高考物理二轮复习热点题型专题19 电学试验（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

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高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍
专题19 电学试验
题型一 电学常用仪器的读数及使用
【典例分析1】如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．

(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________ V．若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________ V.
(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为______ A．若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________ A．
【参考答案】：(1)1.68(1.67～1.69均正确)　8.4(8.3亦可)　(2)0.46　2.30(2.29～2.31均正确)
【名师解析】：(1)对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V．(2)对于电流表，当选取0～0.6 A 量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A 量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A．
【典例分析2】指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：

(1)在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为________ Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为________ mA．
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为__________________．
(3)下列根据图丙中I­Rx图线作出的解释或判断中正确的是________．
A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大
B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx＝0时电路中的电流I＝Ig
C．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏
D．测量中，当Rx的阻值为图丙中的R2时，指针位于表盘中央位置的右侧
【参考答案】：(1)18　22.6(22.4～22.8均可)(2)I＝　(3)BC
【名师解析】：(1)所测的电阻R＝18×1 Ω＝18 Ω.选择开关拨至“50 mA”挡，电流为I＝22.6 mA．
(2)根据闭合电路欧姆定律得：I＝＝.
(3)因Rx＝－r－R0－Rg，函数图线是非线性变化的，当电流较大时电阻较小，当电流较小时电阻较大，A错误；当Rx＝0，I＝，此时电流为满偏电流，B正确；Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，C正确；测量中，当Rx的阻值为图丙中的R2时，电流比半偏电流小，指针位于表盘中央位置的左侧，D错误．选BC．
【提分秘籍】
1．电流表和电压表
量程
精确度
读数规则
电流表0～3 A
0.1 A
与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可
电压表0～3 V
0.1 V
电流表0～0.6 A
0.02 A
估读位与最小刻度在同一位，采用估读
电压表0～15 V
0.5 V
估读位与最小刻度在同一位，采用估读
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进、黑出”．
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝，此时中值电阻R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．
题型二 以测电阻为核心的实验
【典例分析1】(2019·东北六校联考)一只小灯泡，额定功率为0.75 W，额定电压值已模糊不清．A小组的同学想测定其额定电压值，于是先用欧姆表测出该灯泡的电阻约为3 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝＝1.5 V．B小组同学认为A小组测量方法有误，他们利用下面可供选择的器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压，并根据测量数据来绘制灯泡的U­I图线，进而找到灯泡的额定电压．
A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)
B．电流表A1(量程1 500 mA，内阻约0.02 Ω)
C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～10 Ω)
E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)
F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计)
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)
(1)在实验过程中，B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，在下面所给的虚线框中画出实验的电路原理图．上述器材中，电流表选________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．




(2)当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，灯泡功率已超过额定功率，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中.
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.70
I/mA
80
155
195
227
255
279
310
请你根据表中实验数据在图中作出灯泡的U­I图线．

(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________ V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是_____________________________________________．
【参考答案】：(1)见解析图　A2　R1　 (2)见解析图
(3)2.50(2.40～2.60均可)　灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)
【名师解析】：(1)题目表格中电流最大310 mA，考虑测量的精确度，故电流表选择A2.
要描绘小灯泡的U­I图象，电压要从零开始连续调节，故滑动变阻器用分压式接法，选择小量程的变阻器方便操作，故变阻器选择R1；电路如图所示．

(2)小灯泡的U­I图象如图所示：

(3)小灯泡的额定功率为0.75 W；当电压为2.5 V时，电流为0.3 A，此时电功率为：P＝UI＝2.5×0.3 W＝0.75 W，恰好等于额定功率，故额定电压为2.5 V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是灯泡电阻随着温度的升高而变大．
【典例分析2】(2019·辽宁大连一零三中学月考)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的______(选填“甲”或“乙”)图．

(3)下图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成下图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系．如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U­I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________ Ω.(保留两位有效数字)

(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．
A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确的选项是________．
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U­I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【参考答案】 (1)0.398(0.397～0.399均可)　(2)甲　(3)见解析图(4)见解析图　4.5(4.3～4.7均可)　(5)C　(6)CD
【名师解析】 (1)主尺半刻度线未露出，读数为0 mm，螺旋尺的读数为39.8×0.01 mm＝0.398 mm，所以此螺旋测微器读数为(0＋0.398) mm＝0.398 mm.
(2)由图表数据可知，待测电阻阻值约为5 Ω，若电路采用限流接法，回路最小电流I＝，代入数值约为0.11 A，不可能达到0.020 A，所以应该是分压接法．
(3)实物连图时要注意：开关闭合前，滑动变阻器应处于零阻值处，以使待测电阻的电压最小；应保证开关能控制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入．

(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点，然后连线．由于第6个数据描点偏差太大，舍弃不用；图线的斜率即为Rx的阻值，由图象可知，Rx＝4.5 Ω.

(5)由电阻定律知R＝ρ，则ρ＝·R＝R≈1×10－6 Ω·m，选项C正确．
(6)由于读数而引起的误差是偶然误差，由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差，选项A、B错误．若将电流表和电压表的内阻计算在内，则消除了电表内阻对实验的影响，即消除了由测量仪表引起的系统误差，选项C正确．用U­I图象处理数据，体现了多次测量求平均值的思想，而且剔除了个别偶然误差比较大的点，如图线中的第6个点，选项D正确．
【提分秘籍】
1．电流表内接法与外接法的选择
比较项目
电流表内接法
电流表外接法
电路


误差原因
由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大
由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大
测量结果
R测＝＝RA＋Rx>Rx
电阻的测量值大于真实值
R测＝＝Rx