1、 共享知识 分享快乐盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。高考电学实验总结归类电学实验是高考试题中必考实验，电学实验出题灵活，内容丰富，在高考试卷中所占比重大，是高考试题中的重要得分点。以下是电学实验各种常见实验原理和做题技巧的总结，基本涵盖了电学实验中的所有题型，对学习电学实验有很大的帮助。一、电表的双重作用1（电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流A待测电流表A0：满偏电流约为700800A、内阻约100，已知表盘刻度均匀、总格数为NB电流表A：量程0.6A、内阻0.1C电压表V：量程3V、内阻3kD滑动变阻器R：最大阻值200
2、E电源E：电动势约3V、内阻约1.5F开关S一个（1）根据你的测量需要，在B（电流表A）和C（电压表V）中应选择（只需填写序号即可）（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A0的指针偏转了n格，可算出满偏电流IAmax =，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是答案 C 电路如图所示 (或)U为电压表读数，Rv为电压表内阻解析 （1）由于电流表的满偏电流太小，所以要想进行多次测量，不能使用。而对于电压表，大于待测电流表的满偏电流，因此，可把电压表当电流表用。故选C.（2）题中要求测多组数据，故测量电路应选用分压电路，电路图如右所示。（3
3、）电路中的电流，又电流表刻度均匀，故有：联立可解得： 或2.某同学要测量一电压表V1的内阻。提供的器材有： A电压表V1：量程3V，内阻约为2k B电压表V2：量程10V，内阻为5k C电源E：电动势约为10V，内阻不计 D滑动变阻器R：最大阻值为20 E定值电阻R1：阻值5k F定值电阻R2：阻值30k G电键S及导线若干 该同学设计了如图甲所示的实验电路图，通过改变滑动变阻器R的阻值，测量多组电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2，最终求出了电压表Vl的内阻。 （1）实验中定值电阻应选用_（填字母代号）； （2）该同学在实验中测得数据如下表：请在图乙的坐标中，描点作出U1U2的图象。（
4、3）由图象可以较准确地求出电压表Vl的内阻为_k。答案 （1）R1 （2）0.2k解析 （1）定值电阻与电压表V1串联，有：，可得：，故选 。（2）由可得：，即图像的斜率为，从所作图像中先求出斜率，随之可算出点评 本题中，电压表的双重作用为：一是测量工具电压表，二也是一个电阻.二、伏安法测电阻(或电阻率)1、(2012北京卷，21)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动
5、势3 V，内阻约1 )，电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_图(选填“甲”或“乙”)(3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电
6、流表不至于被烧坏(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线，由图线得到金属丝的阻值Rx_(保留两位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)A1102 m B1103 mC1106 m D1108 m(6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项)A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可
7、以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析(1)螺旋测微器的读数为0 mm39.80.01 mm0.398 mm.(2)由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 .由题知RxRV，故电流表外接若滑动变阻器接为限流的形式，则Rx两端的电压最小值Umin V0.6 V，而从实验数据可知Rx两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压的形式(3)如图甲所示图甲图乙(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx4.4 .(5)根据R得金属丝的电阻率 m1.09106 m，故选
8、项C正确，选项A、B、D错误(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误、选项C正确；利用UI图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确答案(1)0.398(0.3950.399均正确)(2)甲(3)如解析图甲所示(4)如解析图乙所示4.4(4.34.7均正确)(5)C(6)CD2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)B直流电流表(量程03 A，
9、内阻约为0.1 )C直流电流表(量程0600 mA，内阻约为5 )D直流电压表(量程015 V，内阻约为15 k)E直流电压表(量程05 V，内阻约为10 k)F滑动变阻器(最大阻值10 ，允许通过的最大电流为2 A)G滑动变阻器(最大阻值1 k，允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据(1)实验中电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号字母表示)(2)请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E6 V，内阻
10、r1 ，定值电阻R9 ，此时灯泡的实际功率为_W(结果保留两位有效数字)甲乙解析(1)由灯泡标识(5 V，2.5 W)知，I0.5 A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路接成分压式，滑动变阻器选F.(2)如图所示(3)把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax0.6 A，在题图中的UI图中，作出此电源的UI图线如图中虚线所示。两图线交点即表示该灯泡的实际工作点由图知U2.2 V，I0.38 A，所以PUI2.20.38 W0.84 W.答案(1)CEF(2)见解析图(3)0.84(0.810.87)皆可三“替代法”测电阻1、(2011课标全国卷，22)为了测量一微安表头A的内阻
11、，某同学设计了如上图所示的电路图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节_，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节_，使_，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值解析本题为用替代法测未知电流表的内阻，其实验步骤为：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表(或A0)的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节RN，使标准电流表(或
12、A0)的读数仍为I，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值答案(1)R0标准电流表(或A0)(2)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值2、(电压表替代) 某同学要测电压表的内阻RV，测量的电路如下图a所示，供选择的器材如下：待测电压表(03 V，内阻约3 k)；电压表(06 V，内阻约6 k)；定值电阻R13 k；定值电阻R230 ；滑动变阻器R3(01 k，1 A)；滑动变阻器R4(010 ，2 A)；电源3.0 V，内阻不计；开关一个，导线若干根据上述条件，请你完成下面的实验(1)定值电阻应选_；滑动变阻器应选_(2)根
