第十章 电路综合-3电学实验基础 高三物理一轮复习

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姓名：_______________
第十章
电路综合
电学实验基础


目录
「电表的改装」 1
「伏安法测量未知电阻阻值」 5
「特殊方法测量电阻」 10
「描绘小灯泡的伏安特性曲线」 15

「电表的改装」
1.电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是（  ）
A．应串联一个0.1 Ω的电阻
B．应并联一个0.1 Ω的电阻
C．应串联一个1 800 Ω的电阻
D．应并联一个1 800 Ω的电阻
【答案】C
【解析】
把电流表改装成电压表需串联一个电阻R，改装后U＝Ig(Rg＋R)，解得R＝－Rg＝ Ω＝1 800 Ω，即应串联一个1 800 Ω的电阻，C正确。
2.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）在图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)
【答案】（1）见解析图；（2）100，2 910
【解析】
（1）如图所示．

（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.
3.(2022·海南调研)如图所示，有一个双量程电流表，其中小量程为0～1 A．已知表头G的满偏电流Ig＝500 mA，定值电阻R1＝20 Ω，R2＝180 Ω，则表头G的内阻Rg的值为（  ）

A．100 Ω B．200 Ω
C．250 Ω D．500 Ω
【答案】B
【解析】
当与表头G并联的电阻越大时，量程越小，即当接线柱接公共端与最右边的接线柱时，量程最小．由欧姆定律可知：(R1＋R2)(I－Ig)＝IgRg，代入数据解得：Rg＝200 Ω，B正确．
4.一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？

【答案】0.06 A
【解析】
设该表内阻为Rg，并联电阻值为的分流电阻后，分流电阻承担的电流为
IR＝＝ A＝1.2 A
所以改装后的电流表的量程为
I＝IR＋Ig＝(1.2＋0.6) A＝1.8 A
所以每一个小格表示I0＝ A＝0.06 A。
5.有一电流表G，内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA。
（1）要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？
（2）要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？
【答案】（1）2 900 Ω，3 000 Ω；（2）0.167 Ω，0.167 Ω
【解析】
（1）由题意知电流表G的满偏电压
Ug＝IgRg＝0.1 V
改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压
UR＝U－Ug＝2.9 V
所以分压电阻R＝＝ Ω＝2 900 Ω
改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝3 000 Ω。
（2）改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流
IR＝I－Ig＝0.599 A
所以分流电阻R＝≈0.167 Ω
改装后电流表的内阻RA＝≈0.167 Ω。
6.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，根据图甲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）根据图甲和题给条件，将图乙中的实物连线。
（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12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 mA
C．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 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）见解析图；（2）C；（3）AC；（4）
【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 μA，说明量程扩大了100倍，所以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。
（3）根据IgRg＝(I－Ig)R得I＝＋Ig。出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1 200 Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电阻偏小。选项A、C正确。
（4）若微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U＝(25－0.25)×10－3R，U＝(20－0.25)×10－3kR，解得k＝。
7.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。
【答案】（1）2 600，50；（2）串联，950
【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。
（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0.001 A，满偏电压为1 V，则改装后电压表内阻为RV＝ Ω＝1 000 Ω，则需要串联的电阻为R＝RV－Rg＝1 000 Ω－50 Ω＝950 Ω。
「伏安法测量未知电阻阻值」
8.(2022·北京模拟)图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为12.0 V时，电流表的示数为0.30 A，根据测量数据可计算出电阻R＝__________ Ω。由于电表内阻的影响，电阻R的测量值__________(选填“大于”或“小于”)真实值。

【答案】40，大于
【解析】
在该电路中，由欧姆定律可得R＝＝ Ω＝40 Ω，考虑电表的内阻，电流表有分压作用，故R两端电压偏大，电阻R的测量值偏大。
9.(2022·北京模拟)在设计“伏安法测小灯泡的电阻”实验电路时，要思考以下两个问题：
（1）电流表内接还是外接？

如图所示，某同学采用试接的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，说明小灯泡的阻值与__________(填写“电流表”或“电压表”)的阻值接近，应选择电流表__________(填写“内接”或“外接”)的电路。
（2）如何选择滑动变阻器？

有三种规格的滑动变阻器，它们的最大阻值分别是R1＝20 Ω，R2＝200 Ω，R3＝1 750 Ω。将它们分别接入图所示电路。保持M、N间电压恒定，从左向右移动滑片P，研究小灯泡两端的电压U与滑片的滑动距离L(滑片从左向右滑动的最大距离为L0)的关系，如图4所示中“×”为根据实验数据描出的点，请你结合如图4所示判断该实验中选择哪一种规格的滑动变阻器最合适__________，并简要说明理由。

