还剩20页未读，
继续阅读
所属成套资源：2023年物理二轮复习专题学案
成套系列资料，整套一键下载
2023届二轮复习通用版 6.2 电学实验及创新 学案
展开
这是一份2023届二轮复习通用版 6.2 电学实验及创新 学案，共23页。
第2讲 电学实验及创新
真题速练·明考情
1．(2022·全国甲，22)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有电源E(电动势1.5V，内阻很小)，电流表A(量程10mA，内阻约10Ω)，微安表G(量程100μA，内阻Rx待测，约1kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10Ω)，定值电阻R0(阻值10Ω)，开关S，导线若干．
(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图．__答案见解析图__．
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻Rx＝__990__Ω．
【解析】
(1)为准确测出微安表两端的电压，可让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联．由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，因此滑动变阻器采用分压式接法，实验电路原理图如图所示．
(2)流过定值电阻R0的电流I＝IA－Ig＝9.00mA－0.09mA＝8.91mA
微安表两端的电压U＝IR0＝8.91×10－2V
微安表的内阻Rg＝＝Ω＝990Ω．
2．(2022·全国乙，23)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性．可用器材有电压表V(量程为3V，内阻很大)，电流表A(量程为1mA，内阻为300Ω)，电源E(电动势约为4V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω)，开关S，导线若干．
(1)要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图．
(2)实验时，图甲中的R应选最大阻值为__10_Ω__(选填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为__75_Ω__(选填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻．
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图乙和图丙所示，则此时Rx两端的电压为__2.30__V，流过Rx的电流为__4.20__mA，此组数据得到的Rx的阻值为__548__Ω(保留3位有效数字)．
【答案】 (1)见解析图
【解析】 (1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而测量通过Rx的电流，电压表测量Rx两端的电压；滑动变阻器采用分压式接法，满足通过Rx的电流在0～5mA内连续可调的条件，电路图如下．
(2)电路中R应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知＝，解得R0＝75Ω．
(3)电压表每小格表示0.1V，向后估读一位，即U＝2.30V；电流表每小格表示0.02mA，本位估读，即读数为0.84mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I＝4.20mA；根据欧姆定律可知Rx＝＝548Ω．
3．(2021·全国高考乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(小于2Ω)．图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω：定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空：
(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选__15.0__Ω(填“5.0”或“15.0”)．
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U．
(3)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝__·R＋＋__．
(4)利用测量数据，作-R图线，如图(b)所示：
(5)通过图(b)可得E＝__1.55__V(保留2位小数)，r＝__1.0__Ω(保留1位小数)．
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝__5__%．
【解析】 (1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由串联电路分压可得＝，代入数据解得R＝7.5Ω，因此选15.0Ω．
(3)由闭合回路欧姆定律可得
E＝U＋(R＋r)
化简可得＝·R＋＋r．
(5)由上面公式可得＝k＝，＋r＝b＝＋＋
由-R图象计算可得k＝0.034V－1·Ω，b＝0.85V－1代入可得E≈1.55V，r≈1.0Ω．
(6)如果电压表为理想电压表，则可有＝＋＋R
则此时E′＝因此误差为×100%＝5%．
4．(2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究．
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为__3.700__mm．再用游标卡尺测得其长度L．
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值．图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω．首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表．
R/Ω
I/A
/A－1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据，在图丙中绘制出-R图象．再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A．根据图丙中的图象可得Rx＝__6.0__Ω(结果保留2位有效数字)．最后可由表达式ρ＝____得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)．
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的-R图象，还可以求得电源电动势E＝__12__V，内阻r＝__3.0__Ω．(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大．若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图象得到该电阻的测量值会__偏小__(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
【解析】 (1)用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为3.5mm＋0.01mm×20.0＝3.700mm．
(2)由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时E＝I(RA＋R0＋r＋R)
即＝R＋
由图象可知＝
解得E＝12V，＝2A－1
解得r＝3.0Ω
再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则＝2.5A－1
由图象可得Rx＝6.0Ω
根据Rx＝ρ＝ρ
解得ρ＝．
(3)由(2)可知E＝12V，r＝3.0Ω．
(4)根据表达式E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)
因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表有相同读数时，得到的Rx的值偏小，即Rx测量值偏小．
〔备考策略〕
1．分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在：(1)基本仪器的使用及读数．(2)电表的改装、仪器的选择．(3)以测量电阻、电源电动势为核心的电学实验．(4)实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计．
2．基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查．
常用到的思想方法有：等效替代法、半偏法、控制变量法、累积法、图象法．
滑动变阻器的接法：分压式、限流式．
电流表的接法：内接法、外接法．
核心知识·固双基
“科学探究”展示
一、重要实验的注意点
1．欧姆表的使用注意点
为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中值刻度附近．
(1)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(2)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位．
2．测金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据R＝ρ得出金属丝的电阻率ρ＝R．
3．测电源的电动势和内阻的三种常用方法
方法
伏安法
安阻法
伏阻法
原理图
重要器材
电压表、电流表和可变电阻
