2019-2020年高考物理一轮复习 第5讲《电学实验综合》教案 新人教版.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 第5讲电学实验综合教案 新人教版理科综合对实验能力提出了明确的要求，即是“设计和完成实验的能力”，它包含两个方面：1独立完成实验的能力包括：（1）理解实验原理、实验目的及要求；（2）掌握实验方法步骤；（3）会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题；（4）会观察、解释实验现象，会分析、处理实验数据；（5）会分析和评价实验结果，并得出合理的实验结论2设计实验的能力能根据要求灵活运用已学过的物理理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题一实验设计的基本思路实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件以测量电表的内阻为例：纵向：伏安法及变式1电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻VAVA2两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻A2A1V1V23两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻V2V1RRA1A2横向：除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律（计算法）G2G2R21V1V2R21SS1替代法GR2S2R1S1R1SVR22半偏法VS2REr（内阻不计）13闭合电路欧姆定律（计算法）二电学实验的器材选择和电路设计1、电路结构完整的实验电路包括三个部分：测量电路，控制电路（变阻器、开关），电源测量电路器材选择配置控制电路电路选择控制调节2、思路 3、方法（1）、实验仪器的选择 根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。准确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。操作性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面人手：a根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差b根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用c应根据实验的基本要求来选择仪器对于这种情况只有熟悉实验原理才能做出恰当的选择 对器材的选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；草画电路图（暂不把电表接入）；估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，后者可减少误差。在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在25倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX0.5RX之间为好。例1： 有一电阻R ，其阻值大约在40 至50 之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组E，电动势为9V，内阻忽略不计；电压表，量程为0至10，内阻20；电流表A1，量程为0至50，内阻约20；电流表A2，量程为0至300m，内阻约4；滑动变阻器R1，阻值范围为0至100，额定电流1A；滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700，额定电流0.，开关及导线若干实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值在实验中应选 电流表和 滑动变阻器 【分析与解】首先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表A1，则，ImE/(Rx+RA1)0.14A超过了 A1的量程，假设选电流表 A2，则ImE/(Rx+RA2)0.18A，未超出A2的量程，故应选电流表A2，这一选择遵循了安全性原则 对滑动变阻器的选择。假没选R1，电路中的最小电流约为 IminE/(Rx+RA2+R1)0.06A， 故电路中的电流强度范围为0.06A0.18A又假设选R2，电路中的最小电流约为 IminE/(Rx+RA2+R2)0.005A故电路中的电流强度范围为0.005A - 0.18A，因为电流表A2。的量程为0.3，电流强度为0.06时，仅为电流表A2。量程的1/5，如果移动滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于 R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值随滑动片位置的变化太敏感调节不方便，故应选滑动变阻器R1，这一选择就遵循了方便性原则 例2：欲用伏安法测定一个阻值约12的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是_，画出应采用的电路图。A、电池组（6V，内阻很小）B、电流表（03A，内阻0.0125）C、电流表（00.6A，内阻0.125）D、电压表（03V，内阻3k）E、电压表（06V，内阻6k）F、滑动变阻器（020，1A）G、滑动变阻器（0200，0.3A）H、电键、导线【分析与解答】找出唯一性器材：被测电阻、电池组A、电键和导线H；草画电路图；估算最大值：当滑动变阻器的使用阻值为零时，电路中电流最大Im=/RX6/12=0.5A；因此选用C和E都可同时使电流表和电压表指针半偏以上。变阻器选F（若选G则因额定电流小而容易烧毁，且不方便调节）把电表接入时，用电流表外接法。