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    高考物理二轮复习讲义+分层训练专题15 电学实验(解析版)
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    高考物理二轮复习讲义+分层训练专题15 电学实验(解析版)

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    这是一份高考物理二轮复习讲义+分层训练专题15 电学实验(解析版),共70页。试卷主要包含了基本实验要求,规律方法总结,仪器选择的基本思路,电阻测量方法荟萃,练习使用多用电表等内容,欢迎下载使用。

    解密15 电学实验

    核心考点
    考纲要求
    实验八:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
    实验九:描绘小电珠的伏安特性曲线
    实验十:测定电源的电动势和内阻
    实验十一:练习使用多用电表
    实验十二:传感器的简单使用
    1.要求会正确使用的仪器主要有:游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等
    2.要求认识误差问题在实验中的重要



    考点1 测定金属的电阻率
    (同时练习使用螺旋测微器)

    1.基本实验要求
    (1)实验原理
    根据电阻定律公式知道只要测量出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。
    (2)实验器材
    被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表(0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。
    (3)实验步骤
    ①用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。
    ②接好用伏安法测电阻的实验电路。
    ③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。
    ④把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。
    ⑤改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内。
    ⑥将测得的Rx、l、d值,代入公式中,计算出金属丝的电阻率。
    (4)电流表、电压表测电阻两种方法的比较

    电流表内接法
    电流表外接法
    电路图


    误差原因
    电流表分压U测=Ux+UA
    电压表分流I测=Ix+IV
    电阻测量值
    =Rx+RA>Rx
    测量值大于真实值
    测量值小于真实值
    适用条件
    RA≪Rx
    RV≫Rx
    2.规律方法总结
    (1)伏安法测电阻的电路选择
    ①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。
    ②临界值计算法
    Rx<时,用电流表外接法;
    Rx>时,用电流表内接法。
    ③实验试探法:按图接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大变化,而电流表示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表示数有较大的变化,而电压表示数变化不大,则可采用电流表内接法。

    (2)注意事项
    ①先测直径,再连电路:为了方便,测量直径时应在金属丝连入电路之前测量。
    ②电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。
    ③电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。
    (3)误差分析
    ①若为内接法,电流表分压。
    ②若为外接法,电压表分流。
    ③长度和直径的测量。
    3.仪器选择的基本思路
    (1)优先考虑安全因素
    各电表的实际读数不能超过其量程,电阻类元件中的实际电流(或电压)不能超过其允许的最大电流(或电压)。实际处理过程中,需要估算回路中的最大电流(一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算)。如:用伏安法作出标有“6 V,0.6 W”字样的小灯泡的U–I图象,而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V。
    (2)考虑读数误差因素
    一般要求各电表的实际读数不小于其量程的,以减小读数误差。
    (3)仪器选择的一般步骤
    A.首先选择唯一性的器材;
    B.粗画电路图(暂不接电流表和电压表);
    C.估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格,确定实验电路和实验器材。
    4.电阻测量方法荟萃
    (1)伏安法:
    电路图
    特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻应用内接法测量)
    (2)安安法
    若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。
    ①如图甲所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知的内阻R1,则可测得的内阻R2=。
    ②如图乙所示,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时,串联一定值电阻R0后,同样可测得的电阻R2=。

    (3)伏伏法
    若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。
    ①如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知的内阻R1,则可测出的内阻R2=R1。
    ②如图乙所示,两电表的满偏电流IV1≪IV2时,并联一定值电阻R0后,同样可得的内阻R2=。

    (4)比较法测电阻
    如图所示,测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2,可得Rx=。

    如果考虑电表内阻的影响,则I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2)。
    (5)半偏法测电流表内阻
    电路图如图所示

    步骤:
    ①断开S2,闭合S1,调节R0,使表满偏为I0;
    ②保持R0不变,闭合S2,调节R,使表读数为;
    ③由上可得RA=R。
    特别提醒:当R0≫RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且阻值的测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小。

    (2020·泉州第十六中学高二期中)如图(a)所示,P是一个表面镶有很薄的电热膜的长陶瓷管,其长度为l,直径为D,镀膜的厚度为d(d< ①金属膜的电阻表达式为___________。
    ②镀膜材料电阻率的计算式为___________。
    ③若测得该电阻R=2.0Ω,并将该电阻接入如图(b)所示的电路中,已知电源的电动势E=6.0V,内电阻r=1.0Ω。闭合开关S后,电路中的电流I为___________。

    【答案】 2.0A
    【详解】
    (1)[1] 由欧姆定律可得金属膜的电阻为

    (2)[2] 金属膜的横截面积为

    设镀膜的电阻率为ρ,由电阻定律

    解得

    (3)[3] 根据闭合电路欧姆定律得

    则得


    1.(2020·河南信阳市·高二期中)(一)新式游标卡尺的刻度线看起来很稀疏,使读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是等分成10份,等分成20份,等分成50份。下图就是一个等分成20份的新式游标卡尺。

    (1)它的测量精度是______;
    (2)用它测量某物体的厚度,示数如图所示,正确的读数是______;
    (二)在测量金属丝的电阻率的实验中:

    (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,则该金属丝的直径为______;
    (2)若测得金属丝的直径为,金属丝的长度为,电压表的读数为,电流表的读数为,则该金属的电阻率为:______;
    (3)若金属丝的电阻约几欧姆,要求在实验过程中,电压表的读数能从零开始连续增大,在方框中画出实验电路图______。
    【答案】0.05 3.040 0.700 见解析图
    【详解】
    (一)(1)[1]游标卡尺是利用差值读数原理设计的,20分度游标卡尺,游标尺总长度为39mm,每小格为1.95mm,比主尺的2倍最小刻度小0.05mm,故精确度为0.05mm;
    (2)[2]游标卡尺读数=固定刻度读数+游标尺读数=30mm+0.05mm×8=30.40mm=3.040cm;
    (二)(1)[3]该金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×20.0=0.700mm;
    (2)[4]根据