电流表、电阻箱
电压表、电阻箱
原理式
U＝E－Ir
＝·R＋
＝·＋
图象法
处理
数据
纵轴截距：E
斜率绝对值：r
纵轴截距：
斜率：
纵轴截距：
斜率：
二、定值电阻的应用技巧
命题热点·巧突破
考点一 基本仪器的使用及读数
多用电表的原理及使用
(1)多用电表的读数
电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是不均匀的，读数时应乘以倍率．
(2)多用电表使用的几个注意事项
①电流的流向：使用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压，多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱，黑表笔连负接线柱，电流都是从红表笔进黑表笔出．
②要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整．
③测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．
④选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围．
如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新欧姆调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新欧姆调零后再测量．
⑤测电阻时要将电阻与其他元件断开．测电阻时不要用手接触多用电表的表笔．
⑥多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝，中值电阻(欧姆表内阻)R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．
考向1 欧姆表的原理及使用
1．(2022·广东广州一模)某同学为了制作一个简易台灯：先将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器连成图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡达到合适亮度；然后用图乙所示的多用电表测量滑动变阻器接入电路的阻值，以便用定值电阻代替滑动变阻器完成制作．
请完成相关实验步骤(多用电表已机械调零，小灯泡仍在发光)：
(1)预估：根据滑动变阻器的最大阻值及滑片位置，估计接入电路的阻值约20Ω；
(2)选挡：将__K__(选填“K”“S”或“T”)旋转到__×1__位置；
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转__T__(选填“K”“S”或“T”)，使指针__对准欧姆“0”(零)刻度线__；
(4)测量：①__断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)__；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱__a__(选填“a”“b”“c”或“d”)接触．多用电表的指针位置如图丙，其读数为__18.0(17.8～18.2均可)__Ω．
【解析】 (2)选挡：因电阻约为20Ω，则将调零旋钮K旋转到×1位置．
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转T，使指针对准欧姆“0”(零)刻度线．
(4)测量：①断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱a接触．
多用电表的指针位置如图丙，其读数为18.0Ω．
考向2 多用电表的原理及使用
2．(2022·湖南，12)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0m＜Rm＜Rn)，电流表G的内阻为RG(Rs≪RG)．用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
(1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流表G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流表G示数变为In，则Im__大于__(选填“大于”或“小于”)In．
(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为__×10__(选填“×1”或“×10”)．
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该__向上__(选填“向上”或“向下”)调节．
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为100Ω的定值电阻R1，稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx＝__400__Ω．
【解析】 (1)由Rm＜Rn得开关拨向m时电路的总电阻小于开关拨向n时电路的总电阻，电源电动势不变，根据I＝知，Im＞In．
(2)S与n接通时，欧姆表内阻大，欧姆表的挡位倍率大，即为“×10”挡．
(3)从“×1”挡位换为“×10”挡位，即开关S从m拨向n，电路总电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流表所在支路的电流，所以需要将R0的滑片向上调节．
(4)设“×10”挡位时欧姆表内阻为R内，电流表满偏电流为Ig，电路简化结构如图
则＋Ig＝
＋Ig＝
＋Ig＝
解得Rx＝400Ω．
考点二 以测电阻为核心的相关实验
测电阻实验时仪表的选择及接法
(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)．
(2)选择电流表内外接法的口诀：“大内偏大，小外偏小”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大；小电阻适合电流表外接法，测量值比实际值偏小)．若＜，Rx为大电阻，若＞，Rx为小电阻．
(3)选择滑动变阻器接法的口诀：以小控大用分压，相差无几用限流．即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路．
另外，必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据．若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小．
(4)电表有时可反常规使用：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．
(5)定值电阻的常见用途：保护电路、改装电压表或电流表．
(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多．
(7)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．
考向1 测量电阻的实验
1．(2022·山西临汾二模)某同学探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律．他拿了一根弹性很好的橡胶管，里面灌满了盐水，两端用与胶管内径大小相同的铜棒塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，给两铜棒连接导线，测量盐水柱的电阻．
(1)该同学测出了在不受拉力时盐水柱的长度L＝30.00cm，并用欧姆表的“×1”挡粗略测量此时的电阻，如图甲所示，则此时电阻为__12__Ω．
(2)为了更精确的测量盐水柱的电阻，该同学设计了如图乙所示的电路，其中R1、R2为已知电阻，R0为电阻箱，R3为滑动变阻器，Rx为盐水柱形成的电阻．操作步骤如下：
①接通开关S1；
②接通开关S2后马上断开，观察灵敏电流计G的偏转情况；
③反复调节R0并重复步骤②，直至S2接通后灵敏电流计G示数为零．
则Rx＝____(用题目中物理量的符号表示)．
(3)该同学用力拉橡胶管，使橡胶管变长，测出几个不同长度L下橡胶管中盐水柱的电阻，并用图象法进行探究．他用盐水柱的电阻Rx为纵坐标，为了使图线为直线，则横坐标应为__L2__(选填“L”“L2”或“”)．该同学选取正确的坐标作出图象，测得图线的斜率为k＝4.0(单位采用国际单位)，又测得橡胶管中盐水的体积为V＝1.5×10－2m3，则可知该盐水的电阻率为__6.0×10－2__Ω·m(保留两位有效数字)．
【解析】 (1)根据图甲可知，指针的示数为12，则此时电阻为R＝12×1Ω＝12Ω．
(2)根据实验原理可知，当灵敏电流计的示数为零时，满足关系式＝，化简得Rx＝．
(3)根据电阻定律R＝，而且V＝SL，联立得Rx＝，为了使图线为直线，则横坐标应为L2，此时斜率k＝＝4.0，则有盐水的电阻率ρ＝6.0×10－2Ω·m．
2．(2022·河南平顶山二模)为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为40Ω)，有以下一些器材可供选择：
电流表A1(量程为0～3A，内阻r1约0.1Ω)；
电流表A2(量程为0～10mA，内阻r2＝10Ω)；
电压表V1(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；
电压表V2(量程为0～15V，内阻约5kΩ)；
电源E(电动势约为3V，内阻很小)；
定值电阻R(2Ω，允许最大电流为1.0A)；
滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流为2.0A)；
滑动变阻器R2(0～500Ω，允许最大电流为0.5A)；
单刀单掷开关S一个，导线若干．
