专题突破与题型专练电学创新实验专题突破与题型专练电学创新实验( (一一) )题型核心题型核心 探究探究题型一题型一: :电表的改装与内阻的测量电表的改装与内阻的测量1.1.电表的改装电表的改装【例例1 1】 ( (20162016海海南南卷卷,12,12) )某某同同学学改改装装和和校校准准电电压压表表的的电电路路图图如如图图所所示示, ,图图中虚线框内是电压表的改装电路中虚线框内是电压表的改装电路. .(1)(1)已已知知表表头头G G满满偏偏电电流流为为100 100 A,A,表表头头上上标标记记的的内内阻阻值值为为900 900 .R.R1 1,R,R2 2和和R R3 3是是定定值值电电阻阻. .利利用用R R1 1和和表表头头构构成成1 1 mAmA的的电电流流表表, ,然然后后再再将将其其改改装装为为两两个个量量程程的的电电压压表表. .若若使使用用a,ba,b两两个个接接线线柱柱, ,电电压压表表的的量量程程为为1 1 V;V;若若使使用用a,ca,c两两个个接接线线柱柱, ,电电压压表表的的量量程程为为3 3 V.V.则则根根据据题给条件题给条件, ,定值电阻的阻值应选定值电阻的阻值应选R R1 1= =,R,R2 2= =,R,R3 3= =.(2)(2)用用量量程程为为3 3 V V、内内阻阻为为2 2 500 500 的的标标准准电电压压表表V V对对改改装装表表3 3 V V挡挡的的不不同同刻刻度度进进行行校校准准. .所用电池的电动势所用电池的电动势E E为为5 V;5 V;滑动变阻器滑动变阻器R R有两种规格有两种规格, ,最大阻值分别为最大阻值分别为50 50 和和5 k.5 k.为方便实验中调节电压为方便实验中调节电压, ,图中图中R R应选用最大阻值为应选用最大阻值为的滑动变阻器的滑动变阻器. .(3)(3)校校准准时时, ,在在闭闭合合开开关关S S前前, ,滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动端端P P应应靠靠近近 ( (选选填填“M M”或或“N N”) )端端. .(4)(4)若若由由于于表表头头G G上上标标记记的的内内阻阻值值不不准准, ,造造成成改改装装后后电电压压表表的的读读数数比比标标准准电电压压表表的的读读数数偏小偏小, ,则表头则表头G G内阻的真实值内阻的真实值( (选填选填“大于大于”或或“小于小于”)900 .)900 .思维导图思维导图 (3)(3)在闭合开关在闭合开关S S前前, ,滑动变阻器的滑动端滑动变阻器的滑动端P P应靠近应靠近M M端端, ,使并联部分分压为使并联部分分压为零零, ,起到保护作用起到保护作用. .(4)(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小, ,说明通过表头说明通过表头G G的的电流偏小电流偏小, ,则实际电阻偏大则实际电阻偏大, ,故表头故表头G G内阻的真实值大于内阻的真实值大于900 .900 .答案答案: :(1)100(1)1009109102 0002 000(2)50(2)50(3)M(3)M(4)(4)大于大于误区警示误区警示正确认识电表指针偏转的原理正确认识电表指针偏转的原理(1)(1)电表的指针在线圈电流所受安培力的驱动下偏转电表的指针在线圈电流所受安培力的驱动下偏转, ,电流大电流大, ,偏转角大偏转角大, ,读数就大读数就大; ;电流小电流小, ,偏转角小偏转角小, ,读数就小读数就小. .(2)(2)若电压值是确定的若电压值是确定的, ,当发现读数比标准值小当发现读数比标准值小, ,则是因为真实电流小于则是因为真实电流小于设计时的标准电流设计时的标准电流, ,进一步的原因是真实电阻小于设计时所用的阻值进一步的原因是真实电阻小于设计时所用的阻值. .2.2.半偏法测电表的内阻半偏法测电表的内阻测电压表内阻测电压表内阻测电流表内阻测电流表内阻电路图电路图主要主要步骤步骤(1)(1)将电阻箱将电阻箱R R2 2调为调为0,0,移动滑动变阻器移动滑动变阻器R R1 1使电表满偏使电表满偏, ,以后不再以后不再移动移动R R1 1的触头的触头. .