专题十六、电学实验
1（2013高考天津理综物理第9题）（3）要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω):
电流表（量程为0~250mA．内阻约5Ω);
电压表（量程为0~3V．内限约3kΩ):
电键一个、导线若干。
实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）。
滑动变阻器（最大阻值20Ω,额定电流1A)
滑动变阻器（最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）。
实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为50Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是W。
①A②B③0.1
解析：①实验中所用的滑动变阻器②根据题述灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作实验的电路图应选用图③由闭合电路欧姆定律，E=U+Ir，代入数据变化得：I=0.3-0.2U。在小灯泡的伏安特性曲线小灯泡消耗的功率是W。2．．．．．
（2）测量所得数据如下
测量次数
物理量 1 2 3 4 5 6 R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20 U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43
用作图法求得电池的内阻r=；
（3）根据第5组所测得的实验数据，求得电流表内阻RA=。
答案：（1）A（2）r=0.75Ω
（3）0.22Ω
解析：（1）采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”已有电流表，电键、电源、电阻箱，还需要电压表，选项A正确。
（2）根据测量所得数据画出U——I图象，由图象斜率可得电池的内阻r=0.75Ω。
（3）根据第5组所测得的实验数据，由欧姆定律，U=I(R+RA),，求得电流表内阻RA=0.22Ω.
3
。（7分）根据闭合电路欧姆定律，用图所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图2所示。已知R0，请完成以下数据分析和处理。（1）图2中电阻为的数据点应剔除；
（2）在坐标纸上画出关系图线；
（3）图线的斜率是，由此可得电池电动势。
【答案】(1)R=80.0Ω点偏离太远，应为错误点，剔除(2)画出关系图线(3)1.41
【解析】在画出的直线上取两个点，求斜率即可；根据闭合电路的，可得（R+r）+R,。由=可求E=1.41V。
.（6分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为_______mm。
为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。
【答案】（1）0.007mm0.640mm（）实物电路连接【解析】校零时螺旋测微器读数：0mm+0.01mm×0.7=0.007mm;螺旋测微器读数：0.5mm+0.01mm×14.7=0.647mm;合金丝的直径的d=0.647mm-0.007mm=0.640mm
.(2013高考北京理综第21题)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表(0~3A，内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A，内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V，内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V，内阻约15kΩ)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的（选填“甲”或“乙”）
（2）图2是测最Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请请根据在(1)问中所选
的电路图，补充完成图2中实物间的连线.
（3）接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值RX=U/I=Ω(保留两位有效数字)。
（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是;若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是。（选填选项前的字母）
A.电流表测量值小于流经RX的电流值
B.电流表测量值大于流经RX的电流值
C.电压表测量值小于RX两端的电压值
D.电压表测量值大于RX两端的电压值
（5）再不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻RX两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是
。
答案：（1）CB甲
（2）补充完成的实物间的连线如图。（3）5.2（4）BD（5）C
解析：选择量程0~3V的电压表C，量程0~0.6A的电流表B，由于待测电阻Rx的阻值较小，采用电流表外接的图甲。电流表示数I=0.50A，电压表示数U=2.60V，电阻的测量值RX=U/I=5.2Ω.若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是电压表分流，电流表测量值大于流经Rx的电流值;若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是电流表分压，电压表测量值大于Rx两端的电压值。设滑动变阻器单位长度电阻为k，由闭合电路欧姆定律，I=，U=IRX=RX。由此可知，当x增大时，U非线性增大，当x达到最大值时，U等于一个定值，所以反映U-x关系的示意图中正确的是C。
6．（6分）（2013全国高考大纲版理综第22题）如图所示，E为直流电源，G为灵敏电流计，A、B为两个圆柱形电极，P是木板，C、D为两个探针，S为开关。现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验。
（1）木板P上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是________纸；
（2）用实线代表导线将实验器材正确连接。
答案：（6分）
（1）导电（2分）
（2）如图所示。（4分）
（探针和灵敏电流计部分2分，有
任何错误不给这2分；其余部分2分，
有任何错误也不给这2分）
解析：（1）木板P上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是导电纸纸；
（2）将电源开关串联后与A、B接线柱连接。用实线代表导线将实验器材正确连接如图所示。
7．(6分)为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。
(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择＿＿＿＿倍率的电阻档(填：“×10”或“×1k”)，并＿＿＿＿再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为＿＿＿＿Ω。
(2)将待测元件(额定电压9V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图(b)所示。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。
本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到＿＿＿＿档(填：“直流电压10V”或“直流电压50V”)。
答案：（1）×10欧姆调零70
（2）电路如图。
解析：（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择×10倍率的电阻档，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图(a)所示，测量结果为70Ω。
(2)要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路。本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到直流电压10V档。
8（2013高考广东理综第34题）（2）图17（a）是测量电阻Rx的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6A（内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm。
①根据原理图连接图17（b）的实物图.
②断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0V时，单位长度电阻丝的电压u=________V/cm。记录此时电流表A1的示数。
③保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A2的示数I。测量6组L和I值，测量数据已在图17（c）中标出。写出Rx与L、I、u的关系式Rx=______________________；根据图17（c）用作图法算出Rx=_________________Ω.
答案：①见下图②0.1③6.0
考点：电流表法测电阻，用图像法处理数据、欧姆定律、并联电路基本规律应用
解析：②3V电压分布在长为30cm的电阻丝上，故有单位长度的电压u=V/cm=0.1V/cm。
设电阻丝每cm长的电阻为R，当合上S1断开S2时，设此时电阻丝电流为I‘有：
I‘·30R=30u，
当合上S1、S2时，I‘·LR=IRx，
由上两式得：Rx与L、I、u的关系式Rx=Lu/I。在图17（c）中过尽可能多的点作直线，对照图17（c）可得L=I，由L-I图线的斜率k=60.016cm/A=，可得Rx=ku=60.016×0.1Ω=6.0016Ω.
S
E
P
P
B
D
C
S
E
P
A
B
D
C
图17（b）
00.100.200.300.400.500.60
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
图17（c）
图17（b）
00.100.200.300.400.500.60
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
图17（c）
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