第15讲 电学实验-2025年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第15讲 电学实验 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用和读数方法。 ◇体验运用控制变量思想研究物理问题的科学方法，提高科学探究意识及分析问题、解决问题的综合能力，促进交流与合作的意愿与能力。通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。 ◇通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 ◇激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。 ◇进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。 【学业要求】 ◇理解游标卡尺，螺旋测徽器的原理，并学会使用。 ◇能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据；会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇培养实验设计能力、动手实践能力、获取数据和处理数据能力，以及对实验方案和结果进行交流、评估、反思的能力。 导体电阻率的测量 练习使用多用电表 电池电动势和内阻的测量 探究感应电流产生的条件 实验1：游标卡尺的原理及读数 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示) 2．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度． 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多的小等分刻度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3.用途：测量厚度、长度、深度、内径 、外径． 4．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度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm. 5．注意事项 (1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉． (2)读数时，要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐． 实验2：螺旋测微器的原理及读数 1．构造 如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在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上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺． 3．读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm. 4．注意事项 (1)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位． (2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出． 实验3：导体电阻的测量 设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)，由R＝ρ得：ρ＝(用R、S、l表示)＝(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率． 1．数据处理 (1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值． (2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑． (3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝＝即可求电阻丝的电阻率． 2．误差分析 (1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大． (2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确． [例题1] 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（3V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～10Ω，额定电流1A）、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω） B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω） C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，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1中的 （填“甲”或“乙”）。 （2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑电阻，某次电表示数如图3所示，对应的电流表示数I＝ A、电压表示数U＝ V．可得该电阻的测量值Rx＝ Ω。 [例题2] （2022•浙江学业考试）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为 mm。 （2）按图2所示电路进行实验，某次实验时电压表示数为U，电流表示数为I，已知测量出金属丝直径为d，长度为L，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ＝ 。考虑电流表和电压表内阻引起的误差，该测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）。 实验4：练习使用多用电表 1．机械调零 检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行____________． 2．多用电表测电压或电流的方法及读数 (1)将多用电表的选择开关旋至直流电压或电流挡，其量程应大于用电器两端电压或电流的估值． (2)根据表盘上相应量程的直流电压或电流刻度读数． 3．多用电表测电阻的方法及读数 (1)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位． (2)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0 Ω”． (3)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以____________即为待测电阻阻值． (4)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡． 