(2)(2)调节电阻箱调节电阻箱R R2 2, ,使电表示数变为原来的一半使电表示数变为原来的一半, ,则电阻箱示数则电阻箱示数R R2 2等于电表的内阻等于电表的内阻. .【例例2 2】 ( (20152015全国全国卷卷,23,23) )电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍过该表电流的两倍. .某同学利用这一事实测量电压表的内阻某同学利用这一事实测量电压表的内阻( (半偏法半偏法),),实验实验室提供的器材如下室提供的器材如下: :待测电压表待测电压表( (量程量程3 V,3 V,内阻约为内阻约为3 000 ),3 000 ),电阻箱电阻箱R R0 0( (最大阻值为最大阻值为99 999.9 99 999.9 ),),滑动变阻器滑动变阻器R R1 1( (最大阻值最大阻值100 ,100 ,额定电流额定电流2 A),2 A),电源电源E(E(电动势电动势6 V,6 V,内阻内阻不计不计),),开关两个开关两个, ,导线若干导线若干. .(1)(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分, ,将电路图将电路图补充完整补充完整. .(2)(2)根据设计的电路根据设计的电路, ,写出实验步骤写出实验步骤: : .(3)(3)将将这这种种方方法法测测出出的的电电压压表表内内阻阻记记为为R RV V,与与电电压压表表内内阻阻的的真真实实值值R RV V相相比比,R,RV VR RV V( (填填“”“=”“=”或或“”),R RV V( (其他合理说法均可其他合理说法均可).).答案答案: :见解析见解析【针对训练针对训练1 1】 ( (20182018辽宁锦州市高二测试辽宁锦州市高二测试) )现有一量程为现有一量程为3 V3 V的电压表的电压表, ,内阻为内阻为5 56 k.6 k.为了较准确地测量其内阻为了较准确地测量其内阻, ,在没有电流表的情况下在没有电流表的情况下, ,某某同学设计了如图同学设计了如图( (甲甲) )所示的实验电路所示的实验电路, ,按此电路可以测出电压表的内阻按此电路可以测出电压表的内阻. .解析解析: :(1)(1)如图所示如图所示. .答案答案: :(1)(1)见解析图见解析图 (1)(1)试根据图试根据图( (甲甲) )所示的电路图所示的电路图, ,完成如图完成如图( (乙乙) )所示的实物连线所示的实物连线. .(2)(2)若电源若电源E E、滑动变阻器、滑动变阻器R R2 2、电阻箱、电阻箱R R1 1各有两组可供选择各有两组可供选择: :电源电源E:E:a.a.电源电源( (提供电压提供电压U Ua a=2.0 V)=2.0 V)b.b.电源电源( (提供电压提供电压U Ub b=5.0 V)=5.0 V)滑动变阻器滑动变阻器R R2 2: :a.a.最大阻值最大阻值20 20 b.b.最大阻值最大阻值1 700 1 700 电阻箱电阻箱R R1 1: :a.0a.0999.9 999.9 b.0b.09 999.9 9 999.9 为了减小实验误差为了减小实验误差, ,电源电源E E应选应选( (选填序号选填序号“a”a”或或“b”,b”,下同下同),),滑滑动变阻器动变阻器R R2 2应选应选, ,电阻箱电阻箱R R1 1应选应选.解析解析: :(2)(2)电压表的量程为电压表的量程为3 V,3 V,电源电源E E应选应选b;b;滑动变阻器滑动变阻器R R2 2采用分压式接法采用分压式接法, ,选最大阻值较小的选最大阻值较小的a;a;当电压表半偏时当电压表半偏时, ,电阻箱电阻箱R R1 1与电压表内阻近似相等与电压表内阻近似相等, ,则应选则应选b.b.答案答案: :(2)b(2)ba ab b (3)(3)该同学在开关都断开的情况下该同学在开关都断开的情况下, ,检查电路连接无误后检查电路连接无误后, ,接通电路前应将滑接通电路前应将滑动变阻器的滑动头动变阻器的滑动头P P置于置于 端端, ,后续必要的实验操作步骤依次是后续必要的实验操作步骤依次是、. .最后记录最后记录R R1 1的阻值并整理好的阻值并整理好器材器材.(.(请按合理的实验顺序请按合理的实验顺序, ,选填下列步骤前的字母选填下列步骤前的字母) )A.A.闭合开关闭合开关S S1 1B.B.