1、 第15讲电学实验构建网络重温真题1电学实验知识框架2洞悉重要电学实验的考点1(2019天津高考)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。(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 ，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 )电流表A1(量程0250 mA，内阻R15 )电流表A2(量程0300 mA，内阻约为5 )滑动变阻器R(最大阻值10 ，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
2、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”)。答案(1)0.200(0.1960.204均可)(2)图见解析(3)相等解析(1)d20.00.01 mm0.200 mm。(2)本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压UA1ImR11.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。(3)当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为II2I1，Rx两端电压UI1R1，故Rx。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。2(2019全国卷)某同学要将一量
3、程为250 A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1200 ，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)A18 mA B21 mA C25 mA D28 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1200 B微安表内阻测量错误，实际内阻小于1
4、200 CR值计算错误，接入的电阻偏小DR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)图见解析(2)C(3)AC(4)解析(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 A，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 A时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。(3)根据IgRg(IIg)R，得IIg。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻
5、大于1200 ，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U(250.25)103 AR对并联的电阻kR有U(200.25)103 AkR解得k。3(2019全国卷)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，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 )；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50.0 A时得到的某硅二极管Ut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50.0 A
6、，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为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_103 V/(保留2位有效数字)。答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1IR050.0106100 V5.00103 V5.00 mV。由Ut图象知，当控温炉内温度t升高时，U变小，又I50.
7、0 A不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。(2)由Ut图象的斜率可知： V/2.8103 V/。4(2019全国卷)某同学欲将内阻为98.5 、量程为100 A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 k刻度正好对应电流表表盘的50 A刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 k)，滑动变阻器R1(最大阻值1500 )，滑动变阻器R2(最大阻值500 )，电阻箱(099999.9 )，干电池(E1.5 V，
8、r1.5 )，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_ ；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_ k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_ 。答案(1)如图所示900R1(2)455(3)03
9、5000.0解析(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内rR0RAR15 k，解得R900 。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 ，所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia和Ib，代入数据解得Ra45 k，Rb5 k。(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 k处。电阻箱的阻值为(0.1010100100010005100003) 35000.0 。5(2018江苏高考)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(
10、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：R/8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A16.76.05.34.53.8根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R关系图象，由图象可计算出该干电池的电动势为_V；内阻为_。(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_。答案(1)开关未断开电阻箱阻
11、值为零(2)图象如图所示。137(1.301.44都算正确)1.20(1.01.4都算正确)(3)1.37(结果与(2)问第一个空格一致)1.00(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，作出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律EI(Rr)得REr，所以图线的斜率表示电源电动势，E V1.37 V，截距绝对值表示电源内阻：r0.43.0 1.20 。(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RA 0.20 ，考虑电表内阻对实验的影响，则EI(RRAr)，得RE
12、(RAr)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37 V，图线的截距绝对值表示(RAr)，所以内阻精确值为r(1.200.20) 1.00 。6(2017全国卷)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(量程3 V，内阻3 k)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 )；固定电阻R0(阻值1000 )；滑动变阻器R(阻值09.0 )；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03.8 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
