高考物理專項復(fù)習(xí)：電學(xué)實驗練習(xí)題及答案解析

物理高考專題復(fù)習(xí)■電學(xué)實驗練習(xí)題及答案解析

【熱點解讀】

1、本專題主要通過基本儀器的讀數(shù)，電表的改裝，圍繞著電阻的測量來研探究小燈泡的伏安特性曲線，多

用電表的使用。測金屬的電阻率，測電源電動勢和內(nèi)阻等試驗。同力學(xué)實驗一樣，高考對電學(xué)實驗的考查，考

原始實驗的題目很少，大都是創(chuàng)新類電學(xué)實驗題。這類問題，要通過審題，弄清屬于什么類型的創(chuàng)新，然后再結(jié)

合已有的電學(xué)知識（如串并聯(lián)關(guān)系、閉合電路歐姆定律等）和實驗方法進行推理，找到突破方向。

2、通過本專題學(xué)習(xí)可快速提升學(xué)生的審題能力，推理能力，實驗綜合分析能力，創(chuàng)新能力。

3、用到的相關(guān)知識有：串并聯(lián)電路特點，歐姆定律，電功和電功率的計算等。

【高考真題再練】

1.（2020全國I卷）某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kQ,電流表內(nèi)阻為

0.5。。該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點之間，另一種是跨接在0、

Q兩點之間。測量得到如圖乙所示的兩條U-I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。

甲

回答下列問題：

⑴圖乙中標記為II的圖線是采用電壓表跨接在（選填“0、P”或“0、Q”）兩點的方案測量得到的。

乙

（2）根據(jù)所用實驗器材和圖乙可判斷,由圖線（選填"I”或“II”）得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,

結(jié)果為。（保留1位小數(shù)）。

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對(2)中得到的結(jié)果進行修正，修正后待測電阻的阻值為。(保留

1位小數(shù))。

【情境剖析】本題屬于基礎(chǔ)創(chuàng)新性題目，以伏安法測量電阻為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查的學(xué)科素養(yǎng)是科學(xué)探究、考查的關(guān)鍵能力是理解能力、實驗探究能力，要求學(xué)生從

圖象中獲取信息、靈活運用所學(xué)的實驗理論和分析方法解決實驗中的問題。

【答案】(1)0、P(2)I50.5(3)50.0

【解析】找清楚誤差產(chǎn)生的原因，在電流相等的情況下,跨接在“O、Q”兩點間的電壓表的示數(shù)比跨接在“O、P”

兩點間的電壓表的示數(shù)大。(1)在電流相等的情況下，跨接在“0、P”兩點間的電壓表的示數(shù)比跨接在“0、Q”

兩點間的電壓表的示數(shù)小,所以題圖乙中標記為n的圖線是采用電壓表跨接在“o、P”兩點間的方案測量得到

的。⑵由R=筆根據(jù)圖線I,可知電阻阻值為50.5Q該電阻為大電阻，電流表采取內(nèi)接法得到的測量值更接近

真實值。即由圖線I得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值。所以其結(jié)果為50.5Qo(3)因為測量值為待測電

阻和電流表串聯(lián)的阻值，修正后的待測電阻的值為50.5Q-0.5Q=50.0

2.(2019全國II卷)某小組利用圖(a)所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)

系，圖中Vi和V2為理想電壓表;R為滑動變阻器,Ro為定值電阻(阻值100Q);S為開關(guān),E為電源。實驗中二極

管置于控溫爐內(nèi),控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(圖中未畫出)測出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0nA時得到

的某硅二極管U-t關(guān)系曲線?；卮鹣铝袉栴}：

(1)實驗中，為保證流過二極管的電流為50.0NA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表Vi的示數(shù)為Ui=

mV;根據(jù)圖(b)可知，當控溫爐內(nèi)的溫度t升高時，硅二極管正向電阻(填“變大’或"變小”)，電壓表Vi

示數(shù)(填"增大’或"減小”)，此時應(yīng)將R的滑片向(填“A”或"B”)端移動，以使Vi示數(shù)仍為

Ulo

(2)由圖(b)可以看出U與t成線性關(guān)系。硅二極管可以作為測溫傳感器,該硅二極管的測溫靈敏度為卜

Xi。。V/℃(保留2位有效數(shù)字)。

【情境剖析】本題屬于創(chuàng)新性題目，以硅二極管為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查的學(xué)科素養(yǎng)是科學(xué)探究，考查的關(guān)鍵能力是理解能力、實驗探究能力，要求學(xué)生從