    解得

    (3)[5]实验要求电压表的读数能从零开始连续增大,则滑动变阻器应采用分压接法,待测金属丝电阻约为几欧姆,电流表内阻约为零点几欧姆,电压表内阻约为几千欧姆档、甚至几万欧姆,电压表内阻远大于金属丝电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示:

    考点2 描绘小电珠的伏安特性曲线
    1.基本实验要求
    (1)实验原理
    ①测多组小灯泡的U、I,并绘出I–U图象;
    ②由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。
    (2)实验器材
    小灯泡“3.8 V,0.3 A”、电压表“0~3 V~15 V”、电流表“0~0.6 A~3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。
    (3)实验步骤
    ①画出电路图(如图所示)。

    ②将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图所示电路。
    ③测量与记录
    移动滑动变阻器滑片的位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中。
    ④数据处理
    A.在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系。
    B.在坐标纸上描出各组数据所对应的点。
    C.将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小灯泡的伏安特性曲线。
    (4)实验器材选取
    ①原则:安全;精确;操作方便。
    ②具体要求
    A.电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流。干电池中的电流一般不允许超过0.6 A。
    B.用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。
    C.电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。
    D.电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上。
    E.从便于操作来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用小阻值滑动变阻器。
    2.规律方法总结
    (1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
    两种接法的电路图


    负载R上电压的调节范围
    ≤U≤E
    0≤U≤E
    负载R上电流的调节范围
    ≤I≤
    0≤I≤
    (2)两种接法的适用条件
    ①限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。
    ②分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。
    (3)注意事项
    ①电流表外接法:本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小,因此测量电路必须采用电流表外接法。
    ②滑动变阻器应采用分压式接法:本实验要作出U–I图象,要求测出多组包括零在内的电流、电压值,故控制电路必须采用分压式接法。
    ③保护元件安全:为保护元件不被烧毁,开关闭合前滑动变阻器的滑片应位于最大电阻处,加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压。
    (4)误差分析
    ①由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值。
    ②测量时读数带来误差。
    ③在坐标纸上描点、作图带来误差。
    (5)实物连线的原则
    ①先串后并,接线到柱,注意量程和正负。
    ②对限流电路,用笔画线代替导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。
    ③对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点间。

    (2020·河南南阳市·高三期中)某学习小组测绘一个标有4V,2.4W的小电风扇(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线,电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V,并便于操作,实验室备有下列器材:
    A.电池组(电动势为4V,内阻约为1Ω)
    B.被测小电风扇,电路符号-M-
    C.电压表V1(量程为0~6V,内阻约为4kΩ)
    D.电压表V2(量程为0~15V,内阻约为8kΩ)
    E.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2kΩ)
    F.电流表A2(量程为0~3A,内阻约为0.05kΩ)
    G.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω,额定电流为3A)
    H.滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω,额定电流为3A)
    I.开关和导线若干
    (1)实验中所用的电压表应选______(填C或D),电流表应选______(填E或F),滑动变阻器应选______(填G或H)。
    (2)在图甲所示方框内画出实验电路图______;

    (3)当电压表的示数大于0.5V时小电风扇才开始转动,小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示,图中OA段是直线,AB段是曲线,A点的坐标值为(0.2A,0.5V),B点坐标值为(0.6A,4.0V),则小电风扇的电阻为______Ω,正常工作时的机械功率为______W。
    【答案】C; E; G; ; 2.5; 1.5
    【分析】
    本题考查非纯电阻的伏安特性曲线,解决本题的关键是仪器的选择与接法设计,要清楚电流表、电压表的选用不仅要遵从安全性原则,还要使读数尽量准确,还要考虑电流表的内接外接。
    【详解】
    (1)[1]电风扇的额定电压,所以电压表选取C,故填C;
    [2]电风扇的额定电流

    从读数误差的角度考虑,电流表应该选E,故填E;
    [3]因题目要求电风扇的电压需要从零逐渐增加到,所以本实验应当选择分压电路,且滑动变阻器的阻值应选用较小的G,故填G;
    (2) [4] 要求电风扇的电压需要从零逐渐增加到,所以本实验应当选择分压电路,电风扇的电阻远小于

    更远小于电压表内阻,电流表采用外接法,电路如下

    (3) [5]电风扇不转动时,相当于纯电阻,所以电风扇的电阻为

    [6]电风扇正常工作时的机械功率为


    1.(2020·福建省华安县第一中学高二期中)伏安特性曲线是非线性电路元件的基本参数。某实验小组描绘规格为“2.5V、0.6W”的小灯泡的伏安特性曲线,电压要求能从0V开始变化。实验室提供下列器材:
    A.电流表A1(量程为0-300mA,内阻约1Ω)
    B.电流表A2(量程为0-0.6A,内阻约0.5Ω)
    C.电压表V(量程为0-3V,内阻约5kΩ)
    D.滑动变阻器R1(0-10Ω,额定电流1.5A)
    E.滑动变阻器R2(0-1kΩ,额定电流0.6A)
    F.直流电源(电动势3V,内阻不计)
    G.开关一个、导线足够
    (1)本实验电流表应选择___________(填A1或A2);滑动变阻器应选择___________(填R1或R2)。
    (2)应选用下图中的图___________所示电路进行实验。

    (3)在答题卡中完成实物连线___________,开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于___________(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)。

    【答案】 A 端
    【详解】
    (1)[1][2]根据小灯泡的规格“2.5V,0.6W”以及各电表的量程进行选择,由于灯的正常电流为

    所以电流表选A1;为节省能量,同时也为了调节方便,滑动变阻器选择阻值较小的R1;
    (2)[3]由于调压范围较大,所以滑动变阻器选择分压接法,电流表采用外接法,所以电路图应选择A;
    (3)[4][5]实物连线如图所示,根据连线要使分压为零,则滑片处于最左端,即A端;

    考点3 测定电源的电动势和内阻

    1.基本实验要求
    (1)实验原理
    ①闭合电路的欧姆定律。
    ②E和r的求解:由U=E–Ir得,解得E、r。
    ③用作图法处理数据,如图所示。

