1、鳳凰涅槃 浴火重生 致遠為高考而來電學實驗的建模思想與分析思路模型一：未知電阻的阻值測量與小燈泡的伏安特性曲線考點1：利用伏安法測電阻（電阻率）真題1（2014全國卷2）在伏安法測電阻的實驗中，待測店主Rx的阻值約為200，電壓表V的內阻約為2K，電流表A的內阻約為10，測定電路中電流表的鏈接方式如圖甲、乙所示，結果有由公式RxU/I計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的式數，若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則 （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1 （填“大于”“等于”或“小于”）真實值，測量值Rx2 （填“大于”“等于”或“小于”）致

2、遠總結：對于利用伏安法測電阻實驗中電流表的內接和外接法需掌握以下基礎知識真題2（2014山東理綜）實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線，某同學向通過實驗測定其實際長度，該同學首先測得導線橫截面積為1.0cm2，查得銅的電阻率為1.710-8m，再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx，從而確定導線的實際長度。 可供使用的器材有：電流表：量程00.6A，內阻約為0.2 電壓表: 量程03V,內阻約9K滑動變阻器R1：最大阻值5 滑動變阻器R2：最大阻值20定值電阻：R03 電源：電動勢6V，內阻可忽略不計： 開關、導線若干。回答下列問題：（1）實驗中滑動變阻器應該選 （填“R1”或“R2”）

3、，閉合開關S前應將滑片移至 端（填“a”或“b”）。（2）在實物圖丙中已正確連接了部分導線，請根據圖甲電路完成剩余部分的鏈接。（3）調節滑動變阻器，當電流表的讀書為0.50A時，電壓示數如圖乙所示，讀書為 V (4)導線實際長度為 m（保留2位有效數字）致遠總結：1、滑動變阻器的選擇：選擇滑動變阻器時，先要確保電路中電流不超過變阻器允許通過的最大電流。若用“限流式”一般選阻值適當大一點的，但不能越大越好，因阻值太大時，在實驗中，可能只能只能用到其阻值較小的一部分，滑動觸頭只能在很短的距離內移動，使用起來很不方便，一般是選變阻器總阻值與用電器的阻值比較接近的。 若用“分壓式”，應選擇總阻值適當小

4、一些的滑動變阻器，這樣可使分出的電壓大致隨滑動觸頭移動距離成正比例改變，調節起來比較方便。 2、滑動變阻器的使用：（1）做限流作用時，把滑動變阻器串聯在被限電流的電路中，可以接同一端的連個接線柱A、C或B、D，也可以接對角線上的量接線柱A、D或B、C，開始時，應使接入的電阻最大。（2）做分壓用時，先把電阻絲與開關串聯，接到電源兩極上，再在電阻絲的一端與滑動觸頭之間接上用電器。考點2：利用伏安法研究小燈泡的伏安特性曲線真題1（2015福建理綜）某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖甲所示，現已完成部分導線的鏈接。實驗要求滑動變阻器的滑片從左到右移動過程中，電流表的示數從零逐

5、漸增大，請按此要求用筆代替導線在圖甲實物連線圖中完成余下導線的鏈接；某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示,則電流表的示數為 A.該小組繪制出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據圖判斷，將 只相同的小電珠并聯后，直接與電動勢為3V、內阻為1的電阻組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率約為 W（保留兩位小數）致遠總結：伏安法研究小燈泡的伏安特性的注意事項：（1）電流表采用內接法還是外接法：由于小燈泡的電阻較小，為減小誤差，采用電流表外接法。（2）滑動變阻器采用分壓式還是限流式接法：實驗繪制的小燈泡的伏安特性曲線要求有坐標原點附近的數據，且要求小燈泡的電壓變化范圍較大（從零開始逐漸增大到額定電壓），

6、則滑動變阻器采用分壓式接法。滑動變阻器采用分壓式的接法電路圖如圖所示在接通電路前，滑動觸點應放在使小燈泡兩端的電壓為零的位置，即圖中滑動觸點應放在最左端。（3）利用燈泡I-U圖線和電源I-U圖線的交點求功率：通過燈泡的伏安特性曲線知，燈泡的電阻在不同電壓下為不同的數值，顯然，要想通過圖線得知電阻，應先知道加在燈泡兩端的電壓；而根據電路原理，要知道燈泡所分電壓，應先知道燈泡的電阻，這就陷入未知量的循環中而無法求解。解決此類題型的方法是：找到電源的I-U圖線與燈泡的I-U圖線的交點P的坐標（Up，Ip），表示電源E與燈泡串聯的電壓（即電源的路段電壓）和工作電流，從而使問題得到解決。考點3：利用安安

