1、高考复习电学实验专题实验七测定金属的电阻率一、螺旋测微器1构造：如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。2原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。3读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。测量值（mm）固定刻度数（mm）（注
2、意半毫米刻度线是否露出）可动刻度数（估读一位）0.01（mm）。温馨提示：螺旋测微器需要估读，最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。例如：如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150mm。二、游标卡尺1构造：如图所示，主尺、游标尺（主尺和游标尺上各有一个内外测量爪）、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。2用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。3原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样
3、多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：刻度格数（分度）刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度（可准确到）109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm4读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为（xK精确度）mm。三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行
4、读数即可。四、伏安法测电阻1电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件RARxRVRx大电阻用内接法 小电阻用外接法2伏安法测电阻的电路选择（1）阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。（2）临界值计算法： 时，用电流表外接法； 时，用电流表内接法。（3）实验试探法：按图接好电路，让电压表接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，可采用电流表
5、外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，可采用电流表内接法。五、测定金属的电阻率热点一测量仪器、仪表的读数【典例1】 （1）如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分，它们的读数依次为_mm，_mm。（2）使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径，示数如图所示，则a、b金属丝的直径分别为_mm，_ mm。（3）图甲用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，表针的示数是_A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A。图乙使用较小量程时，每小格表示_V，图中指针的示数为_V。若使用的是较大量程，则这
6、时表盘刻度每小格表示_ V，图中表针指示的是_V。（4）旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为_。今欲将接入电路的电阻改为208 7 ，最简单的操作方法是_。若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_。答案（1）17.7；23.85（2）2.1500.048（3）0.020.440.12.200.1 1.700.58.5（4）1 987，将“1 k”旋钮调到2，再将“100”旋钮调到0，019 998 【跟踪短训】1完成下列读数（1）如图所示：接03 V量程时读数为_ V；接015 V量程时读数为_ V；接03 A量程时读数为_ A；接00.6 A量程时读数
7、为_ A。（2）a_ _mm；b_ _mm；c_ mm；d_ mm； e_mm。（1）1.88；9.4；0.82；0.16（2）a0.484 b0.532 c4.078 d5.666 e11.14热点二器材的选择、实验操作及误差分析【典例2】（2013北京卷）某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻Rx的阻值。（1）现有电源（4 V，内阻可不计）、滑动变阻器（050 ，额定电流2 A）、开关和导线若干，以及下列电表：A电流表（03 A，内阻约0.025 ）B电流表（00.6 A，内阻约0.125 ）C电压表（03 V，内阻约3 k）D电压表（015 V，内阻约15 k）为减小测量误差，在实验中
8、，电流表应选用_，电压表应选用_（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的_（选填“甲”或“乙”）。（2）如图是测量Rx的实验实物图，图中已连接部分导线。请根据在（1）问中所选电路图，补充完成图中实物间的连线。（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx_ _（保留两位有效数字）。（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_。（选填选项前的字母）A电流表测量值小于流经Rx的电流值 B电流表测量值大于流经Rx的电流值C电压表测量值小于Rx两端的电压值 D
9、电压表测量值大于Rx两端的电压值（5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映Ux关系的示意图中正确的是_。答案（1）BC甲（2）如解析图所示（3）5.2（4）BD（5）A【跟踪短训】2有一待测的电阻器Rx，其阻值在4050 之间，实验室准备用来测量该电阻器阻值的实验器材有：电压表V（量程010 V，内阻约20 k）；电流表A1（量程0300 mA，内阻约20 ）；电流表A2（量程0800 mA，内阻约4 ）；滑动变阻器R1（最大阻值为10 ，额定电流为2 A）；滑动变阻器R2（最大阻值为250 ，额定电流
10、为0.1 A）；直流电源E（电动势为9 V，内阻约为0.5 ）；开关及若干导线。实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出UI图线。（1）电流表应选用_（填写器材代号）。（2）滑动变阻器应选用_（填写器材代号）。（3）请在图甲的方框内画出实验电路图，并将图乙中的器材连接成符合要求的电路。答案：（1）A1（2）R1探究高考命题视角：视角1基本仪器的使用及读数；视角2实验仪器的选择、测量电路、控制电路的选择；视角3完善基本操作过程；视角4根据题目给出的实验器材，用所学知识解决实际问题，设计新的实验方案。【探究跟踪】某课题组通过实验测量河水的电阻率现备有一根均匀的长玻璃管（两端