    A.图线与纵轴交点为E;
    B.图线与横轴交点为I短=;
    C.图线的斜率表示r=
    (2)实验器材
    电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
    (3)基本操作
    ①连接电路。
    ②电流表用0.6 A的量程,电压表用3 V的量程;
    ③把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
    ④闭合开关,调节变阻器,使表有明显的示数,记下一组数据,同理记录多组数据。
    2.规律方法总结
    (1)实验数据求E、r的处理方法
    ①列多个方程组求解,再求E、r的平均值。
    ②图象法处理:以端电压U为纵轴,干路电流I为横轴,建系、描点、连线,纵轴截距为电动势E,直线斜率k的绝对值为内阻r。
    (2)注意事项
    ①为了使端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池。
    ②电流不要过大,应小于0.5 A,读数要快。
    ③要测出不少于6组的(U,I)数据,变化范围要大些。
    ④若U–I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,应根据r=确定。
    ⑤电流表要内接(因为r很小)。
    (3)误差来源
    ①偶然误差:用图象法求E和r时作图不准确。
    ②系统误差:电压表分流或电流表分压。
    3.实物图连接的技巧
    实物图连接是一类考查学生实验技能和操作能力较为有效的题型,连线前一定要画出实验电路图,然后按图连线,且必须注意以下几点:
    (1)连线不能交叉;
    (2)必须把线接在接线柱上;(3)电流应从电表正接线柱流入,从负接线柱流出;
    (4)变阻器应处在有效控制状态。在实际操作中,画电路图时,各元件的相对位置
    应尽量与实物图相吻合;连实物图时,应先串后并,先连控制电路后连测量电路。
    要特别注意变阻器的分压连接,把变阻器的全电阻、开关、电源连成干路,取变阻器的部分电阻与测量电路并联即可。
    4.测定电源电动势和内阻的其他方法
    电源的电动势和内阻测量方法一般为伏安法,另外还有以下几种方法:
    (1)安阻法:用一个电流表和电阻箱测量,电路如图甲所示,测量原理为:E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由此可求出E和r,此种方法使测得的电动势无偏差,但内阻偏大。

    (2)伏阻法:用一个电压表和电阻箱测量,电路如图乙所示,测量原理为:E=U1+r,E=U2+r,由此可求出r和E,此种方法测得的电动势和内阻均偏小。
    (3)粗测法:用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所测值近似认为是电源电动势,此时U=≈E,需满足RV≫r。
    (4)双伏法:用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图所示。测量方法为:断开S,测得V1、V2的示数分别为U1、U2。此时,E=U1+U2+r,RV为V1的内阻;再闭合S,V1的示数为U1′,此时E=U1′+r,解方程组可求得E和r。


    (2020·河南信阳市·高二期中)在“测定电源电动势和内阻”的实验中:

    (1)实验电路如图所示,请根据电路图连接实物图;______
    (2)若根据实验数据作出如图所示的图象,则该电池的电动势______;内阻______;
    (3)由于电压表、电流表均不是理想电表,则测量结果:电源电动势的测量值将______真实值,内阻的测量值将______真实值。(选填“大于”、“等于”、“小于”)
    【答案】 1.5 0.5 小于 小于
    【详解】
    (1)[1]电路图连接实物图

    (2) [2][3]由闭合电路欧姆定律



    可知,在图象中,纵轴截距为电动势的测量值,图线的斜率为电源内阻的大小;该电池的电动势
    E=1.50V
    内阻

    (3)[4][5]误差产生的原因为电压表的分流使得电流表对干路电流的测量不准确,真实的干路电流比电流表的求数要略大,其大小由电压表的示数决定,因而真实的图线在此图线的上方,并随电压的减小而靠近,电动势和内阻的真实值都大于测量值,所以都填“小于”。

    1.(2020·河南高二月考)物理兴趣小组的同学在实验室测量某种型号电池的电动势E及内阻r,实验器材有:
    A.待测电源E
    B.电压表(量程为,内阻很大)
    C.电阻箱R()
    D.定值电阻,
    E. 单刀单掷开关,单刀双掷开关
    F. 导线若干
    小组的同学经过讨论,最终设计了如图1所示的电路,请完成相关内容。

    (1)请根据实物图,在图2线框内画出电路图并标上相应的符号(部分已画好)(_______)
    (2)先闭合,将切换到a,调节电阻箱至某值,读出电压表示数
    (3)保持电阻箱示数不变,________(填上必需的步骤),读出此时电压表的示数
    (4)重复步骤(2)(3)读出电压表的多组数据、,如下表:

    1
    2
    3
    4
    5
    6

    0.15
    0.75
    1.2
    1.5
    1.8
    2.4

    1.1
    1.5
    1.8
    2.0
    2.2
    2.6
    请根据表中数据,在图3中描绘出图像。(________)

    (5)若图像的斜率为k,与纵轴的截距的绝对值为b,则电源电动势可表示为________,内阻可表示为________(用b、k、、表示)。根据题中测得的实验数据可得,电动势_______,内阻_______。(后两空保留2位有效数字)
    【答案】 将切换到b 3.0 0.40
    【详解】
    (1)[1]根据实物图,连接电路图如图

    (3)[2]根据实验原理可知,保持电阻箱示数不变,将切换到b,读出电压表的示数U2
    (4)[3]根据表格中的数据描点,并连成一直线,如图所示

    (5)[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知

    整理得



    解得

    [6][7]由图示U1-U2图象可知,当U1=0时U2=1.0V,有

    图象的斜率

    代入数据解得
    E=3.0V,r=0.40Ω
    考点4 练习使用多用电表

    1.电流表与电压表的改装
    (1)改装方案

    改装为电压表
    改装为大量程的电流表
    原理
    串联电阻分压
    并联电阻分流
    改装原理图


    分压电阻或分流电阻
    U=Ig(Rg+R)
    故R=-Rg
    IgRg=(I-Ig)R

    改装后电表的内阻
    RV=Rg+R>Rg
    RA= (2)校正
    校正电路如图所示,校正的过程是:先将滑动触头移动到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头位置,使改装后的电压表示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次都要记下改装的电压表和标准电压表示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正。