13、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 )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)实验电路原理如图所示。(2)增大增大(3)0.391.17解析(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联后接入电路。电路图如图所示。(2)IU图象中随着电流的增大，图线的斜率变
14、小，小灯泡的电阻增大。根据电阻定律R，得灯丝的电阻率增大。(3)当R0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示。此时小灯泡功率有最大值。当R9 时，将R看作电源内阻，则等效电源内阻为10 ，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示。此时小灯泡功率有最小值。取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：U13.66 V，I10.319 A，小灯泡的最大功率P1U1I11.17 W。取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：U21.77 V，I20.222 A，小灯泡的最小功率P2U2I20.39 W。命题特点：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
15、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。 思想方法：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。高考考向1电表的改装、多用电表的原理与使用例1(2018全国卷)某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 A，内阻900 )；电阻箱R1(阻值范围0999.9 )；电阻箱R2(阻值范围099999.9 )；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直
16、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R1_ ；R2_ 。(保留到个位)(1)如何将表头改装成大量程电流表？提示：给表头并联电阻。(2)如何将电流表改装成电压表？提示：给电流表串联电阻。解析(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，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。(2)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
17、阻R1 100 ；要改装3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R2 2910 。答案(1)见解析图(2)1002910 1.电表改装2.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。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
18、姆调零旋钮调整。测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。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。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。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
19、调零)，使灵敏电流计满偏，Ig，中值电阻(欧姆表内阻)R中RgR0r，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。1(2017全国卷)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 A，内阻为480 。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 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
20、_(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R1R2_，R4_。(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”连接的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”连接的，则读数为_；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_。(结果均保留3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA1.10 k2.95 V解析(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电
21、路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；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，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1 mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，解得R1R2160 。当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1 V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为
22、120 ，两端电压为0.12 V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88 V，则R4电阻为880 。(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5 mA，读数为1.47 mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11100 1.10 k。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5 V，读数为2.95 V。2(2019四川南充三诊)如图甲为一个多用电表的表盘，图中S、K、T为三个可调节部件，该多用电表用作欧姆表的原理如图乙。(1)现用此多用表测量一个阻值约为十几欧的定值电阻，主要操作步骤如下：调节可调节部件_，
23、使电表指针停在表盘左侧零位置；调节可调节部件_，选择“1”挡；将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，笔尖相互接触，调节可调节部件_，使表笔指针指向右侧零位置；将红、黑表笔的笔尖分别接触电阻的两端，由表头指针示数则得电阻值。(2)选择欧姆表的“1 k”挡，两表笔笔尖相互接触且调零时，图乙中电源电动势和内阻分别为E、r，表头G的内阻为Rg，滑动变阻器的阻值为R，则表头G的满偏电流Ig_(用题给符号表示)；再把表笔的笔尖和某电阻接触，欧姆表的示数如图丙，若电源电动势E6 V，则通过表头G的电流I_ mA。答案(1)SKT(2)0.2解析(1)多用电表在使用时应首先进行机械调零：调节可调部件S，使电表指针
24、停在表盘左边的零刻度位置；调节可调部件K选择合适的挡位：因电阻约为十几欧，为使指针指在中央刻度附近，应选择欧姆“1 ”挡。欧姆表选好挡后要进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调节T，使得电表指针指向右边的零刻度位置。(2)两表笔笔尖相互接触且调零时Rx0 ，此时电流为满偏电流Ig，由闭合电路的欧姆定律得：EIg(rRRg)，则可得Ig；欧姆表选择“1 k”挡，则中值电阻为15000 ，即R RgRr15000 ，而E6 V，则Ig A0.4 mA，现接待测电阻后指针所在位置读得Rx151000 ，则I0.2 mA。高考考向2以测电阻为核心的实验例2(2018全国卷)一课外实验小组用如图a所示的电路
