专题15 电学实验-备战2021届高考物理二轮复习题型专练

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＝ρeq \f(l,S)得出金属丝的电阻率ρ＝Req \f(S,l)。 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＝Ueq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(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eq \f(1,U)＝eq \f(r,E)·eq \f(1,R)＋eq \f(1,E)，或U＝－eq \f(rU,R)＋E，作eq \f(1,U)－ eq \f(1,R)图象或U－eq \f(U,R)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eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)·R＋eq \f(r,E)，作eq \f(1,I)－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＝eq \f(E,R内＋Ra)和Ib＝eq \f(E,R内＋Rb)，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