2022届二轮复习 专题九第2课时　电学实验 课件（86张）

这是一份2022届二轮复习 专题九第2课时　电学实验 课件（86张），共60页。PPT课件主要包含了高考题型，CONTENTS，专题限时训练，图12，限时40分钟等内容，欢迎下载使用。
本专题主要复习电学实验的基本原理和方法，并借助基本实验分析拓展创新实验。
主要考查电表改装、多用电表原理和使用；观察电容器的充、放电现象；“电阻测量类”实验；测量电源的电动势和内阻；探究影响感应电流方向的因素；探究变压器电压与线圈匝数的关系；利用传感器设计并制作简单的自动控制装置；电学拓展创新实验等。
考查的是电学实验的基本原理和方法，经常和传感器结合在一起，考查电路的控制，难度一般较大。
高考题型2　“电阻测量类”实验
高考题型1　电表改装　多用电表原理和使用
高考题型3　测定电源电动势和内阻
高考题型4　新高考增加电学实验
高考题型5　利用传感器设计自动控制电路
【例1】 (2021·1月重庆市学业水平选择性考试适应性测试，12)某同学拟将量程为Ig＝1 mA，内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为1 V的电压表。
(1)他首先设计了如图1所示的电路来测量电流表G的内阻Rg，图中E为电源电动势。现有最大阻值分别为100 Ω和2 600 Ω的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。开关S1接通，S2未接通时，调节R2使电流表G示数为1.00 mA；接通S2后，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节电阻箱R1，当其阻值为50 Ω时，电流表G的示数为0.50 mA，则电流表G的内阻Rg为________Ω；
(2)为了将电流表G改装成量程为1 V的电压表，需要________(选填“串联”或“并联”)一个大小为________ Ω的电阻。
解析　(1)本题中采用“半偏法测电流表的内阻”，要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，电流表内阻为几十欧，则R2应选用最大阻值为2 600 Ω的滑动变阻器。电流表G满偏后接通S2，电阻箱R1的电阻与电流表G的内阻相等时，电流表G半偏，即Rg＝50 Ω。
答案　(1)2 600　50　(2)串联　950
【拓展训练1】 (2021·河北“五个一名校联盟”二模)如图2(a)为简易多用电表的电路图。图中E是电动势为1.5 V的干电池；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为600 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，分别为：直流电压2.5 V挡位和10 V挡位、直流电流1 mA挡位和10 mA挡位、欧姆×100挡位。
(1)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω。(2)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________mA；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________Ω；若此时B端是与“4”相连的，则读数为________V。(3)表内干电池由于使用时间较长了，导致电池的电动势变小，内阻变大了，但还能进行欧姆调零。此时测量一电阻的电阻值，在各项操作都无误的情况下，电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻的真实值。
答案　(1)200　2 350　(2)4.0　2 200　1.00　(3)大于
(2)B端与“1”相连时为10 mA挡，最小分度为0.2 mA，不用估读到下一位，故读数为4.0 mA。
【例2】 (2021·山东省普通高中学业水平选择性考试，14)热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：
待测热敏电阻RT(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)；电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)；电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)；滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)；
开关两个，温控装置一套，导线若干。同学们设计了如图3所示的测量电路，主要实验步骤如下：
①按图示连接电路；②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；④记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。(2)请用笔画线代替导线，将实物图4(不含温控装置)连接成完整电路。
(3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为________ Ω(结果保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值。(4)多次实验后，学习小组绘制了如图5所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐________(填“增大”或“减小”)。
解析　(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变；由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。(2)电路连接图如图所示
(3)微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即RT＋RμA＝R＝6 000.00 Ω，可得RT＝3 500 Ω。
当断开S2，电路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，路端电压增大，并联部分的电压增大，电阻箱分压大于原并联电压的一半，即电阻箱的电阻大于热敏电阻和微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
答案　(1)R1　(2)如解析图所示　(3)3 500　大于　(4)减小
【例3】 (2021·广东省普通高中学业水平选择性考试，12)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。(2)再按图6所示连接好电路进行测量。
