新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总(2026新高考一轮复习)

人教版必修第三册实验 实验一　导体电阻率的测量 - 1 - 实验二　练习使用多用电表 - 12 - 实验三　电源电动势和内阻的测量 - 20 - 实验一　导体电阻率的测量 1．螺旋测微器的使用 (1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。 (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 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm)。 如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 2．游标卡尺 游标卡尺的读数应注意以下几点 (1)第一看→看清精确度 刻度格 数(分度) 刻度总长度 每小格与 1 mm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 如图甲所示。 易错读成11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm 正确的读数应为11.4 mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加0或去0。 (2)第二看→游标尺上的零刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端。如图乙所示。 易错读成13 mm＋10×0.05 mm＝13.50 mm 正确的读数应为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm。 (3)第三看→主尺上的单位 主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。如图丙所示。 易错读成5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm 正确的读数应为50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm。 3．电流表和电压表的读数 (1)若刻度盘上每一小格为1、0.1、0.01、…时，需估读到最小刻度值的下一位。 (2)若刻度盘上每一小格为2、0.2、0.02、5、0.5、0.05、…时，只需估读到最小刻度值的位数。 4．伏安法测电阻的电路选择 R< 时，用电流表外接法；R> 时，用电流表内接法。 5．测量金属的电阻率 (1)先测直径，再连接电路。应该把所测量的待测金属丝的两个端点之间的长度接入电路。 (2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，应采用电流表外接法。 (3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大。 (4)电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。 1．测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差。 2．电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρ，知 ρ测<ρ真。 3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率变化带来误差。 考点1　基本测量仪器的读数 (1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________mm、________mm。 (2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm。 (3)①如图丙所示的电表使用0～0.6 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；当使用0～3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A。 ②如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针示数为________V。若使用的是较大量程，则表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V。 【自主解答】 解析：(1)题图甲中最上面图的读数：整毫米是16，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是16 mm＋0.7 mm＝16.7 mm。 中间图的读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。 最下面图的读数：整毫米是3，不足1毫米数是7×0.02 mm＝0.14 mm，最后结果是3 mm＋0.14 mm＝3.14 mm。 (2)固定刻度示数为1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0 mm＋15.0×0.01 mm＝1.150 mm。 (3)①使用0～0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为 0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用0～3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A。 ②电压表使用0～3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用较大量程时，每小格表示 0.5 V，表针示数为 8.5 V。 答案：(1)16.7　23.85　3.14　(2)1.150(1.149～1.151均可)　(3)①0.02　0.44　0.1　2.20(2.19～2.21均可)　②0.1　1.70(1.69～1.71均可)　0.5　8.5 考点2　仪器的选取和电路设计 在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6 Ω，先用刻度尺测出金属丝的长度l以及金属丝的直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率。 