2017-2018學(xué)年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第6板塊 電學(xué)實(shí)驗(yàn)題教學(xué)案

第6板塊 電學(xué)實(shí)驗(yàn)題第26講 ?？紝?shí)驗(yàn)學(xué)法指導(dǎo)高考對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查，主要有以下五個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率；描繪小電珠的伏安特性曲線；測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；練習(xí)使用多用電表；傳感器的簡(jiǎn)單使用。高考除了對(duì)課本中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查外，還增加了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的考查，利用學(xué)生所學(xué)過(guò)的知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組，來(lái)完成新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。復(fù)習(xí)本講內(nèi)容時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：掌握多用電表的使用方法；掌握兩種控制電路，即電流表的“內(nèi)、外接法”、滑動(dòng)變阻器的“分壓、限流接法”；掌握電阻測(cè)量的幾種方法；重視創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。1(2018屆高三·大連調(diào)研)用如圖甲所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。(1)請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線。將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”位置。將插入“”“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線。(2)將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測(cè)量一電學(xué)元件P的電阻，P的兩端分別為a、b，指針指示位置如圖乙所示。則通過(guò)P的電流方向是_(選填“ab”或“ba”)，為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)旋到_的倍率擋位上，并需要重新調(diào)零，再進(jìn)行測(cè)量。解析：(1)首先要對(duì)表盤機(jī)械校零，所以旋動(dòng)的部件是S。歐姆表選擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零，將“”“”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件T，讓表盤指針指在最右端零刻度處。(2)表盤上的負(fù)極接歐姆表內(nèi)部電源的正極，所以通過(guò)P的電流方向是b到a；題圖乙中指針偏轉(zhuǎn)角度太大，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，必須使指針指在中間刻度附近，所以要將倍率調(diào)小。答案：(1)ST(2)ba×102某同學(xué)在測(cè)量一只小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，連接了如圖甲所示的實(shí)物電路圖。閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表的示數(shù)為零。(1)他借助多用電表檢查小燈泡。先斷開開關(guān)，把多用電表的選擇開關(guān)旋到“×1”擋，再進(jìn)行_調(diào)零；又將紅、黑表筆分別接觸、接線柱，多用電表的表盤恰好如圖乙所示，說(shuō)明小燈泡正常，此時(shí)的電阻為_。(2)他將多用電表選擇開關(guān)旋于某直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接觸、接線柱；閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明、接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了_(選填“斷路”或“短路”)。(3)故障排除后，為了使電流表的示數(shù)從零開始，要在_(選填“、”或“、”)接線柱間再連接一根導(dǎo)線，并在閉合開關(guān)前把滑動(dòng)變阻器的滑片置于最_(選填“左”或“右”)端。解析：(1)根據(jù)歐姆表的使用方法可知，每次選完擋后應(yīng)重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表的讀數(shù)為R6.0×1 6.0 。(2)將紅、黑表筆分別接觸、接線柱，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì)，說(shuō)明、接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路。(3)為使電流表的示數(shù)從零開始，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，所以應(yīng)在、接線柱間再連接一根導(dǎo)線；閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小的最左端。答案：(1)歐姆6(或6.0)(2)斷路(3)、左3(2017·西北工業(yè)大學(xué)附中質(zhì)檢)在物理課外活動(dòng)中，王聰同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖。已知選用的電流表內(nèi)阻Rg10 、滿偏電流Ig10 mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250 V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)值沒(méi)有標(biāo)出。(1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為_；選擇開關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為_。(2)為了測(cè)該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)，王聰同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將選擇開關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏。將多用電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時(shí)電阻箱如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為_ 。計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_ V。(保留2位有效數(shù)字)(3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測(cè)電阻的阻值為_ 。(保留2位有效數(shù)字)解析：(1)選擇開關(guān)接1時(shí)測(cè)電流，多用電表為量程是10 mA的電流表，其分度值為0.2 mA，示數(shù)為6.9 mA；選擇開關(guān)接3時(shí)測(cè)電壓，多用電表為量程為250 V的電壓表，其分度值為5 V，其示數(shù)為173 V。