    2.欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
    (1)构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。

    欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。
    外部:接被测电阻Rx。
    全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
    (2)工作原理:闭合电路欧姆定律I=。
    (3)刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。
    ①当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)
    ②当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)
    ③当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。
    3.多用电表
    多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。另外,还有欧姆表的调零旋钮、指针定位螺丝和表笔的插孔。

    4.二极管的单向导电性
    (1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。
    (2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。

    (3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。
    5.练习使用多用电表
    (1)实验器材
    多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。
    (2)实验步骤
    ①观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。
    ②机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。
    ③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。
    ④测量小灯泡的电压和电流
    A.按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。

    B.按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。
    ⑤测量定值电阻
    A.根据被测电阻的大约阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指欧姆表的“0”刻度,若不指欧姆表的“0”刻度,调节欧姆表的调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
    B.将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
    C.读出指针在刻度盘上所指的数值,观察选择开关所对应的欧姆挡的倍率,用读数乘以倍率,即得测量结果;
    D.测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。
    ⑥探索黑箱内的电学元件
    判断目的
    应用挡位
    现象
    电源
    电压挡
    两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
    电阻
    欧姆挡
    两接线柱间正、反接时示数相同
    二极管
    欧姆挡
    正接时示数很小,反接时示数很大
    电容器
    欧姆挡
    指针先指向某一小阻值后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
    6.规律方法总结
    (1)多用电表使用注意事项
    ①表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”孔,黑表笔插入“-”孔,注意电流的实际方向应为“红入黑出”。
    ②区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆挡的调零旋钮。
    ③由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应量程的倍率。
    ④使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。
    ⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。
    ⑥测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零。
    ⑦使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。
    (2)多用电表对电路故障的检测
    高中阶段对电路故障的考查只限于断路和短路两种,且故障一般只有一处。
    ①断路故障的检测方法
    A.将多用电表拨到电压挡作为电压表使用。
    a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。
    b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表的示数为零,则说明该部分电路完好,若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点。
    B.将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。
    C.用欧姆挡检测
    将各元件与电源断开,然后接到红黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。
    不能用欧姆表检测电源的情况。
    ②短路故障的检测方法
    A.将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。
    B.用电流表检测,串联在电路中的电流表若示数不为零,故障应是短路。
    7.欧姆表刻度盘特点及多用电表读数技巧
    (1)欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘
    ①左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零与电流、电压最大刻度重合。
    ②刻度不均匀:左密右疏。
    ③欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率。电流、电压挡是量程范围挡。
    在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处)。
    (2)欧姆表的读数
    ①为了减小读数误差,指针应指在表盘到的部分,即中央刻度附近。
    ②除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时,要估读到下一位,其余情况都不用估读。
    ③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。
    (3)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位。
    (4)多用电表使用的“七大注意”
    ①使用前要机械调零。
    ②两表笔在使用时,电流总是“红入黑出”。
    ③选择开关的功能区域,要分清是测电压、电流、电阻,还要分清是交流还是直流。
    ④电压、电流挡为量程范围挡,欧姆挡为倍率挡。
    ⑤刻度线有三条:上为电阻专用,中间为电压、交流、直流共用,下为交流2.5 V专用。
    ⑥测电阻时:A.待测电阻与电路、电源一定要断开;B.两手一定不要同时接触两笔金属杆;C.指针指中值附近较准,否则换挡;D.每换一挡必须重新欧姆调零;E.读出示数要乘以倍率。
    ⑦使用完毕,选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡,长期不用应取出电池。
    (5)探索黑箱内的电学元件
    探究项目
    应用挡位
    现 象
    电源
    电压挡
    两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
    电阻
    欧姆挡
    两接线柱正、反接时示数相同
    二极管
    欧姆挡
    正接时示数很小,反接时示数很大
    电容器
    欧姆挡
    指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“∞”,且指针摆动越来越慢
    电感线圈
    欧姆挡
    示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数

    (2020·河南高三月考)图1为某同学组装完成的简易多量程欧姆表的电路图。该欧姆表具有“”,“”两种倍率。所用器材如下
    A.干电池(电动势,内阻)
    B.电流表G(满偏电流,内阻)
    C.定值电阻
    D.可调电阻(最大阻值)
    E.单刀双掷开关一个,红黑表笔各一支,导线若干

    根据实验电路和实验器材,完成以下问题:
    (1)若单刀双掷开关K与a连接测量未知电阻,操作步骤正确,欧姆表的指针如图2所示,则未知电阻的阻值为______。
    (2)根据实验电路可知电阻的阻值为______。
    (3)单刀双掷开关K与b连接,欧姆调零后可调电阻接入电路的阻值为______。单刀双掷开关K与a连接,欧姆调零后可调电阻接入电路的阻值为______。
    (4)欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能进行欧姆调零。若用此表测量电阻的值,则测量结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
    【答案】150.0 90 1419.5 139.7 偏大
    【详解】
    (1)[1]接a时通过的电流比较大,根据

    电流比较大,则较小,量程较小,故选“”倍率,未知电阻的阻值为

    (2)[2] K与b连接时,是“”,中值电阻为



    则有

    解得

    (3)[3] K与b连接时, 、、部分的总电阻

    此时,则可调节电阻 接入电路的阻值为

    解得

    [4] K与连接a时, 、、部分的总电阻

    此时则可调节电阻 接入电路的阻值为

    解得

    (4)[5] 当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆得重新调零,由于满偏电流Ig不变,由公式

    欧姆表内阻 得调小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由

    可知当变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了。

    1.(2020·福建省南安市侨光中学高二月考)仪器仪表的使用和读数规范:
    (1)有一金属材料制成的圆柱形物体,当用游标卡尺来测它的截面直径d时,示数如图甲所示,则______mm。然后利用伏安法测量该物体的电阻,电流表的示数如图乙所示(使用0.6A量程的电流表),图中表针示数为______A。

