2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題19 電學(xué)實驗（含解析）.docx

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專題19 電學(xué)實驗 第一部分名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識的同時，注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律。 考綱要求 1、掌握電流表、電壓表和多用表的使用方法及電流表、電壓表和多用表的讀數(shù)方法；掌握多用表的使用方法。 2、掌握滑動變阻器的使用方法及連接方法，會用伏安法測電阻。 3、能明確實驗?zāi)康?，能理解實驗原理和方法，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。 命題規(guī)律 1、與電阻測量有關(guān)的電學(xué)實驗仍是2015年高考命題的熱點，同進(jìn)伴隨對基本儀器的讀數(shù)能力的考查。 2、命題形式可能為填空、選擇性填空、電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象圖表分析等。 3、重視對實驗操作能力的考查；實驗器材的選擇，包括滑動變阻器、電阻箱、電表量程的選擇。 第二部分精選試題 1．太陽能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船提供能量。如圖甲，太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電動勢為零的電學(xué)器件。 探究一：實驗小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，用圖乙電路探究太陽能電池被不透光黑紙包住時的I-U特性曲線。 (1)圖乙中虛線處______（填“需要”、“不需要’’）連接導(dǎo)線：滑動變阻器如圖丙所示，開關(guān)閉合前，滑片應(yīng)移至______（填“A”、“B”）端。 (2)通過實驗，在圖上作出被黑紙包住的太陽能電池的I-U特性曲線如圖，將其與一個電動勢為3V（內(nèi)阻忽略不計）的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起，它消耗的電功率約為____W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 探究二：在穩(wěn)定光照環(huán)境中，取下太陽能電池外黑紙，并按圖丁電路丁測量金屬絲的電阻率”。 (3)該小組用螺旋測微器測量金屬絲直徑時讀數(shù)如圖戊所示，其直徑為____ mm (4)實驗中測得電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)I，金屬絲直徑為D、長度為l,則金屬絲電阻率為____（用上述測量量表示）。 (5)考慮電壓表與電流表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，金屬絲電阻的測量值_____（填“大于”、“等于”、“小于”）真實值。 【答案】需要A4.210-4W（3.810-4—4.610-4都行）0.790πD2U4LI小于 【解析】 【詳解】 （1）為了使電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，則圖乙中虛線處需要連接導(dǎo)線；實驗前應(yīng)使待測元件的分壓為零，滑片應(yīng)移至A端。 （2）將其與一個電動勢為3V（內(nèi)阻忽略不計）的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起時，可等效為將其接在電動勢為3V、內(nèi)阻為5kΩ的電源上，將等效電源的I—U圖象畫在元件的I—U圖象上，交點處電壓與電流的乘積即為它消耗的電功率（如圖），即I=210uA，U=1.9V，則P=IU=4.010-4W。 （3）螺旋測微器測量金屬絲直徑為：0.5mm+0.01mm29.0=0.790mm； （4）由電阻定律R=ρls，以及R=UI,可得ρ=πD2U4LI。 （5）由于電壓表的分流作用，使得電阻上電流的測量值偏大，則電阻測量值偏小. 2．某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素，進(jìn)行了模擬實驗研究。如圖為測定風(fēng)力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風(fēng)時細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。 (1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。 (2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。 【答案】mgULEHF=kvr 【解析】 【詳解】 (1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為θ，由平衡條件可得，風(fēng)力F=mgtanθ。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為x=Htanθ，電阻Rx=HtanθLR；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)U=RxRE=HtanθLE。聯(lián)立解得：F=mgLEHU。 (2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風(fēng)速成正式，則風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比，即F與v成正比。 由球的體積公式、密度公式和F=mgLEHU可得，F(xiàn)=mgLEHU=ρgLEH?43πr3U；在風(fēng)速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的14，可得風(fēng)速一定的條件下，風(fēng)力與半徑的關(guān)系為F與r成正比。 綜上，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是F=kvr。 3．圖甲為歐姆表的電路原理圖，可將歐姆表內(nèi)部（圖中虛線框內(nèi)）等效為一電源。設(shè)計圖乙電路測量歐姆表某擋位的電動勢與內(nèi)阻，具體操作如下： A.將歐姆表的_______旋至某擋位，a、b兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進(jìn)行_____； B.將毫安表與滑動變阻器R1按圖乙連接； C.調(diào)節(jié)消動變阻器R1滑片的位置，讀出亳安表的示數(shù) I和對應(yīng)的歐姆表示數(shù)R，將多組數(shù)據(jù)填入表中。 