(2)、实验电路（电流表内外接法）的选择 所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的无论哪种接法，都会由于电表的内阻影响而带来测量误差从下表的分析可以看出，合理的选择接法有利于减小误差比较项目电流表内接法电流表外接法电路VARxVARx误差原因由于电流表内阻的影响，电压表测量值偏大，结果偏大由于电压表内阻的影响，电流表测量值偏大，结果偏小测量结果RxRVRxRx适用条件Rx远大于RARx远小于RV（1）若Rx、RA、RV的大小大致可估计，可用以下三种方法来选择内、外接法：当Rx较大，满足Rx远大于RA时，应采用内接法，因为此时电流表的分压作用很小当Rx较小，满足Rx远小于RV时，应采用外接法，因为此时电压表的分流作用很小当Rx的大小难以断定时，可采用计算临界值的方法确定大小即算出临界电阻，若RxR0则视为大电阻，若RxR0则视为小电阻VARx（2）若Rx、RA、RV的大小关系事先没有给定，可用图示试触法确定内外接法用电压表的一个接线柱分别试触M、N两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表的示数变化明显，说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电流表分压引起的误差，这时应采用内接法反之则应采用外接法例3： 有一小灯泡上标有“6V0.6”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线，已知所用器材有：是电流表（00.3，内阻1）；电压表（015，内阻20k）；滑动变阻器（030，2）；学生电源（直流9）；开关一只、导线若干为使实验误差尽量减小，画出合理的实验电路图 【分析与解】因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60，因此选择电流表外接法电路如图所示 在具体的实验中若RA、RV均不知的情况下，可用试触法判定电流表内接还是外接 (3)、控制电路的选择 为改变被测电阻两端的电压（或被测电阻中的电流强度），常用滑动变阻器与电源的连接有两种不同的形式：限流接法和分压接法，这两种接法区别之处是：限流法分压法合上电键前要使滑动变阻器的电阻处于最大值，对应图中应是滑动头移至最下端合上电键前要使用电器受到的电压最小，对应图中滑动变阻器的滑动头应移到最左端实物图中只用到上下两个接头实物图中用到上面一个下面两个接头电压调节范围电压调节范围滑动变阻器的电阻与用电器的电阻差不多大时电压调节作用最理想滑动变阻器的电阻越小调节用电器的电压作用越好同等条件下消耗功率较小同等条件下消耗功率较大在下列情况下应选择分压电路：1实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。2限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况3限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用滑动变阻器的粗调和微调：在限流电路中，对测量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用；在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路相反 例如在例3中，电路若采用限流电路，电路中的最小电流为 ,Imin等于小灯泡额定电流，滑动变阻器无法对电流进行调节，故必须采用分压电路，如图所示 所以，我们在选择电学实验仪器和实验电路时，应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的内外接法，再选择控制电路并画出实验电路图 三、基本测量仪器及读数1.刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表的读数使用以上仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。例如0123V051015012345678910031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314读出上左图中被测物体的长度。 上右图用3V量程时电压表读数为多少？用15V量程时电压表度数又为多少？右图中秒表的示数是多少分多少秒？凡仪器的最小刻度是10分度的，在读到最小刻度后还要再往下估读一位。6.50cm。1.14V。15V量程时最小刻度为0.5V，只读到0.1V这一位，应为5.7V。秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。当分针在前0.5分内时，秒针在030秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在3060秒内读数。因此图中秒表读数应为3分48.75秒（这个5是估读出来的）。2.螺旋测微器50202515固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。右图中的读数应该是6.702mm。0.11011K10K1001765432890176543289017654328901765432890176543289017654328903.多用电表使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。使用前应先进行机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时，还应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。欧姆挡的使用：选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200就应该选10的倍率。调零。将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。将指针示数乘以倍率，得测量值。将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。4.电阻箱右图中的电阻箱有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率，将每个旋钮上指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到这时电阻箱的实际阻值。