(2)由題圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 1×100 5×10 0×1 150 ；其等于中值電阻，即C處刻度應(yīng)為150 。指針指在C處時(shí)，電流表示數(shù)為5 mA0.005 A，C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為150 ，電源電動(dòng)勢(shì)EI·2R0.005×2×150 V1.5 V。(3)根據(jù)第(1)問(wèn)可知，調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，電路中的電流值為6.9 mA，而表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E1.5 V，表內(nèi)總電阻為150 ，所以待測(cè)電阻的阻值為67 。答案：(1)6.9 mA173 V(172174 V均可)(2)1501.5(3)67(6669均可)1多用電表的讀數(shù)電流表、電壓表的刻度是均勻的，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意量程；歐姆表的刻度是不均勻的，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意乘倍率。2多用電表使用的幾個(gè)注意事項(xiàng)(1)電流的流向：由于使用多用電表時(shí)不管測(cè)量什么，電流都要從電表的“”插孔(紅表筆)流入，從“”插孔(黑表筆)流出，所以使用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆。(2)要區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”：“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，用表盤下邊中間的指針定位螺絲調(diào)整；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，用歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)整。(3)測(cè)電阻時(shí)每變換一次擋位，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(4)選倍率：測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷?。由于歐姆擋的刻度不均勻，使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都有較大誤差，通常只使用表盤中間的一段刻度范圍。(5)測(cè)電阻時(shí)要將電阻與其他元件斷開。測(cè)電阻時(shí)不要用手接觸多用電表的表筆。(6)多用電表使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至“OFF”擋或交流電壓最高擋?？疾辄c(diǎn)(一)電路的選擇1電流表內(nèi)接法與外接法的選擇比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差原因由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電壓表測(cè)量值偏大由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流表測(cè)量值偏大測(cè)量結(jié)果R測(cè)RARx>Rx電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)Rx<Rx電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RxRA，大電阻RxRV，小電阻2分壓電路與限流電路的選擇(1)以小控大用分壓，相差無(wú)幾用限流，即當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值較小時(shí)，常采用分壓電路；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí)，常采用限流電路。若兩種電路均可，則采用限流式，因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率小。(2)必須采用分壓電路的情況有三種：要求電壓從零開始變化；滑動(dòng)變阻器太小，不能起到限流的作用；限流電路不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)。例1(2016·浙江高考)某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 k的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 的電流表。采用分壓電路接線，圖甲是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5 。(1)測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接_(填“a”或“b”)、導(dǎo)線連接_(填“c”或“d”)。(2)正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，用作圖法求得R1的阻值為_。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知圖乙中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的，若測(cè)R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選_(填選項(xiàng))。A連接a，連接cB連接a，連接dC連接b，連接cD連接b，連接d解析(1)由于實(shí)驗(yàn)測(cè)量的是一個(gè)小電阻，故電流表應(yīng)外接，因此導(dǎo)線接a，由于采用分壓電路，故導(dǎo)線應(yīng)接d。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出R1的伏安特性曲線如圖所示，圖線的斜率即為電阻R1的大小，由圖像可知，R14.6 。(3)設(shè)R1的邊長(zhǎng)為l，厚度為h，電阻率為，根據(jù)電阻定律，得R1，R2的阻值R2R1，故測(cè)量R2的電路同測(cè)量R1的電路，故選項(xiàng)B正確。答案(1)ad(2)作圖見解析4.6(4.44.7均可)(3)B考查點(diǎn)(二)測(cè)定金屬的電阻率1實(shí)驗(yàn)儀器的選擇原則電壓表和電流表一般要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路中電源的電壓和流過(guò)金屬絲的電流進(jìn)行選擇，在該實(shí)驗(yàn)中，電壓表一般選擇3 V的量程，電流表一般選擇0.6 A的量程；如果采用限流式電路，選用的滑動(dòng)變阻器最大阻值一般要比待測(cè)金屬絲的阻值大一些，如果采用分壓式電路，一般應(yīng)選用最大阻值較小，而額定電流較大的滑動(dòng)變阻器。2實(shí)物圖連線的基本原則對(duì)限流式電路，一般是從電源的正極開始，把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器以及測(cè)量電路順次連接起來(lái)即可。對(duì)分壓式電路，應(yīng)先將電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻用導(dǎo)線連接起來(lái)，然后在滑動(dòng)變阻器上金屬桿兩端的接線柱中任選一個(gè)，依據(jù)電路中電流的流向?qū)y(cè)量電路部分連接起來(lái)即可。3電阻定律的應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)雖然是測(cè)定金屬絲的電阻率，實(shí)際上是先測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)R得出金屬絲的電阻率R。