1 2 3 4 5 6 R/kΩ 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/mA 1.48 1.20 1.03 0.86 0.74 0.67 1/I/mA-1 0.68 0.83 0.97 1.16 1.35 1.49 完成下列內(nèi)容： （1）填寫操作A中橫線上的內(nèi)容： （2）圖甲中a為__________（選填“紅”、“黑”）表筆； （3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點（第四組數(shù)據(jù)）并畫出1I-R關(guān)系圖象__________； （4）由圖象可得歐姆表該檔位的電動勢為__________V，內(nèi)阻為__________kΩ。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）選擇開關(guān)；歐姆調(diào)零（2）紅（3）見解析；（4）3.0V；1.5kΩ 【解析】 【詳解】 A、將歐姆表的選擇開關(guān)旋至某擋位，a、b兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進(jìn)行歐姆調(diào)零； （2）圖甲中a為紅表筆； （3）畫出1I-R關(guān)系圖象如圖； （4）設(shè)等效電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則E=I(R+r)，即1I=1ER+rE由圖像可知：1E=(1.5-0.5)1033103=13；rE=0.5103，解得E=3.0V；r=1.5kΩ 4．某同學(xué)要測量額定電壓為3 V的某圓柱體電阻R的電阻率ρ。 (1)用游標(biāo)卡尺測量其長度,如圖所示,則其長度L=____ mm。 (2)為精確測量R的阻值,該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測其電阻。他將紅黑表筆分別插入“+”“-”插孔中,將選擇開關(guān)置于“1”擋位置,然后將紅、黑表筆短接調(diào)零,此后測阻值時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度如圖甲所示。試問: ①為減小讀數(shù)誤差,該同學(xué)應(yīng)將選擇開關(guān)置于“__”擋位置。 ②再將紅、黑表筆短接,此時發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“0 Ω”處,如圖乙所示,那么他該調(diào)節(jié)____直至指針指在“0 Ω”處再繼續(xù)實驗,結(jié)果看到指針指在如圖丙所示位置。 ③現(xiàn)要進(jìn)一步精確測量其阻值,實驗室提供了下列可選用的器材: A.靈敏電流計G(量程200 μA,內(nèi)阻300 Ω) B.電流表A(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3 Ω) C.電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) D.電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約5 kΩ) E.滑動變阻器R1(最大阻值為10 Ω) F.最大阻值為99.99 Ω的電阻箱R2 以及電源E(電動勢4 V,內(nèi)阻可忽略)、開關(guān)、導(dǎo)線若干 若為了提高測量精確度并且使電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大,除電源、開關(guān)、導(dǎo)線以外還應(yīng)選擇的最恰當(dāng)器材(只需填器材前面的字母)有____。請畫出你設(shè)計的電路圖。 【答案】(1)30.75(2)①10②歐姆調(diào)零旋鈕③ACEF 電路圖如圖所示 【解析】 【詳解】 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為30mm+150.05mm=30.75mm （2）①歐姆表的零刻度是在表的右側(cè)，指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明阻值大，擋數(shù)小，應(yīng)該換到更高一檔，即“10”檔。 ②調(diào)節(jié)檔位后需要再次將黑紅筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕。 ③由圖丙可看出電阻阻值大約為150Ω，電阻額定電壓為3V，所以選用電壓表V1，電路電流約為3150=0.02A，器材B電流表量程過大，應(yīng)該選取靈敏電流計和R2并聯(lián)改造成電流表使用，同時需要滑動變阻器改變電壓多次測量，故需要的器材為ACEF；題目要求電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，則滑動變阻器采用分壓接法，被測電阻阻值較大，所以采用電流表內(nèi)接法，綜合以上因素可畫出電路圖如圖所示： 5．小明和小亮想利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω。長度約50cm， a.用螺旋測微器測量電阻絲直徑讀數(shù)如圖，則其直徑為_______mm。 b.小明首先用如下電路測量，他把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱8和9上，連接好電路，合上開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，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”）。 c.小亮想用另外的方法測量電阻絲的電阻。他又找來一個電阻箱R（0～9999Ω）、一個小金屬夾，按照如圖所示連接電路，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度。然后進(jìn)行了如下操作： A．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關(guān)； B．將金屬夾夾在電阻絲最右端，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L； C．改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏。重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L； D．?dāng)嚅_開關(guān)； E．用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的R-L關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L0。 