高考电学实验总结归类
电学实验是高考试题中必考实验，电学实验出题灵活，内容丰富，在高考试卷中所占比重大，是高考试题中的重要得分点。以下是电学实验各种常见实验原理和做题技巧的总结，基本涵盖了电学实验中的所有题型，对学习电学实验有很大的帮助。
一、电表的双重作用
1（电表的替代）.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．
A．待测电流表A0：满偏电流约为700～800μA、内阻约100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N．
B．电流表A：量程0.6A、内阻0.1Ω． C．电压表V：量程3V、内阻3kΩ． D．滑动变阻器R：最大阻值200Ω． E．电源E：电动势约3V、内阻约1.5Ω． F．开关S一个．
（1）根据你的测量需要，在B（电流表A）和C（电压表V）中应选择．（只需填写序号即可）
（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图．
（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A0的指针偏转了n格，可算出满偏电流IAmax =，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是．
答案 ① C② 电路如图所示 ③
NUNU(或?)U为电压表读数，Rv为电压表内阻 ?n3000nRv解析 （1）由于电流表的满偏电流太小，所以要想进行多次测量，不能使用。而对于电压表，Ig?可把电压表当电流表用。故选C.
（2）题中要求测多组数据，故测量电路应选用分压电路，电路图如右所示。 （3）电路中的电流I?UgRV大于待测电流表的满偏电流，因此，?1000?A，
IIU，又电流表刻度均匀，故有：?m
nNRV - 1 -
联立可解得：Imax?NUNU? 或Imax? ?n3000nRV2.某同学要测量一电压表V1的内阻。提供的器材有： A．电压表V1：量程3V，内阻约为2kΩ B．电压表V2：量程10V，内阻为5kΩ C．电源E：电动势约为10V，内阻不计 D．滑动变阻器R：最大阻值为20Ω E．定值电阻R1：阻值5kΩ F．定值电阻R2：阻值30kΩ G．电键S及导线若干
该同学设计了如图甲所示的实验电路图，通过改变滑动变阻器R的阻值，测量多组电压表V1的读数U1和电压表V2的读
数U2，最终求出了电压表Vl的内阻。
（1）实验中定值电阻应选用__________（填字母代号）；
（2）该同学在实验中测得数据如下表：请在图乙的坐标中，描点作出U1－U2的图象。
（3）由图象可以较准确地求出电压表Vl的内阻为_________kΩ。 答案 （1）R1 （2）0.2kΩ
解析 （1）定值电阻与电压表V1串联，有：
U1U2?U1，可得：R?5k?，故选R1? 。 RV1R（2）由
RV1RV1U1U2?U1可得：U1?， ?U2，即U1?U2图像的斜率为
RV1RRV1?RRV1?R从所作图像中先求出斜率，随之可算出RV1?0.2k?
点评 本题中，电压表的双重作用为：一是测量工具电压表，二也是一个电阻.
二、伏安法测电阻(或电阻率)
1、(2012·北京卷，21)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．
- 2 -
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)，电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460 7 2.30 0.520 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)．
(3)下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线．，由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号) A．1×102 Ω·m
－
B．1×103 Ω·m
－
C．1×106 Ω·m
－D．1×108 Ω·m
－
(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是________(有多个正确选项)．
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
- 3 -
解析 (1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm.
(2)由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 Ω.由题知Rx?RV，故电流表外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则Rx两端的电压最小值Umin＝
5×3
V≈0.6 V，而从实验数
20＋5＋1＋0.1
据可知Rx两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应采用分压的形式． (3)如图甲所示．
图甲图乙
(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示． 图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx＝4.4 Ω.
32
lRSπRd23.14×4.4×?0.398×10?－
(5)根据R＝ρ得金属丝的电阻率ρ＝＝＝ Ω·m≈1.09×10
Sl4l4×0.5
－
6
Ω·m，故选项C正确，选项A、B、D错误．
(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，选项A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差，选项B错误、选项C正确；利用U-I图象处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，选项D正确．
答案 (1)0.398(0.395～0.399均正确) (2)甲 (3)如解析图甲所示 (4)如解析图乙所示 4.4(4.3～4.7均正确) (5)C (6)CD
2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计) B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω) C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω) D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ) E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A) G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A) 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均
- 4 -
用序号字母表示)．
(2)请按要求将图7-4-3中所示的器材连成实验电路．
(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如下图甲所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W．(结果保留两位有效数字)
甲 乙
P
解析 (1)由灯泡标识(5 V，2.5 W)知，I＝＝0.5 A，因此电流表选C，电压表选E.由于电路
U接成分压式，滑动变阻器选F. (2)如图所示
(3)把定值电阻作为电源的内阻，则该电源短路时的电流为Imax＝
E
＝0.6 A，在题图中的UR＋r
－I图中，作出此电源的U－I图线如图中虚线所示。两图线交点即表示该灯泡的实际工作点．由图知U＝2.2 V，I＝0.38 A，所以P＝UI＝2.2×0.38 W＝0.84 W. 答案 (1)C E F (2)见解析图 (3)0.84(0.81～0.87)皆可
三 “替代法”测电阻
- 5 -
高考电学实验总结与解析