闭合开关闭合开关S S2 2C.C.断开开关断开开关S S1 1D.D.断开开关断开开关S S2 2E.E.调节调节R R2 2的阻值的阻值, ,使电压表指针偏转到满刻度使电压表指针偏转到满刻度F.F.调节调节R R2 2的阻值的阻值, ,使电压表指针偏转到满刻度的一半使电压表指针偏转到满刻度的一半G.G.调节调节R R1 1的阻值的阻值, ,使电压表指针偏转到满刻度的一半使电压表指针偏转到满刻度的一半H.H.调节调节R R1 1的阻值的阻值, ,使电压表指针偏转到满刻度使电压表指针偏转到满刻度解析解析: :( (3)3)接通电路前应将滑动变阻器的滑动头接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P P置于置于A A端端, ,确保开始实验时确保开始实验时输出电压最小输出电压最小; ;实验过程中电压表先满偏实验过程中电压表先满偏, ,后半偏后半偏, ,步骤可以为步骤可以为ABEDGABEDG或或BAEDG.BAEDG.答案答案: :(3)A(3)AABEDGABEDG或或BAEDG BAEDG (4)(4)按正确的实验步骤操作完成后按正确的实验步骤操作完成后, ,如果所得的如果所得的R R1 1的阻值为的阻值为5 400.0 ,5 400.0 ,则图则图( (甲甲) )中被测电压表中被测电压表V V的内阻的内阻R RV V的测量值为的测量值为,该测量值该测量值( (选选填填“略大于略大于”“”“略小于略小于”或或“等于等于”) )实际值实际值.答案答案: :(4)5 400.0(4)5 400.0略大于略大于题型二题型二: :电阻的测量电阻的测量1.1.伏安法测电阻伏安法测电阻(1)(1)伏安法测电阻的原理伏安法测电阻的原理: :用电流表和电压表测出待测电阻的电流和电压用电流表和电压表测出待测电阻的电流和电压, ,根据部分电路欧姆定律根据部分电路欧姆定律R= R= 即可求得待测电阻的阻值即可求得待测电阻的阻值. .(2)(2)两种测量电路两种测量电路连接连接方式方式原理图原理图误差误差来源来源测量值与真测量值与真实值的关系实值的关系适用适用范围范围外接法外接法电压表电压表分流分流电流表的读数大电流表的读数大于流过待测电阻于流过待测电阻的电流的电流, ,故故R R测测RRR真真测大电阻测大电阻【例例3 3】 ( (20182018浙江温州中学高二期末浙江温州中学高二期末) )某同学现要测量一段金属丝的电某同学现要测量一段金属丝的电阻阻, ,当他用多用电表粗测该金属丝的电阻时当他用多用电表粗测该金属丝的电阻时, ,发现其电阻很小发现其电阻很小. .为了较精确地为了较精确地测量该金属丝的电阻测量该金属丝的电阻, ,他设计了如图他设计了如图( (甲甲) )所示的电路原理图所示的电路原理图. .其中定值电阻其中定值电阻的阻值为的阻值为R R0 0=5.0 ,=5.0 ,其余器材如下其余器材如下. .电流表电流表( (量程量程0 00.6 A,0.6 A,内阻约为内阻约为0.2 );0.2 );电压表电压表( (量程量程0 03 V,3 V,内阻约为内阻约为9 k);9 k);滑动变阻器滑动变阻器R(R(阻值阻值0 020 );20 );电源电源( (提供电压提供电压U=3.0 V);U=3.0 V);开关、导线若干开关、导线若干. .试分析下列问题试分析下列问题: :(1)(1)在本实验中闭合开关在本实验中闭合开关S S前应将滑动变阻器的滑片移至前应将滑动变阻器的滑片移至端端( (选填选填“a”a”或或“b”).b”).(2)(2)在图在图( (乙乙) )所示实物图中所示实物图中, ,已正确连接了部分导线已正确连接了部分导线, ,请根据实验电路图将实请根据实验电路图将实物图连接好物图连接好. .(3)(3)实验中将多次测量出来的数据已经描入了如图实验中将多次测量出来的数据已经描入了如图( (丙丙) )所示的所示的U-IU-I坐标系中坐标系中, ,并且已经作出了并且已经作出了U-IU-I图像图像. .根据图像可求得该金属丝的电阻为根据图像可求得该金属丝的电阻为Rx=Rx=( (保留两位小数保留两位小数).).思路探究思路探究 (1)(1)图图( (甲甲) )中伏安法测量的是哪部分电路的阻值中伏安法测量的是哪部分电路的阻值? ?