高中物理得分宝典系列：实验过关专题三-电场和磁场.doc

专题三 电场和磁场
第一类 验证型实验大题过关
典例解析
1．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
照度（lx）
0.2
0.4
0.6
0.8
1．0
1．2
电阻（kΩ）
75
40
28
23
20
18

（1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。

（2）如图9－27所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。
（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电阻Rp（符号 ，阻值见上表）；
直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ（限选其中之一并在图中标出）；开关S及导线若干。
解析：（1）光敏电阻随光照度变化的曲线如图9－28甲所示，其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小。

（2）当光照度降低至1.01x时，光敏电阻的阻值为RP=20kΩ，设计原理如图9-28所示。根据欧姆定律与即，可得R1=10 kΩ。即与RP串联的电阻R1=10 kΩ。

高考真题解析
1．（2011天津）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）；
B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；
C．电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）；
D．电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）；
E．直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；
F．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）；
G．电键和导线若干。
（1）电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）
（2）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
① ；
② 。

过关测试
1．（2012北京石景山一模） 为检测一个标值为5Ω的滑动变阻器，现可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，总电阻约5Ω
B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω
C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ
E．电压表V2，量程3V，内阻约3 kΩ
F．滑动变阻器R，总电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定Rx的总电阻值，所选电流表为 （填“A1”或“A2”），
所选电压表为____（填“V1”或“V2”）；
②请根据实验原理图甲，完成图乙未完成的实物连线，使其成为测量电路；

③图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径，则该电阻丝的直径为 mm．
1．①A1；V2
②如图所示
③ 1．205
2．（2012北京朝阳区一模）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：
直流电源（电动势3．0V，内阻不计）
电流表A1（量程3A，内阻约0.1Ω）
电流表A2（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）
滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R2（阻值0~1kΩ，额定电流300mA）
① 在该实验中，电流表应选择____________（填“A1”或“A2”），电压表应选择____________（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择____________（填“R1”或“R2”）。
② 某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在方框中完成实验的电路图。
甲
乙

③该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好。但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为_______。

④下表是学习小组在实验中测出的6组数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点，请你画出第4组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。

U（V）
I（A）
1
0
0
2
0.5
0.17
3
1．0
0.30
4
1．5
0.39
5
2．0
0.45
6
2．5
0.49

⑤若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P =_________W（保留两位有效数字）。（若需作图，可直接画在第④小题图中）
2． ①A2 V1 R1
②如图所示
③h
④如图所示
⑤0.35～0.38

3．（2012北京丰台区一模）要测一个待测电阻Rx（190Ω~210Ω）的阻值，实验室提供了
如下器材：
电源E：电动势3．0V，内阻不计；
电流表A1：量程0~l0mA，内阻r1约50Ω；
电流表A2：量程0~ 500μA，内阻r2为1000Ω；
滑动变阻器R1：最大阻值20Ω，额定电流2A；
定值电阻R2= 5000Ω；
定值电阻R3= 500Ω；
电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量Rx的阻值，请回答下面问题：
①为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表 （选填“A1”或“A2”）串联定值电阻 （选填“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为3．0V的电压表。
②如图（a）所示，同学们设计了测量电阻Rx的甲、乙两种方案，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图____（选填“甲”或“乙”）。
③若所选测量电路中电流表A的读数为I=6．2mA，改装后的电压表V读数如图（b）所示，则电压表V读数是 V。根据电流表A和电压表V的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻Rx= Ω。

3．① A2 R2 ② 甲 ③1.20 200.0
解析：①电流表改装成电压表，需要连接阻值为R=U/I-Rg的电阻，若选A1，则找不到合适定值电阻；若选A2，则可以选取定值电阻R2= 5000Ω的定值电阻。
②由于电流表的分压作用不能忽略，所以，需要用电流表的外接法，即选取甲图所示。
③电压表读数为1．20V，电阻Rx=U/I=200.0Ω。
4．（2012粤西九校联考）学生实验小组进行“测定金属丝电阻率”的实验
①用螺旋测微器测量金属丝的直径如左下图所示，则它的读数是 mm。用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤粗略测量金属丝的阻值，表盘的示数如右下图所示，则它的读数是 Ω。

②该组同学想用伏安法更精确地测量其电阻Rx，已经选好的器材有：
A．电流表（量程0～0.6A，内阻约几欧）
B．电压表（量程0～3V，内阻约20kΩ）
C．电源（电动势3V，内阻很小）
D．若干导线和电键
实验室有两种滑动变阻器备选：
E．滑动变阻器（阻值范围0～500 Ω）
F．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）