25、测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0 )；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：(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_ 。(保留一位小数)(1)Rx两端的电压U如何表示？提示：UU2U1
26、。(2)通过Rx的电流I如何表示？提示：I。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串联电路电压为U2，Rx两端电压为UU2U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值RxR0R0。5次测量所得的平均值为(3.443.433.393.403.39)3.41，故RxR0(3.411)20.0 48.2 。答案(1)图见解析(4)R0(6)48.2 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
27、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：要求电压从零开始变化；滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；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
28、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。3(2019四川省成都市高三模拟)(1)某同学用多用电表欧姆挡粗测一电阻Rx的阻值。选择“1”挡时，指针指示如图甲所示，则示数为_ 。(取一位有效数字)(2)为精确测量Rx的阻值，现取来两节干电池(总电动势为3 V，总内阻为0.4 )、开关和若干导线及下列器材：A电压表(03 V，内阻约10 k)B电流表(00.6 A，内阻很小，可不计)C电流表(03 A，内阻很小，可不计)D滑动变阻器(05 ，额定电流为0.5 A)E滑动变阻器(010 ，额定电流为1 A)()电流表应选_；(填序号字母)()要求滑动变阻器
29、分压连接，滑动变阻器应选_；(填序号字母)()实验中该同学的实物连线如图乙所示，其中有一处不妥，不妥处为_。(填至的序号)(3)该同学将(2)中的错误纠正并测出Rx的阻值后，又进行了以下实验：将导线连接在电池负极的一端改为连接在开关的右端，闭合开关，当滑片P移到某位置c(图乙中未标出)时，读出电压表示数为2.2 V，电流表示数为0.4 A，则变阻器的ca与cb段的电阻之比RcaRcb_。答案(1)6(2)()B()E()(3)41或14解析(1)由表盘读出指针示数为6，又因为挡位选择“1”挡，故电阻的大小为Rx61 6 。(2)()利用欧姆定律，测量电路最大电流约为 A0.5 A，故电流表应选
30、B；()要求滑动变阻器分压连接，通过滑动变阻器的电流要超过0.5 A，故滑动变阻器应选E；()因为电流表内阻可以不计，故测量电路电流表应选择内接法，故处连接不妥。(3)设滑动变阻器连入电路的电阻为R，则由闭合电路欧姆定律，得：EUI(rR)，滑动变阻器两部分并联连入电路，由并联电路电阻关系，有：R，且RcaRcb10 ，联立并代入数据解得：Rca2 ，Rcb8 或Rca8 ，Rcb2 ，故RcaRcb14或RcaRcb41。4(2019江苏高考)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)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动
31、_(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。(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)图2中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置。(4)为测量Rx，利用图2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U1I1关系图象如图4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/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格
32、纸上作出U2I2图象。(5)由此，可求得电阻丝的Rx_ 。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。答案(1)C(2)不同(3)见图甲(4)见图乙(5)23.5(23.024.0都算对)解析(1)旋转微调旋钮C。(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为减小测量误差，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如答案图甲所示。(4)根据所给的5组数据在UI图象中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，如答案图乙所示。(5)由题意知：RxRAR0，由U1I1图线的斜率可得49.0 。RAR0，由作出的U2I2图线的斜率可得25.5 。故Rx(
33、49.025.5) 23.5 。高考考向3以测电源电动势和内阻为核心的实验例3(2019黑龙江省大庆实验中学高三适应性考试)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)方案一：用内阻为3 k、量程为1 V的电压表、保护电阻R0、电阻箱R、定值电阻R1、开关S测量一节干电池的电动势和内阻。由于一节干电池的电动势约为1.5 V，需要把量程为1 V的电压表扩大量程。若定值电阻R1可供选择的阻值有1 k、1.5 k、2 k，其中最合适的是_。请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图，并完成图a中剩余的连线。(2)方案二：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，R
34、1RA，保护电阻的阻值为R0，若电流表读数为I，则通过电源的电流为_。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_。(1)题中电压表V的量程改成多少最合适？提示：电源电动势为1.5 V，电压表量程改成1.5 V最合适。(2)如何得到R图象的解析式？提示：根据闭合电路欧姆定律列出关系式，将关系式变形得到R图象的解析式。解析(1)若将电压表改装为量程为1.5 V的电压表，则需串联的分压电阻两端的电压为0.5 V，因电压表内阻为3 k，则需串联的定值电阻为1.5 k；电路原理图以及实物连线如下图所示：答案(1)1.5 k图见解析(2)2IR0RA5(2019黑龙江
35、哈尔滨三中二模)(1)某同学根据如图1所示的装置测量某电源的电动势和内阻，测得电压表的读数为U1时电阻箱的读数为R1；当电压表的读数为U2时电阻箱的读数为R2，则电源的电动势E_。(2)为减小电压表读数带来的实验误差，该同学结合实验室的器材对原电路稍作了改进如图2所示：请根据电路图将图3所示器材连接成电路。(3)闭合开关后，调节电阻箱接入电路的阻值，得到多组电阻箱接入电路的阻值R和对应的电压表的示数U，为了比较准确地得出实验结论，该同学准备用直线图象来处理实验数据，根据测得的多组电阻箱的阻值R和记录的对应电压表的读数U，作出图象如图4所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为0.2 1和0.5 V1
36、，定值电阻的阻值R04.5 。则可得该电源的电动势为_，内阻为_。答案(1)(2)图见解析(3)2 V0.5 解析(1)根据闭合电路欧姆定律：EU1r，EU2r，联立可得：E。(2)连接电路如图所示：(3)根据闭合电路欧姆定律：EU(rR0)，变形可得：，由图可知斜率为：k，即，截距为：0.5，解得：E2 V，r0.5 。高考考向4传感器及创新实验例4(2018全国卷)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 ；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV
37、)；定值电阻R0(阻值20.0 )，滑动变阻器R1(最大阻值为1000 )；电阻箱R2(阻值范围0999.9 )；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 。实验得到的R2t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.