图中最左边的两个黑点是接线柱。若指针所示如图，则阻值为84580.2。补充：多用电表-知识点剖析一、电流表改装成欧姆表1.欧姆表的原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示,G是电流表(表头),内阻为Rg,满偏电流为Ig电池的电动势为E,内阻为r.电阻R是可变电阻,也叫调零电阻. 当红、黑表笔相接时(图甲),相当于被测电阻Rg=0,调节R的阻值,使E/(r+Rg+R)=Ig,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点.r+Rg+R是欧姆表的内阻. 当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻Rx=,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是刻度的“”点. 当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时(图丙),通过表头的电流I=E/(r+Rg+R+Rx).改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.2.欧姆表的刻度(1)欧姆表的刻度不均匀 欧姆表刻度能指示出电阻的数值,但刻度是不均匀的,如上图所示.靠右边的刻度稀,靠左边的刻度密,这是因为刻度是根据电流与电阻的对应关系刻出的,而接入不同的被测电阻Rx时,通过的电流Ix(Ix=)与Rx不是成比例关系,所以刻度是不均匀的.(2)中值电阻 中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的Rx值叫中值电阻,R中=R内=Rg+r+R0.(3)由(1)(2)可知 当Rx=2R内时,Ix=,指针指在满偏处; 当Rx=3R内时,Ix=,指针指在满偏处; 当Rx=nR内时,Ix=,指针指在满偏处.二、多用电表 多用电表能够测量直流电流、直流电压、电阻等.多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的.每进行一种测量时,只使用其中一部分电路,其他部分不起作用.现举一例说明. 如图所示为一多用电表的设计电路及各种量程.(1)当连接公共端与接头1时,为010 mA直流电流挡.(2)当连接公共端与接头2时,为01 mA直流电流挡.(3)当连接公共端与接头3时,为050 V直流电压挡.(4)当连接公共端与接头4时,为0500 V直流电压挡.(5)当连接公共端与接头5时,是内阻为1.5 k的电阻挡. 其中R1、R2、R3、R4阻值的计算,分别按照电流表分流、电压表分压原理算出.在电源内阻不计的前提下,由R5+R6+Rg=可算出R5+R6的阻值.特别值得注意的是当分别接3、4、5接头时,小量程的电流表的内阻相当于Rg与R1+R2并联,满偏电流相当于表盘指示满偏刻度值的两倍.已知表头内阻、满偏电流、电源电动势时,算出的相关数值如下: 已知:Ig=500 A,Rg=200 ,E=1.5 V 求得:R1=20 ,R2=180 ,R3=49.9 k,R4=499.9 k,R5+R6=1.4 k 电流挡、电压挡的刻度是均匀的,指针从左向右示数增大;欧姆表的刻度是非均匀的,指针从右向左示数增大.三、多用电表的使用 多用电表的型号很多,但使用方法基本相同,请同学们注意以下几个问题.(1)表盘面上“”“-”插孔,表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱,因此,不管测什么项目,首先将红表笔插入“+”插孔,将黑表笔插入“-”插孔.那么用直流电流挡、直流电压挡时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出;用电阻挡时由原理图可知,红表笔连接的是表内电源的负极,黑表笔连接的是表内电源的正极,因此,电流还是从红表笔流入,从黑表笔流出.(2)测量前,应把选择开关旋到相应项目的适当量程上,读数时要注意挡位与刻度盘的对应.直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样.要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值.(3)欧姆挡的使用需要注意如下几点:选挡接着调零(选挡的原则:指针越接近中值电阻,读数越精确);换挡重新电阻调零;示数要乘倍率;用毕将选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡上或“OFF”挡上;被测电阻要跟电源、其他元件分离.【练习1】在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图7所示的电路。通过两只滑动变阻器R1和R2对一阻值为500左右的电阻两端电压进行粗调和微调。已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200和10。关于滑动变阻器R1和R2的联接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是（ ）A取R1=200,R2=10，调节R1起粗调作用B取R1=10,R2=200，调节R2起微调作用C取R1=200,R2=10，调节R2起粗调作用D取R1=10,R2=200，调节R1起微调作用【练习2】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下 ：待测电阻Rx （阻值约为25k）；电流表A1：（量程100A，内阻2k）；电流表A2：（量程500A，内阻300）；电压表V1：（量程10V，内阻100k）；电流表V2：（量程50V，内阻500k）；电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）；滑动变阻器R：（最大阻值1k）；电键S，导线若干。