結(jié)合測出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ=________（用給定的物理量符號和已知常數(shù)表示）。 d.若小亮在本實驗中的操作、讀數(shù)及計算均正確無誤，那么由于電流表內(nèi)阻的存在，對電阻率的測量結(jié)果是否會產(chǎn)生影響？答：______________________。（選填“偏大、偏小、沒有影響”） 【答案】0.2607-9斷路πd2R04L0沒有影響 【解析】 【詳解】 a.用螺旋測微器測量電阻絲直徑讀數(shù)為：0.01mm26.0=0.260mm。 b.電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化，電壓表示數(shù)很大，電流表示數(shù)為零。由此可以推斷：電路中7-9之間出現(xiàn)了斷路。 c.由題意可知，每次電流表都調(diào)到滿偏位置，可知每次調(diào)節(jié)電路的總電阻相同，則： R+ρLS=R總（定值），即R =R總-ρSL，則R總=R0；ρS=R0L0，解得ρ=R0L0S=R0L0?14πd2=πR0d24L0； d.此實驗中，若考慮電流表的內(nèi)阻RA，則表達(dá)式為R+ρLS+RA=R總，則R =(R總-RA)-ρSL，則R-L圖像的斜率不變，即電流表內(nèi)阻對實驗無影響. 6．某同學(xué)設(shè)計了一個簡易的多用表，內(nèi)部電路如圖，其中G為靈敏電流計，S為單刀多擲電鍵(功能鍵). （1）當(dāng)S置于1或2位置時用于測_____，且S置于____時其量程較大；將功能鍵置于5位置時用于測___； （2）測電壓時，電流從_____端流入多用表(選填“紅”或“黑”)； （3）如圖乙和丙是另一位同學(xué)設(shè)計的兩種歐姆表的內(nèi)部電路，改裝后的表盤如圖丁，倍率分別為10Ω和100Ω．則設(shè)計合理的是圖________(選填“乙”或“丙”)的電路，原因是：________； (4)若電源E1的內(nèi)阻不計，靈敏電流計表G內(nèi)阻Rg=10Ω，該多用電表功能選擇開關(guān)S接“1”時測電阻的倍率為“10Ω”，其中R1=_____________Ω． 【答案】電流1電阻紅丙表頭滿偏電流一定，只有不同電源才能實現(xiàn)倍率的變換140Ω 【解析】 【詳解】 （1）多用電阻若測電流，應(yīng)讓表頭與電阻并聯(lián)，即當(dāng)S置于1或2位置時用于測電流，且S置于1時其量程較大，將功能鍵置于5位置時用于測電阻； （2）多用電表測電壓與電流時，電流從紅表筆流入； （3）圖乙中電源為E1，表頭滿偏電流一定，則歐姆表的內(nèi)阻為定值，無法實現(xiàn)倍率的變換，所以選擇圖丙，原因為表頭滿偏電流一定，只有不同電源才能實現(xiàn)倍率的變換． （4）根據(jù)丁圖可知，歐姆表的內(nèi)阻為1510=150Ω，則R1=150-10=140Ω. 7．要測量一節(jié)內(nèi)阻較大的干電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗電路，電路中的定值電阻R1＝8 Ω. （1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)到最右端.閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄多組電壓表的示數(shù)U1、U2，填在下表中，請根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖下所示的坐標(biāo)系中作出U2－U1的_______圖象. U1/V 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U2/V 1.05 0.90 0.75 0.70 0.45 0.30 根據(jù)作出的圖象可得到電池的電動勢E＝____ V，電池的內(nèi)阻r＝____ Ω. (2)由于電壓表V1內(nèi)阻的存在，測得的干電池電動勢________(填“大于”“等于”或“小于”)電動勢的真實值，測得的干電池內(nèi)阻________(填“大于”“等于”或“小于”)內(nèi)阻的真實值. 【答案】(1 )如圖所示 1.204.0(2)等于大于 【解析】 【詳解】 （1）由表中數(shù)據(jù)采用描點法得出對應(yīng)的圖象如圖所示； 由閉合電路歐姆定律可知：E=U1+U2+U1Rr， 解得：U2=E-R+rRU1， 由圖可知，電動勢E=1.20V； 圖像斜率k=R+rR=1.20.8； 解得：r=4.0Ω （3）由以上公式可得，由于V1內(nèi)阻的影響，干路電流應(yīng)大于U1R，故題目中出現(xiàn)誤差； 當(dāng)外電路斷路時，電阻的影響可以忽略；故對電動勢的測量沒有影響；故電動勢的測量值等于真實值；但如果考慮電壓表內(nèi)阻，表達(dá)式應(yīng)為：U2=E-R+rRU1 ,因R′＜R，故內(nèi)阻的測量值大于真實值； 故答案為：（1）1.20；4.0；（2）V1；等于；大于。 【點睛】 根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對應(yīng)的表達(dá)式，從而明確電源的電動勢和內(nèi)電阻； 根據(jù)實驗原理及表達(dá)式分析誤差來源，并根據(jù)電表帶來的影響明確誤差情況 8．在練習(xí)使用多用表時，某同學(xué)將選擇開關(guān)撥至“10Ω”檔時，歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可簡化成圖甲中虛線框內(nèi)的電路，其中定值電阻R0與電流表G的內(nèi)阻之比R0:Rg=1:4，電流表G的量程已知，故能正確讀出流過電流表G的電流值．歐姆表示已經(jīng)進(jìn)行了必要的調(diào)零．該同學(xué)想用一個電阻箱Rx較精確的測出倍率下電路中電源的電動勢E和歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi)，他的操作步驟是： a．將歐姆表與電阻箱Rx連成圖甲所示的閉合回路 b．改變電阻箱阻值，記下電阻箱示數(shù)Rx和與之對應(yīng)的電流表G的示數(shù)I0； c．將記錄的各組Rx、IG的數(shù)據(jù)描點在乙圖中，得到IIG-Rx圖線如圖乙所示； d．根據(jù)乙圖作得的IG-Rx圖線，求出電源的電動勢E和歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi)． 圖甲中,a表筆的顏色是________，電源的電動勢E為_______V，歐姆表總內(nèi)阻R內(nèi)為_____Ω．電流表G的量程是__________A． 【答案】黑91800.01 【解析】 【詳解】 由圖甲所示可以知道，a與電源正極相連，根據(jù)電流“紅進(jìn)黑出”可知，a表筆是黑色的；由圖甲所示，在閉合電路中，電源電動勢E=IR內(nèi)+Rx，而又因R0:Rg=1:4，則I=5Ig，則E=5IgR內(nèi)+Rx，故1Ig=5ERx+5R內(nèi)E，由圖乙所示圖象可以知道，圖象縱軸截距b=5R內(nèi)E=100①，圖像斜率k=5E=300-100360=59②，計算得出:E=9V，內(nèi)阻R內(nèi)=180Ω，電流表G的滿偏電流為Ig=ER內(nèi)15=918015A=0.01A，則電流表量程為0.01A。 