圖象中獲取信息，靈活運用所學(xué)的實驗理論和分析方法解決實驗中的問題。

【答案】(1)5。0變小增大B(2)2.8

3

【解析】(l)Ui=IRo=5O.OxlO-xlOOmV=5.00mV。

從U-t關(guān)系曲線可以得出，溫度升高時，二極管兩端電壓變小,二極管正向電阻變小，回路電流變大,電壓表V1示

數(shù)增大，為了保證電流不變，滑動變阻器R的滑片應(yīng)向B端移動。

(2)由題圖知，隙=。::藍。V/℃=2.8xl0-3V/℃o

3.(2019全國I卷)某同學(xué)要將一量程為250M的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測得微安表

內(nèi)阻為1200Q,經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進行改裝。然后利用一標準毫安表,根據(jù)圖(a)

所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)o

(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線。

(2)當標準毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖(c)所示。由此可以推測出所改裝的電表量程不

是預(yù)期值，而是-(填正確答案標號)

A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA

(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是o(填正確答案標號)

A.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1200。

B.微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于1200。

C.R值計算錯誤,接入的電阻偏小

D.R值計算錯誤，接入的電阻偏大

(4)要達到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為

kR的電阻即可，其中k=。

【情境剖析】本題屬于應(yīng)用性題目，以電表改裝為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查的學(xué)科素養(yǎng)是科學(xué)探究?？疾榈年P(guān)鍵能力是理解能力、實驗探究能力，要求學(xué)生能

正確連接器材，會觀察、分析和解釋實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并得出合理的結(jié)論。

【答案】⑴連線如圖所示，(2)C,(3)AC,(4舄

【解析】(1)量程為250pA的微安表改裝成量程為20mA電流表時應(yīng)將電阻與微安表并聯(lián)。根據(jù)電路圖，從

電源正極出發(fā)，電表正極對應(yīng)電源正極，依次連接,注意連線不要交叉。

(2)通過電流表的電流與偏角成正比，表盤16011A對應(yīng)16mA,則表盤2505對應(yīng)25mA。

(3)根據(jù)IgRg=(I-Ig)R得1=(1+鼻)母改裝后的量程偏大的原因可能是，原微安表內(nèi)阻測量值偏小，其實際內(nèi)阻

Rg大于1200或者因為定值電阻的阻值R計算有誤，計算值偏大，實際接入定值電阻阻值偏小。故選ACo

(4)并聯(lián)電路電壓相等,IgRg=(I-Ig)R,即160|iARg=(16mA-160pA)R;200nARg=(16mA-200S)kR,得k=^|o

4.(2020北京卷)用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻(約為1。)。其中R為電阻箱，電

流表的內(nèi)電阻約為0.1電壓表的內(nèi)電阻約為3k。。

圖1圖2

(1)利用圖1中圖甲實驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的

電動勢E和內(nèi)電阻r'o若電流表內(nèi)電阻用RA表示,請你用E、r和RA表示出E\"并簡要說明理

由oO

(2)某同學(xué)利用圖象分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。在圖3中,實線是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)

(圖甲:U=IR,圖乙:1=描點作圖得到的U-I圖象;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖象(沒

有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。

在圖3中,對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖象是;對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖象是。

u

OIOIOIOI

ABCD

圖3

(3)綜合上述分析，為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差，本實驗應(yīng)選擇圖1中的(選填“甲”或"乙”)。

【情境剖析】本題屬于基礎(chǔ)性題目，以測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻的“安阻法”和“伏阻法”為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)

探索問題情境。

【素養(yǎng)能力】本題考查了考生的"設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息”等科學(xué)探究能力。考查學(xué)生的

