文档内容
专题 22 电学实验
常考考点 真题举例
2024·广东·高考真题
2024·重庆·高考真题
使用多用电表测量二极管的正反向电阻 2024·浙江·高考真题
测量电源的电动势和内阻 2024·甘肃·高考真题
掌握观察电容器的充、放电现象实验内容；
掌握导体电阻的测量实验内容；
掌握导体电阻率的测量实验内容；
掌握测量电源的电动势和内阻实验内容；
掌握练习使用多用电表实验内容；
掌握描绘小灯泡的伏安特性曲线实验内容；
掌握探究影响感应电流方向的因素实验内容；掌握探究电磁感应的产生条件实验内容；
掌握探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验内容；
掌握电学实验创新的分析方法和解题思路。
核心考点01 电学基本实验
一、观察电容器的充、放电现象........................................................................................................................3
二、导体电阻的测量............................................................................................................................................5
三、导体电阻率的测量......................................................................................................................................12
四、测量电源的电动势和内阻..........................................................................................................................15
五、练习使用多用电表......................................................................................................................................20
六、描绘小灯泡的伏安特性曲线......................................................................................................................24
七、探究影响感应电流方向的因素..................................................................................................................26
八、探究电磁感应的产生条件..........................................................................................................................27
九、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系..............................................................................................29
核心考点02 电学创新实验........................................................................................................................................31
一、创新的方法...................................................................................................................................................31
二、解题的基本思路..........................................................................................................................................32
三、解决电学创新实验要抓住两点..................................................................................................................32
四、解题的三个要点..........................................................................................................................................32
核心考点 01 电学基本实验
一、观察电容器的充、放电现象
1、实验原理
①电容器的充电过程：如下图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子
从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电。正、负极板带等量的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流，在充电开始时电流比较大，随着极板上电荷的增多，
电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流为零。
②电容器的放电过程：如下图所示，当开关 S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，
电容器正、负极板上电荷发生中和。在电子移动过程中形成电流，放电开始电流较大，随着两极板上的电
荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零。
3、实验装置图
4、实验步骤
①按实验装置图连接好电路。
②把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表
格中。
③将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表
格中。
④记录好实验结果，关闭电源。
5、注意事项
①要选择大容量的电容器。
②实验要在干燥的环境中进行。
③电流表要选用小量程的灵敏电流计。
电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路，
探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容器C(额定电压10V，电容标识不清)；
电源E(电动势12V，内阻不计)；
电阻箱R (阻值0∼99999.9Ω)；
1
滑动变阻器R (最大阻值20Ω，额定电流2A)；
2
电压表V(量程15V，内阻很大)；
发光二极管D 、D ，开关S 、S ，电流传感器，计算机，导线若干。
1 2 1 2
回答以下问题：
(1)按照图甲连接电路，闭合开关S ，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向
1
___________端滑动(填“a”或“b”)。
(2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为___________V(保留1位小数)。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8．0V时，开关S 掷向1，得到电容器充电过
