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专题10 电学实验中图像解答总结
【本专题涉及到的常见的实验】
各类电学实验
【方法总结提升】
1、考查类型
①描点作图题：单位长度恰当，数据尽可能分散，平滑曲线连接，大多数点过连线。
②看图象找结论：看图找出两个量之间的关系。
③非线性转换成线性图象解决问题
④分析图象斜率、截距、面积、特殊点物理意义题
⑤画图象解决问题
2、高考大纲要求的电学实验内容与函数图象对照表
内容
函数图象
实验：测定金属的电阻率
伏安法测电阻，函数U=IR ,因R 不变，U-I 图象是直线
函数
I=U
R ,因R 是变量，I−U 图象是曲线
实验：描绘小电珠的伏安特性
曲线
实验：测定电源的电动势和内
阻
伏安法：函数U=E−Ir ，因r 不变，U-I 图象是直线。
安阻法：函数1
I = 1
E⋅R+ r
E ，因E、r 不变，1
I −R 图
象是直线.
伏阻法：函数
1
U = r
E⋅1
R + 1
E ，因E 、r 不变，
1
U −1
R 图象
是直线.
【例题1】某实验小组在电压表、电流表、电阻箱等实验器材中选一些来测量干电池组的
电动势与内阻。
1
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（1）为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图1 所
示，多用电表的红表笔应该与电压表的 （填“正”或“负”）接线柱相连，经过
正确操作，选择
挡时，示数如图2 所示，则电压表的电阻值约为
。
（2）为了测量某电池组的电动势和内阻，除了该电压表外，现提供的器材如下：A．某型
号电池组（电动势约为
、内阻很小）；B．电流表
（量程
，内阻约为
）；
C．电阻箱
；D．开关和导线若干。该实验小组设计甲、乙两个实验方案，实
验电路图分别如图3、4 所示，利用方案甲测量出的数据，作出它的
图像如图5，
利用方案乙测出的数据作出
图像如图6 所示，则通过方案乙测出电池组的内阻
（用图中的字母表达，
为图像的斜率，
为图像与纵轴的交点值）
（3）你认为以上方案测量的内阻哪一个更接近真实值 （填“甲”或“乙”）。
【例题2】某同学设计了一个测量液体电阻率的实验，他在一根均匀的长玻璃管两端装上
两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L，其间充满待测的河水，安装前他用游
标卡尺测量玻璃管的内经，测量结果为D。
所用仪器：
量程15V、内阻约300kΩ 的电压表
2
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量程200μA、内阻约50Ω 的电流表
最大阻值为1kΩ 的滑动变阻器，
电动势E=12V、内阻约为r=6Ω 的电池组，开关等各一个，以及导线若干
图乙坐标中包括坐标为（0,0）的点在内的9 个点表示他较为准确测得的9 组电流I、电压
U 的值，在坐标中已作出图线。
根据以上材料完成以下问题：
①由图线得液体的电阻R= kΩ
②图丙中的仪器实物已部分连线，请完成剩余部分的连接 ，保证能测出图乙数据。
③开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至 （填“A”或“B”）端。
④求出液体的电阻率ρ= （用题中给出的字母D、L、R 及数学常数表示）。
【例题3】．小明在超市中发现两种品牌的5 号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，
分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。
（1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0—3V，内阻约为1kΩ）
B．电流表（0—3A，内阻为0.2Ω）
C．电流表（0—0.6A，内阻为0.5Ω）
D．滑动变阻器（0－20Ω，允许通过的最大电流为1A）
E．滑动变阻器（0－200Ω，允许通过的最大电流为0.5A）
实验中电流表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（均填相应器材前的
字母）
（2）请选择小明应该选择的实验电路是图 （填“甲”或“乙”）。
（3）小明分别记录了6 组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的
图线，如图丙所
3
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示。根据所画图线可得出品牌I 干电池内阻
。（结果均保留两位小数）
（4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明
继续对Ⅰ、Ⅱ两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P 随外电阻R 变化的关
系，以及电池的输出功率P 随路端电压U 变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出
了下列的
和
图像。下列各图中可能正确的是 。（多选，填正确答
案标号）
A．
B．
C．
D．
【例题4】某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E 和内电
阻r，R 为电阻箱。实验室提供的器材如下：电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），电阻箱
（限值范围0~999.9Ω）；开关、导线若干。
（1）根据图中的电路图，将器材连接成实验电路；
（2）实验时，改变电阻箱R 的值，记录下电压表的示数U，得到若干组R、U 的数据；
（3）根据实验数据绘出如图所示的
