1、第2讲电学实验与创新本部分在高考试题中每年都出现，实验原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点. 在备考过程中要：(1)掌握基本仪器的原理和使用；(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式；(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等涉及电源电动势和内阻的实验、电路故障分析、实物图的连接是实验命题的重点热点题型一 电表改装与多用电表的使用实验仪表图及原理图使用方法及原理考查热点练习使用多用电表及掌握内部结构电压、电流挡：相当于电压表、电流表欧姆挡：闭合电路欧姆定律调零：机械调零、欧姆调零电流方向：红表笔进，黑表笔出原理：串联分压
2、、并联分流考读数：电压、电流、电阻挡的读数考使用：欧姆表选挡、调零、规范操作等考黑箱：多用电表探测黑箱内的元件电表改装：所需电阻或改后量程的计算 (2019高考全国卷)某同学要将一量程为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1 200 ，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
3、)A18 mAB21 mAC25 mAD28 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 B微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 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_解析(1)量程为250 A的微安表改装成量程为20 mA的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时，对应的微安表读数为160 A，说明量程扩
4、大了100倍，因此所改装的电表量程是25 mA，选项C正确(3)当标准毫安表示数为16.0 mA时，对应的微安表读数应为200 A，而实际测量时微安表读数为160 A，实际测量时微安表读数偏小，若R值计算无误，而微安表内阻测量错误，则说明微安表实际内阻大于1 200 ，选项A正确，B错误；若微安表内阻测量无误，而R值计算错误，则并联接入的电阻的阻值偏小，R的分流较大，导致微安表中电流较小，选项C正确，D错误(4)预期目的是将量程为250 A的微安表改装成量程为20 mA的电流表，量程扩大80倍，根据并联电路规律有IgRg79IgkR；当标准毫安表示数为16.0 mA时，对应的微安表读数为160
5、 A，量程扩大了100倍，根据并联电路规律有IgRg99IgR；联立解得k.答案(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)多用电表测电阻的“五步”“一注意”(1)多用电表测电阻的五步骤选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 ，就应该选“10”的倍率进行欧姆调零将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量读出指针示数乘以倍率，得测量值测量结束后，将选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡(2)多用电表测电阻的注意点：用欧姆挡测电阻时，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
6、该适当减小倍率重新调零后再测量 1.(2019高考全国卷)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1 500 )，滑动变阻器R2(最大阻值500 )，电阻箱(099 999.9 )，干电池(E1.5 V，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
7、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_.解析：(1)由题知当两表笔间接入15 k的电阻时，电流表示数为50 A，由闭合电路欧姆定律有，代入数据解得R900 ，所以滑动变阻器选择R1.(2)欧姆表的内阻RgRgrR0R15 k，当电流为25 A时有Rx3Rx45 k；当电流为75 A时有RxRx5 k.(3)红、黑表
8、笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0处题图(c)中电阻箱读数为35 000.0 .答案：(1)如图所示900R1(2)455(3)035 000.0热点题型二电阻的测量实验两种测量电路图两种控制电路图考查热点电阻的测量考读数：U、I考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择考数据：数据处理、误差分析 (2018高考全国卷 )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(R020.0 )；V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
9、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：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_.(保留1位小数)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UU2U
10、1，由欧姆定律可得待测电阻阻值RxR0(1)R0.5次测量所得的平均值为(3.443.433.393.403.39)3.41，代入得Rx(3.411)20.0 48.2 .答案(1)实物连线如图(4)(1)R0(6)48.2测电阻的两种典型方法(1)最精确的电阻测量方法等效替代法电流等效替代电压等效替代(2)最专一的电表内阻测量方法半偏法用半偏法测电流表内阻，如图所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测R真 2.(2018高考天津卷)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10 k)B
11、电压表(量程010 V，内阻约100 k)C电流表(量程01 mA，内阻约30 )D电流表(量程00.6 A，内阻约0.05 )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_解析：若选用电动势为1.5 V的电源，则实验中电流最大值仅为0.15
12、 mA，两个电流表均无法准确测量，故选用电动势为12 V的电源F；此时，实验中最大电流约为1.2 mA，故电流表选用C；电压表选用B.由于滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器采用分压式接法；待测电阻的阻值远大于电流表内阻，所以电流表内接由于电流表的分压作用，电阻测量值偏大，所以电阻测量值大于其真实值答案：(1)BCF(2)如图所示(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压热点题型三测定金属的电阻率实验电路图实验原理考查热点测定金属的电阻率测RxRx(伏安法)算：Rx，考读数：U、I、L及d考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择考运算：由UI图象求Rx， (20