①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到________端(填“a”或“b”)。将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。②实验中记录的阻值R01________R02(填“大于”“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值RT＝________。(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。
解析　(1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零，即将两表笔短接。温度越高，相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大，则电阻阻值越小，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2)①闭合开关前，为了保护电路，应该将滑动变阻器的滑片移到b端。②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表和电流表的示数与改接前一致，则R01＝R02＋RT，所以R01＞R02，RT＝R01－R02。答案　(1)短接　减小　(2)①b　②大于　R01－R02
【拓展训练2】 (2021·湖北省部分重点中学期末联考)某同学想设计一个测量金属棒(阻值约10 Ω)电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A．直流电流表的量程为50 μA，内阻Rg约为3 kΩB．R0为六钮电阻箱(0～99 999.9 Ω)C．R为滑动变阻器(0～500 Ω，额定电流1.5 A)D．S1为开关；S2为双刀双掷开关E．电源E＝3 V，内阻不计F．螺旋测微器，游标卡尺
其中，用螺旋测微器测金属棒直径，用20分度游标卡尺测金属棒长度，测量结果如图7乙、丙。设计测电阻的电路如图甲所示。(1)如图乙，用螺旋测微器测金属棒直径d为________mm；如图丙用20分度游标卡尺测金属棒长度L为________cm。(2)测电阻的实验步骤如下，请把步骤⑤补充完整。①选择R0的阻值略大于Rx
③记下电流值I1④保持R的滑动触头位置不变⑤__________________________________________________________________。(3)用题中测得的物理量表示该金属棒电阻率______________________________。
解析　(1)螺旋测微器读数为6 mm＋12.4×0.01 mm＝6.124 mm；游标卡尺读数为102 mm＋6 ×0.05 mm＝102.30 mm＝10.230 cm。(2)步骤⑤为：将S2合向Rx一侧，读出电流表读数I2。
(3)因电流表内阻远大于Rx与R0，因此S2打在左侧和右侧时可以认为回路中总电阻不变，
【例4】 (2021·河北省高考模拟)某兴趣小组的同学准备测量某电源的电动势E和内阻r，实验室有以下器材：A．待测电源(E约为1.5 V，内阻r约为1 Ω)；B．量程为3 V的电压表(具有一定的内阻)；C．满偏电流Ig＝100 mA的电流计G(Rg＝0.6 Ω)；D．定值电阻R1＝0.1 Ω，R2＝0.15 Ω，R3＝0.2 Ω，R4＝0.3 Ω，R5＝2 Ω；E．滑动变阻器R(阻值变化范围0～15.0 Ω)；F．开关S一个；G.导线若干。
(1)利用以上器材，设计了如图8甲所示的电路，若A是电压表，则B是________，C和D是________(填器材对应的符号)；(2)器材选择、连接电路和操作均正确，调节滑动变阻器，得到多组电表读数，作出如图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________(保留3位有效数字)；(3)从实验原理上看，电源电动势的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值，内阻的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(3)由U＝E－5IG(r＋RA)及电路图可知，电压表测得的U结合电流表两端电压可求得路端电压，5IG为通过电源的真实电流，RA已知，则电源电动势和内阻的测量值均等于真实值。答案　(1)R　G和R2　(2)1.50　1.21 Ω　(3)等于　等于
【例5】 (2021·北京市综合能力测试)某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图10甲中所示电路图连接电路。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的I－t曲线如图乙所示。他想进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I－t曲线。已知电源两端的电压保持不变，关于新的I－t曲线，下列说法中正确的是(　　)
图10A．曲线与纵轴交点的位置将向下移动B．曲线与横轴交点的位置将向左移动C．曲线与坐标轴所围面积将增大D．曲线与坐标轴所围面积将减小
解析　将滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故A正确；I－t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电荷量Q＝CU，因为C和U都不变，故Q没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，由于曲线与纵轴交点的位置将向下移动，所以曲线与横轴交点的位置将向右移动，故B、C、D错误。答案　A
【例6】 (2021·北京市朝阳区期末)探究感应电流方向的实验所需器材包括：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。(1)实验现象：如图11所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。
①线圈内磁通量增加时的情况
②线圈内磁通量减少时的情况
请填写表格中的空白项。(2)实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向________(填写“相同”或“相反”)。(3)总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的________________。