图线，由图像得出电池组的电动势E=
V，内电阻r= Ω。（结果保留二位有效数字）
4
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（4）关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是
（单选）
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B．同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小偶然误差
1．汽车在高架桥上时，导航说右转，而实际上右边根本没有右转出口，这是因为导航无法
判断汽车是否在桥上。一些智能手机中配有气压传感器，气压传感器的电阻会随所处环境
气压的变化而变化，所处的高度不同，气压不同，这样就可以很好地辅助导航来判断汽车
所处的高度，避免错误导航。某实验小组在室温下用以下器材探究气压传感器的阻值
随
气压变化的规律。
A．气压传感器P（阻值变化范围从几欧到十几欧）；
B．直流电源，电动势为3V，内阻不计；
C．电压表量程为
，内阻约为
；
D．电流表，量程为
，内阻为
；
E．滑动变阻器
，最大阻值约为
；
F．开关与导线若干。
（1）小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，请在图乙中用连线将实物补充完整
。
（2）当气压传感器所处环境的气压为标准大气压时，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，
若电压表的示数
，电流表的示数
，则气压传感器的阻值
。（结果保留三位有效数字）
（3）当环境压强
改变时，测得不同的
值，绘成的图像如图丙所示，由图丙可得
和
压强
的关系表达式为
。（式中物理量均采用SI）。
2．某实验小组利用如下器材测量电源电动势
和内阻。所用的器材包括：待测直流稳压
电源、电流表（内阻
可忽略不计）、总长度为
、总电阻值
的电阻
5
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丝
，且电阻丝
上标有长度刻度，保护电阻
，螺旋测微器（千分尺）、开关
和导线等。
（1）为验证电阻丝粗细是否均匀，一同学用螺旋测微器在电阻丝不同位置各个方向上测量
了金属丝的直径。某次测量结果如图所示，金属丝直径的测量值为
，由此可以求
得该金属丝的电阻率约为
（电阻率的计算结果保留三位有效数字）。
（2）连接好电路后，闭合开关
，记录电阻丝
的长度
和相应电流表的示数
，多次滑
动点，改变
的长度，测得多组
和
的值，计算出对应的
，根据测量到的多组实验
数据作出
图像，如图所示，由图像可求得电源电动势
，电源内阻
（计算结果均保留三位有效数字）。
（3）该小组对实验进行误差分析：若电流表的内阻
不可忽略，步骤（2）中得到的电源
内阻的测量值 真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
3．某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻
的阻值，实验室提供的器材：
A．电池组（电动势为
）
B．电压表
（量程为
，内阻约
）
C．电压表
（量程为
，内阻约
）
D．电流表
（量程为
，内阻约
）
E.电流表
（量程为
，内阻约
）
F.滑动变阻器
（
，额定电流2A）
G.开关、导线若干
（1）为了减小实验误差，电压表应选 ，电流表应选 （填写所选器材前的
序号）。
（2）要使得测量误差最小，他们测量是采用如图哪种接法 。
6
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A．
B．
C．
D．
（3）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，根据测得的多组数据在坐标纸上（如图）建立
U、I 坐标系，描绘出
图线，则待测电阻的阻值为 Ω（结果保留2 位有效数
字），测量结果与真实结果相比 （填“偏大”、“偏小”或“无误差”）。
4．实验小组利用伏安法测量电阻R 的阻值，除开关、若干导线外实验室还提供以下仪器。
A．电源（电动势
，内阻不计）
B．电流表
（量程为3A，
）
C．电流表
（量程为0.6A，
）
D．灵敏电流计G（量程为
，
）
E．电阻箱
（最大阻值为
）
F．滑变阻器
（最大阻值为100
，允许通过最大电流为1A）
G．滑变阻器
（最大阻值为100
，允许通过最大电流为0.3A）
H．多用电表
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实验过程如下，请回答与实验过程中相关的问题：
（1）首先粗测电阻
，将多用电表选择开关旋转至欧姆“
”挡，并进行欧姆调零，测
得
的电阻如图甲所示，则
的阻值约为
；
（2）实验要将灵敏电流表G 和电阻箱串联改装成量程为3V 电压表，电阻箱阻值
需调至
；
（3）选择合适仪器，使测量数据尽可能多，请在方框中画出设计电路图 ；
（4）该实验小组根据合理的设计电路进行实验，得到多组灵敏电流计电流
和电流表的电
流I 的数据，并作出
图像如图乙所示，则
的阻值为
（保留两位有效数字）
测出的
的阻值 真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
5．节日的彩灯扮靓了我们的城市，彩灯由许多小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五
光十色的彩灯带，下图是一个小彩灯的图片，当彩灯带中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带
却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联，当灯
丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，
其他小彩灯仍能发光，小明找来一串彩灯带进行探究实验（其中有一个小彩灯的灯丝已烧
断）。实验室还提供下列器材：
A．电流表A（量程0~0.6A，内阻不计）
B．电压表V（量程0-15V，内阻约2kΩ）
C．滑动变阻器R（阻值0~10Ω，额定电流1A）
D．电源（E=10V，内阻很小）
E.开关、导线若干
（1）取下灯丝已烧断的小彩灯，把灯带接在照明电路上，发现灯带 （选填
“亮”或“不亮”）。
（2）小明要测量小彩灯灯丝的伏安特性曲线。请用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接
完整。
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（3）正确操作测得实验数据，记录如下表。在图乙中，作出灯丝烧断前的伏安特性曲线。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表示数U/V
0.4
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
电流表示数I/A
0.1
0
0.19
0.2
7
0.33
0.37
0.4
0
0.42
0
（4）灯丝烧断前小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而 。
（5）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是 。
6
11．叠层电池具有体积小输出电压高的特点，某实验小组欲测量一块叠层电池的电动势和
内阻，所用器材如下：
待测叠层电池（电动势约为
，内阻约为十几欧）；
电流表（量程为
，内阻
）；
电阻箱（最大电阻值
）；
定值电阻
（
约为几十欧）；
开关
一个、单刀双掷开关
一个、导线若干。
（1）如图所示是甲同学设计的测量定值电阻阻值的电路图，按图连接好器材后，先将电阻
箱的阻值调到最大阻值，将
接到1 端，闭合
，记下电流表的读数
，再将
接到2 端，
调节电阻箱，使电流表的读数仍为
，记下电阻箱此时的阻值为
，则定值电阻的
阻值
。
（2）如图所示是乙、丙两位同学设计的测量电源电动势和内阻的实验电路图，其中
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（填“乙”或“丙”）同学的实验电路更加合理。
（3）按（2）中所选的电路图连接器材，进行实验，根据测量的数据做出
图线如图丁
所示，图线的斜率为
，截距为
，则电源的电动势
，内阻
（用
和
表示）。
7．（1）在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学用欧姆挡去测量“220V、60W”的
白炽灯不发光时的灯丝电阻，将选择开关调至欧姆挡“×10”挡，并进行正确操作后，指针
位置如图所示，则该白炽灯的灯丝电阻为 Ω。
（2）在“金属丝电阻率的测量”实验中，小明同学用米尺测出金属丝的长度l，用螺旋测
微器测量其直径d 如图所示，则直径d= mm；经粗测金属丝的电阻约为5Ω，为了使测量
更加准确，他用伏安法测量该金属丝的电阻，所用的电路如图所示，图中电压表的右端应
与 （选填“a”或“b”）点连接；电路连接正确后，电压表和电流表的示数分别为U
和I，该金属丝的电阻率ρ= （结果用题中字母表示）。
（3）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和桔子制作了“水果电池”，经粗测电动
势约为0.85V，他们再用如图所示的实验电路测量该电池的电动势E 和内阻r。图中电流表
A1内阻为100Ω，量程0~100μA；电流表A2内阻为50Ω，量程0~600μA；滑动变阻器R0最
大阻值5kΩ。
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①现有两定值电阻：R1=100Ω、R2=9900Ω，实验中R 应选择定值电阻 （选填“R1”
或“R2”）；
②根据两个电流表A1和A2测量的多组数据，描点作出I1-I2图像，如图所示。由图像可求得
该水果电池的电动势E= V，内阻r= Ω（计算结果均保留2 位有效数字）。
8．某实验小组用电流表G 和电阻箱进行一系列实验，分别是测量电流表的内阻、改装电
压表和测量电源的电动势和内阻。实验器材如下：
A．电流表G：满偏电流Ig=0.15mA，内阻未知
B．电流表A
C．电阻箱R：最大阻值为9999.9Ω，
D．电源：电动势E=1.2V，内阻可忽略不计
E.待测脐橙水果电池：电动势约为0.6V，内阻约为1000Ω
F.导线开关若干
（I）测量电流表G 的内阻Rg
①按如图甲所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R 的阻值调到最大，闭合开关S1，断开
开关S2，调节电阻箱R，使电流表A 的示数大于量程的
，且两电流表的示数都没有超过
量程，读出电流表A 的示数为I0，电阻箱的示数为R1：
②保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱R，使电流表A 的示数仍为I0，读出电阻
箱的示数R2；
（II）用该电流表G 和电阻箱R 改装一个电压表
（III）用该电流表G 和电阻箱R 测量脐橙水果电池的电动势E 和内阻r
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①按图乙所示的电路图连接好电路，电路还有部分没有画出（包括电流表G 和电阻箱
R）；
②正确连接电路后闭合开关S，调节电阻箱的阻值，得到多组电流表G 的示数，根据实验
数据作出
图像，如图丙所示。
根据实验回答下列问题：
（1）电流表G 内阻的表达式为Rg= （用R1、R2表示）；
