1、第2课时电学实验专题十实验及拓展创新内容索引高考题型1电表改装多用电表原理和使用高考题型2“电阻测量类”实验高考题型3测定电源电动势和内阻高考题型4 拓展创新实验电表改装多用电表原理和使用高考题型1例例1(2018全国卷22)某同学组装一个多用电表.可选用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900)；电阻箱R1(阻值范围0999.9)；电阻箱R2(阻值范围099 999.9)；导线若干.要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡.回答下列问题：(1)在图1虚线框内画出电路图并标出R1和
2、R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱.图1答案解析答案答案见解析图解析解析如图所示.(2)电阻箱的阻值应取R1_，R2_.(保留到个位)答案解析1002 910解析解析接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1解得R1100 接b时改装成量程为3 V的电压表，有UIgRgIR2解得R22 910.拓展训练拓展训练1(2018湖南省衡阳市第二次联考)(1)如图2甲是多用电表简化电路图，A插孔应接_表笔(填“红”或“黑”)；作为欧姆表使用时，选择开关应接_.(填“1”“2”或“3”)答案解析解析解析题图甲的多用电表，A插孔应接红表笔；作为欧姆表使用时，内部
3、有电源，选择开关应接2.红2图2(2)利用多用电表直流电流挡和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙所示.调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出的图线如图丙.由图丙可求得电动势E_V，内阻r_.(多用电表直流电流挡内阻忽略不计，结果均保留2位有效数字)答案解析2.9(2.83.0均 1.2(1.11.3均可)可)“电阻测量类”实验高考题型2例例2(2018全国卷23)一课外实验小组用如图3所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值.图中R0为标准定值电阻(R020.0)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验：(1)按照实
4、验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线.图3答案解析答案答案实物连线如图解析解析根据原理图，沿电流的流向依次连接.先将E、R、S1连接起来，组成闭合回路.将R0、Rx与R连接起来.将 、S2与Rx连接起来.(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1.(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表 的示数U2.(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示).答案解析解析解析由于 为理想电压表，故S2接1、或接2时流过R0、Rx的电流相等.根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得(5)重复步骤(3)，得到如下数据
5、.12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得 的平均值，求得Rx_.(保留1位小数)48.2解析解析根据表中数据可得 的平均值为3.41，代入可得Rx48.2.答案解析拓展训练拓展训练2(2018山东省青岛市二模)某实验探究小组利用半偏法测量电压表内阻，实验室提供了下列实验器材：A.待测电压表V(量程为3 V，内阻约为3 000)B.电阻箱R1(最大阻值为9 999.9)C.滑动变阻器R2(最大阻值为10，额定电流为2 A)D.电源E(电动势为6 V，内阻不计)E.
6、开关两个，导线若干(1)图4虚线框内为探究小组设计的部分测量电路，请你补画完整；答案解析图4答案答案如图所示解析解析根据半偏法测电压表内阻的原理，滑动变阻器应接成分压式电路，所以电路如图所示.(2)根据设计的电路图，连接好实验电路，进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤.首先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持_不变，断开开关_(选填“S1”或“S2”)，调节_的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；答案解析R2的滑片位置S2R1解析解析闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表达到满偏；保持R2的滑片位置不变，使R2左半部分的
7、电压不变，断开开关“S2”，使电压表和电阻箱串联，调节电阻箱接入电路的阻值，使电压表示数达到半偏，读取并记录此时电阻箱的阻值R0；(3)实验测出的电压表内阻R测_，它与电压表内阻的真实值RV相比，R测_RV(选填“”“”或“解析解析依据上述操作，被测电压表和电阻箱分得电压相等，即电压表内阻和此时电阻箱接入电路部分电阻相等，可通过读取电阻箱接入电路部分电阻，得到被测电压表内阻，R测R0；因为，断开开关“S2”后总电阻增大，使R2左半部分得电压增大，即R0两端电压大于被测电压表两端电压，R0的阻值大于被测电压表的内阻，则R测RV.例例3(2018广东省广州市4月模拟)为测量某金属丝的电阻率，某同学
8、设计了如图5(a)，所示的实验电路.请完成下列实验相关内容：(1)为粗测金属丝的总电阻值，该同学用如图(b)所示的多用电表在连接好的电路上进行测量：机械调零后将选择开关拨到“1”挡；将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使_；答案解析图5指针指在0 处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)解析解析将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 处(或指针指在右端零刻度处、指针指在电流满偏的位置)；_，将红表笔接在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如图(c)，则金属丝总电阻值R0_.答案解析断开开关S，取下线夹(或断开开关S，将线夹夹到Q端)5解析解析断开开关S，取下线夹，将红表笔接
9、在P，黑表笔接在Q，多用电表指针指示如题图(c)，则金属丝总电阻值R05.(2)用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图(d)所示，则金属丝直径d_mm.答案解析0.360(0.3580.362均可)解析解析用螺旋测微器测金属丝直径，则金属丝直径d0.01 mm36.00.360 mm.(3)闭合开关S，保持电流表示数不变，改变并记录电阻箱的阻值R和对应接入电路中电阻丝长度L的数据.在RL图线上描点连线，作出RL的图线如图(e).(4)根据测得金属丝的直径d及RL图线，求得金属丝的电阻率_.(计算结果保留三位有效数字)答案解析1.02106 m例例4(2018山西省吕梁市第一次模拟)热敏电阻包括正温