物理學(xué)科核心素養(yǎng)中關(guān)于“科學(xué)探究”及“物理觀念”等方面的水平，尤其注重考查“科學(xué)探究”中關(guān)于證據(jù)和解

釋要素的水平以及對電路中相關(guān)概念的理解。

【答案】6E=E1=r+RA,理由見解析(2)CA(3)乙

【解析】(1)將電源和電流表視為等效電源,電源電動勢是電源本身具有的屬性，電流表不具有產(chǎn)生電動勢的本

領(lǐng)，所以等效電源的電動勢仍然為E1=E

而電流表的內(nèi)阻和電動勢的內(nèi)阻作為等效電源的內(nèi)阻，即r'=r+RA

(2)對圖甲，考慮電表內(nèi)阻時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=U路+Irrt=U+I(r+RA)

變形得U=-(r+RA)I+E

沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況時,U=-rI+E

圖象與縱軸截距均為電源電動勢E,虛線對應(yīng)的斜率大小為r,實線對應(yīng)的斜率大小為(r+RA),所以對應(yīng)圖甲電

路分析的U-I圖象是C;

對圖乙，考慮電表內(nèi)阻時，根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=Uss+Irrt=u+(l+^)r=U+Ir+U^

變形得U=-瞿1+含E

Rv+rRv+r

沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況時,U=-rI+E

虛線對應(yīng)的斜率大小為r,實線對應(yīng)的斜率大小為普r<r,虛線對應(yīng)的縱軸截距為E,實線對應(yīng)的縱軸截距為

Rv+r

4E<E;兩圖線在U=0時,對應(yīng)的短路電流均為I短=三,所以對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖象是A。

Rv+rr

(3)圖甲雖然測量的電源電動勢準確，但電流表分壓較為明顯,所以內(nèi)阻測量的誤差很大;圖乙雖然電動勢和內(nèi)

阻測量均偏小，但是電壓表內(nèi)阻很大，分流不明顯，所以電動勢和內(nèi)阻的測量誤差較小，所以選擇圖乙可以減小

由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。

【核心考點】

1、基本儀器的讀數(shù)

游標卡尺、螺旋測器、電表(電流表、電壓表、多用電表)

2、電表改裝與多用電表的使用

3、測電阻為核心的實驗

測量金屬的電阻率，描繪小燈泡的伏安特性曲線，量電流表或電壓表的內(nèi)阻，多用電表測電阻

【最新熱點分析】

熱點一實驗儀器的讀數(shù)與使用

【典例1】(2021山東高三模擬)(1)一同學(xué)用一游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一物體的長度。測得

的結(jié)果如圖甲所示，則該物體的長度L=mm?

(2)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，從圖乙中讀出金屬絲的直徑為mm。

01020

甲乙

(3)如圖丙，一伏特表接0~15V量程,讀數(shù)為Vo

(4)如圖丁，一安培表接0~0.6A量程,讀數(shù)為_A。

兩丁

【答案】(1)20.25(2)0.520(3)10.7(或10.8)(4)0.16

【解析】(1)20分度的游標卡尺精確度為0.05mm,則物體的長度為L=20mm+5x0,05mm=20.25mm

(2)金屬絲的直徑為d=0.5mm+2.0x0.01mm=0.520mm

(3)接0~15V量程時，每小格表示0.5V,讀數(shù)為10.7V

(4)接0~0.6A量程時，每小格表示0.02A,讀數(shù)為0.16A

【方法規(guī)律歸納】

1、游標卡尺

(1)10分度的游標卡尺，若以mm為單位，小數(shù)點后只有1位。20分度和50分度的游標卡尺若以mm為單位，

小數(shù)點后有2位。

(2)游標卡尺在讀數(shù)時先確定主尺的分度,先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標尺數(shù)據(jù),最后兩數(shù)相加。游標卡尺讀數(shù)不估讀。

