《高考物理二轮复习题型专练 》专题15 电学实验（解析版）

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专题 15　电学实验
【方法指导】
一、实验要注意的几个要点
1.欧姆表的使用注意点
(1)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(2)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位。
2.测定金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据 R＝ρ得出金属
丝的电阻率 ρ＝R。
3.测定电源的电动势和内阻常用的方法
(1)伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为
E＝U＋Ir。
① 利用两组数据，联立方程求解 E和r；
② 可作出 U－I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内
阻。
(2)伏阻法——利用电压表和电阻箱，闭合电路方程为
E＝U。
① 利用两组数据，联立方程求解 E和r；
② 将方程线性化，处理为＝·＋，或 U＝－＋E，作－ 图象或 U－图象，利用图线的截
距和斜率求 E和r。
(3)安阻法——利用电流表和电阻箱，闭合电路方程为
E＝I(R＋r)。
① 利用两组数据，联立方程求解 E和r；
② 将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求 E和r。
二、保护电阻的应用技巧
为了保护电路，一般会在电路中加入一个保护电阻，例如在测电源电动势和内阻实验
方案一中可将保护电阻看成滑动变阻器的一部分；方案二中可将保护电阻看成电源内阻的
一部分，求解电源内阻时一定要注意减去保护电阻的阻值。
命题点一：　基本仪器的使用及读数
考向一　欧姆表的原理及使用
【典例 1】某同学欲将内阻为 98.5 Ω、量程为 100 μA 的电流表改装成欧姆表并进行刻
度和校准，要求改装后欧姆表的 15 kΩ 刻度正好对应电流表表盘的 50 μA 刻度。可选用的
器材还有：定值电阻 R0(阻值 14 kΩ)，滑动变阻器 R1(最大阻值 1 500 Ω)，滑动变阻器 R2(最
大阻值 500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线
若干。
1
图1
(1)欧姆表设计
将图 1中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器 R接入电路的电阻应
为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图 2所示。表盘上 a、b处的电流刻度分别为
25 和75，则 a、b处的电阻刻度分别为________、________。
图2
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ 处；将红、黑表笔
与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数
据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图 3所示，则电阻箱接入的阻值为
________Ω。
图3
【解析】　(1)欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即 r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得 R
＝900 Ω。由于滑动变阻器 R2的最大阻值为 500 Ω，所以滑动变阻器选 R1。
(2)根据闭合电路欧姆定律，得 Ia＝和 Ib＝，代入数据解得 Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。
(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑
动变阻器，使欧姆表指针指在 0 kΩ 上。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1
000×5＋10 000×3) Ω＝35 000.0 Ω。
【答案】　(1)如图所示　900　R1　(2)45　5　(3)0　35 000.0
2
考向二　用多用电表判断电路故障
【典例 2】 某照明电路出现故障，其电路如图 4甲所示，该电路用标称值 12 V 的蓄电
池作为电源，导线与接线柱接触良好。维修人员使用已调好的多用电表直流 50 V 挡检测故
障。他将黑表笔接在 c点，用红表笔分别探测电路的 a、b点。
图4
(1)断开开关，红表笔接 a点时多用表指示如图乙所示，读数为________ V，说明_____
___正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
(2)红表笔接 b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相
同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
【解析】　(1)由题图可知，直流 50 V 挡的最小分度为 1 V，故按“十分之一”估读法
可知读数应为 11.7 V 左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明 a、c两
点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故
障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接 c、b时测得结果仍等于电源电动势，说明
多用电表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生
了断路故障。
【答案】　(1)11.7(11.6～11.9 之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯
【总结归纳】
电表的读数方法
(1)读数时应使视线垂直刻度盘表面。
(2)估读问题：最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度值的下一位，在下一
位按十分之一估读；最小分度值为“2”“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在
同一位按二分之一、五分之一估读。　　　　　　
3
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