例2(2018屆高三·青島調(diào)研)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為_mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖2中的_圖(選填“甲”或“乙”)。(3)圖3是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)圖2所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U­I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx_ (保留兩位有效數(shù)字)。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(填選項(xiàng)前的符號(hào))。A1×102 ·mB1×103 ·mC1×106 ·m D1×108 ·m(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是_(有多個(gè)正確選項(xiàng))。A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D用U­I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為039.7×0.01 mm0.397 mm。(2)通過(guò)給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從0開始，故滑動(dòng)變阻器采用的是分壓式接法。(3)對(duì)滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，連線時(shí)應(yīng)使測(cè)量電路在開始時(shí)分到的電壓為0。實(shí)物圖連接如圖(1)所示。(4)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，且使大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，如圖(2)所示。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，所以Rx4.5 。(5)由R，S2，取d4×104m、l0.5 m、R4.5 ，解出1×106 ·m。(6)由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；利用U­I圖像處理數(shù)據(jù)，相當(dāng)于多次測(cè)量取平均值，可以減小偶然誤差，選項(xiàng)D正確。答案(1)0.397(0.3950.399均可)(2)甲(3)見解析圖(4)見解析圖4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD考查點(diǎn)(三)描繪小電珠(或其他元件)的伏安特性曲線1在描繪小電珠的伏安特性曲線時(shí)，要注意一定要用平滑的曲線，當(dāng)某個(gè)(或某些)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤時(shí)，要舍掉。坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合適，使所作圖線占滿坐標(biāo)紙。2小電珠的伏安特性曲線(以I­U關(guān)系圖線為例)上各點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)不表示小電珠在該電壓下的電阻，此時(shí)計(jì)算小電珠的電阻一定要使用電阻的定義式R，而不能使用表達(dá)式R(只有當(dāng)I和U為線性關(guān)系時(shí)二者才相等)。例3(2016·天津高考)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整?？晒┰撏瑢W(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k)電壓表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k)電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 )電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 )滑動(dòng)變阻器R1(010 ，額定電流2 A)滑動(dòng)變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A)定值電阻R3(阻值等于1 )定值電阻R4(阻值等于10 )定值電阻R5(阻值等于1 k)電源E(E6 V，內(nèi)阻不計(jì))(1)請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁。(2)該同學(xué)描繪出的I­U圖像應(yīng)是下圖中的_。解析描繪小燈泡的伏安特性曲線時(shí)，要求“測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整”，從電表的量程來(lái)看，V1、A1量程偏小，直接測(cè)量燈泡的電壓、電流時(shí)，曲線不完整，若用V2、A2測(cè)量燈泡的電壓、電流時(shí)，讀數(shù)不夠精確。題目中給了滑動(dòng)變阻器和幾個(gè)定值電阻，我們可以采用定值電阻分壓、分流的方式擴(kuò)大電表的量程，準(zhǔn)確讀出燈泡的電流值、電壓值，繪制完整的曲線。(1)電路圖如圖所示，滑動(dòng)變阻器的選擇：R2的阻值太大，調(diào)節(jié)不靈敏，故選R1。與電流表A1并聯(lián)的電阻：由于A1的內(nèi)阻為10 ，若選R4為并聯(lián)電阻，則量程為00.4 A，若并聯(lián)阻值過(guò)小，電流表讀數(shù)偏小，讀數(shù)欠精確。與電壓表串聯(lián)的電阻：分壓電阻的阻值應(yīng)該與電壓表V1的內(nèi)阻具有可比性，故選擇R5作為分壓電阻，此時(shí)量程為04 V。(2)燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大，其阻值也隨溫度的升高而增大，則I­U圖線的斜率應(yīng)越來(lái)越小，圖B正確。答案(1)見解析圖(2)B考查點(diǎn)(四)半偏法測(cè)量電表的內(nèi)阻1用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，如圖甲所示，電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，R測(cè)<R真。2若測(cè)電壓表內(nèi)阻，如圖乙所示，電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，且R測(cè)>R真。例4(2016·全國(guó)卷)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50 )，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 k)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路原理圖(a)連接線路；(a)將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線。(b)(3)實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 ，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為_ (結(jié)果保留到個(gè)位)。(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A100 A B250 AC500 A D1 mA解析(1)滑動(dòng)變阻器R1的阻值較小，在分壓電路中便于調(diào)節(jié)，故實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器R1。