备战2019年高考物理 高频考点解密 专题15 电学实验教学案

专题15 电学实验核心考点考纲要求实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表实验十二：传感器的简单使用1要求会正确使用的仪器主要有：游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等2要求认识误差问题在实验中的重要考点1 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）1基本实验要求（1）实验原理根据电阻定律公式知道只要测量出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。（2）实验器材被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（00.6 A），电压表（03 V），滑动变阻器（50 ），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。（3）实验步骤用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。接好用伏安法测电阻的实验电路。用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。将测得的Rx、l、d值，代入公式中，计算出金属丝的电阻率。（4）电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测=UxUA电压表分流I测=IxIV电阻测量值=RxRARx测量值大于真实值Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx2规律方法总结（1）伏安法测电阻的电路选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。临界值计算法Rx时，用电流表内接法。实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则可采用电流表内接法。（2）注意事项先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。（3）误差分析若为内接法，电流表分压。若为外接法，电压表分流。长度和直径的测量。3仪器选择的基本思路（1）优先考虑安全因素各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流（或电压）。实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算）。如：用伏安法作出标有“6 V，0.6 W”字样的小灯泡的UI图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V。（2）考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差。（3）仪器选择的一般步骤A首先选择唯一性的器材；B粗画电路图（暂不接电流表和电压表）；C估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。4电阻测量方法荟萃（1）伏安法：电路图特点：大内小外（内接法测量值偏大，测大电阻应用内接法测量）（2）安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2=。如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2UA1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2=。（3）伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2=R1。如图乙所示，两电表的满偏电流IV1IV2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2=。（4）比较法测电阻如图所示，测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2，可得Rx=。如果考虑电表内阻的影响，则I1(RxRA1)=I2(R1RA2)。（5）半偏法测电流表内阻电路图如图所示步骤：断开S2，闭合S1，调节R0，使表满偏为I0；保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为；由上可得RA=R。特别提醒：当R0RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且阻值的测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误差才小。（2018辽宁省庄河市高级中学）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：（1）游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为_；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_；（3）选用多用电表“”挡，按正确的操作步骤此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示。（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：电流表（量程，内阻约为）；电流表（量程，内阻约为）；电压表（量程，内阻）；电压表（量程，内阻约为）；定值电阻；滑动变阻器（最大阻值）；滑动变阻器（最大阻值）；电源（电动势约为，内阻约为）；开关，导线若干。为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选_，电流表应选_。（均填器材代号）（5）根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。（需标注器材代号）【参考答案】（1）50.15 （2）4.700（） （4） （5）如图所示【试题解析】（1）游标卡尺的固定刻度读数为50 mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.053 m=0.15 mm，所以最终读数为：50 mm+0.15 mm=50.15 mm；（2）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5 mm，可动刻度读数为0.0120.0 mm=0.200 mm，所以最终读数为：4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。（3）该电阻的阻值约为221 =22 ；（4）电源电动势为4 V，测量时电表读数不得小于其量程的，故电压表应选V1，且串联定值电阻R0扩大量程；电流表的最大电流约为2 V/32 =62 mA，故电流表应选A2；（5）由于电压表与定值电阻串联后阻值为2 000欧姆，电流表内阻为10欧姆，待测电阻约为22欧姆，故采用电流表外接法；滑动变阻器采用R2，调节不方便；采用R1，因阻值较小，应采用分压电路，故电路图如图：1测金属电阻率的实验：（1）测长度时，金属丝的起点、终点位置如图a所示，则长度为_cm；（2）用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图b所示，则直径为_mm；（3）用多用电表“1”挡估测其电阻，示数如图c所示，则阻值为_；（4）在图d中完成实物连线（滑动变阻器要求接限流式）；（5）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最_（选填“左”或“右”）端。【答案】（1）60.50（60.4860.51） （2）1.980（1.9791.981） （3）5 （4）连图如图所示 （5）左（4）连图如图所示。（5）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处，由连接图可知应该移到最左端。考点2 描绘小电珠的伏安特性曲线1基本实验要求（1）实验原理测多组小灯泡的U、I，并绘出IU图象；由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。（2）实验器材小灯泡“3.8 V，0.3 A”、电压表“03 V15 V”、电流表“00.6 A3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。（3）实验步骤画出电路图（如图所示）。将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示电路。测量与记录移动滑动变阻器滑片的位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中。数据处理A在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系。B在坐标纸上描出各组数据所对应的点。C将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。（4）实验器材选取原则：安全；精确；操作方便。具体要求A电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流。