要求求，为了了完完成成测量量，他他将将电压表表进行行了了改改装装。在在给定定的的定定值电阻阻中中选用用_(选填填“R1”“R2”或或“R3”)与与电压表表_(选填填 “串串联”或或“并并联”)，完成改装。，完成改装。(2)小小张选好好器器材材后后，按按照照该实验要要求求连接接电路路，如如图1所所示示(图中中电压表表已已经过改
4、改装装)。闭合合开开关关前前，小小明明发现电路路中中存存在在两两处不不恰恰当的地方，分当的地方，分别是：是：_；_。图图1(3)正正确确连接接电路路后后，闭合合开开关关，移移动滑滑动变阻阻器器的的滑滑片片P，电压表表和和电流流表表的的示示数数改改变，但但均均不不能能变为零零。由由此此可可以以推推断断电路路中中发生生的的故故障障可可能能是是导线_(选填填图中中表表示示导线的的序序号号)出出现了了_(选填填“短路短路”或或“断路断路”)。答答案案(1)R2串串联(2)安安培培表表不不应内内接接滑滑片片不不应在在最最右右端端(3)8断路断路解解析析(1)电电压压表表的的量量程程为为2 V，内内阻阻为
5、为2 k，故故选选用用阻阻值值是是2 k的的R2与电压表串联后可达到实验的要求。与电压表串联后可达到实验的要求。(2)因因电电压压表表的的内内阻阻远远大大于于灯灯泡泡的的内内阻阻，故故电电流流表表应应该该外外接接；因因采采用用分分压压电电路路，故故滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动端端应应该该在在最最左左端端。故故电电路路中中存存在在两两处处不不恰恰当当的的地地方方，分分别别是是：安安培培表表不不应应内内接接，滑滑片片不不应应在在最最右右端。端。(3)出现此故障可能是导线出现此故障可能是导线8断路引起的。断路引起的。2.(2017江江苏苏如如东东高高级级中中学学第第二二次次学学情情调调研研)两两个个
6、阻阻值相相差差越越大大的的电阻阻并并联，其其并并联电路路的的总阻阻值就就越越接接近近于于阻阻值小小的的电阻阻，某某同同学学基基于于这一一事事实设计一一电路路(图2甲甲所所示示)测量量量量程程为3 V的的电压表内阻表内阻(内阻内阻为数千欧姆数千欧姆)。图图2实验室提供的器材有：室提供的器材有：电阻箱阻箱R(最大阻最大阻值99 999.9 )滑滑动变阻器阻器(最大阻最大阻值50 )直流直流电源源E(电动势6 V)开关开关1个个导线若干若干(1)按按电路路原原理理图甲甲，请在在图乙乙中中用用笔笔画画线代代替替导线，完完成成实物物电路的路的连接。接。(2)实验步步骤如下，并回答相如下，并回答相应问题：
7、按按电路原理路原理图甲甲连接接线路：路：将将电阻阻箱箱阻阻值调节为0，将将滑滑动变阻阻器器的的滑滑片片移移到到与与图甲甲中中最最_端端(填填“左左”或或“右右”)所所对应的位置，的位置，闭合开关合开关S；调节滑滑动变阻器，使阻器，使电压表表满偏；偏；保保持持滑滑动变阻阻器器滑滑片片的的位位置置不不变，调节电阻阻箱箱阻阻值，使使电压表表的的示示数数如如图丙丙所所示示，电压值为_V，记下下电阻阻箱箱的的阻阻值1 500 ；计算算电压表内阻表内阻为_。(3)将将测出出的的电压表表内内阻阻记为RV，与与电压表表内内阻阻的的真真实值RV相相比比，RV_RV(填填“”“”“理理由由见解析解析3. (201
8、7江江苏苏清清江江中中学学第第一一学学期期期期中中)如如图3所所示示，用用伏伏安安法法测电源源电动势和和内内阻阻的的实验中中，在在电路路中中接接一一阻阻值为2 的的电阻阻R0作作为保保护电阻阻，通通过改改变滑滑动变阻阻器器，得得到到几几组电表表的的实验数数据：据：图图3U(V)1.100.860.700.540.06I(A)0.100.160.200.240.36请完成下列完成下列问题(1)本本实验系系统误差主要因素是差主要因素是_；(2)用作用作图法在坐法在坐标系内作出系内作出UI图线；(3)利用利用图线，测得得电动势E_V，内阻，内阻r_；(4)电动势测量量值_真真实值，内内阻阻测量量值_