为了尽量减小实验误差，要求测多组数据（1）电流表应选_，电压表应选_（2）画出实验电路图【练习3】用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关S，导线若干（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注）（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表v2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_【练习4】为了测定电流表A1的内阻，采用如图所示的电路其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程为200A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；S1是单刀掷开关S2是单刀双掷开关（1）根据电路图，请在图中画出连线，将器材连接成实验电路（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150A；然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150A若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱的阻值是_，则待测电流表A1的内阻R1=_（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_（填写阻值相应的字母）A200k B20k C15k D20（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器_（填写阻值相应的字母）是最佳选择A1k B5k C10k D25k【练习5】现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50，内阻约为800850，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器R2，最大阻值100k；电阻箱R，最大阻值9999；定值电阻R0，阻值1k；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3；电阻丝及导线若干（1）采用如图（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为_，选用的电池为_甲 乙 丙（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图（乙）、（丙）所示图_为合理电路，另一电路不合理的理由是_（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用 来表示【练习6】 （1）一个电压表VA的内阻RA=1000，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材： 电源E（电动势约为6V，内阻较小）；变阻器R（总电阻约10）；电阻箱R0（09999）；开关S；导线若干如图所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路 图中电阻箱的取值等于_（2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r 简要写出测量步骤用测得的量表达r的公式应为r=_【练习7】某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材A待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）；B电流表（量程00.6A，内阻0.1）；C电压表（量程05V，内阻约5k）；D电压表（量程015V，内阻约15k）；E滑线变阻器（最大阻值50）；F滑线变阻器（最大阻值1k）；G直流电源（电动势15V，内阻可忽略）；H开关一个，导线若干实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流（1）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号 （2）如图所示是该研究小组测得小灯泡的IU关系图线由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_（保留两位有效数字）【练习8】有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流 A被测电流表A1：满偏电流约700800，内阻约100，刻度均匀、总格数为N；B电流表A2：量程0.6A，内阻0.1；C电压表V：量程3V，内阻3k；D滑动变阻器R1：最大阻值200；E滑动变阻器R2：最大阻值1k；F电源E：电动势3V、内阻1.5；G开关一个（1）在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig=_，式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是_ 【练习9】实验室中现有的器材如下：电池E （电动势约10V、内阻r约1）；标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5）；电阻箱R1（最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1）；滑动变阻器R2（最大阻值10）；开关S和导线若干要求设计个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5）内阻的实验方案（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号（2）要直接测出的物理量是_，用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是_ 