9．某型號多用電表歐姆檔的電路原理圖如圖甲所示。微安表是歐姆表表頭，其滿偏電流Ig=500μA，內(nèi)阻Rg=950Ω.電源電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=1Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0～9999Ω. (1)甲圖中的a端應(yīng)與___________（紅或黑）表筆連接. (2)某同學(xué)將圖甲中的a、b端短接，為使微安表滿偏，則應(yīng)調(diào)節(jié)R1=______Ω；然后在a、b端之間接入一電阻Rx后發(fā)現(xiàn)微安表半偏，則接入的電阻阻值為Rx=_________Ω. (3)如圖乙所示，該同學(xué)將微安表與電阻箱R2并聯(lián)，利用該電路圖組裝一個“100倍率”的歐姆表，要求歐姆表的表盤刻度示意圖如圖丙所示，其中央刻度標(biāo)“15”，則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2=________Ω；用此歐姆表測量一個阻值約2000Ω的電阻，測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1=________Ω。 【答案】紅204930009501024 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)對多用電表結(jié)構(gòu)的掌握分析答題； (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律分析答題； (3)根據(jù)電路圖應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出改裝歐姆表的表達(dá)式，利用電流表的改裝原理求解并聯(lián)電阻． 【詳解】 (1)根據(jù)萬用表的流向和偏轉(zhuǎn)規(guī)律可知電流從紅表筆進(jìn)黑表筆出向右偏，則a端接紅表筆. (2)歐姆調(diào)零時根據(jù)閉合電路的歐姆定律Ig=ERg+r+R1，解得：R1=EIg-(Rg+r)=2049Ω；當(dāng)接入Rx后，電流為滿偏的一半，則Ig2=ERg+r+R1+Rx，可得Rx=Rg+r+R1=3000Ω. (3)因歐姆表的中央刻度為15，倍率為“100”，則歐姆表的內(nèi)阻RΩ=15100Ω=1500Ω，故調(diào)零時的滿偏電流為I=ERΩ=110-3A，表頭和R2并聯(lián)改裝為電流表，由并聯(lián)分流電壓相等IgRg=(I-Ig)R2，解得R2=950Ω;改裝后的歐姆表需要進(jìn)行歐姆調(diào)零，則RΩ=1500Ω=Rg?R2Rg+R2+R1+r，解得：R1=1024Ω. 【點睛】 歐姆表刻度盤中央刻度值是中值電阻，歐姆表中值電阻阻值等于歐姆表內(nèi)阻；知道歐姆表的工作原理即可正確解題． 10．某同學(xué)想測定某節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供了合適的實驗器材,甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測量實驗,其中R0=1.0Ω，則: (1)由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖b所示,可得電源的電動勢E=____V,內(nèi)電阻r=_____Ω，(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)； (2)在上述實驗過程中存在系統(tǒng)誤差，在下圖所繪圖象中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的直實值與通過電源電流直實值關(guān)系的圖象,實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖象,則下圖中能正確表示二者關(guān)系的是______ (3)乙同學(xué)將測量電路連接成如圖c所示,其他操作正確,由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖d所示,可得電源的電動勢E=_____V,內(nèi)電阻r=_____Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字). 【答案】（1）3.0V；0.33Ω（2）A（3）2.9V0.50Ω； 【解析】 【分析】 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，根據(jù)圖象即可得出電源的電動勢和內(nèi)電阻； （2）明確實驗誤差原因，根據(jù)測量值和真實值之間的關(guān)系確定正確的圖象； （3）明確電路結(jié)構(gòu)，知道滑動變阻左右兩端并聯(lián)接入電路，則根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律和圖象結(jié)合可求得電動勢和內(nèi)電阻。 【詳解】 （1）電源U-I圖象與縱軸交點坐標(biāo)值為電源電動勢，由圖示圖象可知，電源電動勢：E=3.0V， 電源內(nèi)阻：r=△U△I=2.40-1.601.00-0.40-R0≈1.33-1=0.33Ω； （2）本實驗采用相對電源的電流表外接法，由于電壓表不是理想電表，故存在分流現(xiàn)象，導(dǎo)致電流表示數(shù)偏?。欢?dāng)外電路短路時，電壓表的分流可以忽略，故真實圖象和測量圖象在橫軸上的交點相同，故A正確，BCD錯誤，故選A. （3）由乙同學(xué)的電路接法可知，R左右兩部分并聯(lián)后與R0串聯(lián)，則可知，在滑片移動過程中，滑動變阻器接入電阻先增大后減小，則路端電壓先增大后減小，所以出現(xiàn)圖d所示的圖象，則由圖象可知，當(dāng)電壓為2.40V時，電流為0.50A，此時兩部分電阻相等，則總電流為I1=1A；而當(dāng)電壓為2.30V時，電流分別對應(yīng)0.33A和0.87A，則說明當(dāng)電壓為2.4V時，干路電流為I2=0.33+0.87=1.2A； 則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：2.40=E-r，2.30=E-1.2r，解得：E=2.9V，r=0.50Ω； 【點睛】 本題考查電源電動勢和內(nèi)電阻的測量實驗，用伏安法測量電源的電動勢和內(nèi)阻的原理是閉合電路歐姆定律，要注意掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法以及誤差分析的方法 11．