干电池中的电流一般不允许超过0.6 A。B用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。C电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。D电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上。E从便于操作来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。2规律方法总结（1）滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围UE0UE负载R上电流的调节范围I0I（2）两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值较小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式接法适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。（3）注意事项电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。滑动变阻器应采用分压式接法：本实验要作出UI图象，要求测出多组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压式接法。保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处，加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。（4）误差分析由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。测量时读数带来误差。在坐标纸上描点、作图带来误差。（5）实物连线的原则先串后并，接线到柱，注意量程和正负。对限流电路，用笔画线代替导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间。（2018山东省济南市长清区）有一个小灯泡上标有“”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材可供选用：A电压表（，内阻）B电压表（，内阻）C电流表（，内阻）D电流表（，内阻）E滑动变阻器（）F滑动变阻器（）G直流电源（，内阻不计），另有开关一个、导线若干。（1）实验中电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。（只填器材的字母代号）（2）在答题卡的虚线框中画出实验电路图，要求电流、电压能从零开始变化。【参考答案】（1）A C E （2）如图所示【试题解析】（1）根据小灯泡的规格“3 V，0.2 A”可知，电压表应选A，电流表应选C，由于测定小灯泡伏安特性曲线实验要求电流从零调，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器E以方便调节；（2）小灯泡的电阻较小，满足，所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所示。1在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠L（2.5 V，0.6 W）、滑动变阻器R、多用电表、电流表A、干电池组E、开关S、导线若干。（1）粗测小电珠的电阻，应选择多用电表 倍率（选填“1”、“10”或“100”）的电阻挡；调零后，将两根表笔分别与小电珠灯座的两接线柱相连接，若观察到多用电表示数如右图1所示，则粗测结果应为 。（2）实验中使用多用电表测量小电珠的电压，请根据图2所示的实验电路完成图3中的实物连线。（3）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端；开关S闭合后，若滑片P位于R的中点处，为了使小电珠的亮度增加，应将滑片P缓慢地向 端移动。（以上两空均选填“a”或“b”）（4）下表为实验过程中小电珠两端的电压U等间隔变化测得的数据，为了能获得更精确的伏安特性曲线，必须在相邻数据点 和 之间适当地多测几组数据。 数据点U/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244【答案】（1）“1” 7.5 （2）实物连线如图所示 （3）a b （4）和考点3 测定电源的电动势和内阻1基本实验要求（1）实验原理闭合电路的欧姆定律。E和r的求解：由U=EIr得，解得E、r。用作图法处理数据，如图所示。A图线与纵轴交点为E；B图线与横轴交点为I短=；C图线的斜率表示r=（2）实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。（3）基本操作连接电路。电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程；把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处；闭合开关，调节变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，同理记录多组数据。2规律方法总结（1）实验数据求E、r的处理方法列多个方程组求解，再求E、r的平均值。图象法处理：以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的绝对值为内阻r。（2）注意事项为了使端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快。要测出不少于6组的（U，I）数据，变化范围要大些。若UI图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，应根据r=确定。电流表要内接（因为r很小）。（3）误差来源偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确。系统误差：电压表分流或电流表分压。3实物图连接的技巧实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型，连线前一定要画出实验电路图，然后按图连线，且必须注意以下几点：（1）连线不能交叉；（2）必须把线接在接线柱上；（3）电流应从电表正接线柱流入，从负接线柱流出；（4）变阻器应处在有效控制状态。在实际操作中，画电路图时，各元件的相对位置应尽量与实物图相吻合；连实物图时，应先串后并，先连控制电路后连测量电路。要特别注意变阻器的分压连接，把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路，取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可。4测定电源电动势和内阻的其他方法电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法，另外还有以下几种方法：（1）安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E=I1（R1r），E=I2（R2r），由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。（2）伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所示，测量原理为：E=U1r，E=U2r，由此可求出r和E，此种方法测得的电动势和内阻均偏小。（3）粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U=E，需满足RVr。（4）双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所示。测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2。此时，E=U1U2r，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U1，此时E=U1r，解方程组可求得E和r。（2018北京市第十二中）某同学做“用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻”实验，可供选择的实验器材如下：A1节干电池B电流表，量程00.6 A，03 AC电压表，量程03 V，015 VD滑动变阻器020 、2 A，滑动变阻器0500 、0.2 AE电键一个，导线若干（1）为了尽量得到较好效果，电流表量程应选_，电压表量程选_，滑动变阻器选_。（2）他采用如图所示的实验电路进行测量。下图给出了做实验所需要的各种仪器。请你按电路图把它们连成实验电路。（3）这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了以下表格中。请你根据这些数据在图画出UI图线。根据图线求出电池的电动势E =_V，内阻_。