2
程的I−t图像，如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，
根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为___________C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为___________F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后，将开关S 掷向2，发光二极管___________(填“D ”或“D ”)闪光。
2 1 2
【答案】(1)b(2)6.5 (3)3.8×10−3 (4) 4.8×10−4 (5)D
1
【解析】(1)滑动变阻器分压式接法，电容器与滑动变阻器a端并联，故向b端滑动充电电压升高；
(2)量程15V，每个小格0.5V，电压表的示数为6.5V；
(3) I−t 图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验
中估算油膜面积的方法，不足半个的舍去，多于半个的算一个，数出一共38个小格，故电容器存储的
电荷量为 3.8×10−3 C；
q
(4)由电容的定义式 C= 得： C=4.8×10−4 C；
U
(5)开关 S 掷向2，由于开始电容器充电时，左侧与电源正极相连，故电容器放电时，电流从左向
2
右流动，根据二极管特性可知 D 闪光。
1二、导体电阻的测量（五种方法）
1、双安法
利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法。
原理：
①电路图如下，电流表A 、A 的读数分别为I 、I ，电流表A 的内阻为r ，定值电阻R 的电流I ＝I
1 2 1 2 1 1 0 0 2
－I ，电流表A 的电压U ＝(I －I)R 。若r 为已知量，可求得R ＝。若R 为已知量，可求得电流表A 的内
1 1 1 2 1 0 1 0 0 1
阻r＝。
1
②电路图如下，电流表A 、A 的读数分别为I 、I ，电流表A 的内阻为r 。则有I(r ＋R)＝(I －
1 2 1 2 1 1 1 1 0 2
I)R，则如果r、R 已知，可求出R 的阻值；如果R、R 已知，可以求出电流表A 的内阻r。
1 x 1 0 x 0 x 1 1
③电路图如下，电流表A 、A 的读数分别为I 、I ，电流表A 的内阻为r 。则有I(r ＋R)＝(I －
1 2 1 2 1 1 1 1 x 2
I)R，则如果r、R 已知，可求出R 的阻值；如果R、R 已知，可以求出电流表A 的内阻r。
1 0 1 0 x 0 x 1 1
【注意】已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电
压表使用，这是设计电路中的常用技巧，也是高考的热点之一。
学校物理兴趣小组设计如图甲所示电路来测量一电阻R 的阻值。其中R 是定值电阻，R是电阻箱。
x 0
(1)完善下列实验步骤：①按照电路图用导线把实验器材连接起来；
②为安全起见，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至________(填写“最大值”或“最小值”)；
③闭合开关，调节电阻箱，当阻值为R时记录电流表A、A 的示数I、I；
1 2 1 2
④多次改变电阻箱阻值，并记录相应的电流表的示数；
⑤把记录的数据填在表格中，计算出的值；
⑥以为纵轴，电阻箱阻值R为横轴，描点作图，得到如图乙所示图像；
⑦根据图像计算待测电阻的阻值。
(2)用R 、R 表示电流表的内阻，待测电阻R 的表达式为________(用题目中所给或所测物理量表示)。
A1 A2 x
(3)根据如图乙所示的－R图像，求得R＝________Ω。
x
(4)考虑到电流表的内阻，由图乙求得的电阻值________(填写“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。
【答案】 (1)最大值 (2)R＝ (3)4.80 (4)没有系统误差
x
【解析】 (1)为保护电路，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至最大值。
(2)待测电阻R 的表达式为R＝。
x x
(3)由(2)得＝＋R，斜率为＝得R＝4.80 Ω。
x
(4)图线斜率与电流表内阻无关，求得的电阻值没有系统误差。
2、双伏法
利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。
原理：
①电路图如下，电压表V、V 的读数分别为U、U ，，电压表V 的内阻r，电压表U 的电流I＝，
1 2 1 2 1 1 1 1
若r 为已知量，可求得R＝r。若R 为已知量，可求得电压表V 的内阻r＝R。
1 0 1 0 1 1 0
②电路图如下，如果电压表V 的内阻r 、电阻R 已知，电压表V 、V 的读数分别为U 、U ，根据
1 1 0 1 2 1 2
电路知识可知流过被测电阻R 的电流为I＝＋＝，则被测电阻为R＝＝。同理，如果R 、R 为已知，可以
x x 0 x
由上面的关系求出电压表V 的内阻r。
1 1用以下器材可测量电阻R 的阻值。
x
待测电阻R：阻值约为600 Ω；电源E：电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计；
x
电压表V：量程500 mV，内阻r＝1 000 Ω；电压表V：量程6 V，内阻r 约为10 kΩ；
1 1 2 2
电流表A：量程0.6 A，内阻r 约为1 Ω；定值电阻R：R＝60 Ω；
3 0 0
滑动变阻器R：最大阻值为150 Ω；单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的，并能测量多组数据，请在实线框中画出测量电阻R
x
的实验电路图。
(2)若选择测量数据中的一组来计算R，则由已知量和测量物理量计算R 的表达式为R＝______，式中
x x x
各符号的意义是__________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
【答案】(1)见解析图 (2) U 为电压表V 的读数，U 为电压表V 的读数，r 为电压表V 的内阻，R
1 1 2 2 1 1 0
为定值电阻的阻值
【解析】 (1)电路的最大电流约为I＝ A＝0.01 A，电流表量程太大，可以把电压表V 并联一个定值
1
电阻改装成电流表，改装后的电流表内阻可计算出来，所以改装后的电流表采用内接法，电压表选择
V 即可，要求测量多组数据，滑动变阻器需要采用分压接法，电路如图所示。
2
(2)由电路图可得，流过被测电阻的电流为I＝＋＝，R＝＝，U 为电压表V 的读数，U 为电压表V 的
x 1 1 2 2
读数，r 为电压表V 的内阻，R 为定值电阻的阻值。
1 1 0
3、等效替代法
测量某电阻(或电表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压
相等)，则电阻箱与待测电阻是等效的。故电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。
原理：
电流等效替代，电路图如下，实验步骤为：①按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R 的阻值调至最
0
大，滑动变阻器的滑片P置于a端；②)闭合S 、S ，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此
1 2
时电流表的示数为I；③断开S ，再闭合S ，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的
2 3
示数仍为I；④此时电阻箱接入电路的阻值R 与未知电阻R 的阻值等效，即R＝R。
0 x x 0电压等效替代，电路图如下，实验步骤为：①按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R 的阻值调至最
0