4．研究二极管的单向导电性 (1)认识二极管 如图所示，它由____________材料制成，左端为______极，右端为______极．特点：电流从正极流入时电阻__________(填“很大”或“很小”)，而从正极流出时电阻________(填“很大”或“很小”)． (2)多用电表测二极管的正反向电阻 ①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至______(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将______表笔接触二极管的正极，______表笔接触二极管的负极． ②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至__________(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将______表笔接触二极管的负极，______表笔接触二极管的正极． 5．注意事项 (1)电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出． (2)电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数． (3)测电阻时注意： ①必须把待测电阻隔离． ②合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近． ③欧姆表的表盘刻度不均匀，不用估读． 1．机械调零 3．(3)量程倍率 4．(1)半导体　正　负　很小　很大 (2)①低　黑　红　②高　黑　红 [例题3] 在练习使用多用电表实验中，某同学使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻，灯泡标有“220V，100W”字样，关于该实验回答以下问题： （1）以下测量方式正确的是 。 （2）该同学采用×10挡进行测量，如图甲所示，则实际的测量结果是图中 （填“a”“b”或“c”）位置。 （3）该同学继续用该多用电表测量某电池的电压，选择开关位置如图乙所示，测量时电表指针位置如图甲中b位置，则该同学测得的电池电压为 V。 [例题4] （2016•浙江学业考试）如图所示为多用电表的示意图，试回答下列问题： （1）当选择开关位置旋至“mA”挡中的“×10”挡位时，则测量的是 ． （2）当选择开关位置旋至“V”挡中的“×50”挡位时，则测量的是 ． （3）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的电阻大小等于 ． （4）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是：① ，② ，③ ． 实验5：测定电池的电动势和内阻 1．实验原理和实验电路图 伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的________数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有________、________、________、________、________等，电路图如图所示 . 2．选择实验器材，连接实物图 (1)实验器材：电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线． (2)基本操作 ①连接电路； ②电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程； ③把滑动变阻器调到最大阻值处； ④闭合开关，调节滑动变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，如此记录多组数据． 3．设计实验数据记录表 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A 4.测量并记录多组U、I的数据 将读取的电压表和对应的电流表示数填到记录表中． 5．用U－I图象处理实验数据 以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线． 6．由图象法求出电源的电动势和内电阻 纵轴截距为电动势E，图线斜率k的绝对值为内阻r. 1．两组　电池　开关　滑动变阻器　电压表　电流表 [例题5] （2022•浙江学业考试）用图1所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8V，内阻r约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA．为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有： A．电流表A（量程为0.05A、内阻约为0.2Ω） B．电压表V（量程为6V、内阻为20kΩ） C．定值电阻R1（阻值为100Ω、额定功率为1W） D．定值电阻R2（阻值为200Ω、额定功率为1W） E．滑动变阻器R3（阻值范围为0～10Ω、额定电流为2A） F．滑动变阻器R4（阻值范围为0～750Ω、额定电流为1A） G．导线和单刀单掷开关若干 （1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选 ；滑动变阻器应该选 ．（填写器材名称） （2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图2所示的图线．根据图线得出该电池的电动势E为 V，内阻r为 Ω．（结果保留两位有效数字） （3）若所给的电压表已被损坏，其他器材均可使用．重新选择器材，设计电路测定该电池的电动势和内阻．请在图3虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称． [例题6] 某小组同学用图（a）所示的实验电路测量一电池的电动势E和内阻r。 ①图中A、B分别为 传感器和 传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应置于 端（选填“a”或“b”）。 ②闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的U﹣I图像如图（b）所示。根据图像可求出该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留2位小数） 实验6：产生感应电流的条件 1．实验：探究感应电流产生的条件 探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合回路中都没有电流，当导体ab做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生． 探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中没有电流产生；当线圈A的电流变化时，线圈B所在回路中就有了电流． 2．