(4)拓展应用：如图12所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路(未画出)。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为________(填写“a到b”或“b到a”)。说明延时继电器的“延时”工作原理：______________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)①图乙中条形磁铁S向下插入线圈，则向上穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场竖直向下；②图丁中条形磁铁S向上拔出线圈，则向上穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场竖直向上。(2)实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反。(3)总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的(磁场)磁通量的变化。
(4)S断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流磁场方向向下，则此时直导线ab中电流方向为a到b。延时继电器的“延时”工作原理：S断开瞬间，线圈B中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用。答案　(1)①竖直向下　②竖直向上　(2)相反　(3)(磁场)磁通量的变化　(4)a到b　S断开瞬间，线圈B中产生感应电流，保持铁芯中的磁性，所以衔铁不会马上被弹簧拉起，达到延时的作用
【例7】 (2021·北京通州区一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。 (1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号)。A．干电池组 B．学生电源C．多用电表 D．直流电压表E．滑动电阻器 F．条形磁铁G．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
(2)下列说法正确的是________(选填字母代号)。A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：_____________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用电表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行试验，G需要；综上所述，需要的实验器材为B、C、G。(2)为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。
【例8】 (2021·湖北省高考模拟)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。某研究性学习小组设计了一种温度控制装置，温控开关可采用热敏电阻来控制。(1)先通过实验探究某一热敏电阻的阻值Rt随温度t的变化关系。已知该热敏电阻在常温下的阻值约100 Ω。现提供以下实验器材：A．控温箱(用以调节热敏电阻Rt的温度)；B．电压表V(量程3 V，内阻约为1.0 kΩ)；C．电流表A1(量程50 mA，内阻r1＝100 Ω)；D．电流表A2(量程100 mA，内阻r2约为40 Ω)；E．滑动变阻器R(阻值变化范围为0～10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)；F．直流电源E(电动势为12 V，内阻很小)；G．开关一只，导线若干。
要求用上述器材尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测几组数据，请在图13甲虚线框中画出符合要求的实验电路图，并标明所选择器材的符号。
(2)学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示。
根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系为________________。(3)如图丙所示，当1、2两端所加电压增大至2 V时，控制开关会自动启动加热系统进行加热，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当温度达到80 ℃时启动温控系统。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：热敏电阻Rt(阻值随温度变化规律如图乙所示)；直流电源E′(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻R1＝180 Ω，R2＝260 Ω，R3＝520 Ω(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干。定值电阻应选________，在图丙虚线框内完成电路原理图。
解析　(1)要求尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测几组数据，所以采用分压式电路；因为电压表量程太小，且具体内阻不知，会导致测量值有较大的误差，所以用已知内阻的电流表A1作为电压表，电流表A2外接可以消除系统误差。实验电路设计如图所示。
(2)根据图乙图像可得Rt＝(100＋2t) Ω。
(3)温度达到80 ℃时，可得热敏电阻Rt＝260 Ω，根据闭合电路欧姆定律可得，当定值电阻等于520 Ω时，1、2两端电压恰好为2 V，所以定值电阻应选择R3。电路原理图如图所示。
答案　(1)见解析　(2)Rt＝(100＋2t) Ω　(3)R3　见解析图
【拓展训练4】 [2021·陕西咸阳市高考模拟(二)]家用电热水壶上端有一双金属片，当热水壶内的水沸腾时，产生的蒸气进入蒸气开关。蒸气开关中的双金属片受到蒸气作用时温度会发生变化，进而变形，自动切断电源，停止加热。某课外实验小组欲利用如图14甲所示的实验电路图，制作一可显示温度的控温器。提供的实验器材有：灵敏电流表(量程为3.0 mA，内阻为300 Ω)，学生电源(输出电压为U＝6.0 V，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为3 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为1 000 Ω)，单刀双掷开关，热敏电阻Rt，双金属片(温度为90 ℃时会使电路断开，复位温度未知)，导线若干。若热敏电阻的阻值与摄氏温度t(℃)的关系为Rt＝(5t＋50) Ω。请回答下列问题。
图14(1)实验步骤如下，请补充完整。a、按照图甲电路连接好实验器材；b、为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P调整到a端；然后将单刀双掷开关掷于c，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在________(选填“中央刻线”或“满刻线”)位置，并在以后的操作中使滑片P________(选填“位置不变”“置于a端”或“置于b端”)；