【练习10】在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： A干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0）；B电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10）；C电流表A2（00.6A，内阻0.1）；D滑线变阻器R1（020，10A）；E滑线变阻器R2（0100，10A）；F定值电阻R3（990）；G开关和导线若干（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是_（填字母代号）（2）请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图（3）如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E_V，内阻r =_【练习11】实验室内有一电压表，量程为150mV，内阻约为150现要将其改成量程为10 mA的电流表，并进行校准为此，实验室提供如下器材：干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R，电流表 （有1.5mA，15mA与150 mA三个量程）及开关S（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻可用如图所示的电路测量电压表的内阻在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表应选用的量程是_若合上S，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表的读数为1.05 mA，则电压表的内阻RmV为_(取三位有效数字)（2）在对改装成的电流表进行校准时，把作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑线变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注图中电阻箱的取值是_（取三位有效数字），电流表应选用的量程是_ 【练习12】一只量程为1V，内阻RV约为900的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻并对该表进行校正实验室提供了以下供选择的器材： A待测电压表 ；B标准电压表（量程1 V）；C滑动变阻器（最大阻值1 000，额定电流1A）；D滑动变阻器（最大阻值10，额定电流1A）；E电阻箱（最大阻值9999，最小改变量0.1）；F电阻箱（最大阻值999，最小改变量0.1 ）；G电池组（电动势约3 V，内阻约1）；H导线和开关若干（1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图甲、乙所示，要使测量较精确，应选择_（填“甲”或“乙”）电路在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用_（用器材前的序号字母表示）用上述方法测出的电压表内阻的测量值RV_（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值 （2）在对该电压表进行校正时，该同学已经选择好器材，如图所示若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正，请你将这些器材连接成测量电路，并标出所选滑动变阻器的序号字母【练习13】量程为3V的电压表V内阻约为3k，要求测出该电压表内阻的精确值实验中可供选用的器材有：电阻箱Ra（最大值9999.9，阻值最小改变量0.1）滑线变阻器Rb（最大阻值1000，允许最大电流0.2A）电源E（开路电压约为5V，内阻可忽略不计）开关S及导线若干（1）设计一个易于操作的测量电路，要求画出实验电路图并标出所用器材符号（2）列出测量步骤，并写出计算电压表内阻的最后公式参考答案【练习1】B【练习2】（1）电压表V1；电流表A2 （2）实验电路如图所示【练习3】电路原理图如图甲或乙所示（2）实物连线如图甲或乙所示（3）若采用甲电路，若采用乙电路， 【练习4】（1）实物连线如图所示（2）电阻箱的阻值R1 =86.3待测电流表A1的内阻（3）B（4）C【练习5】解析： （1）滑动变阻器应选用R2电池应选用E3（2）图（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏（3）核对电路如图所示 【练习6】解析： （1）实物连线如图所示，R0=xx（2）先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC和VB上的示数UB 【练习7】（1）如下图（左）所示 （2）增大，17【练习8】（1）实验电路如上图（中）所示（2）满偏电流，式中U为电压表的读数，RV为电压表内阻 【练习9】（1）如上图（右）所示（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2和电阻箱R1的阻值【练习10】（1）R1 （2） 电路如图（右）所示 （3）1.4 8，0.8【练习11】（1）电流表选1.5mA量程 =143（2）16.8 量程选15mA【练习12】（1）乙；D、E；大于 （2）如上图（右）所示【练习13】（1）如图所示（2）合上开关S，调节电阻箱阻值，使电压表指针在中央刻度处，记下电阻箱的阻值R1；再调节电阻箱电阻，便电压表指针指在满偏刻度处，记下电阻箱的阻值R2（或）参考答案【练习1】B【练习2】解析：（1）器材选择（测量电路）从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的1/3，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当； 而此时通过电流表的最大电流，因此，电流表A2与V1配置较好（2）电路选择（控制电路）电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为20k，远大于滑动变阻器的总电阻（1k），要保证电表安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10k，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制，实验电路如图所示【点评】 