如圖甲所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖，請完成下列問題。 （1）多用電表的紅表筆應(yīng)是圖甲中的______端（填“A”或“B”）。 （2）測量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個量程。當(dāng)選擇開關(guān)S旋到位置5、6時，電表用來測量_________；當(dāng)S旋到位置________時，電表可測量直流電流，且量程較大。 （3）某同學(xué)用此多用表測量某電學(xué)元件的電阻，選用“10”倍率的歐姆擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，因此需選擇_________（填“1”或“100”）倍率的歐姆擋。若該多用表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能歐姆調(diào)零，用正確使用方法再測量同一個電阻，則測得的電阻值將_________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。 （4）某實驗小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理，組裝如圖乙所示的簡易歐姆表。實驗器材如下： A．干電池（電動勢E為3.0V，內(nèi)阻r不計）； B．電流計G（量程300 μA，內(nèi)阻99Ω）； C．可變電阻器R； D．定值電阻R0=1Ω； E．導(dǎo)線若干，紅黑表筆各一只。 ①表盤上100 μA刻度線對應(yīng)的電阻刻度值是___________Ω； ②如果將R0與電流計并聯(lián)，如圖丙所示，這相當(dāng)于歐姆表換擋，則換擋后可變電阻器R阻值應(yīng)調(diào)為_________Ω，換擋前、后倍率之比為___________。 【答案】（1）A（2）直流電壓1（3）100偏大（4）①2104②99.01100：1 【解析】 【分析】 （1）多用電表的紅表筆應(yīng)該接歐姆檔的內(nèi)部電源的負(fù)極；（2）靈敏電流計與分壓電阻串聯(lián)可以改裝成電壓表，靈敏電流計與分流電阻并聯(lián)可以改裝成電流表，并聯(lián)電阻阻值越小電流表量程越大；（3）用歐姆表測電阻，要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近．（4）歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律，應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以求出電阻阻值。 【詳解】 （1）多用電表的紅表筆應(yīng)該接歐姆檔的內(nèi)部電源的負(fù)極，則應(yīng)是圖甲中的A端。 （2）由圖甲所示可知，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置5、6時，表頭G與電阻串聯(lián)，此時可用來測量直流電壓；由圖甲所示電路圖可知，當(dāng)S旋到位置1時與表頭G并聯(lián)的電阻阻值較小，此時電流表量程較大．（3）測量某電學(xué)元件的電阻，選用“10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，說明所選擋位太小，為準(zhǔn)確測量電阻阻值，需選擇100倍率的電阻擋，重新歐姆調(diào)零后再測量． 當(dāng)電池電動勢變小、內(nèi)阻變大時，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式：Ig=ER內(nèi)，歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)得調(diào)小，待測電阻的測量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的，由I=ER內(nèi)+Rx=Ig1+RXR內(nèi)，可知當(dāng)R內(nèi)變小時，I變小，指針跟原來的位置相比偏左了，故歐姆表的示數(shù)變大了，測得的電阻值將偏大． （4）①歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻，則中間刻度值對應(yīng)示數(shù)為：R中=R內(nèi)=EIg=330010-6=1104Ω； 有：Ig=ER內(nèi)，13Ig=ER內(nèi)+R， 解得：R=2104Ω； ②電流表內(nèi)阻為99Ω，給電流表并聯(lián)1Ω的電阻，則電流計滿偏時兩端的電壓為30010-699V=2.9710-2V，此時變阻器電流為30010-6A+2.9710-21A=310-2A；則變阻器的阻值為3-2.9710-2310-2Ω=99.01Ω；因電流表量程擴(kuò)大100倍，用該電流表改裝成歐姆表，同一刻度對應(yīng)的電阻值變?yōu)樵瓉淼?100，歐姆表換擋前、后倍率之比等于100：1； 【點睛】 歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律，知道歐姆表的工作原理是解題的關(guān)鍵；歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻；應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以解題． 12．某同學(xué)用伏安法測量電阻Rx(約為100Ω)的阻值。準(zhǔn)備的實驗器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有下列器材： A．電源(電動勢E約為10V，內(nèi)阻未知) B．電流表A1(0~200mA，內(nèi)阻r=10Ω) C．電流表A2(0~300mA，內(nèi)阻約為15Ω) D．電阻箱R(最大阻值999.9Ω，符號) E．滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流5A) F．滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A) (1)由于準(zhǔn)備的器材中沒有電壓表，需要用電流表改裝一個量程為10V的電壓表，應(yīng)選電流表___________(填寫器材前的字母序號)，將選定的電流表與電阻箱_______(填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)，并把電阻箱的阻值調(diào)至__________Ω。 (2)實驗要求待測電阻兩端的電壓能夠從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)選________(填寫器材前的字母序號)。 (3)在答題卡的虛線框內(nèi)畫出電路圖，并標(biāo)上所用器材的代號，要求盡量減小誤差_____。 (4)某一次實驗讀出電流表A1的示數(shù)I1=146mA，電流表A2的示數(shù)I2=218mA，待測電阻Rx=_____Ω (結(jié)果保留一位小數(shù))。 【答案】（1）B；串聯(lián)；40；（2）E；（3）電路圖如圖所示； （4）101.4 【解析】 【分析】 （1）選擇內(nèi)阻確切已知的電流表作為改裝的表用，根據(jù)電表的改裝原理結(jié)合歐姆定律即可分析求解； （2）因為要求待測電阻兩端的電壓能夠從零開始變化，故選擇分壓式電路，在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器； （3）合理選擇內(nèi)外接，作出實驗電路圖。 （4）根據(jù)歐姆定律結(jié)合串并聯(lián)電路特點，即可計算出待測電阻Rx。 【詳解】 （1）改裝用的電流表內(nèi)阻必須確定，故選擇B，改裝電壓表需要將電流表與電阻箱串聯(lián)，改裝電壓表的量程：Umax=10V，電流表的內(nèi)阻：r=10Ω，滿偏電流：I1=200mA=0.2A；根據(jù)歐姆定律可得：Umax=I1（r+R）=10V；可得電阻箱的阻值：R=40Ω； （2）實驗要求待測電阻兩端的電壓能夠從零開始變化，故選擇分壓式電路，滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的E。 （3）因為改裝后的電壓表內(nèi)阻已知，故選擇將電流表A2外接，故畫出電路圖，如圖所示： （4）電流表A1的示數(shù)I1=146mA=0.146A，電流表A2的示數(shù)I2=218mA=0.218A， 根據(jù)歐姆定律結(jié)合串并聯(lián)電路特點可得：Rx=I1R+rI2-I1=0.14640+100.218-0.146Ω≈101.4Ω 【點睛】 本題考查了實驗器材選擇、實驗電路設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)處理，要掌握實驗器材的選擇原則，認(rèn)真審題、理解題意與實驗步驟、知道實驗原理是解題的關(guān)鍵。 13．實驗室有一破損的雙量程電壓表，兩量程分別是3V和15V，其內(nèi)部電路如圖所示，因電壓表的表頭G已燒壞，無法知道其電學(xué)特性，但兩個精密電阻R1、R2完好，測得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．現(xiàn)有兩個表頭，外形都與原表頭G相同，已知表頭G1的滿偏電流為1mA，內(nèi)阻為50Ω；表頭G2的滿偏電流0.5mA，內(nèi)阻為200Ω，又有三個精密定值電阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情況下，對電壓表進(jìn)行修復(fù)，根據(jù)所給條件回答下列問題： （1）原表頭G滿偏電流I=_______，內(nèi)阻r=_______． （2）在虛線框中畫出修復(fù)后雙量程電壓表的電路_____（標(biāo)識出所選用的相應(yīng)器材符號） （3）某學(xué)習(xí)小組利用修復(fù)的電壓表，再加上可以使用的以下器材，測量一未知電阻Rx的阻值： 電流表A量程0～5mA，內(nèi)阻未知； 最大阻值約為100Ω的滑動變阻器； 電源E（電動勢約3V）； 開關(guān)S、導(dǎo)線若干． 由于不知道未知電阻的阻值范圍，學(xué)習(xí)小組為精確測出未知電阻的阻值，選擇合適的電路，請你幫助他們補(bǔ)充完整電路連接____________，正確連線后讀得電壓表示數(shù)為2.40V，電流表示數(shù)為4.00mA，則未知電阻阻值Rx為____Ω． 【答案】1mA ;100Ω ;750; 【解析】 【分析】 （1）根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出表頭的滿偏電流與內(nèi)阻． （2）應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律選擇實驗器材．根據(jù)電壓表的改裝原理作出電路圖． （3）根據(jù)伏安法測電阻的實驗要求明確對應(yīng)的接法，并由歐姆定律求解電阻． 【詳解】 （1）由圖示電路圖可知，電壓表量程： Ig（rg+R1）=3V，Ig（rg+R2）=15V， 代入數(shù)據(jù)解得：Ig=1mA，rg=100Ω； （2）修復(fù)電壓表，表頭滿偏電流為，Ig=1mA，電阻應(yīng)為：rg=100Ω，需要的實驗器材為：表頭的滿偏電流0.5mA，內(nèi)阻為200Ω的表頭以及r3，即將表頭和r3并聯(lián)在電路中使用，電路圖如圖所示： （3）根據(jù)題意可明確實驗中應(yīng)采用分壓接法，電流表采用外接法，故實物圖如圖所示：電壓表量程為3V，則其內(nèi)阻RV＝30.001＝3000Ω，根據(jù)歐姆定律可知R=UI＝2.4410-3-2.43000＝750Ω． 【點睛】 在“伏安法”測電阻實驗中，要注意明確實驗原理，正確選擇實驗電路的接法，并能準(zhǔn)確連接實物圖，同時能根據(jù)對應(yīng)的歐姆定律分析數(shù)據(jù)；找出實驗誤差． 14．現(xiàn)有電壓表V1(量程為3V，內(nèi)阻約為5000Ω)，要準(zhǔn)確測出V1的內(nèi)阻R0，提供的器材有： 電流表A(量程100mA，內(nèi)阻約為10Ω)； 電壓表V2(量程為6V，內(nèi)阻Rv約為20kΩ)； 滑動變阻器R1(阻值范圍為0~10000Ω)； 電阻箱R2(9999.9Ω)； 電源E(電動勢約為6V，內(nèi)阻可忽略不計) 單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。 現(xiàn)在需要設(shè)計測量電壓表V1的內(nèi)阻R0以及電源電動勢E的實驗電路圖。要求各電表的示數(shù)超過其滿刻度的一半以上。 (1)王玉良等四位同學(xué)設(shè)計了如圖所示的四個電路，其中最合適的是____ (2)王玉良同學(xué)根據(jù)測量記錄的實驗數(shù)據(jù)，坐標(biāo)軸縱軸為變化的電阻R，描繪在實驗紙上，畫出了一條不過原點的直線，則選___________為坐標(biāo)軸橫軸。已知圖像的斜率為a，縱截距為b，被測電壓表內(nèi)阻為R0=___________，電源電動勢為E=___________。 【答案】B；1U；-b；-ab 【解析】 【分析】 （1）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)以及實驗的要求分析電路；（2）根據(jù)電路圖以及閉合電路的歐姆定律建立R和U的函數(shù)關(guān)系，通過斜率和截距求解電動勢E和電壓表的內(nèi)阻R0. 【詳解】 （1）A電路中：應(yīng)使電流表偏轉(zhuǎn)一半時的電流為0.05A，此時滑動變阻器的電阻約為30.05Ω=60Ω，因滑動變阻器總電阻為10000Ω，則不方便使用，電路A不可選；電路B：因電阻箱和電壓表的阻值相當(dāng)，則可以用兩者串聯(lián)接入電路測量電壓表內(nèi)阻和電源的電動勢，電路B可選；電路C中兩個電壓表內(nèi)阻阻值相差很大，指針偏轉(zhuǎn)相差很大，不可選；電路D中電流表的內(nèi)阻對電動勢的測量影響較大，不可選；故選B. （2）由閉合電路的歐姆定律可知：E=U+UR0R，即R=ER0?1U-R0，則選1U為坐標(biāo)軸橫軸。