13、20山东等级考模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值所用器材有电流表A1、A2，电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记录两个电流表A1、A2的示数分别为I1、I2.请回答以下问题：(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2_I1时，电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该笔芯的直径为_mm.(3)已测得该笔芯的长度L20.00 cm，电阻箱R1的读数为5.00 ，根据
14、上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率_m.(结果保留3位有效数字)(4)若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则笔芯电阻的测量值_真实值(填“大于”“小于”或“等于”)解析(1)由并联电路特点可知，当I2I1时，电阻箱的阻值与待测笔芯的阻值相等；(2)螺旋测微器的读数1.000 mm；(3)由公式R可计算，笔芯的电阻率为1.96105 m；(4)电流表A2的内阻不能忽略时，电流表A2与电阻箱的电阻之和等于待测笔芯的电阻，即电阻的测量值小于真实值答案(1)(2)1.000(3)1.96105(4)小于测金属丝电阻率的三点说明(1)在求Rx的平均值时可用两种方法：用Rx分别算出各次的数值，
15、再取平均值用UI图线的斜率求出(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.在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6 ，先用刻度尺测出金属丝的长度l以及金属丝的直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的金属丝外， 还有如下供选择的实验器材：直流电源E：电动势约为4.5 V，内阻很小；电流表A1：量程00.6 A，内阻为0.125 ；电流表A2：量
16、程03 A，内阻为0.025 ；电压表V1：量程03 V，内阻为3 k；电压表V2：量程015 V，内阻为15 k；滑动变阻器R1：最大阻值10 ，允许通过的最大电流为0.2 A；滑动变阻器R2：最大阻值20 ，允许通过的最大电流为1.0 A；开关，导线若干要求有较高的测量精度，并能测得多组数据(1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_，应该选用的电压表是_，应该选用的滑动变阻器是_(填器材符号)(2)根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图(3)用测得的物理量表示电阻率的表达式为_(用字母表示)解析：(1)电源电动势约为4.5 V，被测金属丝电阻约为6 ，干路中的最大电流约为0.
17、75 A，故电流表选A1，电压表选V1，滑动变阻器R1 的最大允许电流0.2 A太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R2.(2)待测金属丝电阻较小，电流表应采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示(3)由R及R，又S，得.答案：(1)A1V1R2(2)见解析图(3)热点题型四测定电源的电动势和内阻实验电路图实验原理考查热点测定电源的电动势和内阻伏安法：EUIr安阻法：EI(Rr)伏阻法：EUr考电路：电路设计或选择、实物连线或改错，器材选择考作图：描点连线画图线考运算：由UI或I1R或U1R1 图象，求E、r (2019日照模拟)某同学设计了一个“测定电池电
18、动势和内阻”的实验，可供选择的器材如下：A待测干电池一节B电流表A(量程为060 mA，内阻RA18 )C电压表V(量程为03 V，内阻RV约为3 k)D滑动变阻器R1(阻值为05 )E滑动变阻器R2(阻值为030 )F定值电阻R3(阻值为2 )G定值电阻R4(阻值为10 )(1)为完成实验，滑动变阻器应该选_，定值电阻应该选_(填器材后面的代号)(2)请完善图(a)中的电路图(3)根据图(b)中已描出的点画出U I图象，由图象得该电源的电动势E_ V，内阻r_ .(结果保留三位有效数字)解析(1)因为电池的内阻较小，约为几欧，故为了能起到控制调节作用，滑动变阻器应采用总阻值为30 的R2；因
19、为给出的电流表量程为060 mA，量程偏小，为了能准确测量，可以采用串联定值电阻的方法来减小电流，需要的电阻R25 ，两定值电阻均达不到要求，所以应考虑改装电流表，为了让量程变大，应将较小的电阻与电流表并联，电流表改装后的量程为IIg60 mA mA600 mA，符合实验要求(2)根据(1)中分析可知，电路图如图所示(3)根据已描出的点画出的UI图象如图所示设电压表示数为U，电流表示数为I，则根据闭合电路的欧姆定律有UE10Ir，可知电路的UI图线与纵轴的交点即为电源的电动势，故E1.49 V，图线的斜率k 10r，则r1.05 .答案(1)R2R3(2)图见解析(3)图见解析1.49(1.4
20、71.49均可)1.05(1.041.07均可)用实验数据求E、r的处理方法(1)列方程求解：由UEIr得，解得E、r.(2)用作图法处理数据，如图所示图线与纵轴交点为E；图线与横轴交点为I短；图线的斜率表示r|. 4.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表1：量程00.6 A，内阻r0.3 C电流表2：量程00.6 A，内阻约为0.1 D电压表1：量程03 V，内阻未知E电压表2：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器1：010 ，2 AG滑动变阻器2：0100 ，1 AH开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，
21、测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择_，电压表选择_，滑动变阻器选择_(2)实验电路图应选择下图中的_(填“甲”或“乙”)(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E_V，内电阻r_.解析：(1)因为一节干电池的电动势为1.5伏左右，故电压表选择D；通过电源的电流不超过0.6 A，因B电流表的内阻已知，故电流表选择B，滑动变阻器选择F.(2)因电流表内阻已知，故实验电路图应选择图中的甲(3)电池的电动势E1.5 V，内电阻rR
22、A 0.7 .答案：(1)BDF(2)甲(3)1.50.7热点题型五传感器的简单应用实验电路图实验原理考查热点传感器的简单应用 传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)考热敏：热敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)考光敏：光敏电阻特性(欧姆表法、伏安法) 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000
23、)，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端
24、闭合，报警系统即可正常使用解析(1)根据题述，应该采用滑动变阻器的限流接法，连接的电路如答案图所示(2)根据题述，流过报警器的工作电流超过10 mA时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值至少为R 1 800 ，因此在电路中应选用最大阻值为2 000 的滑动变阻器R2.(3)电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为热敏电阻在60 时的阻值650.0 ；滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处，即b端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a端，则导致闭合开关后，报警器中电流大于20 mA，报警器可能损坏将开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警答案
