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2022-2023年高考物理二轮复习 电学实验与创新课件
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这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 电学实验与创新课件，共60页。PPT课件主要包含了1×103，cadbef，I2－I1，非线性，热点四电学创新实验，均算正确，训练15等内容，欢迎下载使用。
1．电流表和电压表的选择(1)根据电源的参数来选择．(2)根据电路中的最大电流(或者最大电压)来选择．(3)根据用电器的额定电流(或者额定电压)来选择．
2．滑动变阻器的选择(1)用分压式接法时，应该选用最大阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器．(2)用限流式接法时，应该选用阻值和被测电阻接近的滑动变阻器．
4．滑动变阻器限流式接法和分压式接法的选择通常滑动变阻器应选用限流式接法．但在下列三种情况下，必须选择分压式接法．(1)若采用限流式电路，电路中的最小电流超过用电器的额定电流，必须选用分压式电路．(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须选用分压式电路．(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时必须选用分压式电路．
热点一 电表改装 多用电表原理和使用
[训练1] 在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________(填字母)．A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数D．选择挡位，欧姆调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数
(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置(选填A、B、C…Q)．(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V.
解析 (1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B正确，A、C、D错误．(2)甲所示插座的电压为220 V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到如题图乙所示的H位置．(3)根据电表指针可知，插座的电压为U＝200 V.
[训练2] 某同学为了测量0～5 V电压表的内阻，他从实验室拿来多用电表、3节干电池、最大阻值为100 Ω的滑动变阻器、开关和若干导线．
(1)该同学在先用多用电表粗测电压表内阻时，把选择开关旋到欧姆“×1 k”挡，正确调零后，将________(选填“红”或“黑”)表笔接电压表的“＋5 V”接线柱，另一只表笔接“－”接线柱．多用电表的指针位置如图甲中的a所示，则电压表的内阻为________Ω.(2)再用伏安法测量其内阻，把多用电表的选择开关旋到直流电流的________(填“100”“10”或“1”) mA挡，并把各仪器按图乙接好电路．(3)实验中当电压表的示数为4.0 V时，多用电表的指针位置如图甲中的b所示，则示数为________mA，则电压表的内阻RV＝__________Ω(结果保留两位有效数字)．
某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．
(1)欧姆表设计将图(a)中的实线连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．
(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________.
(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为__________Ω.
[训练3] 某同学欲测量量程为300 μA的微安表头G的内阻．可供选择的实验器材有：A．微安表头G(量程300 μA，内阻约为几百欧姆)B．滑动变阻器R1(0～10 kΩ)C．滑动变阻器R2(0～50 kΩ)D．电阻箱(0～9999.9 Ω)E．电源E(电动势约为9 V)F．开关、导线若干
该同学先采用如图所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置；②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200 μA，记下此时电阻箱的阻值．
回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”)．(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则G的内阻Rg＝__________.
[训练4] 某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．
回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)
解析 (2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg＝(I－Ig)R1解得R1＝100 Ω接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝IgRg＋IR2解得R2＝2 910 Ω.
某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________.(填正确答案标号)A．18 mA B．21 mAC．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________.(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.
解析 (1)实物连线如图所示．
(2)串联电路中电流处处相等，根据比例关系得，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的刻度为160.0 μA，当微安表指针到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程．选项C正确．
[训练1] 现测定长金属丝的电阻率．(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是___________ _______________ mm.
0.200(0.196
热点二 “电阻测量类”实验
～ 0.204均可)
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号．电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，
则这段金属丝电阻的计算式Rx＝____________.从设计原理看，其测量值与真实值相比____________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．
某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数．回答下列问题：
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的．
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω(保留1位小数)．(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)．
(2)根据你所画的电路原理图在上图的实物图上画出连线．(3)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝_________________________________________________.
(2)先连滑动变阻器的分压接法，然后再连接串联分压电路，如图甲或乙．
[规律总结](1)已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用；(2)定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流．(3)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多．(4)电流表量程的选择：和电压表量程与被测电阻的比值相差不多．
(1)如果采用如图所示的电路测定电流表A的内电阻并且想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，可变电阻R1应选用_______，可变电阻R2应选用________，电源应选用________(用字母代号填写)．(2)如果实验时要进行的步骤有：a．合上开关K1；b．合上开关K2；c．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调到最大；d．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；e．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；f．记下R2的阻值．把以上步骤的字母按实验的合理顺序排为：____________.
