（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十二 電學(xué)實驗學(xué)案

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1、 專題十二　電學(xué)實驗 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點 考題 考情 電表的改裝、使用與讀數(shù)電學(xué)基本實驗 2015年T10考查對圖象的認識，測定電源的電動勢和內(nèi)阻 2014年T10考查螺旋測微器的讀數(shù)方法、測定金屬的電阻率 高考熱點是(1)測量儀表的讀數(shù)、儀器選擇與電路設(shè)計；(2)電路實物連線與數(shù)據(jù)處理；(3)實驗方法和技能的遷移應(yīng)用；(4)電路故障的排除． 備考時應(yīng)(1)加強實驗原理的訓(xùn)練，歸納儀器選擇、電路設(shè)計中的技巧；(2)加強電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象、圖表分析方面的訓(xùn)練． 電學(xué)創(chuàng)新實驗 2017年T11考查多用電表的使用方法 2016年T10考查電學(xué)儀器的選擇和操作及運用圖象

2、法進行數(shù)據(jù)處理 2013年T10考查電路的設(shè)計、電阻的選擇 一、電學(xué)儀器的使用與讀數(shù) 1．電流表、電壓表、歐姆表的比較： 儀器 極性 量程選擇 讀　數(shù) 電流表 有正、負極的電表，電流由電表的正極流入，負極流出 使指針指示超過滿偏刻度的的位置 3 V和3 A量程估讀到最小分度的；15 V量程估讀到最小分度的；0．6 A量程估讀到最小分度的 電壓表 歐姆表 使指針盡量指在表盤的中間位置左右 表盤讀數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率 2．使用多用電表的“三注意”： (1)電流的流向：使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電池的正極接黑表筆，負極接紅表筆，從電源外部看，電流從紅表筆流入，從

3、黑表筆流出． (2)區(qū)分“機械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”：“機械調(diào)零”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整表盤下邊的中間定位螺絲；“歐姆調(diào)零”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕． (3)倍率選擇：使用歐姆擋測電阻時，表頭指針過大或過小均有較大誤差，指針偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間讀數(shù)較準(zhǔn)確，如待測電阻約為2 kΩ，應(yīng)選用“×100”擋． 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

4、幅度較大，一般應(yīng)使指針能達到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度． 二、電流表內(nèi)外接法的區(qū)分與選擇 比較項目 電流表內(nèi)接法 電流表外接法 電路 誤差來源 電流表的分壓 電壓表的分流 測量結(jié)果 R測＝＞Rx，偏大 R測＝＜Rx，偏小 適用條件 Rx?RA(測大電阻) RV?Rx(測小電阻) 三、分壓式與限流式的區(qū)分與選擇 1．控制電路的比較： 比較項目 限流式接法 分壓式接法 電路 電壓調(diào)節(jié)的范圍 E～E 0～E 電能損耗 節(jié)能 耗能 2．控制電路的選擇： (1)從節(jié)能的角度考慮，優(yōu)先選用限流式． (2)以下三種情況

5、必須用分壓式： ①要求待測電路的U、I從0變化． ②R滑?Rx． ③選用限流式，Ux、Ix過大(超過電流表量程，燒壞電表、電源或用電器等)． 四、電學(xué)實驗方法 1．等效替代法：在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下，將實際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來進行研究和處理． 2．控制變量法：對于多個變量的問題，常常采用控制變量的方法，把多個變量的問題變成單個變量的問題，從而研究 這一個變量對事物的影響，分別對各個變量加以研究，最后綜合解決． 3．累積法：把某些難以用常規(guī)儀器直接準(zhǔn)確測量的物理量用累積的方法，將微小量變?yōu)檩^大的量，不僅

6、便于測量，還可以提高測量的準(zhǔn)確程度，從而減小誤差． 考點1| 電表的改裝、使用與讀數(shù)　難度：中檔題 題型：填空題 五年2考 (對應(yīng)學(xué)生用書第65頁) 1．多用電表使用“五步”法 (1)選倍率：一般要選擇比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級的倍率，如估計值為200 Ω，就應(yīng)該選“×10”的倍率； (2)進行歐姆調(diào)零； (3)將紅、黑表筆接被測電阻兩端進行測量； (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或交流電壓最高擋． 2．多用電表測電阻的注意事項 (1)改換倍率必須重新進行歐姆調(diào)零； (2)通過選擇合適倍率，指針指在刻度盤中間附近，誤

7、差較??； (3)測量電阻時，手不可接觸表筆的金屬桿部分； (4)被測元件與電源斷開． ●考向1　電壓表和電流表的讀數(shù) 1．(2015·浙江高考改編)圖12-1甲是小紅同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗連好的實物連接圖． 圖12-1 小紅調(diào)節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數(shù)如圖乙中的①、②、③、④所示，電流表量程為0．6 A，電壓表量程為3 V．所示讀數(shù)為：①________、②________、③________、④__________．兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別為________和________． 【解析】　由實物圖可知，電流表接的是0．6 A的量程，電壓表

