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电学实验
要点提炼
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图1
(1)实验时，选用图1甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________.
(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)
(3)把图丙中所示的实验器材按图甲用笔画线代替导线连接成实物电路图．
(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在了图丁所示的I－U坐标系中，请用一光滑的曲线将各描点连接好．
2．(2014·泉州市质量检查)某探究小组要尽可能精确地测量电流表A1的满偏电流，可供选用的器材如下：
A．待测电流表A1(满偏电流Im约为800 μA、内阻r1约为100 Ω，表盘刻度均匀、总格数为N)
B．电流表A2(量程为0.6 A、内阻r2＝0.1 Ω)
C．电压表V(量程为3 V、内阻Rv＝3 kΩ)
D．滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
E．电源E(电动势为3 V、内阻r约为1.5 Ω)
F．开关S一个，导线若干
(1)该小组设计了图2甲、乙两个电路图，其中合理的是________(选填“甲”或“乙”)；
图2
(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”或“C”)；
(3)在开关S闭合前应把滑动变阻器的滑片P置于________端(选填“a”或“b”)；
(4)在实验中，若所选电表的读数为Z，电流表A1的指针偏转了k格，则可算出待测电流表A1的满偏电流Im＝________.
3．一电动势E约为9 V、内阻r约为40 Ω的电源，最大额定电流为50 mA.现有量程为3 V、内阻为2 kΩ的电压表和阻值为0～999.9 Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图3所示的电路进行实验，请回答下列问题：
图3
(1)实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是________．
A．200 Ω B．2 kΩ C．4 kΩ D．10 kΩ
(2)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________(
选填“最大值”、“最小值”或“任意 - 3 -
戴氏高考中考学校天府广场梨花街 一对一专用 蒋珊老师15882313480 值”)，目的是：______________________________.
(3)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据
11记录的多组数据，作出如图4所示的－图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝UR
________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)
图4
电学实验中常考的4个问题
1．[2012·山东卷，21(2)]在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x(阻值约为4 Ω，额定电流约为0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表：A1(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；
A2(量程3 A，内阻约为0.05 Ω)；
电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；
E2(电动势12 V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5－12－1所示，读数为________mm.
图5－12－1
②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图)．
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2．[2013·山东卷，21(2)]
霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图5－12－2甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UH＝IBk，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数． d
①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线连接． ②已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的
－3－H V·m·A
1－1·T(保留2位有效数字)．
③
图5－12－2
该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路．S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流自Q端流入，P
端流出，应将
S
1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．
为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中．在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件________和________(填器件代号)之间．
3．(2014·山东卷，22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验
2－8测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm，查得铜的电阻率为1.7×10
Ω·m，再利用图5－12－3甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．
图5－12－3
可供使用的器材有：
电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；
电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；
滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；
定值电阻：R0＝3 Ω；
戴氏高考中考学校天府广场梨花街 一对一专用 蒋珊老师15882313480 电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干．
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)．
(2)在实物图5－12－4中，已正确连接了部分导线，请根据图5－12－3甲电路完成剩余部分的连接．
图5－12－4
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图5－12－3乙所示，读数为________ V.
(4)导线实际长度为________ m(保留2位有效数字)．
4．(2014·新课标全国卷Ⅱ·23)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表○的内阻约为2 kΩ，电流表○的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图5－12－5(a)或(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1“或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值． UI
图5－12－5
5．(2014·新课标全国卷Ⅰ，23)
图5－12－6
利用如图5－12－6所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表○ (量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.
实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
11为纵坐标，R为横坐标，作－R图线(用直线拟合); II
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题：
1(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________．
I
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(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时电流表的示数如图5－12－7(a)所示，读出数据，完成下表．
答：①_________________________________________________，
②
图5－12－7
－(3)在图(b)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝______ A
1－1－1·Ω，截距b＝______A.