根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便．
(1)电流表应选__A2__，电压表应选__V1__，滑动变阻器应选__R1__(填写器材符号)．
(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号)．
(3)在某一次测量中，若电压表示数为U＝2.1V，电流表示数为I＝8.0mA，则待测电阻Rx＝__42.1__Ω．
【解析】 (1)电源电动势为3V，则电压表选择V1；电路中可能达到的最大电流为I＝＝A＝75mA，则A1量程过大，而A2量程过小，则可用A2与定值电阻R并联，则相当于改装成了量程为I＝Ig＋＝60mA的电流表．滑动变阻器采用分压电路，则选择阻值较小的R1．
(2)因改装成的电流表内阻已知，则可采用电流表内接电路，电路如图．
(3)改装后的电流表内阻RA＝Ω＝Ω，电流表示数为I＝8.0mA，则通过待测电阻的电流为IR＝48mA，则待测电阻Rx＝－RA＝Ω－Ω≈42.1Ω．
考向2 测量电阻率的实验
3．(2022·广东江门一模)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水．
(1)某同学用游标卡尺去测玻璃管的内径，测出的读数如图，则玻璃管的内径d为__21.50__mm．
(2)该同学用多用电表的电阻挡粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“×10”挡，发现指针如图(a)所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选__×100__(填“×1”或“×100”或“×1k”)挡；②__重新进行欧姆调零__．
(3)该组同学按图(b)连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是__AD__．(多选)
A．滑动变阻器阻值太小
B．电路中3、4之间断路
C．电路中5、6之间断路
D．电路中7、8之间断路
(4)该组同学在改进实验后，测出玻璃管中水柱的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图象如图(c)所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率ρ＝____(用题中字母表示)．
【解析】 (1)游标卡尺读数为：主尺读数＋游标尺的读数×分度值＝21mm＋10×0.05mm＝21.50mm．
(2)欧姆表的指针偏转不大，读数太大误差较大，则需要换选大倍率的挡位来测量，即选×100倍率．
欧姆表换挡后，需要重新进行欧姆调零．
(3)滑动变阻器阻值太小，通过调节电路中的电流的改变也比较小，则电压表的示数几乎不变，所以A正确；电路中3、4之间断路，电压表没有读数，所以B错误；电路中5、6之间断路，电压表没有读数，所以C错误；电路中7、8之间断路，电压表串联在电路中，电压表测量的是电源的电动势，所以电压表的示数几乎不会改变，则D正确．故选AD．
(4)由部分电路欧姆定律有＝ρ，整理得L＝·，由图象可得k＝，矿泉水的电阻率为ρ＝．
考向3 描绘伏安特性曲线类实验
4．(2022·贵州贵阳二模)某学习小组要测绘标有“3.0 V,0.5 A”小灯泡的伏安特性曲线，现有下列实验器材可供选用：
小灯泡L(额定电压3.0V，额定电流0.5A)；
电流表G(量程1mA，内阻30Ω)；
电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)；
电阻箱R0(阻值0～9999Ω)；
滑动变阻器R(阻值0～5.0Ω)；
电源E(电动势4V，内阻不计)；
开关S；导线若干，
(1)由于没有电压表，学习小组利用电流表G和电阻箱改装成一个量程为3V的电压表，则可将电流表G与电阻箱R0串联，并将电阻箱的阻值调到__2_970__Ω．
(2)实验要求能够实现在0～3.0V的范围内对小灯泡的电压进行准确测量，按要求在如图甲实物图上补齐连线．
(3)学习小组经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而__增大__(选填“增大”或“减小”或“不变”)．
(4)该学习小组完成实验后又进行了以下探究：把两只这样规格的小灯泡并联后直接接在电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源上组成闭合回路．
请你根据上述信息估算此时每只小灯泡的功率约为__0.44__W(结果保留2位有效数字)．
【答案】 (2)见解析图 (4)见解析图
【解析】 (1)由欧姆定律可知1mA(30Ω＋R0)＝3V
解得R0＝2970Ω．
(2)实物图连线如图
(3)I-U图象上各点与原点的连线的斜率与电阻成反比，因为图象上各点与原点连线斜率逐渐减小，所以小灯泡电阻逐渐增大．
(4)当把两只这样规格的小灯泡并联后直接接在电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源上组成闭合回路时，设小灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋2Ir
在图象上画出电源的伏安特性曲线如图
故每只小灯泡的功率约为P＝UI＝1.3×0.34W＝0.44W．
考向4 电表内阻的测量与改装
5．(2022·广东河源模拟)某同学拟将量程为Ig＝1mA，内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为1V的电压表．
(1)他首先设计了如图所示电路来测量电流表G的内阻Rg，图中E为电源电动势．现有最大阻值分别为100Ω和2600Ω的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为__2_600__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1.00mA；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50Ω时，电流表G的示数为0.50mA，则电流表G的内阻Rg为__50__Ω；
(2)为了将电流表G改装成量程为1V的电压表，需要__串联__(选填“串联”或“并联”)一个大小为__950__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2600Ω的滑动变阻器．
半偏法中变阻器改变后其阻值等于电流表内阻，即50Ω．
(2)改装后电压表的内阻较大，故应该串联一个电阻．
改装后电压表的满偏电流为0.001A，满偏电压为1V，则改装后电压表内阻为RV＝Ω＝1000Ω
则需要串联的电阻为R＝RV－Rg＝1000Ω－50Ω＝950Ω．
考点三 以测电源的电动势和内阻为核心的相关实验
典例1 (2022·山西临汾二模)某实验小组欲测量一电源的电动势和内阻，他们根据提供的实验器材自行设计合理的电路并进行操作．给定的器材如下：
A．待测电源E(电动势约为1.5～2.0V，内阻约为1.0Ω)
B．电流表A1(满偏电流100mA，内阻为1.0Ω)
C．电流表A2(0～0.6A，内阻未知)
D．滑动变阻器R0(0～500Ω，1A)
E．定值电阻R1(阻值9.0Ω)
F．定值电阻R2(阻值19.0Ω)
G．开关、导线若干
(1)为了测量路端电压，他们现场改装了一块电压表，改装时应选用的定值电阻为__R2__(填写“R1”或“R2”)．
(2)请帮该组同学设计出正确的实验电路图，画在虚线框甲内(标明仪器名称的角标)．
(3)该小组通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组数据，用I1表示电流表A1的示数，I2表示电流表A2的示数．该小组用图象法处理实验数据，为了尽量减小系统误差，他们以(I1＋I2)为横坐标，以I1为纵坐标，得到了如图乙的图线，由图线可以得到被测电源的电动势E＝__1.7__V，内阻r＝__1.2__Ω(均保留2位有效数字)．
【解析】 (1)改装电压表，应用A1与一只电阻串联，若与R1串联，改装后的量程为U1＝Ig(R1＋Rg)＝1V
若与R2串联，改装后的量程为U2＝Ig(R2＋Rg)＝2V，故应选R2．
(2)实验电路图如图
(3)由闭合回路欧姆定律I＝得U＝E－Ir
由电路图可得I1(Rg＋R2)＝E－(I1＋I2)r
由图象整理可得I1＝－(I1＋I2)
则图线的纵截距b＝＝8.5×10－2
斜率绝对值|k|＝＝≈0.06
解得电源的电动势和内阻E＝1.7V，r＝1.2Ω．
〔考向预测〕
1．(2022·福建福州模拟)两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻．
(1)用内阻为3kΩ、量程为1V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R，开关S测量一节干电池的电动势和内阻．
①由于干电池电动势为1.5V，需要把量程为1V的电压表扩大量程．若定值电阻R1可供选择的阻值有1kΩ、1.5kΩ、5kΩ，其中最合适的是__1.5_kΩ__．
②请在图(a)虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图．
(2)按照图(b)的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1＝RA，保护电阻的阻值为R0，根据测得的数据作出-R图象，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝____，内阻r＝__－R0－__．
【解析】 (1)一节干电池的电动势为1.5V，把量程为1V的电压表串联一个定值电阻R1＝Ω＝1.5kΩ，最合适的是1.5kΩ．
电路如图
(2)由于与电流表并联的定值电阻R1等于电流表内阻RA，若电流表读数为I，则通过电源的电流为2I，根据闭合电路欧姆定律得E＝2I，整理得＝R＋，由k＝，得E＝．
