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1、電學儀器的使用及基本電路的選擇
[A級－基礎練]
1．某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為________cm和________mm.
解析：用毫米刻度尺測量時，讀數(shù)應讀到mm的下一位，即長度測量值為60.10 cm；題圖乙中游標卡尺為五十分度游標卡尺，精確度為0.02 mm，主尺讀數(shù)為4 mm，游標尺第10條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數(shù)為10×0.02 mm＝0.20 mm，所以金屬桿直徑測量值為4.20 mm.
答案：60.10 4.20
2．一個未知電阻，無法估計其電阻值，某同學用伏安法測量此電阻，用如圖所示甲、乙兩種電
2、路各測一次，用圖甲測得的數(shù)據(jù)是3.0 V,3.0 mA.用圖乙測得的數(shù)據(jù)是2.9 V,4.0 mA.由此可知，用圖________測得Rx的誤差較小，測量值Rx＝________.
解析：對比兩次測量中電壓和電流的變化量，電壓的變化量為原電壓的，電流的變化量為原電流的，說明電壓的變化量遠小于電流的變化量．因此，電流表分壓不明顯，即電流表內阻RA?Rx，所以采用圖甲測量時誤差較小，且Rx＝＝ Ω＝1 000 Ω.
答案：甲 1 000 Ω
3．如圖甲所示為某次測量時電壓表的刻度盤的情形，若當時使用的是該表的0～3 V量程，那么電壓表讀數(shù)為________V，若當時使用的是該表的0～15
3、 V量程，那么電壓表讀數(shù)應為________V；如圖乙所示的電阻箱的讀數(shù)為________Ω.
解析：0～3 V量程最小刻度是0.1 V，要向下估讀一位，讀1.15 V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14～1.16 V都算正確).0～15 V量程最小刻度為0.5 V，只要求讀到0.1 V這一位，所以讀5.7V(5.6～5.8 V都算正確)．圖乙中的電阻箱有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標有倍率，將每個旋鈕上指針所指的數(shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到電阻箱的讀數(shù)為84 580.2 Ω.
答案：1.15(1.14～1.16均可) 5.7(5.6～5.8均可
4、)
84 580.2
4．有一只滿偏電流Ig＝5 mA，內阻Rg＝400 Ω的電流表G.若把它改裝成量程為10 V的電壓表，應________聯(lián)一個________Ω的分壓電阻，該電壓表的內阻為________Ω；若把它改裝成量程為3 A的電流表，應________聯(lián)一個________Ω的分流電阻，該電流表的內阻為________Ω.
解析：改裝成電壓表時應串聯(lián)一個分壓電阻．由歐姆定律得U＝Ig(Rg＋R1)，分壓電阻R1＝－Rg＝ Ω－400 Ω＝1 600 Ω，該電壓表內阻RV＝Rg＋R1＝2 000 Ω.改裝成電流表時應并聯(lián)一個分流電阻，由并聯(lián)電路兩端電壓相等得IgRg＝(I－I
5、g)R2.分流電阻R2＝Rg＝ Ω＝0.668 Ω.該電流表內阻RA＝＝＝0.667 Ω.
