电学实验全攻略

高考电学实验试题取材广泛，有的是教材中实验；有的是以教材中的实验为基础，再进行一定程度的改编，改编的主要思路有：实验目的变化、实验装置变化、数据处理方法变化、实验情景变化；有的是“源于教材又高于教材”的创新题，力求达到“只有动手做过实验才能得高分”的命题目的.

电学基本仪器的操作、使用、读数几乎是每年高考电学实验必考内容，而反映电学实验思维能力水平指标的内容，例如电学实验设计、实验操作、仪器的选取、数据处理等，更是每年的重点考查内容；高考电学实验注重对操作过程的考查，试图通过笔试鉴别出考生是否动手操作过实验，以此来衡量学生实验能力水平的高低；高考电学实验突出设计性实验的考查，体现了“出活题，考能力”的思想，设计性实验具有综合性强，考查全面，能力要求高等特点，已逐渐成为高考实验考查的热点，也是得分难点.近几年高考每年都有设计性实验题，综合性考查学生创造性地应用已学过的知识、方法、原理灵活处理具体实验问题的能力.这类试题要求考生有较强的综合素质，为考生创造能力的发挥提供了较大的空间.

高考热点一、练习使用多用电表

【知识点整合】

1.多用电表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，多用电表外红表笔插入“+”孔，黑表笔插入“-”孔，注意电流的实际方向.

2.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮.

3.测电压时，多用电表应与被测元件并联；测电流时，多用电表应与被测元件串联.

4.测量电阻时，每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零；读数时注意乘以相应量程的倍率；待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表；注意不要用手接触测试笔的金属杆.

5.如果长期不用欧姆表，应把表内电池取出.

6.在研究二极管的单向导电性时，切记在二极管正向导通的情况下电路中必须连有灯泡或其他用电器，不能只连接一个二极管，否则极易烧坏二极管.

【考点例析】

【例1】（2012年上海卷）在练习使用多用电表的实验中：

（1）某同学连接的电路如图1所示.

图1

①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过的电流；

②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是的电阻；

③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是两端的电压.

（2）（单选）在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若（）

A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大

B.测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量

C.选择“

SymboltB@

10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω

D.欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大

解析：（1）①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时多用电表与R1串联，测量的是通过R1的电流.②断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时R1和R2串联接入欧姆表，因而测量的是R1和R2串联的电阻.③旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，R1=0，此时测量的是R2两端的电压.

（2）双手捏住两表笔金属杆，使得待测电阻两端并联了人体电阻，因此测量值将偏小，选项A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，若在中央刻度左边，需要增大倍率；若在中央刻度右边，需要减小倍率，重新调零后再进行测量，选项B错误；选择“

SymboltB@

10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，测量值要大于25Ω，选项C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，电池内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略偏大，选项D正确.

【应试策略】

多用电表的电池用旧后，电动势会减小，内电阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换新电池；欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点；多用电表读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数.由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指中值附近，因Rx=读数×倍率，当指针偏角小对应的读数大时，要使指针指中值附近，即读数小一些，所以要选倍率大一些，当指针偏角大对应的读数小时，要使指针指中值附近，即读数大一些，所以要选倍率小一些.图2中选择开关在电阻×100挡位时用第一行“0～∞”一排，读数为14.0

SymboltB@

100=1400Ω；选择开关在直流电流100mA挡位时用第二行“0～10”一排，最小刻度值为2mA估读到1mA就可以了，读数为52.0mA；选择开关在直流电压2.5V挡位时用第二行“0～250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了，读数为1.30V.

图2

高考热点二、伏安法测电阻

【知识点整合】

1.测量电路两种接法及误差

内接法

外接法

电路图

误差原因

电流表分压U测=Ux+UA

电压表分流I测=Ix+IV

电阻测量值

R测=Rx+RA＞Rx

测量值大于真实值

R测=RVRV+Rx＜Rx

测量值小于真实值

2.两种控制电路比较

限流式

分压式

电路组成

电压调节范围

R0Rx+R0E≤Ux≤E

0≤Ux≤E

电流调节范围

ERx+R0≤Ix≤ERx

0≤Ix≤ERx

闭合开关前

触头应处位置

b端

a端

比较

分压电路调节范围较大；限流电路能耗较小

【考点例析】

【例2】(2012年广东汕头模拟卷)一额定功率为0.01W阻值约为40kΩ的电阻.现有下列器材，试设计适当的电路，选择合适的器材，较精确地测定其阻值(滑动变阻器的调节要方便).