根据b＝，可得r＝－R0－．
2．(2022·河南大联考)电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，受到市场的欢迎．某兴趣小组为了测量电动汽车上电池的电动势E(300～400V)和内阻r(0～10Ω)，需要将一个量程为100V的电压表(内阻RV约为5kΩ)改装成量程为400V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻．以下是该实验的操作过程．
(1)由于不知道该电压表内阻的确切值，该兴趣小组将一个最大阻值为50kΩ的电阻箱RP与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装．将滑动变阻器的滑片P移至右端，同时将电阻箱的阻值调为零．闭合开关S，将滑片P向左移动，某时刻电压表的示数为80V．保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为__20__V．不再改变电阻箱的阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他电路就得到改装后的电压表．
(2)用改装后的电压表接入电路测量已知电压时，由于系统误差，其测量值总是__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
(3)该兴趣小组利用另一个电阻箱R和改装后的电压表(电压表的表盘没有改变，示数记为U)连接成如图乙所示的电路来测量该电池的电动势和内阻．根据测得的电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出-图象如图丙所示，则该电池的电动势E＝__360__V、内阻r＝__9__Ω．
【解析】 (1)由于电压表的内阻不确定，所以不能采用教材提供的方法进行改装．但由于电压表的量程为100V，所以要想将电压表改装成量程为400V的电压表，电阻箱承担的电压应该是电压表示数的3倍，由于二者之间是串联关系，所以电阻箱的阻值应调节为电压表内阻的3倍，因此，当电压表的示数为80V时，只需调节电阻箱，使电压表的示数变为20V即可．
(2)电阻箱接入电路时，电压表所在支路的电阻增大，和滑动变阻器并联部分阻值增大，分压变大，则电压表所在支路的电压变大，电阻箱接入电路的阻值实际大于电压表内阻的3倍，改装的电压表的内阻实际比理论值大，则改装的电压表量程实际大于400V，故按400V读数时，每次测量的示数小于真实值．
(3)由闭合电路欧姆定律可知4U＝E－·r
整理后可得＝·－
结合题图丙可得E＝360V，r＝9Ω．
考点四 传感器及创新实验
典例2 (2022·河南押题卷)某同学用热敏电阻制作测温范围为0～100℃的温度计，设计的电路如图(a)所示，现查得热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图(b)所示．
实验室有如下器材：
A．直流稳压电源，电动势E＝12V，内阻未知；
B．滑动变阻器R，最大阻值为20Ω；
C．电流表A，量程为0～60mA，内阻约为50Ω；
D．开关，导线若干，电热水壶，自来水，适量冰块，煤油温度计(测温范围－30～150℃)
操作步骤如下：
Ⅰ．如图连好电路，将滑动变阻器阻值调到最大后闭合开关．用电热水壶将水从0℃加热到100℃，将煤油温度计测温泡浸没在水中监测温度，同时将热敏电阻也浸入水中，记下不同温度值对应的电流值；
Ⅱ．利用测得的数据将电流表刻度盘改装成温度刻度盘；
(1)在步骤Ⅰ中，漏掉了一个关键步骤，请补充：__将RT浸入冰水混合物中，调节R，使电流表指针满偏__．
(2)将热敏电阻浸泡在温度为26℃的热水中，稳定后，电流表的读数为30.0mA；当热水温度为50℃时，电流值为__20.0__mA．(保留3位有效数字)
(3)电流表刻度盘上，温度刻度( A )
A．不均匀，温度越高，刻度越密集
B．不均匀，温度越低，刻度越密集
C．均匀，温度越高，对应的电流值越大
D．均匀，温度越低，对应的电流值越大
(4)有一位同学觉得电流值较小时测量不准确，于是他用更小量程的电流表A1，并且采用图(c)所示的电路．将RT浸在温度为__100_℃__的水中，闭合开关，将R1的值调节为__0_Ω__，然后调节R，使A1的指针偏转较大角度θ．保持R不变，将RT浸入不同温度的水中，调节R1，直到A1的指针偏转θ角，记下温度值和对应的R1值，填入表格．测量时，只需调节R1，使A1的指针偏转θ角，然后从表格中查找R1对应的温度值即可读出温度．
【解析】 (1)因为需要将电流表刻度盘改装成温度刻度盘，所以需要标定温度的零刻度，温度越低热敏电阻阻值越小，电路中电流越大，所以当电流表满偏时对应温度为0℃，因此在步骤Ⅰ中缺少的关键步骤是将RT浸入冰水混合物中，调节R，使电流表指针满偏．
(2)当热水温度为26℃时，热敏电阻的阻值为RT1＝340Ω，根据闭合电路欧姆定律有E＝I1(R＋r＋RA＋RT1)
当热水温度为50℃时，热敏电阻的阻值为RT2＝540Ω，设电流值为I2，同理有E＝I2(R＋r＋RA＋RT2)
联立以上两式解得I2＝20.0mA．
(3)I和RT的关系满足I＝，则I与RT成非线性关系，RT越大I变化得越缓慢，即温度越高I变化得越缓慢，所以电流表刻度盘上，温度刻度不均匀，温度越高，刻度越密集，故选A．
(4)该同学想改善电流值较小时测量不准确的情况，应使100℃时电流表有较大的偏转角度，所以应将RT浸在温度为100℃的水中，将R1的值调节为0Ω．
〔考向预测〕
1．(2022·河南押题卷)利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开．某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置．
A．励磁线圈电源E1 B．路灯电源E2
C．路灯灯泡L D．定值电阻R0
E．光敏电阻R1 F．电磁开关
G．导线、开关等
(1)电磁开关的内部结构如图甲所示．1、2两接线柱接励磁线圈(电磁铁上绕的线圈)，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关．当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭．该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“×1”挡，调零后测量时的示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为__20__Ω．
(2)图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx)．从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而__减小__(选填“减小”“不变”或“增大”)．
(3)该同学设计的自动控制电路如图所示，已知励磁线圈电源E1＝6.0V(内阻不计)，定值电阻R0＝60Ω．若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05A时点亮路灯，则此时的照度约为__0.4__lx．
【解析】 (1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知，励磁线圈的电阻约为r＝20Ω．
(2)从图乙中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小．
(3)当控制电路中的电流为0.05A时，控制电路的总电阻应为R＝＝Ω＝120Ω
因定值电阻R0＝60Ω，励磁线圈的电阻r＝20Ω，故此时光敏电阻的阻值R1＝R－R0－r＝40Ω
由图乙可知此时的照度约为0.4lx．
2．(2022·广东汕头一模)某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”．已知Rx的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．压敏电阻，无压力时阻值R0＝400Ω
B．直流电源，电动势6V，内阻不计
C．电流表A，量程为0～100mA，内阻不计
D．电压表V，量程为0～3V，内阻为3kΩ
E．定值电阻R1＝2kΩ
F．滑动变阻器R，最大电阻值约50Ω
G．开关S与导线若干
(1)甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2中将实物连线图补充完整．
(2)某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值Rx＝____．
(3)改变F的大小、测得不同的Rx值，绘成图象如图3所示，可得其斜率k＝__1.8(1.7～1.9)__Ω/N(保留两位有效数字)．Rx阻值和压力F的关系式是Rx＝__400－kF__(用Rx、F和k等表示)．
(4)按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表满偏时，压力F为__194(185～199)__N．
【答案】 见解析图
【解析】 (1)图1是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为
(2)由图可知Rx两端电压为U′＝(RV＋R1)＝
电流表测量Rx的电流，所以Rx＝＝．
(3)由图可得，图线斜率为Ω/N＝1.8Ω/N
图线与Rx轴的截距是400Ω，由一次函数可得Rx＝－kF＋400．
(4)电压表、电流表满偏时Rx为Rx＝＝Ω＝50Ω
则F＝＝194N．
第2讲 电学实验及创新
真题速练·明考情