13、据电路图a，在上图b中用实线把实物连成电路；(3) 实验过程中的测量步骤为：移动滑动变阻器触头到某一位置，记录、的读数U1、U2；不断改变滑动变阻器触头的位置，得到一组U1、U2的值，分别以U1、U2为坐标轴建立坐标系，作出相应图线(如下图所示)，测得该图线的斜率为k.根据图线的斜率k和选定的定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式为RV_.解析(1)定值电阻应选R1，滑动变阻器应选R4，若选用大电阻的滑动变阻器，就会出现在移动滑动触头的时候，刚开始电压表上的电压几乎不变，到了某个位置后又突然增大的现象，不易操作(2)根据电路图a，在图b中用实线把实物连成电路，如答案图所示(3)待测电压表内阻的表
14、达式为RV.答案(1)R1R4(2)如图所示(3)预测高考命题视角通过对近几年的高考实验试题的研究发现，高考电学实验试题有三个显著的特点：第一，基于教材中的电学实验，着重考查实验原理的改进、实验步骤、误差分析；第二，重视电学的实验方法，问题设置结合科技、生产、生活的实际；第三，基本仪器的使用是考查的热点，实验的器材选择、实际操作是考查的重点，设计型实验是考查的难点，实验的基本原理和思想方法是考查的核心四、测电源电动势内阻1、（伏安法）某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 的保护电阻R0，实验电路如图下所示(1)连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0
15、，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_(2)在下图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图(如图所示)以笔画线代替导线连接起来(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定得到下列数据，根据表中数据在图中的坐标上画出UI图线，由图线知：电池的电动势为_，内阻为_解析(1)用电压表检测c、d时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没有电流通过多用电表所并联的电路，说明多用电表所并联的电路发生断
16、路故障由已知条件可知，是滑动变阻器R发生故障(3)电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过尽量多的数据点，其他点均匀分布在线的两侧由UEI(rR0)可知，纵轴截距表示电动势，则E1.50 V，斜率绝对值表示rR0，则：rR0 3.0 ，则r0.5 .答案(1)R断路(2)如图甲所示(3)如图乙所示1.50 V(1.411.51 V均可)2、（伏阻法)(2012福建卷，19(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.先直接用多用电表测定该电池电动势在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图所示，其示数为_V.然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势
17、()根据图乙所示电路图，用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接成完整电路()闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的与的值请用表中数据在图中的坐标纸上描点，并作出图线.R()166.77-1-.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.9(102 1)0.601.402.003.004.005.00(V1)0.120.170.210.240.310.34()从图线中可求得E_V.解析读出示数为：9.4 V.()连接电路如图所示()作图线如图所示()由闭合电路欧姆定律得EU(rR0
18、)变形得，从上式看出在图象中，纵轴的截距即为，由图象得出截距为0.1，所以E10.0 V(9.5 V11.1 V内均正确)答案见解析3、（安阻法）某个实验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采用如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更准确若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：(1)将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后观察电流表示数，然后再调节电阻箱，使电流表的示数指到某两个恰当的值，记下此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；(2)根据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r.该方程组的表达式是：_、_.该实验小组现在手头只有一个电
19、流表，只知其内阻很小，却不知具体阻值为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等实验器材请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路注意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应_解析根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：EI1(R1RAr)、EI2(R2RAr)；两节干电池的电动势大约为3 V，电流表应选0.6 A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行答案EI1(R1RAr)EI2(R2RAr)连线如图调至最大五、考查多用电表的使用及读数1、(2011北京卷，21(1)用如上图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电
20、阻测量(1)旋动部件_，使指针对准电流的“0”刻线(2)将K旋转到电阻挡“100”的位置(3)将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_(填“0刻线”或“刻线”)(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作，再完成读数测量A将K旋转到电阻挡“1 k”的位置B将K旋转到电阻挡“10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准解析机械调零需调节S，电阻调零(欧姆挡调零)需调节调零旋钮T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻，需换用阻值
21、较大的挡来测量才准确，换挡之后需要重新电阻调零故正确顺序应为ADC.答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC2、（多用表测黑箱）(2012江苏卷，10)如下图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测甲乙(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的_(选填“A”、“B”或“C”)(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应_(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值测量中发现，每对接点间正反向阻值
22、均相等，测量记录如下表两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示请将记录表补充完整，并在黑箱图中画出一种可能的电路.两表笔接的接点多用电表的示数a、b_a、c10.0 b、c15.0 解析(1)多用电表使用前应进行机械调零，机械调零装置为A.(2)使用多用电表进行测量时，为保证电表不被损坏往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等，由多用电表读数可知所缺数据为5.0 ，由a、b间电阻为5 ，a、c间为10 ，b、c间为15 知，电路为a、b间5 的电阻与a、c间10 电阻串联而成，电路图如答案图所示答案(1)A(2)短暂(3)5.0电路图见下图AAAAAAAA