+
-
-
-
请帮该实验小组选择合适的滑动变阻器： （填字母序号），并设计实验的最佳电路，将电路图画在下面的方框中。

③按你设计的最佳电路在实物图中将缺少的导线连上去。
4．①0.998～1.000 22 （“21.9～22.1”也给分）
②F 电路图见下（分压式、外接法）。
③所缺三根线都正确相连得；任一根线错连或不连得0分。粗线为学生必须连的线。

5．有一待测电阻Rg（阻值约5Ω左右），实验室提供的器材有：
A．直流电流表A（0—100mA，内阻约为25Ω）
B．直流电压表V（0—3V，内阻为5kΩ）
C．滑动变阻器R1（0—20Ω，1A）
D．滑动变阻器R2（0—1kΩ，0.1A）
E．电源（电动势约为3V，内阻不计）
F．开关和若干导线
（1）在实验中，要求待测电阻两端的电压从0开始变化，滑动变阻器应选用 （填仪器前面的代号）
（2）为了尽量减小实验误差，请在下边方框中画出实验电路原理图

（3）实验时，某同学使用的是多用电表直流电流档来测电流，示数如图乙所示（丙为指针所在区域部分的放大图），读数为 mA。

5．（1）C （2）如右图
（3）720mA或72.0mA均可
解析：（1）因为要求待测电阻两端的电压从0开始变化，所以，测量电路选用分压式，滑动变阻器选用C。
（2）因为电流表的分压作用不能忽略，所以，用电流表外接法。如答案中图。
（3）720mA或72.0mA均可。

第二类 测量型实验大题过关
典例解析
例2 如图7－3－19所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器
材及其规格列表如下

图7－3－19
器　材
规　格
待测电阻Rx
阻值在900 Ω～1 000 Ω之间
电源E
具有一定内阻，电动势约9.0 V
电压表V1
量程2.0 V，内阻r1＝1 000 Ω
电压表V2
量程5.0 V，内阻r2＝2 500 Ω
电流表A
量程3.0 A，内阻r＝0.10 Ω
滑动变阻器R
最大电阻约100 Ω，额定电流0.5 A
开关S、导线若干

为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的
一半，而且调节滑动变阻器能使电表的读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给
的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。
解析：要准确就需要对实验原理（伏安法、变阻器接法）、误差分析有深刻的理解。由于待测电阻约1 000 Ω，滑动变阻器最大电阻为100 Ω，要使电表读数发生变化，滑动变阻器
必须使用分压式接法。电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为I＝＝
A＝9 mA≪3.0 A，显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V1当电
流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻，伏安法应使用内接法。
答案：

点评：
高考真题解析
1．（2011全国卷1） 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流
表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；将电阻箱置于适
当数值。完成下列填空：
（1）仪器连线如图l所示（a和b是多用电表的两个表笔）。若两电表均正常工作，则表
笔a为_________ （填“红”或“黑”）色；
（2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（A），（B），（C）所示，则多用电表的读数为_________Ω ，电流表的读数为_________mA ，电阻箱的读数为_________Ω 。

（3）将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_________mA；（保留3位有效数字）
（4）计算得到多用电表内电池的电动势为_________V。（保留3位有效数字）
解析：（1）根据“红正黑负”可知，现在多用表相当于电源，红表笔对应电源的负极，电流从该表笔流回电源，结合图可知，a应该为电源正极，电流从多用表出来经过变阻箱、电流表回到多用电表负极即黑笔；
（2） 14.0；53.0；4.6；
（3） （4） 测电阻是依据闭合电路欧姆定律， R为调零电阻，为表头内阻，r为欧姆表电池内阻，则多用电表总内阻=R++r，红、黑表笔接触，进行欧姆表调零时，表头指针满偏，则有：Ig=E/（Rg+R+r），当红、黑表笔间有未知电阻Rx时有I=E/（Rg+R+r+Rx），故每一个未知电阻都对应一个电流值I，在刻度盘上都有一个偏转角度对应，我们便可在刻度盘对应处，标有Rx的值；当Rx=Rg+R+r时，I=，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于R中。结合表盘的刻度知电表内阻=15Ω，外阻为R=4.6Ω此时电流为：I=53mA，求出E=I（+R）=1.54V，从而求出短路电流：==102mA。
答案：（1）黑；（2）14.0；53.0；4.6 ；（3）102 ；（4）1.54

过关测试
1．（2011江苏）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

请根据实验数据作出U-R关系图象。
（2）用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表的示数为2.00V。利用（1）中测绘的U-R图象可得RX=_________ Ω。