产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流． 3．磁通量的变化 磁通量的变化大致可分为以下几种情况： (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示． (2)面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示． (3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示． [例题7] 如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法不正确的是（　　） A．当电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，可观察到电流计指针发生偏转 B．当电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，可观察到电流计指针发生偏转 C．当电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，可观察到电流计指针发生偏转 D．当电键断开的瞬间，可观察到电流计指针发生偏转 [例题8] 如图所示为“探究产生感应电流的条件”的实验装置。下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是（　　） A．将条形磁铁插入线圈 B．将条形磁铁从线圈中拔出 C．将条形磁铁放在线圈中不动 D．将条形磁铁从图示位置向左移动 1. （2024春•温州期末）要测量一节干电池的电动势和内阻，实验小组选用合适的同一组器材先后组成了如图甲、乙所示两种电路。 （1）先用图甲所示电路进行实验，闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到最 。（填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的示数U、I，某次测量时，电压表的示数如图丙所示，则测得的电压值为 V，将测得的多组U、I作U﹣I图像，得到图像与纵轴的截距为b1，图像的斜率绝对值为k1。 （2）再用图乙所示电路重复实验，测得多组电压表和电流表的示数U、I。同样作U﹣I图像，得到图像与纵轴的截距为b2，图像的斜率绝对值为k2。要尽可能减小实验误差，根据两次实验的数值得到电源的电动势E＝ ，电源的内阻r＝ 。 2. （2021秋•北仑区校级期中）某同学从电子市场买了一个手机电池，该同学通过实验测量该电池的电动势和内阻，除了开关和若干导线以外，还有如下器材可供选择： A.电流表A（0.6A，rA＝2Ω） B.电压表B（5V，rV≈1000Ω） C.滑动变阻器R1（0～20Ω，1A） D.滑动变阻器R2（0～1000Ω，200mA） （1）为了使测量结果尽可能准确，请根据现有器材在方框中设计电路图（画在答题卡上），其中滑动变阻器应选 （填写前面的字母序号）。 （2）根据实验中记录的电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U﹣I图像，如图所示，根据图中所给数据，该电池的电动势与内电阻分别为E＝ V，r＝ Ω。 【解答】解：（1）由于电流表内阻已知，电流表应接在干路中，故电路图如图所示 由原理图可知，电源电动势为3.6V，实验中电流最大为0.6A，选择滑动变阻器R1即可满足实验要求，且滑动变阻器允许通过的电流太小，且电阻太大不易调控，故选C。 （2）根据U﹣I图像的与纵轴的交点表示电源电动势可知，电源电动势E＝3.6V；利用图像的斜率的绝对值表示电源的内阻可知，电源等效内阻RA+rΩ＝3.0Ω，故电源的内阻r＝1.0Ω 故答案为：（1）C；（2）3.6，1.0 3. （2024•嘉兴模拟）在“练习使用多用电表”实验中， （1）下列操作正确的是 ；（多选） A．每次转动选择开关前都需进行机械调零 B．每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零 C．测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测 D．测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡 （2）选用“直流2.5V挡”测量小灯泡两端电压时，指针位置如图1所示，则其读数为 V。 （3）小飞按如图2所示连接电路，闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路，于是选择多用电表某一挡位，将表笔一始终接触图中A点，表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点，以寻找故障位置。则表笔一应是 表笔（选填“红”或“黑”），所选电表挡位是 。 A．直流10V挡 B．直流10mA挡 C．交流10V挡 D．电阻“×10”挡 4. （2024•绍兴二模）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）判断感应电流的方向时 （选填“需要”或“不需要）确定线圈的绕法，为了弄清楚灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，可以用多用电表的 （选填“电压挡”、“电流挡”或“欧姆挡”）进行检测。 （2）强磁铁快速插入线圈后保持静止，此过程中灵敏电流计指针的偏转情况可能是 。 A.一直在“0”刻度位置 B.从“0“刻度开始向右偏转到最大并维持此角度不变 C.从“0”刻度开始向右偏转再向左偏转并越过“0”最后右偏回到“0”位置 5. （2023秋•宁波期末）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要 。 （2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第15讲 电学实验 课 程 标 准 考点 【课程要求】 ◇掌握游标卡尺、螺旋测微器的使用和读数方法。 ◇体验运用控制变量思想研究物理问题的科学方法，提高科学探究意识及分析问题、解决问题的综合能力，促进交流与合作的意愿与能力。通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。 ◇通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 ◇激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。 ◇进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。 【学业要求】 ◇理解游标卡尺，螺旋测徽器的原理，并学会使用。 ◇能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据；会用图像处理实验数据，能根据图像获得结论：能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法。能运用学过的物理术语撰写实验报告。 ◇培养实验设计能力、动手实践能力、获取数据和处理数据能力，以及对实验方案和结果进行交流、评估、反思的能力。 