已知圖像的斜率為a，縱截距為b，則ER0=a； -R0=b,則被測電壓表內(nèi)阻為R0=-b，電源電動勢為E=-ab; 15．如圖所示的電路可測出電阻絲的電阻率,同時還可附帶測量出電源的內(nèi)電阻。圖中被測電阻絲就是已經(jīng)測量出直徑的那段電阻絲。R是阻值為2Ω的保護(hù)電阻,電源電動勢E=6V,電流表內(nèi)阻不計。閉合開關(guān)S,鱷魚夾夾在電阻絲的不同部位,用刻度尺測量接入電路部分的長度L,記錄下L和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的多組數(shù)據(jù),然后據(jù)此作出1I-L圖像如圖。已知被測金屬絲直徑d=0.9mm。 (1)如果電阻絲單位長度的電阻用R0表示,寫出1I-L圖像所對應(yīng)的物理原理表達(dá)式,式中涉及的相關(guān)物理量用字母表示(E、r、R、R0)：______。 (2)根據(jù)畫出的1I-L圖像,該電阻絲單位長度的電阻R0=____Ω,電阻絲的電阻率ρ=___Ωm,電源內(nèi)阻r=____Ω。 【答案】1I=r+RE+R0EL; 9.6;6.3610-6 ;0.1; 【解析】 【分析】 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，并整理即可求解； （2）根據(jù)圖象的斜率，即可求解單位長度的電阻，再根據(jù)電阻定律，求得電阻率，最后依據(jù)縱軸截距，即可求得電源內(nèi)電阻． 【詳解】 （1）將被測金屬絲接在電動勢恒為E的電源上，通過改變金屬絲的長度L，測得流過導(dǎo)線的電流I，由閉合電路歐姆定律，E=I（R+r+R0L） 可解得：1I＝r+RE+R0EL； （2）以1I為縱坐標(biāo)，金屬絲長度L為橫坐標(biāo)，作出1I-L圖象，圖象是一條直線，該直線的斜率為k=R0E=1.15-0.350.5=85，解得：R0=9.6Ω； 根據(jù)R0＝ρlπ(d2)2，代入數(shù)據(jù)，解得：ρ=3.140．9210-69.64≈6.3610-6Ω?m 縱軸截距為0.35=r+RE，解得：r=0.1Ω； 【點睛】 考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，掌握通過圖象的斜率，求解單位長度的電阻，是解題的關(guān)鍵，并理解電阻定律的內(nèi)容． 16．某學(xué)生用如圖a所示電路測金屬導(dǎo)線的電阻率，可供使用的器材有：被測金屬導(dǎo)線ab,電阻約10Ω,導(dǎo)線允許流過的最大電流0.8A,穩(wěn)恒電源E,電源輸出電壓恒為E=12V,電壓表V,量程為3V,內(nèi)阻約5KΩ,保護(hù)電阻：R1=l0Ω,R2=30Ω,R3=200Ω.刻度尺、螺旋測微器，開關(guān)S，導(dǎo)線若干等. 實驗時的主要步驟如下： ①用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長度l，用螺旋測微器測出導(dǎo)線的直徑d. ②按如圖a所示電路將實驗所需器材用導(dǎo)線連接好。 ③閉合開關(guān)S，移動接線觸片P，測出aP長度x，讀出電壓表的示數(shù)U. ④描點作出U?x曲線求出金屬導(dǎo)線的電阻率ρ. 完成下列填空： (1)用螺旋測微器測量金屬導(dǎo)線的直徑d，其示數(shù)如圖b所示，該金屬導(dǎo)線的直徑d=___mm. (2)如果實驗時既要保證安全，又要測量誤差較小，保護(hù)電阻R應(yīng)選___， (3)根據(jù)多次實驗測出的ap長度x和對應(yīng)每次實驗讀出的電壓表的示數(shù)U給出的U?x圖線如圖c所示,其中圖線的斜率為K,則金屬導(dǎo)線的電阻率ρ=___.(用實驗器材中給出的物理量字母和實驗步驟中測出的物理量字母表示) 【答案】0.870R2kR2πd24E-kl 【解析】 【詳解】 （1）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+37.00.01mm=0.870mm. （2）電路中最大電流為0.8A，則最小電阻R′＝EI＝120.8＝15Ω，要保證安全，又要測量誤差較小，則保護(hù)電阻選R2. （3）設(shè)金屬導(dǎo)線的電阻為R，根據(jù)歐姆定律得：UxlR(R+R2)＝E 解得：U=ER(R+R2)lx，則U-x圖線的斜率K=ER(R+R2)l，解得：R=KR2lE-Kl 根據(jù)R＝ρLS，其中S=14πd2， 得：ρ=πRd24L 解得：ρ＝KR2πd24(E-Kl) 【點睛】 本題考查了實驗器材的選擇、螺旋測微器讀數(shù)以及圖象的分析，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直，第三問有點難度． 17．圖（a）為某同學(xué)測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路圖。 （1）虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為100mA，電阻R1=2.5Ω，由此可知，改裝后電流表的量程為_____A。 （2）實驗步驟如下，請完成相應(yīng)的填空： ①將滑動變阻器R的滑片移到______端（選填A(yù)或B），閉合開關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I；某次測量時毫安表的示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為______mA。 ③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線，如圖（c）所示； ④根據(jù)圖線求得電源的電動勢E=___V，內(nèi)阻r=___Ω。（結(jié)果均保留到小數(shù)點后兩位） 【答案】0.5；B；68；1.48；0.45； 【解析】 【詳解】 （1）根據(jù)并聯(lián)電路基本原理可知，改裝后的量程為：I=IgrgR1+Ig=0.1102.5+0.1=0.5A； 內(nèi)阻R=102.510+2.5=2Ω （2）①實驗中應(yīng)讓電阻由最大值開始調(diào)節(jié)，所以開始時滑片應(yīng)滑到B端； ②電流表量程為100mA，故讀數(shù)為68mA； ④根據(jù)改裝原理可知，實際電流為電流表讀數(shù)的5倍，由閉合電路歐姆定律可知： U=E-5I（r+R） 由圖可知，電源的電動勢E=1.48V；r+R=1.48-0.58010-35=2.45Ω 故r=2.45-2=0.45Ω； 【點睛】 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，注意明確實驗原理，能根據(jù)給出的實驗步驟分析實驗方法；同時根據(jù)圖象分析實驗數(shù)據(jù)，明確電表的改裝原理的應(yīng)用。 