第14講電學實驗高頻考點·能力突破素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題高頻考點·能力突破

例1(1)如圖甲所示，電壓表選0～3V量程時的讀數(shù)為________V，電壓表選0～15V量程時的讀數(shù)為________V．(2)如圖乙所示，電流表選0～0.6A量程時的讀數(shù)為________A，電流表選0～3A量程時的讀數(shù)為________A．(3)如圖丙所示，電阻箱的讀數(shù)為________．1.206.00.502.50530.0Ω

預測1如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時，表針如圖所示(1)所測電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測量結果比較精確，應選用的歐姆擋是________(選填“×10”“×100”或“×1k”)．(2)用此多用電表進行測量，當選用量程為50mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為__________________mA；當選用量程為250mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為__________________mA.(3)當選用量程為10V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為______V．1.5×103×1k30.7(30.5～30.9都正確)

153(152～154都正確)6.1考點二以測量電阻為核心的電學實驗1．電阻的測量電阻測量首先要根據(jù)實驗目的、實驗原理、實驗器材的不同而靈活選用“伏安法”(又分為內接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等測量電路．從供電方式上又可分為限流電路和分壓電路．(1)有電壓表、電流表且量程恰當時選擇“伏安法”．(2)電壓表不能用或沒有電壓表等情形下，若精確知道電流表內阻，可以將電流表當作電壓表使用，即選擇“安安法”．(3)電流表不能用或沒有電流表等情況下，若精確知道電壓表內阻，可以將電壓表當作電流表使用，即選擇“伏伏法”．(4)在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全精確的原則，選擇“伏安加R法”，此法又叫“加保護電阻法”．2．實驗器材的選擇(1)電源的選擇：一般根據(jù)待測電阻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；電表的指針擺動的幅度較大，一般應使指針能達到半偏．例2[2022·全國甲卷]某同學要測量微安表內阻，可利用的實驗器材有：電源E(電動勢1.5V，內阻很小)，電流表

(量程10mA，內阻約10Ω)，微安表

(量程100μA，內阻Rg待測，約1kΩ)，滑動變阻器R(最大阻值10Ω)，定值電阻R0(阻值10Ω)，開關S，導線若干．(1)將圖中所示的器材符號連線，畫出實驗電路原理圖；(2)某次測量中，微安表的示數(shù)為90.0μA，電流表的示數(shù)為9.00mA，由此計算出微安表內阻Rg＝________Ω.990

例3[2022·全國乙卷]一同學探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0～5mA范圍內的伏安特性．可用器材有：電壓表

(量程為3V，內阻很大)，電流表

(量程為1mA，內阻為300Ω)，電源E(電動勢約為4V，內阻不計)，滑動變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ)，定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω)，開關S，導線若干．(1)要求通過Rx的電流可在0～5mA范圍內連續(xù)可調，將圖(a)所示的器材符號連線，畫出實驗電路的原理圖；解析：要求通過Rx的電流可在0～5mA范圍內連續(xù)可調，則應用滑動變阻器的分壓式接法，電流表的量程為1mA，需測到5mA，則要對電流表改裝，與其并聯(lián)一個電阻R0，電壓表的內阻很大，則電流表采用外接法．(2)實驗時，圖(a)中的R應選最大阻值為________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動變阻器，R0應選阻值為________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值電阻；10Ω75Ω

(3)測量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線．若在某次測量中，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示，則此時Rx兩端的電壓為________V，流過Rx的電流為________mA，此組數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為________Ω(保留3位有效數(shù)字)．2.304.20548

預測2

[2022·湛江市測試]兩同學為測定一段粗細均勻、電阻率較小的電阻絲的電阻率，采用了如圖甲所示的電路進行測量．實驗步驟如下：a．用螺旋測微器在電阻絲上的三個不同位置測出電阻絲直徑，求出平均值D；b．調節(jié)電阻絲上的導電夾P的位置，用毫米刻度尺測量并記錄導電夾P到電阻絲右端B的長度x；閉合開關S，記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I；c．改變電阻絲上導電夾P的位置，重復步驟b，記錄多組x、U、I的值．