9、真真实值(选填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)。解解析析(1)所所测测电电压压为为滑滑动动变变阻阻器器和和电电流流表表的的电电压压之之和和，所所以以引引起起误差的主要因素为电压表的分流。误差的主要因素为电压表的分流。(2)用平滑曲线连接用平滑曲线连接，如图所示。如图所示。(4)由由图图示示可可知知，伏伏安安法法测测电电阻阻相相对对于于电电源源来来说说采采用用电电流流表表外外接接法法，由由于于电电压压表表分分流流作作用用，电电流流表表测测量量值值偏偏小小，当当外外电电路路短短路路时时，电电流流测测量量值值等等于于真真实实值值，电电源源的的UI图图象象如如图图所所示示，由由图图象象
10、可可知知，电电动动势势测测量量值值小小于于真真实实值值，电电源源内内阻阻测测量量值值小小于真实值。于真实值。答案答案(1)电压表的分流作用表的分流作用(2)作作图见解析解析(3)1.52(4)小于小于小于小于1.基本仪器的使用基本仪器的使用基本仪器的使用与读数基本仪器的使用与读数(1)电压表表应并并联、电流流表表应串串联在在电路路中中，且且电流流应由由正正接接线柱流入、柱流入、负接接线柱流出。柱流出。(2)开开始始实验前前，变阻阻器器的的触触头位位置置应保保证电路路中中用用电器器的的安安全全，即保即保证电路中流路中流过的的电流最小或加在用流最小或加在用电器两端的器两端的电压最小。最小。(3)多
11、多用用电表表：使使用用前前应检查指指针是是否否停停在在表表盘刻刻度度左左端端的的零零刻刻度度位位置置。若若不不指指零零，要要用用小小螺螺丝刀刀进行行机机械械调零零；红、黑黑表表笔笔要要分分别插插入入“”“”“”插插孔孔；根根据据测量量项目目，将将选择开开关关置置于于相相关关区域的适当量程上。区域的适当量程上。用用多多用用电表表测电阻阻：机机械械调零零第第一一步步，断断开开表表笔笔调螺螺母母；指指针指指向向时，根根据据阻阻值来来选挡；接接着着进行行电调零零，短短接接表表笔笔指指0 ，测时双双手手勿勿触触阻阻；测量量阻阻值高高精精度度，中中值附附近近去去读数数；以以后后每每次次换挡后后，均均要要重
12、重新新电调零零；勿勿忘忘得得数数乘乘倍倍率率，用用完完拨回回“OFF”挡。长期不用，期不用，还应把表内把表内电池取出。池取出。2.电表读数的基本方法电表读数的基本方法：测量量值最小刻度最小刻度小格数估小格数估读值。【例例1】 (2017无无锡锡天天一一中中学学模模拟拟)某某同同学学做做“描描绘小小灯灯泡泡的的伏伏安安特性曲特性曲线”的的实验。(1)该同同学学先先用用多多用用电表表粗粗测小小灯灯泡泡的的电阻阻，他他将将多多用用电表表的的选择开开关关打打到到欧欧姆姆挡“1”倍倍率率挡处，测量量结果果如如图4甲甲所所示示，则小灯泡的灯小灯泡的灯丝电阻阻为R_。(2)他他根根据据测量量结果果连接接好好
13、了了如如图乙乙所所示示的的实物物图，请根根据据图乙乙画出画出实验电路路图。图图4(3)调节滑滑动变阻阻器器得得到到了了两两组电流流表表与与电压表表的的示示数数如如图5中中的的、所所示示，电流流表表的的量量程程为0.6 A，电压表表的的量量程程为3 V。 所所 示示 读 数数 为 ： _、 _、 _、_。两。两组数据得到的数据得到的电阻分阻分别是是_和和_。图图5解解析析(1) 根根据据多多用用电电表表读读数数的的规规则则可可知知，小小灯灯泡泡的的电电阻阻为为R10 。(2)从从实实物物图图中中可可知知电电压压表表测测量量灯灯泡泡两两端端的的电电压压，电电流流表表采采用外接法，滑动变阻器采用分压