8、接的是3 V的量程，因此①的讀數(shù)為0．02 A×5＝0．10 A，②的讀數(shù)為0．02 A×12＝0．24 A，③的讀數(shù)為0．1 V×20．0＝2．00 V，④的讀數(shù)為0．1 V×2．7＝0．27 V． 兩組數(shù)據(jù)得到的電阻R1＝＝ Ω＝8．3 Ω，R2＝＝ Ω＝2．7 Ω． 【答案】?、?．10 A　②0．24 A?、?．00 V?、?．27 V 8．3(±0．1)Ω　2．7(±0．1)Ω　 ●考向2　電表的改裝 2．如圖12-2是一個電流表、電壓表兩用電表的電路，電流表G的量程是100 μA，內(nèi)阻是1 000 Ω，電阻R1＝0．1 Ω，R2＝99 000 Ω，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到a、b

9、上時，可作為____________表，其量程是________，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到c、d上時，可作為________表，其量程是________． 圖12-2 【解析】　當(dāng)開關(guān)合到a、b上時，電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路，此時小電阻R1與電流表G并聯(lián)，R1起分流作用，可作為大量程電流表使用，根據(jù)并聯(lián)電路的特點有： (I－Ig)R1＝IgRg． 甲　　　　　　　　　乙 電流表量程為 I＝＝ A≈1 A． 當(dāng)開關(guān)合到c、d上時，電路變成圖乙所示的電路，此時大電阻R2與電流表G串聯(lián)，R2起分壓作用，所以電流表G已裝成電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點，電壓表量程為：U＝Ig(Rg＋R2)

10、＝0．000 1×(1 000＋99 000) V＝10 V． 【答案】　見解析 ●考向3　多用電表的使用 3．(2012·江蘇高考T10)如圖12-3甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進行探測． 甲　　　　　　　　乙 圖12-3 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”)． (2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況． (3)在判定黑箱中無電源后，將選擇

11、開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點間的阻值．測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點間正反向阻值均相等，測量記錄如下表．兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖乙所示． 請將記錄表補充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路． 兩表筆接的接點 多用電表的示數(shù) a、b ________Ω a、c 10．0 Ω b、c 15．0 Ω 【解析】　(1)多用電表使用前應(yīng)進行機械調(diào)零，機械調(diào)零裝置為A． (2)使用多用電表進行測量時，為保證電表不被損壞往往要進行試觸，即讓兩表筆進行短暫接觸，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表． (3)黑箱中無電源且每對接點間正反阻值相等，由多用電表

12、讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5．0 Ω，由a、b間電阻為5 Ω，a、c間為10 Ω，b、c間為15 Ω知，電路為a、b間5 Ω的電阻與a、c間10 Ω電阻串聯(lián)而成，電路圖如答案圖所示． 【答案】　(1)A　(2)短暫　(3)5．0　電路圖如圖 4．某同學(xué)用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線測一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻． 【導(dǎo)學(xué)號：17214185】 (1)他先用多用表電壓擋直接接在電源兩極，讀數(shù)如圖12-4，則電源電動勢約為________V． 圖12-4 (2)為了更準(zhǔn)確的測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，他用多用表的“直流100 mA”擋設(shè)計了如圖12-5甲的測量電路，為了電表安全，請估算開

13、關(guān)閉合前電阻箱的最小取值為______________Ω． 甲　　　　　　　　　乙 圖12-5 (3)將多用電表的選擇開關(guān)從“OFF”旋轉(zhuǎn)至“直流100 mA”擋，調(diào)節(jié)電阻箱到合適的值并記錄其讀數(shù)R，合上開關(guān)從多用表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I． (4)重復(fù)(3)獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的R-圖線． (5)由圖線得干電池的電動勢E＝________V(保留三位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r＝________Ω(取整數(shù))． 【解析】　(1)用量程為2．5 V直流電壓擋測電動勢，最小分度為0．05，因此要讀到本位，所以讀數(shù)為1．30 V． (2)由歐姆定律得：Ig＝，得R＝＝13 Ω．

14、 (5)由閉合電路歐姆定律可知： E＝I(R＋r)，變形得R＝E·－r 由R-圖線可知，斜率表示電動勢： E＝1．40 V 縱軸截距表示電源的內(nèi)阻：r＝8 Ω． 【答案】　(1)1．30　(2)13 (5)1．40(1．35～1．45均可)　8 考點2| 電學(xué)基本實驗　難度：中檔 題型：實驗題 五年2考 (對應(yīng)學(xué)生用書第66頁) 1．(2015·江蘇高考T10)小明利用如圖12-6所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻． 【導(dǎo)學(xué)號：17214186】 圖12-6 (1)圖中電流表的示數(shù)為________A． (2)調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記