大，滑动变阻器的滑片P置于a端；②) 闭合S 、S ，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下
1 2
此时电压表的示数为U；③断开S ，再闭合S ，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的
2 3
示数仍为U；④此时电阻箱接入电路的阻值R 与未知电阻R 的阻值等效，即R＝R。
0 x x 0
电流表A 的量程为0～200 μA、内阻约为500 Ω，现要测量其内阻，除若干开关、导线之外还有器材
1
如下：电流表A：与A 规格相同；滑动变阻器R：阻值0～20 Ω；电阻箱R：阻值0～9 999 Ω；
2 1 1 2
保护电阻R：阻值约为3 kΩ；电源：电动势E约为1.5 V、内阻r约为2 Ω。
3
(1)如图所示，某同学想用等效替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请将滑动变
阻器接入电路中，使实验可以完成。
(2)电路补充完整后，请完善以下测量电流表A 内阻的实验步骤。
1
a．先将滑动变阻器R 的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱 R 的阻值调到________(选填“最
1 2
大”或“最小”)。
b．闭合开关S、S，调节滑动变阻器R，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A 的示数I。
1 1 2
c．断开S ，保持S闭合、R 不变，再闭合S ，调节R ，使电流表A 的示数________，读出此时电阻
1 1 2 2 2
箱的阻值R，则电流表A 的内阻r＝________。
0 1
【答案】 (1)见解析图 (2)A．最大 c．再次为I(或仍为I) R
0
【解析】(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示。
(2)A．实验前R 应该调节到最大，以保证电表安全；C．等效替代法最简单的操作是让A 示数I不变，
2 2
则可直接从R 的读数得到电流表A 的内阻，即电流表A 的内阻r＝R。
2 1 1 0
4、电桥法
电桥法是测量电阻的一种特殊方法。
原理：如下左图所示，实验中调节电阻箱R ，使灵敏电流计G的示数为0；当I ＝0时，有U ＝0，
3 G AB
则U ＝U ，U ＝U ，电路可以等效为如下右图所示；根据欧姆定律有＝，＝，由以上两式解得RR＝
R1 R3 R2 Rx 1 x
RR 或＝，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻R 的阻值。
2 3 x
某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图(a)所示，
R、R、R 为电阻箱，R 为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。
1 2 3 F(1)先用欧姆表“×100”挡粗测R 的阻值，示数如图(b)所示，对应的读数是________Ω；
F
(2)适当调节R、R、R，使电压传感器示数为0，此时，R 的阻值为________(用R、R、R 表示)；
1 2 3 F 1 2 3
(3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小)，读出
电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电压U/mV 0 57 115 168 220 280
根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线；
(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力F ，电压传感器示数为200 mV，则F 大小是________N(重力加速度取9.8 m/s2，保留2位
0 0
有效数字)；
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F ，
1
此时非理想毫伏表读数为200 mV，则F______F(填“>”“＝”或“<”)。
1 0
【答案】(1)1 000 (2) (3)见解析图 (4)1.8×10－2 (5)>
【解析】(1)欧姆表读数为10×100 Ω＝1 000 Ω。
(2)当电压传感器示数为零时，C、D两点电势相等，即U ＝U ，即R ＝R，解得R ＝。
CB DB F 3 F
(3)绘出U-m图像如图所示。
(4)由图像可知，当电压传感器的示数为 200 mV时，所放物体质量为1.80 g，则F ＝mg＝1.80×10－
0
3×9.8 N≈1.8×10－2 N。
(5)可将C、D以外的电路等效为新的电源，C、D两点电压看作路端电压，因为换用非理想毫伏表后，
当读数为200 mV时，实际C、D间断路时(接理想电压传感器时)的电压大于200 mV，则此时压力传感
器的读数F>F。
1 0
5、半偏法
利用半偏法测量电流表或电压表的内阻时，先不连接电阻箱或将电阻箱阻值调为零，将电流表或电压
表的指针调至满偏，然后再并联或串联上电阻箱，调节电阻箱的阻值，使电表示数为满偏刻度的一半，则
认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表内阻相等。原理：
电流表半偏法，电路图如下，实验步骤为：①按如图所示连接实验电路；②断开S ，闭合S ，调节
2 1
R，使电流表满偏；③保持R 不变，闭合S，调节R，使电流表半偏，然后读出R 的值，则R ＝R。
1 1 2 2 2 A 2
测量结果偏小（R ＝RR ），原因：当R 的阻值由零逐渐增大时，R 与电压表两端的总电压也将逐
V测 2 V 2 2
渐增大，因此电压表读数等于U 时，R 两端的电压将大于U ，使R>R ，从而造成R 的测量值偏大．显
m 2 m 2 V V
然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。减少误差的方法：选电动势较大的电源 E，滑动变
阻器R 满足条件为R R 。
1 1 V
≪
某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA的灵敏电流表，现要测量该表头的内阻（大于
2000Ω），实验室所提供的器材有：A．待测灵敏电流表 ；B．电阻箱 （0∼99999.9Ω）；
C．滑动变阻器 （最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为0.5A）；
D．滑动变阻器 （最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；
E．干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）；F．导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图，正确连接电路后进行了如下操作：
①把滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合开关 ，并将电阻箱 的阻值调到较大；
②闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片，使灵敏电流表满偏；
③保持开关 闭合、滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关 ，调整电阻箱 的阻值，当灵敏电流表
半偏时，电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题：
(1)滑动变阻器应选用 （填“ ”或“ ”）；(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整
；
(3)该灵敏电流表的内阻为 Ω；
(4)在操作无误的情况下，灵敏电流表内阻的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】(1) (2) (3)2596.0 (4)大于