【答案】（1）电流表，外接；（2）R1，理由见解析
【解析】
（1）如图所示，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点，观察两次电表的示数变化，电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，说明小灯泡
的阻值与电流表的阻值接近，为减小实验误差，应选择电流表外接的电路。
（2）由图示图线可知，移动相等长度图甲所示图线电压变化范围小，方便实验操作，另外两图线电压变化范围大，不方便操作，因此应选择电阻R1。
10.(2022·山东检测)有一电压表V1，其量程为3 V、内阻R1＝3000 Ω。现要准确测量该电压表的内阻，提供的器材有：
电源E：电动势约为5 V，内阻不计；
电流表A1：量程100 mA，内阻RA＝20 Ω；
电压表V2：量程2 V，内阻R2＝2 000 Ω；
滑动变阻器最大阻值R0＝10 Ω，额定电流1 A；
电键一个，导线若干。

（1）为了测量电压表V1的内阻R1，请设计合理的实验，在图的实物图中选择合适的器材，完成实物连线；
（2）实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于__________(填“最左端”或“最右端”)；
（3）写出电压表V1(内阻的计算表达式)R1＝__________(可能用到的数据：电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表示数I，RA，R2，R0)。
【答案】（1）见解析图；（2）最右端；（3）
【解析】
（1）由于待测电压表的电压量程为3 V，允许通过的最大电流为IV1＝＝ A＝1 mA，远小于电流表的量程100 mA，而电压表V2的量程与其电压量程接近，且电压表V2的内阻是已知的，所以电表应选电压表V2与待测电压表串联分压；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法，实物连线如图所示。

（2）由于滑动变阻器采用分压式接法，实验开始时，滑动变阻器滑动触头应置于最右端。
（3）根据串联分压特点和串联电路电流处处相等，则有＝，待测电压表内阻表达式为R1＝。
11.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)．
【答案】（1）O、P；（2）Ⅰ，50.5；（3）50.0
【解析】
（1）若通过Rx的电流相等，由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值较大，由R＝可知图线Ⅰ所测电阻较大，图线Ⅱ所测电阻较小，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的．
（2）由题图(b)可得图线Ⅰ测得电阻阻值RⅠ＝ Ω≈50.5 Ω，图线Ⅱ测得电阻阻值 RⅡ＝ Ω≈46.6 Ω，待测电阻阻值约为50 Ω，＝＝20，＝＝100，因<，电流表采用内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在O、Q两点，故图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值，测量结果为50.5 Ω.
（3）电压表跨接在O、Q之间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R＝RⅠ－RA＝(50.5－0.5) Ω＝50.0 Ω.
12.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10 kΩ)
B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ)
C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约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）在空白处画出测量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】（1）B，C，F；（2）见解析图；（3）大于，电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压(其他表述正确也可)
【解析】
（1）若电源选用E，则通过Rx的最大电流为0.15 mA，电流表选用C还达不到半偏，故电源应选用F.电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且接近电源电压，故电压表选用B．由此可知电路中的电流约为1 mA，故电流表选用C．
（2）因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法．因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示．

（3）因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为Rx与电流表串联后两端电压，U测＞U实，而R＝，所以R测＞R实．
「特殊方法测量电阻」
13.(2022·山东调研)在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300 μA的微安表头G改装为量程为0.3 A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：
微安表头G(量程300 μA，内阻约为几百欧姆)
滑动变阻器R1(0～10 kΩ)
滑动变阻器R2(0～50 kΩ)
电阻箱R(0～9 999 Ω)
电源E1(电动势约为1.5 V)
电源E2(电动势约为9 V)
开关、导线若干
（1）实验小组先用如图甲所示电路测量表头G的内阻Rg，实验方法是：
A．按图甲连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端
B．断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏
C．闭合S2，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200 μA，记录此时电阻箱的阻值R0