【参考答案】（1）00.6 A 03 V 020 （2）见解析 （3）见解析 1.48（1.451.49） 0.5（0.470.52）【试题解析】（1）一节干电池，故选电压表03 V；一节干电池当电源，电路中电流较小，故选电流表00.6 A；为了便于操作，应选较小的滑动变阻器（020 ）；（2）实物图如图所示（3）根据描点法可知UI图象如图所示纵截距表示电源电动势，故，图象的斜率表示电源内阻，故1某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：待测干电池E（电动势约为1.5 V，内阻约为3 ）直流电流表A1（量程00.6 A，内阻约0.5 ）直流电流表A2（量程03 A，内阻约0.1 ）电压表V1（量程02 V，内阻约为2 000 ）电压表V2（量程06 V，内阻约为6 000 ）滑动变阻器R1（最大电阻20 ，额定电流2 A）滑动变阻器R2（最大电阻200 ，额定电流1 A）电阻箱R3（最大电阻99.9 ，额定电流1 A）开关、导线若干（1）若用伏安法测电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精确度且便于调节，应选择的电流表是_，电压表是_，滑动变阻器是_。（2）请将图甲中的实物连接成实验电路。（3）在用伏安法测电源的电动势和内阻时，电流表出现了故障，不能使用，实验小组如想方便且能较准确地进行测量，需将实验进行改进，只需去掉电流表，将上述器材中的_换成_即可。（4）请在下框中画出改进后的实验电路图。（5）实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上作出了如图乙所示图线。由图线得出：干电池的电动势E=_V，内阻r=_。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）A1 V1 R1 （2）电路连接如图1所示 （3）R1 R3 （4）如图2所示 （5）1.7 2.5考点4 练习使用多用电表1电流表与电压表的改装（1）改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U=Ig（RgR）故R=RgIgRg=（IIg）R故改装后电表的内阻RV=RgRRgRA=Rg（2）校正校正电路如图所示，校正的过程是：先将滑动触头移动到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头位置，使改装后的电压表示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次都要记下改装的电压表和标准电压表示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正。2欧姆表原理（多用电表测电阻原理）（1）构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。外部：接被测电阻Rx。全电路电阻R总=RgRrRx。（2）工作原理：闭合电路欧姆定律I=。（3）刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻Rx=0）时，调节调零电阻R，使I=Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。当I=Ig时，Rx=0，在满偏电流Ig处标为“0”。（图甲）当I=0时，Rx，在I=0处标为“”。（图乙）当I=时，Rx=RgRr，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。3多用电表多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。另外，还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔。4二极管的单向导电性（1）晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示。（2）晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）。当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示。（3）将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极。5练习使用多用电表（1）实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、小）三个。（2）实验步骤观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔。测量小灯泡的电压和电流A按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。B按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。测量定值电阻A根据被测电阻的大约阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指欧姆表的“0”刻度，若不指欧姆表的“0”刻度，调节欧姆表的调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；B将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；C读出指针在刻度盘上所指的数值，观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率，用读数乘以倍率，即得测量结果；D测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。探索黑箱内的电学元件判断目的应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱间正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢6规律方法总结（1）多用电表使用注意事项表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”孔，黑表笔插入“”孔，注意电流的实际方向应为“红入黑出”。区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应量程的倍率。使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆。测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表。测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零。使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡。长期不用，应把表内电池取出。（2）多用电表对电路故障的检测高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种，且故障一般只有一处。断路故障的检测方法A将多用电表拨到电压挡作为电压表使用。a将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏。b在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表的示数为零，则说明该部分电路完好，若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点。B将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。C用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红黑表笔间，若有阻值（或有电流）说明元件完好，若电阻无穷大（或无电流）说明此元件断路。不能用欧姆表检测电源的情况。短路故障的检测方法A将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。B用电流表检测，串联在电路中的电流表若示数不为零，故障应是短路。7欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧（1）欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘左右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合。刻度不均匀：左密右疏。欧姆挡是倍率挡，即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处）。（2）欧姆表的读数为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中央刻度附近。除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 时，要估读到下一位，其余情况都不用估读。电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。（3）测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5时，不用估读到下一位。（4）多用电表使用的“七大注意”使用前要机械调零。两表笔在使用时，电流总是“红入黑出”。选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是交流还是直流。电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用。