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第 17 讲 电学实验
命题规律 1.命题角度：(1)电阻的测量；(2)导体电阻率的测量；(3)用多用电表测量电学中
的物理量；(4)测量电源的电动势和内电阻；(5)利用传感器制作简单的自动控制装置.2.常用
方法：伏安法、内接法、外接法、替代法、半偏法、电桥法、公式法、图像法．
考点一 以测电阻为核心的实验
R ＝＝R＋R >R，适合测量大电阻
测 x A x
伏安法
测电阻
R ＝＝r (r
测 真 测 真 测
测量电源的
＝r＋R )
A
电动势和内 伏安法
电阻
1.原理：E＝U＋r
2.关系式：＝·＋
3.误差分析：E r (r
测 真 测 真 测
安阻法 ＝r＋R )
A
例2 (2022·全国甲卷·22)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源 E(电动势
1.5 V，内阻很小)，电流表 (量程10 mA，内阻约10 Ω)，微安表 (量程100 μA，内阻R
g
待测，约1 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10 Ω)，定值电阻R(阻值10 Ω)，开关S，导线若干．
0(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0 μA，电流表的示数为9.00 mA，由此计算出微安表内
阻R＝________ Ω.
g
例3 (2022·广东肇庆市二模)某同学用以下器材组装一简易欧姆表．
毫安表A(量程0～50 mA)
电阻箱R(阻值0～999.9 Ω)
学生电源(输出电压0～16 V)
红、黑表笔各一只
导线若干
实验步骤如下：
(1)用导线将毫安表A、电阻箱R、学生电源串联起来，两只表笔一只接毫安表的负极，一只
接学生电源负极，为使电流从黑色表笔流出，和毫安表相连的表笔应为________(选填
“红”或“黑”)表笔；
(2)将学生电源的电压调至2 V，电阻箱调到100.0 Ω，将两表笔短接，发现毫安表指针向右
偏转，调节电阻箱阻值，当阻值为 35.0 Ω时，发现毫安表恰好满偏，此时电路中的总电阻
为________ Ω；(结果保留一位小数)
(3)断开两表笔，他在毫安表0刻度处标记“∞”，“50 mA”刻度处标记“0”，并在其他
刻度处标上正确阻值成为一个简易欧姆表，则25 mA处应标记________ Ω；(结果保留一位
小数)
(4)将学生电源的电压调至6 V，将两表笔短接，调节电阻箱直到毫安表满偏，此时该欧姆表
的倍率为________(选填“×2”“×3”或“×10”)，将一未知电阻接入两表笔之间，发现
毫安表指在25 mA处，该电阻的阻值为________ Ω(结果保留一位小数)．
例4 (2022·黑龙江省哈师大附中高三期末)某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电
池的电动势和内阻时，发现量程为0～3 V的电压表出现故障不能正常使用，实验台上有一
个量程为0～500 μA、内阻R＝200 Ω的灵敏电流计 和一个电阻箱R(0～9 999 Ω)．
g(1)为了把灵敏电流计 改装成量程为0～3 V的电压表继续实验，电阻箱R应调至______
Ω.