25、(1)连线如图所示(2)R2(3)650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏c报警器开始报警 5.(2019德州模拟)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开
26、关自动启动照明系统请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻RP；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干解析：(1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20 k，两端电压为2 V
27、，电源电动势为3 V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 k，即选用R1，电路原理图如图乙所示答案：见解析热点题型六创新实验解决电学设计型实验常用的三种方法转换法将不易测量的物理量转换成可以(或易于)测量的物理量进行测量，然后再反求待测物理量的值，这种方法叫转换测量法(简称转换法)如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻，然后再计算出它的电阻率替代法用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量控制变量法研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的一个或几
28、个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结，如探究影响导体电阻的因素实验 (2018高考全国卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在2580 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V(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 )，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )；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R
29、1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/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0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，并做出R2t曲线；图(a)图(b)图(c)(3)由图(b)可得到R
30、T在2580 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_.解析(1)题图(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阻值最大，使电路中电流最小，即题图(a)中R1的滑片应移到b端(2)将t60 和t70 对应的两组数据画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2t曲线(3)根据题述实验过程可知，测量的R2的数据等于对应的热敏电阻RT的阻值由画出的R2t曲线可知，当t44.0 时，对应的RT450 .(4)由画出的R2t曲线可知，当RT620.0 时，手心温度t
31、33.0 .答案(1)b(2)如图(3)450(4)620.033.0 6.某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图连接电路，实验过程中操作规范，测量准确，得到一系列数据，如图乙中的散点该实验小组对实验进行了改进，如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然置于灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中小灯泡L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在25 .实验过程中操作规范，测量准确，得到一组数据，如图丁中的一组散点已知水的电阻远
32、大于灯丝的电阻(1)请在图乙上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻_(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)(2)请在图丁上描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，水中灯丝电阻_(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)(3)对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是_.解析：(1)用平滑的曲线将各点相连，如图1所示；图IU图象中图线的斜率表示电阻的倒数，故由图1可知，随着电压升高，电阻越来越大(2)同理作出图象如图2所示，由图2可知，电阻基本保持不变(3)由两IU图象可知，在同样的
33、电压下，曲线K1的电流值基本都远小于曲线K2的电流值，即曲线K1的电阻值明显大于曲线K2对应的电阻值，原因是描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度高于描绘曲线K2时灯丝的温度，而金属导体的电阻随温度的升高而增大答案：(1)如解析图1所示越来越大(2)如解析图2所示基本不变(3)描绘曲线K2时灯丝保持恒温，而描绘曲线K1时灯丝的温度发生变化，且一直高于描绘曲线K2时灯丝的温度 (建议用时：60分钟)1(2019湖南五校联考)为了精确测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池组E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干某实验小组设计了如图甲所示的电路
34、，实验的主要步骤如下：A闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表的示数适当，记下两表示数分别为I1、U1；B保持S1 闭合、RP阻值不变，闭合S2，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路(2)被测电阻的阻值Rx_(用两电表的示数表示)(3)由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的阻值Rx的测量值_真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)如图所示(2)由题意易知RP，又RP、Rx并联的阻值为R并，又，联立解得Rx.(3)若考虑电流表和电压表不是理想电表，则在分析时应考虑电压表的内阻，即在第(2)问的分析中表示的就是R
35、P和RV并联时的总电阻，结合后面的分析可知此时Rx的测量值仍等于真实值答案：(1)见解析图(2)(3)等于2(2017高考全国卷)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G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_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前，调整R