导体电阻率的测量 练习使用多用电表 电池电动势和内阻的测量 探究感应电流产生的条件 实验1：游标卡尺的原理及读数 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示) 2．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度． 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多的小等分刻度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3.用途：测量厚度、长度、深度、内径 、外径． 4．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度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm. 5．注意事项 (1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉． (2)读数时，要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐． 实验2：螺旋测微器的原理及读数 1．构造 如图所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D′是与测微螺杆F连在一起的，并通过精密螺纹套在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上有50个等分刻度，可动刻度每旋转一格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺． 3．读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm. 4．注意事项 (1)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位． (2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出． 实验3：导体电阻的测量 设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)，由R＝ρ得：ρ＝(用R、S、l表示)＝(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率． 1．数据处理 (1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值． (2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑． (3)计算导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝＝即可求电阻丝的电阻率． 2．误差分析 (1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大． (2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确． [例题1] 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（3V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～10Ω，额定电流1A）、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω） B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω） C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，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1中的 （填“甲”或“乙”）。 （2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑电阻，某次电表示数如图3所示，对应的电流表示数I＝ A、电压表示数U＝ V．可得该电阻的测量值Rx＝ Ω。 【解答】解：（1）因电源的电压为3V，电压表选择C；由于阻值约为5Ω的电阻Rx的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.6A，从精确角来说，电流表选择B； 待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.125Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图。 （2）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： （3）由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为：I＝0.50A；由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为：U＝2.60V； 电阻阻值：R5.2Ω； 故答案为：（1）B；C；甲；（2）实物电路图如图所示；（3）0.50；2.60；5.2。 [例题2] （2022•浙江学业考试）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为 mm。 （2）按图2所示电路进行实验，某次实验时电压表示数为U，电流表示数为I，已知测量出金属丝直径为d，长度为L，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ＝ 。考虑电流表和电压表内阻引起的误差，该测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）。 【解答】解：（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，金属丝的直径d＝0mm+39.8×0.01mm＝0.398mm （2）根据欧姆定律，待测电阻 根据电阻定律可得 因此金属丝电阻率 由图2可知，电流表采用外接法，通过待测电阻的真实电流IR＝I﹣IV 金属丝电阻率的真实值 因此金属丝电阻率的测量值小于真实值。 故答案为：（1）0.398；（2）；小于。 实验4：练习使用多用电表 1．机械调零 检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行____________． 2．多用电表测电压或电流的方法及读数 (1)将多用电表的选择开关旋至直流电压或电流挡，其量程应大于用电器两端电压或电流的估值． (2)根据表盘上相应量程的直流电压或电流刻度读数． 3．