(2)(2)图图( (丙丙) )中图像的斜率表示什么物理意义中图像的斜率表示什么物理意义? ?答案答案:(1)R:(1)Rx x和和R R0 0的串联值的串联值. .(2)R(2)Rx x和和R R0 0的串联值的串联值. .解析解析: :(1)(1)滑动变阻器以分压式接法接入电路滑动变阻器以分压式接法接入电路, ,为确保电路中仪器的安全为确保电路中仪器的安全, ,在闭合开关在闭合开关S S前应将滑动变阻器的滑片移至前应将滑动变阻器的滑片移至a a端端. .(2)(2)如图所示如图所示答案答案: :(1)a(1)a(2)(2)见解析图见解析图(3)0.94(0.92(3)0.94(0.921.001.00之间均可之间均可) )2.2.替代法测电阻替代法测电阻电流等效替代电流等效替代电压等效替代电压等效替代电路图电路图实验实验步骤步骤(1)(1)实验前将电阻箱实验前将电阻箱R R0 0的阻值调至最大的阻值调至最大, ,滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P P置置于于a a端端. .(2)(2)闭合开关闭合开关S S1 1,S,S2 2, ,调节滑片调节滑片P,P,使电表指针指在适当的位置使电表指针指在适当的位置, ,记记下此时电表的示数下此时电表的示数. .(3)(3)断开断开S S2 2, ,再闭合再闭合S S3 3, ,保持滑动变阻器滑片保持滑动变阻器滑片P P位置不变位置不变, ,调节电调节电阻箱阻箱R R0 0使电表为原来的示数使电表为原来的示数. .(4)(4)此时电阻箱的阻值此时电阻箱的阻值R R0 0与未知电阻与未知电阻R Rx x的阻值等效的阻值等效, ,即即R Rx x=R=R0 0. .【例例4 4】 为为了了测测量量一一微微安安表表头头A A的的内内阻阻, ,某某同同学学设设计计了了如如图图所所示示的的电电路路. .图图中中A A0 0是是标标准准电电流流表表,R,R0 0和和R RN N分分别别是是滑滑动动变变阻阻器器和和电电阻阻箱箱,S,S和和S S1 1分分别别是是单单刀刀双双掷开关和单刀开关掷开关和单刀开关,E,E为电源为电源. .完成下列实验步骤中的填空完成下列实验步骤中的填空. .解解析析: :(1)S(1)S拨拨向向接接点点1,1,接接通通S S1 1, ,待待测测表表头头和和R R0 0,A,A0 0及及电电源源组组成成串串联联电电路路, ,调调节节R R0 0, ,使待测表头指针偏转到适当位置使待测表头指针偏转到适当位置, ,记下此时记下此时A A0 0的读数的读数I.I.(2)S(2)S拨拨向向接接点点2,2,调调节节R RN N, ,使使A A0 0的的读读数数仍仍为为I,I,则则R RN N接接入入电电路路的的电电阻阻就就等等于于待待测表头的电阻测表头的电阻. .(3)(3)多次重复多次重复, ,计算计算R RN N的平均值的平均值, ,可减小误差可减小误差. .答案答案: :(1)R(1)R0 0标准电流表标准电流表( (或或A A0 0) )(2)R(2)RN N标准电流表标准电流表( (或或A A0 0) )的读数仍为的读数仍为I I(3)(3)平均值平均值(1)(1)将将S S拨向接点拨向接点1,1,接通接通S S1 1, ,调节调节, ,使待测表头指针偏转到适当位置使待测表头指针偏转到适当位置, ,记下此时记下此时的读数的读数I;I;(2)(2)然后将然后将S S拨向接点拨向接点2,2,调节调节, ,使使, ,记下此时记下此时R RN N的读数的读数; ;(3)(3)多次重复上述过程多次重复上述过程, ,计算计算R RN N读数的读数的, ,此即为待测微安表头内阻此即为待测微安表头内阻的测量值的测量值. .3.3.电桥法测电阻电桥法测电阻(1) (1) 电桥平衡电桥平衡: :测量电路如图所示测量电路如图所示, ,实验中调节电阻箱实验中调节电阻箱R R3 3, ,电流表的电流表的 电流为电流为零零. .(3)(3)由上述平衡条件也可求出被测电阻由上述平衡条件也可求出被测电阻R Rx x的阻值的阻值. .【例【例5 5】 用如图所示的电路可以测量电阻的阻值用如图所示的电路可以测量电阻的阻值. .