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2019年高考物理 高頻考點(diǎn)解密 專(zhuān)題15 電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案
核心考點(diǎn)
考綱要求
實(shí)驗(yàn)八：測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)
實(shí)驗(yàn)九：描繪小電珠的伏安特性曲線
實(shí)驗(yàn)十：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
實(shí)驗(yàn)十一：練習(xí)使用多用電表
實(shí)驗(yàn)十二：傳感器的簡(jiǎn)單使用
1．要求會(huì)正確使用的儀器主要有：游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等
2．要求認(rèn)識(shí)誤差問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)中的重要
1．基本實(shí)驗(yàn)要求
（1）實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)量出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d，計(jì)算出橫截面積S，并用伏安法測(cè)出電阻Rx，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率。
（2）實(shí)驗(yàn)器材
被測(cè)金屬絲，直流電源（4 V），電流表（0~0.6 A），電壓表（0~3 V），滑動(dòng)變阻器（50 Ω），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺。
（3）實(shí)驗(yàn)步驟
①用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其平均值d。
②接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。
③用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l。
④把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置。
⑤改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)。
⑥將測(cè)得的Rx、l、d值，代入公式中，計(jì)算出金屬絲的電阻率。
（4）電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路圖
誤差原因
電流表分壓U測(cè)=Ux＋UA
電壓表分流I測(cè)=Ix＋I(xiàn)V
電阻測(cè)量值
=Rx＋RA>Rx
測(cè)量值大于真實(shí)值
時(shí)，用電流表內(nèi)接法。
③實(shí)驗(yàn)試探法：按圖接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大變化，而電流表示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表示數(shù)有較大的變化，而電壓表示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)接法。
（2）注意事項(xiàng)
①先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量。
②電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。
③電流控制：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。
（3）誤差分析
①若為內(nèi)接法，電流表分壓。
②若為外接法，電壓表分流。
③長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量。
3．儀器選擇的基本思路
（1）優(yōu)先考慮安全因素
各電表的實(shí)際讀數(shù)不能超過(guò)其量程，電阻類(lèi)元件中的實(shí)際電流（或電壓）不能超過(guò)其允許的最大電流（或電壓）。實(shí)際處理過(guò)程中，需要估算回路中的最大電流（一般假設(shè)滑動(dòng)變阻器采用限流式接法時(shí)進(jìn)行估算）。如：用伏安法作出標(biāo)有“6 V，0.6 W”字樣的小燈泡的U–I圖象，而實(shí)際加在小燈泡兩端的電壓的最大值不能超過(guò)6 V。
（2）考慮讀數(shù)誤差因素
一般要求各電表的實(shí)際讀數(shù)不小于其量程的，以減小讀數(shù)誤差。
（3）儀器選擇的一般步驟
A．首先選擇唯一性的器材；
B．粗畫(huà)電路圖（暫不接電流表和電壓表）；
C．估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過(guò)其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材。
4．電阻測(cè)量方法薈萃
（1）伏安法：
電路圖
特點(diǎn)：大內(nèi)小外（內(nèi)接法測(cè)量值偏大，測(cè)大電阻應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量）
（2）安安法
若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用。
①如圖甲所示，當(dāng)兩電表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí)，如果已知的內(nèi)阻R1，則可測(cè)得的內(nèi)阻R2=。
②如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時(shí)，串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測(cè)得的電阻R2=。
（3）伏伏法
若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來(lái)使用。
①如圖甲所示，兩電表的滿偏電流接近時(shí)，若已知的內(nèi)阻R1，則可測(cè)出的內(nèi)阻R2=R1。
②如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1?IV2時(shí)，并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2=。
（4）比較法測(cè)電阻
如圖所示，測(cè)得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx=。
如果考慮電表內(nèi)阻的影響，則I1(Rx＋RA1)=I2(R1＋RA2)。
（5）半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻
電路圖如圖所示
步驟：
①斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；
②保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為；
③由上可得RA=R。
特別提醒：當(dāng)R0?RA時(shí)，測(cè)量誤差小，此方法比較適合測(cè)小阻值的電流表的內(nèi)阻，且阻值的測(cè)量值偏??；電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)選大些的，這樣表滿偏時(shí)R0才足夠大，閉合S2時(shí)總電流變化才足夠小，誤差才小。
（xx遼寧省莊河市高級(jí)中學(xué)）某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下：
（1）游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_________；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，可知其直徑為_(kāi)_________；