在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下供选择的实验器材： 直流电源E：电动势约为4.5 V，内阻很小； 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻为0.125 Ω； 电流表A2：量程0～3 A，内阻为0.025 Ω； 电压表V1：量程0～3 V，内阻为3 kΩ； 电压表V2：量程0～15 V，内阻为15 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为0.2 A； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A； 开关，导线若干。 要求有较高的测量精度，并能测得多组数据。 (1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________，应该选用的电压表是________，应该选用的滑动变阻器是________。(均填器材符号) (2)根据所选的器材，在如图所示的虚线框中画出实验电路图。 (3)用测得的物理量表示电阻率的表达式为ρ＝________(用字母表示)。 【自主解答】 解析：(1)电源电动势约为4.5 V，被测金属丝的电阻约为6 Ω，干路中的最大电流约为0.75 A，为使电表读数误差较小，故电流表选A1，电压表选V1，滑动变阻器R1允许通过的最大电流0.2 A太小，所以滑动变阻器选R2。 (2)待测金属丝的电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示。 (3)由R＝ 及R＝ρ，又S＝π＝，得 ρ＝＝＝。 答案：(1)A1　V1　R2　(2)见解析图　(3) 【技法总结】 电流表内、外接法的比较及选取 (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＝Ux＋UA 电压表分流I测＝Ix＋IV 电阻的 测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值 R测＝＝<Rx，测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx RV≫Rx (2)两种接法的选择 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。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。 ②临界值计算法 Rx< 时，用电流表外接法； Rx> 时，用电流表内接法。 ③实验试探法：按如图所示连接好电路，让电压表的一根接线柱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，则可采用电流表外接法；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，则可采用电流表内接法。 考点3　数据分析与误差分析 (2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下： (1)螺旋测微器如图甲所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。 甲 (2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。 (3)图乙中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置。 乙 丙 (4)为测量Rx，利用图乙所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1­I1 关系图像如图丁所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测组电压U2和电流I2的值，数据见下表： U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在方格纸上作出U2­I2图像。 丁 (5)由此，可求得电阻丝的电阻Rx＝________Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 【自主解答】 解析：(1)旋转微调旋钮C。 (2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测量直径，然后取平均值作为测量值。 (3)滑动变阻器采用分压式接法接入电路，注意线不能交叉，如图甲所示。 甲 (4)将所给的5组数据标注在U­I图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点落在直线上，如图乙所示。 乙 (5)由题意知 ＝Rx＋RA＋R0，由U1­I1图线的斜率可得 ＝49.0 Ω。＝RA＋R0，由作出的U2­I2图线的斜率可得 ＝25.5 Ω。故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5 Ω。 答案：(1)C　(2)不同　(3)见解析图甲　(4)见解析图乙　(5)23.5(23.0～24.0均可) 考点4　实验的改进与创新 国标(GB/T)规定自来水在15 ℃时的电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15 ℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为0～3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为0～3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 kΩ)，定值电阻R2(阻值2 kΩ)，电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。 甲 乙　　　　　　　　丙 实验步骤如下： A. 用游标卡尺测量玻璃管的内径d； B. 向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C. 把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D. 把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； E. 改变玻璃管内水柱的长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F. 断开S，整理好器材。 (1)测量玻璃管的内径d时，游标卡尺示数如图乙所示，则d＝________mm。 (2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx＝________(用R1、R2、R表示)。 (3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R­ 关系图像。自来水的电阻率ρ＝________ Ω·m(结果保留2位有效数字)。 (4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率的测量结果将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 【自主解答】 解析：(1)根据游标卡尺的读数规则，玻璃管的内径d＝30 mm＋0×0.05 mm＝30.00 mm。 (2)把S拨到1位置，记录电压表V1示数，得到通过水柱的电流I1＝，由闭合电路欧姆定律，有 E＝U＋Rx。把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R，得到该支路的电流I2＝，由闭合电路欧姆定律，有E＝U＋R2，联立解得Rx＝。 (3)由电阻定律Rx ＝ρ，Rx＝，联立解得 R＝·。R­ 关系图线的斜率k＝0.4× 103 Ω·m，k＝，S＝，代入数据解得 ρ＝＝14 Ω·m。 (4)本实验中，若电压表V1内阻不是很大，则通过水柱的电流I1大于测量值，得到Rx >，即自来水电阻的测量值偏大，自来水电阻率的测量结果将偏大。 答案：(1)30.00　(2)　(3)14　(4)偏大 【核心归纳】 “测定金属的电阻率”的实验核心是导线电阻的测量，除伏安法外，本实验的主要创新点体现在测量目的、测量方法等，要注意实验原理、实验手段的迁移。常见创新视角如下： (1)实验原理的创新 教材中的实验是测量金属丝的电阻率，可以采用教材实验的原理测定导线的长度或导线的电阻。 (2)实验器材的创新 ①实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密缠绕在圆柱形铅笔上30～50匝，测总长度，然后求出直径。 ②还可以把电压表、电流表更换为电压、电流传感器。 (3)测量对象的创新 可以将测量金属丝的电阻率，改为测量圆柱体金属、圆桶形薄片、电解液等的电阻率。 实验二　练习使用多用电表 1．使用多用电表的注意事项 (1)使用前要先机械调零。 (2)两表笔在使用时，电流总是“红进黑出”。 (3)测电阻时 ①指针指中值附近较准，否则换挡。 ②每换一挡必须重新欧姆调零。 ③读出示数要乘以倍率。 (4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。 2．电路故障检测注意事项 将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用。在电源完好时，将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路内有断点。 1．偶然误差 (1)估读时带来的误差。 (2)表头指针角度偏转过大或过小都会使误差增大。 2．系统误差 (1)电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池。 (2)测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。 考点1　多用电表的原理及使用 图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；表头Ⓖ的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆“×100 Ω”挡。 甲 乙 (1)图甲中的A端与______(选填“红”或“黑”)色表笔相连接。 (2)关于R6的使用，下列说法正确的是________。 A. 在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B. 使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C. 使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。 (4)某次测量时，该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为____________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。(结果均保留3位有效数字) 【自主解答】 解析：(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。 (2)R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确。 (3)换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以 R1＋R2＝＝160 Ω 换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻 r＝＝120 Ω 新表头的量程是0～1 mA，所以 R4＝－r＝ Ω－120 Ω＝880 Ω。 (4)某次测量时，该多用电表的指针位置如题图乙所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为0～2.5 mA的电流表，则读数为1.44 mA；若此时B端与“3”相连，多用电表是欧姆“×100 Ω”挡，则读数为 11.0×100 Ω，即1.10×103 Ω；若此时B端与“5”相连，多用电表是量程为0～5 V的电压表，则读数为2.89 V。 答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.44 mA 1．10×103 Ω　2.89 V 考点2　用多用电表判断电路故障 如图所示是某同学连接的实验电路实物图。若灯L1、L2都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查： (1)使用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于的量程是(　　) A. 0～2.5 V B. 0～10 V C. 0～50 V D. 0～250 V (2)该同学的测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(选填“a”或“b”)。根据测试结果，可以判定故障是(　　) A. 灯L1短路 B. 