①实验中电源应选用__________，滑动变阻器应选用__________(选填仪器字母代号)；
②测得表头G的内阻Rg＝__________，表头内阻的测量值较其真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)；
（2）实验测得G的内阻Rg＝500 Ω，要将表头G改装成量程为0.3 A的电流表，应选用阻值为__________ Ω的电阻与表头G并联；
（3）实验小组利用改装后的电流表A，用图乙所示电路测量未知电阻Rx的阻值。测量时电压表V的示数为1.20 V，表头G的指针指在原电流刻度的250 μA处，则Rx＝__________ Ω。
【答案】（1）①E2，R2，②R0，偏小；（2）0.5；（3）4.3
【解析】
（1）①闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2。
②闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的，则流过电阻箱的电流为满偏电流的，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则Rg＝R0；闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300 μA，当表头G示数为200 μA时，流过电阻箱的电流大于100 μA，电阻箱阻值小于表头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻测量值偏小。
（2）把微安表改装成0.3 A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为R＝＝ Ω＝0.5 Ω。
（3）改装后电流表内阻为RA＝＝ Ω＝0.5 Ω；微安表量程为300 μA，改装后电流表量程为0.3 A，量程扩大了1 000倍，微安表示数为250 μA时，流过电流表的电流为250×10－6×1 000 A＝0.25 A，由图乙所示电路图可知，待测电阻阻值为Rx＝－RA＝ Ω－0.5 Ω＝4.3 Ω。
14.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3 V，内阻不计
电流表A1：量程0～10 mA，内阻约为40 Ω～60 Ω
电流表A2：量程0～500 μA，内阻为1 kΩ
滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A
电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A
开关S、导线若干
要求实验中应尽可能准确的测量Rx的阻值，请回答下面问题：
（1）上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表进行测量，请在方框中画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号；

（2）实验中将电阻箱R2的阻值调到4 000 Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是__________ mA，电流表A2的示数是__________ μA，测得待测电阻Rx的阻值是__________ Ω。
【答案】（1）见解析图；（2）6.4，240，195
【解析】
（1）因为电流表A2的额定电流太小，不能作为电流表单独使用，又它的内阻为定值，定值电阻R2与电流表A2内阻接近，可将A2与R2串联，改装成一个量程为3 V的电压表。由U＝Ig2(Rg2＋R)，R＝－Rg2＝ Ω－1 000 Ω＝5 000 Ω，改装后电压表的内阻RV＝＝6 000 Ω，因为＞，故电流表采用外接法。滑动变阻器的阻值远小于待测电阻，采用限流时，电压的调节范围太小，故变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示。

（2）由图可知，电流表A1的示数是6.4 mA，电流表A2的示数是240 μA。测得待测电阻Rx＝＝195 Ω。
15.一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)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；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的位置，闭合S1；
（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数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）实物连线如图；
（4）R0；（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＝，将开关S2掷于2端，R0和Rx两端电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝＝R0＝R0.5次测量所得的平均值为×(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，代入得Rx＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω.
16.(2022·河南二模)为了测量一电压表V的内阻，某同学设计了如图甲所示的电路。其中V0是标准电压表，R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电源。

甲 乙
（1）用笔画线代替导线，根据如图甲所示的实验原理图将如图乙所示的实物图连接完整。
（2）实验步骤如下：
①将S拨向接点1，接通S1，调节__________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时__________的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节__________，使__________________，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的__________，即为待测电压表内阻的测量值。
（3）实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因： ________________________________。
【答案】（1）见解析图；（2）①R0，标准电压表V0，②R，标准电压表V0仍为U，③平均值；（3）见解析
【解析】
（1）电路连线如图所示。

（2）①将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电压表V0的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节R，使标准电压表V0仍为U，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。
（3）原因：电阻箱阻值不连续；电流通过电阻时电阻发热导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。
「描绘小灯泡的伏安特性曲线」
17.小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，将实验数据记录在下表中：
电压U/V
0.00
0.20
0.40
0.70
1.00
1.30
1.70
2.10
2.50
电流I/A
0.00
0.14
0.24
0.26
0.37
0.40
0.43
0.45
0.46
（1）实验室有两种滑动变阻器供选择：
A．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流3 A)
B．滑动变阻器(阻值范围0～2 000 Ω、额定电流1 A)
实验中选择的滑动变阻器是________。(填写字母序号)
（2）在图甲中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。
（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至最________(选填“左”或“右”)端。
（4）利用表中数据，在图乙中画出小灯泡的U­I图线。

甲　　　　　　　　　乙
（5）他们在U­I图象上找到小灯泡工作电压为2.0 V时的坐标点，计算此状态的电阻值时，小明提出用图象上该点曲线斜率表示小灯泡的阻值；小华提出该点与坐标原点连线的斜率表示小灯泡的阻值。你认为________(选填“小华”或“小明”)的方法正确。
【答案】（1）A；（2）见解析图；（3）左；（4）见解析图；（5）小华
【解析】
（1）由于小灯泡的电阻大约在几欧左右，为了便于测量，滑动变阻器选择0～10 Ω的。
（2）由于小灯泡的电压和电流从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法。实物连线图如图所示。