15、錄如下： U(V) 1．45 1．36 1．27 1．16 1．06 I(A) 0．12 0．20 0．28 0．36 0．44 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線． 由圖線求得：電動勢E＝______V；內(nèi)阻r＝________Ω． (3)實驗時，小明進行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合．其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為____________________ _______________________________________________________________． 【解題關(guān)鍵】　解此題應(yīng)注意以

16、下兩點： (1)電流表的量程為0～0．6 A，每小格表示0．02 A． (2)電壓表示數(shù)最小值為1．06 V，作圖時縱坐標(biāo)起點不應(yīng)為0． 【解析】　(1)電流表選用量程為0～0．6 A，分度值為0．02 A，則其讀數(shù)為0．44 A． (2)坐標(biāo)系選擇合適的標(biāo)度，根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作出的U-I圖線如圖所示． 圖線與縱軸交點為“1．61 V”，故E＝1．61 V，由圖線的斜率＝1．24知，電池內(nèi)阻為1．24 Ω．注意此處不要用圖線與縱軸交點值除以與橫軸交點值． (3)長時間保持電路閉合，電池會發(fā)熱，電池內(nèi)阻會發(fā)生變化，干電池長時間放電，也會引起電動勢變化，導(dǎo)致實驗誤差增大． 【答案

17、】　(1)0．44　(2)U-I圖線見解析　1．61(1．59～1．63都算對)　1．24(1．22～1.26都算對)　(3)干電池長時間使用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變化，導(dǎo)致實驗誤差增大 2．(2014·江蘇高考T10)某同學(xué)通過實驗測量一種合金的電阻率． 【導(dǎo)學(xué)號：17214187】 (1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖12-7甲所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________ mm． 甲 乙 圖12-7 (2)如圖乙所示是測量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已

18、在圖中標(biāo)出．合上開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化．由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)． (3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2．23 V和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58．7 Ω．為了更準(zhǔn)確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應(yīng)作怎樣的改進？請寫出兩條建議． 【解題關(guān)鍵】　解此題應(yīng)注意以下三點： (1)螺旋測微器讀數(shù)時要符合有效數(shù)字要求． (2)由電壓表示數(shù)接近3

19、V可知，電壓表兩測量點間有斷點． (3)根據(jù)測量合金絲阻值的結(jié)果與電壓表、電流表的內(nèi)阻值判斷電流表應(yīng)采用內(nèi)接法還是外接法． 【解析】　根據(jù)歐姆定律解題． (1)螺旋測微器讀數(shù)時應(yīng)先將鎖緊裝置鎖緊，即旋緊 B．螺旋測微器的示數(shù)為(0＋41．0×0．01) mm＝0．410 mm．(2)電壓表的示數(shù)不為零，電流表的示數(shù)幾乎為零，說明連接兩電表的電路是導(dǎo)通的．而滑動變阻器幾乎不起作用，說明線路電阻很大，故可判斷7、8、9間斷路．(3)由題知≈0．005<≈0．019，說明電流表的分壓作用不顯著，故可將電流表改為內(nèi)接，并測出多組U、I值，求出Rx后，再取平均值作為實驗結(jié)果． 【答案】　(1)B

20、　0．410　(2)7、9　斷路　(3)電流表改為內(nèi)接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值．(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值) 1．電阻測量的常用方法 (1)器材選擇的三個主要原則：安全性(量程不能太小)、準(zhǔn)確性(量程不能太大)、方便性(滑動變阻器要方便調(diào)節(jié))． (2)選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”(因為：越接近理想電流表，其分壓的影響越小)或“大內(nèi)小外”(內(nèi)接法測大電阻，外接法測小電阻)；選擇滑動變阻器接法口訣：“以小控大用分壓”(變阻器阻值小于待測電阻)． (3)電表有時可反常規(guī)使用：已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用．

21、(4)定值電阻的常見用途：保護電路、與電流表串聯(lián)改裝為電壓表、與電流表并聯(lián)擴程． 2．測量電源的電動勢和內(nèi)阻的常用方法 (1)三種常用實驗方法和原理：伏安法E＝U＋Ir、伏阻法E＝U(1＋r/R)、安阻法E＝I(R＋r)． (2)兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對伏安法利用電源的U-I圖象求電動勢和內(nèi)阻；對伏阻法和安阻法需對閉合電路歐姆定律方程E＝U(1＋r/R)和E＝I(R＋r)適當(dāng)變形作線性處理，并利用直線方程的截距和斜率求電動勢或內(nèi)阻等物理量． ●考向1　以測電阻為核心的電學(xué)實驗 5．(2017·南京四模)測量一未知電阻的阻值． 圖12-8 (1)某同