(3)如果在步骤f中所得R2的阻值为600 Ω，则图中电流表的内电阻Rg的测量值为____________ Ω.(4)如果再给出：H.电源(电动势8 V)；I.电源(电动势12 V)，电源应选择_______ (选填选项前的字母)．(5)某同学认为步骤e中不需要保证“电流表指针偏转到满刻度的一半”这一条件，也可测得电流表内阻Rg，请你分析论证该同学的判断是否可行．____________.
解析 (1)该实验是半偏电流法测电流表的内阻．K2闭合前后的两次电路，如果干路电流变化不大，那么就可以认为，K2闭合后，电流表半偏时，电流表和电阻箱R2所分的电流各占一半，又因为二者并联，两端的电压相等，自然就可以推出电流表的内阻和电阻箱R2的阻值相等．要保证两次实验干路的电流变化不大，就需要保证两次实验电路的总电阻变化不大，也就是说，在给电流表并联上一个电阻箱后导致的电阻变化，对整个电路影响不大．要达到这个效果，R1就需要选一个尽可能大的电阻，可以是电阻箱，也可以是滑动变阻器，也可以是电位器，但阻值要尽可能地大，经此分析，R1应选用D．
该实验要通过可变电阻R2阻值来间接反映出电流表的内阻值，因此可变电阻R2的选取原则是：能读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上．经此分析，可变电阻R2应选用C．在R1是一个尽可能大的电阻、电流表满偏的前提下，那么电源电动势相对地就要大一些的，但不是越大越好，大了烧表也不行．初步分析电源可选用F，其实可以估算一下电动势大概的最大值，即：Emax＝IgmaxR 1max＝100×10－6×1×105 V＝10 V，电源应选F.
[训练2] 为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，小明设计了如图所示的电路．
(1)实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接____________(选填“a点”或“b点”)，按此连接测量，测量结果____________(选填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真实值．
(2)根据实验测得的6组数据，在下图中描点，作出了2条图线．你认为正确的是________ (选填“①”或“②”)，并由图线求出电阻Rx＝_________Ω.(保留两位有效数字)
某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性．所用器材有：电流表A1(量程200 mA，内阻Rg1＝10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA，内阻Rg2＝1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V，内阻很小)、开关S和若干导线．该同学设计的电路如图(a)所示．
热点三 “描绘特性曲线类”实验
(1)根据图(a)，在图(b)的实物图中画出连线．
I1(R0＋Rg1)
(1)请画出图1乙的电路图；(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流I＝___________________________________A，电压U＝______________________________V；
0.40(0.39～0.41均正确)
1.30(1.29～1.31均正确)
(3)实验得到如图3所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1_____(选填“甲”或“乙”)；
(4)该电池的电动势E＝____________________V(保留三位有效数字)，内阻r＝__________________________Ω(保留两位有效数字)．
(4)1.52(1.51～1.54均正确)
0.53(0.52～0.54均正确)
解析 (1)如图所示．(2)测电池的电动势和内阻所用电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，则两表示数分别为0.40 A(0.39 A～0.41 A都正确)、1.30 V(1.29 V～1.31 V均正确)．
(3)由E＝U＋Ir，得U＝－rI＋E，即Ⅰ、Ⅱ两图线的斜率绝对值表示电源内阻，且rⅡ＞rⅠ.图甲中由于电流表的分压作用，所测电阻为电源内阻与电流表电阻的和，r甲测＞r；图乙中由于电压表的分流作用，所测电阻为电源内阻与电压表电阻的并联值，r乙测＜r.故直线Ⅰ对应乙电路，直线Ⅱ对应甲电路．(4)由图象可知，电源内阻较小，测一节干电池的电动势与电阻应采用乙电路，将直线Ⅰ延长，与纵轴的截距表示电动势，E＝1.52 V(1.51 V～1.54 V均正确)；从直线Ⅰ上取两点代入E＝U＋Ir，或利用图线的斜率可得电池内阻r＝0.53 Ω(0.52 Ω～0.54 Ω均正确)．
[训练1] 实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；定值电阻R1(阻值2 Ω)；定值电阻R2(阻值5 Ω)；开关一个，导线若干．
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________.(单选，填正确答案标号)A．电压表分流B．干电池内阻较小C．滑动变阻器最大阻值较小D．电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示.