c、把热敏电阻Rt和双金属片置于可变的温度环境中，将单刀双掷开关掷于d，随着环境温度的升高，记录若干组灵敏电流表的示数，达到最高温度时，电路断开，断开后，随着环境温度的降低，刚好到达某个温度时，电路闭合，此时灵敏电流表的示数如图乙所示。
d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新绘制灵敏电流表的刻度盘。(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)。
(3)灵敏电流表的电流I与热敏电阻和双金属片所处环境温度t之间的函数关系式为I＝________A，温度最高时该灵敏电流表的示数为________A，双金属片的复位温度为________℃。
1．(2021·北京丰台区期末练习)利用如图1甲所示的实验电路观察电容器的充电过程。实验中，电压传感器与计算机相连，显示出电容器两端电压随时间变化的U－t图像如图乙所示。关于电容器充电过程中电流I、电荷量Q随时间t变化的关系，正确的是(　　)
解析　电容器开始充电时因电压较小，则充电电流大，后随着充电电荷量增多，充电的电流逐渐变小，充电结束时电流减为零，故A错误，B正确；电容器充电过程电荷量逐渐增大到稳定值，而Q－t图像的斜率表示充电电流，应逐渐变小，故C、D错误。答案　B
2．(2021·福建泉州市4月质量监测)某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研究。欧姆挡所用电池的电动势为9 V，刻度盘中央刻度值为“15”，选择旋钮打在“×1 k”挡。(1)该同学用欧姆挡测量某一量程为15 V的电压表内阻。①指针指在图2甲所示位置，此测量值为________；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15 kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的________侧(选填“左”或“右”)；
②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，此时电压表示数为__________V(结果保留2位有效数字)；
(2)该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙，当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可能是________。A．电阻 B．电感线圈 C．电容器 D．二极管
答案　(1)①25 kΩ　左　②4.5　(2)C
解析　(1)①指针指在图甲所示位置，此测量值为25 kΩ；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15 kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的左侧；②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，即电压表的内阻等于欧姆表的中值电阻，即电压表的内阻等于欧姆表的内阻，则此时电压表示数为欧姆表内电源电动势的一半，即4.5 V。(2)当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，即电路快速导通后电流又逐渐变为零，则该元件可能是电容器，电路接通后先充电，充电结束后电路中电流为零。
3．(2021·湖南怀化市一模)如图3为简易多用电表的电路图。该多用电表有5个挡位，5个挡位中有：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流3 mA挡和6 mA挡，欧姆挡。
图中E是直流电源；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，最大值为2 kΩ；表头G的满偏电流为2 mA，内阻为20 Ω，虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连；
(1)图中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接；(2)要想使用直流电压1 V挡，选择开关B应与________相连(填选择开关对应的数字)；(3)关于R6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R6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R6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R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(4)根据题给条件可得R1＝________Ω，R2＝________Ω。
答案　(1)红　(2)4　(3)B　(4)20　20
解析　(1)根据“红进黑出”，图中的A端与红色表笔相连接。(2)直流电压1 V挡要用表头与较小的电阻串联，则选择开关B应与“4”相连。(3)R6是欧姆挡的调零电阻，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确，A、C错误。(4)直流电流分别为3 mA和6 mA挡，由图可知，接“1”时为6 mA挡，接“2”时为3 mA挡，设I1＝6 mA，I2＝3 mA由欧姆定律可得(I1－Ig)×R1＝Ig×(R2＋Rg)Ig×Rg＝(I2－Ig)×(R2＋R1)解得R1＝20 Ω，R2＝20 Ω。
4．(2021·河北石家庄市一模)现要准确地测量量程为0～100 mA、内阻约为10 Ω的电流表A的内阻RA，实验室提供的器材如下∶电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)电压表V(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)；定值电阻R1(阻值为2.0 Ω)；定值电阻R2(阻值为15 Ω)；定值电阻R3(阻值为150 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值约为10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)；电源E(电动势为1.5 V，内阻约为0.5 Ω)；开关S，导线若干。
(1)为测量电流表A的内阻，某同学选用上述的一些器材如图4所示，其中定值电阻R甲应该选择________(填写对应器材的符号)，并在图中以笔画线连接实物电路图。
(2)按图4电路进行实验，多次测量得到多组电流表A和A1的读数I、I1，以I为纵轴，I1为横轴，用描点法得到I－I1图像，若图像的斜率为k，定值电阻R甲的阻值设为R0，则电流表A的内阻RA＝________(用题中所给字母R0、k表示)。(3)为测电流表A的内阻，另一同学选用上述的一些器材设计了图5所示电路。从实验测量精度的角度分析，该电路存在的主要问题是_____________________。