22、學(xué)首先用多用電表粗測電阻的大小，將多用表選擇開關(guān)置于“×10”擋，調(diào)零后，將紅黑表筆分別接電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖甲所示，則所測阻值為________Ω． (2)接著該同學(xué)計劃用VA法準(zhǔn)確測量電阻的阻值，提供的實驗器材有：8 V直流電源；電壓表(0～10 V，內(nèi)阻約20 kΩ)；電流表(0～50 mA，內(nèi)阻約10 Ω)；滑動變阻器(0～20 Ω，1 A)；開關(guān)和導(dǎo)線． 請根據(jù)實驗要求和提供的器材，參考下面未完全連接好的實物電路在下面虛線方框內(nèi)畫出實驗電路圖(圖乙)，并完成實物電路(圖丙)未連接的導(dǎo)線． (3)在上述(2)的實驗中，連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，該

23、同學(xué)用多用電表檢查電路故障．他的操作如下：選用多用電表的直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接在：電源正負極間；變阻器電阻絲的兩端；電流表“－”接線柱和電壓表“＋”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可能是連接__________________之間的導(dǎo)線發(fā)生了斷路． (4)實驗中移動變阻器滑動頭，記下多組電壓表、電流表讀數(shù)(U，I)，然后在坐標(biāo)紙上作出U-I圖線，圖線的________大小表示待測電阻阻值．在這個實驗中，測量值________真實值．(填“＞”“＝”或“＜”) 【解析】　(1)由題圖甲所示歐姆表可知，所測電阻阻值為：20×10 Ω＝200 Ω． (2)由于滑動變阻器最大

24、阻值為20 Ω，遠小于待測電阻阻值200 Ω，如果滑動變阻器采用限流接法，移動滑動變阻器滑片時，電路電流及待測電阻電壓變化較小，不能進行多次測量，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；電壓表內(nèi)阻是20 kΩ，電流表內(nèi)阻是10 Ω，待測電阻阻值約為200 Ω，相對來說電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，因此電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖1所示；根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖2所示． 圖1　　　　　　圖2 (3)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，說明電路存在斷路；用電壓表測：電源正負極間、變阻器電阻絲的兩端、電流表“－”接線柱和電壓表“＋”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)

25、，說明各測試連點與電源之間不存在斷路，因此電路斷路位置在連接電流表與電壓表之間的導(dǎo)線斷路． (4)由歐姆定律可知，I＝，則U＝IR，在電阻一定時，U與I成正比，它們的比例系數(shù)是導(dǎo)體電阻R，因此U-I圖象的斜率大小表示電阻阻值；實驗采用了電流表外接法，由于電壓表的分流作用，使電流表的測量值大于真實值，由R＝可知，電阻的測量值小于電阻的真實值． 【答案】　(1)200　(2)實驗電路圖如圖1所示；實物電路圖如圖2所示　(3)連接電流表和電壓表　(4)斜率?。? 6．(2017·泰州三模)為描繪小燈泡的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材： 【導(dǎo)學(xué)號：17214188】 A．小燈泡(額定電壓6

26、 V，額定電流600 mA) B．電流表A1(量程0～0．6 A，內(nèi)阻約為0．5 Ω) C．電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻約為0．1 Ω) D．電壓表V(量程0～6 V，內(nèi)阻約為10 kΩ) E．滑動變阻器R1(0～10 Ω，2 A) F．滑動變阻器R2(0～100 Ω，1．5 A) G．直流電源E(約6 V) H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)實驗中電流表應(yīng)選用__________；滑動變阻器應(yīng)選用________．(填器材前面的字母) (2)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路連接完整． (3)實驗電路連接正確，閉合開關(guān)，從最左端向右端調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，記錄電流表和電壓表相應(yīng)示數(shù)

27、，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點如圖乙所示，則電路發(fā)生的故障是______________________________________________． 甲　　　　　　　　乙 圖12-9 【解析】　(1)燈泡的額定電流為600 mA，因此電流表應(yīng)選擇600 mA量程的A1；本實驗采用滑動變阻器分壓接法，因此滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的R1； (2)根據(jù)原理可知，本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法，連接實物圖如圖所示； (3)由伏安特性曲線可知，電路中有電流和電壓存在，說明電路是完好的，但明顯沒有測出較小的電流和電壓值，說明滑動變阻器接成了限流接法

28、，因此故障應(yīng)是電源負極和滑動變阻器左下接線柱間的電路斷路造成的． 【答案】　(1)A1　R1　(2)如圖所示　(3)電源負極和滑動變阻器左下接線柱間的電路斷路 ●考向2　以測量電源電動勢和內(nèi)阻 為核心的電學(xué)實驗 7．(2017·徐州模擬)某同學(xué)查閱電動車使用說明書知道自家電動車的電源是鉛蓄電池，他通過以下操作測量該電池的電動勢和內(nèi)阻． (1)先用多用電表粗測電池的電動勢．把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50 V擋，將兩只表筆與電池兩極接觸，此時多用電表的指針位置如圖12-10甲所示，讀出該電池的電動勢為________V． 甲　　　　乙　　　　　丙 圖12-10 (2)再用