（3）为了保护测量电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至最左端。
（4）描点连线。用平滑的曲线将所描的点连起来，使尽可能多的点在曲线上，小灯泡的U­I图线如图所示。

（5）根据欧姆定律知，R＝，电阻的大小为该点与坐标原点连线的斜率，故小华的方法正确。
18.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。

图(a)　　　　　　　　图(b)
（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】（1）如图所示

（2）I1(Rg1＋R0)，I2－I1，180；（3）11.6；（4）8.0
【解析】
（2）根据串并联知识可得小灯泡两端的电压U＝I1(Rg1＋R0)，流过小灯泡的电流I＝I2－I1，小灯泡的额定电压为U额＝3.6 V，由U额＝I1(Rg1＋R0)可得I1＝180 mA，即为了保证小灯泡的安全，I1不能超过180 mA。（3）灯丝的电阻R＝＝，当I1＝173 mA时，I2＝470 mA，解得R＝11.6 Ω。（4）小灯泡的额定电压为U额＝3.6 V，则新改装的电压表量程Ig1(Rg1＋R)≥U额可得R≥8.0 Ω。
19.如图甲所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U­I关系曲线图。

甲　　　　　　　　　　　乙
（1）在图乙中画出实验电路图(根据该电路图可得到U­I关系的完整曲线)，可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器(变化范围0～50 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干。
（2）如果将该小灯泡分别接入图丙、丁两个不同电路，其中丙电路的电源为一节干电池，丁电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内电阻为1.5 Ω，定值电阻R＝18 Ω。则接入________(填“丙”或“丁”)电路时，小灯泡较亮些。

丙　　　　　　　　　丁　　
（3）在电路丁中，小灯泡消耗的电功率为________W。
（4）若将电路丁中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为________W。
【答案】（1）实验电路图如图所示

（2）丙；（3）0.15；（4）0.30
【解析】
（1）由于要画出U­I关系的完整曲线，必须用滑动变阻器分压式接法画出实验电路图。
（2）分别在小灯泡灯丝电阻的U­I关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线，与小灯泡灯丝电阻的U­I关系的曲线交点即为工作点。显然接入丙电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些。
（3）在电路丁中，小灯泡消耗的电功率为P＝UI＝1×0.15 W＝0.15 W。
（4）若将电路丁中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，可等效为电动势为2.25 V、内阻为2.25 Ω的电池连接一个灯泡，在小灯泡灯丝电阻的U­I关系曲线图上画出电源(电动势2.25 V，内阻2.25 Ω)的伏安特性曲线

与小灯泡灯丝电阻的U­I关系曲线交点对应的横坐标值为电源输出电流I＝0.26 A，此时电源内部的发热功率为P＝I2r＝0.262×4.5 W≈0.30 W。
20.某实验小组要精确测定额定电压为2.5 V的LED灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时的电阻约为500 Ω，电路符号与小灯泡相同。实验室提供的器材有：
A．电流表A1(量程0～10 mA，内阻RA1约为3 Ω，示数用I1表示)
B．电流表A2(量程0～3 mA，内阻RA2＝15 Ω，示数用I2表示)
C．定值电阻R1＝697 Ω
D．定值电阻R2＝985 Ω
E．滑动变阻器R(量程0～20 Ω)
F．电压表V(量程0～12 V，内阻RV＝1 kΩ，示数用U表示)
G．蓄电池(电动势12 V，内阻很小)
H．开关一个，导线若干
（1）实验电路图如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为________，电表2为________，定值电阻为________。(填器材前字母)

甲　　　　　　　　　乙　　　
（2）将图乙中的实物图按照实验电路图补充完整。
（3）写出测量LED灯正常工作时的电阻的表达式为Rx＝________。(用相应字母表示)
【答案】（1）A，B，D；（2）见解析图；（3）(R2＋RA2)
【解析】
（1）测量电阻的基本方法是伏安法，由于题中提供的电压表量程太大，故选择定值电阻R2与阻值已知的电流表A2串联可将其改装成量程合适的电压表。由于电流表A1的量程较大且内阻不确定，应将其接在干路上。
（2）实验电路如图所示。

（3）对测量电路，由并联电路电压、电流关系有I2(R2＋RA2)＝(I1－I2)Rx，解得Rx＝(R2＋RA2)。