请根据实验数据，回答以下问题：①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图象．
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ (填“R1”或“R2”)．③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将实物图(图丁)连接成完整电路．
③先画出原理图，然后依据原理图将各仪器依次连接起来．
(1)在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图．
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值．若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字)．实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示．
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ.由图(a)求得，此时室温为________℃(保留3位有效数字)．
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示．图中，E为直流电源(电动势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警．若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中________(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________ kΩ(保留2位有效数字)．
[训练2] 某同学描绘一种电子元件的I－U关系图象，采用的实验电路图如图1所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源(电动势约6 V)，R为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，R0为定值电阻，S为开关．
图1 图2
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I－U图线．
(3)根据作出的I－U图线可知，该元件是________(选填“线性”或“非线性”)元件．(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是________.A．电压和电流的测量误差增大B．可能因电流过大烧坏待测元件C．滑动变阻器允许的调节范围变小D．待测元件两端电压的可调节范围变小解析 (4)如果用导线代替定值电阻R0，待测元件两端电压的可调节范围变大，这样滑动变阻器允许的调节范围就变小，也有可能因流过待测元件的电流过大而将其烧坏，故B、C正确．
如图(a)所示为某电流天平的示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数．当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指在0刻线的位置，此时标尺读数为0.当MN中有电流通过且平衡时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示．此时标尺读数为____________cm.
利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数，已知B＝0.547 T，MN中通有电流I＝1.00 A，MN的长度l＝0.250 m，ab边的长度d＝0.200 m．则轻弹簧的劲度系数k＝__________N/m.解析 由图示游标卡尺可知，此时游标卡尺读数为：10 mm＋48×0.02 mm＝10.96 mm＝1.096 cm；线框所受安培力：F＝BId，线框静止，处于平衡状态，由平衡条件得：kx＝BId，其中：x＝1.096 cm，代入数据解得：k＝9.98 N/m.
[训练1] 举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器．图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能．
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0＝5 Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的U－I曲线a(如图丁)．由此可知，该电源内阻是否为常数________(填“是”或“否”)，某时刻电压表示数如图丙所示，读数为________ V，由图象可知，此时电源内阻为________________________ Ω.
5.6(5.5～5.7均算正确)
实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U－I曲线b(如图丁)．
(2)在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5 V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为_____________________________ ____________ W(计算结果保留两位有效数字)．
7.2×10－2(7.0×10－2～7.4×10－2
直线与b的交点为实验二中R＝20 Ω时电路的工作点，此时I＝60 mA，则滑动变阻器消耗的电功率为P＝I2R＝0.062×20 W＝7.2×10－2 W.
[训练2] 小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力．他设计了如图甲所示的实验装置，其中MN是一条长20 cm、电阻为20 Ω的均匀电阻丝．电阻不计的金属弹簧下端与滑动接触头P相连，上端连有接线柱．将电阻丝固定在竖直位置，当弹簧被拉长时，P可沿MN自由的滑动．直流电源的电动势为4.5 V，内阻可忽略．将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P刚好触及电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零．
(1)为达到实验目的，请你帮他完成实物连线图(导线要接在接线柱上)；(2)当P触及端点N时，电压表的读数为________________V；
1.50(1.5也对)
解析 (1)直流电源的电动势为4.5 V，所以电压表选3 V挡，电路如图所示：
(3)已知该弹簧的伸长量x与拉力F关系图线如图乙所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为____________.