答案　(1)R1　连接实物电路图见解析　
(3)图乙中电压表V的量程过大解析　(1)由题意可知，此实验中需要定值电阻R甲与待测电流表A并联，从而通过两电流表的示数来间接获取其两端电压信息，电流表A1负责测量干路电流。电流表A满偏时其两端电压约为UA＝0.1 A×10 Ω＝1 V，此时R甲若选择R2或R3，电流表A1的示数均达不到量程的三分之一，则电流表A未满偏时，电流表A1的示数会更小，从而使读数误差增大；R甲若选择R1，则电流表A满偏时，通过A1的电流刚好为0.6 A，完全符合实验要求，所以定值电阻R甲应该选择R1。实物电路图如图所示。
(2)根据串并联电路规律以及欧姆定律可得
(3)由于电压表V的量程为3 V，所以只有在电流表A满偏时，电压表的示数才恰好达到量程的三分之一，在这之前的测量电压表的示数都会小于量程的三分之一。所以从实验测量精度的角度分析，该电路存在的主要问题是电压表V的量程过大。
5．(2021·湘豫名校4月联考)某同学欲测量一阻值大约为10 Ω，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E(电动势为6.0 V)B．电压表V(量程为0～6 V，内阻约为8 kΩ)C．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)D．电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.05 Ω)E．滑动变阻器R2(最大阻值5 Ω，额定电流2 A)
(1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图6甲所示，读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示，读数D＝________mm；
(2)测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用________(填所选仪器前的字母符号)，选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上；(3)设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为________(用R、L、D三个物理量表述)。
解析　(1)游标卡尺的读数为60 mm＋4×0.05 mm＝60.20 mm根据螺旋测微器读数规则可得d＝0.5 mm＋23.2×0.01 mm＝0.732 mm。
6．(2021·天津市等级性考试模拟)某实验小组准备测定一节干电池的电动势和内阻。(1)先用多用电表“直流2.5 V挡”粗测该干电池的电动势，读数为________V。
(2)为了更精确地测量该干电池的电动势和内阻，实验小组用实验室提供的下列器材进行下一步实验：A．电流表A(量程为50 mA，内阻rg＝10 Ω)B．电阻箱R(最大阻值为99.99 Ω)C．定值电阻R0＝2 ΩD．开关、导线若干①根据以上提供的器材设计了如图8所示的测量电路。
②用笔画线替代导线，根据实验原理图在实物图上完成连线。
答案　(1)1.55　(2)②见解析　③1.5　0.98
解析　(1)最小分度为0.05 V，不需要估读到下一位，故读数为1.55 V。(2)②
③定值电阻与电流表并联后，当流过电流表电流为I时，流过干路电流为6I，根据闭合电路欧姆定律可得
7．(2021·1月福建省新高考适应性考试，12)为了测试某精密元件在204 μA特定电流值时的工作性能，一实验小组利用微安表监测该元件在电路中的电流，电路如图10(a)所示。所用器材：微安表(量程为250 μA，内阻约为1 000 Ω)。稳压电源E(电动势为2.0 V)，定值电阻R0(阻值为4 000.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω，额定电流为0.3 A)，电阻箱R2(阻值范围0～9 999.9 Ω)，开关S。将电阻箱R2置于图(b)所示的阻值，滑动变阻器R1置于最大值；闭合开关S，移动R1的滑片，使微安表读数为204 μA。
(1)图(b)中R2的阻值为________ Ω；(2)在图(c)中标出微安表读数为204 μA时的指针位置。
为了提高监测精度，该小组尝试用标准电池EN(电动势为1.018 6 V)和灵敏电流计 (量程范围±300 μA)替代微安表，设计了图(d)所示电路。要将元件的工作电流调到204 μA，需先将R2的阻值设置为某个特定值，再闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R1，使灵敏电流计 指针指在零点，此时元件中的电流即为204 μA。
(3)电阻箱R2的阻值应设置为________ Ω。
图10答案　(1)4 250.0　(2)见解析图　(3)4 993.1
解析　(1)图中R2的阻值为(4×1 000＋2×100＋5×10＋0×1＋0×0.1)Ω＝4 250.0 Ω。(2)标出指针的位置，如图所示。
8．(2021·辽宁丹东市一模)某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图11甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：(1)用多用电表欧姆挡测继电器线圈ed(图乙所示)的电阻时，将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至________(填“×10”或“×1 k”)进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为________Ω；
(2)为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关c应该接________(选填“a”或“b”)；(3)流过继电器线圈ed的电流I0≥10 mA才会报警，若直流电源电动势E1为18 V(内阻不计)，欲实现温度达到或超过60 ℃报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择________。A．0～200 Ω B．0～500 Ω C．0～1 500 Ω答案　(1)×10　220　(2)a　(3)C
解析　(1)测电阻时指针偏转过大，则读数太小误差较大，需要选择小量程让读数变大点才能减小误差，所以应把选择开关旋至“×10”挡进行测量。所测继电器的阻值为22×10 Ω＝220 Ω。(2)由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁场磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关c应该接a。
所以滑动变阻器规格应该选择C，A、B错误。