(2)實(shí)物圖連線如圖所示。(3)電阻箱阻值為0時(shí)，電壓表滿偏電壓Ug2.5 V，電阻箱阻值R630.0 時(shí)，電壓表的示數(shù)UV2.00 V，此時(shí)電阻箱兩端的電壓URUgUV0.5 V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得，故RgR×630.0 2 520 。(4)電壓表的滿偏電流為Ig，則IgRgUg，故Ig A1 mA，選項(xiàng)D正確。答案(1)R1(2)見解析圖(3)2 520(4)D1最常用的電阻測(cè)量方法伏安法(及其變式)(1)“伏安法”：有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時(shí)選擇“伏安法”。(2)“安安法”：電壓表不能用或沒(méi)有電壓表的情形下，若知道電流表內(nèi)阻，可以將電流表當(dāng)作電壓表使用，即選擇“安安法”。(3)“伏伏法”：電流表不能用或沒(méi)有電流表的情況下，若知道電壓表內(nèi)阻，可以將電壓表當(dāng)作電流表使用，即選擇“伏伏法”。(4)“伏安加R法”：在運(yùn)用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全、精確的要求，加保護(hù)電阻的方法就應(yīng)運(yùn)而生，“伏安加R法”又叫做“加保護(hù)電阻法”。注意：電表的“三用”：如果知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測(cè)電流，也可以測(cè)電壓，還可以作為定值電阻來(lái)用，即“一表三用”。2最精確的電阻測(cè)量方法等效替代法(1)電流等效替代(2)電壓等效替代3最獨(dú)特的電阻測(cè)量方法電橋法在電阻的測(cè)量方法中，有一種很獨(dú)特的測(cè)量方法，那就是電橋法。其測(cè)量電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等時(shí)，R1和R3兩端的電壓相等，設(shè)為U1。同時(shí)R2和Rx兩端的電壓也相等，設(shè)為U2。根據(jù)歐姆定律有：，。由以上兩式解得：R1×RxR2×R3。這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測(cè)電阻Rx的阻值。典例(2017·北京市朝陽(yáng)區(qū)高三期末)在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：A待測(cè)的干電池一節(jié)B電流表A1(量程03 mA，內(nèi)阻Rg110 )C電流表A2(量程00.6 A，內(nèi)阻Rg20.1 )D滑動(dòng)變阻器R1(020 ，1.0 A)E電阻箱R0(09 999.9 )F開關(guān)和若干導(dǎo)線(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒(méi)有電壓表，他想利用其中的一個(gè)電流表和電阻箱改裝成一塊電壓表，其量程為03 V，并設(shè)計(jì)了圖甲所示的a、b兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路(虛線框內(nèi)為改裝電壓表的電路)，其中合理的是_(選填“a”或“b”)電路；此時(shí)R0的阻值應(yīng)取_ 。(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的I1­I2圖像(I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù))。根據(jù)該圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻r_ 。解析(1)首先需要剩余一個(gè)電流表測(cè)量電流，又因?yàn)殡娐分械碾娏鞑粫?huì)小于3 mA，所以要用A2來(lái)測(cè)量電流，因此需要將A1進(jìn)行改裝，故選b電路；其次根據(jù)電表的改裝原理可知，UI(RgR0)，即30.003×(10R0)，解得R0990 。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，I1×1 000EI2r，將圖像延長(zhǎng)，根據(jù)縱截距知該電源的電動(dòng)勢(shì)為1.48 V，根據(jù)斜率可得內(nèi)阻為0.84 。答案(1)b990(2)1.48(1.461.49之間均正確)0.84(0.820.87之間均正確)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的三個(gè)常用方案方案伏安法伏阻法安阻法原理EUIrEUrEIRIr電路圖 關(guān)系式UEIr圖像縱軸截距：E斜率大?。簉縱軸截距：斜率：縱軸截距：斜率：誤差分析E測(cè)<E真r測(cè)<r真E測(cè)E真r測(cè)>r真E測(cè)<E真r測(cè)<r真E測(cè)E真r測(cè)>r真1(2017·烏魯木齊一診)用兩個(gè)定值電阻和電壓表可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)(約3 V)和內(nèi)阻。提供的主要器材有：電阻R1(2.0 )、R2(9.0 )、電源、電壓表、開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2、導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。(1)根據(jù)電路圖，將未連接完整的實(shí)物圖連接完整。(2)閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2分別接到R1、R2兩電阻，電壓表的讀數(shù)分別為2.0 V、2.7 V，則測(cè)得電動(dòng)勢(shì)為_ V，內(nèi)阻為_ 。由于電壓表的內(nèi)阻影響，測(cè)得的內(nèi)阻_(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。解析：(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示：(2)在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)：EUIrUr，帶入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解得：E3 V，r1 ；由題中電路圖知，由于電壓表的分流作用，流過(guò)電源的電流大于，內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。答案：(1)圖見解析(2)3.01.0小于2用如圖甲所示的電路圖來(lái)測(cè)量多用電表的電池的電動(dòng)勢(shì)，其中電阻箱的最大阻值為999.9 ，電流表的量程為050 mA、內(nèi)阻為20 。進(jìn)行的操作如下，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)將多用電表的旋鈕調(diào)節(jié)到“×1”擋位，然后將兩表筆_，再進(jìn)行歐姆調(diào)零；(2)將多用電表接入電路，其中接線柱2應(yīng)與多用電表的_(填“紅”或“黑”)表筆相連接，接線柱1再與另一表筆相連接；(3)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的讀數(shù)超過(guò)滿偏電流的，其中某次調(diào)節(jié)后，電阻箱和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，則電阻箱的示數(shù)為R_，電流表的示數(shù)為I_；(4)通過(guò)多次操作將記錄的多組數(shù)據(jù)在如圖丁所示的坐標(biāo)系中描繪出來(lái)，其函數(shù)圖線如圖丁所示，由圖線可知電動(dòng)勢(shì)E_。解析：(1)使用多用電表選歐姆擋后需要將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。(2)多用電表的電流從黑表筆流出，從紅表筆流入。