(3)不要把游標尺的邊緣當成零刻度，而把主尺的刻度讀錯。

2、螺旋測微器

螺旋測微器讀數(shù)時,要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否己經(jīng)露出;要準確到0.01mm,估讀到0.001

mm,即結(jié)果若以mm為單位，則小數(shù)點后必須保留三位數(shù)字。

3、電壓表、電流表

使電流表、電壓表指針指在滿偏刻度［?|的位置。若最小分度為I、0.1、0.01等，需要估讀到最小分度的下

一位;如果最小分度不是1、0.1、0.01等,只需要讀到最小分度位即可

熱點二以測電阻為核心的實驗

【典例2】(2021山東高三三模)某實驗小組測定R的電阻，除了歐姆表外實驗室還提供如下器材：

電流表A

電池組E:電動勢4.5V,內(nèi)阻不計

電壓表V:量程3V，內(nèi)阻約為5k。

滑動變阻器Ro：阻值范圍0?5。，額定電流2A

開關(guān)S、導(dǎo)線若干

(1)先選用歐姆表“xl”擋進行粗測，正確操作后表盤指針如圖所示,則該電阻的測量值為Q;

(2)電流表A有20mA和100mA兩個量程,接線柱A為公共端,電路原理如圖，已知表頭G的滿偏電流為Ig=l

mA,內(nèi)阻rg=190Q,Ri=2Q,R2=8。，本實驗中應(yīng)將A和接線柱(選填“1”或"2”)接入電路。

(3)實驗小組想提高電阻測量的準確度，采用伏安法進行測量，實驗要求盡可能多的測量數(shù)據(jù)，請你根據(jù)所提供

的器材在方框內(nèi)畫出電路圖。

(4)連接實物圖,閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到多組U-I數(shù)據(jù),測量數(shù)據(jù)作出U-I圖象如圖所示，則電阻R=

。(保留3位有效數(shù)字)。

【答案】(1)30(2)1(3)見解析圖(4)28.3(27.7~29.0)

【解析】本題考查點涉及分壓電路與限流電路的選擇、電流表內(nèi)外接問題、伏安法測量、歐姆表的使用等

問題。

(1)歐姆表用“xl”擋進行測量,讀數(shù)為30Qo

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，選用接線柱1時，電流表的最大測量值為100mA,選用接線柱2時，電流表的最

大測量值為20mA。提供的電壓表最大量程為3Y待測電阻阻值約為30。，故應(yīng)選用接線柱1。

(3)由于電流表的內(nèi)阻已知，電流表選用內(nèi)接法，要測量多組數(shù)據(jù)并且滑動變阻器阻值太小,應(yīng)選用分壓式接法,

電路圖如圖所示

(4)由圖象得RA+R=30.3Q

電流表內(nèi)阻RA=2C

可得待測電阻阻值R=28.3Qo

【方法規(guī)律歸納】

1.實驗器材的選擇

⑴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(yīng)使指針能達到半偏。

2.電流表內(nèi)接法與外接法的比較

比較項電流表內(nèi)接法電流表外接法

電路

RxAr

誤差原由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電壓表測由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流表測

因量值偏大量值偏大

測量結(jié)R測］=RA+RX>RX,電阻的測量值大于真R測=?=M<RX,電阻的測量值小于真

果實值實值

適用條

RX?RA,大電阻Rx?Rv,小電阻

件

3.內(nèi)接法與外接法的判斷

⑴比值判斷法

若詈<白限為大電阻,內(nèi)接法誤差小，應(yīng)選用內(nèi)接法;若詈>裳Rx為小電阻,外接法誤差小，應(yīng)選用外接法。

KxRARXRA

⑵臨界值判斷法

先求臨界電阻RO=JRARV。若Rx>Ro,則Rx為大電阻，內(nèi)接法誤差小;若Rx<Ro,則Rx為小電阻，外接法誤差小;

若Rx=Ro,內(nèi)外接法均可。

(3)試觸判斷法

當無法估計電阻的阻值，難以比較詈及罌的大小時，可采用電壓表試觸法看電流表、電壓表變化大小來確定,

若電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明外接時電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法;若電壓表示數(shù)比電流表