图中图中R Rx x是待测电阻是待测电阻,R,R0 0是定是定值电阻值电阻,G,G是灵敏度很高的电流表是灵敏度很高的电流表,MN,MN是一段均匀的电阻丝是一段均匀的电阻丝. .闭合开关闭合开关, ,改变滑改变滑动头动头P P的位置的位置, ,当通过电流表当通过电流表G G的电流为零时的电流为零时, ,测得测得MP=lMP=l1 1,PN=l,PN=l2 2, ,则则R Rx x的阻值为的阻值为( () )答案答案: :C C【针对训练针对训练2 2】 ( (20182018南通高三调研南通高三调研) )小明用如图小明用如图( (甲甲) )所示的电路测量电阻所示的电路测量电阻R Rx x的阻值的阻值( (约几百欧约几百欧).R).R是滑动变阻器是滑动变阻器,R,R0 0是电阻箱是电阻箱,S,S2 2是单刀双掷开关是单刀双掷开关, ,部分器部分器材规格图材规格图( (乙乙) )中已标出中已标出. .(1)(1)根据图根据图( (甲甲) )实验电路实验电路, ,在图在图( (乙乙) )中用笔画线代替导线将实物图连接完整中用笔画线代替导线将实物图连接完整. .解析解析: :(1)(1)根据电路图连接实物图根据电路图连接实物图, ,如图所示如图所示. .答案答案: :(1)(1)见解析图见解析图(2)(2)正确连接电路后正确连接电路后, ,断开断开S S1 1,S,S2 2接接1.1.调节好多用电表调节好多用电表, ,将两表笔接触将两表笔接触R Rx x两端两端的接线柱的接线柱, ,粗测其阻值粗测其阻值, ,此过程中存在的问题是此过程中存在的问题是 . .正确操作后正确操作后, ,粗测出粗测出R Rx x的阻值为的阻值为R.R.解析解析: :(2)(2)测量电阻时测量电阻时, ,要把电阻与其他元件断开要把电阻与其他元件断开. .答案答案: :(2)(2)待测电阻未与其他元件断开待测电阻未与其他元件断开解解析析: :(3)(3)闭闭合合开开关关前前, ,将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片P P调调至至图图( (甲甲) )中中的的A A端端, ,使使开开关关S S1 1闭闭合合前前后后电电压压表表示示数数都都为为零零;调调节节电电阻阻箱箱R R0 0, ,使使其其阻阻值值小小于于R;R;将将S S2 2拨拨至至“2 2”, ,保保持持变变阻阻器器滑滑片片P P的的位位置置不不变变, ,调调节节电电阻阻箱箱的的阻阻值值, ,使使电电压压表表再再次次满满偏偏, ,则则此此时时并并联联部部分分的的电电阻阻相相等等,R,Rx x的的阻阻值值等等于于电电阻阻箱箱的的阻阻值值, ,即即R Rx x=R=R1 1. .答案答案: :(3)A(3)A小于小于RRR R1 1(3)(3)小明通过下列步骤小明通过下列步骤, ,较准确测出较准确测出R Rx x的阻值的阻值. .将滑动变阻器的滑片将滑动变阻器的滑片P P调至图调至图( (甲甲) )中的中的( (选填选填“A”A”或或“B”)B”)端端. .闭合闭合S S1 1, ,将将S S2 2拨至拨至1,1,调节变阻器的滑片调节变阻器的滑片P P至某一位置至某一位置, ,使电压表的示数满偏使电压表的示数满偏.调节电阻箱调节电阻箱R R0 0, ,使其阻值使其阻值( (选填选填“大于大于R”R”或或“小于小于R”).R”).将将S S2 2拨至拨至“2”,2”,保持变阻器滑片保持变阻器滑片P P的位置不变的位置不变, ,调节电阻箱的阻值调节电阻箱的阻值, ,使电使电压表再次满偏压表再次满偏, ,此时电阻箱示数为此时电阻箱示数为R R1 1, ,则则R Rx x= =.(4)(4)实验中实验中, ,滑动变阻器有两种规格可供选择滑动变阻器有两种规格可供选择, ,分别是分别是:R:R2 2(0(010 );R10 );R3 3(0(05 000 ).5 000 ).为了减小实验误差为了减小实验误差, ,滑动变阻器应选滑动变阻器应选 ( (选填选填“R R2 2”或或“R R3 3”).”).解析解析: :(4)(4)由于电阻由于电阻R Rx x的阻值约几百欧的阻值约几百欧, ,为方便调节为方便调节, ,滑动变阻器应选滑动变阻器应选R R3 3. .答案答案: :(4)R(4)R3 3