38、0390.0320.0270.0240.0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，并作出R2t曲线；(3)由图b可得到RT在25 80 范围内的温度特性。当t44.0 时，可得RT_ ；(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_ ，则手心温度为_ 。(1)开关S2接2端并调节R2后，电路中的电流变化吗？提示：因为R0两端的电压始终为U0，所以电流不变。(2)热敏电阻RT的阻值等于什么？提示：R2。解析(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
39、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t60 和t70 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R2t图象，如图所示。(3)根据题述实验过程可知，测量的R2数据等于热敏电阻RT对应温度的电阻值。由画出的R2t图象可知，当t44.0 时，对应的RT450 。(4)由画出的R2t图象可知，RT620.0 ，则手心温度t33.0 。答案(1)b(2)见解析图(3)450(4)620.033.0 电学实验创新一般是基于教材中的基础实验，对实验目的、实验器材、实验原理进行创新，有时也结合传感器进行命题。这类题目千变万化，解题关键是掌握基本电学
40、规律和几个基本实验，多加练习。6(2017全国卷)某同学利用如图a所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图a将图b中的实物连线。(2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2000”)。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱R
41、z的阻值置于2500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。答案(1)见解析图(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)根据原理图a，将图b中的实物连线如图所示。(2)滑动变阻器R1在实验中为控制电路，
42、且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 。为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。实验过程中，由于测量电路，即由Rz、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，电路如图所示。由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RAI2RI1Rz1I2R，即对于图乙，I1Rz2I2RI1RAI2R，即所以所以RA 2550 。(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分
43、压，尽可能使微安表接近满量程。7(2019陕西咸阳三模)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)。正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0 )的电流随其两端电压变化的特点。A电流表A1(量程100 mA，内阻约1 )B电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 )C电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 k)D电压表V2(量程15.0 V，内阻约10 k)E滑动变阻器R(最大阻值为10 )F滑动变阻器R(最
44、大阻值为500 )G电源E(电动势15 V，内阻忽略)H开关、导线若干(1)实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为：电流表_；电压表_；滑动变阻器_。(只需填写器材前面的字母即可)(2)请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图虚线框内画出该小组设计的电路图。(3)该小组测出热敏电阻R1的UI图线如图2曲线所示，请分析说明该热敏电阻是_(填“PTC”或“NTC”)热敏电阻。(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的UI图线如图2曲线所示。然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成电路如图3所示。测得通过R1
45、和R2的电流分别为0.30 A和0.60 A，则该电池组的电动势为_ V，内阻为_ 。(结果均保留三位有效数字)答案(1)BDE(2)图见解析(3)PTC(4)10.0(9.6010.4)6.67(6.008.00)解析(1)电压从零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选阻值较小的E；电源电压为15 V，故电压表选D；为了使电流表指针偏转幅度较大，电流表选择B。(2)加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，滑动变阻器应采用分压接法；由于，所以电流表应用外接法，电路图如图所示。(3)由图2曲线所示图线可知，随电压增大，电流增大，电阻实际功率增大，温度升高，电压与电
46、流的比值增大，电阻阻值增大，该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。(4)在闭合电路中，电源电动势：EUIr，由图2曲线可知，电流为0.30 A时，电阻R1两端电压为8 V，电流为0.60 A时，电阻R2两端电压为6.0 V，则有：E80.30r，E60.60r，解得：E10.0 V，r6.67 。易错警示 求非线性元件的实际电阻和功率例(2019广西钦州市4月测试)某同学想要描绘标有“3.8 V0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：电压表V：量程05 V，内阻约5 k电流表A1：量程0500 mA，内阻约0.5 电流表A2：量程