1．(2022·全国甲，22)某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有电源E(电动势1.5V，内阻很小)，电流表A(量程10mA，内阻约10Ω)，微安表G(量程100μA，内阻Rx待测，约1kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10Ω)，定值电阻R0(阻值10Ω)，开关S，导线若干．
(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图．__答案见解析图__．
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻Rx＝__990__Ω．
【解析】
(1)为准确测出微安表两端的电压，可让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联．由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，因此滑动变阻器采用分压式接法，实验电路原理图如图所示．
(2)流过定值电阻R0的电流I＝IA－Ig＝9.00mA－0.09mA＝8.91mA
微安表两端的电压U＝IR0＝8.91×10－2V
微安表的内阻Rg＝＝Ω＝990Ω．
2．(2022·全国乙，23)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性．可用器材有电压表V(量程为3V，内阻很大)，电流表A(量程为1mA，内阻为300Ω)，电源E(电动势约为4V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω)，开关S，导线若干．
(1)要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图．
(2)实验时，图甲中的R应选最大阻值为__10_Ω__(选填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为__75_Ω__(选填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻．
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图乙和图丙所示，则此时Rx两端的电压为__2.30__V，流过Rx的电流为__4.20__mA，此组数据得到的Rx的阻值为__548__Ω(保留3位有效数字)．
【答案】 (1)见解析图
【解析】 (1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而测量通过Rx的电流，电压表测量Rx两端的电压；滑动变阻器采用分压式接法，满足通过Rx的电流在0～5mA内连续可调的条件，电路图如下．
(2)电路中R应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知＝，解得R0＝75Ω．
(3)电压表每小格表示0.1V，向后估读一位，即U＝2.30V；电流表每小格表示0.02mA，本位估读，即读数为0.84mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I＝4.20mA；根据欧姆定律可知Rx＝＝548Ω．
3．(2021·全国高考乙卷)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(小于2Ω)．图中电压表量程为1V，内阻RV＝380.0Ω：定值电阻R0＝20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空：
(1)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选__15.0__Ω(填“5.0”或“15.0”)．
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U．
(3)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝__·R＋＋__．
(4)利用测量数据，作-R图线，如图(b)所示：
(5)通过图(b)可得E＝__1.55__V(保留2位小数)，r＝__1.0__Ω(保留1位小数)．
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝__5__%．
【解析】 (1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由串联电路分压可得＝，代入数据解得R＝7.5Ω，因此选15.0Ω．
(3)由闭合回路欧姆定律可得
E＝U＋(R＋r)
化简可得＝·R＋＋r．
(5)由上面公式可得＝k＝，＋r＝b＝＋＋
由-R图象计算可得k＝0.034V－1·Ω，b＝0.85V－1代入可得E≈1.55V，r≈1.0Ω．
(6)如果电压表为理想电压表，则可有＝＋＋R
则此时E′＝因此误差为×100%＝5%．
4．(2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究．
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为__3.700__mm．再用游标卡尺测得其长度L．
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值．图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω．首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表．
R/Ω
I/A
/A－1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据，在图丙中绘制出-R图象．再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A．根据图丙中的图象可得Rx＝__6.0__Ω(结果保留2位有效数字)．最后可由表达式ρ＝____得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)．
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的-R图象，还可以求得电源电动势E＝__12__V，内阻r＝__3.0__Ω．(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大．若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图象得到该电阻的测量值会__偏小__(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
【解析】 (1)用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为3.5mm＋0.01mm×20.0＝3.700mm．
(2)由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时E＝I(RA＋R0＋r＋R)
即＝R＋
由图象可知＝
解得E＝12V，＝2A－1
解得r＝3.0Ω
再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则＝2.5A－1
由图象可得Rx＝6.0Ω
根据Rx＝ρ＝ρ
解得ρ＝．
(3)由(2)可知E＝12V，r＝3.0Ω．
(4)根据表达式E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)
因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表有相同读数时，得到的Rx的值偏小，即Rx测量值偏小．
〔备考策略〕
1．分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在：(1)基本仪器的使用及读数．(2)电表的改装、仪器的选择．(3)以测量电阻、电源电动势为核心的电学实验．(4)实验原理的理解、实验数据的分析以及实验的设计．
2．基本仪器的使用仍是今后高考中考查的热点，同时注重对实验操作过程的考查和创新设计实验的考查．
常用到的思想方法有：等效替代法、半偏法、控制变量法、累积法、图象法．
滑动变阻器的接法：分压式、限流式．
电流表的接法：内接法、外接法．
核心知识·固双基
“科学探究”展示
一、重要实验的注意点
1．欧姆表的使用注意点
为了减小读数误差，指针应指在表盘到的部分，即中值刻度附近．
(1)若表头指针偏转过大，表示待测电阻较小，应当换低倍率的挡位；
(2)若表头指针偏转过小，表示待测电阻很大，应当换高倍率的挡位．
2．测金属的电阻率的实验，实际上是先测出金属丝的电阻，然后根据R＝ρ得出金属丝的电阻率ρ＝R．
3．测电源的电动势和内阻的三种常用方法
方法
伏安法
安阻法
伏阻法
原理图
重要器材
电压表、电流表和可变电阻
电流表、电阻箱
电压表、电阻箱
原理式
U＝E－Ir
＝·R＋
＝·＋
图象法
处理
数据
纵轴截距：E
斜率绝对值：r
纵轴截距：
斜率：
纵轴截距：
斜率：
二、定值电阻的应用技巧
命题热点·巧突破
考点一 基本仪器的使用及读数
多用电表的原理及使用
(1)多用电表的读数
电流表、电压表的刻度是均匀的，读数时应注意量程；欧姆表的刻度是不均匀的，读数时应乘以倍率．
(2)多用电表使用的几个注意事项
①电流的流向：使用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压，多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱，黑表笔连负接线柱，电流都是从红表笔进黑表笔出．
②要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整．
