专题17 电学实验
1.（2017全国卷Ⅰ）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压V，额定电流 A）；电压表V V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表A（量程 A，内阻Ω）；固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~ Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干.
（1）实验要求能够实现在0~ V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图. （2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示.
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）.
（3）用另一电源E0（电动势4 V，内阻Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为___________W.（结果均保留2位小数）
答案：（1）
（2）增大增大（3）
解析：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点. (1)要实现在0~V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V.由于小灯泡正常发光时电阻约
为12 Ω，所以需将电流表外接.(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大.根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大.（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左
图所示，交点坐标约为U= V，I=225 mA，P1=UI= W；整理得：
1E
I U
R r R r
=-+
++
，当直
线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大.当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U= V，I= A，如右图所示，最大的功率为P2=UI= W.
2.（2017全国卷Ⅱ）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）的内阻.可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱R z（最大阻值为99 Ω）；电源E（电动势约为 V）；单刀开关S1和、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线.
（2）完成下列填空：
①R 1的阻值为 Ω（填“20”或“2 000”）. ②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到接近图（a ）中的滑动变阻器的 端（填
“左”或“右”）对应的位置；将R 2的滑片D 置于中间位置附近.
③将电阻箱R z 的阻值置于2 Ω，接通S 1.将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片
D 的位置.最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前B 与D 所在位置
的电势 （填“相等”或“不相等”）.
④将电阻箱R z 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z 的阻值置于2 Ω时，在
接通S 2前后，微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为 Ω（结果保留到个位）.
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： .
答案：（1）连线见解析 （2）①20 ②左 ③相等 ④2 550 （3）调节R 1上的分压，尽
可能使微安表接近满量程
解析：（1）实物连线如图：
（2）①滑动变阻器R 1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 Ω的滑动变阻器；
②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到接近图（a ）中滑动变阻器的左端对应的位置；
③将电阻箱R z 的阻值置于2 Ω，接通S 1；将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑
片D 的位置；最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前后在BD 中无
电流流过，可知B 与D 所在位置的电势相等；
④设滑片P 两侧电阻分别为R 21和R 22，因B 与D 所在位置的电势相等，可知；z12122
A R R R R ；
同理当R z 和微安表对调后，仍有：z22122A R R R R =；联立两式解得：z12250026012550A Z R R R ==⨯Ω=Ω.
（3）为了提高测量精度，调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程.
3.（2017全国卷Ⅲ）图（a ）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；
R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻，R 6是可变电阻；表头G 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 mA 挡，欧姆×100 Ω挡.
（1）图（a ）中的A 端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接.
（2）关于R 6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）.
A ．在使用多用电表之前，调整R 6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R 6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R 6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R 1+R 2=______Ω，R 4=_______Ω.
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b ）所示.若此时B 端是与“1”相连的，则多用
电表读数为________；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）
答案：（1）黑 （2）B （3）160 880 （4） mA （或 mA ） 1 100 Ω
解析：（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔.
（2）R 6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使
电表指针指在表盘右端电阻“0”位置.