14、法，故电路图如图所示。用外接法，滑动变阻器采用分压法，故电路图如图所示。答案答案(1)10(2)见解析解析(3)0.10 A0.24 A2.00 V0.30 V3.0 8.33 【变变式式1】 (2017泰泰州州中中学学期期中中)(1)在在“测定定金金属属丝的的电阻阻率率”实验中中，某某同同学学用用游游标卡卡尺尺测了了金金属属丝长度度为L_cm；用螺旋用螺旋测微器微器测得金属得金属丝的直径，其示数的直径，其示数D_mm。图图6待待测金金属属丝的的阻阻值大大约为10 ，为测量量其其阻阻值，实验室室提提供供了了下下列可列可选用的器材用的器材A.电流表流表A1(量程量程300 mA，内阻，内阻约1
15、)B.电流表流表A2(量程量程0.6 A，内阻，内阻约3 )C.电压表表V1(量程量程3.0 V，内阻，内阻约5 k)D.电压表表V2(量程量程15.0 V，内阻，内阻约15 k)E.滑滑动变阻器阻器R1(最大阻最大阻值为10 )F.滑滑动变阻器阻器R2(最大阻最大阻值为500 )G.电源源E(电动势4 V，内阻可忽略，内阻可忽略)H.电键、导线若干若干(2)为了了尽尽可可能能提提高高测量量准准确确度度，电压从从0 V开开始始调节，应选择的的器器材材为(只只需需填填写写器器材材前前面面的的字字母母即即可可)电流流表表_；电压表表_；滑；滑动变阻器阻器_。(3)画出合理的画出合理的实验电路路图答
16、案答案(1)10.020.900(2)ACE(3)如如图所示所示1.实物连线的基本方法实物连线的基本方法仪器的选择、实验方法与数据处理仪器的选择、实验方法与数据处理先先图后后物物、由由正正到到负；先先串串后后并并、注注意意量量程程；接接线到到位位、不不可可交叉。交叉。(1)分析各元件的分析各元件的连接方式和控制接方式和控制电路的方式。路的方式。(2)画出画出实验电路路图。(3)画画线连接接各各元元件件，一一般般先先从从电源源正正极极开开始始，到到开开关关再再到到滑滑动变阻阻器器等等，按按顺序序以以单线连接接的的方方式式将将主主电路路中中要要串串联的的元元件件依次串依次串联起来，然后再将要并起来
17、，然后再将要并联的元件并的元件并联到到电路中。路中。(4)电压表表应并并联在在电路路中中，电流流表表应串串联在在电路路中中，且且电流流应由由正接正接线柱流入、柱流入、负接接线柱流出。柱流出。(5)变阻阻器器的的触触头位位置置应保保证电路路中中用用电器器的的安安全全，即即保保证电路路中中流流过的的电流最小或加在用流最小或加在用电器两端的器两端的电压最小。最小。(6)连线不能交叉。不能交叉。2.测量电路的选择测量电路的选择当当RxRA时用内接法，如用内接法，如图甲；当甲；当RxRV时用外接法，如用外接法，如图乙。乙。3.控制电路的选择控制电路的选择(1)当当被被测电阻阻的的阻阻值Rx远大大于于滑滑
18、动变阻阻器器的的总电阻阻R时，须用用分分压式式电路。路。(2)当当要要求求被被测电阻阻上上的的电压或或电流流变化化范范围较大大，且且从从零零开开始始连续可可调时，须用分用分压式式电路。路。(3)当当被被测电阻阻的的阻阻值Rx小小于于滑滑动变阻阻器器的的总电阻阻R或或相相差差不不多多，并并且且电压表表、电流流表表示示数数变化化不不要要求求从从零零调节时，可可采采用用限限流流式。式。(4)两两种种电路路均均可可使使用用的的情情况况下下，应优先先采采用用限限流流式式接接法法，因因为限流式接法消耗功率限流式接法消耗功率较小。小。4.测测电电阻阻的的方方法法：实验电路路一一般般分分为电源源、控控制制电路