47、0100 mA，内阻约4 滑动变阻器R1：最大阻值10 ，额定电流2.0 A滑动变阻器R2：最大阻值100 ，额定电流1.0 A直流电源E：电动势约6 V，内阻可忽略不计(1)上述器材中，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(填写所选器材的字母符号)(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：_；_。(3)该同学正确连接电路后，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_(选填“不变”“增大”或“减小”)。(4)该同学完成实验后又进行了以
48、下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4 V、内阻为8 的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为_ W(结果保留两位有效数字)。分析与解(1)灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，滑动变阻器必须采用分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。(2)由于灯泡内阻较小，即，为了减小实验误差，故电流表只能采用外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，滑动变阻器必须采用分压接法。(3)IU图象中图象某点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡电阻随电压的增大而增大。(4)设每只灯泡两
49、端的电压为U，通过的电流为I，则两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：UE2Ir，代入数据可得：U4.016I，在原伏安特性曲线图象中作函数U4.016I的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示：则由图可知，每只灯泡两端的电压为1.05 V，电流为0.185 A，则灯泡的功率PUI1.050.185 W0.19 W。答案(1)A1R1(2)电流表应采用外接的方法滑动变阻器应采用分压的接法(3)增大(4)0.19(0.170.21均可)易错警示对于非线性元件的实际电阻和电功率，只能根据伏安特性曲线求解，如果同时给出电动势和内阻确定的电源，应该先根据电路结构结合闭
50、合电路欧姆定律列出电源的UI关系式，然后在非线性元件的UI图中画图，两图线的交点即电路的工作点，根据此状态点的横、纵坐标即可计算出所求电阻和电功率。参见2017年全国卷电学实验。配套作业限时：80分钟满分：100分实验题(本题共10小题，每小题10分，共100分)1(2018天津高考)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程01 V，内阻约为10 k)B电压表(量程010 V，内阻约为100 k)C电流表(01 mA，内阻约为30 )D电流表(00.6 A，内阻约为0.05 )E电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A
51、，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010 ，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(1)BCF(2)(3)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(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，即电源选用电动势为12 V的，即F；则电压表就应该选取B；电路中的
52、最大电流为I A1.2 mA，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 ，若采用滑动变阻器的限流接法，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，电路图如答案所示。(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据Rx可知测量值偏大。2(2019河北唐山三模)某实验小组，通过实验测量某种电阻丝材料的电阻率，可供使用的器材有：A一段长1 m左右、电阻约为20 的电阻丝；B带有刻度尺的长木板及金属夹；C电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 )；D电压表V(量程03.0 V，内阻约3 k)；E定值电阻R015 ；F电
53、阻箱R(0999.9 )；G开关、导线若干。实验操作步骤如下：将电阻丝固定在长木板上，金属夹夹在电阻丝的不同位置改变电阻丝连入电路的长度；用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；将实验器材按照图甲所示电路连接，并将电阻箱阻值调至最大；将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，并记录电压表示数U，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；改变金属夹位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电压表示数再次为U，重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；断开开关，整理好器材。(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d_
54、 mm，实验时电压表示数如图丙所示，则U_ V。(2)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，描绘出了如图丁所示的RL关系图线，结合图中所标数据及测出的电阻丝直径d，电阻丝的电阻率表达式为_。(3)本实验中，电压表不是理想电表，对电阻率的测量结果_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案(1)1.1962.00(2)(3)无影响解析(1)由图乙可知螺旋测微器的固定刻度为1 mm，可动刻度为19.60.01 mm0.196 mm，故电阻丝直径为1 mm0.196 mm1.196 mm；电压表量程为03 V，其分度值为0.1 V，读数要估读到0.01 V，故电压表读数为2.