(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
常考问题 以测量电阻为核心的电学实验 近年来，以测电阻为核心的电学实验一直是高考考查的热点，涉及测量电阻的实验包括：万用电表测电阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量金属的电阻率、伏安法测电阻，设计实验测量电流表或电压表的内阻等．此类实验考题灵活多变，既可以考查仪器的选择与使用又可以考查电路的连接，还可以考查数据处理与图象分析．
5．(2014·南京一模)(1)用多用电表欧姆挡粗略测量某元件的电阻，选用×1挡，测量结果如图5－12－12所示，则测得的电阻为________Ω；
图5－12－12
(2)为描绘该元件的U－I图线．提供了如下器材：
A．电流表A(量程0.6 A，内阻约0.9 Ω)
B．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)
C．滑动变阻器R1(10 Ω，2 A)
D．滑动变阻器R2(1 000 Ω，1 A)
戴氏高考中考学校天府广场梨花街 一对一专用 蒋珊老师15882313480 E．电源E(电动势6 V，内阻约0.1 Ω)
F．开关S及导线若干
①实验中滑动变阻器应该选择________(填写器材序号即可)，以保证实验过程中调节方便； ②设计合适电路，在虚线框内画出实验电路图；
图5－12－13
③如图5－12－13中Ⅰ、Ⅱ图线，一条为元件真实的U－I图线，另一条是本次实验中测得的U－I图线，其中________是本次实验中测得的图线．
6．(2014·江苏卷，10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率．
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图5－12－14甲所示的部件________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.
图5－12－
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(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．
(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？ 请写出两条建议．
7．某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，给定的器材如下：
A．多用电表
B．电压表V，量程15 V，内阻约20 kΩ
C．电流表A1，量程0.6 A，内阻r1约1 Ω
D．电流表A2，量程1.2 mA，内阻r2＝50 Ω
E．滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω
F．滑动变阻器R2，最大阻值为50 Ω
G．电阻箱R3，阻值为0～9 999.9 Ω
另有电源E(电动势约6 V)、导线、开关S
图5－12－15
(1)①在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图5－12－15甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，应换用________欧姆挡；②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约为________Ω.
(2)在用某种测量方法精确测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压可以从零开始连续调节，测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．则在上述器材中，除了电源、导线、开关外还应选用的器材是________(填器材前面的字母序号)；
(3)在虚线框内画出用此方法测量该电阻阻值时的实验电路图．
常考问题以测电源电动势为核心的电学实验
8．根据闭合电路欧姆定律，用图5－12－16甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻．图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U，对所得的实验数据进行处
1理，就可以实现测量目的．根据实验数据在(R＋r)坐标系中描出坐标点，如图丙所示，U
已知R0＝150 Ω.试完成下列问题：
图5－12－16
(1)请根据原理图将图乙中的实物图连接好．
1(2)在图丙中画出－(R＋r)关系图线． U
(3)图线的斜率是________V·Ω－1－1，由此可得电池电动势E＝
________V.
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图5－12－16
9．(2014·北京卷，21)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．
(1)应该选择的实验电路是图5－12－17中的________(选填“甲”或“乙”)．
图5－12－17
(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表(0～15 V)
B．电压表(0～3 V)
C．滑动变阻器(0～50 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)
(3) 某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图5－12－18的
图5－12－18
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.
(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下图各示意图中正确反映P－U关系的是________．
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10．(2014·河北邯郸质检)(1)如图5－12－19甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用新电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表变化________(填“明显”或“不明显”)；
(2)为了较精确地测量一节新电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验， 器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0＝
1.50 Ω)，滑动变阻器R1(0～10 Ω)，滑动变阻器R2(0～200 Ω)，开并S.相比于图甲，图乙中的电阻R0有哪些作用？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(3)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填R1或R2)；
(4)用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图；
(5)实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则新电池内阻的表达式r＝________(用I1、I2、U1、U2和R0表示)；
图5－12－19
(6)处理实验数据时，测出两组U、I值，便可计算出电池的电动势和内阻，这样做虽然简单，但误差可能较大．处理数据时如何减少实验误差，请你提出一种处理方法：
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