测电阻时：待测电阻与电路、电源一定要断开；B两手一定不要同时接触两笔金属杆；C指针指中值附近较准，否则换挡；D每换一挡必须重新欧姆调零；E读出示数要乘以倍率。使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。（5）探索黑箱内的电学元件探究项目应用挡位现象电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值，后逐渐增大到“”，且指针摆动越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“”逐渐减小到某一较小固定示数（2018四川省成都市）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题：（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“10”挡，经正确操作后，指针指示如图甲a，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡_档（选填“1”“100”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图甲b，则待测电阻为_。（2）图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图。其中，电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 ；电池电动势为1.5 V、内阻为1 ；变阻器R0的阻值范围为05 000 。该欧姆表的两只表笔中，_是红表笔。（选填“A”或“B”）；该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V、内阻为1 进行刻度的。当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 时，欧姆表仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变_（填“大”或“小”），若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为300 ，则这个待测电阻的真实阻值为_。【参考答案】（1）100 3 000 （2）A 小 290【试题解析】（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“10”挡，经正确操作后，指针偏角很小，说明倍率档选择较小，则为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“100”档；待测电阻为30100 =3 000 。（2）该欧姆表的两只表笔中，红表笔内部接电源的负极，则A是红表笔。电池电动势为1.5 V、内阻为1 时，调零电阻；电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 时调零电阻，则调零后R0接入电路的电阻将变小；电动势为1.5调零后，欧姆表内部的中性电阻的；电动势变为1.45调零后，欧姆表内部的中性电阻；由300 对应的电流列出关系式：；故对应1.45 V时的电阻R真=290 。1在“练习使用多用电表”的实验中： （1）用多用电表欧姆挡测量电阻时，红黑表笔互换了插孔，这样_（选填“会”或“不会”）影响测量结果；（2）如图所示是一个多用电表欧姆挡内部电路的示意简图，其中有灵敏电流表（量程未知，内阻100 ）、电池组（电动势未知，内阻r=0.5 ）和滑动变阻器R0（总阻值未知），表刻度盘上电阻刻度中间值为15；有实验者用多用电表欧姆挡测量电压表的内阻（测量过程规范），读得电压表的读数为6.0V，读得阻值为30 k，可知此时多用电表欧姆挡的总内阻（包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值）是_k，灵敏电流表的量程为_mA。若表内电池用旧，电池电动势会变小，内阻会变大，假设电池组的电动势下降到6 V、内阻升高到2 时，但仍可调零，测得某电阻是30 k，这个电阻真实值是_k；（3）在使用多用电表结束后，分别将选择开关保留在如下图a、图b和图c所示的位置，其中图_（选填“a”或“b”或“c”）的位置是规范的。图a 图b 图c【答案】（1）不会 （2）15 0.6 20 （3）a考点5 传感器的简单使用1实验目的（1）认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。（2）了解传感器在技术上的简单应用。2实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。3研究热敏电阻的热敏特性4研究光敏电阻的光敏特性5注意事项（1）在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。（2）光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。（3）欧姆表每次换挡后都要重新调零。（2018宁夏银川市第二中学）在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：（1）图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2 k，R2=1.5 k，R3=4 k，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图象如图（b）所示。当a、b两点电势ab时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当ab时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为_，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_。（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图象如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ=k(tt0)，其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20 ），k=0.1 W/。当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为_；（单选）某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（填选项前的字母序号）A2024 B3236 C4852 D6064 【参考答案】（1）25 大于3 k （2）70（6873均可） B【试题解析】（1）由题意得当时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知，只有也为4:3的时候，此时电桥平衡，所以可知Rt电阻为3 k，从题图乙可以看出电阻为3 k时，温度为25摄氏度。（2），PQ与温度t之间关系如图所示，由图可知，当温度为70时，发热功率与与散热功率相等，即此时物体的温度不再变化。当温度稍高于稳定温度时，加热器电阻增大，产生的焦耳热的功率小于散热功率，温度下降，当温度稍低于稳定温度时，加热器电阻减小，产生的焦耳热的功率大于散热的功率，温度将上升。1某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受到的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图（b）所示。（1）图线_是在轨道右侧抬高成为斜面的情况下得到的；（选填“”或“”）（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 _；A调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）B在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量C在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象D更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验（3）小车和位移传感器发射部分的总质量为 kg；小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为_N。【答案】（1） （2）C （3）0.5 11（2018江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_。（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_。R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_。【答案】（1）开关未断开 电阻箱阻值为零 （2）图象如图所示： 1.4（1.301.44都算对） 1.2（1.01.4都算对） （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2） 2（2018新课标全国II卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100 ，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）在虚线框内画出电路图并标出R1和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。