1.665(1.662～1.668均可)偏大解析：根據(jù)圖乙的螺旋測微器可知，其示數(shù)為D＝1.5mm＋16.5×0.01mm＝1.665mm

沒有

(4)用記錄的數(shù)據(jù)繪制出U-I圖象如圖丁所示，由圖象可知電源的內阻r＝________Ω.(結果保留兩位有效數(shù)字)0.91

預測3

[2022·河北衡水中學調研]為描繪標有“3V

1.8W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線，所使用的器材有：導線，開頭，電動勢為4V的電池組和待測小燈泡，此外還有如下實驗器材供選擇：A．電流表(量程為0.6A，內阻約為1Ω)；B．電流表(量程為3A，內阻約為0.20Ω)；C．電壓表(量程為3V，內阻約為2kΩ)；D．電壓表(量程為15V，內阻約為4.5kΩ)；E．滑動變阻器(0～100Ω)；F．滑動變阻器(0～20Ω)．(1)為減小實驗誤差，下列四種實驗方案最理想的是________(填正確答案標號)．C

(2)在上述實驗方案中，電流表應選________，滑動變阻器應選________(均填器材前面的字母代號)．某同學利用所選用的實驗器材描繪出了小燈泡的伏安特性曲線，如圖甲所示，當流過小燈泡的電流為0.5A時，圖象的切線如圖中虛線所示，此時小燈泡的電阻為________Ω.A

F

4.4

(3)現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡連接到如圖乙所示的電路中，其中電源電動勢E＝2V，內阻r＝1Ω，定值電阻R＝4Ω，此時小燈泡的實際功率為__________________W(結果保2位有效數(shù)字)．0.17(0.15～0.19都對)

考點三電表的改裝、多用電表的原理與使用

例4[2022·遼寧卷]某同學要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內阻為1.2kΩ)改裝成有兩個量程的電流表，設計電路如圖(a)所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω.(1)當開關S接A端時，該電流表的量程為0～________mA；1

(2)當開關S接B端時，該電流表的量程比接在A端時________(填“大”或“小”)；大解析：當開關S接B端時，由圖可知電阻R1和電流表串聯(lián)再和電阻R2并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小，當電流表滿偏時，流過電阻R2的電流變大，干路電流變大，即量程變大；所以開關S接B端時，該電流表的量程比接在A端時大．(3)該同學選用量程合適的電壓表(內阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值，設計了圖(b)中兩個電路．不考慮實驗操作中的偶然誤差，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內阻引起的實驗誤差．乙解析：圖甲是電流表的外接法，誤差是由于電壓表的分流引起的；圖乙是電流表的內接法，誤差是由于電流表的分壓引起的，因為題目中電壓表電阻未知，故采用圖乙的方法可以修正由電表內阻引起的實驗誤差．預測4

[2022·重慶押題卷]某興趣小組利用所學知識自制一個歐姆表，他們先利用題圖所示電路測量，一只量程為100mA的電流表內阻，實驗步驟如下：①閉合S1，斷開S2，調節(jié)滑動變阻器R1，使電流表達到滿偏值I0＝100mA；②保持R1的滑片位置不變，閉合S2，調節(jié)電阻箱R2，使電流表的讀數(shù)如題圖所示，然后讀出此時電阻箱R2的阻值為12.8Ω；(可認為電路總電流保持不變)③計算出電流表內阻R0.(1)步驟②中電流表示數(shù)為________mA，步驟③中電流表內阻R0為________Ω.803.2

(2)題圖為改裝后的歐姆表電路示意圖．電源電動勢為2V、內阻很小可不計，S為單刀雙擲開關，a、b為制作的兩個擋位，其中一個是“×1”擋，另外一個是“×10”擋．可計算出定值電阻R3為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)0.36

(3)現(xiàn)使用該自制歐姆表測一未知定值電阻Rx的阻值，將開關S接到b處，完成歐姆調零后，在紅黑表筆間接入Rx時電流表指針在題圖所示位置，計算出Rx電阻為________Ω.0.5