③测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．
④选倍率：测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡的刻度不均匀，使用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间的一段刻度范围．
如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新欧姆调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新欧姆调零后再测量．
⑤测电阻时要将电阻与其他元件断开．测电阻时不要用手接触多用电表的表笔．
⑥多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
(3)欧姆表刻度不均匀的原因
当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝，中值电阻(欧姆表内阻)R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀．
考向1 欧姆表的原理及使用
1．(2022·广东广州一模)某同学为了制作一个简易台灯：先将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器连成图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡达到合适亮度；然后用图乙所示的多用电表测量滑动变阻器接入电路的阻值，以便用定值电阻代替滑动变阻器完成制作．
请完成相关实验步骤(多用电表已机械调零，小灯泡仍在发光)：
(1)预估：根据滑动变阻器的最大阻值及滑片位置，估计接入电路的阻值约20Ω；
(2)选挡：将__K__(选填“K”“S”或“T”)旋转到__×1__位置；
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转__T__(选填“K”“S”或“T”)，使指针__对准欧姆“0”(零)刻度线__；
(4)测量：①__断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)__；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱__a__(选填“a”“b”“c”或“d”)接触．多用电表的指针位置如图丙，其读数为__18.0(17.8～18.2均可)__Ω．
【解析】 (2)选挡：因电阻约为20Ω，则将调零旋钮K旋转到×1位置．
(3)调零：将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，短接红黑表笔，旋转T，使指针对准欧姆“0”(零)刻度线．
(4)测量：①断开电路开关(或将滑动变阻器从电路中拆离)；②将黑表笔与滑动变阻器金属杆上的接线柱接触，红表笔与滑动变阻器的接线柱a接触．
多用电表的指针位置如图丙，其读数为18.0Ω．
考向2 多用电表的原理及使用
2．(2022·湖南，12)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0m＜Rm＜Rn)，电流表G的内阻为RG(Rs≪RG)．用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
(1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流表G示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流表G示数变为In，则Im__大于__(选填“大于”或“小于”)In．
(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为__×10__(选填“×1”或“×10”)．
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该__向上__(选填“向上”或“向下”)调节．
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为100Ω的定值电阻R1，稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的；取走R1，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的，则Rx＝__400__Ω．
【解析】 (1)由Rm＜Rn得开关拨向m时电路的总电阻小于开关拨向n时电路的总电阻，电源电动势不变，根据I＝知，Im＞In．
(2)S与n接通时，欧姆表内阻大，欧姆表的挡位倍率大，即为“×10”挡．
(3)从“×1”挡位换为“×10”挡位，即开关S从m拨向n，电路总电阻增大，干路电流减小，①②短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流表所在支路的电流，所以需要将R0的滑片向上调节．
(4)设“×10”挡位时欧姆表内阻为R内，电流表满偏电流为Ig，电路简化结构如图
则＋Ig＝
＋Ig＝
＋Ig＝
解得Rx＝400Ω．
考点二 以测电阻为核心的相关实验
测电阻实验时仪表的选择及接法
(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)．
(2)选择电流表内外接法的口诀：“大内偏大，小外偏小”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大；小电阻适合电流表外接法，测量值比实际值偏小)．若＜，Rx为大电阻，若＞，Rx为小电阻．
(3)选择滑动变阻器接法的口诀：以小控大用分压，相差无几用限流．即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路．
另外，必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据．若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小．
(4)电表有时可反常规使用：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．
(5)定值电阻的常见用途：保护电路、改装电压表或电流表．
(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多．
(7)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．
考向1 测量电阻的实验
1．(2022·山西临汾二模)某同学探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律．他拿了一根弹性很好的橡胶管，里面灌满了盐水，两端用与胶管内径大小相同的铜棒塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，给两铜棒连接导线，测量盐水柱的电阻．
(1)该同学测出了在不受拉力时盐水柱的长度L＝30.00cm，并用欧姆表的“×1”挡粗略测量此时的电阻，如图甲所示，则此时电阻为__12__Ω．
(2)为了更精确的测量盐水柱的电阻，该同学设计了如图乙所示的电路，其中R1、R2为已知电阻，R0为电阻箱，R3为滑动变阻器，Rx为盐水柱形成的电阻．操作步骤如下：
①接通开关S1；
②接通开关S2后马上断开，观察灵敏电流计G的偏转情况；
③反复调节R0并重复步骤②，直至S2接通后灵敏电流计G示数为零．
则Rx＝____(用题目中物理量的符号表示)．
(3)该同学用力拉橡胶管，使橡胶管变长，测出几个不同长度L下橡胶管中盐水柱的电阻，并用图象法进行探究．他用盐水柱的电阻Rx为纵坐标，为了使图线为直线，则横坐标应为__L2__(选填“L”“L2”或“”)．该同学选取正确的坐标作出图象，测得图线的斜率为k＝4.0(单位采用国际单位)，又测得橡胶管中盐水的体积为V＝1.5×10－2m3，则可知该盐水的电阻率为__6.0×10－2__Ω·m(保留两位有效数字)．
【解析】 (1)根据图甲可知，指针的示数为12，则此时电阻为R＝12×1Ω＝12Ω．
(2)根据实验原理可知，当灵敏电流计的示数为零时，满足关系式＝，化简得Rx＝．
(3)根据电阻定律R＝，而且V＝SL，联立得Rx＝，为了使图线为直线，则横坐标应为L2，此时斜率k＝＝4.0，则有盐水的电阻率ρ＝6.0×10－2Ω·m．
2．(2022·河南平顶山二模)为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为40Ω)，有以下一些器材可供选择：
电流表A1(量程为0～3A，内阻r1约0.1Ω)；
电流表A2(量程为0～10mA，内阻r2＝10Ω)；
电压表V1(量程为0～3V，内阻约3kΩ)；
电压表V2(量程为0～15V，内阻约5kΩ)；
电源E(电动势约为3V，内阻很小)；
定值电阻R(2Ω，允许最大电流为1.0A)；
滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流为2.0A)；
滑动变阻器R2(0～500Ω，允许最大电流为0.5A)；
单刀单掷开关S一个，导线若干．
根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便．
(1)电流表应选__A2__，电压表应选__V1__，滑动变阻器应选__R1__(填写器材符号)．
(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号)．
(3)在某一次测量中，若电压表示数为U＝2.1V，电流表示数为I＝8.0mA，则待测电阻Rx＝__42.1__Ω．