1．电流表和电压表的选择(1)根据电源的参数来选择．(2)根据电路中的最大电流(或者最大电压)来选择．(3)根据用电器的额定电流(或者额定电压)来选择．
2．滑动变阻器的选择(1)用分压式接法时，应该选用最大阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器．(2)用限流式接法时，应该选用阻值和被测电阻接近的滑动变阻器．
4．滑动变阻器限流式接法和分压式接法的选择通常滑动变阻器应选用限流式接法．但在下列三种情况下，必须选择分压式接法．(1)若采用限流式电路，电路中的最小电流超过用电器的额定电流，必须选用分压式电路．(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须选用分压式电路．(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时必须选用分压式电路．
热点一 电表改装 多用电表原理和使用
[训练1] 在“练习使用多用电表”实验中：(1)某同学欲测量一节干电池的电压，下述操作正确的是________(填字母)．A．欧姆调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数B．机械调零，选择挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，读数C．选择挡位，机械调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数D．选择挡位，欧姆调零，表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)，读数
(2)该同学欲测量如图甲所示插座的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的________位置(选填A、B、C…Q)．(3)经过正确操作后，电表指针指向如图丙所示，则插座的电压为________V.
解析 (1)使用多用电表测电压时，应该先机械调零，然后选择适当的挡位，表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)，待示数稳定后读数即可，故B正确，A、C、D错误．(2)甲所示插座的电压为220 V交流电源，所以应把多用电表的选择开关打到如题图乙所示的H位置．(3)根据电表指针可知，插座的电压为U＝200 V.
[训练2] 某同学为了测量0～5 V电压表的内阻，他从实验室拿来多用电表、3节干电池、最大阻值为100 Ω的滑动变阻器、开关和若干导线．
(1)该同学在先用多用电表粗测电压表内阻时，把选择开关旋到欧姆“×1 k”挡，正确调零后，将________(选填“红”或“黑”)表笔接电压表的“＋5 V”接线柱，另一只表笔接“－”接线柱．多用电表的指针位置如图甲中的a所示，则电压表的内阻为________Ω.(2)再用伏安法测量其内阻，把多用电表的选择开关旋到直流电流的________(填“100”“10”或“1”) mA挡，并把各仪器按图乙接好电路．(3)实验中当电压表的示数为4.0 V时，多用电表的指针位置如图甲中的b所示，则示数为________mA，则电压表的内阻RV＝__________Ω(结果保留两位有效数字)．
某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．
(1)欧姆表设计将图(a)中的实线连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．
(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________.
(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为__________Ω.
[训练3] 某同学欲测量量程为300 μA的微安表头G的内阻．可供选择的实验器材有：A．微安表头G(量程300 μA，内阻约为几百欧姆)B．滑动变阻器R1(0～10 kΩ)C．滑动变阻器R2(0～50 kΩ)D．电阻箱(0～9999.9 Ω)E．电源E(电动势约为9 V)F．开关、导线若干
该同学先采用如图所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置；②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200 μA，记下此时电阻箱的阻值．
回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选用__________(填“R1”或“R2”)．(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则G的内阻Rg＝__________.
[训练4] 某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．
回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)
解析 (2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg＝(I－Ig)R1解得R1＝100 Ω接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝IgRg＋IR2解得R2＝2 910 Ω.
某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________.(填正确答案标号)A．18 mA B．21 mAC．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________.(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.
解析 (1)实物连线如图所示．
(2)串联电路中电流处处相等，根据比例关系得，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的刻度为160.0 μA，当微安表指针到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程．选项C正确．
[训练1] 现测定长金属丝的电阻率．(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是___________ _______________ mm.
0.200(0.196
热点二 “电阻测量类”实验
～ 0.204均可)
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号．电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，
则这段金属丝电阻的计算式Rx＝____________.从设计原理看，其测量值与真实值相比____________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．
某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图(b)所示的两条U－I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数．回答下列问题：
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的．
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断，由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω(保留1位小数)．(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)．
(2)根据你所画的电路原理图在上图的实物图上画出连线．(3)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝_________________________________________________.
(2)先连滑动变阻器的分压接法，然后再连接串联分压电路，如图甲或乙．
[规律总结](1)已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用；(2)定值电阻的常见用途：保护电路、分压或分流．(3)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多．(4)电流表量程的选择：和电压表量程与被测电阻的比值相差不多．
(1)如果采用如图所示的电路测定电流表A的内电阻并且想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，可变电阻R1应选用_______，可变电阻R2应选用________，电源应选用________(用字母代号填写)．(2)如果实验时要进行的步骤有：a．合上开关K1；b．合上开关K2；c．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调到最大；d．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；e．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；f．记下R2的阻值．把以上步骤的字母按实验的合理顺序排为：____________.