55、00 V。(2)设电阻丝电阻为RL，则由题意并结合RL图象可知，电阻丝电阻和电阻箱电阻之和为一定值a，故当电阻丝连入电路长为b时，电阻丝的电阻为a，根据电阻定律，得a，整理得：。(3)由电阻丝电阻率表达式可知，电阻丝的电阻率与电压表是否为理想电表无关，故电压表不是理想电表对电阻率的测量结果无影响。3(2019吉林省吉林市三模)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 V，内阻约为3000 )，电阻箱R0(最大阻值为99999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值100 ，额定电流2 A)，电源E(电
56、动势6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。(2)根据设计的电路进行的实验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压_(填“最大”或“最小”)；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针_(填“满偏”或“半偏”)；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针_(填“满偏”或“半偏”)；读取电阻箱所示的电阻值，此值即为测得的电压表内阻。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_(填“”“”或“”)RV。答案(1)图见解析(2)最小满偏半
57、偏(3)解析(1)待测电压表电阻(3000 )远大于滑动变阻器R1的电阻值(100 )，故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示。(2)为了保护电路，移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；根据半偏法测电阻的原理，闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此值即为测得的电压表内阻。(3)本实验电压表串联电阻箱后认为该支路电压不变，而实际该支路电阻变大，分得的电压变大，则电阻箱分得的电压大于计算值，则会引起测量值偏大，故RVRV。4(2019甘肃靖远一中高三下学期
58、二模)如图甲是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下：按电路图甲接好实验电路；接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U06.2 V和微安表读数I0490 A；断开开关S并同时开始计时，每隔5 s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(如图乙中用“”表示)，则：(1)根据图乙中的描点作出图线。(2)图乙中it图线与t轴所围的“面积”所表示的物理意义是：_。(3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器
59、两端电压为U0时所带的电量Q0_，并计算电容器的电容C_。(两空均保留两位小数)答案(1)图见解析(2)电容器两端电压为U0时所带电量Q(3)8.25103 C1.33103 F解析(1)根据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，作出图象，如图所示。(2)由Qit知，电荷量为it图线与t轴所包围的面积，则it图线与t轴所围的“面积”为电容器在刚开始放电时所带的电荷量，即电容器两端电压为U0时所带电量Q。(3)由图象可知，“面积”格数约33格，每个小格所代表的电量q505106 C2.5104 C，则电容器电压为U0时，所带的电荷量Q332.5104 C8.25103 C。电容器的电容
60、C F1.33103 F。5(2019吉林省长春市二模)现要较准确地测量量程为03 V、内阻大约为3 k的电压表V1的内阻RV，实验室提供的器材如下：电流表A1(量程00.6 A，内阻约0.1 )；电流表A2(量程01 mA，内阻约100 )；电压表V2(量程015 V，内阻约15 k)；定值电阻R1(阻值200 )；定值电阻R2(阻值2 k)；滑动变阻器R3(最大阻值100 ，最大电流1.5 A)；电源E1(电动势6 V，内阻约0.5 )；电源E2(电动势3 V，内阻约0.5 )；开关S，导线若干。(1)选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。在图甲的电路中，电源选择E
61、1，则定值电阻R应该选择_；在图乙的电路中，电源选择E2，电流表应该选择_。(填写对应器材的符号)(2)根据图甲电路，多次测量得到多组电压表V1和V2的读数U1、U2，用描点法得到U1U2图象，若图象的斜率为k1，定值电阻的阻值为R，则电压表V1的内阻RV_；根据图乙电路，多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1、I，用描点法得到U1I图象，若图象的斜率为k2，则电压表V1的内阻RV_。(用题中所给字母表示)(3)从实验测量精度的角度分析，用图_电路较好，原因是_。答案(1)R2A2(2)Rk2(3)乙图甲中V2的读数相对误差较大解析(1)在图甲的电路中，由于电源电动势为6 V，电阻R起
62、到串联分压的作用，则应该选择阻值为2 k的定值电阻R2；图乙中，电源电动势为3 V，通过电压表的最大电流约为1 mA，所以电流表应选择量程为01 mA的A2。(2)在图甲的电路中，定值电阻两端的电压为U2U1，通过定值电阻的电流为：I，根据欧姆定律有RV，变形得：U1U2，则k1，整理可得：RVR；在图乙中根据欧姆定律可得：U1IRV，即RVk2。(3)两个电路都没有由于仪器引起的系统误差，但用甲图测量时，电压表V2的电压变化范围约为05 V，用量程为015 V的电压表V2读数时，相对误差较大，所以用乙图较好。6(2019江西九校重点中学协作体高三第一次联考)某同学用化学课所学的知识，用柠檬自