示數(shù)變化明顯，說明內(nèi)接時電流表的分壓作用大,應(yīng)采用外接法。

4.分壓電路與限流電路的選擇

(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選用限流式時Ux、k過大(超

過電流表量程，燒壞電表、電源或用電器等)。

考點三電表改裝與多用電表的使用

【典例3】(2021山東德州高三一模)指針式多用電表是實驗室中常用的測量儀器。請回答下列問題。

(1)使用多用電表粗測電阻時，將選擇開關(guān)撥至歐姆擋“xlO”擋,經(jīng)正確操作后，指針指在圖甲中的a位置,為了使

多用電表測量的結(jié)果更準確，該同學(xué)應(yīng)該選擇歐姆擋擋(選填“xl”或“x100”);若經(jīng)過正確操作，將兩

表筆接待測電阻兩端時，指針指在圖甲中的b位置，則待測電阻約為

(2)圖乙是該多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖，選擇“x1k”擋測量某二極管的阻值，指針指在圖甲中的c位置，則

與A表筆相連的是二極管的(選填“正極”或“負極”)。

(3)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5V,內(nèi)阻為1。進行標度的，若該歐姆表中的表頭G滿偏電流為1

mA、內(nèi)阻為10Q,變阻器Ro的阻值范圍為0?3000。,由于電池老化，電池電動勢下降到1.4V、內(nèi)阻增大到5

。，此時歐姆表仍可調(diào)零，則調(diào)零后Ro接入電路的電阻將變(選填“大”或“小”)，若用重新調(diào)零后的此

歐姆表測得某待測電阻阻值為900。，則這個待測電阻的真實阻值為Qo

【答案】答案(1)x120⑵正極⑶小840

【解析】(1)選擇開關(guān)撥至歐姆擋“xlO”擋,由圖甲a位置所示可知，指針偏角很大，說明電阻值偏小，這樣倍率擋

選擇較大，則為了使多用電表測量的結(jié)果更準確，該同學(xué)應(yīng)該選擇歐姆擋“xl”擋箭測電阻為20x10=20Q;

(2)該歐姆表的兩只表筆中,B表筆內(nèi)部接電源的正極，在外部電路，電路從B表筆到二極管再到A表筆,指針指

在圖甲中的c位置，電阻特別大，相當于斷路，則二極管是反向接入電路，則B表筆接二極管負極,A表筆接二極

管正極；

(3)電池電動勢為1.5V、內(nèi)阻為1O時，調(diào)零電阻Ro邛-rg-r=S*Q-10Q-1Q=1489Q

電池的電動勢下降到1.4V、內(nèi)阻增大到5Q時調(diào)零電阻Ro，=}rg-r=高diOQ-5Q=1385Q

則調(diào)零后Ro接入電路的電阻將變?。?/p>

電動勢為1.5V調(diào)零后，歐姆表內(nèi)部的中值電阻R吱=，篇Q=1500Q

電動勢變?yōu)長4調(diào)零后，歐姆表內(nèi)部的中值電阻R內(nèi)，=[=點^Q=1400Q

則上_=

R+R內(nèi)R'+R內(nèi)'

解得對應(yīng)的電阻R'=840Q

【方法規(guī)律歸納】

2.歐姆表使用“六點注意”

(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，從黑表筆流出。

⑵區(qū)分“機械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”:“機械調(diào)零'至表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)節(jié)表盤下邊的指針定位螺絲;“歐姆

調(diào)零”至表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置,調(diào)節(jié)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1滿偏到|滿偏之間讀

數(shù)較準確。

(4)換擋需重新進行歐姆調(diào)零。

(5)讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值。

(6)電池用久了，電動勢變小，內(nèi)阻變大，使測量結(jié)果偏大。

熱點四以測電源的電動勢和內(nèi)阻為核心的實驗

【典例41(2021山東濟南高三二模)小明同學(xué)想通過實驗來驗證水果電池的可用性，他把銅片和鋅片相隔約1

cm插入一個蘋果中，制成一個水果電池，并采用如圖甲所示的電路測量該水果電池的電動勢和內(nèi)阻。小明同

學(xué)查閱資料后得知，水果電池的電動勢約為IV,內(nèi)阻約為1000。,電流表量程為3mA,內(nèi)阻忽略不計。

(1)實驗室的電阻箱有兩種規(guī)格:電阻箱Ri(0~99.9。)、電阻箱R2(0~999.9。),圖甲中的電阻箱R應(yīng)選用

(選填“Ri”或“R2”)；

(2)閉合開關(guān)S,改變電阻箱R的阻值，并記錄對應(yīng)的電流表的示數(shù)，其中某次電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電流