29、圖乙所示裝置進一步測量．多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流擋，與黑表筆連接的是電池的________極(選填“正”或“負”)．閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值R，得到不同的電流值I，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出-R圖象如圖丙所示．已知圖中直線的斜率為k，縱軸截距為b，則此電池的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________．(結(jié)果用字母k、b表示) (3)他發(fā)現(xiàn)兩次測得電動勢的數(shù)值非常接近，請你對此做出合理的解釋：______． 【解析】　(1)電壓擋量程為50 V，則最小分度為1 V，則指針對應(yīng)的讀數(shù)為12．0 V； (2)作為電流表使用時，應(yīng)保證電流由紅表筆流進，黑表筆流出，故黑表筆連接的是電

30、池的負極； 由閉合電路歐姆定律可得：I＝ 變形可得：＝＋·R 則由圖可知：＝b； ＝k 則可解得：E＝；r＝． (3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢． 【答案】　(1)12．0　(2)負　　　(3)因鉛蓄電池的內(nèi)阻遠小于多用電表電壓擋的內(nèi)阻，因此直接用表筆接在蓄電池的兩極時，電表的讀數(shù)非常接近電源的電動勢 8．(2017·如皋市模擬)在測量一節(jié)干電池電動勢E和內(nèi)阻r的實驗中，小明設(shè)計了如圖12-11甲所示的實驗電路． 甲　　　　　　乙 丙 圖12-11 (1)根據(jù)圖甲實驗電路，請在乙

31、圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接． (2)實驗開始前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到______(選填“a”或“b”)端． (3)合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)． 在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示，兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB． ①S2接1位置時，作出的U-I圖線是圖丙中的________(選填“A”或“B”)線； ②S2接1位置時，測出的電池電動

32、勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是________表(選填“電壓”或“電流”)的示數(shù)偏________(選填“大”或“小”)． 【解析】　(1)實物連線圖如圖所示： (2)為保護電流表，實驗開始前，應(yīng)將滑片P置于電阻最大的a端； (3)①當(dāng)S2接1位置時，可把電壓表與電源看作一個等效電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U斷可知，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值，所以作出的U-I圖線應(yīng)是B線； ②測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表的分流，結(jié)果使電流表的讀數(shù)偏?。? 【答案】　(1)見解析圖　(2)a　(3)①B?、陔娏鳌∑? 考點3| 電學(xué)創(chuàng)新實驗　難度：中高檔 題型：實

33、驗填空題 五年2考 (對應(yīng)學(xué)生用書第69頁) 3．(2016·江蘇高考T10)小明同學(xué)通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系．已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 Ω，R隨t的升高而增大．實驗電路如圖12-12所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度． 【導(dǎo)學(xué)號：17214189】 圖12-12 實驗時閉合S，先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度t1，t2，…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，…．然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1，I2，…，分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1，R2，…． (1)有以下兩種電流表，實驗電路中應(yīng)選用____

34、____． A．量程0～100 mA，內(nèi)阻約2 Ω B．量程0～0．6 A，內(nèi)阻可忽略 (2)實驗過程中，要將電阻箱的阻值由9．9 Ω調(diào)節(jié)至10．0 Ω，需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”、“b”、“c”，正確的操作順序是________． ①按旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1” ②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” ③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0” (3)實驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表： 溫度t(℃) 20．0 40．0 60．0 80．0 100．0 阻值R(Ω) 9．6 10．4 11．1 12．1 12．8 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出R-t圖線． 由圖

35、線求得R隨t的變化關(guān)系為R＝________ Ω． 【解題關(guān)鍵】　解此題的關(guān)鍵有以下三點： (1)估算電流的變化范圍，再選擇電流表的量程． (2)為避免電流過大燒壞器材，電阻箱應(yīng)先調(diào)至較大阻值． (3)因阻值R隨溫度變化范圍較小，縱坐標(biāo)起點不應(yīng)取為零． 【解析】　(1)電路中電源電動勢為1．5 V，金屬電阻的阻值約為10 Ω，滑動變阻器電阻最大為10 Ω，電流在0．075～0．15 A，則電流一般在0．1 A以內(nèi)調(diào)整，為使電流讀數(shù)更準(zhǔn)確，應(yīng)選用量程0～100 mA的電流表． (2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值時，為了避免有其他電路發(fā)生短路而燒毀器材，電阻箱應(yīng)先調(diào)至較大電阻，然后依次從電阻較小的擋