A.电流表，量程0～400μA,内阻约150Ω；

B.电流表，量程0～10mA,内阻约45Ω；

C.电压表，量程0～3V,内阻约6kΩ；

D.电压表，量程0～15V,内阻约30kΩ；

E.干电池两节，每节电动势为1.5V；

F.直流稳压电源，输出电压6V，额定电流3A；

G.直流稳压电源，输出电压24V，额定电流0.5A；

H.滑动变阻器，0～50Ω，1A；

I.滑动变阻器，0～4kΩ，0.1A；

J.电键一只，导线若干.

(1)电流表应该选择，电压表应该选择，电源应该选择，滑动变阻器最好选择(填字母代号)；(2)画出电路原理图.

图3

解析：(1)允许通过的电流I=PRx=0.0140×103A=0.5×10-3A=0.5mA=500μA，故电流表选A；允许加在Rx两端的电压U=IRx=0.5×10-3×40×103V=20V，故电压表选D；电源选G；采用分压接法，变阻器选H；因为Rx阻值远大于电流表内阻，采用电流表内接法.(2)电路原理如图3所示.

【应试策略】

1.电学实验选择仪器时要根据量程选择电流表和电压表，不能超过电表的量程，不能量程太大导致电表的读数太小.

2.测量电路选择电流表的内、外接法时，当RVRx＞RxRA时，采用电流表的外接法，当RVRx＜RxRA时，采用电流表的内接法.

3.滑动变阻器限流、分压的选择原则：（1）用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连续可调，应选分压电路.（2）如果电路中最小电流等于或大于用电器的额定电流，应选限流电路.（3）如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多（0.1～0.5倍），为了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路.（4）如果滑动变阻器的全阻值与用电器的阻值相差不多或大几倍（2～5倍），两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效、方便地控制，从节省电能和电路简单考虑，应选限流电路.

【例3】（2010年福建卷）如图4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4

器材

[JZ]规格

待测电阻Rx

阻值在900~1000Ω之间

电源E

具有一定的内阻，电动势约9.0V

电压表V1

量程2.0V，内阻r1=1000Ω

电压表V2

量程5.0V，内阻r2=2500Ω

电流表A

量程3.0A，内阻r=0.010Ω

滑动变阻器R

最大阻值约100Ω，额定电流0.5A

开关导线若干

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4）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：由于待测电阻约1000Ω，滑动变阻器最大电阻为100Ω，在测量时要使电表读数发生变化，滑动变阻器必须使用分压式接法.当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为I=ERx=91000A=9mA3.0A，显然不能用题给的量程为3.0A的电流表来测量电流，而应该把其中量程较小的内阻已知的一个电压表V1当电流表来使用.由于待测电阻与电压表电阻相当，所以需要设计成电流表内接法电路，使待测电阻测量更准确.连成满足要求的测量Rx阻值的电路如图5所示.

图5

【应试策略】

本题较难，要准确答题就需要对实验原理（伏安法、变阻器接法）、误差分析有深刻理解.要综合考虑减小误差，合理选择器材，巧妙地用电压表V1当作电流表，与之类似的电流表有时也可以作为电压表来使用.这就要求考生对“伏安法”有深刻理解，打破“常规”思维，思路灵活，才能准确答题.

测电阻的方法除了上面欧姆表测量法及伏安法外还可以用替代法，如图6所示.先把双刀双掷开关S2扳到1，闭合S1，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I（最好为一整数）.再把开关S2扳到2，调整电阻箱R0，使得电流表指针仍指到示数I，读出此时电阻箱的阻值r，则未知电阻Rx的阻值等于r.

图6

高考热点三、测量电表内阻

【知识点整合】

1.半偏法

（1）测电流表内阻：按图7连接电路，实验时先将开关S2断开、闭合S1，接着调节滑动变阻器R1，使电流表的示数达到满偏电流Im，然后闭合开关S2，调节电阻箱R2，使电流表的示数为Im2，读出此时电阻箱R2的阻值为R，由并联电路的分流原理知，电流表的内阻为RA=R.此法测量值偏小.

图7

（2）测电压表内阻：按图8连接电路，实验时先将电阻箱R2的阻值调到零，接着调节滑动变阻器R1，使电压表的示数达到满偏电压Um，然后调节R2使电压表的示数为Um2，读出此时R2的阻值为R.由串联电路的分压原理知，电压表的内阻RV=R.此法测量值偏大.

图8

2.比例法

测电流表和电压表的内阻，如果有可以作为标准的已知电阻的电表，都可以使用比例法.采用比例法测电阻的依据是：串联电路电压与电阻成正比，并联电路电流与电阻成反比.电压表可显示电阻两端的电压值，电流表可显示电阻中通过的电流，所以测电流表内阻应把两电流表并联，如图9所示.测电压表内阻应把两电压表串联，如图10所示.