【解析】 (1)电源电动势为3V，则电压表选择V1；电路中可能达到的最大电流为I＝＝A＝75mA，则A1量程过大，而A2量程过小，则可用A2与定值电阻R并联，则相当于改装成了量程为I＝Ig＋＝60mA的电流表．滑动变阻器采用分压电路，则选择阻值较小的R1．
(2)因改装成的电流表内阻已知，则可采用电流表内接电路，电路如图．
(3)改装后的电流表内阻RA＝Ω＝Ω，电流表示数为I＝8.0mA，则通过待测电阻的电流为IR＝48mA，则待测电阻Rx＝－RA＝Ω－Ω≈42.1Ω．
考向2 测量电阻率的实验
3．(2022·广东江门一模)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水．
(1)某同学用游标卡尺去测玻璃管的内径，测出的读数如图，则玻璃管的内径d为__21.50__mm．
(2)该同学用多用电表的电阻挡粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“×10”挡，发现指针如图(a)所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选__×100__(填“×1”或“×100”或“×1k”)挡；②__重新进行欧姆调零__．
(3)该组同学按图(b)连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是__AD__．(多选)
A．滑动变阻器阻值太小
B．电路中3、4之间断路
C．电路中5、6之间断路
D．电路中7、8之间断路
(4)该组同学在改进实验后，测出玻璃管中水柱的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图象如图(c)所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率ρ＝____(用题中字母表示)．
【解析】 (1)游标卡尺读数为：主尺读数＋游标尺的读数×分度值＝21mm＋10×0.05mm＝21.50mm．
(2)欧姆表的指针偏转不大，读数太大误差较大，则需要换选大倍率的挡位来测量，即选×100倍率．
欧姆表换挡后，需要重新进行欧姆调零．
(3)滑动变阻器阻值太小，通过调节电路中的电流的改变也比较小，则电压表的示数几乎不变，所以A正确；电路中3、4之间断路，电压表没有读数，所以B错误；电路中5、6之间断路，电压表没有读数，所以C错误；电路中7、8之间断路，电压表串联在电路中，电压表测量的是电源的电动势，所以电压表的示数几乎不会改变，则D正确．故选AD．
(4)由部分电路欧姆定律有＝ρ，整理得L＝·，由图象可得k＝，矿泉水的电阻率为ρ＝．
考向3 描绘伏安特性曲线类实验
4．(2022·贵州贵阳二模)某学习小组要测绘标有“3.0 V,0.5 A”小灯泡的伏安特性曲线，现有下列实验器材可供选用：
小灯泡L(额定电压3.0V，额定电流0.5A)；
电流表G(量程1mA，内阻30Ω)；
电流表A(量程0.6A，内阻约为0.5Ω)；
电阻箱R0(阻值0～9999Ω)；
滑动变阻器R(阻值0～5.0Ω)；
电源E(电动势4V，内阻不计)；
开关S；导线若干，
(1)由于没有电压表，学习小组利用电流表G和电阻箱改装成一个量程为3V的电压表，则可将电流表G与电阻箱R0串联，并将电阻箱的阻值调到__2_970__Ω．
(2)实验要求能够实现在0～3.0V的范围内对小灯泡的电压进行准确测量，按要求在如图甲实物图上补齐连线．
(3)学习小组经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而__增大__(选填“增大”或“减小”或“不变”)．
(4)该学习小组完成实验后又进行了以下探究：把两只这样规格的小灯泡并联后直接接在电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源上组成闭合回路．
请你根据上述信息估算此时每只小灯泡的功率约为__0.44__W(结果保留2位有效数字)．
【答案】 (2)见解析图 (4)见解析图
【解析】 (1)由欧姆定律可知1mA(30Ω＋R0)＝3V
解得R0＝2970Ω．
(2)实物图连线如图
(3)I-U图象上各点与原点的连线的斜率与电阻成反比，因为图象上各点与原点连线斜率逐渐减小，所以小灯泡电阻逐渐增大．
(4)当把两只这样规格的小灯泡并联后直接接在电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源上组成闭合回路时，设小灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋2Ir
在图象上画出电源的伏安特性曲线如图
故每只小灯泡的功率约为P＝UI＝1.3×0.34W＝0.44W．
考向4 电表内阻的测量与改装
5．(2022·广东河源模拟)某同学拟将量程为Ig＝1mA，内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为1V的电压表．
(1)他首先设计了如图所示电路来测量电流表G的内阻Rg，图中E为电源电动势．现有最大阻值分别为100Ω和2600Ω的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为__2_600__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1.00mA；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50Ω时，电流表G的示数为0.50mA，则电流表G的内阻Rg为__50__Ω；
(2)为了将电流表G改装成量程为1V的电压表，需要__串联__(选填“串联”或“并联”)一个大小为__950__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2600Ω的滑动变阻器．
半偏法中变阻器改变后其阻值等于电流表内阻，即50Ω．
(2)改装后电压表的内阻较大，故应该串联一个电阻．
改装后电压表的满偏电流为0.001A，满偏电压为1V，则改装后电压表内阻为RV＝Ω＝1000Ω
则需要串联的电阻为R＝RV－Rg＝1000Ω－50Ω＝950Ω．
考点三 以测电源的电动势和内阻为核心的相关实验
典例1 (2022·山西临汾二模)某实验小组欲测量一电源的电动势和内阻，他们根据提供的实验器材自行设计合理的电路并进行操作．给定的器材如下：
A．待测电源E(电动势约为1.5～2.0V，内阻约为1.0Ω)
B．电流表A1(满偏电流100mA，内阻为1.0Ω)
C．电流表A2(0～0.6A，内阻未知)
D．滑动变阻器R0(0～500Ω，1A)
E．定值电阻R1(阻值9.0Ω)
F．定值电阻R2(阻值19.0Ω)
G．开关、导线若干
(1)为了测量路端电压，他们现场改装了一块电压表，改装时应选用的定值电阻为__R2__(填写“R1”或“R2”)．
(2)请帮该组同学设计出正确的实验电路图，画在虚线框甲内(标明仪器名称的角标)．
(3)该小组通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组数据，用I1表示电流表A1的示数，I2表示电流表A2的示数．该小组用图象法处理实验数据，为了尽量减小系统误差，他们以(I1＋I2)为横坐标，以I1为纵坐标，得到了如图乙的图线，由图线可以得到被测电源的电动势E＝__1.7__V，内阻r＝__1.2__Ω(均保留2位有效数字)．
【解析】 (1)改装电压表，应用A1与一只电阻串联，若与R1串联，改装后的量程为U1＝Ig(R1＋Rg)＝1V
若与R2串联，改装后的量程为U2＝Ig(R2＋Rg)＝2V，故应选R2．
(2)实验电路图如图
(3)由闭合回路欧姆定律I＝得U＝E－Ir
由电路图可得I1(Rg＋R2)＝E－(I1＋I2)r
由图象整理可得I1＝－(I1＋I2)
则图线的纵截距b＝＝8.5×10－2
斜率绝对值|k|＝＝≈0.06
解得电源的电动势和内阻E＝1.7V，r＝1.2Ω．
〔考向预测〕
1．(2022·福建福州模拟)两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻．
(1)用内阻为3kΩ、量程为1V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R，开关S测量一节干电池的电动势和内阻．
①由于干电池电动势为1.5V，需要把量程为1V的电压表扩大量程．若定值电阻R1可供选择的阻值有1kΩ、1.5kΩ、5kΩ，其中最合适的是__1.5_kΩ__．
②请在图(a)虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图．
(2)按照图(b)的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1＝RA，保护电阻的阻值为R0，根据测得的数据作出-R图象，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝____，内阻r＝__－R0－__．
【解析】 (1)一节干电池的电动势为1.5V，把量程为1V的电压表串联一个定值电阻R1＝Ω＝1.5kΩ，最合适的是1.5kΩ．
电路如图
(2)由于与电流表并联的定值电阻R1等于电流表内阻RA，若电流表读数为I，则通过电源的电流为2I，根据闭合电路欧姆定律得E＝2I，整理得＝R＋，由k＝，得E＝．
根据b＝，可得r＝－R0－．
2．(2022·河南大联考)电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，受到市场的欢迎．某兴趣小组为了测量电动汽车上电池的电动势E(300～400V)和内阻r(0～10Ω)，需要将一个量程为100V的电压表(内阻RV约为5kΩ)改装成量程为400V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻．以下是该实验的操作过程．