【详解】（1）[1]选择较小的滑动变阻器，断开 与闭合 时相比，滑动变阻器左侧部分的电压变化
较小，测得的灵敏电流表内阻误差较小。所以滑动变阻器应选用 。
（2）[2]实物连接如图所示
（3）[3]不考虑滑动变阻器左边部分电压的变化，当灵敏电流表半偏时，电阻箱两端的电压与灵敏电
流表两端的电压相等，则电阻箱的读数等于灵敏电流表的内阻，由图丙可知灵敏电流表的内阻为
。
（4）[4]在断开 后，电路中的总电阻增大，总电流减小，滑动变阻器的左侧部分电压增大，则灵敏
电流表半偏时，电阻箱两端的电压略大于灵敏电流表两端电压，所以内阻的测量值大于真实值。
三、导体电阻率的测量
1、实验原理
设计实验电路，如实验电路图，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。
2、实验电路图
3、实验器材
被测金属丝，直流电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。
4、实验步骤
用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径d，求出其平均值。
用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度l，反复测量三次，求出平均值。
连接好用伏安法测电阻的实验电路。
把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数 I和U的值，记录在
表格内。
5、实验数据处理
求R 的平均值的方法：①用R＝分别算出各次的数值，再取平均值；②用U－I图线的斜率求出。
x x
金属丝电阻率的计算：ρ＝R＝。
x
6、实验误差分析
偶然误差：金属导线的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。
统误差：(1)采用伏安法测量金属导线的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使
电阻率的测量值偏小。
由于金属导线通电后会发热升温，使金属导线的电阻率变大，造成测量误差。
7、实验注意事项
①先测直径，再连电路。为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度（测量待测金属丝
接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的待测金属丝长度），且各测量三次，取平均值。
②实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成
主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。
③本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法。
④实验过程中电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变
大。
⑤闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在阻值最大的位置。
⑥为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，若采用图像法求R的平均值时，在描点时，要尽
量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可
以不予考虑。某同学想要测量一段合金丝的电阻率：需要先测量这段合金丝的的阻值 （约50Ω）。
实验器材有：电源E（电动势3V，内阻不计）；电流表 （量程0~60mA，内阻约5Ω）；
电流表 （量程0~0.6mA、内阻为100Ω）；滑动变阻器R；开关一个、导线若干。
主要操作步骤如下：
(1)首先将电流表 与阻值为 Ω的定值电阻 进行 （填写“串”或“并”）联改装成量
程为0~3V的电压表；
(2)设计、连接电路，该电路要尽可能精确地测定合金丝的阻值 。请在下方虚线框内画出符合要求的
电路图（电路图中的各个器材元件用 、 、 、R、 等字母标明） 。
(3)根据步骤（2）中的正确电路进行实验，若电流表 的读数为 （单位为A），电流表 的读数为
（单位为A），则 的精确测量值可以表达为 。（用字母 、 和数字表示）
【答案】(1) 4900 串 (2)见解析 (3)
【详解】（1）改装成大量程电压表，应利用电阻的分压作用，所以应电流表A2与定值电阻串联。由
欧姆定律有
（2）因为合金丝的的阻值R 比较小，应采用电流表外接法。为了尽可能精确地测定合金丝的阻值R，
x x
即应尽量多测实验数据，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图
（3）R 的两端电压为 ，R 的电流为 所以
x x
四、测量电源的电动势和内阻（3种方法）
1、伏安法
实验原理：闭合电路欧姆定律，即U＝E−Ir。
实验电路图实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
实验步骤：①根据电路图连接好电路，电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程；②把滑动变阻
器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置；③闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数
并记录一组数据(I ，U)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中；④断开开关，拆除电路，整理
1 1
好器材。
实验数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(I ，U)和(I ，U)代入到方程U＝E－Ir得，解得
1 1 2 2
E、r。②用作图法处理数据，如下图所示，由图像可得：图线与纵轴交点为E；图线与横轴交点为I ＝；
短
图线的斜率的绝对值表示r＝||。
实验注意事项：①应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I
和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化。②合理选择电压表、电流表
量程。测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选 3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10
Ω。③在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧，忽略
个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差。
实验误差分析：偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。
系统误差：①电流表内接法：电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的I
真
与I 的差越大，I ＝。其中U－I图像如下图所示。
测 V
结论：I ＝I ＋，E r (r ＝r＋R )。
真 测 A 测 真 测 真 测 A某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器：A．待测“水果电池”(电动势E约为4
V，内阻r约为200 Ω)；B．毫安表A(量程5 mA，内阻为R ＝60 Ω)；C．电压表V(量程4 V，内阻约
A
5 kΩ)
D．电阻箱R(0～999.9 Ω)；E．滑动变阻器R(0～1 000 Ω)；F．开关、导线若干。
1
(1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R 与毫安表A并联，可使其量程扩大，取R＝R ，则改装
1 1 A
后的电流表量程为毫安表满偏电流的____倍；
(2)用改装后的电流表完成实验，应选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)；