（3）選用多用電表“”擋，按正確的操作步驟此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖所示。
（4）為更精確地測(cè)量其電阻，可供選擇的器材如下：
電流表（量程，內(nèi)阻約為）；
電流表（量程，內(nèi)阻約為）；
電壓表（量程，內(nèi)阻）；
電壓表（量程，內(nèi)阻約為）；
定值電阻；
滑動(dòng)變阻器（最大阻值）；
滑動(dòng)變阻器（最大阻值）；
電源（電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻約為）；
開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，電壓表應(yīng)選__________，電流表應(yīng)選__________。（均填器材代號(hào)）
（5）根據(jù)你選擇的器材，請(qǐng)?jiān)诰€框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（需標(biāo)注器材代號(hào)）
【參考答案】（1）50.15 （2）4.700（） （4） （5）如圖所示
【試題解析】（1）游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為50 mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度游標(biāo)讀數(shù)為0.053 m=0.15 mm，所以最終讀數(shù)為：50 mm+0.15 mm=50.15 mm；
（2）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為4.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0120.0 mm=0.200 mm，所以最終讀數(shù)為：4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。
（3）該電阻的阻值約為221 Ω=22 Ω；
（4）電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，故電壓表應(yīng)選V1，且串聯(lián)定值電阻R0擴(kuò)大量程；電流表的最大電流約為2 V/32 Ω=62 mA，故電流表應(yīng)選A2；
（5）由于電壓表與定值電阻串聯(lián)后阻值為2 000歐姆，電流表內(nèi)阻為10歐姆，待測(cè)電阻約為22歐姆，故采用電流表外接法；滑動(dòng)變阻器采用R2，調(diào)節(jié)不方便；采用R1，因阻值較小，應(yīng)采用分壓電路，故電路圖如圖：
1．測(cè)金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)：
（1）測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，金屬絲的起點(diǎn)、終點(diǎn)位置如圖a所示，則長(zhǎng)度為_(kāi)___________cm；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑，示數(shù)如圖b所示，則直徑為_(kāi)___________mm；
（3）用多用電表“Ω1”擋估測(cè)其電阻，示數(shù)如圖c所示，則阻值為_(kāi)___________Ω；
（4）在圖d中完成實(shí)物連線（滑動(dòng)變阻器要求接限流式）；
（5）閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最____________（選填“左”或“右”）端。
【答案】（1）60.50（60.48~60.51） （2）1.980（1.979~1.981） （3）5 （4）連圖如圖所示 （5）左
（4）連圖如圖所示。
（5）閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至阻值最大處，由連接圖可知應(yīng)該移到最左端。
考點(diǎn)2 描繪小電珠的伏安特性曲線
1．基本實(shí)驗(yàn)要求
（1）實(shí)驗(yàn)原理
①測(cè)多組小燈泡的U、I，并繪出I–U圖象；
②由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系。
（2）實(shí)驗(yàn)器材
小燈泡“3.8 V，0.3 A”、電壓表“0~3 V~15 V”、電流表“0~0.6 A~3 A”、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆。
（3）實(shí)驗(yàn)步驟
①畫(huà)出電路圖（如圖所示）。
②將小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如實(shí)驗(yàn)原理圖所示電路。
③測(cè)量與記錄
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，測(cè)出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中。
④數(shù)據(jù)處理
A．在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系。
B．在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。
C．將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小燈泡的伏安特性曲線。
（4）實(shí)驗(yàn)器材選取
①原則：安全；精確；操作方便。
②具體要求
A．電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流。干電池中的電流一般不允許超過(guò)0.6 A。
B．用電器的額定電流不能小于通過(guò)該用電器的實(shí)際最大電流。
C．電壓表或電流表的量程不能小于被測(cè)電壓或電流的最大值。
D．電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上。
E．從便于操作來(lái)考慮，限流式接法要選用與待測(cè)電阻相近的滑動(dòng)變阻器，分壓式接法要選用小阻值滑動(dòng)變阻器。
2．規(guī)律方法總結(jié)
（1）滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法比較
兩種接法的電路圖
負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍
≤U≤E
0≤U≤E
負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍
≤I≤
0≤I≤
（2）兩種接法的適用條件
①限流式接法適合測(cè)量阻值較小的電阻（跟滑動(dòng)變阻器的總電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的總電阻還?。?。
②分壓式接法適合測(cè)量阻值較大的電阻（一般比滑動(dòng)變阻器的總電阻要大）。
（3）注意事項(xiàng)
①電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小，因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法。
②滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法：本實(shí)驗(yàn)要作出U–I圖象，要求測(cè)出多組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓式接法。
③保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大電阻處，加在小燈泡兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓。
（4）誤差分析
①由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無(wú)窮大，對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值。
②測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差。