    (2)某同学用如图甲所示的螺旋测微器在测量某小球直径时,转动粗调旋钮,使小球轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动______(填仪器部件字母符号),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,则小球的直径是______mm。

    (3)用多用电表的电阻挡测量阻值约两千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为电阻挡调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。
    a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的0刻度,断开两表笔
    b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
    c.旋转S使其尖端对准电阻挡×1k
    d.旋转S使其尖端对准电阻挡×100
    e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
    合理的顺序:______。
    根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为______Ω。

    【答案】14.50 0.44 H 6.700 dabe 2200
    【详解】
    (1)[1]金属圆柱体直径

    [2]由图可知电流表读数为。
    (2)[3]转动粗调旋钮,使小球轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动微调旋钮H。
    [4]小球的直径是

    (3)[5]操作步骤为:旋转S使其尖端对准电阻挡×100;将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的0刻度,断开两表笔;将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔;旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔。
    故正确的顺序为dabe。
    [6]被测电阻的阻值约为

    考点5 传感器的简单使用

    1.实验目的
    (1)认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性。
    (2)了解传感器在技术上的简单应用。
    2.实验器材
    热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
    3.研究热敏电阻的热敏特性

    4.研究光敏电阻的光敏特性

    5.注意事项
    (1)在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温。
    (2)光敏实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。
    (3)欧姆表每次换挡后都要重新调零。

    (2020·福建省厦门第六中学高三月考)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

    (1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd)。如图(a)所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是:________;
    (2)如图(b)为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。工作时,应将____(填“A、B”或“C、D”)接照明电路;
    (3)请在图(c)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接_______;
    (4)已知电源电动势为3V,内阻很小,电磁铁线圈电阻R0=20.0Ω,电流超过50mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2cd时,照明电路恰好接通,则图(c)中定值电阻R=____Ω。

    【答案】随着光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓 C、D 22Ω
    【详解】
    (1)[1]由图像可得到的结论是:随着光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速下降,进一步增大光照强度,电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓;
    (2)[2]由电磁继电器的工作原理可知,电磁铁连接的是控制电路,衔铁连通的是工作电路,故工作时,应将“C、D”接照明电路;
    (3)光敏电阻、定值电阻、电源与L组成控制电路,C、D与灯泡组成工作电路,电路图如图所示

    (4)[4]由图(a)所示图线可知,2cd对应的光敏电阻阻值

    由闭合电路欧姆定律可知

    代入数据解得


    1.(2020·新丰县第一中学高二期中)图甲为某实验小组探究热敏电阻的阻值与温度关系的实验装置。通过酒精灯加热改变水温,在热敏电阻的温度参数允许范围内选取9个不同的温度点进行实验,采集的数据如表所示。
    温度/℃
    10
    20
    30
    40
    50
    60
    70
    80
    90
    电阻/kΩ
    10.0
    8.6
    7.0
    5.5
    4.3
    3.6
    3.0
    2.5
    2.0


    请完成以下内容:
    (l)在图乙的坐标纸上补齐表中所给数据点并作出R-t曲线;
    (2)由R-t曲线可知,当温度t=45℃时,该电阻的阻值为______kΩ(保留一位小数);
    (3)由R-t曲线可知,该电阻的阻值随温度的升高而_______选填“增大”或“减小”),可见该电阻的______随温度的升高而减小。
    【答案】5.0 减小 电阻率
    【解析】
    【详解】
    解:(1)在坐标纸上补齐表中所给数据点,然后用光滑的曲线连接如图。

    (2)由图可以读出45℃时,该电阻的阻值约为5.0kΩ;
    (3)由R-t曲线的斜率的意义可知,该电阻的阻值随温度的变化而减小,所以该电阻的电阻率随温度的升高而减小。

    1.(2020·海南高考真题)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表(量程,内阻),电压表(量程,内阻),滑动变阻器R(额定电流,最大阻值),待测定值电阻,电源E(电动势,内阻不计),单刀开关S,导线若干:
    回答下列问题:
    (I)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“限流”或“分压”);
    (2)将虚线框中的电路原理图补充完整_____________;

    (3)根据下表中的实验数据(、分别为电压表﹑的示数),在图(a)给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制图像__________;
    测量次数
    1
    2
    3
    4
    5

    1.00
    1.50
    2.00
    2.50
    3.00

    1.61
    2.41
    3.21
    4.02
    4.82

    (4)由图像得到待测定值电阻的阻值________(结果保留三位有效数字);
    (5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻(阻值约为)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的虚线框内画出你改进的电路图______。
    【答案】分压
    【详解】
    (1)[1] 电压表和串联在和并联,并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻,为了调节变阻器时,电表示数变化明显,且能或者更多组数据,选择分压接法;
    (2)[2]完整的电路图,如图所示

    (3)[3]根据下表中的实验数据,绘制的图像,如图所示

    (4)[4]根据实验电路图,则有

    变形得

    则图线的斜率为

    根据图像可得斜率

    则有

    代入,解得
    (5)[5]因待测电阻(阻值约为)的阻值较小,若仍与电压表串联,则所分得的电压过小,不利于测量,故待测电阻与其中一个电压表并联,由于电源电动势只有6V,为让待测电阻分得较大电压,故待测电阻应与电压表并联,再与电压表串联,故改进后的电路图,如图所示

    2.(2020·北京高考真题)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ。

    (1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电流表内电阻用表示,请你用E、r和RA表示出、,并简要说明理由_______。

    (2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:)描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。

    在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:__________;对应图乙电路分析的U-I图像是:________。
    (3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的______(填“甲”或“乙”)。
    【答案】,,理由见解析 C A 乙
    【详解】
    (1)[1]将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为

    而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即

    (2)[2]对甲图,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得

    变形得

    直接通过实验获得数据,可得

    图像与纵轴截距均为电源电动势,虚线对应的斜率大小为,实线对应的斜率大小为,所以对应图甲电路分析的图像是C;
    [3]对乙图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根据闭合电路欧姆定律得