(3)根据实验数据画出U－I图线，如图所示。由图线可得，“水果电池”的电动势E＝____ V，内电阻
r＝________ Ω。(均保留三位有效数字)。
【答案】 (1)5 (2)乙 (3)3.80 175
【解析】 (1)设毫安表电流为I ，由并联电路的规律可得I R ＝(I－I )R，解得I＝5I ，因此改装后的
A A A A 1 A
电流表量程为毫安表满偏电流的5倍；
(2)由于电流表内阻已知，因此采用题图乙电路可以避免系统误差，故选乙电路；
(3)改装后电流表的内阻为R ′＝＝ Ω＝12 Ω，则由闭合电路欧姆定律可得E＝Ir＋IR ′＋U，转化可得U
A A
＝－(r＋R ′)I＋E，由U－I图像可得b＝E＝3.80 V，|k|＝|－(r＋R ′)|＝ Ω，解得E＝3.80 V，r≈175 Ω。
A A
2、安阻法
实验原理：闭合电路的欧姆定律，即E＝IR＋Ir。
实验电路图
实验器材：电源、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(I ，R)和(I ，R)代入到方程E＝I(R＋r)，得，解方程组
1 1 2 2
求得E、r。②图像法：由E＝I(R＋r)可得：①＝R＋，可作－R图像，如图甲所示，－R图像的斜率k＝，
纵轴截距为。②R＝E·－r，可作R－图像，如图乙所示，R－图像的斜率k＝E，纵轴截距为－r。误差分析：由于电流表有内阻，导致电源内阻测量不准确；结论：E ＝E ，r ＞r ，r ＝r ＋
测 真 测 真 测 真
r )。
A
用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了
一个电池。为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：
(1)将电池组按图甲所示接入电路，图中电流表的量程为10 mA，内阻为100 Ω；
(2)闭合开关，调节电阻箱的阻值，发现当R＝100 Ω时，电流表的示数I如图乙所示，则I＝________
mA；
(3)反复调节电阻箱的阻值，读出多组电流表的示数I(算出的值)和对应电阻箱的阻值R，并在图中描出
了相应的数据点，请利用已描出的点绘出－R图线；(4)由图绘出的－R图线可知，该电池组的电动势为________ V，内电阻为________ Ω。(结果均保留3
位有效数字)
【答案】 (2)5.9 (3)见解析图 (4)1.47 47.0
【解析】 (3)绘出－R图线如图：
(4)由电路图可知E＝I(R＋R ＋r)，即＝R＋，由图像可知＝，
A
＝100 A－1，解得E＝1.47 V，r＝47.0 Ω。
3、伏阻法
实验原理：闭合电路欧姆定律，即E＝U＋r。
实验电路图：
实验器材：电源、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
数据处理：①列方程组进行求解，将两组数据(U ，R)和(U ，R)代入到方程E＝I(R＋r)，得，解方程
1 1 2 2
组可求得E和r；②图像法：由E＝U＋r得：＝＋·。故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如下图所示。
误差分析：由于电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；结论为E ＜E ，r
测 真
＜r 。
测 真在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值
电阻R、一个开关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。
0
(1)改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压U。实物图甲中已连接好部分
电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好。
(2)在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势 E＝__________，
内阻r＝__________。(结果均用a、b和R 表示)
0
(3)若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比__________；内阻的测量值与真实
值相比__________。(均选填“偏大”“相等”或“偏小”)
(4)另一位同学将图甲电压表的导线改接在R 的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据
0
U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘
__________。
A.－图像 B．U－R图像 C.－R图像 D．U－R2图像
【答案】 (1)见解析图 (2) －R (3)偏小 偏小 (4)C
0
【解析】 (1)因电源是两节干电池，选取电压表量程为0～3 V，实物图连接如图所示。
(3)由(2)问知b＝，① ＝② 若考虑电压表并非理想电压表，则E ＝U＋(R＋r )
真 0 真
其中＝＋，整理可得＝＋·＋·，由此可知b＝＋，③＝④
对比①与③，可知E >E ；对比②与④，可知r >r
真 测 真 测
(4)由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋(R＋r)，整理可得＝＋＋·R，所以应描绘的是－R图像，故选C。
五、练习使用多用电表
1、认识多用电表
外形如下图所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择
开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”
位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)。
2、原理图
3、用途
（1）测电压：将功能选择开关旋转到直流电压挡；根据待测电压的估计值选择直流电压挡合适的量
程；测量时，用红黑测试表笔使多用电表与被测电路并联，使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”
插孔流出多用电表；根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。电路图如下所示：
（2）测电流：选择直流电流挡合适的量程；将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中；
测量时，用红黑测试表笔使多用电表与被测电路串联，使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔
流出多用电表；根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。电路图如下所示：（3）测电阻：
原理如下表所示：
电路图
相当于待测电阻R＝0，调节R
x 待测电阻为R，
x
相当于待测电阻R＝
E x
I与R 的 E
x I=I g = R +r+R ∞，此时I＝0，指针不 I= R +r+R+R
对应关系 使 g g x ，
偏转
指针指到某确定位置
，即表头满偏(R ＝R＋r＋R)
Ω g
表头电流I与电阻R 一一
x
表头电流满偏I 处，对应欧姆 表头电流I＝0处，对
g
刻度特点 对应，但不是线性关系，
表零刻度(右侧) 应欧姆表∞刻度(左侧)
表盘刻度不均匀
黑表笔与电源的正极连接，红表笔与电源的负极连接，电流方向为“红进黑出”。
当多用电表指针指在中央时＝，故中值电阻R ＝R 。
中 Ω
测量步骤：①估测待测电阻阻值，选择合适的量程；②欧姆调零；③将被测电阻接在红、黑表笔之间；
④读数：指针示数乘以倍率；⑤使用完毕：选择开关置于“OFF”挡，长期不用应取出电池。
【注意】①区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，机械调零调
节的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，欧姆调零调节的是欧姆调