11、各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计）、直尺、待测的水样品电路器材如表一，他们用伏安法多次测量的数据如表二（为实验处理方便，实验时每次都把电流表示数调到相同）；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图甲所示。表一器材编号器材名称规格1电流表200 A，内阻约10 2电压表12 V，内阻约100 k3电池组12 V，内阻不计4滑动变阻器10 ，1 A5开关6导线若干7定值电阻100 表二序号水柱长度/cm电压表示数/V电流表示数/A110210022041003306100440810055010100（1）玻璃管内径d的测量值为_cm。（2）根据表一器材和表二数据
12、确定测量电路中电流表应该_（填“内接”或“外接”），电路的连接方式应该采用_（填“分压电路”或“限流电路”）。（3）用水柱长度L与计算出的水柱电阻R在图乙中描点，画出RL图象（要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值）。（4）计算出所测水的电阻率为_m。答案（1）2.26（2）内接分压电路（3）如解析图所示 （4）80.21（2013安徽卷，21）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_mm，合金丝的直径为_mm。（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接。答案（1）0
13、.0070.638（在0.636 mm0.640 mm都算正确）（2）见解析图2某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：电流表A（量程为05 mA，内阻约为10 ）；电压表V（量程为03 V，内阻约为3 k）；最大阻值约为100 的滑动变阻器；电源E（电动势约为3 V）；开关S、导线若干。（1）由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图甲所示的电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻Rx的阻值大约为_ _ 。（2）经分析，该电路测量误差较大，需改进。请直接在图甲上改画：在不需要的连线上画“”表示，补画上需要添加的连线。（3）对改进的电路
14、进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的UI图象，得Rx_ 。（结果保留三位有效数字）答案（1）500（2）如下图所示（3）5005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G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下：待测电流表G1（05 mA，内阻约300 ）；电流表G2（010 mA，内阻约100 ）；定值电阻R1（300 ）；定值电阻R2（10 ）；滑动变阻器R3（01 000 ）；滑动变阻器R4（020 ）；干电池（1.5 V）；电键S及导线若干。（1）定值电阻应选_，滑动变阻器应选_。（填写序号）（2）将实物图连接完整。（3）补全实验步骤：连接好实验电路，将
15、滑动触头移至最_端（填“左”或“右”）；闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。（4）根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式： _。答案（1）（2）如下图所示（3）左（4）r1（k1）R1实验八描绘小电珠的伏安特性曲线注意事项1电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法。2滑动变阻器应采用分压式连接本实验要作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法。3保护元件安
16、全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压。误差分析1由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。2测量时读数带来误差。3在坐标纸上描点、作图带来误差。热点一对实验原理及注意事项的考查【典例1】 （2012安徽卷，21）如图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。（1）完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线（2）
17、在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。答案（1）使它靠近滑动变阻器左端的接线柱增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到其额定电压（2）如解析图所示【跟踪短训】1某同学在探究规格为“6 V，3 W”的小电珠伏安特性曲线实验中：（1）在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_挡进行测量。（填选项前的字母）A直流电压10 VB直流电流5 mA C欧姆100D欧姆1（2）该同学采用如图所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围020 ，额定电流1.0 A），L为待测小电珠，为电压表（量程6 V，电阻20 k），为电流表（量程0.6 A，内阻
18、1 ），E为电源（电动势8 V，内阻不计），S为开关。.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最_端；（填“左”或“右）.在实验过程中，已知各元件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_点至_点的导线没有连接好；（图中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图中的数字）。.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而_。（填“不变”、“增大”或“减小”）答案（1）D（2）.左.15（或51）.增大热点二对电路的连接和实验数据处理的考查【典例2】 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验
19、时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图甲所示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。（2）连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_（填“左”或“右”）端滑动。（3）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成了如图乙所示的UI图线，根据UI图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率为_W。（4）小灯泡的UI图线是曲线而不是