答案：串 1 600 2 000 并 0.668 0.667
5．一只小燈泡，標有“3 V 0.6 W”字樣，現(xiàn)用下面給出的器材測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻．電源電動勢為12 V，內阻為1 Ω；最大阻值為5 Ω的滑動變阻器；電流表的內阻為1 Ω；電壓表的內阻為10 kΩ；開關一個、導線若干．
(1)在設計電路的過程中，為了盡量減小實驗誤差，電流表應采用________(選填“內接”或“外接”)法．滑動變阻器應采用________(選填“分壓式”或“限流式”)接法．
(2)畫出你所設計的實驗電路圖
6、(盡量減小實驗誤差)．
解析：因小燈泡正常工作時的電阻約為Rx＝＝15 Ω，而電流表、電壓表的內阻分別為1 Ω和10 kΩ，滿足RV?Rx，電流表應外接；實驗中因小燈泡兩端電壓只需3 V，而電源電動勢為12 V，所以滑動變阻器應采用分壓式接法．
答案：(1)外接 分壓式 (2)如圖所示
6．要測繪一個標有“3V 0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 V，并便于操作．已選用的器材有：
電池組(電動勢為4.5 V，內阻約1 Ω)；
電流表(量程為0～250 mA，內阻約5 Ω)；
電壓表(量程為0～3 V，內阻約3 kΩ)；
電鍵一個、導線若干
7、．
(1)實驗中所用的滑動變阻器應選下列中的________________________________________________________________________
(填字母代號)．
A．滑動變阻器(最大阻值20 Ω，額定電流1 A)
B．滑動變阻器(最大阻值1 750 Ω，額定電流0.3 A)
(2)實驗的電路圖應選用下列的圖________(填字母代號)．
解析：(1)根據(jù)小燈泡標示的額定值可以計算出小燈泡的額定電流I＝＝ A＝0.2 A，兩個滑動變阻器在此電流下都能保證安全，根據(jù)測繪小燈泡的伏安特性曲線的要求，小燈泡兩端的電壓需要從零開始調節(jié)，故調
8、節(jié)電路中滑動變阻器應采用分壓接法．為方便調節(jié)應選用最大阻值小的滑動變阻器，故選A.
(2)額定電壓下小燈泡的阻值R＝＝ Ω＝15 Ω，遠小于電壓表內阻，故電流表應該采用外接法，所以電路應采用分壓外接法，故選B.
答案：(1)A (2)B
[B級－能力練]
7．某同學想用以下器材組裝一只歐姆表，并比較精確地測量一只幾千歐電阻的阻值．
A．電流計，滿偏電流為1 mA，內阻為20 Ω
B．電流計，滿偏電流為0.6 A，內阻為5 Ω
C．電動勢15 V，內阻5 Ω的直流電源
D．電動勢3 V，內阻3 Ω的直流電源
E．最大阻值為5 000 Ω的滑動變阻器
F．最大阻值為100 Ω的
9、滑動變阻器
(1)以上器材應選用________(填字母)，并在下面虛線框內畫出所組裝的歐姆表的內部電路結構圖．
(2)歐姆表調零后，滑動變阻器被接入電路部分的阻值為________Ω.
(3)若用此歐姆表測量電阻，發(fā)現(xiàn)指針指在滿偏電流的三分之一處，則此電阻的阻值約為________Ω.
(4)如果電池長期未用，導致內阻增大，電動勢基本不變，且仍然能正常調零，這將導致測量的結果________(選填“偏大”“偏小”或“準確”)．
解析：(1)選取器材要能夠滿足歐姆表調零的要求，即I＝，調節(jié)滑動變阻器的滑片時，當滑動變阻器的阻值最大時，電流小于電流表的滿偏電流Ig，綜合考慮應選A、
10、D、E.歐姆表的內部電路結構圖如圖所示．
(2)歐姆表調零時，由閉合電路歐姆定律得E＝Ig(R＋Rg＋r)，代入數(shù)據(jù)解得R＝2 977 Ω.
(3)測量電阻時，由閉合電路歐姆定律得E＝ I(R＋Rg＋r＋Rx)，由題意得I＝，代入數(shù)據(jù)解得Rx＝6 000 Ω.
(4)用歐姆表測電阻時要先進行調零，電池內阻對歐姆表的測量結果沒有影響．由于電池的電動勢不變，根據(jù)上面的分析可知，測量的結果準確．
答案：(1)ADE 圖見解析 (2)2 977 (3)6 000
(4)準確
8．某同學用伏安法測量導體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內阻約為3 kΩ的電壓表和量程為0.6 A、內阻約為0.1
11、Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖1是實物的部分連線圖，待測電阻為圖2中的R1，其阻值約為5 Ω.
(1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導線①連接________(填“a”或“b”)、導線②連接________(填“c”或“d”)．
(2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為________Ω.