19、路和和测量量电路路三部分。三部分。(1)最最为精确的精确的测量方法量方法等效替代法等效替代法电流等效替代流等效替代电压等效替代等效替代(2)电表内阻表内阻测量最常用的方法量最常用的方法半偏法半偏法半偏半偏电流法流法半偏半偏电压法法5.电源电动势和内阻的测量方法电源电动势和内阻的测量方法任任何何一一种种实验方方法法，一一定定要要紧扣扣闭合合电路路欧欧姆姆定定律律EUIr，而而最最关关键的的是是看看电路路中中如如何何测量量出出路路端端电压U和和电路路中中的的总电流流I，这也是命也是命题专家命家命题时的入手点。的入手点。【例例2】 (2017江江苏苏如如皋皋市市高高三三调调研研)在在“测定定某某电源
20、源的的电动势和和内内阻阻”实验中中，实验电路路如如图7甲甲所所示示，R为电阻阻箱箱，阻阻值范范围09 999 ，R0是是保保护电阻阻，V为理理想想电压表表。该同同学学连接接好好电路路后后，闭合合电键S，改改变电阻阻箱箱的的电阻阻值，读取取电压表表的的示示数。根据数。根据读取的多取的多组数据，他画出了数据，他画出了图丙所示的丙所示的图象。象。图图7答案答案(1)如如图所示所示(注意注意电压表量程的表量程的选取取)(2)断路断路(3)105【变式【变式2】 (2017江苏泰州中学月考江苏泰州中学月考)测定某定某电阻阻丝的的电阻率阻率实验图图8(1)实验中中，用用螺螺旋旋测微微器器测量量一一种种电阻
21、阻值很很大大的的电阻阻丝直直径径，刻刻度位置如度位置如图8甲所示，甲所示，则电阻阻丝的直径是的直径是_cm。(2)用用多多用用电表表的的欧欧姆姆挡粗粗测这种种电阻阻丝的的阻阻值：已已知知此此电阻阻丝的的阻阻值约为几十千欧，下面几十千欧，下面给出的出的实验操作步操作步骤a.旋旋转选择开关开关S，使其尖端，使其尖端对准交流准交流电500 V挡，并拔出两表笔，并拔出两表笔b.将将两两表表笔笔短短接接，调节欧欧姆姆挡调零零旋旋钮使使指指针对准准刻刻度度盘上上欧欧姆姆挡的零刻度，而后断开两表笔的零刻度，而后断开两表笔c.将将两两表表笔笔分分别连接接到到被被测电阻阻丝的的两两端端，测出出阻阻值后后，断断开
22、开两两表笔表笔d.旋旋转选择开关开关S，使其尖端，使其尖端对准欧姆准欧姆挡的某一的某一挡位位合合理理的的实验步步骤顺序序是是：_(填填写写相相应的的字字母母)。旋旋转选择开开关关其其尖尖端端应对准准的的欧欧姆姆挡位位是是_；根根据据该挡位位和和表表中中指指针所示的位置，所示的位置，电阻阻丝的阻的阻值约为_(3)用用电流流表表和和电压表表较精精确确测定定此此电阻阻丝的的阻阻值，实验室室提提供供下下列可列可选用的器材：用的器材：电压表表V(量程量程3 V，内阻，内阻约50 k)电流表流表A1(量程量程200 A，内阻，内阻约200 )电流表流表A2(量程量程5 mA，内阻，内阻约20 )电流表流表
23、A3(量程量程0.6 A，内阻，内阻约1 )滑滑动变阻器阻器R(最大阻最大阻值1 k)电源源E(电源源电压为4 V)开关开关S、导线a.在所提供的在所提供的电流表中流表中应选用用_(填字母代号填字母代号)b.在虚在虚线框中画出框中画出测电阻的阻的实验电路路(4)分分别用用L、d、Rx表表示示电阻阻丝的的长度度、直直径径和和阻阻值，则电阻阻率率表达式表达式为_。解解析析(1)固固定定刻刻度度读读数数为为0.5 mm，可可动动刻刻度度读读数数为为0.01 mm14.10.141 mm，则则电电阻阻丝丝的的直直径径d0.5 mm0.141 mm0.641 mm0.064 1 cm。(2)使使用用欧欧
24、姆姆表表测测电电阻阻时时，应应选选择择合合适适的的挡挡位位，然然后后进进行行欧欧姆姆调调零零，再再测测电电阻阻，欧欧姆姆表表使使用用完完毕毕后后，要要把把选选择择开开关关置置于于OFF挡挡或或交交流流电电压压最最高高挡挡，则则正正确确的的实实验验步步骤骤为为d、b、c、a；电电阻阻丝丝的的阻阻值值约约为为几几十十千千欧欧，旋旋转转选选择择开开关关其其尖尖端端应应对对准准的的欧欧姆姆挡挡位位是是1 k，由由图示欧姆表可知图示欧姆表可知，电阻丝的阻值为电阻丝的阻值为321 000 3.2104 。1.设计的原则设计的原则：科学、可靠、方便、准确。：科学、可靠、方便、准确。2.设计的思路设计的思路(