20、过原点的直线，原因是_。答案：（1）如图所示（2）右（3）0.5（4）灯丝的电阻会随温度的升高而增大【跟踪短训】2在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5 V,0.6 W），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_倍率的电阻挡（请填写“1”“10”或“100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图甲所示，结果为_。（2）实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图中的连线。（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
21、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abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244答案（1）17.5（2）见解析图（3）ab（4）ab探究高考命题视角视角1以实验原理及实验方法为基础，探究小灯泡功率与电压的关系，如典例3。视角2图象法处理数据及实物连线。视角3实验仪器的选择及控制电路的选择视角4数据处理方式的改进。【典例3】（2013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PU
22、I得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V，1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 。（1）准备使用的实物电路如图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。（2）现有10 、20 和50 的定值电阻，电阻R1应选_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，如图所示。请指出图象中不恰当的地方。答案：（2）10（3）电池（4）图线不应画为直线，横坐标的标度选择不合适。【探究跟踪】某同学测绘标有“4.8 V，0.3 A”字样的小灯泡的电功率P随电压U变化的
23、图象，要使小灯泡两端的电压从0到4.8 V连续变化，为了使测量尽可能准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：A电流表（量程为0.6 A，内阻约1 ）；B电流表（量程为3 A，内阻约0.2 ）；C电压表（量程为6 V，内阻约2 k）；D电压表（量程15 V，内阻约4.5 k）；E滑动变阻器（阻值范围为020 ，额定电流为2 A）；F滑动变阻器（阻值范围为02 k，额定电流为0.5 A）；G电池组（电动势为6 V，内阻约为1 ）。（1）选用的器材代号为_。（2）在图甲所示的虚线框中画出实验电路图。（3）根据实验测量的数据描出PU图象，如图乙所示，小灯泡在1.5 V电压下的阻值为_。答案（1）A
24、CEG（2）如解析图所示（3）22.51某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。如图所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）规格电流表（A1）量程050 mA，内阻约为50 电流表（A2）量程0200 mA，内阻约为10 电压表（V1）量程03 V，内阻约为10 k电压表（V2）量程015 V，内阻约为25 k滑动变阻器（R1）阻值范围015 ，允许最大电流1 A滑动变阻器（R2）阻值范围01 k，允许最大电流100 mA直流电源（E）输出电压6 V，内阻不计电键（S）、导线若干（1）为提高实验结果的准确
25、程度，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_。（以上均填器材代号）（2）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。答案（1）A2V1R12某同学使用了如下器材：电源E（电动势12 V）；电压表V（量程15 V，内阻约15 k）；电流表A（量程100 mA，内阻约10 ）；滑动变阻器（最大电阻为50 ）；开关；导线若干。测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为12 V。（1）请在图乙所示的虚线框中画出此实验电路。（2）根据设计的电路图在如图的实物上连线。 （3）由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P额_W，小灯泡电阻的
26、变化特性为_。答案（3）1.151.18均可灯泡电阻随电压升高而增大（或随温度升高而增大）3（2013天津卷）要测绘一个标有“3 V，0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作。已选用的器材有：电池组（电动势为4.5 V，内阻约1 ）；电流表（量程为0250 mA，内阻约5 ）；电压表（量程为03 V，内阻约3 k）；电键一个、导线若干。实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_（填字母代号）。A滑动变阻器（最大阻值20 ，额定电流1 A）B滑动变阻器（最大阻值1 750 ，额定电流0.3 A）实验的电路图应选用下列的图_ _（填字母代号）。实验得到小灯泡的
27、伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V，内阻为5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W。答案AB0.1实验九测定电源的电动势和内阻注意事项1可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。2电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。3计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值。4合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r确定，应根据r确定。误差分析用图象法求E和r时作图不准确。由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。本实验中测量结果是：E测E真，r测r真。热点一伏安法测电源电动势和内阻【典例1】（2013浙江卷）采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。（1）除了选用照片中的部分器材外，_（填选项）；