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
(3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導體，R2的邊長是R1的，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線
12、應選________(填選項)．
A．①連接a，②連接c
B．①連接a，②連接d
C．①連接b，②連接c
D．①連接b，②連接d
解析：(1)因電壓表的內阻遠大于待測電阻的阻值，故采用電流表外接法，又知滑動變阻器采用分壓電路接線，故測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導線①連接a、導線②連接d.
(2)作圖如圖所示，則R1＝＝ Ω＝4.5 Ω.
(3)根據(jù)電阻定律可得R＝ρ＝，故R2＝R1，要測R2的阻值，與測量R1一樣，最優(yōu)的連線應①連接a，②連接d，故B正確．
答案：(1)a d (2)圖見解析 4.5(4.4～4.7)
(3)B
9．某同學在進行擴大電流表量程的實驗時，需要
13、知道電流表的滿偏電流和內阻．他設計了一個用標準電流表G1來校對待測電流表G2的滿偏電流和測定G2內阻的電路，如圖所示．已知G1的量程略大于G2的量程，圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱．該同學順利完成了這個實驗．
(1)實驗過程包含以下步驟，其合理的順序依次為________(填步驟的字母代號)；
A．合上開關S2
B．分別將R1和R2的阻值調至最大
C．記下R2的最終讀數(shù)
D．反復調節(jié)R1和R2的阻值，使G1的示數(shù)仍為I1，使G2的指針偏轉到滿刻度的一半，此時R2的最終讀數(shù)為r
E．合上開關S1
F．調節(jié)R1使G2的指針偏轉到滿刻度，此時G1的示數(shù)為I1，記下此時G1的示數(shù)
14、
(2)僅從實驗設計原理上看，用上述方法得到的G2內阻的測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)；
(3)若要將G2的量程擴大為I, 并結合前述實驗過程中測量的結果， 寫出須在G2上并聯(lián)的分流電阻R分的表達式，R分＝________.
解析：(1)實驗首先要保證G1、G2不被燒壞，應先將R1、R2的阻值調至最大．實驗中應保持合上S2與斷開S2兩種情況下G1的示數(shù)I1為G2的滿偏電流IG2，當合上S2時，G2示數(shù)為＝，此時流過R2的電流也為，得R2＝RG2.綜上所述可知步驟為BEFADC.(2)這種方法測量的G2的內阻與真實值相等．(3)擴大G2量程時原理如圖所
15、示，有(I－I1)R分＝I1r，解得R分＝.
答案：(1)BEFADC (2)相等 (3)
10.某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內是電壓表的改裝電路．
(1)已知表頭G滿偏電流為100 μA，表頭上標記的內阻值為900 Ω.R1、R2和R3是定值電阻．利用R1和表頭構成1 mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表．若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1 V；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3 V．則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω.
(2)用量程為3 V，內阻為2 500
16、 Ω的標準電壓表對改裝表3 V擋的不同刻度進行校準．所用電池的電動勢E為5 V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50 Ω和5 kΩ.為方便實驗中調節(jié)電壓，圖中R應選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器．
(3)校準時，在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P應靠近________(填“M”或“N”)端．
(4)若由于表頭G上標記的內阻值不準，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內阻的真實值________(填“大于”或“小于”)900 Ω.
解析：(1)根據(jù)題意，R1與表頭G構成1 mA的電流表，則IgRg＝(I－Ig)R1，得R1＝100 Ω；若使用a、b兩個
17、接線柱，電壓表的量程為1 V，則R2＝＝910 Ω；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3 V，則R3＝－R2＝2 000 Ω.
(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后，電阻小于2 500 Ω，對于分壓式電路，要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分，同時還要便于調節(jié)，故滑動變阻器選擇小電阻，即選擇50 Ω的電阻．
(3)在閉合開關S前，滑動變阻器的滑動端P應靠近M端，使并聯(lián)部分分壓為零，起到保護作用．
(4)造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小，說明通過表頭G的電流偏小，則實際電阻偏大，故表頭G內阻的真實值大于900 Ω.
答案：(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于
8
2020高考物理一輪總復習 課時沖關三十 鏈接高考8 電學儀器的使用及基本電路的選擇（含解析）新人教版