零旋钮；②使指针指在中值附近，否则换挡；③测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零；④手不能接触表
笔的金属杆；⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开。
（4）测量二极管的正、反向电阻：
二极管：晶体二极管由半导体材料制成，它的符号如图所示，左端为正极，右端为负极。电学符号如
下图所示，特点是当给二极管加正向电压时电阻很小，当给二极管加反向电压时电阻很大。
测量方法：将多用电表欧姆调零之后，若多用电表指针偏角很大，则黑表笔接触二极管的正极，红表
笔接触二极管的负极，如下图所示；若多用电表指针偏角很小，则黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触
二极管的正极，如下图所示。（5）判断电路中的断路故障：
①直流电压档：将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说
明电源损坏。
②直流电流挡：将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路。
③欧姆挡：将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值说明元件完好，若电阻无穷大说
明此元件断路。
（6）判断电路中的短路故障：
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部
分电路不被短路或不完全被短路。
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路。
学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻 。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势
5V），电压表V （量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻 （阻值为800Ω），滑动变阻器 （最大阻值
1
50Ω），滑动变阻器 （最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。完成下列填空：
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 （把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排
列）；A．将红、黑表笔短接 B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，
欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡
（填“×1”“×100”或“ ”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测
得到的该电压表内阻为 kΩ（结果保留1位小数）；
(2)为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选 （填“ ”或
“ ”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于 （填“a”或“b”）端；
(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表 ，待测电压表的示数分别为 、 ，则待
测电压表内阻 （用 、U和 表示）；
(4)测量得到 ，则待测电压表内阻 （结果保留3位有效数字）。
【答案】(1) CAB 负极、正极 ×100 1.6 (2) a (3) (4)1.57
【解析】（1）[1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项：将多用电表选择
开关置于欧姆挡“×10”位置；接着将红、黑表笔短接即A选项；进行欧姆调零即B选项：调节欧姆调
零旋钮，使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为CAB。
[2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的
红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
[3]读数时欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示，偏转角度较小即倍率选择过小，为了减少测量误
差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，而根据表中数据可知选择“ ”倍率又过大，故应选
择欧姆挡“×100”的位置；
[4]测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为
（2）[1]图（b）所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的
滑动变阻器即 ；
[2]为保护电路，且测量电路部分电压从零开始条件，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于a端。（3）通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为 ，根据欧姆定律得待测电压表的阻
值为 。
（4）测量得到 ，带入待测电压表的阻值表达式 则待测电压表内阻
六、描绘小灯泡的伏安特性曲线
1、实验原理
用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在I－U坐
标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来。
2、实验电路图
3、实验器材
电压表、电流表、滑动变阻器、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔、
小灯泡一个（(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)）。
4、实验步骤
①确定电表量程，按照实验电路图连接电路。
②将滑动变阻器滑片滑到a端，闭合开关，使电压从0开始变化。
③移动滑片，测出多组不同的电压与电流值。
④在坐标纸上以I为纵轴，以U为横轴，建立坐标系，在坐标纸上描出各组数据所对应的点，将各点
用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线。
⑤拆除电路，整理器材。
5、实验注意事项
电流表应采用外接法：因为小灯泡(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流
表的分压影响很大。
滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。
闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到使小灯泡分得电压为0的一端，使开关闭合时小灯泡的电压
能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。
I－U图线在U＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V附近描点要密集一些，以防出现较大误
0
差。
6、实验误差分析
偶然误差：测量时读数带来误差；描点、作图不准确带来误差。
系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值。
为了描绘一个标有“5V 3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小
电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组（电动势为5V，内阻约为 ） B．被测小电风扇