36、位開始減?。? (3)R-t圖象如答案圖所示，可得R隨t的變化規(guī)律是R＝0．04t＋8．8 Ω． 【答案】　(1)A　(2)①②③(或①③②) (3)如圖所示 0．04t＋8．8(0．04t＋8．6～0．04t＋9．0都算對) 4．(2017·江蘇高考T11)某同學(xué)通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖12-13所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控．繼電器的電阻約20 Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示． 【導(dǎo)學(xué)號：17214190】 t/℃ 30．0 40

37、．0 50．0 60．0 70．0 80．0 Rt/Ω 199．5 145．4 108．1 81．8 62．9 49．1 (1)提供的實驗器材有：電源E1(3 V，內(nèi)阻不計)、電源E2(6 V，內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(0～200 Ω)、滑動變阻器R2(0～500 Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999．9 Ω)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干． 為使該裝置實現(xiàn)對30 ℃～80 ℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用________(選填“E1”或“E2”)，滑動變阻器R應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”)． 圖12-13　　　　　圖12-14 (2)實驗

38、發(fā)現(xiàn)電路不工作．某同學(xué)為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應(yīng)將如圖12-14所示的選擇開關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)． (3)合上開關(guān)S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查．在圖12-13中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針__________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入a、c時指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)． (4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 ℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是________．(填寫各步驟前的序號) ①將熱敏電阻接入電路 ②觀察到繼電器的銜鐵被吸合 ③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除

39、 ④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值 ⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108．1 Ω 【解析】　(1)若實現(xiàn)對30 ℃溫度的控制 繼電器和Rt的電壓 U＝0．015×(20＋199．5) V≈3．29 V 因此符合要求的電源應(yīng)選E2． 若實現(xiàn)對80 ℃溫度的控制 對全電路有 U＝I(R繼＋Rt＋R) 即6 V＝0．015 A×(20 Ω＋49．1 Ω＋R) 解得R＝330．9 Ω． 因此滑動變阻器應(yīng)選R2． (2)用多用電表測量直流電壓時，選擇開關(guān)應(yīng)旋至C(直流電壓擋)． (3)a、b間電壓為0，指針不偏轉(zhuǎn)． 接入a、c時，多用電表與電源等構(gòu)成回路，指針

40、偏轉(zhuǎn)． (4)連接電路時，先用電阻箱代替熱敏電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，銜鐵被吸合時，調(diào)節(jié)完畢，移除電阻箱換為熱敏電阻即可，正確的順序為⑤④②③①． 【答案】　(1)E2　R2　(2)C　(3)不偏轉(zhuǎn)　偏轉(zhuǎn)　(4)⑤④②③① 5．(2013·江蘇高考T10)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．實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3．0 V　1．8 W”，電源為12 V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10 Ω． (1)準(zhǔn)備使用的實物電路如圖12-15所示．請將滑動變阻器接入電路的正確位置．(用筆畫線代替導(dǎo)線) 圖12-15 (2)現(xiàn)有1

41、0 Ω、20 Ω和50 Ω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描點在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖12-16所示．請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤剑? 圖12-16 【解題關(guān)鍵】　解此題應(yīng)注意以下三點： (1)由小燈泡規(guī)格“3．0 V　1．8 W”確定電流表所選量程． (2)小燈泡正常發(fā)光時電流為0．6 A，則流過電源的電流不小于0．6 A． (3)應(yīng)用平滑的曲線連接所描各點，偏離較遠的點舍去． 【解析】　(1)從P-U2圖象上

42、描出的點可知，小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大，故滑動變阻器采用分壓電路．根據(jù)P＝IU知，通過小燈泡的最大電流I＝＝0．6 A，故電流表選0～0．6 A的量程．實物電路如答案中圖所示． (2)電路中定值電阻起保護作用，電池的電動勢為12 V，小燈泡的內(nèi)阻為R＝＝ Ω＝5 Ω，因此小燈泡和滑動變阻器并聯(lián)后的最大電阻為 Ω＝ Ω，要使小燈泡兩端的電壓能達到3 V，由＝可知，R1不能超過10 Ω，所以R1選10 Ω． (3)為了實驗儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關(guān)后，先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線． (4)從坐標(biāo)紙上所描點可以看出這些點不近似在一條直線上，應(yīng)

43、為曲線，小明作出了一條直線不合適．作圖時應(yīng)使這些點占據(jù)整個坐標(biāo)紙，而小明的橫坐標(biāo)只用了一半，所以小明橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適． 【答案】　(1)如圖所示　(2)10　(3)電池 (4)圖線不應(yīng)畫為直線；橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適． ●考向1　實驗原理的設(shè)計與創(chuàng)新 9．(2017·鎮(zhèn)江一模)小明在研究由某種新材料制成的圓柱體電學(xué)元件(圖12-17甲所示)的過程中，進行了如下操作： (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量其長度如圖12-17乙所示，由圖可知其長度為_____mm，用螺旋測微器測量其直徑如圖12-17丙所示，其直徑為_____mm； 圖12-17 圖12-18　　　　