灯L2短路 C. cd段断路 D. df段断路 表1 测试点 a、b c、d d、f 电压表示数情况 有示数 无示数 有示数 (3)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测试结果如表2 所示，那么进一步检查出的故障是(　　) A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1、灯L2都断路 D. de段断路 表2 测试点 c、d d、e e、f 指针偏转情况 【自主解答】 解析：(1)四节干电池的总电动势为6 V，应用多用电表的直流电压的10 V挡进行测量，故选B。 (2)在测试a、b间直流电压时，因为电流必须从多用电表的正接线柱流入，所以红表笔应当接触a。若灯L1短路，则灯L1不亮，而灯L2亮，这与题述不符，故A错误；若灯L2短路，则灯L2不亮，而灯L1亮，这与题述不符，故B错误；若cd段断路，则d、f间没有电压，无示数，故C错误；若df段断路，电路中无电流，两灯都不亮，a、b和d、f间有电压，c、d间无电压，与题述相符，故D正确。 (3)欧姆表的无穷大刻度在最左端，零刻度在最右端，电路断路时，其电阻为无穷大。根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明d、e间导线断路，故D正确。 答案：(1)B　(2)a　D　(3)D 【核心归纳】 使用多用电表检测故障的三点注意事项 (1)电流挡检测：将电流表串联在电路中，若示数为0，说明与电流表串联的部分电路断路。 (2)电压挡检测：将电压表与部分电路并联，若示数为0或小于电动势，说明该部分电路完好。若示数等于电动势，说明该部分电路中有断点。 (3)欧姆挡检测：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若电阻无穷大说明此元件断路。 考点3　用多用电表探索黑箱内的电学元件 如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。 (1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”)。 (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，一表笔接a，另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b，同时观察指针偏转情况。 (3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至欧姆“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。测量中发现，每对接点间正、反向阻值均相等，测量记录如表所示。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示。请将记录表补充完整，并在黑箱图甲中画出一种可能的电路。 两表笔接的接点 多用电表的示数 a、b ________Ω a、c 10.0 Ω b、c 15.0 Ω 【自主解答】 解析：(1)使用多用电表前应先调整“指针定位螺丝”A，使指针指到左边的“0”刻度线处。 (2)为保护多用电表的内部元件，在测量黑箱中是否存在电源时，应短暂接触接点b。 (3)欧姆表的读数为5.0×1 Ω＝5.0 Ω；每对接点间正、反向电阻均相同，说明黑箱中没有二极管元件，根据表格中两接点间电阻的数值，可设计的电路图如图甲、乙所示。 答案：(1)A　(2)短暂　(3)5.0　见解析图 【核心归纳】 判断元件 应用挡位 现象 电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源 电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同 二极管 欧姆挡 示数很小说明黑表笔接二极管正极，示数很大说明黑表笔接二极管负极 电容器 欧姆挡 指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢 考点4　实验的改进与创新 某兴趣小组对市场中的电线进行调查。 (1)如图甲所示，采用绕线法测得该电线直径为________mm。 (2)取长度为100 m的电线，欲测其电阻： ①先用多用电表进行粗略测量，将多用电表的选择开关置于“×10”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图乙所示。为了使测量值更准确，选择开关应置于________(选填“×1”“×100”或“×1 k”)挡，并将两表笔短接，调节图丙中的________(选填“A”或“B”)重新调零后进行测量。 ②用伏安法测量其电阻，并设计如图丁所示的电路，则电压表的另一端应接________(选填“a”或“b”)，测得电压表示数为4.50 V，而电流表示数如图戊所示，则所测的电阻为________Ω。 【自主解答】 解析：(1)由题图甲可知，10匝导线的直径之和为 12.0 mm，则该导线的直径为 mm＝1.20 mm。 (2)①欧姆表偏转角度过大，说明待测电阻的阻值较小，应换用小倍率挡；换挡后，需要重新进行欧姆调零，方法是将两表笔短接，调节题图丙中的B旋钮(欧姆调零旋钮)，使指针指到欧姆零刻度处。②因待测电阻的阻值较小，应采用电流表外接法，故电压表的另一端应接a；电流表量程为0～3 A，分度值为 0.1 A，则读数为2.50 A，故电阻R＝ Ω＝1.80 Ω。 答案：(1)1.20　(2)①×1　B　②a　1.80 实验三　电源电动势和内阻的测量 1．电池选取：应选用内阻较大的旧电池。 2．实验操作：实验中不宜将电流调得过大，电表读数要快，每次读完数后立即断开开关。 3．数据要求：要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些。 4．描点画图：画U­I图线时，应使图线通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去。 5．纵轴标度的确定：纵轴的刻度可以不从0开始，而是依据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从0开始)。但这时图线和横轴的交点不再是短 路电流，而图线与纵轴的截距仍为电源电动势，图线斜率的绝对值仍为内阻。 1．偶然误差 (1)由于电表读数不准确引起误差。 (2)用图像法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。 (3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会引起E、r变化。 2．系统误差 (1)若采用如图甲所示电路图，其U­I图像如图乙所示。由于电压表的分流作用造成误差。 ①当电压表示数越大时，电压表分流越大；反之，电压表分流越小，可推断电压表示数为0时，IV＝0，短路电流的测量值等于真实值。 ②E测<E真，r测<r真。 (2)若采用如图丙所示电路图，其U­I图像如图丁所示。由于电流表的分压作用造成误差。 ①当电压表示数越小时，电流表的分压越大；电压表示数越大时，电流表的分压越小，可推断断路时，电流表分压为0，则断路时，电压表示数等于电动势。 ②E测＝E真，r测>r真，一般来说，r测的误差非常大。 考点1　实验思路与实验操作 用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用： A. 电流表：量程0～0.6 A，内电阻约1 Ω B. 电流表：量程0～3 A，内电阻约0.2 Ω C. 电压表：量程0～3 V，内电阻约30 kΩ D. 电压表：量程0～6 V，内电阻约60 kΩ E. 滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A F. 滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流2 A (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用________。(均填仪器的字母代号) (2)如图所示为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连。(均填仪器上接线柱的字母代号) 【自主解答】 解析：(1)电池组的总电动势约为4.5 V，应选择量程为 0～6 V 的电压表。滑动变阻器应选择阻值接近电源内阻的，以便调节。电流表在选择时应注意量程与滑动变阻器的调节范围。 (2)按照所选电压表和电流表，由于电源内阻较小，为减小误差，设计电路如图所示，因此将a、d相连，c、g相连，f、h相连。 答案：(1)A　D　F　(2)a　d　c　g　f　h 考点2　数据分析与误差分析 (2020·浙江高考)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。 (1)在方框中画出图乙的电路图。 (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流I＝________ A，电压U＝________ V。 (3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应的电路是图________(选填“甲”或“乙”)。 (4)该电池的电动势E＝________ V(结果保留3位有效数字)，内阻r＝________ Ω(结果保留2位有效数字)。 【自主解答】 解析：(1)题图乙中，电流表内接，滑动变阻器串联接在电源两端，电压表测路端电压，则题图乙对应的电路如图所示。 (2)一节干电池的电动势一般约为1.5 V，故电压表量程应选择0～3 V，电流表量程应选择0～0.6 A，所以两电表的读数分别为 1.30 V、0.40 A。 (3)由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，可得U­I图像的纵轴截距为电源电动势，图线斜率的绝对值为电源内阻。题图甲中电流表外接，则实验测得的电源内阻r测＝r内＋rA，测量值偏大；题图乙中电源内阻r测＝r内，测量值偏小，但是由于rV≫r真，故题图乙实验测出的内阻误差更小，故图线Ⅰ对应题图乙，图线Ⅱ对应题图甲。 (4)由于干电池内阻较小，故采用题图乙所示实验电路。根据闭合电路的欧姆定律有E＝U＋Ir，则r＝，将题图中的图线Ⅰ延长，与纵轴的交点即为电源的电动势 E＝1.52 V，将图线Ⅰ上的任一点代入，得 r＝＝ Ω＝0.55 Ω。 答案：(1)见解析图　(2)0.40(0.39～0.41均可)　1.30(1.29～1.31均可)　(3)乙　(4)1.52(1.51～1.54均可)　0.55(0.52～0.56 均可) 考点3　实验的改进与创新 (2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。 甲 (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的 数据见下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在图乙方格纸上作出R­ 关系图像。 乙 由图像可计算出该干电池的电动势为________ V；内阻为________ Ω。 (3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为0～100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池的电动势应为________ V，内阻应为________ Ω。 丙 【自主解答】 解析：(1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，以确保实验仪器、仪表的安全。 (2)根据闭合电路欧姆定律有E＝I(R＋r)，整理可得R＝－r＝E·－r，即R­ 图像为直线。描点连线后图像如图所示。 根据图像可知r＝1.2 Ω。图线的斜率为电动势E，在R­ 图像上取两点(2，1.58)，(5，5.71)，则E＝ V＝1.38 V。 (3)根据欧姆定律，得电流表的内阻rA＝＝ Ω＝0.2 Ω，由E＝I(R＋r′＋rA)，得R＝E·－(r′＋rA)，R­ 图线的斜率仍为电动势E，即E＝1.38 V，而干电池的内阻应为r′＝r－rA＝1.0 Ω。 答案：(1)①开关未断开　②电阻箱阻值为0 (2)见解析图　1.38(1.30～1.44均可) 1．2(1.0～1.4均可)　(3)1.38[结果与(2)问第一个空格一致]　1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2] 【核心归纳】 常用的实验方法和改进方案 实验方法 改进方案 安阻法 用一个电流表和电阻箱测量电源电动势和内阻，电路如图所示，测量原理为E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此种方法测得的电动势无偏差，内阻偏大。若已知电流表A的阻值可消除测内阻的系统误差 伏阻法 　 用一个电压表和电阻箱测量电源电动势和内阻，电路如图所示，测量原理为E＝U1＋r，E＝U2＋r，由此可求出E和r，此种方法测得的电动势和内阻均偏小。通过图像可得 ＝·＋ 安安法 对如图所示电路应用闭合电路欧姆定律有E＝I2(R＋RA2)＋(I1＋I2)r，E＝I′2(R＋RA2)＋(I′1＋I′2)r 近似处理有E测＝I2(R＋RA2)＋I1r测，E测＝I′2(R＋RA2)＋I′1r测 学科网（北京）股份有限公司 $$