10、度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，某实验小组选用下列器材探究某热敏电阻R1的伏安特性.A.电流表A(最程0.6 A，内阻为0.6)B.电压表V(量程3.0 V，内阻约2 k)C.滑动变阻器R(最大阻值为10)D.滑动变阻器R(最大阻值为500)E.电源E(电动势4 V，内阻较小)F.开关、导线若干(1)要求实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请补充完成图6甲中实物间的连线；其中应选择的滑动变阻器是_(填写器材前面的代号).答案解析图6答案答案见解析图C解析解析为方便实验操作，滑动变阻器应选C；实物连线如图所示.(2)该小组测出热敏电阻R1
11、的UI图线如图乙中曲线，又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的UI图线如图中曲线，用电流表A和热敏电阻R1、R2测量某电池组的电动势和内阻，采用的电路如图丙，将单刀双掷开关接“1”，电流表A的示数如图7，则通过R1的电流为_A.将单刀双掷开关接“2”时测得通过R2的电流为0.60 A，则该电池组的电动势为_V，内阻为_.(结果均保留两位有效数字)答案解析图70.403.02.9解析解析电流表量程为0.6 A，则最小分度为0.02 A，故读数为0.40 A；由曲线可知，电流为0.40 A时，R1两端的电压为1.6 V；当开关接2时，电流为0.60 A，由曲线可知，电流为0.60 A时，R2两端的电压
12、为0.9 V；则由闭合电路欧姆定律可知：1.6E0.40(rRA)，0.9E0.60(rRA)，联立解得：E3.0 V，r2.9.测定电源电动势和内阻高考题型3例例5(2018四川省雅安市第三次诊断)某实验小组设计如图8甲所示电路图来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为2 V、内阻较小.所用电压表量程为3 V，内阻非常大，可看作理想电压表.图8(1)按实验电路图在图乙中补充完成实物连线.答案答案如图所示答案解析解析解析按实验电路图在连接实物图如图所示.(2)先将电阻箱电阻调至如图丙所示，其读数为_.闭合开关S，将S1拨到b端，读出电压表的读数为1.10 V；然后将S1拨到a端，此时电
13、压表读数如图丁所示，其读数为_ V.根据以上测量数据可得R0_.11.0答案解析1.50(1.481.51均可)4.0(3.84.1均可)图丙(3)将S1拨到b端，不断调节电阻箱电阻，得到多组电阻箱读数R值与相应的电压表读数U值，作出 图如图戊所示，则通过图象可以得到该电源的电动势E_V，内阻r_.(计算结果保留两位有效数字)答案2.00.60解析拓展训练拓展训练3(2018河南省驻马店市第二次质检)甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻，他们设计的电路原理图如图9，其中R为电阻箱，电流表A的内阻为RA5.0，他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I.甲同学以IR为纵坐标，以I为横坐
14、标作图处理数据；乙同学以I(RRA)为纵坐标，以I为横坐标作图处理数据.他们在同一张坐标纸上画出的图如图10所示.图9图10 图11(1)由图10可知，甲同学绘制的是图线_(填“a”或“b”)，电源电动势为_V，内阻为_.a1.510解析解析在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律有：EI(RRAr)，整理得：IREI(RAr)，I(RRA)EIr，则IRI图象的斜率绝对值大于I(RRA)I图象的斜率绝对值，由题图可知，甲绘制的是图线a，E100103(5.0r)0，E150103r0，解得：E1.5 V，r10；答案解析(2)丙同学打算以 为纵坐标，以R为横坐标，请根据(1)中计算的结果将丙同学所
15、作图线在图11中画出.答案答案如图所示答案解析(3)分析可知，在电路中，当电阻箱的阻值R_时，电阻箱消耗的电功率最大.15解析解析把电流表与电源整体当作等效电源，此时等效电源的内阻为rrRA15；故当电阻箱阻值等于等效电源的内阻时电阻箱消耗的功率最大，故此时电阻箱阻值为15.答案解析拓展创新实验高考题型4例例6(2018全国卷23)某实验小组利用如图12所示的电路探究在25 80 范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 时的阻值)为900.0；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表 (量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0)，滑
16、动变阻器R1(最大阻值为1 000)；电阻箱R2(阻值范围0999.9)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.图12实验时，先按图连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0.实验得到的R2t数据见下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.
17、0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端.答案b解析解析闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大.解析(2)在图13的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线.答案图13答案答案如图所示(3)由图可得到RT在25 80 范围内的温度特性.当t44.0 时，可得RT_.答案解析450解析解析由图象可知t44.0 时，电阻的阻值为450.(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图14所示，该读数为_，则手心温度为_.图14620.0 33.0解析解析由题图可得电阻箱阻值为620.0，由图象可得温度约为33.0.拓展
18、训练拓展训练4(2018辽宁省锦州市质量检测二)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.某同学用如图15所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系.图中R0为已知定值电阻.电压表视为理想电压表.S闭合后：(1)若电压表V2的读数为U0，则I _.(用题中所给字母表示)图15答案(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的UI曲线a，如图16所示.由此可知电池内阻_(填“是”或“不是”)常数，短路电流为_mA，电动势为_V.图16答案0.295(0.2930.297均可)不是2.65(2.622.68均可)(3)实验二：减小“实验一”中光的强度，重复实验，测得UI曲线b.当滑动变阻器的电阻为某值时，若“实验一”中的路端电压为1.5 V.那么实验二中外电路消耗的电功率为_mW(计算结果保留两位有效数字).答案0.068(0.0600.070均可)本课结束