預測5在“多用電表的使用”實驗中：(1)甲同學利用多用電表測量電阻．他用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的測量結果，請從下列選項中挑出合理的步驟，操作順序為________(填寫選項前的字母)．A．將兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕使指針指向“0Ω”B．將選擇開關旋轉到電阻擋“×10”的位置C．將選擇開關旋轉到電阻擋“×1k”的位置D．將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接完成測量CAD解析：甲同學用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小，說明倍率擋選擇過低，應該選擇×1k擋，換擋后再重新調零，然后進行測量，則下列選項中合理的操作順序為CAD.(2)乙同學利用多用電表測量圖示電路中小燈泡正常工作時的有關物理量．閉合開關，以下操作正確的是________．A.將選擇開關旋轉到合適的電阻擋，閉合開關，利用圖1的電路測量小燈泡的電阻B．將選擇開關旋轉到合適的電壓擋，閉合開關，利用圖1的電路測量小燈泡兩端的電壓C．將選擇開關旋轉到合適的電流擋，閉合開關，利用圖2的電路測量通過小燈泡的電流D．將選擇開關旋轉到合適的電流擋，把圖2中紅、黑表筆接入電路的位置互換，閉合開關，測量通過小燈泡的電流BC解析：根據(jù)歐姆擋使用規(guī)則，嚴禁在通有電流的電阻上使用歐姆擋測量電阻，則選項A錯誤；將選擇開關旋轉到合適的電壓擋，閉合開關，利用圖1的電路測量小燈泡兩端的電壓，紅表筆接高電勢點，電流從紅表筆流入，選項B正確；將選擇開關旋轉到合適的電流擋，閉合開關，利用圖2的電路測量通過小燈泡的電流，電流從紅表筆流入，選項C正確，D錯誤．(3)丙同學將選擇開關旋轉到“直流250mA”擋作為電流表，設計了如圖3所示的電路，已知電流表內阻RA＝0.4Ω，R1＝RA，R2＝7RA.若將接線柱1、2接入電路時，最大可以測量的電流為________A；若將接線柱1、3接入電路時，最大可以測量的電壓為________V.0.51.5

考點四以測量電源電動勢為核心的電學實驗1．常見測量電源電動勢和內阻的三種方法根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir，而最關鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I.2．在數(shù)據(jù)處理問題中，利用圖象得出電動勢和內阻是常用的方法——注意“化曲為直”．例5[2022·北京押題卷]在測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻的實驗中，可選用的器材有：A．電壓表V1：0～3V，內阻約3kΩ；B．電壓表V2：0～15V，內阻約15kΩ；C．電流表A1：0～0.6A，內阻約0.1Ω；D．電流表A2：0～3A，內阻約0.01Ω；E．滑動變阻器R1：0～100Ω；F．滑動變阻器R2：0～15Ω；G．開關S和導線若干．(1)電流表應選用________，電壓表應選用________，滑動變阻器應選用________；(選填項目前的符號)C

A

F

解析：一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，則電壓表應選用A，為了減小測量誤差，電流表選擇C，為了方便操作，滑動變阻器選擇阻值較小的F；(2)用所選器材按照圖連接好電路后，將滑動變阻器滑片置于合適位置，閉合開關S，通過調整滑動變阻器，得到多組電流I和電壓U.根實驗數(shù)據(jù)，繪制出如圖所示的U-I圖象，由圖線可求出E＝________V，r＝________Ω；1.490.76

(3)實驗中，某同學發(fā)現(xiàn)電流表被損壞，他利用完好的電壓表和實驗室中的下述器材，仍然可以較準確測量電源電動勢和內阻的是________．A．另一滑動變阻器B．電阻箱C．多個定值電阻(阻值為幾歐)D．量程合適的電壓表(內阻未知)BC解析：利用滑動變阻器和電壓表，無法求出電路中的電流，所以不能測出電動勢和電源內阻，故A錯誤；利用變阻箱和電壓表，由于電阻箱可以讀出阻值，所以可以計算出電路中的電流，可以測出電動勢和電源內阻，故B正確；利用多個定值電阻和電壓表，定值電阻阻值已知，所以可以計算出電路中的電流，可以測出電動勢和電源內阻，故C正確；利用兩個電壓表，由于電壓表的內阻未知，無法較準確測量電源電動勢和內阻，故D錯誤．預測6

