《备战2021年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。

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

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。

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