多用电表测电阻的方法及读数 (1)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位． (2)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0 Ω”． (3)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以____________即为待测电阻阻值． (4)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡． 4．研究二极管的单向导电性 (1)认识二极管 如图所示，它由____________材料制成，左端为______极，右端为______极．特点：电流从正极流入时电阻__________(填“很大”或“很小”)，而从正极流出时电阻________(填“很大”或“很小”)． (2)多用电表测二极管的正反向电阻 ①测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至______(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将______表笔接触二极管的正极，______表笔接触二极管的负极． ②测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至__________(填“低”或“高”)倍率的欧姆挡，调整欧姆零点之后将______表笔接触二极管的负极，______表笔接触二极管的正极． 5．注意事项 (1)电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出． (2)电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数． (3)测电阻时注意： ①必须把待测电阻隔离． ②合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近． ③欧姆表的表盘刻度不均匀，不用估读． 1．机械调零 3．(3)量程倍率 4．(1)半导体　正　负　很小　很大 (2)①低　黑　红　②高　黑　红 [例题3] 在练习使用多用电表实验中，某同学使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻，灯泡标有“220V，100W”字样，关于该实验回答以下问题： （1）以下测量方式正确的是 。 （2）该同学采用×10挡进行测量，如图甲所示，则实际的测量结果是图中 （填“a”“b”或“c”）位置。 （3）该同学继续用该多用电表测量某电池的电压，选择开关位置如图乙所示，测量时电表指针位置如图甲中b位置，则该同学测得的电池电压为 V。 【解答】解：（1）灯泡底部和周围金属部分与内部灯丝相连，故为了测量灯丝的电阻，应将红黑表笔分别接金属外壳和底部，故应选用A接法进行测量； （2）灯泡正常发光时的电阻约为：R484Ω， 灯丝电阻随温度升高而增大，灯泡在常温下的电阻远小于正常发光时的阻值， 若选用×10Ω挡进行测量，由图示可知，指针应指在c处； （3）由图乙所示可知，电压表量程为2.5V，其分度值为0.05V，示数为：1.15V； 故答案为：（1）A；（2）C；（3）1.15。 [例题4] （2016•浙江学业考试）如图所示为多用电表的示意图，试回答下列问题： （1）当选择开关位置旋至“mA”挡中的“×10”挡位时，则测量的是 ． （2）当选择开关位置旋至“V”挡中的“×50”挡位时，则测量的是 ． （3）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的电阻大小等于 ． （4）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是：① ，② ，③ ． 【解答】解：（1）当选择开关位置旋至“mA”挡中的“×10”挡位时，由图示表盘可知，测量的是：量程为0～10mA的直流电流． （2）当选择开关位置旋至“V”挡中的“×50”挡位时，由图示表盘可知，则测量的是：量程为0～50V的直流电压． （3）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的电阻大小等于：指针示数×100Ω． （4）当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应：①换挡位“×1k”，②进行欧姆调零，③将电阻与其他元件断开后进行测量． 故答案为：（1）量程为0～10mA的直流电流；（2）量程为0～50V的直流电压；（3）指针示数×100Ω；（4）①换挡位“×1k”；②进行欧姆调零；③将电阻与其他元件断开后进行测量． 实验5：测定电池的电动势和内阻 1．实验原理和实验电路图 伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的________数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有________、________、________、________、________等，电路图如图所示 . 2．选择实验器材，连接实物图 (1)实验器材：电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线． (2)基本操作 ①连接电路； ②电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程； ③把滑动变阻器调到最大阻值处； ④闭合开关，调节滑动变阻器，使表有明显的示数，记下一组数据，如此记录多组数据． 3．设计实验数据记录表 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A 4.测量并记录多组U、I的数据 将读取的电压表和对应的电流表示数填到记录表中． 5．用U－I图象处理实验数据 以端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建系、描点、连线． 6．由图象法求出电源的电动势和内电阻 纵轴截距为电动势E，图线斜率k的绝对值为内阻r. 1．两组　电池　开关　滑动变阻器　电压表　电流表 [例题5] （2022•浙江学业考试）用图1所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8V，内阻r约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA．为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有： A．电流表A（量程为0.05A、内阻约为0.2Ω） B．电压表V（量程为6V、内阻为20kΩ） C．定值电阻R1（阻值为100Ω、额定功率为1W） D．定值电阻R2（阻值为200Ω、额定功率为1W） E．滑动变阻器R3（阻值范围为0～10Ω、额定电流为2A） F．滑动变阻器R4（阻值范围为0～750Ω、额定电流为1A） G．导线和单刀单掷开关若干 （1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选 ；滑动变阻器应该选 ．（填写器材名称） （2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图2所示的图线．