表的示數(shù)為mA;

(3)利用電阻箱的阻值R與相應(yīng)的電流表的示數(shù)I,作出R：圖象，如圖丙所示。根據(jù)圖象可得，水果電池的電動

勢為V,內(nèi)阻為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

R/(l

0(151,0155055,//mA-'

丙

(4)若電流表的內(nèi)阻不能忽略，則水果電池內(nèi)阻的測量值__________真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)。

【答案】⑴R2⑵1.00(3)1.11.1X103(4)大于

【解析】(1)電源內(nèi)阻是1000Q,故選用R2,電流表示數(shù)才會有明顯變化；

(2)電流表的精度為0.1mA,向后估讀一位，故讀數(shù)為1.00mA;

(3)由閉合電路歐姆定律1=-—

K+r

可得R=y-r

圖象的斜率為E,則E=，fV=l.lV

電源內(nèi)阻為r^l.lxl.OxlO3Q=l.lxl03Q

(4)考慮電流表內(nèi)阻，則有I=—

K+RA+F

F

可得R=j-(r+RA)

故水果電池內(nèi)阻的測量值大于真實值。

【方法規(guī)律歸納】

1.掌握測量電源電動勢和內(nèi)阻的三種常用方法，一定要緊扣閉合電路歐姆定律E=U+Ir,而最關(guān)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L

2.在數(shù)據(jù)處理問題中，利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法——注意“化曲為直”。

【考場練兵】

一、基礎(chǔ)強化練

1.（2022屆高考物理精創(chuàng)預(yù)測卷）碳膜電阻是用專用設(shè)備使氣態(tài)碳氫化合物在高溫和真空中分解，分解出的碳

均勻沉積在陶瓷圓柱體或陶瓷管的圓周表面上形成一層結(jié)晶碳膜，再根據(jù)所需的電阻值，改變碳膜厚度和

螺旋刻槽螺距，然后裝上銅制端帽，焊出引線，表面噴漆封裝而成，碳膜電阻屬于負溫度系數(shù)電阻，即溫

度升高時其阻值減小，某研究性學(xué)習(xí)小組想精確測量一個碳膜電阻4的阻值隨溫度變化的曲線，已知20℃

時該電阻的阻值約為990Q,實驗室提供如下器材。

A.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約為。.8。）

B.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻為3k。）

C.滑動變阻器用（0-10Q）

D.滑動變阻器凡（0-1000Q）

E.定值電阻R=1O。

F.定值電阻5=100。

G.電源E（電動勢為6V,內(nèi)阻約為1.0。）

H.導(dǎo)線若干、開關(guān)S一個

（1）實驗中需要先測定該電阻在20℃時阻值的準確值，要求電表的示數(shù)可以從零開始變化且讀數(shù)要能超

過其量程的g,所選的器材中滑動變阻器應(yīng)選擇（填器材的符號），請幫該小組同學(xué)設(shè)計測量20℃

時凡的阻值的實驗電路圖并畫在圖甲的方框中（請標注出所選器件的符號）；

（2）小組同學(xué)又找來了一個最大阻值為9999.90的電阻箱和一個量程為±50mA、阻值為1000。的毫安表

G,設(shè)計了如圖乙所示的電路來測量溫度大于20℃時4的阻值，測量時調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，使毫

安表的指針指在表盤中央，記錄不同溫度下電阻箱接入電路的阻值R,則與之對應(yīng)的4的阻值為。

E

圖乙

【答案】（1）如圖所示（2）—R'

【解析】（1）要求電表示數(shù)從零開始變化，則需采用分壓接法，為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選用最大阻

1

值較小的鳥，由于&的阻值較大，且要求電表讀數(shù)超過其量程的3,根據(jù)題給條件可選擇定值電阻R與4

990xl0Q=99Q

并聯(lián)，兩者并聯(lián)之后的阻值約為990+10,由于《＜%仆，則電流表應(yīng)外接。

（2）根據(jù)圖乙中電路可知，當毫安表的指針指在表盤中央時，通過毫安表的電流為零，即毫安表兩端電勢

RxR1

/下R,=—R'