(3)電阻箱的讀數(shù)為35.0 ，電流表的精確度為1 mA，需要估讀到0.1 mA，電流表示數(shù)為20.0 mA。(4)設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R0，電流表的內(nèi)阻為RA，由閉合電路歐姆定律得EI(R0RAR)，整理得，R圖像的斜率等于，由題圖丁可知圖像在縱軸上的截距25 A1，由題中電阻箱和電流表的讀數(shù)可得。代入數(shù)據(jù)解得電動(dòng)勢(shì)E1.4 V。答案：(1)短接(2)黑(3)35.0 20.0 mA(4)1.4 V 1(2018屆高三·寶雞六校聯(lián)考)一多用電表的電阻擋有三個(gè)倍率，分別是×1、×10、×100。用×10擋測(cè)量某電阻時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到_擋。如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是_，若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量，表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是_。解析：剛開始?xì)W姆表指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說(shuō)明選用倍率偏小，應(yīng)換用大倍率。每次換擋之后歐姆表都需重新歐姆調(diào)零。答案：×100重新歐姆調(diào)零2 2002某同學(xué)現(xiàn)利用圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量一電阻Rx的阻值。(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R和滑動(dòng)變阻器R，使電流表指針指向一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢?。記下此時(shí)_和電阻箱的阻值R1，此時(shí)電阻箱的讀數(shù)如圖乙所示；閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，然后_，使_，記下此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2，此時(shí)電阻箱的讀數(shù)如圖丙所示。(2)在步驟中電阻箱的讀數(shù)為R1_；在步驟中電阻箱的讀數(shù)為R2_。(3)電阻Rx的阻值為Rx_。解析：(2)由題圖乙和題圖丙可知R160 ，R280 。(3)由于R1加上Rx在電路中所起的作用與R2相同(電流表指針指示同一位置)，則有R1RxR2，故有RxR2R180 60 20 。答案：(1)電流表的示數(shù)I調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻電流表的讀數(shù)仍然為I(2)6080(3)203某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖甲所示的部件_(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖甲中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_ mm。(2)如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中_(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了_(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議。解析：(1)讀數(shù)前先旋緊B，示數(shù)為0.01 mm×41.00.410 mm。(2)電壓表的示數(shù)接近電源的電動(dòng)勢(shì)，電流表的示數(shù)很小，說(shuō)明電壓表串聯(lián)在電路中，由此推斷：合金絲沒(méi)有接入電路中，即電路中的7、9之間出現(xiàn)了斷路。(3)由于電流表內(nèi)阻約0.3 ，可將電流表改為內(nèi)接；多次測(cè)量求平均值，或者用U­I圖像的斜率求出電阻，可以讓測(cè)量誤差更小。答案：(1)B0.410(2)7、9斷路(3)電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。(或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖像法求電阻值)4(2017·宿遷模擬)小明利用如圖甲所示的電路測(cè)定舊電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻。(1)根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出U­I圖像如圖丙所示，由圖丙可知：該電池組的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r_(保留兩位有效數(shù)字)。(3)小明又利用上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定了同規(guī)格新電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舊電池組與新電池組相比，電動(dòng)勢(shì)幾乎沒(méi)有變化，但它們的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系圖線有較大差異，如圖丁所示?？芍獔D線_(選填“A”或“B”)對(duì)應(yīng)的是新電池組，試說(shuō)出判斷的理由：_。解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可得實(shí)物連線如圖所示。(2)圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，由題圖可知，電動(dòng)勢(shì)E4.3 V；內(nèi)阻r 7.2 。(3)由公式PI2R、I及題圖丁知：外電阻相同時(shí)，B的輸出功率大，電流大、電池組的內(nèi)阻小，故B為新電池組。答案：(1)見解析圖(2)4.37.2(3)B理由見解析5某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室提供了如下的實(shí)驗(yàn)器材：A小燈泡(額定電壓為4 V、額定功率為2 W)；B電壓表(量程為5 V、內(nèi)阻為10 k)；C電壓表(量程為10 V、內(nèi)阻為20 k)；D電流表(量程為0.3 A、內(nèi)阻為1 )；E電流表(量程為0.6 A、內(nèi)阻為0.4 )；F滑動(dòng)變阻器(05 、10 A)；G滑動(dòng)變阻器(0500 、0.2 A)；H蓄電池(電動(dòng)勢(shì)為5 V，內(nèi)阻不計(jì))；I開關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為了更精確地描繪出小燈泡的伏安特性曲線，該小組的同學(xué)在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選_，實(shí)驗(yàn)中電壓以及電流要求從零開始調(diào)節(jié)，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。(填器材前面的字母代號(hào))(2)選擇好合適的實(shí)驗(yàn)器材后，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)要求的電路圖，并用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所示實(shí)物圖連接完整。(3)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于最_端。