根据图线得出该电池的电动势E为 V，内阻r为 Ω．（结果保留两位有效数字） （3）若所给的电压表已被损坏，其他器材均可使用．重新选择器材，设计电路测定该电池的电动势和内阻．请在图3虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称． 【解答】解：（1）为保护电源安全，电路最小电阻：R最小200Ω，保护电阻阻值至少为200Ω﹣30Ω＝170Ω＞100Ω，则保护电阻应选定值电阻R2；电源等效电阻（电源内阻与保护电阻之和）为200Ω，为进行多次实验，测出多组实验数据，滑动变阻器应选滑动变阻器R4（阻值范围0～750Ω、额定电流1A）． （2）由电源U﹣I图象可知，图象与纵轴的交点坐标值是7.7，则电源电动势E＝7.7V，图象斜率k226Ω，电源内阻r＝k﹣R2＝226Ω﹣200Ω＝26Ω． （3）电压表已经损坏，可以用电流表与定值电阻串联，测出电路电流，然后应用闭合电路欧姆定律列方程，然后解方程组求出电源电动势与内阻，实验电路图如图所示． 故答案为：（1）R2；R4；（2）7.7；26；（3）电路图如图所示（1）R2　R4 [例题6] 某小组同学用图（a）所示的实验电路测量一电池的电动势E和内阻r。 ①图中A、B分别为 传感器和 传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应置于 端（选填“a”或“b”）。 ②闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的U﹣I图像如图（b）所示。根据图像可求出该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留2位小数） 【解答】解：①测量一电池的电动势和内阻，需要测量路端电压和电电流，电流传感器应串联接入电路，电压传感器应并联接入电路，由电路图可知，图中A、B分别为电流传感器和电压传感器； 滑动变阻器采用限流接法，为了保护电路，闭合开关前滑片P置于阻值最大处，由图可知，滑片P应置于a端； ②由闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣Ir 可知U﹣I图像的纵截距表示电源电动势，则E＝1.48V 图像斜率的绝对值表示电源内阻，则 故答案为：①电流；电压；a；②1.48；1.29 实验6：产生感应电流的条件 1．实验：探究感应电流产生的条件 探究一：如图甲实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合回路中都没有电流，当导体ab做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生． 探究二：如图乙，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中没有电流产生；当线圈A的电流变化时，线圈B所在回路中就有了电流． 2．产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流． 3．磁通量的变化 磁通量的变化大致可分为以下几种情况： (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示． (2)面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示． (3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示． [例题7] 如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法不正确的是（　　） A．当电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，可观察到电流计指针发生偏转 B．当电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，可观察到电流计指针发生偏转 C．当电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，可观察到电流计指针发生偏转 D．当电键断开的瞬间，可观察到电流计指针发生偏转 【解答】解：A．当电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，电路中的电流发生改变，线圈A产生的磁场发生改变，穿过B线圈的磁通量发生改变，根据感应电流产生的条件可知，线圈B产生感应电流，电流计指针发生偏转，故A正确； B．当电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，穿过B线圈的磁通量发生改变，根据感应电流产生的条件可知，线圈B产生感应电流，电流计指针发生偏转，故B正确； C．当电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，线圈A产生的磁场不变，穿过B线圈中的磁通量不变，根据感应电流产生的条件可知，线圈B中不产生感应电流，电流计指针不发生偏转，故C错误； D．当电键断开的瞬间，线圈A中的磁场减小，穿过B线圈的磁通量发生改变，根据感应电流产生的条件可知，线圈B产生感应电流，电流计指针发生偏转，故D正确。 本题选择说法不正确的选项。 故选：C。 [例题8] 如图所示为“探究产生感应电流的条件”的实验装置。下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是（　　） A．将条形磁铁插入线圈 B．将条形磁铁从线圈中拔出 C．将条形磁铁放在线圈中不动 D．将条形磁铁从图示位置向左移动 【解答】解：A、将条形磁铁插入线圈，线圈中的磁场增强，磁通量变大，产生感应电流。故A正确。 B、将条形磁铁从线圈中拔出，线圈中的磁场减弱，磁通量减小，产生感应电流。故B正确。 C、将条形磁铁放在线圈中不动，线圈中的磁场强度不变，磁通量不变，不产生感应电流。故C错误。 D、将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈中的磁场减弱，磁通量减小，产生感应电流。故D正确。 故选：C。 1. （2024春•温州期末）要测量一节干电池的电动势和内阻，实验小组选用合适的同一组器材先后组成了如图甲、乙所示两种电路。 （1）先用图甲所示电路进行实验，闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到最 。（填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的示数U、I，某次测量时，电压表的示数如图丙所示，则测得的电压值为 V，将测得的多组U、I作U﹣I图像，得到图像与纵轴的截距为b1，图像的斜率绝对值为k1。 （2）再用图乙所示电路重复实验，测得多组电压表和电流表的示数U、I。同样作U﹣I图像，得到图像与纵轴的截距为b2，图像的斜率绝对值为k2。要尽可能减小实验误差，根据两次实验的数值得到电源的电动势E＝ ，电源的内阻r＝ 。 