(2)请用笔画线代替导线完成图乙的实物电路连接．
(3)探究小组中一个同学用灵敏电流计 和电阻箱设计了如图丙所示的实验电路，同样测出
了干电池的电动势和内阻．
①多次调节电阻箱，记录灵敏电流计 的示数I和电阻箱的阻值R，干电池的电动势和内
阻分别用E和r表示，则和R的关系式为________________．
②然后以为纵坐标，以R为横坐标，作出了－R图线为一直线，如图丁所示，测得直线在纵
轴上的截距 b＝144，直线的斜率 k＝，则该干电池的电动势 E＝________ V，内阻 r＝
________ Ω.
考点三 创新型实验
1．测量电阻创新方案对比
如果已知 的内阻R，则可测得 的内阻R＝
1 2
安安法
串联一定值电阻R 后，同样可测得 的内阻
0
R＝
2
两电表的满偏电流接近时，若已知 的内阻
R，则可测出 的内阻R＝R
1 2 1
伏伏法
并联一定值电阻R 后，同样可得 的内阻
0
R＝
2单刀双掷开关分别与 1、2 相接，调节电阻箱
替代法 R ，保证电流表两次读数相等，则R 的读数即等
1 1
于待测电阻的阻值
闭合S ，断开S ，调节R 使G表满偏；再闭合
1 2 1
S ，只调节R ，使G表半偏(R≫R)，则R ＝R
2 2 1 2 2
，R R
真
测量电压表内阻
调节电阻箱R，当A、B两点的电势相等时，R
3 1
和R 两端的电压相等，设为U，同时R 和R 两
3 1 2 x
端的电压也相等，设为U，根据欧姆定律有：
2
电桥法
＝，＝.由以上两式解得：R·R＝R·R，这就是
1 x 2 3
电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻
R 的阻值
x
2．传感器的应用
例5 (2022·江苏连云港市高三期末)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R 的阻值．已
x
知电源电动势约为4.5 V，内阻约为1.5 Ω，电压表满偏电压为3 V，定值电阻R＝3.5 Ω，电
0
阻箱R最大阻值为99.9 Ω.电阻R/Ω 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
电压U/V 0.75 1.28 2.00 2.45 2.76 3.00
(1)将 S 接 1，闭合开关 S 前，该同学首先将电阻箱的阻值调到最大，这样操作是
2 1
________(选填“正确”或“错误”)的；
(2)多次改变电阻箱R的阻值，得到对应电压表的示数 U如表格所示，请根据实验数据在图
乙中作出U－R关系图像；
(3)断开S，将S 接2，再闭合S，电压表示数为1.60 V，利用(2)中测绘的U－R图像可得R
1 2 1 x
＝________ Ω，考虑到电压表为非理想电表，则 R 测量值________真实值(选填“大于”
x
“小于”或“等于”)．
例6 (2022·山东卷·14)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验．实
验器材：
干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)；
电流表A(量程10 mA，内阻为90 Ω)；
1
电流表A(量程30 mA，内阻为30 Ω)；
2
定值电阻R(阻值为150 Ω)；
0
滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)；
待测电阻R；
x
开关S，导线若干．
测量电路如图所示．
(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端．将定值电阻R 接入电
0
路；闭合开关，调节滑片位置．使电流表指针指在满刻度的处．该同学选用的电流表为
________(选填“A”或“A”)；若不考虑电池内阻．此时滑动变阻器接入电路的电阻值应
1 2
为________ Ω.
(2)断开开关，保持滑片的位置不变．用R 替换R ，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的
x 0
处，则R 的测量值为________ Ω.
x
(3)本实验中未考虑电池内阻，对R 的测量值________(选填“有”或“无”)影响．
x1．(2022·甘肃张掖市高三期末)已知电流计G的量程约为几毫安，内阻很小，现要将其量程
扩大为原来的3倍，某同学设计如图所示的电路图， 实验室提供了以下器材：
A．电源(E＝3 V)
1
B．电源(E＝15 V)
2
C．滑动变阻器R(阻值为0～1 kΩ)
1
D．滑动变阻器R(阻值为0～15 kΩ)
2
E．电阻箱
F．开关、导线．
(1)电源应选________，滑动变阻器应选________．(均填器材前所对应的字母)
(2)改装步骤如下，请将步骤补充完整：
①按电路图连接各器材，把滑动变阻器的滑片调至最________(选填“左”或“右”)端；
②将开关S 断开，S 闭合；
2 1
③调节滑动变阻器的滑片，使电流计G满偏；
④保持________不变，再闭合开关S，把电阻箱调到适当值，使电流计________；
2
⑤不再改变电阻箱的阻值，保持电流计G和电阻箱并联，撤去其他电路，即可将电流计G
的量程扩大为原来的3倍．
2．(2022·福建龙岩市三模)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控
开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值R随光的照度I的变化而发生变化的元件(照
度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)．
(1)某光敏电阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根据表中的数据，请在图甲的坐标系中
描绘出阻值随照度变化的曲线，并判断光敏电阻的阻值 R与照度I是否成反比关系．答
________(填“是”或“否”)．
照度I/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
阻值R/kΩ 5.8 3.7 2.7 2.3 2.0 1.8(2)图乙为街道路灯自动控制电路，利用直流电源 E为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供
电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“CD”)之间．
(3)已知线圈的电阻为140 Ω，直流电源E的电动势E＝36 V，内阻忽略不计．当线圈中的电
流大于10 mA时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器R′的阻值应调为________ Ω，才能
使天色渐暗、照度低于1.0 lx时点亮路灯．
(4)使用一段时间后发现，路灯在天色更亮时就已点亮了，为了使路灯能按设计要求点亮和
熄灭，变阻器R′的阻值应适当调________(选填“大”或“小”)些．