(填“左”或“右”)解析：(1)因燈泡的額定電壓為4 V，為保證安全，選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4 V，電壓表量程太大則會(huì)使測(cè)量誤差較大，故選用量程為5 V的電壓表；由P額U額I額得，燈泡的額定電流I額0.5 A，故應(yīng)選擇量程為0.6 A的電流表；實(shí)驗(yàn)中電壓從零開始變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，而分壓式接法中應(yīng)選總阻值較小的滑動(dòng)變阻器。(2)燈泡在額定電壓下的電阻為R8 ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，故電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接圖如圖甲、乙所示。(3)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于最左端。答案：(1)BEF(2)圖見解析(3)左6用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx。已知電池的電動(dòng)勢(shì)約6 V，電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表A1(量程030 mA)；電流表A2(量程0100 mA)；電壓表V(量程06 V)；滑動(dòng)變阻器R1(阻值05 )；滑動(dòng)變阻器R2(阻值0300 )；開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干條。某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路。.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測(cè)出多組U和I的值，并記錄。以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線。.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變。重復(fù)的步驟，得到另一條U­I圖線，圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0)，與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U0)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)電流表應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_。(2)由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r_。(3)用I0、U0和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式Rx_，代入數(shù)值可得Rx。(4)若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍_，電壓表示數(shù)變化范圍_。(選填“相同”或“不同”)解析：(1)由題給U­I圖線可知電流表量程應(yīng)為0100 mA，故選A2。路端電壓大于5.5 V，而電源電動(dòng)勢(shì)E6 V，故R外r，則滑動(dòng)變阻器選R2。(2)由題圖得：r25 。(3)由Rxr，得Rxr。(4)電流I，rRx一定，R從300 變到某同一阻值，電流變化范圍相同。Rx接A、B間時(shí)，U(RRx)，Rx接B、C間時(shí)，UR，故兩種情況下電壓變化不同。答案：(1)A2R2(2)25(3)r(4)相同不同7(2017·全國(guó)卷)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭 的滿偏電流為250 A，內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆×100 擋。(1)圖(a)中的A端與_(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1R2_ ，R4_ 。(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)解析：(1)A端與電池正極相連，電流從A端流出，A端與黑表筆相連。(2)使用多用電表前，應(yīng)機(jī)械調(diào)零，即應(yīng)調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指在表盤左端電流“0”位置，與R6無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)；使用歐姆擋時(shí)，需要紅、黑表筆短接，使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B對(duì)；使用電流擋時(shí)，B端與“1”或“2”相連，與R6無(wú)關(guān)，C錯(cuò)。(3)B端與“1”、“2”相連時(shí)，該多用電表?yè)跷环謩e為直流2.5 mA擋、直流1 mA擋，如圖甲所示，由電表的改裝原理可知，B端與“2”相連時(shí)，有I2IG，解得R1R2160 ；B端與“4”相連時(shí)，如圖乙所示，多用電表為直流電壓1 V擋，表頭并聯(lián)部分電阻R0，R4R0880 。(4)B端與“1”相連時(shí)，電表讀數(shù)為1.47 mA；B端與“3”相連時(shí)，多用電表為歐姆×100 擋，讀數(shù)為11.0×100 1.10×103 ；B端與“5”相連時(shí)，多用電表為直流電壓5 V擋，讀數(shù)為×5 V2.95 V。答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA110×103 2.95 V教師備選題1在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200 ，電壓表的內(nèi)阻約為2 k，電流表的內(nèi)阻約為10 ，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式Rx計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。解析：根據(jù)題意知>，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值。題圖(a)的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；題圖(b)的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2<Rx真。答案：Rx1大于小于2用如圖所示電路測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，選好器材后，用導(dǎo)線將各器材連接成如圖乙所示實(shí)物連線電路(圖甲是其電路原理圖)，其中R0是保護(hù)電阻。(1)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，在選用器材時(shí)，除了導(dǎo)線外，其他器材經(jīng)檢測(cè)都是完好的，則出現(xiàn)故障的原因是_(請(qǐng)用接線柱處的字母表述)。(2)排除故障后，測(cè)量記錄了6組數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出了U­I圖線如圖所示。根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r_。(3)若保護(hù)電阻R0的阻值未知，該電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r已經(jīng)測(cè)出，在圖乙的電路中只需改動(dòng)一條線就可測(cè)量出R0的阻值。該條線是_，需改接為_。改接好后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表的示數(shù)為U、電流表示數(shù)為I，電源的電動(dòng)勢(shì)用E表示。內(nèi)電阻用r表示，則R0_。