7、法測電阻真題1（2014四川理綜）如圖是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護電阻（10），R1是電阻箱（099.9），R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源（電動勢10v，內阻很小）。在保證安全和滿足要求的情況下，使測量范圍盡可能大。實驗具體步驟如下：（i）連接好電路，將滑動變阻器r調到最大；（ii）閉合S，從最大值開始調節電阻箱R1，先調R1為適當值，再調滑動變阻器R，使A1示數I1=0.15A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2示數I2。（iii）重復步驟（ii），再側量6組R1和I2；（iv）將實驗洲得的7組數據在坐標紙上描點。根據實驗回答以下問題：現有四只供選用的電

8、流表：a電流表（03mA，內阻為2.0）b電流表（03mA，內阻未知）c電流表（00.3A，內阻為5.0d電流表（00.3A，內阻未知）A1應選用，A2應選用。測得一組R1和I2值后，調整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數I1=0.15A，應讓滑動變阻器R接入電路的阻值（選填“不變”、“變大”或“變小”）。在坐標紙上畫出R1與I2的關系圖。根據以上實驗得出Rx=。致遠總結：本題考察了對電路設計的理解、電表的選取以及對圖像的理解與應用，其難點是對電路設計的理解，由于本題沒有給出電壓表，而電流表可看作本身能直接讀出電流的小電阻，若電流表的內阻已知，則該電流表兩端的電壓可知。所以，內阻一直的電流

9、表了看做電壓表使用，根據這一思想通常可以設計以下三種電路： 對于圖甲，根據歐姆定律有（I2-I1）RXI1r1，解得RX等于I1 r1I2-I1，電流表A1的內阻r1應已知且較大。 對于圖乙，根據歐姆定律有（I2-I1）RXI1（R0r1），解得RXI1(R0r1)I2-I1,電流表A1的內阻r1應已知 對于圖丙，根據歐姆定律有I1（RX r1）I2（R0r2），解得RXI2(R0r2)I1-r1,電流表A1、A2的內阻r1、r2都應已知。 以上方法都沒有系統誤差真題2（2014天津理綜）現要測量一個未知電阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用的電表（僅可使用歐姆擋）； 一個電池組E（電動勢

10、6V）；一個滑動變阻器R（020，額定電流1A）；兩個相同的電流表G（內阻Rg=1000，滿偏電流Ig=100uA）；兩個標準電阻（R1=29000，R2=0.1）； 一個電鍵S、導線若干。為了設計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，采用“10”擋，調零后測量該電阻，發現指針偏角非常大，最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來，下列判斷和做法正確的是（填字母代號）。A這個電阻阻值很小，估計只有幾歐姆 B這個電阻阻值很大，估計有幾千歐姆C如需進一步測量可換“1”擋，調零后測量 D.如需進一步測量可換“1k”擋，調零后測量根據粗測的判斷，設計一個測量電路，要求測量盡量準確并使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，并

11、將各元件字母代碼標在該元件的符號旁。致遠總結：（1）歐姆表的使用： 用歐姆檔測電阻時，如果指針偏轉角度太小（即指針所指的刻度值太大），應該增大倍率重新調零后再測；如果指針偏轉角度太大（即指針所指的刻度值太小），應該減小倍率重新調零后再測。注意：選檔后要進行歐姆調零，換擋后要重新歐姆調零。 （2）電表的改裝： 小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯一個阻值較小的電阻，小量程電流表改裝成電壓表需要串聯一個阻值較大的電阻。考點4：利用伏伏法測電阻真題1（2010福建理綜）如圖所示是一些準備用來測量待測電阻Rx阻值的實驗器材，器材及其規格列表如下：器材規格待測電阻Rx電源E電壓表V1電壓表V2電流表A