伏安法是测量电阻的一种最基本方法，其原理是部分电路欧姆定律，原理式为分析这类问题的关键是从电表配置要合理选择器材，从对电路的控制和调节选择控制电路并联分流和串联分压原理是伏安法测电阻原理的迁移和延伸，下例是这类问题的变式【练习3】【点拨】 （1）本题中测量电阻的原理是并联分流或串联分压由于滑动变阻器的最大阻值远小于测量部分的阻值，且电源电动势大于两电压表的量程，在调节滑动变阻器的过程中，为保证电压表的安全，且其读数有明显的改变，滑动变阻器应采用分压式控制电路，电路原理图如图甲或乙所示（2）实物连线如图甲或乙所示（3）若采用甲电路，根据并联电路的电流分配关系，解得若采用乙电路，根据串联电路的电压分配关系，解得【点评】 本题主要考查电阻测量的原理、电路设计、实物连线等知识，测试设计简单实验方案的能力对于内阻已知的电压表，可作电流表使用使用电表时，必须考虑电表间的量程配置，本题要求电压表读数不小于量程的1/3，因此，电压表V2与V1的位置不能互换进行实物连线时，应注意以下几个问题：a直流电表的正、负接线柱（正接线柱应连接在电路电势高端，负接线柱应连接在电路电势低端）；b电表的内外接法；c滑动变阻器的接法（限流或分压，接通电路后，应使电表读数最小）；d开关的连接（应在干路上，闭合前电表读数为零）【练习4】解析： （1）实物连线如图所示（2）电阻箱的阻值R1=01008106130.1=86.3本题测量电流表的内阻的方法是“替代法”即用电阻箱的阻值替代电流表A1的内阻值，其条件是：开关S2分别扳到a处和b处时，保持滑动变阻器R2不变，且使电流表A2读数相同所以，待测电流表A1的内阻（3）当R2调为零时，要使电路中的电流I不超过电流表A2的量程，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻R总至少为：=20k由于电流表A1、A2的内阻（约为100）远小于R总,故保护电阻R3应选用20k的电阻，但若选用200k的电阻，则电路中电流太小，电流表A1、A2指针偏转量太小，读数不明显，实验误差太大所以,正确的选项为B（4）由于R3=20k，调整滑动变阻器R2时，要使电流表A2的读数为150，则R3=21047k若选用1k或5k滑动变阻器，则不能满足实验要求（A2读数为150）；若选用25k的滑动变阻器，则调节范围太小（不方便调节），所以，选用10k的滑动变阻器较合适，正确的选项为C【点评】 实验条件的控制是高考考查的重点之一保护电阻和滑动变阻器在电路中起着控制和调节的作用，选用时应根据实验条件和要求进行优选，既要保证电表安全(不能太小)，又要方便调节(不能太大)【练习5】解析： （1） 用此电路测量表头内阻的方法是半偏法 S2断开和S2闭合的两次操作中要求干路电流（Ig）近似不变，而满足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远大于Rg，因此滑动变阻器应选用R2而，显然E越大，R2越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以，电池应选用E3（2）图（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏（3）核对电路如图所示为使改装后的电流表与标准表在01mA之间逐格核对，应选用分压电路由于和满偏电流和满偏电压都很小，为使滑动变阻器便于调节，即有较大的调节范围，滑动变阻器应选用R1，电池应选用E1，且在电流表所在的支路上串联定值电阻R0，起保护作用 【点评】 测量电阻的方法很多（包括伏安法、替代法、半偏法等），但其原理总是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律在具体问题中，选用哪种测量方法应根据所提供的实验器材和实验要求来确定【特别提示】 1半偏法测电阻的实验中，实验条件的控制直接影响测量精确度2在分压电路中，为使实验便于调节，应选用全电阻较小的滑动变阻器【练习6】解析： （1）实物连线如图所示，为了使改装表与标准表在零到量程的范围内一一校对，应采用分压电路根据串联电路的电压分配关系，有解得R0=xx（2）先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC和VB上的示数UB 根据上述两步操作可得 由三式解得【点评】 本题综合考查了电表改装、电表校准电路及测量电源内阻的方法，测试设计和完成实验的能力用电压表VB和VC测量电源的内阻时，应注意： 尽管两电压表的量程相同，但其内阻并不一定相同(表头可能不同)【练习7】（1）如右图所示 （2）增大，17【练习8】（1）首先来分析电路的测量部分由于电流表A2量程与待测电流表A1量程相差太大，从实验测量精度考虑，不能直接将电流表A2与电流表A1串联来测量电流注意到电压表内阻已知，而允许通过电压表的最大电流为，跟待测电流表的量程接近，因此，可将电压表与电流表A1串联，利用其读数来计算通过电流表A1的电流再来分析电路的控制部分若将滑动变阻器接成限流式，则通过待测电流表的最小电流大约为，显然，不能保证电表安全,也无法通过调节测量多组数据因此，应采用分压式控制电路，为了便于调节，应选用最大阻值20的滑动变阻器综合以上分析，选用的器材应为A、C、D、F、G其实验电路如图所示（2）实验过程中，调节滑动变阻器滑动触头，使待测电流表A1的指针偏转n格，读出此时电压表V的示数U，则通过待测电流表的电流由此可得,电流表的满偏电流，式中U为电压表的读数，RV为电压表的内阻 【练习9】（1）如下图（左）所示（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2和电阻箱R1的阻值 【练习10】（1）R1 （2） 电路如上图（右）所示 （3）1.4 8，0.8【练习11】（1）当电压满偏时，通过其电流1mA，故电流表选1.5mA量程若合上S后， =143（2）可把电压表当成量程为150mV、Rg=143表头处理，其改装后量程为10mA，则通过的满偏电流为=1.05mA由部分电路欧姆定律知=16.8 量程选15mA【练习12】（1）乙；D、E；大于 （2）如上图（右）所示【练习13】（1）如图所示（2）合上开关S，调节电阻箱阻值，使电压表指针在中央刻度处，记下电阻箱的阻值R1；再调节电阻箱电阻，便电压表指针指在满偏刻度处，记下电阻箱的阻值R2（或）