解析：(1)電流表有示數(shù)說(shuō)明干路是通路，故障原因顯然是電壓表斷路所致，即dj部分?jǐn)嗦贰?2)由閉合電路歐姆定律EUIr，解得UEIr，即圖線在縱軸上的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)E，圖線斜率的絕對(duì)值|k|表示內(nèi)阻r，由圖像知E1.48 V，r|k|0.50 。(3)將保護(hù)電阻R0和電源串聯(lián)視為等效電源，則定值電阻等于等效電源的內(nèi)阻與真正電源的內(nèi)阻之差；實(shí)驗(yàn)電路修改應(yīng)將導(dǎo)線dj改接在ej(或fj)；由閉合電路歐姆定律得，EUI(R0r)，解得R0r。答案：(1)dj部分?jǐn)嗦?2)1.480.50(3)djej(或fj)r3(2015·福建高考)某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示，現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接。(1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接；(2)某次測(cè)量，電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為_A；(3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示，根據(jù)圖線判斷，將_只相同的小電珠并聯(lián)后，直接與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為_W(保留兩位小數(shù))。解析：(1)電流表示數(shù)要從零開始逐漸增大，滑動(dòng)變阻器要用分壓接法，如圖所示。(2)電流表示數(shù)為0.44 A。(3)當(dāng)外電路的總電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源有最大的輸出功率，即小電珠的總功率最大，此時(shí)R外r1 ，I A1.5 A，U外1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過(guò)圖像可知每只小電珠的電流為I00.38 A，n4(只)；總功率P總nPnUI2.28 W。答案：(1)見解析圖(2)0.44(3)42.284在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中：(1)為了測(cè)量金屬絲的電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下實(shí)驗(yàn)器材：A待測(cè)金屬絲電阻Rx(約100 )B電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻很小的直流電源C量程50 mA，內(nèi)阻約為50 的電流表D量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 的電流表E量程6 V，內(nèi)阻約為15 k的電壓表F最大阻值15 ，最大允許電流1 A的滑動(dòng)變阻器G最大阻值15 k，最大允許電流0.5 A的滑動(dòng)變阻器H開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干為了操作方便，且能比較精確的測(cè)量金屬絲的電阻值，電流表選用_，滑動(dòng)變阻器選用_(填寫選用器材前的序號(hào))。根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出測(cè)量電阻的甲、乙兩種電路，為盡可能減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采用_圖(選填“甲”或“乙”)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得該金屬絲直徑為d，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，接入電路后，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲的電阻率的表達(dá)式為_。(2)若另有一只待測(cè)電阻，無(wú)論用電流表內(nèi)接還是外接，測(cè)量誤差較為接近，有一位同學(xué)為了消除因電表內(nèi)阻所帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，他用兩只相同的電壓表，設(shè)計(jì)了如圖所示的測(cè)量電路。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材。閉合S1，斷開S2，讀出此時(shí)電壓表V1的示數(shù)U，電流表示數(shù)I。再閉合S2，調(diào)節(jié)變阻器R，使電流表的電流仍為步驟的電流I，此時(shí)讀出電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2。用上述測(cè)得的物理量表示待測(cè)電阻的阻值Rx_。解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過(guò)待測(cè)金屬絲的最大電流為Imax A60 mA，所以電流表應(yīng)選用C；當(dāng)滑動(dòng)變阻器采用限流式接法時(shí)，電路中需要的最大電阻為Rmax 360 ，顯然滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F且應(yīng)采用分壓式接法。由于待測(cè)金屬絲滿足>，電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是分壓外接電路，所以應(yīng)采用甲圖。根據(jù)R及R可得。(2)當(dāng)S2斷開時(shí)應(yīng)有UI(RARx)，當(dāng)S2閉合時(shí)應(yīng)有U1IRAU2，聯(lián)立以上兩式可得Rx。答案：(1)CF甲(2)第27講 在歷年高考實(shí)驗(yàn)題中，第2個(gè)實(shí)驗(yàn)題一般為電學(xué)實(shí)驗(yàn)(偶爾也會(huì)考查力學(xué)實(shí)驗(yàn))，難度較大，且多數(shù)情況下不直接考查電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)，而是考查實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)既考查學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，又考查學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的靈活應(yīng)用能力。復(fù)習(xí)本講內(nèi)容時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：熟悉各種實(shí)驗(yàn)器材的原理和使用方法熟知基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，能在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程熟悉物理規(guī)律，能根據(jù)現(xiàn)有的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康目疾辄c(diǎn)(一)研究燈絲泡在水中時(shí)的伏安特性曲線例1某實(shí)驗(yàn)小組為了研究小燈泡的伏安特性曲線，先按照?qǐng)D甲所示的電路圖連接電路，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范，測(cè)量準(zhǔn)確，得到一系列數(shù)據(jù)，如圖乙中的散點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖丙所示，將小燈泡L的玻璃罩敲碎，燈絲保存完好，仍然置于燈座上，取一個(gè)大小合適的玻璃杯，將燈座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的燈絲剛好完全沒(méi)入水中，電路的其余部分均不接觸水，再將該燈座依然接入圖甲中小燈泡L處，這樣接通電路以后，燈絲不至于熱到發(fā)光，溫度可以基本控制在25 。