差為零，此時有K,解得10o

2.（2022昆明一中、銀川一中高三聯(lián)合考試）某同學(xué)設(shè)計了如下電路測量電壓表內(nèi)阻，R為能夠滿足實

驗條件的滑動變阻器，R為電阻箱，電壓表量程合適。實驗的粗略步驟如下：

2

①閉合開關(guān)Si、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電壓表指針指向滿刻度的§處;

②斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)某些儀器，使電壓表指針指向滿刻度的;處；

③讀出電阻箱的阻值，該阻值即為電壓表內(nèi)阻的測量值；

④斷開開關(guān)Si、S2拆下實驗儀器，整理器材。

（1）上述實驗步驟②中，調(diào)節(jié)某些儀器時，正確的操作是

A.保持電阻箱阻值R’不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表指針指向滿刻度的;處

B.保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,使電壓表指針指向滿刻度的;處

C.同時調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱的阻值，使電壓表指針指向滿刻度的工處

3

（2）此實驗電壓表內(nèi)阻的測量值與真實值相比（選填“偏大”“偏小”或“相等”）；

（3）如實驗測得該電壓表內(nèi)阻為8500。，要將其量程擴大為原來的g倍，需串聯(lián)。的電阻。

【答案】①.B②.偏大③.170。

【解析】（1）口］實驗使用半偏法測量電表內(nèi)阻，實驗步驟②中，調(diào)節(jié)某些儀器時，正確的操作是保持滑動

變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值R',使電壓表指針指向滿刻度的;處，故B正確，AC錯誤；

（2）⑵增加了電阻箱的阻值后，使滑動變阻器左端部分分壓變大，所以電壓表和電阻箱的電壓大于電壓表

量程的;，則電阻箱兩端的電壓大于電壓表量程的一，根據(jù)電壓比等于電阻比可得電阻箱的阻值大于電壓

33

表的阻值，所以測量值與真實值相比偏大；

（3）［3］根據(jù)歐姆定律得

TTA

------（8500+R）=—U

85005

解得火=1700。

3.（2022屆云南三校高考備考實用性聯(lián)考卷）電動玩具車采用充電電池供電提供動力。已知某電動玩具車

的電池的電動勢約為15V,內(nèi)阻小于3。。

（1）現(xiàn)將量程為L5V、內(nèi)阻約為IkQ的直流電壓表改裝為量程為15V的電壓表，將這只電壓表與電阻箱

相連。利用如圖甲所示的電路，先把滑動變阻器滑片移到最端，把電阻箱阻值調(diào)到零，再閉合開關(guān)，

把滑動變阻器滑片調(diào)到適當位置，使電壓表讀數(shù)為L5V。然后把電阻箱阻值調(diào)到適當值，使電壓表讀數(shù)為

V。不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其他線路，電壓表與電阻箱組合即構(gòu)成量

程為15V的新電壓表。若讀得電阻箱阻值為Ro,則量程為L5V的電壓表內(nèi)阻為

（2）用圖乙所示的電路來測量該玩具車電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供如下器材：

電阻箱A（阻值范圍0-9999Q）

電阻箱B（阻值范圍0?999Q）

滑動變阻器C（阻值為0?20。，額定電流2A）

滑動變阻器D（阻值為0?20kQ,額定電流0.2A）

在圖乙所示電路中電阻箱應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選o

（3）用該擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），測電池電動勢E和內(nèi)阻r,實驗電路如圖乙所示，通