C．电压表 （量程为 ，内阻约为 ） D．电压表 （量程为 ，内阻约为 ）
E.毫安表 （量程为 ，内阻 ） F.滑动变阻器 （最大阻值为 ，额定电流为 ）
G.滑动变阻器 （最大阻值为 ，额定电流为 ） H.定值电阻 ，
I.开关和导线若干
（1）实验中电压表应选 （填“C”或“D”），滑动变阻器应选 （填“F”或
“G”）。
（2）本实验需将毫安表改为量程为 的电流表，则应将定值电阻 （填“ ”或“
”）与毫安表 （填“串联”或“并联”）。
（3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到
点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是 （保留两位有效数字）。
【答案】 D F 并联 5.0
【详解】（1）[1]电路中的电源的电动势为5V，即电路中的最大电压为5V，为减少误差，所以电压表
应该选择 ，即选择D。
[2]实验要求电压从零开始，所以控制电路应该选择分压式接法，滑动变阻器应该选择 ，即选择F。
（2）[3][4]将电表改装成大量程的电流表，所以应该选择一个阻值小的电阻与电表并联进行分流，设
电阻的阻值为R，有 ，解得 ，由上述分析可知，应该选择电阻 与电表并联。
（3）[5]OA段是直线，其余为曲线，即电风扇在A点时启动，有图像可知此时电压表的读数为1.5V，
此时流过电风扇的电流为 ，此时电风扇电动机还未启动，所以其线圈电阻为
。
七、探究影响感应电流方向的因素
1、实验探究如图所示，将螺线管和电流计组成如图所示的闭合电路，分别将条形磁铁的N极和S极插入或拔出线
圈，记录感应电流方向 。
2、实验器材
电流表、条形磁体、电池、开关、导线、线圈B。
3、实验步骤
①按图把线圈B与电流表连接成闭合电路，如下图所示；②将条形磁铁的N极分别插入线圈B，插入
后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将条形磁铁的S极分别
插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中。④整理器材。
4、实验现象
5、实验结论
线圈内磁通量增加时的情况：
感应电流方向 感应电流的
图号 磁场方向 归纳总结
（俯视） 磁场方向
甲 向下 逆时针 向上
感应电流的磁场阻
碍磁通量的增加
乙 向上 顺时针 向下
线圈内磁通量减少时的情况：
感应电流方向 感应电流的磁
图号 磁场方向 归纳总结
（俯视） 场方向
感应电流的磁场阻
丙 向下 顺时针 向下
碍磁通量的减少
6、实验注意事项
电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
八、探究电磁感应的产生条件
1、实验原理
由于改变闭合电路的磁通量，就可以使闭合电路产生感应电流，感应电流的有无可通过连接在电路中
的电流表的指针是否偏转来判定，实验中应注意探究改变闭合电路磁通量的多种方式。
2、实验器材
导体棒、蹄形磁铁、条形磁铁、零刻度在刻度盘中央的电流表、用软铁棒做铁芯的线圈 A、无铁芯的
内径略大于线圈A外径的线圈B、千电池若干节、开关、滑动变阻器、导线若干。
3、实验步骤
实验一：①按图把线圈B与电流表连接成闭合电路，如下图所示；②将条形磁铁的N极分别插入线圈
B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将条形磁铁的S
极分别插入线圈B，插入后不动，抽出线圈B，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中。④整理
器材。
实验二：①按图接好电路，开关处于断开，动变阻器接入电阻较大，如下图所示；②分别闭合、断开
开关，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入表格中；③闭合开关后，迅速移动滑动变阻器的滑片，观
察电流表指针的偏转情况并记录在表格中。④整理器材。
实验三：①按图把导体棒与电流表连接成闭合电路，，放在磁场中，如下图所示；②将导体棒左右平
动，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计的表格中；③将导体棒前后平动，观察电流表指针的偏
转情况，将结果填入设计的表格中；④将导体棒上下平动，观察电流表指针的偏转情况，将结果填入设计
的表格中。④整理器材。4、实验现象
实验一：实验现象如下图所示。
线圈内磁通量增加时的情况：
感应电流方向 感应电流的
图号 磁场方向 归纳总结
（俯视） 磁场方向
甲 向下 逆时针 向上
感应电流的磁场阻
碍磁通量的增加
乙 向上 顺时针 向下
线圈内磁通量减少时的情况：
感应电流方向 感应电流的磁
图号 磁场方向 归纳总结
（俯视） 场方向
丙 向下 顺时针 向下
感应电流的磁场阻
碍磁通量的减少
丁 向上 逆时针 向上
实验二：开关闭合瞬间，有电流产生；开关断开瞬间，有电流产生；开关闭合时，滑动变阻器滑片不
动，无电流产生；开关闭合时，迅速移动滑动变阻器滑片，有电流产生。
实验三：实验现象如下表所示。
导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向
向右平动 向左 向后平动 不摆动
向左平动 向右 向上平动 不摆动
向前平动 不摆动 向下平动 不摆动
5、实验结论
实验一：只有当磁铁相对线圈运动时，有电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
实验二：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才会产生电流。
实验三：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割
磁感线，没有电流产生。
【注意】引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的
条件可以概括为：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。
6、实验注意事项
实验中使用磁性较强的磁铁，电流表用灵敏电流表。
实验一中,插入磁铁后要在线圈中停留一段时间，待电流表回到零位后再拔出，改变插拔速度，进行
观察。
实验二中,滑动变阻器滑片移动速度不要太快，注意电路连接情况，要明确电源的电流并未进入大线
圈。实验二中，小线圈中放入铁芯，可使实验现象更明显。
九、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1、实验原理
互感现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化,在铁芯中激发的磁场也不断变
化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。
实验方法采用控制变量法：①n、U 一定，研究n 和U 的关系；②n、U 一定，研究n 和U 的关系。
1 1 2 2 2 1 1 2
2、实验器材
学生电源(低压交流电源，小于12 V)、可拆变压器（如图甲）、多用电表、导线若干。
3、实验装置图
4、实验步骤
按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压档，并记录两个线圈的匝数。
接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。
保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。
保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录每次的副线圈的匝数和对应的电压
值。
5、实验数据处理
分析变压器原、副线圈两端电压U、U 之比与原、副线圈的匝数n、n 之比的关系。
1 2 1 2
6、实验结论
当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数的增加，输出电压增大，即副线圈电压与副线
圈的匝数成正比；当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数的增加，副线圈电压变小，即副