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范，測(cè)量準(zhǔn)確，得到一組數(shù)據(jù)，如圖丁中的一組散點(diǎn)。已知水的電阻遠(yuǎn)大于燈絲的電阻。(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙上描繪小燈泡的伏安特性曲線K1；曲線K1表明，隨著電壓升高，小燈泡的電阻_(填“越來(lái)越小”“基本不變”或“越來(lái)越大”)。(2)請(qǐng)?jiān)趫D丁上描繪小燈泡燈絲的伏安特性曲線K2；曲線K2表明，隨著電壓升高，水中燈絲電阻_(填“越來(lái)越小”“基本不變”或“越來(lái)越大”)。(3)對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)表明，在同樣的電壓值下，曲線K1的電流值基本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于曲線K2的電流值，其原因是_。解析(1)用平滑的曲線將各點(diǎn)相連，如圖1所示；因I­U圖像中圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，故由圖1可知，電阻越來(lái)越大。(2)同理作出圖像如圖2所示，由圖2可知，電阻基本保持不變。(3)由兩I­U圖像可知，在同樣的電壓下，曲線K1的電流值基本都遠(yuǎn)小于曲線K2的電流值，即曲線K1的電阻值明顯大于曲線K2對(duì)應(yīng)的電阻值，原因是描繪曲線K2時(shí)燈絲保持恒溫，而描繪曲線K1時(shí)燈絲的溫度高于描繪曲線K2時(shí)燈絲的溫度，而金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大。答案(1)如解析圖1所示越來(lái)越大(2)如解析圖2所示基本不變(3)描繪曲線K2時(shí)燈絲保持恒溫，而描繪曲線K1時(shí)燈絲的溫度發(fā)生變化，且一直高于描繪曲線K2時(shí)燈絲的溫度考查點(diǎn)(二)測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻例2(2017·邯鄲模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要精確測(cè)定一個(gè)額定電壓為3 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，已知該燈正常工作時(shí)電阻大約為300 ，電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A電流表A1(量程為15 mA，內(nèi)阻RA1約為10 )B電流表A2(量程為2 mA，內(nèi)阻RA220 )C定值電阻R110 D定值電阻R21 980 E滑動(dòng)變阻器R(020 )一個(gè)F電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻RV約為3 k)G蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻很小)H開關(guān)S一個(gè)(1)要完成實(shí)驗(yàn)，除蓄電池、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器外，還需選擇的器材有_(填寫器材前的字母編號(hào))。(2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)寫出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx_，說(shuō)明式中題目未給出的各物理量的意義：_。解析(1)要精確測(cè)定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測(cè)量LED燈兩端的電壓和通過(guò)LED燈的電流，由于電壓表V的量程偏大，測(cè)量誤差較大，不能用電壓表V測(cè)量LED燈兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻R2串聯(lián)改裝為電壓表測(cè)量電壓；LED燈正常工作時(shí)的電流在10 mA左右，可以用電流表A1和改裝后的電壓表測(cè)量通過(guò)LED燈的電流。(2)因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED燈的電阻，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。電路圖如圖所示。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律知，LED燈兩端的電壓UI2(R2RA2)，通過(guò)LED燈的電流II1I2，所以LED燈正常工作時(shí)的電阻Rx，I1、I2分別為電流表A1、A2的讀數(shù)。答案(1)ABD(2)見解析圖(3)I1、I2分別為電流表A1、A2的讀數(shù)考查點(diǎn)(三)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻與小燈泡伏安特性曲線的組合考查例3(2018屆高三·南昌五校聯(lián)考)用下列器材組裝成一個(gè)電路，既能測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線。A電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻很大)B電壓表V2(量程4 V，內(nèi)阻很大)C電流表A(量程3 A，內(nèi)阻很小)D滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10 ，額定電流4 A)E小燈泡(2 A,7 W)F電池組(電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r)G開關(guān)一只，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小。(1)請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在圖甲中補(bǔ)充完整。(2)每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)、(I，U2)，標(biāo)到U­I坐標(biāo)系中，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r_。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)在U­I坐標(biāo)中兩條圖線在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為_，電池組的效率為_。解析(1)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電壓表測(cè)路端電壓，電壓表示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的增大而增大；描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，電流表測(cè)流過(guò)小燈泡的電流，小燈泡兩端電壓隨滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的增大而減??；由題意知，電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)減小，則V1測(cè)路端電壓，V2測(cè)小燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示。(2)電池組的U­I圖像是