44、　圖12-19 (2)小明為研究通過該電學(xué)元件的電流I隨兩端電壓U變化的關(guān)系，設(shè)計了圖12-18所示實驗電路．為使該電學(xué)元件兩端電壓能從零開始調(diào)起，請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將電路實物圖連接完整； (3)小明利用(2)中實驗電路測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示，請你在如圖12-19的坐標(biāo)紙上繪出I-U圖象； U/V 0 0．40 0．60 0．80 1．00 1．20 1．32 1．50 I/A 0 0．20 0．45 0．80 1．25 1．80 2．20 2．81 (4)小明用一節(jié)電動勢為1．5 V、內(nèi)阻為0．75 Ω的干電池僅對該元件供電．則該元件消耗的電功

45、率為________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 【解析】　游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50 mm，游標(biāo)讀數(shù)為0．05×9 mm＝0．45 mm，所以最終讀數(shù)為50．45 mm； 螺旋測微器固定刻度為4．5 mm，可動刻度為0．01×20．0 mm＝0．200 mm，所以最終讀數(shù)為4．700 mm． (2)由于要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時由于待測電阻阻值偏小，故應(yīng)采用電流表外接法，連接實物圖如圖所示； (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用描點法得出對應(yīng)的圖象如圖所示； (4)在上圖中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示，兩圖的交點表示該元件的工作點，則由圖可知， 電壓

46、為0．85 V，電流I＝0．85 A，則功率P＝UI＝0．85×0．85 W＝0．72 W． 【答案】　(1)50．45　4．700　(2)如解析圖所示　(3)如解析圖所示　(4)0．72 ●考向2　實驗器材的等效與替換 10．(2017·羅湖區(qū)模擬)在“測電源電動勢和內(nèi)阻”實驗中，待測電源為干電池a(電動勢E1約1．5 V，內(nèi)阻r1約1 Ω)和水果電池b(電動勢E2約1 V，內(nèi)阻r2約1 000 Ω)． (1)電路如圖12-20a，下列選擇正確是________． A．測a、b時，S2均接1 B．測a、b時，S2均接2 C．測a時，S2接1，測b時，S2接2 D．測a時，S2

47、接2，測b時，S2接1 (2)現(xiàn)有下列器材： A．電壓表V(0～15 V，約3 kΩ) B．電流表A1(0～0．6 A，約1 Ω) C．電流表A2(0～1 mA，100 Ω) D．定值電阻R1(1 900 Ω) E．滑動變阻器R2(0～10 Ω) F．滑動變阻器R3(0～1 000 Ω) G．開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干 ①甲用上述器材測干電池a，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________(填字母代號) ②乙同學(xué)另找來一電阻箱，結(jié)合電流表用如圖b電路測量電池b的電動勢和內(nèi)阻．測得多組數(shù)據(jù)，作出 -R 圖象如圖c，則電池b電動勢E2＝_

48、_______V，內(nèi)阻r2＝________Ω． a　　　　　b　　　　c 圖12-20 【解析】　因干電池的內(nèi)阻較小，應(yīng)采用電流表外接法；水果電池內(nèi)阻很大，相對于電源應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，即測試a時，S2接2，測試b時，S2接1，故D正確，故選D． (2)①干電池電動勢約為1．5 V，電壓表量程為15 V，電壓表量程太大，不能用該電壓表測電壓，可以用內(nèi)阻已知的電流表C與定值定值D串聯(lián)組成電壓表測電壓，測干電池電動勢與內(nèi)阻實驗中，最大電流較小，約為零點幾安培，則應(yīng)用電流表B測電流；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選E． ②由圖b所示實驗電路可知，電源電動勢：E＝I2(r＋R＋RA2)，

49、則有：＝R＋，由圖c所示圖象可知，圖象斜率k＝＝ V－1＝1 V－1，則電源電動勢E＝1 V，圖象縱軸截距b＝＝1 mA－1＝1 000 A－1，解得電源內(nèi)阻r＝900 Ω． 【答案】　(1)D　(2)①C與D串聯(lián)　B　E?、?　900 ●考向3　數(shù)據(jù)處理方法的拓展 11．(2017·徐州二模)在探究“決定電阻絲電阻的因素”實驗中，實驗小組根據(jù)下表中給出的電阻絲，分別探究電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系． 【導(dǎo)學(xué)號：17214191】 甲　　　　乙 丙 圖12-21 (1)為探究電阻絲電阻與長度的關(guān)系，應(yīng)選擇表中________(填寫編號)電阻絲進行實驗． 編號