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？
2．（2012北京房山区一模）在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材：
A．干电池
B．电流表（0~0.6A、内阻约0.1）
C．灵敏电流计G（满偏电流200μA、内阻rg=500）
D．滑动变阻器（0~20、2．0A）
E．电阻箱R
F．开关、导线若干
①由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为 __________的电阻。
②改装后采用如图甲所示电路进行测量，请在乙图上完成实物连线。

a
b
G
A
R
图甲

1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
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3
2
8
9
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1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
×1
×100
×10
×10000
×100000
×1000
-
-
图乙

③在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移动
100
110
120
130
140
150
I1/μA
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
I2/A
至 （填“端”、“中央”或“ 端”）

④丙图为该实验绘出的I1—I2图线（I1为灵敏电流计G的示数， I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E =_____ V，内电阻r =_____。

图乙
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
1
7
6
5
4
3
2
8
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0
1
7
6
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0
1
7
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0
1
7
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0
1
7
6
5
4
3
2
8
9
0
×1
×100
×10
×10000
×100000
×1000
-
-
答案：①9500 （或者9.5kΩ）
②如右图。
③a端
④1．46-1．49均可 0.80-0.87均可
解析：①需要串联的阻值为R=U/Ig-rg=9500
②实物连接如答案中图所示。
③移到a端，对电路电表起到保护作用，
以免烧坏电表。
④由题意可得I1、I2的关系：
（E-I1）/r= I1+I2
从图中选出两组数据代入即得电动势E和内阻r的值。
3．（2012北京门头沟一模）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。
①他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图4

图4
图5

②实验的主要步骤如下：
A.正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
B.读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
C.断开开关，_______，合上开关，重复B的操作。
③该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图5的关系图线，其斜率为_______（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电压的乘积代表了_______电阻之和。
④他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图6所示。金属丝的直径是_______。图5中图线的斜率、电源电压金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_______。

图6

答案：①电路实物连线如图所示；②读出接入电路中的金属丝的长度同时移动金属夹的位置；③10.5（11．0或相近都算对），电流表内阻和电阻箱电阻；
④0.700mm，电阻率。

解析：①电路实物连线如答案中图所示；②读出接入电路中的金属丝的长度同时移动金属夹的位置；③根据图线，选取两组数据即可得出图线斜率为10.5（11．0或相近都算对）；与纵轴截距表示L=0时，电源电压与1/I的乘积表示外电路的总电阻，即电流表内阻和电阻箱电阻之和。④根据螺旋测微器的读法，可得读数为0.700mm，图线斜率为1/（IL），则US/（IL）表示金属丝的电阻率。
4．（2012北京西城区一模）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：

①用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图3所示，则这次测量的读数D= mm。
②为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（xl挡）粗测接入电路的金属丝的阻值R。欧姆表调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图4所示，则这次测量的读数R=____。
③使用电流表和电压表更精确地测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用 ，电流表应选用____，滑动变阻器应选用 （选填下表中器材前的字母）。

④若采用图5所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的___ _点相连（选填“a”或“b”）。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率的计算式：=__ 。
⑤右方框中所列的是一些材料在20℃时的
电阻率。实验中使用的金属丝是方框中列
出的的某一种材料。某次实验中，测得金
属丝的长度为52.80cm，直径为0.495mm，
阻值为2.9。则金属丝的材料为 。
（选填金属名称）
5．（2012安徽师大附中模拟）为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值，出现上述情况的原因是__________________________。改进方法是____________________________。改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为E＝________V，内阻r＝________ Ω 。

答案：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短；选择阻值更小的滑动变阻器；1.48 ； 2.4
解析：说明滑动变阻器的总阻值太大，导致划片滑动时对电路电压影响不大，有效部分较小，所以会发生突变；只需改用阻值比较小的滑动变阻器即可。由图象可读出电动势为1.48V，内阻r=ΔU/ΔI=2.4Ω。

第三类 探究型实验大题过关

典例解析
例3 一个标有“3.8 V，0.3 A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材：
器材名称
代号
参　数
电池组
E
电动势9 V，内阻0.5 Ω
电压表
V1
量程0～5 V，内阻2.0 kΩ
电压表
V2
量程0～15 V，内阻3.0 kΩ
电流表
A1
量程0～0.3 A，内阻2.0 Ω
电流表
A2
量程0～6 A，内阻0.4 Ω
滑动变阻器
R1
0～10 Ω，额定电流2 A
滑动变阻器
R2
0～100 Ω，额定电流0.5 A
固定电阻
R0
5 Ω，额定电流5 A
开关
S
一个
导线
M
若干