    变形得

    直接通过实验获得数据,可得

    虚线对应的斜率大小为,实线对应的斜率大小为,虚线对应的纵轴截距为,实线对应的纵轴截距为;两图线在时,对应的短路电流均为,所以对应图乙电路分析的图像是A。
    (3)[4]图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。
    3.(2020·江苏高考真题)某同学描绘一种电子元件的关系图象,采用的实验电路图如题图1所示,V为电压表,
    mA为电流表,E为电源(电动势约),R为滑动变阻器(最大阻值),为定值电阻,S为开关。

    (1)请用笔画线代替导线,将题图2所示的实物电路连接完整____________。
    (2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:
    电压
    0.000
    0.250
    0.500
    0.650
    0.700
    0.725
    0.750
    电流
    0.00
    0.10
    0.25
    0.60
    1.70
    4.30
    7.50
    请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的图线____________。

    (3)根据作出的图线可知,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,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
    【答案】 非线性元件 BC
    【详解】
    (1)[1]根据题意连接电路如图

    (2)[2]根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接各点如图

    (3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。
    (4)[4]AB.图线上某点与原点连线的斜率为,根据元件的特性可知,当电压超过一定数值时,电流会急剧增大,所以电阻会急剧减小,若用导线代替,电流急剧增大,可能会烧坏待测元件,对电流表和电压表的测量误差无影响,A错误,B正确;
    CD.根据图像可知待测元件的电压范围小于,而电源电动势为,因为待测元件两端电压非常小,如果用导线代替,会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小,难以调节,C正确,D错误。
    故选BC。
    4.(2020·天津高考真题)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
    电压表 (量程,内阻约为)
    电流表 (量程,内阻约为)
    滑动变阻器 (,额定电流)
    待测电池组 (电动势约为,内阻约为)
    开关、导线若干
    ①该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是________。
    ②改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端(填“a”或者“b”)


    ③实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为________V,内阻为________。(结果均保留两位有效数字)


    【答案】5 a 2.9 0.80
    【详解】
    ①[1]因为电源内阻较小,故对于电源来说应该采用电流表外接法,图中采用的是电流表内接;故导线5连接不当,应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱;
    ②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大,故应将滑片置于a端;
    ③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势,故E=2.9V;图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A,故可得等效内阻为

    又因为在开关和电池负极之间接有的电阻,在计算过程中等效为内阻,故电源内阻为

    5.(2020·山东高考真题)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。
    序号
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    I/A
    0.08
    0.14
    0.20
    0.26
    0.32
    0.36
    0.40
    U/V
    1.35
    1.20
    1.05
    0.88
    0.73
    0.71
    0.52
    请根据实验数据,回答以下问题:
    ①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像________。
    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,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路____________。
    【答案】B R1
    【详解】
    (1)电压表示数变化过小,则原因是外电阻比内阻大的多,即电源内阻偏小,故选B。
    (2)①根据数据做出U-I图像如图;

    ②由图像可知

    电源内阻小于1Ω,则定值电阻大于1.63Ω,可知定值电阻为R1;
    ③定值电阻与电源串联,电路如图;

    6.(2020·浙江高考真题)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。
    (1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________;

    (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示,则电流_____,电压_____;

    (3)实验得到如图所示的两条直线,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_____V(保留三位有效数字),内阻_____(保留两位有效数字)。
    【答案】 0.39~0.41 1.29~1.31 乙 1.51~1.54 0.52~0.54
    【详解】
    (1)[1]图乙中,电流表内接和变阻器串联接在电源两端,电压表测路段电压,则图乙对应的电路图为

    (2)[2][3]一节干电池的电动势一般约为1.5V,故电压表量程选择0~3V,电流表量程选择0~0.6A,所以量表的读数分别为1.30V(1.29~1.31V均可),0.40A(0.39~0.41A均可)
    (3)[4]由闭合电路欧姆定律可得

    可得U-I图象的纵轴截距为电源电动势,斜率为电源内阻。图甲中电流表外接,则实验测得的电源内阻

    测量值偏大;图乙中电路

    测量值偏小,但是由于,故图乙实验测出的内阻误差更小,故图线Ⅰ对应图乙,图线Ⅱ对应的图甲。
    (4)[5]图线Ⅱ与纵轴的交点为电源的电动势E=1.52V ;
    [6]在图线Ⅰ与横轴的交点为短路电流I=2.86A


    ,此实验原理无误差。
    7.(2020·全国高考真题)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。
    (1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线______。

    (2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U=_______,流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全,I1不能超过_______mA。
    (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
    I1/mA
    32
    55
    85
    125
    144
    173
    I2/mA
    171
    229
    299
    379
    424
    470
    根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R=_______Ω(保留1位小数)。
    (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能小于_______Ω(保留1位小数)。
    【答案】 180 11.6 8.0
    【详解】
    (1)根据电路图连接实物图如图所示

    (2)①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压,故根据欧姆定律有

    ②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为

    ③因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA;
    (3)根据表中数据可知当I1=173mA时,I2=470mA;根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V;流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A;故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为

    (4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V,而电流表A1不能超过其量程200mA,此时结合①有

    解得,即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于。
    8.(2020·全国高考真题)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0.5Ω。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)。
    【答案】、 I
    【详解】
    (1)[1]若将电压表接在、之间,



    根据一次函数关系可知对应斜率为。
    若将电压表接在、之间,电流表分压为

    根据欧姆定律变形可知

    解得

    根据一次函数可知对应斜率为,对比图像的斜率可知

    所以II图线是采用电压表跨接在、之间。
    (2)[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为左右,根据

    说明电流表的分压较小,电流表的分流较大,所以电压表应跨接在、之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。
    [3]根据图像可知