图9

图10

测电流表内阻时，应调节滑动变阻器R01，使两电流表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数I1和I2，根据并联电路分流原理，若已知电流表A1的内阻为r1，则电流表A2的内阻r2=I1[]I2r1；测电压表内阻时，应调节滑动变阻器R02，使两电压表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数U1和U2，根据串联电路分压原理，若已知电压表V1的内阻r1，则电流表V2的内阻r2=U2[]U1r1.

【考点例析】

【例4】（2010年天津卷）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ.实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5kΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3kΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干.

①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV，该方案实际上不可行，其最主要的原因是.

②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路.要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成.试画出符合要求的实验电路图（图11中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号.

图11

③由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义.

解析：①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流；②测量电压表V1内阻RV的实验电路如图12所示；③RV=U1R2U2-U1，U1表示的V1电压，U2表示V1和R2串联的总电压.

图12

【应试策略】

测电压表内阻可将电流表和待测电压表串联，电流表读数即为流过电压表电流，两表示数分别为UV，IA，则RV=UVIA；测电流表内阻可将电压表和待测电流表并联，电压表读数即为电流表两端电压，两表示数分别为UV，IA，则RA=UVIA.例4中因电路中最大电流I=62×103=3mA，远小于电流表量程0.6A，因此不能将电流表和待测电压表串联来测量，而要充分利用定值电阻阻值为3kΩ的R2，运用串联电路分压原理，列式U1RV=U2-U1R2而解决.

高考热点四、测电阻率

【知识点整合】

图13

用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d；依照图13电路用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大；用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值L；电路经检查确认无误后，闭合开关S；改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入表格内；断开开关S；求出金属丝电阻R的平均值；将测得的R、L、d值，代入电阻率计算公式ρ=RSL=πd2R4L，计算出金属丝的电阻率.

【考点例析】

【例5】（2009年广东卷）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.所用的器材包括：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14.

图14

（2）实验的主要步骤如下：

①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；

②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；

③断开开关，，合上开关，重复②的操作.

（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出如图15所示的关系图线，其斜率为A-1m-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了的电阻之和.

图15

图16

（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示.金属丝的直径是.图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是，其数值和单位为（保留三位有效数字）.

解析：（1）依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率，电路图如图17所示，连接电路实物图如图18所示.

图17

图18

（2）测出接入电路的金属丝的长度.

（3）图15中的图线斜率为1.63A-1m-1，依据闭合电路欧姆定律得E=I(r+R0+Rx)，参照题目给出的图象可得1I=r+R0E+ρESL,可见直线的截距为r+R0E，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为r+R0.

（4）金属丝的直径是0.200mm；直线的斜率k=ρES，可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率ρ，其数值和单位为1.54×10-7Ω•m.

【应试策略】

测量金属丝、金属片、金属环及导电液体的电阻率时关键是测电阻，如果所给器材有电压表、电流表，则运用伏安法测量.而例5中给的是电阻箱和电流表，巧妙利用闭合电路欧姆定律，找出1I和L的线性关系，利用图象的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的是金属的电阻率ρ，从而解题.

高考热点五、描绘IU图线

【知识点整合】

图19

将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图19所示电路（因电压和电流要从0开始变化，所以滑动变阻器用分压式接法，因小灯泡电阻与电流表阻值可比，所以电流表用外接法）.测出小灯泡在不同电压下的电流，闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小灯泡电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝.移动滑动变阻器触头的位置，测出12组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.画出伏安特性曲线：（1）在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系；（2）在坐标纸上描出各组数据所对应的点（坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜）；（3）将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线.

【考点例析】

【例6】(2013年江苏卷)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0V，1.8W”，电源为12V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10Ω.

（1）准备使用的实物电路如图20所示.请将滑动变阻器接入电路的正确位置.（用笔画线代替导线）

图20

（2）现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选Ω的定值电阻.

（3）测量结束后，应先断开开关，拆除两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材.

（4）小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图21所示.请指出图象中不恰当的地方.

图21

解析：（1）探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小灯泡的电压从零开始逐渐增大，滑动变阻器应该设计成分压式.实物电路连接如图22所示.（2）根据功率P=U2R得小灯泡正常发光时的电阻为5Ω，与10Ω的滑动变阻器并联后最大阻值为3.33Ω，只有串联10Ω的定值电阻，才能满足小灯泡电压3V的要求.(3)先拆电池两端的导线，再拆除其他导线，这样最安全.(4)由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，P随U2变化关系不应画为直线，应该把横坐标的标度取的小一些，把坐标纸右边都用上，同时也减小描点误差，另外图线因向下弯曲.