（2）电阻箱的阻值_；R2=_（保留到个位）【答案】（1）如图所示 （2）100 2 9103（2018天津卷）某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10 k），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表（量程01 V，内阻约为10 k）B电压表（量程010 V，内阻约为100 k）C电流表（01 mA内阻约为30 ）D电流表（00.6 A，内阻约为0.05 ）E电源（电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计）F电源（电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计）G滑动变阻器R0（阻值范围010 ，额定电流2 A）为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_。（均填器材的字母代号）；画出测量Rx阻值的实验电路图。该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是_。【答案】B C F 如图所示 大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可）4（2018新课标全国III卷）一课外实验小组用如图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（R0=20.0 ）；V可视为理想电压表。S1为单刀开关，S2位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线；（2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表V的示数U1；然后将S2掷于2 端，记下此时电压表V的示数U2；（4）待测电阻阻值的表达式Rx=_（用R0、U1、U2表示）；（5）重复步骤（3），得到如下数据：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）【答案】（1）如图所示： （4） （6）48.2【解析】开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I=U1/R0，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为U=U2U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx=U/I=R0=（1）R0。5次测量所得的平均值，（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（1）R0=（3.411）20.0 =48.2 。5（2018新课标全国I卷）某实验小组利用如图（a）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。实验时，先按图（a）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 C，实验得到的R2t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_（填“a”或“b”）端；（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2t曲线；（3）由图（b）可得到R1，在25 80C范围内的温度特性，当t=44.0 时，可得R1=_；（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为_，则手心温度为_。【答案】（1）b （2）如图所示（3）450 （4）620.0 33.06（2017新课标全国卷）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表V（量程3 V，内阻3 k）；电流表A（量程0.5 A，内阻0.5 ）；固定电阻R0（阻值1 000 ）；滑动变阻器R（阻值09.0 ）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_（填“增大”、“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻1.00 ）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，最大功率为_W。（结果均保留2位小数）【答案】（1）如图所示 （2）增大 增大 （3）0.39 1.18【解析】（1）要求能够实现在03.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法；电压表量程为3 V，应串联定值电阻扩展量程到4 V。（2）由IU图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大。（3）当滑动变阻器的阻值为9 时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时由E0=U+I(r+R)得I=0.1U+0.4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=0.225 A，P1=UI=0.39 W；当滑动变阻器的阻值为0时，灯泡消耗的功率最大，作图线I=U+4，此时交点坐标为U=3.70 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率P2=UI=1.18 W。7（2017新课标全国卷）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 A，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆100 挡。（1）图（a）中的A端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。A在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件可得R1+R2=_，R4=_。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_。（结果均保留3位有效数字）【答案】（1）黑 （2）B （3）160 880 （4）1.47 mA 1 100 2.95 V【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。 8（2016上海卷）在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中（1）（多选题）用多用表测电流或电阻的过程中_。（A）在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零（B）在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零（C）在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测（D）在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测（2）测量时多用表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡，其读数为 ；若选择开关处于“10”挡，其读数为 200 （选填:“大于”，“等于”或“小于”）。【答案】（1）AD （2）5.4 小于【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键，在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和正确使用。9（2016四川卷）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 ），保护电阻R1（阻值10 ）和R2（阻值5 ），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤：（）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；（）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；（）以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线（U、I都用国际单位）；（）求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：（1）电压表最好选用_；电流表最好选用_。A电压表（03 V，内阻约15 k）B电压表（03 V，内阻约3 k）C电流表（0200 mA，内阻约2 ）D电流表（030 mA，内阻约2 ）（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端的接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端的接线柱