12、滑動變阻器R開關S、導線若干阻值在9001000之間具有一定內阻，電動勢約9.0V量程2.0V，內阻r1=1000量程5.0V，內阻r2=2500量程3.0V，內阻r1=0.10最大阻值約100，額定電流0.5A為了能正常進行測量并盡可能減小測量誤差，實驗要求測量時電表的讀數大于其量程的一半，而且調節滑動變阻器能使電表讀數有較明顯的變化請用實線代替導線，在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量Rx阻值的電路致遠總結：電壓表可看成直接讀出自身兩端電壓的大阻值，其電流IUr，所以阻值已知的電壓表可等效為電流表，根據這一思想可以設計以下兩種電路： 對于圖甲，根據歐姆定律有U2U1U

13、1r1Rx，解得RxU2-U1r1U1，這種方法只需要知道電壓表V1的內阻r1。 對于圖乙，根據歐姆定律有U1r1U1R1U2r2，解得RxU1r1r2U2r1-U1r2,這種方法需要兩電壓表的內阻都已知。 顯然這兩種方法都沒有系統誤差。模型二：測量電表的內阻考點5：利用半偏法測量電流表或電壓表的內阻真題1（2015全國卷2）電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內阻(半偏法)，實驗室提供的器材如下：待測電壓表 (量程3V，內阻約為3000)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9)，滑動變阻器R1(最大阻值100。額定電流2A)，電源E(電動勢6V

14、，內阻不計)，開關2個，導線若干。(1)虛線框內為該同學設計的測量電壓表內阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。(2)根據設計的電路，寫出實驗步驟：_。(3)將這種方法測出的電壓表內阻為,與電壓表內阻的真實值RV相比，_RV(填“”、“=”、“”)，主要理由是_。真題2（2012天津理綜）某同學在進行擴大電流表量程的實驗時，需要知道電流表的滿偏電流和內阻他設計了一個用標準電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內阻的電路，如圖所示已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱該同學順利完成了這個實驗實驗過程包含以下步驟，其合理的順序依次為_（填步驟的字母代號）；A

15、合上開關S2B分別將R1和R2的阻值調至最大C記下R2的最終讀數D反復調節R1和R2的阻值，使G1的示數仍為I1，使G2的指針偏轉到滿刻度的一半，此時R2的最終讀數為rE合上開關S1F調節R1使G2的指針偏轉到滿刻度，此時G1的示數為I1，記下此時G1的示數僅從實驗設計原理上看，用上述方法得到的G2內阻的測量值與真實值相比_（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；若要將G2的量程擴大為I，并結合前述實驗過程中測量的結果，寫出須在G2上并聯的分流電阻RS的表達式，RS=_致遠總結：對于半偏法測電表內阻需要掌握以下要領：（1）半偏法測電流表的內阻RA：如圖甲所示，閉合S1，斷開S2，調節滑動變阻器R1

16、，使電流表到達滿偏值I0：保持R1不變，閉合S2，調節電阻箱R2，使電流表的讀書等于I0/2，然后讀出R2的值，則有RAR2（2）半偏法測電流表的內阻RV：如圖乙所示，閉合S，將電阻箱R2調為零，調節滑動變阻器R1，使電壓表達到滿偏值UO；保持R1不變，調節R2，使電壓表的讀書為UO/2，記下此時電阻箱的示數R2，則有RVR2 （3）在電流甲中，認為S2閉合后電路中的總電流近似不變，則通過電阻箱的電流近似為I0/2，所以電流表內阻與電阻器的示數近似相等，實際上S2閉合后電路中的總電流要變大，所以通過電阻箱的電流要大于I0/2，電阻箱的示數要小于電流表的內阻，為了減少這種系統誤差，要保證變阻器在

17、接入電路中的阻值R100R, R為并聯部分總阻值，從而使S閉合前后電路中的總電流基本不變。R越大系統誤差越小，但所要求的電源電動勢越大，實驗所用電源電動勢為812V，變阻器的最大阻值為60K左右。（4）在電路乙中，調節電阻箱R2的阻值，使電壓表指針到達半偏，認為總電壓近似不變，則電阻箱兩端電壓近似為UO/2，所以電壓表的內阻與電阻箱的示數近似相等。實際上原來電阻箱R00，調節R2后，總電壓要變大，所以電阻箱兩端電壓大于UO/2，電阻箱的示數要大于電壓表的內阻值。為了減少這種系統誤差，變壓器R1接在電路總的阻值越小越好，從而使調節電阻箱R2前后電路中的總電壓基本不變，這也要求電源電動勢適當大一點