25、1)根根据据题目目要要求求和和给出出的的条条件件，根根据据物物理理规律律和和原原理理，设计实验原理，找出原理，找出实验原理式。原理式。(2)根根据据设计的的实验原原理理，由由公公式式确确定定还有有哪哪些些待待测量量(不不能能太太多多)，根据基本，根据基本仪器的使用知器的使用知识和控制和控制电路的作用，路的作用，设计实验电路。路。(3)根根据据设计的的实验电路路，明明确确需需要要测量量的的物物理理量量，由由待待测量量选择、确定确定实验器材。器材。(4)由由实验器器材材设计、制制定定实验步步骤，进行行误差差评估估，将将测量量值代代入原理式，求出所要求的物理量。入原理式，求出所要求的物理量。电学实验
26、设计电学实验设计【例【例3】 (2017江苏扬州四模江苏扬州四模)实验室有下列器材：室有下列器材：灵敏灵敏电流流计G(内阻内阻约为50 )；电压表表V(03 V，内阻，内阻约为10 k)；电阻箱阻箱R1(09999 )；滑滑动变阻器阻器R2(0100 ，1.5 A)；旧干旧干电池一池一节；导线开关若干。开关若干。(1)某某实验小小组先先测灵灵敏敏电流流计的的内内阻阻，电路路如如图9甲甲所所示示，测得得电压表表示示数数为2 V，灵灵敏敏电流流计示示数数为4 mA，电阻阻箱箱旋旋钮位位置置如如图乙所示，乙所示，则灵敏灵敏电流流计内阻内阻为_。图图9(2)为将将灵灵敏敏电流流计的的量量程程扩大大为原
27、原来来的的10倍倍，该实验小小组将将电阻阻箱箱与与灵灵敏敏电流流计并并联，则应将将电阻阻箱箱R1的的阻阻值调为_。调好好后后连接接成成如如图丙丙所所示示的的电路路测干干电池池的的电动势和和内内阻阻，调节滑滑动变阻阻器器读出出了了几几组电压表表和和电流流计的的示示数数如如下下表表，请在在图10所示的坐所示的坐标系中作出合适的系中作出合适的IGU图线。IG/mA3.02.52.01.51.0U/V0.80.91.01.11.2图图10(3)由由作作出出的的IGU图线求求得得干干电池池的的电动势E_V，内阻内阻r_。答案答案(1)45(2)5如解析如解析图所示所示(3)1.4 15.5【变变式式3】
28、 (2017扬扬州州高高三三测测试试)甲甲、乙乙两两位位同同学学要要测量量一一未未知知电阻阻Rx的阻的阻值(阻阻值约1 k)，实验室提供的器材如下：室提供的器材如下：A.待待测电阻阻RxB.电源源E：电动势约为3 VC.电流表流表A1：量程：量程为5 mA，内阻，内阻r1不超不超过10 D.电流表流表A2：量程：量程为1 mA，内阻，内阻r2为50 E.滑滑动变阻器阻器R：最大阻：最大阻值为50 F.电阻箱阻箱R：阻：阻值09 999.9 G.开关、开关、导线若干若干(2)为测量量电阻阻Rx，乙乙同同学学设计了了如如图11电路路，实验中中只只要要保保持持滑滑动变阻阻器器的的滑滑片片P位位置置固
29、固定定，无无论怎怎样调节电阻阻箱箱，分分压电路路的的输出出电压变化都很小。他的操作步化都很小。他的操作步骤如下：如下：图图11A.将滑将滑动变阻器的滑片阻器的滑片P放在最左端，放在最左端，闭合开关合开关S；B.将将电阻阻箱箱的的阻阻值调节到到零零，调节滑滑动变器器，使使电流流表表A2的的指指针达到达到满偏；偏；C.保保持持滑滑动变阻阻器器的的滑滑片片不不动，调节电阻阻箱箱，使使电流流表表的的指指针达达到半偏；到半偏；D.读出出电阻箱的示数，阻箱的示数，记为R0；E.断开开关，整理器材。断开开关，整理器材。请你你根根据据已已知知量量与与测量量量量，写写出出待待测电阻阻Rx的的表表达达式式_。该测量量值与真与真实值相比相比_(填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)。答案答案(1)串串联2 950B(2)R0r2偏大偏大