图22

【应试策略】

“例6”是一道“源于教材又高于教材”的创新题，考生只有掌握了教材中的实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，才能设计电路、连接实物和数据处理.此题R1的选择要充分考虑到并联电阻最大值和串联分压原理才能做出正确选择.

高考热点六、测量电源的电动势和内电阻

【知识点整合】

图23 图24

依据闭合电路欧姆定律.电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按图23连接好电路，把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端，闭合开关，调节变阻器，要测出不少于6组的(I，U)数据，然后用方程组求解，并求平均值；或者用作图法处理数据，如图24所示，图线与纵轴交点为E，图线与横轴交点为I短=Er，图线的斜率绝对值表示r=|ΔUΔI|.

测量电源电动势和内阻的几种方法：

(1)安阻法.用一个电流表和电阻箱测量，电路如图25所示，测量原理为：E=I1(R1+r)，E=I2(R2+r)，由此可求出E和r.此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．

图25 图26

(2)伏阻法.用一个电压表和电阻箱测量，电路如图26所示，测量原理为：E=U1+U1[]R1r，E=U2+U2[]R2r，由此可求出E和r.此种方法测得的电动势和内阻均偏小．

(3)粗测法.用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时U=RVRV+rE≈E.此法需满足RVr.

图27

(4)双伏法.用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图27所示．测量方法为：断开S，测得V1、V2的示数分别为U1、U2，此时，E=U1+U2+U1RVr，RV为V1的内阻；再闭合S，V1的示数为U′1，此时E=U′1+U′1RVr，解方程组可求得E和r.

【考点例析】

【例7】(2012年重庆卷)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如图28所示．

图28

（1）测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式，利用测量数据作出UI图象，得出E和r.

（2）将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图28中用笔画线代替导线连接电路．

（3）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的UI图象如图29中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻(填“增大”、“减小”或“不变”)．曲线(c)对应的电源电动势E=V，内阻r=Ω.当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P=W.(均保留三位有效数字)

图29

解析：(1)依据公式为U=E-Ir.(2)电路连接如图30所示.(3)由图29知电极间距减小,电源电动势不变，而电源内阻增大；对应图象c，可得E=0.975V，r=ΔU[]ΔI=478Ω.当外电路总电阻为R=2500Ω时，根据I=E[]R+r,P=I2R解得电源的输出功率P=2.68×10-4W.

图30

【应试策略】

图29中数据处理时，一定要看清横轴与纵轴的起点是否为0，图29中纵轴起点不为0，因此图线与横轴交点不是短路电流I短=Er，

而电源内阻仍可用图线的斜率绝对值计算r=|ΔUΔI|.图29中(a)、(b)、(c)、(d)斜率绝对值逐渐变大，因而电源内阻变大.

【例8】（2010年江苏卷）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学用如图31所示的实物电路.

图31

(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是.（选填1或2）

方案编号电阻箱的阻值R/Ω

1400.0350.0300.0250.0200.0

280.070.060.050.040.0

(3)根据实验数据描点，绘出的1UR图象是一条直线.若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=，内阻r=.（用k、b和R0表示）

解析：（1）为了安全电阻箱的电阻调到最大值.

（2）若R=300Ω，电流约为9300=0.03A，阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压约0.3V；若R=60Ω，电流约为960+10=0.15A.阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压约1.5V，后者电压表读数大，误差小，所以合理的方案是2.

(3)电流I=UR0，E=I(R+R0+r)，得1U=1ER0R+1E+rER0，1UR图象的斜率k=1ER0，截距b=1E+rER0，所以电动势E=1kR0，内阻r=bk-R0.

【应试策略】

伏阻法测量电源的电动势和内阻时数据处理并不是测出两组数据后解方程组，得出电源的电动势和内阻，这样处理误差大.正确的做法是根据闭合电路欧姆定律找出1UR的线性关系，再作出图象，利用图象的斜率、截距解答电源的电动势和内阻，图象中偏离直线较远的点可舍掉，从而减小测量误差.图25安阻法测量电源的电动势和内阻时可根据闭合电路欧姆定律，E=I(R+r),变换得到1I=1ER+rE，1IR图象斜率为1E，截距为rE，由图32可解得E=1.5V，r=1.4Ω.