线圈电压与原线圈的匝数成反比。
实验表明原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝。
7、实验注意事项
在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。
为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。
为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用
适当的挡位进行测量。
8、实验误差分析
铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。
原、副线圈有电阻，有热损耗，造成误差。
原、副线圈不是理想线圈，有漏磁，造成误差。电表的读数产生误差。
一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。图1为实验电
路图，其中L 和L 为变压器的原、副线圈，S 和S 为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，
1 2 1 2
E为正弦式交流电源(能输出电压峰值不变、频率可调的交流电)。
(1)闭合S ，用多用电表交流电压挡测量线圈L 两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表
1 1
的示数______ (选填“变大”“不变”“变小”)。
(2)保持S 断开状态，调整E输出的交流电频率为50Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线
2
圈L 两端的电压为2500mV时，用示波器测得线圈L 两端电压u随时间t的变化曲线如图2所示，则线
1 2
圈L 两端与L 两端的电压比值为______ (保留3位有效数字)。
1 2
闭合S ，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50Hz、1000Hz的条件下，改
2
变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L 两端的电压U，得到U−R关系曲线如图3所示。用一
2
个阻值恒为20Ω的负载R 替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000Hz时，R 两端的电压为______
0 0
mV；当频率为50Hz时，为保持R 两端的电压不变，需要将R 与一个阻值为______ Ω的电阻串联。(
0 0
均保留3位有效数字)【答案】变大 12.6 275 32.0
【解析】解：(1)闭合S ，用多用电表交流电压挡测量线圈L 两端的电压。滑片P向右滑动后，负载电
1 1
U n
压增大，根据
1= 1
可知，与滑动前相比，电表的示数变大。
U n
2 2
U 280
(2)由图2可知线圈L 电压最大值为U =280mV，则有效值为U'= m= mV =140√2mV；
2 m
√2 √2
U 2500
则线圈L 两端与L 两端的电压比值为 1 = ≈12.6
1 2 U' 140√2
(3)由图可知，当频率为1000Hz时，R 两端的电压为275mV；
0
U 275
当频率为50Hz时，为保持R 两端的电压不变，则电流为I= 2= mA=13.75mA
0 R 20
0
若将R 与一个阻值为R'的电阻串联，则L 的电压为U' =13.75(R'+20)
0 2 2
结合图3可知R'=32.0Ω
故答案为：(1)变大；(2)12.6；(3)275；32.0
核心考点 02 电学创新实验
一、 创新的方法
1、转换法
将不易测量的物理量转换成易于测量的物理量进行测量，然后再反过来求解待测物理量，这种方法叫
做转换法。例如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度、
直径和电阻阻值，然后再计算出电阻率。
2、替代法
用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量
等于标准量。
3、控制变量法研究一个物理量与其它几个物理量的关系时，要使其中的一个或几个物理量不变，分别研究这歌物理
量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结。
二、解题的基本思路
1、找原型
根据题意找出题中实验再教材中的实验原型，并能准确、完整地重现出来。
2、找差别
根据题中所提供的实验器材与原型中的器材进行对比，找出不同点，这往往是解题的关键。
3、定方案
通过与原实验对比的结果和需要测量的物理量，来确定实验设计与实验步骤。
【注意】创新型实验多是对教材实验或常见的练习题进行器材和装置的改换而成，按照实验题目的要
求，进行实验的设计或有关物理量的测量。该类题目也可能是对实验方法加以改进或重组进行新实验的设
计。要注意数据处理、误差的来源等。
三、解决电学创新实验要抓住两点
1、选择好合适的实验原理
求解电学设计型题的关键在于理解清楚原理，并在此基础上将基本方法灵活迁移，在方法迁移的过程
中寻找解题的突破口。
2、设计合理的电路
根据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的接法，再选择控制电路并画出
实验电路图。
四、解题的三个要点
充分参考教材原实验的原理、器材、步骤、数据分析、误差分析等处理方法，遵循正确、安全、准确
的基本实验原则。
立足实验要求，选用相关电学规律分析实验原理，如欧姆定律、串并连规律等。
加强推究性思考，运用物理方法进行科学设计。
国家出台政策严整酒驾醉驾的乱象，酒精浓度介于 为酒驾，达到 或以上为醉
驾.某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器的电阻 随酒精浓度的变化
规律如图（a）所示。酒精浓度测试仪的调试电路如图（b）所示。提供的器材有：
A．酒精传感器 B．直流电源（电动势为 ，内阻不计）
C．电压表（量程为 ，内阻非常大） D．电阻箱（最大阻值为 ）
E.定值电阻R（阻值为 ） F.单刀双掷开关一个，导线若干（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱调为 ，然后开关向 （选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此
时指针对应的刻度线标记为 （保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （选填“变大”或“变小”），按照图（a）数据
将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用.
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为 ，则测量的酒精浓度
（选填“有”或“没有”）达到醉驾标准.
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （选
填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
【答案】 b 0.10 变大 没有 偏小
【详解】（1）①[1][2]本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻 ，故应先将电阻箱调
到 ，结合电路，开关应向b端闭合；由图甲可知 时，酒精浓度为 。
②[3]逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻上的分压变大，电压表的示数不断变大。
（2）[4]电压表读数为 ，所以 ，解得 ，通过图甲可知，
此的酒精浓度为 ，设有达到醉驾标准。
（3）[5]使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中电流将减小，电压表示数
将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