36、6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”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)解析：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；
37、使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2IG，解得R1R2160 ；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0，R4R0880 .(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆100 挡，读数为11.0100 1.10103 ；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V挡，
38、读数为5 V2.95 V.答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA1.10103 2.95 V3在一次课外活动中，物理兴趣小组成员小明从废旧的电视机上拆下一个定值电阻Rx，电阻上的标称不明显，阻值约为200 ，为了进一步精确测定该电阻的阻值，小明到实验室寻找到了下列器材：电压表V，05 V，内阻约为3 k；电流表A，0300 mA，内阻RA10 ；定值电阻R1，阻值为20 ；定值电阻R2，阻值为400 ；滑动变阻器R3，05 ，额定电流2 A；滑动变阻器R4，01 000 ，额定电流1 A；电源E，E6 V，内阻不计(1)小明为了精确测定电阻阻值，设计了如图甲所示电路，定值
39、电阻R应该选择_；滑动变阻器应该选择_(填器材后面的符号)(2)请你不要改动已连接导线，在实物连接图乙中把还需要连接的导线帮小明补上；闭合开关前，由图甲可知应使变阻器滑片放在最_(选填“左”或“右”)端(3)若某次测量中电压表读数为U，电流表读数为I，那么小明测得的待测电阻的精确阻值的表达式为Rx_(用题中的字母表达)解析：(1)为了精确测定电阻阻值，需要使电表尽可能的大角度偏转，电压表量程为5 V，电流表满偏电压UgIgRA3 V，则待测电阻两端的最大电压U2 V，根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流IR10 mA，定值电阻阻值约为R6.9 ，定值电阻应选择R1；为方便实验操作，
40、滑动变阻器应选择R3.(2)根据电路图连接实物电路图滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于最左端(3)由题意可知，电流表两端电压UAIRA，并联电压U并UUAUIRA.通过定值电阻的电流IR，通过待测电阻的电流IxIIR.根据欧姆定律可知，待测电阻阻值Rx.答案：(1)R1R3(2)见解析图左(3)4小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻(1)图中电流表的示数为_ A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请根据表中的数据，在上面的方格纸上作出UI图线由
41、图线求得：电动势E_ V；内阻r_.(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_解析：(1)由图可知，电流表的量程为0.6 A，精度为0.02 A，因此电流表的示数为0.02 A220.44 A.(2)UI图线如图所示，由图象与纵轴的截距得电动势为1.60 V，斜率即内阻为r 1.22 .(3)如果一直保持电路闭合，干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大答案：(1)0.44(2)UI图线如解析图1.60(1.581.62都算对)1.22(1.181.26都算对)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻
42、会发生变化，导致实验误差增大5(2019山东六校联考)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图甲连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值回答下列问题：(1)实验中选择滑动变阻器_(填“R1
43、”或“R2”)(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A100 AB250 AC500 AD1 mA解析：(1)为了使电阻箱调节时，滑动变阻器分得的电压变化很小，分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好，因此应选用R1.(3)如果认为滑动变阻器分得的电压不变，则调节电阻箱后，电压表两端的电压为2.00 V，电阻箱两端的电压为0.5 V，根据串联电路的分压原理，求得电压表的内阻
44、RV4630.0 2 520 .(4)如果此电压表由一个表头与一个电阻串联组成，可知此表头的满偏电流为Ig1 mA，D项正确答案：(1)R1(2)连线如图所示(3)2 520(4)D6在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为_ mm(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干某小组同学利用以上
45、器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_(选填“乙”或“丙”)图(3)如图丁是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端请根据(2)所选的电路图，补充完成图丁中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系如图戊所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点请在图中标出第2、4、6次测量数
46、据的坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx_ .(保留2位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)A1102 m B1103 mC1106 m D1108 m(6)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下列关于误差的说法中正确的选项是_A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差解析：(1)主尺半刻度线未露出，读数为0 mm，螺旋尺的读数为39.80.01 mm
47、0.398 mm，所以此螺旋测微器读数为(00.398) mm0.398 mm.(2)由图表数据可知，待测电阻阻值约为5 ，若电路采用限流接法，回路最小电流I，代入数值约为0.11 A，不可能达到0.020 A，所以应该是分压接法(3)实物连图时要注意：开关闭合前，滑动变阻器应处于零阻值处，以使待测电阻的电压最小；应保证开关能控制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点，然后连线由于第6个数据描点偏差太大，舍弃不用；图线的斜率即为Rx的阻值，由图象可知，Rx4.5 .(5)由电阻定律知R，则RR1106 m，C正确(6)由于读数而引起的误差是偶然误差，由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差，A、B错误若将电流表和电压表的内阻计算在内，则消除了电表内阻对实验的影响，即消除了由测量仪表引起的系统误差，C正确用UI图象处理数据，体现了多次测量求平均值的思想，而且剔除了个别偶然误差比较大的点，如图线中的第6个点，D正确答案：(1)0.398(0.3970.399均正确)(2)乙(3)图见解析(4)图见解析4.5(4.34.7均正确)(5)C(6)CD