    [4]考虑电流表内阻,则修正后的电阻为

    9.(2020·浙江高考真题)(1)小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后,所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示,则此电阻器的阻值为_____Ω
    (2)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中:
    ①如图丙所示,已经连接了一部分电路,请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
    ②合上开关后,测出9组Ⅰ、U值,在坐标系中描出各对应点,如图丁所示。请在答题纸对应位置的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
    ③与图丁中P点对应的状态,小灯泡灯丝阻值最接近______。
    A.16.7Ω B.12.4Ω C.6.2Ω


    【答案】1750(1700~1800) C
    【详解】
    (1)[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率:

    (2)①[2]根据图丁可知电压表选择0到3V量程即可,数据从0开始测量,滑动变阻器采用分压接法:

    ②[3]用平滑曲线画出伏安特性曲线:

    ③[4]根据图像结合欧姆定律:

    所以C选项的电阻较为接近。

    10.(2020·昆明市·云南师大附中高三月考)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径,如图所示,甲图是将螺旋测微器小砧靠在一起时的读数,为______mm;乙图是测量合金丝直径时的读数,则合金丝的直径为______mm;

    (2)某实验小组为测量电压表V1的内阻,先用多用电表的欧姆档进行了一次测量,为进一步准确测量电压表V1的内阻,设计了如图甲所示的电路,请根据电路图连接实物图乙______。

    【答案】0.006~0.008 0.687~0.690
    【详解】
    (1) [1]图甲中校零时,螺旋测微器的固定刻度为0,可动刻度为;
    [2]图乙测量时,螺旋测微器的固定刻度为,可动刻度为,故合金丝的直径为;
    (2) [3]


    11.(2019·新课标全国Ⅰ卷)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(b)中的实物连接。
    (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 mA C.25mA 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 Ω
    B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
    C.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= 。
    【答案】(1) (2)C (3)AC (4)
    【解析】(1)电表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:

    (2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为:倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:,故本小题选C;
    (3)根据,得:,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻真实值,大于1200Ω;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC;
    (4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25 mA,故满足;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20 mA电流表,应满足,其中,联立解得:或。
    12.(2019·新课标全国Ⅱ卷)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U–I关系曲线。回答下列问题:

    (1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1= mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻 (填“变大”或“变小”),电压表V1示数 (填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向 (填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
    (2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为= ×10–3V/℃(保留2位有效数字)。

    【答案】(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
    【解析】(1)U1=IR0=100 Ω×50×10–6 A=5×10–3 V=5 mV由,I不变,温度升高,U减小,故R减小;由于R变小,总电阻减小,电流增大;R0两端电压增大,即V1表示数变大,只有增大电阻才能使电流减小,故华东变阻器向右调节,即向B短调节。
    (2)由图可知, =2.8×10–3V/℃
    13.(2019·新课标全国Ⅲ卷)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)中的实物连线组成欧姆表。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。

    【答案】(1) 900 R1 (2)45 5 (3)0 35 000.0
    【解析】(1)连线如图:

    根据欧姆表的改装原理,当电流计满偏时,则,解得R=900Ω;为了滑动变阻器的安全,则滑动变阻器选择R1;
    (2)在a处,,解得Rxa=45kΩ;
    在b处,则,解得Rxb=5kΩ;
    (3)校准:红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指到0 kΩ处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:R=35 000.0 Ω。
    14.(2019·天津卷)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______。

    (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。这段金属丝的电阻约为,画出实验电路图,并标明器材代号。
    电源(电动势,内阻约为)
    电流表(量程,内阻)
    电流表(量程,内阻约为)
    滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
    开关及导线若干
    (3)某同学设计方案正确,测量得到电流表的读数为,电流表的读数为,则这段金属丝电阻的计算式______。从设计原理看,其测量值与真实值相比______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
    【答案】(1)(均可) (2) (3) 相等
    【解析】(1)根据螺旋测微器的读数法则可知读数为。因该实验没有电压表,电流表A1的内阻已知,故用A1表当电压表使用,为了调节范围大,应用分压式滑动变阻器的接法,则点如图如图

    由电路图可知流过电流为,电阻两端的电压为,因此电阻
    该实验的电流为真实电流,电压也为真实电压,因此测得值和真实值相等。
    15.(2019·江苏卷)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:
    (1)螺旋测微器如题11–1图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动 (选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。

    (题11–1图)
    (2)选择电阻丝的 (选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
    (3)题11–2甲图中Rx,为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题11–2乙图实物电路中的正确位置.

    (题11–2甲图) (题11–2乙图)
    (4)为测量R,利用题11–2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关系图象如题11–3图所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
    U2/V
    0.50
    1.02
    1.54
    2.05
    2.55
    I2/mA
    20.0
    40.0
    60.0
    80.0
    100.0
    请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.

    (5)由此,可求得电阻丝的Rx= Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.
    【答案】(1)C (2)不同 (3) (4) (5)23.5(23.0~24.0都算对)
    【解析】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后也改用微调方旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声;
    (2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量;
    (3)按照原理图,将实物图连线如图:

    (4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图:

    当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为的电压之和,当电压表接在a、b间时,电压表测的电压为的电压,由图可得:,所以。
    16.(2018·江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
    (1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________;____________。

    (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:
    根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为_________V;内阻为__________Ω。
    R/Ω
    8.0
    7.0

    6.0
    5.0
    4.0
    I/A
    0.15
    0.17

    0.19
    0.22
    0.26
    /A–1
    6.7
    6.0

    5.3
    4.5
    3.8

    (3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图所示,则该干电池的电动势应为_______V;内阻应为_____Ω。
    【答案】(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零 (2)图象如图所示: 1.4(1.30~1.44都算对) 1.2(1.0~1.4都算对) (3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2)

    【解析】(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开;另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源。
    (2)将数据描点连线,做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得,所以图线的斜率表示电源电动势 V=1.37 V,截距绝对值表示r=0.4×3.0 Ω=1.20 Ω;用电压表与电流表并联,可测得电流表的内阻,考虑电表内阻对实验的影响,则E=I(R+RA+r),得,所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为1.37V,图线的截距表示(RA+r),所以内阻精确值为r=(1.20–0.20)Ω=1.00 Ω。
    17.(2018·新课标全国II卷)某同学组装一个多用电表。可用的器材有:微安表头(量程100 ,内阻900 );电阻箱R1(阻值范围0999.9 );电阻箱R2(阻值范围099 999.9 );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_____________;R2=____________(保留到个位)
    【答案】(1)如图所示 (2)100 2 910