[2022·滄州二模]某同學想測量一舊手機中的鋰電池的電動勢和內阻(電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為500mA)．實驗室備有如下器材：A．電壓表V(量程為3V，電阻RV約為4.0Ω)；B．定值電阻R0(阻值為5Ω)；C．電阻箱R(0～999.9Ω)；D．開關S一只，導線若干．(1)為測量鋰電池的電動勢E和內阻r，該同學設計了如圖甲所示的電路圖．請你幫助該同學按圖甲所示的電路圖，將圖乙中實物連線補充完整．

3.312

電壓表的分流

預測7

[2022·福建押題卷]某同學用多用電表做了以下兩個實驗：(1)用歐姆擋測量一電阻的阻值(約580Ω～610Ω)，進行了如圖甲所示的a、b、c、d四個操作，正確的順序是________；其中步驟b的指針指在圖乙所示的刻度處，該同學選擇的倍率為_________(選填“×1”“×10”或“×100”)；adcb×10解析：機械調零，用刻度盤下的調零旋鈕手動把指針撥到零刻度線處；指針調零，兩個表筆短接，調整調零旋鈕，讓指針指在零的位置；連接待測電阻測量，表盤電阻的讀數(shù)，乘以擋位開關倍率，乘積為電阻值；測完后萬用表擋位調到交流電壓的最高擋，或斷開擋．故正確的順序是adcb；由于電阻的阻值(約580Ω～610Ω)，根據(jù)在圖乙所示的刻度，可知選擇的倍率為×10；

電流表的正負接線柱接反

小于

素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題情境1

[2022·福建莆田二模]物理興趣小組的同學們想通過實驗探究熱敏電阻的阻值與溫度的關系及并聯(lián)電路的電流與電阻的關系．實驗室有如下器材：A．熱敏電阻Rx；B．定值電阻R0；C．學生直流電壓電源(電動勢為5V，內阻不計)；D．電流表A1(量程為0.6A，內阻r1為5Ω)；E．電流表A2(量程為3A，內阻r2約為1Ω)；F．數(shù)字溫控箱；G．開關S，導線若干．(1)為了更精確地描述出電阻Rx隨溫度變化的關系(精確測定不同溫度時的阻值)，請完成虛線框內圖甲電路圖的設計．答案：題中沒有電壓表，可用已知內阻的電流表A1與熱敏電阻并聯(lián)測電壓，電流表A2放在干路上測電流，實驗電路圖如圖所示．(2)閉合開關S，分別記下電流表A1、A2的示數(shù)為I1、I2，其中A2的示數(shù)如圖乙所示，則I2＝________A，可得Rx＝________(用題中已知和測量出的物理量的符號表示)．1.20

(3)實驗中改變溫控箱的溫度，分別測出了熱敏電阻在不同溫度下的阻值，得到了如圖丙所示的Rx-t圖象．由圖象分析可知，當溫控箱中的溫度達到450℃時，通過熱敏電阻的電流為0.03A，此時熱敏電阻的阻值仍滿足圖丙中的變化規(guī)律，則電流表A1的示數(shù)為________A．(結果保留2位有效數(shù)字)0.42

情境2

[2022·遼寧押題卷]目前表現(xiàn)比較出色的18650鋰電池具有容量大、壽命長、安全性能高等優(yōu)點，被廣泛應用．中文名18650鋰電池常見類型鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池電池直徑18mm電壓3.7V～4.2V電池高度65mm常見容量某活動小組利用以下器材測定一個新鋰電池的電動勢，實驗電路圖如甲圖所示．A．電流表G：量程2mA、內電阻RG約為200ΩB．電壓表V：量程0～3V、內電阻RV未知C．固定電阻R0；阻值R0＝1800ΩD．電鍵、導線若干實驗過程如下：(1)閉合電鍵S1，將電鍵S2撥至“2”，穩(wěn)定后電流表示數(shù)為I0＝1.85mA；(2)將電鍵S2撥至“1”，穩(wěn)定后電流表的示數(shù)為I1＝1.00mA.