实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准
确。
（1）现在有图7－4－8所示的a、b、c、d四个电路，其中可选用的电路有________。

图7－4－8
（2）在实验中，应当选用的实验器材有电压表________，电流表________，滑动变阻器
________。（填器材名称代号）

图7－4－9
（3）该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I－U图线，如图7－4－9所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工
作点A和B的电阻值分别为________、________。
解析：（1）要求灯泡上的电压从0开始调节，因此滑动变阻器要用分压式接法，a、b图错误，c图中滑动变阻器上串联保护电阻，因此，灯泡上的电压也不能从0开始连续调节，所以应选d图。
（2）选取电表时，电表的量程要稍大于被测元件的最大值，因为灯泡标有“3．8 V，0.3 A”，因此，电压表选择V1；电流表选择A1；滑动变阻器为分压式接法，应选总阻值较小的滑动变阻器R1．
（3）根据R＝U/I得A点电阻为6.3 Ω（结果为5．9～6.5 Ω都对）；B点电阻为10 Ω 。
答案：（1）d图；（2）V1；A1；R1；（3）6.3 Ω；10 Ω
点评：

高考真题解析
1．（2011广东）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，所用器材有：小电珠（2.5V，0.6W）、滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干。
①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_____倍率的电阻档（请填写“x1”、“x10”或“x100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图16所示，结果为_____

②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图17完成实物图18中的连线。
③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于____端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向_____端滑动。
④下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点___ __间多测几组数据。（请填写“ab” “bc” “cd” “de”或“ef”）

数据点
a
b
c
d
e
F
U/V
0.00
0.50
1．00
1．50
2．00
2．50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244

过关测试
1．（2012北京东城区一模）一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图4所示的电路图。请回答下列问题：
b
V
图4
A
R
Q
d
c
P
e
f
a
S
①请将图5中的实物连线按电路图补充完整。
②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
Q
V
－ 3 15

－ 0.6 3

A

图5
③在电路图中闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零。原因可能是图中的 （选填a、b、c、d、e、f）处接触不良。
④实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。

⑤元件Q在U=0.8V时的电阻值是 ， I-U图线在该点的切线的斜率k （选填“大于”、“等于”或“小于”）电阻值。

0
I/A
U/V
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.4
1．6
0.8
1．2
2．0
2．4

序号
电压/V
电流/A
1
0.00
0.00
2
0.40
0.02
3
0.80
0.05
4
1．20
0.12
5
1．60
0.20
6
2．00
0.31
7
2．40
0.44

0
I/A
U/V
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.4
1．6
0.8
1．2
2．0
2．4

1．Q
V
－ 3 15

－ 0.6 3

A

①如图
②小于
③f
④如图
⑤16Ω 大于

解析：①连接如答案中的图所示；②由于电压表的分流作用，所以，导致通过Q的实际电流小，从而得到电阻的测量值小于真实值；③因为电压表有示数，所以b、c没问题；电流表有示数，所以a、d、e没问题，故应是f出现接触不良；④根据数据，描点连线得到如图所示I-U图线；⑤由图线可知，U=0.8V，I=0.05A，所以R=16Ω；该点的切线比该点与O点连线倾斜的厉害，即斜率比电阻值要大。

2．（2011浙江）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终。电压表读数随OP间的距离x 的变化如下表：
x/mm
600
700
800
900
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2100
2200
2300
2400
U/V
3．95
4．50
5．10
5．90
6.50
6.65
6.82
6.93
7.02
7.15
7.85
8.50
9.05
9.75

（1）绘出电压表读数U随OP间的距离x变化的图线；
（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较。

通过计算可知，金属丝a与c的电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。
3．（2011山东）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。
①所得实验数据如下图所示，请在给出的直角坐标系上（见答题卡）画出的图像。

②根据所画的图像，可求得电流时电源的输出功率为________。（保留两位有效数）
③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是 。（Rx阻值未知）

3．①如图所示
②0.37
③b c

解析：①如答案中的图所示；②时，U=1.84V，所以，功率P=UI=0.368W；
③
4．（2012池州第一次教学质量检测）有一标有“6V，0.5A”的小型直流电动机，转子是由铜导线绕制的线圈组成，阻值约为0．5。为了测量电动机正常工作时的输出功率，应先测量电动机线圈的电阻。现提供的器材除导线和开关外还有：