(3)如果在步骤f中所得R2的阻值为600 Ω，则图中电流表的内电阻Rg的测量值为____________ Ω.(4)如果再给出：H.电源(电动势8 V)；I.电源(电动势12 V)，电源应选择_______ (选填选项前的字母)．(5)某同学认为步骤e中不需要保证“电流表指针偏转到满刻度的一半”这一条件，也可测得电流表内阻Rg，请你分析论证该同学的判断是否可行．____________.
解析 (1)该实验是半偏电流法测电流表的内阻．K2闭合前后的两次电路，如果干路电流变化不大，那么就可以认为，K2闭合后，电流表半偏时，电流表和电阻箱R2所分的电流各占一半，又因为二者并联，两端的电压相等，自然就可以推出电流表的内阻和电阻箱R2的阻值相等．要保证两次实验干路的电流变化不大，就需要保证两次实验电路的总电阻变化不大，也就是说，在给电流表并联上一个电阻箱后导致的电阻变化，对整个电路影响不大．要达到这个效果，R1就需要选一个尽可能大的电阻，可以是电阻箱，也可以是滑动变阻器，也可以是电位器，但阻值要尽可能地大，经此分析，R1应选用D．
该实验要通过可变电阻R2阻值来间接反映出电流表的内阻值，因此可变电阻R2的选取原则是：能读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上．经此分析，可变电阻R2应选用C．在R1是一个尽可能大的电阻、电流表满偏的前提下，那么电源电动势相对地就要大一些的，但不是越大越好，大了烧表也不行．初步分析电源可选用F，其实可以估算一下电动势大概的最大值，即：Emax＝IgmaxR 1max＝100×10－6×1×105 V＝10 V，电源应选F.
[训练2] 为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，小明设计了如图所示的电路．
(1)实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接____________(选填“a点”或“b点”)，按此连接测量，测量结果____________(选填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真实值．
(2)根据实验测得的6组数据，在下图中描点，作出了2条图线．你认为正确的是________ (选填“①”或“②”)，并由图线求出电阻Rx＝_________Ω.(保留两位有效数字)
某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性．所用器材有：电流表A1(量程200 mA，内阻Rg1＝10.0 Ω)、电流表A2(量程500 mA，内阻Rg2＝1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0＝10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V，内阻很小)、开关S和若干导线．该同学设计的电路如图(a)所示．
热点三 “描绘特性曲线类”实验
(1)根据图(a)，在图(b)的实物图中画出连线．
I1(R0＋Rg1)
(1)请画出图1乙的电路图；(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示，则电流I＝___________________________________A，电压U＝______________________________V；
0.40(0.39～0.41均正确)
1.30(1.29～1.31均正确)
(3)实验得到如图3所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1_____(选填“甲”或“乙”)；
(4)该电池的电动势E＝____________________V(保留三位有效数字)，内阻r＝__________________________Ω(保留两位有效数字)．
(4)1.52(1.51～1.54均正确)
0.53(0.52～0.54均正确)
解析 (1)如图所示．(2)测电池的电动势和内阻所用电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，则两表示数分别为0.40 A(0.39 A～0.41 A都正确)、1.30 V(1.29 V～1.31 V均正确)．
(3)由E＝U＋Ir，得U＝－rI＋E，即Ⅰ、Ⅱ两图线的斜率绝对值表示电源内阻，且rⅡ＞rⅠ.图甲中由于电流表的分压作用，所测电阻为电源内阻与电流表电阻的和，r甲测＞r；图乙中由于电压表的分流作用，所测电阻为电源内阻与电压表电阻的并联值，r乙测＜r.故直线Ⅰ对应乙电路，直线Ⅱ对应甲电路．(4)由图象可知，电源内阻较小，测一节干电池的电动势与电阻应采用乙电路，将直线Ⅰ延长，与纵轴的截距表示电动势，E＝1.52 V(1.51 V～1.54 V均正确)；从直线Ⅰ上取两点代入E＝U＋Ir，或利用图线的斜率可得电池内阻r＝0.53 Ω(0.52 Ω～0.54 Ω均正确)．
[训练1] 实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究．实验室提供的器材有：干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；定值电阻R1(阻值2 Ω)；定值电阻R2(阻值5 Ω)；开关一个，导线若干．
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________.(单选，填正确答案标号)A．电压表分流B．干电池内阻较小C．滑动变阻器最大阻值较小D．电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示.