63、制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3 V，内阻r约为40 ，假设该电池允许输出的最大电流为20 mA。为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材：A待测电池；B电压表V：量程015 V，内阻RV15 k；C电流表A：量程01 mA，内阻RA38 ；D电阻箱R：0999.9 ；E定值电阻R12 ；F定值电阻R219 ；G定值电阻R372 ；H定值电阻R4108 ；I开关、导线若干。(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R0应选择器材中的_。(填写器材前的选项字母)(2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整，并在电路中注明所选器材的符号。(3)将电阻箱的阻值
64、调整到最大，闭合开关。(4)调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位(A或V)作单位。(5)重复步骤(4)获取多组R和x的值。(6)断开开关，整理器材。(7)根据所得数据在R坐标系中描点连线，如图乙所示。根据图线可求得该电池的电动势E_ V，内阻r_ 。(结果均保留一位小数)答案(1)H(2)图见解析(7)3.242.1解析(1)本实验中，当电阻箱接入电路的阻值为0时，电池输出的电流最大，则电路中的最小固定电阻值约为150 ，因电池内阻约为40 ，故保护电阻约为110 ，所以该保护电阻应选器材中的H。(2)因本实验中给定的电压表
65、量程太大，故不可以使用；又因为给定电流表的量程太小，故需要将量程扩大到接近20 mA，设并联电阻的阻值为R，则(20 mA1 mA)R1 mA38 ，则需要并联的电阻阻值为：R 2 ，所以选定值电阻R1与电流表A并联，就可改装成一个量程为20 mA的电流表。将虚线框中的电路补充完整后电路图如图所示。(7)由以上分析可知，题目中提到的x，指的是电流表读数I，根据闭合电路欧姆定律可得：EIRA20I(R0Rr)，整理方程得：R，代入数值并整理得：R结合R图象可得：950，解得：E3.2 V，r42.1 。7(2019江西高三九校3月联考)某同学欲将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表
66、。(1)先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3 k时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 k时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为_ V，由以上数据可得电压表的内阻RV_ k。(2)将图甲的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示。为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V”处，此处刻度应标阻值为_(选填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻
67、刻度为_ k。(3)若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将_。A偏大 B偏小 C不变 D无法确定答案(1)1.506(2)1(3)C解析(1)由图乙所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V，故电压表读数为1.50 V；电源内阻不计，由图甲所示电路图可知，电源电动势EUIRUR，由题意可知：E33000，E1.512000，联立解得RV6000 6 k，E4.5 V。(2)电压表的示数为3 V，则与之并联部分相当于断路，此处刻度应标阻值为。电压表示数为1 V时，电压表与外接电阻Rx构成并联电路
68、，并联总电阻为R并。因并联部分电压为1 V，电源电动势为4.5 V，则此时电阻箱分压为3.5 V，此时电阻箱电阻为3 k，根据，解得Rx1 k。(3)考虑电池内阻r，调节电阻箱使电压表指针满偏(即电压表示数达到Ug)，则有EUg(Rr)，当内阻r变大、电动势不变时，由此式可知(Rr)不变。设测量电阻Rx时电压表示数为U，则有，虽然r增大，但(Rr)不变，由此式可知Rx不变，即r的增大不影响测量结果，C正确。8(2019天津南开区二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5 V0.3 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材：直流电源(电动势3.0 V，内阻不计)电
69、流表A1(量程3 A，内阻约0.1 )电流表A2(量程600 mA，内阻约5 )电压表V1(量程3 V，内阻约3 k)电压表V2(量程15 V，内阻约15 k)滑动变阻器R1(阻值010 ，额定电流1 A)滑动变阻器R2(阻值01 k，额定电流300 mA)(1)在该实验中，电流表应选择_，电压表应选择_，滑动变阻器应选择_。(2)为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验_。(3)下表是某同学在实验中测出的数据，该同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点，请你在IU图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。(4)实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9
