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授课课题：电学实验 –综合复习
电学实验考查统计（全国卷） 年份 名称 2018 2019 2020 2021 2022 频次
1.描绘小灯泡伏安特性曲线 √ (II) √（甲） √（乙） 3
2.测量金属丝的电阻率 √（乙） √（甲） 2
3.多用电表的使用 √ (II) √ (Ⅲ) 2
4.测电源电动势和内阻 √（乙） 1
【考向分析】
（1）测量金属丝的电阻率或各种元件电阻、研究小灯泡的伏安特性曲线、测电源电动势和内阻、电表改装与多用电表的使用考查频次较高，利用传感器制作简单的自动控制装置是近几年的一个考查热点；新课标中新增的观察电容的充、放电现象，探究影响感应电流方向的因素，探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系等实验基本没有考查。
（2）几乎所有的电学实验都是以闭合电路欧姆定律或部分电路欧姆定律等基本电学理论为核心，主要表现在电表改装、多用电表、各种变式测电阻值、伏安法测电动势和内阻等基于教材实验的拓展实验应用。
【学习目标】
1.进一步熟悉基本仪器的读数、电流表的内外接法、滑动变阻器的分压式和限流式接法、多用电表的原理和使用等
2.会选择实验器材、能正确画出原理图、电路的连接等。
3.能准确处理实验数据并会分析常规实验中的误差
电学
实验
一个核心:测电阻
两个改装
电流表改装
电压表改装
三种选择
测量电路
控制电路
仪器
内接
外接
分压
限流
电源
电表
滑动变阻器
四个基本问题
测电阻
测电阻率
测E和r
多用电表使用
【知识梳理】
(2018·天津,9(3),10分,难度★★★)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)
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0~10 Ω,额定电流2 A)
①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)
②画出测量Rx阻值的实验电路图。
③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　　　　　　　　　。
B
C
F
大于
电压表的读数大于待测电阻两端实际电压
【真题演练】
解析①由于待测电阻约为10 kΩ太大,电源电动势为12 V时,电路中电流才大约1.2 mA,故电流表选C,电源选F。由于待测电阻约为10 kΩ,电路中电流约为1.2 mA,则待测电阻两端电压约为12 V,所以电压表选B。
②由于待测电阻阻值远大于所选电流表内阻,而略小于电压表内阻,故实验测量电路设计时用内接法;而滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻的阻值,故控制电路中滑动变阻器使用限流式接法根本起不到调节作用,滑动变阻器只能采用分压式接法。电路图见答案。
(1) 将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
（2）某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻Rg= Ω
（2022·全国甲卷）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势1.5V，内阻很小），电流表（量程10mA，内阻约10Ω），微安表A（量程100μA,内阻Rg待测，约1k Ω),滑动变阻器R（最大阻值10 Ω),定值电阻Ro（阻值10 Ω)，开关S，导线若干。
【真题演练】
某学习小组将一内阻为1200 Ω 、量程为250μA的微安表改装为量程为1.0mA的电流表。
(1)把该微安表改装为量程为1.0mA的电流表需要并 （填“串联”或“并联”）值R0= Ω的电阻。
(2)把该微安表改装为量程为1.0mA的电流表。下列说法正确的是 （填正确答案标号)。
A.改装原理为并联电阻能增大通过微安表的电流
B.改装成电流表后，微安表本身允许通过的最大电流并不改变
C.改装后，微安表自身的电阻减小了
D.改装后使用时，微安表本身的参量都不变，整个并联电路允许通过的电流增大
(3)现把（1）中改装得到的电流表改装成量程为1V的电压表需要并 （填“串联”或“并联”）一个阻值 Ω的电阻。
（3）取一电动势为1.5V、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器，与改装所得量程为1.0mA的电流表连接成如图甲所示的欧姆表，其中A为 （填“红”或“黑”）表笔，改装表盘后，正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值，示数如图乙所示，图乙所测电阻为
2.(2021·北京,16,10分,难度★★★)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
(1)该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是　　　　 Ω。
(2)除电源(电动势3.0 V,内阻不计)、电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω)
B.电流表(量程0~3.0 A,内阻约0.02 Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
D.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定电流0.5 A)
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用　　　　,滑动变阻器应选用　　　　。(选填实验器材前对应的字母)
(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线　　　　,根据图线得出该金属丝电阻R=　　 Ω(结果保留小数点后两位)。
(4)用电流传感器测量通过定值电阻的电流,电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡,电流随时间变化的图线如图4所示,请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。
(4)刚闭合开关时,灯丝温度较低,电阻较小,电流较大;随着灯丝温度升高,电阻逐渐增大,电流逐渐减小;当灯丝发热与散热平衡时,温度不变,电阻不变,电流保持不变
.(2019·江苏,11,8分,难度★★★)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动　　　　　(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的　　　　　(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。
(4)为测量R,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像如图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图像。
U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55
I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
(5)由此,可求得电阻丝的Rx=　　　Ω。
根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图2
(2021·山东,14,8分,难度★★★)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值为几百欧到几千欧);
电源E(电动势1.5 V,内阻r约为0.5 Ω);
电阻箱R(阻值范围0~9 999.99 Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω);
微安表(量程100 μA,内阻等于2 500 Ω);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏:
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用　　　　(填“R1”或“R2”)。
(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控装置)连接成完整电路。
(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6 000.00 Ω,该温度下热敏电阻的测量值为　　　　Ω(结果保留到个位),该测量值　　　　(填“大于”或“小于”)真实值。
(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐　　　　(填“增大”或“减小”)。
乙
答案(1)R1　(2)如图所示　(3)3 500　大于　(4)减小
解析(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器前半部分并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后该部分电阻变化越小,从而电压的值变化越小,故滑动变阻器应选R1。
(2)电路连接图如图所示
(3)微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即RT+RμA=6 000 Ω可得RT=3 500 Ω当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
(4)由于是ln RT-图像,当温度T升高时,减小,从图中可以看出ln RT减小,从而RT减小,因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
(2017·全国1,23,10分,难度★★★★)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 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);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0~3.8 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。
(2015·天津,9(3),10分,难度★★★)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V,内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻,除待测电池组、电键、导线外,还有下列器材供选用:
A.电流表:量程0~0.6 A,内电阻约1 Ω
B.电流表:量程0~3 A,内电阻约0.2 Ω
C.电压表:量程0~3 V,内电阻约30 kΩ
D.电压表:量程0~6 V,内电阻约60 kΩ
E.滑动变阻器:0~1 000 Ω,额定电流0.5 A
F.滑动变阻器:0~20 Ω,额定电流2 A
(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用　　　　　,电压表应选用　　　　　,滑动变阻器应选用　　　　　(均填仪器的字母代号)。

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