请根据实验数据，回答以下问题：①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图象．
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ (填“R1”或“R2”)．③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将实物图(图丁)连接成完整电路．
③先画出原理图，然后依据原理图将各仪器依次连接起来．
(1)在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图．
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值．若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字)．实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示．
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 kΩ.由图(a)求得，此时室温为________℃(保留3位有效数字)．
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示．图中，E为直流电源(电动势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警．若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中________(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________ kΩ(保留2位有效数字)．
[训练2] 某同学描绘一种电子元件的I－U关系图象，采用的实验电路图如图1所示，V为电压表，mA为电流表，E为电源(电动势约6 V)，R为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，R0为定值电阻，S为开关．
图1 图2
请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I－U图线．
(3)根据作出的I－U图线可知，该元件是________(选填“线性”或“非线性”)元件．(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是________.A．电压和电流的测量误差增大B．可能因电流过大烧坏待测元件C．滑动变阻器允许的调节范围变小D．待测元件两端电压的可调节范围变小解析 (4)如果用导线代替定值电阻R0，待测元件两端电压的可调节范围变大，这样滑动变阻器允许的调节范围就变小，也有可能因流过待测元件的电流过大而将其烧坏，故B、C正确．
如图(a)所示为某电流天平的示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数．当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指在0刻线的位置，此时标尺读数为0.当MN中有电流通过且平衡时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示．此时标尺读数为____________cm.
利用上述装置可以测量悬挂的轻弹簧的劲度系数，已知B＝0.547 T，MN中通有电流I＝1.00 A，MN的长度l＝0.250 m，ab边的长度d＝0.200 m．则轻弹簧的劲度系数k＝__________N/m.解析 由图示游标卡尺可知，此时游标卡尺读数为：10 mm＋48×0.02 mm＝10.96 mm＝1.096 cm；线框所受安培力：F＝BId，线框静止，处于平衡状态，由平衡条件得：kx＝BId，其中：x＝1.096 cm，代入数据解得：k＝9.98 N/m.
[训练1] 举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器．图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能．
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0＝5 Ω，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表．(1)实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到该电池的U－I曲线a(如图丁)．由此可知，该电源内阻是否为常数________(填“是”或“否”)，某时刻电压表示数如图丙所示，读数为________ V，由图象可知，此时电源内阻为________________________ Ω.
5.6(5.5～5.7均算正确)
实验二：减小实验一光照的强度，重复实验，测得U－I曲线b(如图丁)．
(2)在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.5 V，则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为_____________________________ ____________ W(计算结果保留两位有效数字)．
7.2×10－2(7.0×10－2～7.4×10－2
直线与b的交点为实验二中R＝20 Ω时电路的工作点，此时I＝60 mA，则滑动变阻器消耗的电功率为P＝I2R＝0.062×20 W＝7.2×10－2 W.
[训练2] 小李同学尝试用电压表量度弹簧的拉力．他设计了如图甲所示的实验装置，其中MN是一条长20 cm、电阻为20 Ω的均匀电阻丝．电阻不计的金属弹簧下端与滑动接触头P相连，上端连有接线柱．将电阻丝固定在竖直位置，当弹簧被拉长时，P可沿MN自由的滑动．直流电源的电动势为4.5 V，内阻可忽略．将电阻箱的阻值设定为40 Ω，当拉力为零时，P刚好触及电阻丝的端点M，此时让接入的电压表读数为零．
(1)为达到实验目的，请你帮他完成实物连线图(导线要接在接线柱上)；(2)当P触及端点N时，电压表的读数为________________V；
1.50(1.5也对)
解析 (1)直流电源的电动势为4.5 V，所以电压表选3 V挡，电路如图所示：
(3)已知该弹簧的伸长量x与拉力F关系图线如图乙所示，则弹簧拉力F与电压表读数U的关系式为____________.
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