70、 的定值电阻串联在电动势为3 V、内阻为1 的直流电源上，则小灯泡消耗的实际功率约为_ W。答案(1)A2V1R1(2)C(3)图见解析(4)0.20(0.200.02)解析(1)由于该实验需要测量“2.5 V0.3 A”的小灯泡的伏安特性曲线，故通过小灯泡的最大电流为0.3 A，故需要选用量程为600 mA的电流表A2；电压表应选用量程为3 V的V1；该实验需要小灯泡两端的电压从0开始调起，故供电部分要用分压式电路，滑动变阻器应选用阻值较小的R1。(2)由于，故测量时采用电流表外接会减小误差，供电电路采用分压式连接，故采用C电路进行实验。(3)描出该点，并用平滑的曲线将各点连接起来即可，如图
71、所示。(4)小灯泡相当于与一个电动势为3 V、内阻为10 的电源连接，我们可以在小灯泡的伏安特性曲线的坐标图中再作出该电源的IU图线，如图所示，则两个图线交点的坐标就是电路中小灯泡的电压和电流，即灯泡两端的电压为1.0 V，电流为0.20 A，故小灯泡消耗的实际功率约为PLULIL1.00.20 W0.20 W。9(2019湖南衡阳三模)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：(1)在使用多用电表测量时，若选择开关置于“25 V”挡，指针的位置如图a所示，则测量结果为_ V。(2)用多用电表测量未知电阻阻值的电路如图b所示，电源的电动势为E，R0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻
72、箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx的关系图象如图c所示，则此时多用电表的内阻为_ ，该电池的电动势E_ V。(3)下列判断正确的是_。A在图b中，电表的左、右插孔处分别标注着“”“”B由图c中图线的特点可知，欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C欧姆表调零的实质是通过调节R，使Rx0时电路中的电流达到满偏电流D电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越小(4)如果随着使用时间的增长，该多用电表内部的电源电动势减小，内阻增大，但仍然能够欧姆调零，如仍用该表测电阻，则测量结果是_。(填“偏大”“偏小”或“不变”)答案(1)11.5(2)1.510412(3)AC(4)偏大解析(1)选
73、择开关置于“25 V”挡时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为0.5 V，对应刻度示数为：11.5 V。(2)根据闭合电路的欧姆定律得：Ig，I由题图可得Ig0.8 mA，当I0.4 mA时，Rx15 k，解得R内15 k1.5104 ，E12 V。(3)根据在多用电表中电流“红进黑出”，以及红表笔接“”，黑表笔接“”，故在题图b中，电表的左、右插孔处分别标注着“”“”，故A正确；欧姆表的刻度盘上的示数左大右小，这是由外电阻增大，电路电流减小造成的，故B错误；欧姆表调零通过调节滑动变阻器R0，使待测电阻Rx为零(即两表笔短接)时，电流表满偏，对应欧姆表示数为零，故C正确；欧姆表刻度不均匀的原
74、因是待测电阻和电路中电流呈非线性关系，而且IRx图线切线的斜率大小随待测电阻值Rx的增大而减小，即电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量越大，故D错误。故选A、C。(4)测量原理为闭合电路欧姆定律，当电源电动势变小、内阻变大时，欧姆表得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig，欧姆表内阻R中得调小，I，因R中变小，则通过同一电阻Rx的电流要变小，对应电阻的刻度值偏大。10(2019武汉三模)为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随拉力F变化的图象如图a所示。小组按图b所示电
75、路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E3 V，内阻r1 ；灵敏毫安表量程为10 mA，内阻Rg50 ；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，具体步骤如下：步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1，使毫安表指针满偏；步骤b：滑环下吊已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；步骤c：保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
76、(1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F_。(2)若图a中R0100 ，图象斜率k0.5 /N，测得60，毫安表指针半偏，则待测重物重力G_ N。(3)改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表_(填“零刻度”或“满刻度”)处，刻度线_(填“均匀”或“不均匀”)。(4)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案(1)(2)600(3)满刻度不均匀(4)不变解析(1)由受力情况及平行四边形定则可知，G2Fcos，解得：F。(2)由图a可知，当待测重力为G时，敏感电阻丝电阻RR0k；由实验步骤可知，当没有挂重物时，电流为满偏电流，即：EIg(rR1RgR0)，当电流为半偏时，E（rRgR1R0k），联立并代入数据解得：G600 N。(3)当待测重力为G时，电路中的电流I，可知电流值I与待测重力G不是线性关系，故其刻度盘不均匀；待测重力越小，电阻越小，电流表示数越大，故重力刻度盘的零刻度线应在电流表满刻度处。(4)根据操作步骤a可知，当内阻增大时，仍使得电流表满偏，则电阻R1会变小，但rR1之和不变，即测量结果也不变。