A．直流电源E：8V（内阻不计）
B．直流电流表A1：0~3A（内阻约为0.1 ）
C．直流电流表A2：0~0.6A（内阻约为0.5 ）
D．直流电压表V1：0~15V（内阻约为15k）
E．直流电压表V2：0~3V（内阻约为5k）
F．滑动变阻器R1：0~5，2A
G．保持电阻R2：3
（1）已知测量电动机线圈的电阻时，电动机应保持不转动，则需要选用的电流表是 ，电压表是 。（填选项字母）
（2）画出能较准确地测出电动机线圈电阻的电路图。电动机用表示。
（3）若使电动机不转时，电压表的示数为1.08V，电流表的示数为0.30A，则电动机线圈的电 阻为 。该电动机正常工作输出的机械功率为 W。
4．（1）C E
（2）
（3）0.60 ； 2．85
5．（2012泗县摸底）有一只毫安表，满偏电流为9.90mA，内阻约为300Ω，要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表，其电路原理如图所示，图中是量程为2A的标准电流表，R0为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源。
（1）完善下列实验步骤：
①将实物图按电路原理图连线；
②将滑动变阻器的滑动头调至 端（填“a”或“b”），电阻箱R0的阻值调至零；
③合上开关；
④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表的读数为1A；
⑤调节电阻箱R0的阻值，使毫安表的指针接近满偏，此时标准电流表的读数会 （增“增大”、“减小”或“不变”）；
⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数为 A，同时毫安表指针满偏。
（2）回答下列问题：（结果保留三位有效数字）
①在完成全部实验步骤后，电阻箱的读数为3．1Ω，由此可知毫安表表头的内阻
为 Ω。
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 A。

5．（1）①实物连线如图所示；
②b；
⑤减小；
⑥1
（2）①310； ②0.494∽0.496
第四类 设计型实验大题过关

典例解析
例4 在测定干电池的电动势和内阻的实验中，需要设计合适的电路图，备有下列器材：
A．待测干电池（1节）
B．电流表G（满偏电流1 mA，内阻Rg＝10 Ω）
C．电流表A（0～0.6～3 A，内阻未知）
D．滑动变阻器R1（0～15 Ω，10 A）
E．滑动变阻器R2（0～200 Ω，1 A）
F．定值电阻R0（阻值1 990 Ω）
G．开关K与导线若干
（1）在实验中，为了操作方便且能够准确进行测量，滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）；电流表的量程应为________ A挡（填“0.6”或“3”）。
（2）根据题目提供的实验器材，请设计出测量干电池的电动势和内阻的电路原理图，并画在下面的方框内。

图12-21　　　　　
（3）图12-21是按照设计的实验电路进行实验得到的I1I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由此图线可以得到被测干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω。（结果保留两位有效数字）
答案：（1）R1；0.6
（2）电路图如下所示，

（3）1.5　；1.0

高考真题解析
1．（2011上海）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：
①待测电流表（，内阻约300Ω），②电流表 （，内阻约100Ω），③定值电阻（300Ω），④定值电阻（10Ω），⑤滑动变阻器 （Ω），⑥滑动变阻器 （Ω），⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干。

（1）定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。
（在空格内填写序号）
（2）用连线连接实物图。
（3）补全实验步骤：
①按电路图连接电路， ；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、；
③ ；
④以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。
（4）根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。
解析：根据电路连接的特点，G2为定值电阻和电流表G1的总电流，若定值电阻选10Ω，则易使流过G2的总电流超过其满偏值，故选R1；分压接法用小阻值的滑动变阻器即可。在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片打在最左端以保护仪表，根据欧姆定律：解得：即，所以。

过关测试
1．（2012皖南八校第一次联考）某同学从实验室中找到一只小灯泡，上边标称功率值为0. 75 W，額定电压值已模糊不清了，为了得到额定电压值，他先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω 。然后拫据公式计算出该灯泡的额定电压 。该同学怀疑所得电压值不准确，于是，他利用表（I）中可供选择的实验器材设计一个电路进行测量。当电压达到1.23 V时，发现灯泡的亮度很弱，于是，该同学继续缓慢地增加电压，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，立即断开开关，通过表（2）中记录的数据进行分析。
电压表V
量程3V，内阻约3kΩ
电流表A1
量程150mA ，内阻约2Ω
电流表A2
量程500mA ，内阻约0.6Ω
滑动变阻器R1
0～20Ω
滑动变阻器R2
0～50Ω
电源E
电动势4.0V，内阻不计
开关S和导线

表1 实验器材
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
表2 实际测量的电压、电流值
试完成下列实验要求：
（I