    【解析】(1)R1的电阻比较小,所以R1与表头并联构成大量程的的电流表,R2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示;

    改装电流表需要并联一个电阻,要改装1 mA的电流表需要并联的电阻
    ,所以选用与变阻箱R1并联,
    并联后的总电阻为
    要改装3 V电压表需要串联电阻,串联电阻的阻值为
    18.(2018·天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:
    A.电压表(量程0~1 V,内阻约为10 kΩ)
    B.电压表(量程0~10 V,内阻约为100 kΩ)
    C.电流表(0~1 mA内阻约为30 Ω)
    D.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.05 Ω)
    E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)
    F.电源(电动势12 V,额定电流2 A,内阻不计)
    G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
    ①为使测量尽量准确,电压表选用_________,电流表选用______________,电源选用______________。(均填器材的字母代号);
    ②画出测量Rx阻值的实验电路图。
    ③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会______________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是____________________________。
    【答案】B C F 如图所示 大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)

    【解析】由于本题的被测电阻达到10 kΩ,所以电源要选择电动势大的,然后根据电路电流选择电流表,电压表;若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,根据和的关系分析电流表的接法;根据电流表的接法判断实验误差所在;
    ①若选用电源1.5 V,由于被测电阻很大,电路中电流非常小,不利于实验,即电源选用12 V的,即F;则电压表就应该选取B;电路中的最大电流为,故选用电流表C;
    ②因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10 Ω,若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,由于,所以采用电流表内接法,电路图如图所示,

    ③由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流准确,根据可知测量值偏大;
    19.(2018·新课标全国III卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω);V可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
    (1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;

    (2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;
    (3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2 端,记下此时电压表V的示数U2;
    (4)待测电阻阻值的表达式Rx=_____________(用R0、U1、U2表示);
    (5)重复步骤(3),得到如下数据:

    1
    2
    3
    4
    5
    U1/V
    0.25
    0.30
    0.36
    0.40
    0.44
    U2/V
    0.86
    1.03
    1.22
    1.36
    1.49

    3.44
    3.43
    3.39
    3.40
    3.39
    (6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小数)
    【答案】(1)如图所示: (4) (6)48.2

    【解析】开关S2掷于1端,由欧姆定律可得通过Rx的电流I=U1/R0,将开关S2掷于2端,R0和Rx串联电路电压为U2,Rx两端电压为U=U2–U1,由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx=U/I=R0=(–1)R0。
    5次测量所得的平均值,(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=(–1)R0=(3.41–1)×20.0 Ω=48.2 Ω。
    20.(2018·新课标全国I卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω:电源E(6 V,内阻可忽略):电压表(量程150 mV):定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω):电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω):单刀开关S1,单刀双掷开关S2。

    实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃,将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0:保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0:断开S1,记下此时R2的读数,逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 °C,实验得到的R2–t数据见下表。
    t/℃
    25.0
    30.0
    40.0
    50.0
    60.0
    70.0
    80.0
    R2/Ω
    900.0
    680.0
    500.0
    390.0
    320.0
    270.0
    240.0
    回答下列问题:
    (1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到_____(填“a”或“b”)端;
    (2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2–t曲线;

    (3)由图(b)可得到R1,在25 ℃~80°C范围内的温度特性,当t=44.0 ℃时,可得R1=____Ω;
    (4)将Rt握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为____Ω,则手心温度为______℃。
    【答案】(1)b (2)如图所示
    (3)450 (4)620.0 33.0
    【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,意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关知识,解决实际问题的能力。
    (1)图(a)的电路滑动变阻器采用限流接法,在闭合S1前,R1应该调节到接入电路部分的电阻值最大,使电路中电流最小,即图(a)中的R1的滑片应移到b端。
    (2)将t=60 ℃和t=70 ℃对应的两组数据对应画在坐标图上,然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2–t图象。
    (3)根据题述实验过程可知,测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的电阻值。由画出的R2–t图象可知,当t=44.0 ℃时,对应的RT=460 Ω。
    (4)由画出的R2–t图象可知,当RT=620.0 Ω,则手心温度t=33.0 ℃。
    21.(2017·新课标全国Ⅰ卷)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3.8 V,额定电流0.32 A);电压表V(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表A(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 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0~3.8 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1.00 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)如图所示 (2)增大 增大 (3)0.39 1.18

    【解析】(1)要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,故滑动变阻器用分压式接法,小灯泡为小电阻,电流表用外接法;电压表量程为3 V,应串联定值电阻扩展量程到4 V。
    (2)由I–U图象知,切线的斜率在减小,故灯泡的电阻随电流的增大而增大,再由电阻定律知,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,此时由E0=U+I(r+R)得I=–0.1U+0.4,在图中作出该直线如左图所示,交点坐标约为U=1.75 V,I=0.225 A,P1=UI=0.39 W;当滑动变阻器的阻值为0时,灯泡消耗的功率最大,作图线I=–U+4,此时交点坐标为U=3.70 V,I=0.32 A,如右图所示,最大的功率P2=UI=1.18 W。

    22.(2017·新课标全国Ⅱ卷)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;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为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2.5 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
    (3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______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)1.47 mA 1 100 Ω 2.95 V
    【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
    (2)R6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R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
    (3)B端与“2”相连时,是量程较小的电流表,所以;B端与“4”相连时,是量程较小的电压表,所以。
    (4)若此时B端与“1”相连,多用电表是量程为2.5 mA的电流表,则读数为1.47 mA;若此时B端与“3”相连,多用电表是欧姆×100 Ω挡,则读数为1 100 Ω;若此时B端与“5”相连,多用电表是量程为5 V的电压表,则读数为2.95 V。
    【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同。


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