（2）通过以上测量得到电流表G 内阻为Rg=100Ω，用电流表G 和电阻箱R 改装成量程为
1V 的电压表，应将电阻箱R 与电流表G （选填“串联”或“并联”），将电阻箱R
的阻值调到 Ω（结果保留三位有效数字）；
（3）请在图乙所示电路的虚线框中添上电流表和电阻箱 ，电流表的符号为G，电阻
箱的符号为
，将电路图补充完整，根据
图像，求出水果电池的电动势E=
V，内阻r= Ω。（结果均保留2 位有效数字）
9．某实验小组想尽量准确地测量一节旧电池的电动势E 和内阻r，实验器材有：
待测旧电池E；
电阻箱
标准电池
（内阻
已知）
电压表V（内阻
未知）
单刀双掷开关S，导线若干
设计的电路图如图1 所示：
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主要实验步骤如下：
①根据电路图1，连接实验器材；( )
②开关S 拨到a，调节电阻箱R 取不同的值，记录对应的电压表的示数U，画出的
图
像如图3 中的甲所示，已知甲的纵截距为d；
③开关S 拨到b，调节电阻箱R 取不同的值，记录对应的电压表的示数U，画出的
图
像如图3 中的乙所示，已知乙的斜率为k，纵截距也为d。
回答下列问题：
（1）在图2 中用笔画线代替导线连接实物图。
（2）对图3 由直线甲可得出电压表的内阻为
。
（3）对图3 由直线乙可得出旧电池的电动势
，
。
10．用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存
在系统误差。按如图甲所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。利用这个电路还可
以对电压表、电流表的内阻进行测量。实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源内阻
，
电阻箱R1（最大阻值为
）
电阻箱R2（最大阻值为
），
电压表
（内阻约为
），
电流表
（内阻约为
），
灵敏电流计
，两个开关
。
主要实验步骤如下：
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①按图甲连接好电路，调节电阻箱
和
至最大，闭合开关
和
，再反复调节
和
，
使电流计
的示数为0，读出电流表
、电压表
、电阻箱
电阻箱
的示数分别为
、
；
②重复①操作，反复调节电阻箱
和
（与①中的电阻值不同），使电流计
的示数为
0，得到了多组
；
③根据实验得到的多组数据作出的
图线如图乙所示。
回答下列问题：
（1）电流计
的示数为0 时，电路中
和
两点的电势
和
的关系为 ；
（2）由操作①，可求得电压表的内阻为 ；（用
表示）
（3）由图乙可得电源的电动势
，内阻
。（结果均保留2
位有效数字）
11．某实验小组设计了探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系实验。实验室提供的器材如下：
A．待测小灯泡（额定功率1.25W，额定电流0.5A）
B．电流表（量程0~0.6A，内阻0.1Ω）
C．电压表（量程0~3V，内阻约5kΩ）
D．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值50Ω）
F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ）
G．直流电源（电动势6V，内阻可忽略）
H．开关一个，导线若干
实验中调节滑动变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯
泡在不同电压下的电流。
（1）实验中为较准确测量、方便调节，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 。
（填写仪器前符号）
（2）根据图甲设计的电路，完成图乙中的实物连线。
（3）如图丙所示是该研究小组测得小灯泡的
关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电
阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为
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1.5V 时，其灯丝电阻值约为 Ω。
（4）若不考虑电表内阻的影响，得到的是上面的
关系图线。但实际电表内阻有影响，
则实际的伏安特性曲线比上面的
关系图线位置来得偏 （填“高”或“低”）。
12．某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。
（1）先用多用电表的2.5
直流电压挡粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池
的 （填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一极相连，多用电表的示数
如图甲所示，则粗测的电池电动势为
；实验小组想利用多用电表的欧姆挡粗
略测量电池的内阻，你认为 （填“可行”或“不可行”）。
（2）要精确测量电池的电动势和内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路，
为定值电
阻，
为滑动变阻器，两个直流电压表
、
均可视为理想电表。
①请根据图乙所示电路图，在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接 。
②实验中移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表
和
的多组数据
、
。利用测出
的数据描绘出
图像如图丁所示，图中直线的斜率为
，截距为
，可得电池的电动
势
，内阻
。（用
、
、
表示）
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