③在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差。
（5）實(shí)物連線的原則
①先串后并，接線到柱，注意量程和正負(fù)。
②對(duì)限流電路，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，從電源正極開(kāi)始，把電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可（注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。
③對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況，將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)間。
（xx山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)）有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“”字樣，現(xiàn)要測(cè)量該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用：
A．電壓表（，內(nèi)阻）
B．電壓表（，內(nèi)阻）
C．電流表（，內(nèi)阻）
D．電流表（，內(nèi)阻）
E．滑動(dòng)變阻器（）
F．滑動(dòng)變阻器（）
G．直流電源（，內(nèi)阻不計(jì)），另有開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。
（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選__________，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。（只填器材的字母代號(hào)）
（2）在答題卡的虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求電流、電壓能從零開(kāi)始變化。
【參考答案】（1）A C E （2）如圖所示
【試題解析】（1）根據(jù)小燈泡的規(guī)格“3 V，0.2 A”可知，電壓表應(yīng)選A，電流表應(yīng)選C，由于測(cè)定小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器E以方便調(diào)節(jié)；
（2）小燈泡的電阻較小，滿足，所以電流表應(yīng)用外接法，又變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示。
1．在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小電珠L(zhǎng)（2.5 V，0.6 W）、滑動(dòng)變阻器R、多用電表、電流表A、干電池組E、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。
（1）粗測(cè)小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表 倍率（選填“1”、“10”或“100”）的電阻擋；調(diào)零后，將兩根表筆分別與小電珠燈座的兩接線柱相連接，若觀察到多用電表示數(shù)如右圖1所示，則粗測(cè)結(jié)果應(yīng)為 Ω。
（2）實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量小電珠的電壓，請(qǐng)根據(jù)圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路完成圖3中的實(shí)物連線。
（3）開(kāi)關(guān)S閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于 端；開(kāi)關(guān)S閉合后，若滑片P位于R的中點(diǎn)處，為了使小電珠的亮度增加，應(yīng)將滑片P緩慢地向 端移動(dòng)。（以上兩空均選填“a”或“b”）
（4）下表為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小電珠兩端的電壓U等間隔變化測(cè)得的數(shù)據(jù)，為了能獲得更精確的伏安特性曲線，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn) 和 之間適當(dāng)?shù)囟鄿y(cè)幾組數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)點(diǎn)
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
【答案】（1）“1” 7.5 Ω （2）實(shí)物連線如圖所示 （3）a b （4）①和②
考點(diǎn)3 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
1．基本實(shí)驗(yàn)要求
（1）實(shí)驗(yàn)原理
①閉合電路的歐姆定律。
②E和r的求解：由U=E–Ir得，解得E、r。
③用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示。
A．圖線與縱軸交點(diǎn)為E；
B．圖線與橫軸交點(diǎn)為I短=；
C．圖線的斜率表示r=
（2）實(shí)驗(yàn)器材
電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺。
（3）基本操作
①連接電路。
②電流表用0.6 A的量程，電壓表用3 V的量程；
③把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處；
④閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使表有明顯的示數(shù)，記下一組數(shù)據(jù)，同理記錄多組數(shù)據(jù)。
2．規(guī)律方法總結(jié)
（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的處理方法
①列多個(gè)方程組求解，再求E、r的平均值。
②圖象法處理：以端電壓U為縱軸，干路電流I為橫軸，建系、描點(diǎn)、連線，縱軸截距為電動(dòng)勢(shì)E，直線斜率k的絕對(duì)值為內(nèi)阻r。
（2）注意事項(xiàng)
①為了使端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池。
②電流不要過(guò)大，應(yīng)小于0.5 A，讀數(shù)要快。
③要測(cè)出不少于6組的（U，I）數(shù)據(jù)，變化范圍要大些。
④若U–I圖線縱軸刻度不從零開(kāi)始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，應(yīng)根據(jù)r=確定。
⑤電流表要內(nèi)接（因?yàn)閞很小）。
（3）誤差來(lái)源
①偶然誤差：用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確。
②系統(tǒng)誤差：電壓表分流或電流表分壓。
3．實(shí)物圖連接的技巧
實(shí)物圖連接是一類(lèi)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和操作能力較為有效的題型，連線前一定要畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，然后按圖連線，且必須注意以下幾點(diǎn)：
（1）連線不能交叉；
（2）必須把線接在接線柱上；（3）電流應(yīng)從電表正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出；
（4）變阻器應(yīng)處在有效控制狀態(tài)。在實(shí)際操作中，畫(huà)電路圖時(shí)，各元件的相對(duì)位置
應(yīng)盡量與實(shí)物圖相吻合；連實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)先串后并，先連控制電路后連測(cè)量電路。
要特別注意變阻器的分壓連接，把變阻器的全電阻、開(kāi)關(guān)、電源連成干路，取變阻器的部分電阻與測(cè)量電路并聯(lián)即可。