過觀察表盤讀數(shù),得到多組電壓U和電流1的值,并作出U-I圖線如圖丙所示,可知電池的電動勢為V,

內(nèi)阻為Qo（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

【答案】①.左②.0.15③.殳A⑤.C14.50?.2.25

9

【解析】（1）口］利用如圖甲所示的電路，先把滑動變阻器滑片移到最左端，讓電壓表電壓從0開始。

⑵現(xiàn)將量程為L5V、內(nèi)阻約為1k。的直流電壓表改裝為量程為15V的電壓表，其量程擴大了10倍，則把

電阻箱阻值調(diào)到適當值時電壓表讀數(shù)為。=2=L2V=0.15V

1010

［3］根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可得電阻箱的阻值為4=〔修——=9RV

解得Rv=y

所以若讀得電阻箱阻值為R。，則量程為1.5V的電壓表內(nèi)阻為殳o

9

（2）［4］現(xiàn)將量程為1.5V、內(nèi)阻約為IkQ的直流電壓表改裝為量程為15V的電壓表，電阻箱的阻值約為9kC,

所以在圖乙所示電路中電阻箱應(yīng)選A。

⑶根據(jù)額定電流可知，滑動變阻器應(yīng)選C。

Er

（3）⑹⑺根據(jù)閉合電路歐姆定律有。=布-/記

r

-fE,八仁1.45-1.00

由圖像可得「=14.5,-=--------------

10102.0-0

解得E=14.50V,r=2.25Q

二、能力提升練

4.（2021湖南卷）某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定

值電阻（阻值為Ro）、一個電流表（內(nèi)阻為RA）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于Ro,并配有可在電阻絲上移

動的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提

出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下：

（1）將器材如圖甲連接。

甲乙丙

(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的(選填"a”或"b”)端。

(3)改變金屬夾的位置，閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角0和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù)。

(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖,所得圖象如圖乙所示，圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻

絲的阻值為ro,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為￡=,r==(用Ro、RA、k、d、r0表示)

(5)為進一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值r0o利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗，在圖丙方框中畫出

實驗電路圖(電阻絲用滑動變阻器符號表示)。

(6)利用測出的ro,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。

【答案】⑵b(4)果哈RO-RA(5)如圖所示

S

4------b

R。b

1卜

【解析】(2)開始時接入線路電阻應(yīng)最大，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的b端。

(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=I(RO+RX+RA+D

Rx=roO

解得;=加+婦產(chǎn)

由題圖乙得*k,警上=d

EE

聯(lián)立得E=*,r=*Ro-RA。

kk

(5)電路圖如答案圖所示。

S先打到b端，讀出電流表讀數(shù)I,再把S打到a端，移動Rx上的金屬夾,使電流表的讀數(shù)也為L此時Rx的值與

Ro相等,記下偏轉(zhuǎn)角度9,貝1Jro=?。

V

5.(2021山西晉中高三二模)某實驗小組為探究電表的改裝原理，欲將一個小量程電流表A改裝為量程為6mA

的電流表，然后在此基礎(chǔ)上,把新電流表進一步改裝為歐姆表。所用器材如下：

A.電流表A:滿偏電流Ig=lmA,內(nèi)阻Rg=150Q;

B.電阻箱Ri：最大阻值為999.9Q;

C.待測可調(diào)電阻R2；

D.滑動變阻器R3;

E.一節(jié)干電池:電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為2

F.開關(guān)一個，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干。

(1)在虛線框內(nèi)畫出歐姆表內(nèi)部的電路圖并標注所選器材的符號(例如Ri),其中紅、黑表筆已經(jīng)畫好。

紅黑

(2)按照電路圖連好電路，電阻箱Ri應(yīng)調(diào)為。。把紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)達

到滿偏?，F(xiàn)將紅、黑表筆連上待測電阻Rz,當R2=720.0復(fù)時,電流表示數(shù)正好為滿偏電流的四分之一。所用

干電池的電動勢為.V。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，不改變電路結(jié)構(gòu)，為使正確測量時電流表表盤的中間刻度能正好對應(yīng)250Q電阻，以下操作

可能實現(xiàn)上述目的的是.

A.換一個電源,適當增大電源電動勢

B.換一個電源，適當增大電源內(nèi)阻

C.適當減小Ri的阻值

D.適當增大Ri的阻值

【答案】(1)見解析(2)30.01.44(3)AD

【解析】(1)電路圖如圖所示

(2)電流表的放大倍數(shù)n=J=6

1g

貝I]R1=-^-=30.0Q

n-1

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得6x10-3A=3