50、A B C D E F G 材料 鎳鉻合金 康銅 錳銅 長度(m) 1．0 0．5 1．0 1．5 1．0 1．0 1．0 橫截面積 (mm2) 1．0 1．0 0．5 1．0 2．0 1．0 1．0 (2)實驗小組設(shè)計了如圖12-21甲、乙所示的電路，其中R1和R2為兩段電阻絲，為能直觀反映兩電阻大小比例關(guān)系，應(yīng)選擇________(選填“甲”或“乙”)電路進行實驗． (3)實驗小組采用圖丙所示裝置測量電阻絲的電阻率，通過改變鱷魚嘴夾子在電阻絲的位置，改變接入電路電阻絲的長度，測出接入電路電阻絲長度L和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I． ①請用筆

51、畫線代替導(dǎo)線在圖丙中將實物電路連接完整． ②實驗中測出多組I和L的數(shù)據(jù)，作出 -L圖線，測得圖線斜率為k，已知電源電動勢為E，電阻絲橫截面積為S，則電阻絲的電阻率ρ＝________． ③關(guān)于實驗操作過程和誤差分析，下列說法中正確的有________． A．開關(guān)閉合前，應(yīng)將圖丙中滑動變阻器的滑片移到最左端 B．閉合開關(guān)，若電流表指針不偏轉(zhuǎn)，可用多用電表電壓擋直接檢查電路 C．測量過程中，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變 D．實驗誤差的主要來源是電流表和電源有內(nèi)阻 【解析】　(1)探究電阻絲電阻與長度的關(guān)系應(yīng)控制電阻絲的材料與橫截面積相同而長度不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，可以選擇A

52、、B、D進行實驗． (2)由圖示電路圖可知，圖甲可以測出電阻R1兩端電壓與兩電阻串聯(lián)電壓，應(yīng)用串聯(lián)電路特點可以求出電阻R2兩端電壓，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點求出兩電阻阻值之比；由圖乙所示電路不能直接求出兩電阻阻值之比，因此應(yīng)選擇圖甲所示電路． (3)①把電源、開關(guān)、電流表、待測金屬絲與滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電路圖如圖所示： ②由閉合電路歐姆定律可知：I＝＝， 整理得：＝L＋， -L圖象的斜率：k＝，則電阻率：ρ＝kSE； ③為保護電路，開關(guān)閉合前，應(yīng)將圖丙中滑動變阻器的滑片移到最右端，故A錯誤；閉合開關(guān)，若電流表指針不偏轉(zhuǎn)，電路可能存在斷路，可用多用電表電壓擋直接檢查電路，故B正確

53、；測量過程中，改變電阻絲接入電路長度過程中，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)保持不變，故C正確；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，電流表和電源有內(nèi)阻不影響實驗誤差，故D錯誤；故選：BC． 【答案】　(1)A、B、D　(2)甲　(3)①見解析?、趉SE　③BC 12．(2017·宜春模擬)熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器( PTC)和負溫度系數(shù)電阻器(NTC)，正溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而增大，負溫度系數(shù)電阻器的電阻隨溫度的升高而減?。硨嶒炐〗M選用下列器材探究某一熱敏電阻Rx的導(dǎo)電特性． 甲　　　　　　　　乙 圖12-22 A．電流表A1(量程10 mA，內(nèi)阻r1＝10 Ω) B．電流表A

54、2(量程0．6 A，內(nèi)阻r2＝0．5 Ω) C．滑動變阻器R1(最大阻值10 Ω) D．滑動變阻器R2(最大阻值500 Ω) E．定值電阻R3(阻值1 490 Ω) F．定值電阻R4(阻值140 Ω) G．電源E(電動勢15 V，內(nèi)阻忽略) H．開關(guān)與導(dǎo)線若干 (1)實驗采用的電路圖如圖12-22甲所示，則滑動變阻器選________，定值電阻R選________．(填儀器前的字母序號) (2)該小組分別測出某個熱敏電阻的I1-I2圖象如圖12-22乙所示，請分析說明該曲線對應(yīng)的熱敏電阻是________熱敏電阻(選填“PTC”或“NTC”)． (3)若將此熱敏電阻直接接到一

55、電動勢為9 V，內(nèi)阻10 Ω的電源兩端，則此時該熱敏電阻的阻值為________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 【解析】　(1)電壓從零開始調(diào)節(jié)，故采用滑動變阻器分壓接法，故滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的C；由圖可知，定值電阻R與電流計串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用，故應(yīng)采用阻值較大的E; (2)由圖乙曲線可知，隨電壓增大，電流增大，電阻實際功率增大，溫度升高，電壓與電流比值增大，電阻阻值增大，即隨溫度升高，電阻阻值增大，該電阻是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻． (3)根據(jù)改裝原理可知，加在電阻兩端的電壓為電流的1 500倍； 則在圖中作出對應(yīng)的電源的伏安特性曲線如圖所示； 由圖可知，對應(yīng)的電流I＝6．5 mA；I2＝0．25 A; 則由歐姆定律可知：R＝ Ω＝39．0 Ω． 【答案】　(1)C　E　(2)PTC　(3)39．0 26