4．測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的其他方法
電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量方法一般為伏安法，另外還有以下幾種方法：
（1）安阻法：用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量，電路如圖甲所示，測(cè)量原理為：E=I1（R1＋r），E=I2（R2＋r），由此可求出E和r，此種方法使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)無(wú)偏差，但內(nèi)阻偏大。
（2）伏阻法：用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量，電路如圖乙所示，測(cè)量原理為：E=U1＋r，E=U2＋r，由此可求出r和E，此種方法測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小。
（3）粗測(cè)法：用一只電壓表粗測(cè)電動(dòng)勢(shì)，直接將電壓表接在電源兩端，所測(cè)值近似認(rèn)為是電源電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)U=≈E，需滿足RV?r。
（4）雙伏法：用兩個(gè)電壓表可測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)，電路如圖所示。測(cè)量方法為：斷開(kāi)S，測(cè)得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2。此時(shí)，E=U1＋U2＋r，RV為V1的內(nèi)阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U1′，此時(shí)E=U1′＋r，解方程組可求得E和r。
（xx北京市第十二中）某同學(xué)做“用電流表和電壓表測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)，可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．1節(jié)干電池
B．電流表，量程0~0.6 A，0~3 A
C．電壓表，量程0~3 V，0~15 V
D．滑動(dòng)變阻器0~20 Ω、2 A，滑動(dòng)變阻器0~500 Ω、0.2 A
E．電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）為了盡量得到較好效果，電流表量程應(yīng)選__________，電壓表量程選__________，滑動(dòng)變阻器選____________。
（2）他采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量。下圖給出了做實(shí)驗(yàn)所需要的各種儀器。請(qǐng)你按電路圖把它們連成實(shí)驗(yàn)電路。
（3）這位同學(xué)測(cè)量時(shí)記錄了5組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)填入了以下表格中。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖畫(huà)出U–I圖線。根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢(shì)E =__________V，內(nèi)阻__________Ω。
【參考答案】（1）0~0.6 A 0~3 V 0~20 Ω （2）見(jiàn)解析 （3）見(jiàn)解析 1.48（1.45~1.49） 0.5（0.47~0.52）
【試題解析】（1）一節(jié)干電池，故選電壓表0~3 V；一節(jié)干電池當(dāng)電源，電路中電流較小，故選電流表0~0.6 A；為了便于操作，應(yīng)選較小的滑動(dòng)變阻器（0~20 Ω）；
（2）實(shí)物圖如圖所示
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可知U–I圖象如圖所示
縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，故，圖象的斜率表示電源內(nèi)阻，故
1．某實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
待測(cè)干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻約為3 Ω）
直流電流表A1（量程0~0.6 A，內(nèi)阻約0.5 Ω）
直流電流表A2（量程0~3 A，內(nèi)阻約0.1 Ω）
電壓表V1（量程0~2 V，內(nèi)阻約為2 000 Ω）
電壓表V2（量程0~6 V，內(nèi)阻約為6 000 Ω）
滑動(dòng)變阻器R1（最大電阻20 Ω，額定電流2 A）
滑動(dòng)變阻器R2（最大電阻200 Ω，額定電流1 A）
電阻箱R3（最大電阻99.9 Ω，額定電流1 A）
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）若用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求測(cè)量有盡可能高的精確度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的電流表是________，電壓表是________，滑動(dòng)變阻器是________。
（2）請(qǐng)將圖甲中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路。
（3）在用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電流表出現(xiàn)了故障，不能使用，實(shí)驗(yàn)小組如想方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，需將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，只需去掉電流表，將上述器材中的________換成________即可。
（4）請(qǐng)?jiān)谙驴蛑挟?huà)出改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路圖。
（5）實(shí)驗(yàn)小組在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在坐標(biāo)紙上作出了如圖乙所示圖線。由圖線得出：干電池的電動(dòng)勢(shì)E=________V，內(nèi)阻r=________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
【答案】（1）A1 V1 R1 （2）電路連接如圖1所示 （3）R1 R3 （4）如圖2所示 （5）1.7 2.5
考點(diǎn)4 練習(xí)使用多用電表
1．電流表與電壓表的改裝
（1）改裝方案
改裝為電壓表
改裝為大量程的電流表
原理
串聯(lián)電阻分壓
并聯(lián)電阻分流
改裝原理圖
分壓電阻或分流電阻
U=Ig（Rg＋R）
故R=－Rg
IgRg=（I－Ig）R
故
改裝后電表的內(nèi)阻
RV=Rg＋R>Rg
RA=
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2019年高考物理
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專(zhuān)題15
電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案
2019
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物理
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解密
專(zhuān)題
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電學(xué)
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