【解答】解：（1）滑动变阻器采用限流式接法，闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到最右端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大； 电压表的量程为0﹣3V，分度值为0.1V，如图丙所示，电压表的示数为1.10V； （2）测电源电动势和内阻的实验中，根据闭合电路的欧姆定律U＝E﹣Ir 在图乙电路中，相对于电源，电流表采用外接法，实验的误差来源于电压表的分流，如图所示： 根据闭合电路的欧姆定律 化简得 测得的电动势和内阻均小于真实值，有E测＝b2＜E真 r测＝k2＜r真 图甲电路作U﹣I图像，相对于电源，电流表采用内接法，实验的误差来源于电流表的分压，如图所示： 把电流表内阻看作电源内阻的一部分，根据闭合电路的欧姆定律E＝U+I（Rg+r） 变形得U＝E﹣（Rg+r）I 测得的电动势等于真实值、由于图甲中测得的电源内阻值是电源内阻与电流表内阻的总和，因此测得的内阻大于真实值，有E测＝b1＝E真 r测＝k1＞r真 从减小误差的角度，由U＝E﹣Ir 结合两次实验的数值得到电源的电动势E＝b1 由图像关系可得内阻真实值k2 r 联立解得电源的内阻r； 故答案为：（1）右；1.10；（2）b1；。 2. （2021秋•北仑区校级期中）某同学从电子市场买了一个手机电池，该同学通过实验测量该电池的电动势和内阻，除了开关和若干导线以外，还有如下器材可供选择： A.电流表A（0.6A，rA＝2Ω） B.电压表B（5V，rV≈1000Ω） C.滑动变阻器R1（0～20Ω，1A） D.滑动变阻器R2（0～1000Ω，200mA） （1）为了使测量结果尽可能准确，请根据现有器材在方框中设计电路图（画在答题卡上），其中滑动变阻器应选 （填写前面的字母序号）。 （2）根据实验中记录的电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U﹣I图像，如图所示，根据图中所给数据，该电池的电动势与内电阻分别为E＝ V，r＝ Ω。 【解答】解：（1）由于电流表内阻已知，电流表应接在干路中，故电路图如图所示 由原理图可知，电源电动势为3.6V，实验中电流最大为0.6A，选择滑动变阻器R1即可满足实验要求，且滑动变阻器允许通过的电流太小，且电阻太大不易调控，故选C。 （2）根据U﹣I图像的与纵轴的交点表示电源电动势可知，电源电动势E＝3.6V；利用图像的斜率的绝对值表示电源的内阻可知，电源等效内阻RA+rΩ＝3.0Ω，故电源的内阻r＝1.0Ω 故答案为：（1）C；（2）3.6，1.0 3. （2024•嘉兴模拟）在“练习使用多用电表”实验中， （1）下列操作正确的是 ；（多选） A．每次转动选择开关前都需进行机械调零 B．每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零 C．测量未知电阻时必须先选择倍率最大挡进行试测 D．测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡 （2）选用“直流2.5V挡”测量小灯泡两端电压时，指针位置如图1所示，则其读数为 V。 （3）小飞按如图2所示连接电路，闭合开关后小灯泡不亮。他怀疑电路中某处断路，于是选择多用电表某一挡位，将表笔一始终接触图中A点，表笔二依次接触图中B、C、D、E、F各点，以寻找故障位置。则表笔一应是 表笔（选填“红”或“黑”），所选电表挡位是 。 A．直流10V挡 B．直流10mA挡 C．交流10V挡 D．电阻“×10”挡 【解答】解：（1）A．机械调零在实验前进行，每次转动选择开关前，不需进行机械调零，故A错误； B．欧姆表不同倍率对应欧姆表的内阻不同，因此每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行欧姆调零，故B正确； C．在测量未知电阻时，可以先选择一个倍率进行测量，然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量，不一定必须先选择倍率最大挡进行试测，故C错误； D．测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡，长期不用时，应该将欧姆表的电池取下来，故D正确； 故选：BD。 （2）直流2.5V挡，分度值为0.05V，读数为18×0.05V＝0.90V （3）欧姆表电压挡，外部电流从红表笔流入，黑表笔流出；试触点A与电源正极相连，因此接A点的一定是红表笔； 图2电路使用的是直流电源，由于多用电表逐个与电路并联，因此多用表使用的是10V直流电压挡，故A正确，BCD错误。 故选：A。 故答案为：（1）BD；（2）0.90；（3）红；A。 4. （2024•绍兴二模）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）判断感应电流的方向时 （选填“需要”或“不需要）确定线圈的绕法，为了弄清楚灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系，可以用多用电表的 （选填“电压挡”、“电流挡”或“欧姆挡”）进行检测。 （2）强磁铁快速插入线圈后保持静止，此过程中灵敏电流计指针的偏转情况可能是 。 A.一直在“0”刻度位置 B.从“0“刻度开始向右偏转到最大并维持此角度不变 C.从“0”刻度开始向右偏转再向左偏转并越过“0”最后右偏回到“0”位置 【解答】解：（1）判断感应电流的方向时，用楞次定律需要知道线圈流过电流时原磁场的方向，则需要先确定线圈的绕法；多用电表内部某一挡含有直流电源，依据欧姆表内部有电源，因此用电表的欧姆挡对电流表进行测试； （2）强磁铁快速插入线圈，磁通量变化，灵敏电流计有偏转，后保持静止，此时灵敏电流计回到“0”位置，故AB错误，C正确； 故选：C。 故答案为：（1）需要；欧姆挡；（2）C 5. （2023秋•宁波期末）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： （1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要 。 （2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。 （3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。 【解答】解：（1）为了明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除了题中器材外，还需要直流电源确定电流的方向，故C正确，AB错误； 故选：C。 （2）将条形磁铁的N极从螺线管拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针方向，即电流由“+”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转； （3）根据楞次定律“来拒去留”的结论可知，电子秤的示数会变小； （4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 故答案为：（1）C；（2）向右；（3）变小；（4）阻碍 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$