(1)由于不知道该电压表内阻的确切值，该兴趣小组将一个最大阻值为50kΩ的电阻箱RP与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装．将滑动变阻器的滑片P移至右端，同时将电阻箱的阻值调为零．闭合开关S，将滑片P向左移动，某时刻电压表的示数为80V．保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为__20__V．不再改变电阻箱的阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他电路就得到改装后的电压表．
(2)用改装后的电压表接入电路测量已知电压时，由于系统误差，其测量值总是__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
(3)该兴趣小组利用另一个电阻箱R和改装后的电压表(电压表的表盘没有改变，示数记为U)连接成如图乙所示的电路来测量该电池的电动势和内阻．根据测得的电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出-图象如图丙所示，则该电池的电动势E＝__360__V、内阻r＝__9__Ω．
【解析】 (1)由于电压表的内阻不确定，所以不能采用教材提供的方法进行改装．但由于电压表的量程为100V，所以要想将电压表改装成量程为400V的电压表，电阻箱承担的电压应该是电压表示数的3倍，由于二者之间是串联关系，所以电阻箱的阻值应调节为电压表内阻的3倍，因此，当电压表的示数为80V时，只需调节电阻箱，使电压表的示数变为20V即可．
(2)电阻箱接入电路时，电压表所在支路的电阻增大，和滑动变阻器并联部分阻值增大，分压变大，则电压表所在支路的电压变大，电阻箱接入电路的阻值实际大于电压表内阻的3倍，改装的电压表的内阻实际比理论值大，则改装的电压表量程实际大于400V，故按400V读数时，每次测量的示数小于真实值．
(3)由闭合电路欧姆定律可知4U＝E－·r
整理后可得＝·－
结合题图丙可得E＝360V，r＝9Ω．
考点四 传感器及创新实验
典例2 (2022·河南押题卷)某同学用热敏电阻制作测温范围为0～100℃的温度计，设计的电路如图(a)所示，现查得热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图(b)所示．
实验室有如下器材：
A．直流稳压电源，电动势E＝12V，内阻未知；
B．滑动变阻器R，最大阻值为20Ω；
C．电流表A，量程为0～60mA，内阻约为50Ω；
D．开关，导线若干，电热水壶，自来水，适量冰块，煤油温度计(测温范围－30～150℃)
操作步骤如下：
Ⅰ．如图连好电路，将滑动变阻器阻值调到最大后闭合开关．用电热水壶将水从0℃加热到100℃，将煤油温度计测温泡浸没在水中监测温度，同时将热敏电阻也浸入水中，记下不同温度值对应的电流值；
Ⅱ．利用测得的数据将电流表刻度盘改装成温度刻度盘；
(1)在步骤Ⅰ中，漏掉了一个关键步骤，请补充：__将RT浸入冰水混合物中，调节R，使电流表指针满偏__．
(2)将热敏电阻浸泡在温度为26℃的热水中，稳定后，电流表的读数为30.0mA；当热水温度为50℃时，电流值为__20.0__mA．(保留3位有效数字)
(3)电流表刻度盘上，温度刻度( A )
A．不均匀，温度越高，刻度越密集
B．不均匀，温度越低，刻度越密集
C．均匀，温度越高，对应的电流值越大
D．均匀，温度越低，对应的电流值越大
(4)有一位同学觉得电流值较小时测量不准确，于是他用更小量程的电流表A1，并且采用图(c)所示的电路．将RT浸在温度为__100_℃__的水中，闭合开关，将R1的值调节为__0_Ω__，然后调节R，使A1的指针偏转较大角度θ．保持R不变，将RT浸入不同温度的水中，调节R1，直到A1的指针偏转θ角，记下温度值和对应的R1值，填入表格．测量时，只需调节R1，使A1的指针偏转θ角，然后从表格中查找R1对应的温度值即可读出温度．
【解析】 (1)因为需要将电流表刻度盘改装成温度刻度盘，所以需要标定温度的零刻度，温度越低热敏电阻阻值越小，电路中电流越大，所以当电流表满偏时对应温度为0℃，因此在步骤Ⅰ中缺少的关键步骤是将RT浸入冰水混合物中，调节R，使电流表指针满偏．
(2)当热水温度为26℃时，热敏电阻的阻值为RT1＝340Ω，根据闭合电路欧姆定律有E＝I1(R＋r＋RA＋RT1)
当热水温度为50℃时，热敏电阻的阻值为RT2＝540Ω，设电流值为I2，同理有E＝I2(R＋r＋RA＋RT2)
联立以上两式解得I2＝20.0mA．
(3)I和RT的关系满足I＝，则I与RT成非线性关系，RT越大I变化得越缓慢，即温度越高I变化得越缓慢，所以电流表刻度盘上，温度刻度不均匀，温度越高，刻度越密集，故选A．
(4)该同学想改善电流值较小时测量不准确的情况，应使100℃时电流表有较大的偏转角度，所以应将RT浸在温度为100℃的水中，将R1的值调节为0Ω．
〔考向预测〕
1．(2022·河南押题卷)利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开．某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置．
A．励磁线圈电源E1 B．路灯电源E2
C．路灯灯泡L D．定值电阻R0
E．光敏电阻R1 F．电磁开关
G．导线、开关等
(1)电磁开关的内部结构如图甲所示．1、2两接线柱接励磁线圈(电磁铁上绕的线圈)，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关．当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭．该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“×1”挡，调零后测量时的示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为__20__Ω．
(2)图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx)．从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而__减小__(选填“减小”“不变”或“增大”)．
(3)该同学设计的自动控制电路如图所示，已知励磁线圈电源E1＝6.0V(内阻不计)，定值电阻R0＝60Ω．若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05A时点亮路灯，则此时的照度约为__0.4__lx．
【解析】 (1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知，励磁线圈的电阻约为r＝20Ω．
(2)从图乙中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小．
(3)当控制电路中的电流为0.05A时，控制电路的总电阻应为R＝＝Ω＝120Ω
因定值电阻R0＝60Ω，励磁线圈的电阻r＝20Ω，故此时光敏电阻的阻值R1＝R－R0－r＝40Ω
由图乙可知此时的照度约为0.4lx．
2．(2022·广东汕头一模)某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”．已知Rx的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．压敏电阻，无压力时阻值R0＝400Ω
B．直流电源，电动势6V，内阻不计
C．电流表A，量程为0～100mA，内阻不计
D．电压表V，量程为0～3V，内阻为3kΩ
E．定值电阻R1＝2kΩ
F．滑动变阻器R，最大电阻值约50Ω
G．开关S与导线若干
(1)甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2中将实物连线图补充完整．
(2)某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值Rx＝____．
(3)改变F的大小、测得不同的Rx值，绘成图象如图3所示，可得其斜率k＝__1.8(1.7～1.9)__Ω/N(保留两位有效数字)．Rx阻值和压力F的关系式是Rx＝__400－kF__(用Rx、F和k等表示)．
(4)按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表满偏时，压力F为__194(185～199)__N．
【答案】 见解析图
【解析】 (1)图1是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为
(2)由图可知Rx两端电压为U′＝(RV＋R1)＝
电流表测量Rx的电流，所以Rx＝＝．
(3)由图可得，图线斜率为Ω/N＝1.8Ω/N
图线与Rx轴的截距是400Ω，由一次函数可得Rx＝－kF＋400．
(4)电压表、电流表满偏时Rx为Rx＝＝Ω＝50Ω
则F＝＝194N．
相关学案
2023届二轮复习 第19讲 电学实验 学案（浙江专用）： 这是一份2023届二轮复习 第19讲 电学实验 学案（浙江专用），共35页。
专题13 电学创新型实验题——【备考2023】高考物理实验题专项精讲精练学案（原卷版+解析版）： 这是一份专题13 电学创新型实验题——【备考2023】高考物理实验题专项精讲精练学案（原卷版+解析版），文件包含专题13电学创新型实验题解析版备考2023高考物理实验题专项精讲精练学案docx、专题13电学创新型实验题原卷版备考2023高考物理实验题专项精讲精练学案docx等2份学案配套教学资源，其中学案共36页， 欢迎下载使用。
2023届二轮复习通用版 6.1 力学实验及创新 学案： 这是一份2023届二轮复习通用版 6.1 力学实验及创新 学案，共20页。