图32

【配套检测题】

1．在如图33甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V、0.3A”，合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．

(1)用多用电表的直流电压挡检查故障．

图33

①选择开关置于下列量程的挡较为合适(用字母序号表示)；

A．2.5VB．10V

C．50VD．250V

②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是；

A．A灯丝断开B．B灯丝断开

C．d、e间连线断开D．B灯被短路

(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过欧姆调零．

①测试前，一定要将电路中的开关S；

②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图33乙所示，读数为Ω，此时测量的是间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为Ω，它不等于测量值，原因是：.

2.为了测定电流表A1的内阻，采用如图34所示的电路.其中：A1是待测电流表，量程为300μA,内阻约为100Ω；A2是标准电流表，量程是200μA；R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关.

图34

(1)根据电路图，请在图35中将器材连接成实验电路.

图35

图36

(2)连接好电路，将开关S2扳到接点a处，闭合开关S1，调节滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150μA.若此时电阻箱R1各旋钮的位置如图36所示，电阻箱R1的阻值是Ω，则待测电流表A1的内阻RA=Ω.

(3)上述实验中，无论怎样调节滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全.在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用(填写与阻值相应的字母).

A.200kΩB.20kΩ

C.15kΩD.2kΩ

(4)下面提供了最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求，又要调节方便，滑动变阻器(填写与阻值相应的字母)是最佳选择.

A.1kΩB.5kΩ

C.10kΩD.25kΩ

3.某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系.选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱.进行了如下实验：

（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧.现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供选择：

A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；

B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；

C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；

D．电压表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；

E．滑动变阻器R1：最大阻值1kΩ；

F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；

G．开关、导线等.

在可供选择的器材中，应选用的电流表是（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是（填“R1”或“R2”）.

（2）根据所选的器材画出实验的电路图.

（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L与电阻R的数据如下表：

实验次数

1

2

3

4

5

6

长度L（cm）

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

电阻R（kΩ）

1.3

2.1

3.0

4.1

5.3

6.7

图37

为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图37所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是.

4．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池).为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：

A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻10Ω)；

B.电流表A2(0～0.6A，内阻未知)；

C.滑动变阻器R0(0～100Ω,1A)；

D.定值电阻R(阻值990Ω)；

E.开关与导线若干.

该同学根据现有的实验器材，设计了如图38甲所示的电路，图38乙为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E=V,内阻r=Ω.(结果保留两位有效数字)

图38

【配套检测题参考答案】

1.解析：(1)①因电源为四节干电池，故电动势E=6V，则应选电压表10V量程挡较合适；②因c、d间电压为5.8V，而e、f间电压为零，故应为A灯丝断开，B灯丝良好．

(2)用欧姆表测电路中电阻的阻值时，一定要将电路中开关S断开测量；由乙图读数知电阻阻值为6Ω，因A灯丝断开，应为灯泡B的阻值，即测量的为e、f间电阻.由R=U[]I得小灯泡的正常发光时的电阻R=12.7Ω，与欧姆表测得阻值相差较大，是因为欧姆表测得的电阻是未通电工作时的电阻，温度较低，电阻率偏小，阻值偏小.

2.解析：(1)电路连接如图39所示.

图39

(2)电阻箱读数为(8×10+6×1+3×0.1)Ω=86.3Ω,即电流表内阻为86.3Ω.

(3)当滑动变阻器电阻调至零时，要求电路中电流不超过200μA,由闭合电路欧姆定律得I=E[]RA+R3=4[]100+R3≤200μA.由上式可知R3应选阻值为20kΩ的保护电阻.

(4)根据实验要求，由欧姆定律可得I′=E[]R3+RA+R2=4[]20×103+100+R2=150μA,解得R2≈6.57kΩ.故R2选最大阻值为10kΩ的滑动变阻器.

图40

3.解析：（1）根据直流电源电动势12V，粗测盐水柱电阻约为几千欧，电流大约为几毫安，所以应选用的电流表是量程0～10mA电流表A1；由于盐水柱电阻几千欧，所以应该选用的滑动变阻器是最大阻值5kΩ的滑动变阻器R2；（2）实验的电路图如图40所示；（3）由电阻定律R=ρLS,乳胶管中盐水体积不变，V=LS，联立解得R=ρVL2，所以横坐标表示的物理量是L2.

4.解析：由实验电路，R和A1串联相当于电压表，根据闭合电路欧姆定律E=I1(R+RA1)+I2r,解得：I1=1[]R+RA1E-r[]R+RA1I2；延长I1I2图线，当I2=0时，读出I1=9.0mA,解得E=9.0V，图线斜率的绝对值r[]R+RA1=|ΔI1[]ΔI2|,解得r=10Ω.

开普勒

【贡献】

开普勒三定律：

①所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；

②对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积；

③所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等（a3[]T2=k）.

【经典判断题】

开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律（×）