18、考點7 ：利用等效替代法測量RA或RA真題1 （2011全國卷）為了測量一微安表頭A的內阻，某同學設計了如圖所示的電路圖中，A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關和單刀開關，E是電池完成下列實驗步驟中的填空：（1）將S撥向接點1，接通S1，調節_，使待測表頭指針偏轉到適當位置，記下此時_的讀數I；（2）然后將S撥向接點2，調節_，使_，記下此時RN的讀數；（3）多次重復上述過程，計算RN讀數的_，此即為待測微安表頭內阻的測量值致遠總結：運用等效法處理問題的一般步驟為：（1）分析原事物的本質特性和非本質特性；（2）尋找適當的替代物（電阻箱），以保留原事物

19、的本質特性；（3）研究替代物的特性及規律；（4）將替代物的規律遷移到原事物中去考點8：利用同種電表測量電表的內阻（安安法測RA，伏伏法測RA）真題1 （2011上海物理）實際電流表有內阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯測量實際電流表G1內阻r1的電路如圖1所示，供選擇的儀器如下：待測電流表G1（05mA，內阻約300） 電流表G2（010mA，內阻約100）定值電阻R1（300） 定值電阻R2（10）滑動變阻器R3（01000） 滑動變阻器R4（020）干電池（1.5V） 電鍵S及導線若干（1）定值電阻應選_，滑動變阻器應選_（在空格內填寫序號）（2）用連線連接實物圖（圖2）（3）實驗步驟如下

20、：按電路圖連接電路，將滑動觸頭移至最左端；閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應的G1、G2讀數I1、I2；以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應圖線，如圖3所示（4）根據I2-I1圖（圖3）線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內阻的表達式_致遠總結：對于電表內阻的測量，設計要點如下：（1）測量的原理：RU/I。（2）電壓表的讀書是其內阻兩端的電壓，電流表的讀數是流經其內阻的電流。（3）若要測電壓表的內阻，則要想辦法測出其電流即可；若要測電流表的內阻，則要想辦法測量其電壓即可。（4）已知內阻的電壓表可做電流表使用，已知內阻的電流表可做電壓

21、表使用。（5）測出定制電阻的電壓可間接求電流，測出定值電阻的電流可間接求電壓。模型三：測量電源的電動勢與內阻考點9：基本的伏安法測定電源的電動勢和內阻真題1（2014北京理綜）利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內電阻。要求盡量減小實驗誤差。（1）應該選擇的實驗電路是圖1中的_（選項“甲”或“乙”）。（2）現有電流表（00.6A），開關和導線若干，以及以下器材：A.電壓表（015V） B.電壓表（03V）C.滑動變阻器（050） D.滑動變阻器（0500）實驗中電壓表應選用_，滑動變阻器應選用_（選填相應器材前的字母）。（3）某同學記錄的6組數據如下表所示，其中5組數據的對應點已經標在圖

22、2的坐標紙上，請標出余下一組數據的對應點，并畫出U-I圖線。序號123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4）根據（3）中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=_V，內電阻r=_。（5）實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數U以及干電池的輸出功率P都會發生變化，圖3的各示意圖中正確反映PU關系的是_致遠總結：測定電源電動勢和內阻的實驗中，對于滑動變阻器的選取，一般阻值不宜過大，否則造成電壓表的示數變化不明顯，一般選阻值比電源阻值大幾倍的即可。在測定電源電動勢和內阻的實驗中，作圖處理數據時，

23、由于干電池內阻較小，使得路段電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，由此秒點繪圖，如圖甲所示，這樣的圖線未布滿整個坐標紙，斜率的計算誤差大。為了作圖方便，在作UI圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據測量的數據從某一恰當值開始（橫坐標I必須從零開始）。但這時圖線橫軸的交點不在是短路電流I短，不過圖線與縱軸的截距仍為電動勢，直線斜率的絕對值仍是電源的內阻，如圖乙所示。考點10：利用安阻法測定電源的電動勢和內阻真題1（2014全國卷1）利用如圖所示電路，可以測量電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材有：待測電源； 電阻箱R（最大阻值999.9）；電阻R0（阻值為3.0）； 電阻R1（阻值為3.0）；電流表A（量程為200mA，內阻為RA=6.0）； 開關S實驗步驟如下：將電