18．測量電壓表V1的內(nèi)阻RV1（量程為1.5V，內(nèi)阻約為1600Ω）。以下是可供選用的實驗器材： ①電源E，電動勢約為3V，內(nèi)阻不計； ②電壓表V2，量程為3V； ③電阻R1=200Ω； ④電阻R2=500Ω； ⑤電阻R3=800Ω； ⑥滑動變阻器R，最大阻值約為20Ω； ⑦滑動變阻器R′，最大阻值約為2kΩ； ⑧單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。 (1)請在方框中畫出實驗電路的原理圖___________，要求電路簡捷，電壓表的讀數(shù)不得小于量程的三分之二，圖中的元件必須用題中相應(yīng)的字母標(biāo)注。 (2)若電壓表V1和V2讀數(shù)分別用U1和U2表示，則由已知量表示電壓表內(nèi)阻RV1的表達(dá)式是_____，且電壓表V2的讀數(shù)應(yīng)控制在_____V的范圍之內(nèi)。 【答案】U1R3U2-U12～2.25 【解析】 【詳解】 （1）由于待測電壓表V1量程為電壓表V2量程的一半，所以應(yīng)擴(kuò)大待測電壓表的量程，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知，應(yīng)將待測電壓表與定值電阻R3串聯(lián)作為一新的電壓表，然后將其與電壓表V2并聯(lián)即可；由于待測電壓表內(nèi)阻較大，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器R以方便調(diào)節(jié)，電路圖如圖所示： （2）根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律和歐姆定律應(yīng)有：RV1=U1U2-U1R3=U1R3U2-U1； 由于題中要求電壓表讀數(shù)不能小于量程的 2/3，但不能超過量程的3/4 ，即電壓表V2最小電壓為：Umin＝233V＝2V，最大電壓：Umax＝343V＝2.25V，所以電壓表V2的讀數(shù)應(yīng)控制在2～2.5V以內(nèi)． 【點睛】 若遇到電表量程較小時應(yīng)考慮將電表較小改裝，電壓表擴(kuò)大量程時需要將電壓表與分壓電阻串聯(lián)，電流表擴(kuò)大量程時需要將電流表與分流電阻并聯(lián). 19．某同學(xué)為了測量電流表的內(nèi)阻（G1量程0~100 mA，內(nèi)阻約為50Ω），實物連接如圖所示． (1)實驗可選器材如下： A．電流表量程0~500 mA B．電流表量程0~200 mA C．滑動變阻器0~10Ω D．滑動變阻器0~1 000Ω E．定值電阻阻值R0=50 Ω 電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干 上述器材中，電流表應(yīng)選________(選填“A”或“B”)；滑動變阻器應(yīng)選________(選填“C”或“D”)． (2)他的實驗步驟如下： ①閉合電鍵S，移動滑動變阻器的滑片P至某一位置，記錄電流表和的讀數(shù)，分別記為I1和I2． ②多次移動滑動變阻器的滑片P，記錄每次和的讀數(shù)I1和I2． ③以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)，作出I1－I2圖線． 請根據(jù)他連接的電路及實驗步驟，以r表示電流表的內(nèi)阻，則I1隨I2變化的函數(shù)關(guān)系式為______________；若作出的I1－I2圖線是一過原點的直線，直線的斜率為k，則待測電流表的內(nèi)阻r＝____________．（均用題中物理量符號表示） 【答案】BCI1＝R0R0+rI2(1k－1)R0 【解析】(1)根據(jù)實物圖可知用的是比較法測電流表的內(nèi)阻，G1的最大電流為100mA，與它并聯(lián)的R0阻值和它相差不大，則兩并聯(lián)的總電流最大約為200mA，故G2選B(200mA)能保證安全?；瑒幼冏杵鞑捎玫氖欠謮菏浇臃?，則選擇小控大操作方便和得到電流表的盡量多的數(shù)據(jù)，應(yīng)選C(10Ω) (2)③根據(jù)并聯(lián)分流電壓相等，可得(I2-I1)R0=I1r，解得I1=R0R0+rI2.根據(jù)I1-I2的函數(shù)關(guān)系為一正比例函數(shù)關(guān)系，則斜率k=R0R0+r，解得G1的內(nèi)阻r=R0k-R0=(1k-1)R0. 【點睛】常見的測電阻的方法有：伏安法、替代法、半偏法、比較法；對于圖象分析問題，要注意根據(jù)物理規(guī)律確定公式，結(jié)合圖象的性質(zhì)分析斜率以及截距的意義． 20．現(xiàn)要測量電壓表V1、電壓表V2的內(nèi)阻和電源的電動勢，提供的器材有：電源（電動勢約為6V，內(nèi)阻不計），電壓表V1（量程2.5V，內(nèi)阻約為2.5kΩ），電壓表V2（量程3V，內(nèi)阻約為10kΩ），電阻箱R0（最大阻值為9999.9Ω），滑動變阻器R1（最大阻值為3kΩ），滑動變阻器R2（最大阻值為500Ω），開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 （1）在圖1中完成測量原理電路圖的連線_________； （2）電路中應(yīng)選用滑動變阻器_______（選填“R1”或“R2”）； （3）按照下列實驗步驟進(jìn)行實驗： ①閉合開關(guān)前，將滑動變阻器和電阻箱連入電路的阻值調(diào)至最大； ②閉合開關(guān)，將電阻箱調(diào)到6kΩ，調(diào)節(jié)滑動變阻器至適當(dāng)?shù)奈恢?，此時電壓表V1的示數(shù)為1.60V，電壓表V2的示數(shù)為2.40V； ③保持滑動變阻器連入電路的阻值不變，再將電阻箱調(diào)到2kΩ，此時電壓表V1的示數(shù)如圖2，其示數(shù)為_______V、電壓表V2的示數(shù)為1.40V。 （4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算得到電源的電動勢為________V，電壓表VI的內(nèi)阻為_______kΩ，電壓表V2的內(nèi)阻為_______kΩ。 【答案】（1）原理電路圖的連線如圖所示； （2）R1（3）2.10（4）5.602.510 【解析】（1）由題意可知，本實驗需要測量電壓表內(nèi)阻和電源的電動勢，故應(yīng)采用電阻箱與電壓表組合進(jìn)行測量；電源的電動勢為6V，而兩電壓表量程均較小，因此采用電壓表V2與電阻箱并聯(lián)，再與電壓表V1串聯(lián)的方式進(jìn)行測量；電路圖如圖所示； （2）因電壓表內(nèi)阻以及電阻箱使用電阻均較大，所以變阻器應(yīng)采用總阻值較大的R1； （3）電壓表量程為2.5V，最小分度為0.1V，故電壓表示數(shù)為2.10V； （4）根據(jù)（3）中數(shù)據(jù)可知：U2R+U2Rv2＝U1Rv1U2R+U2Rv2=U1Rv1 代入數(shù)據(jù)可得：2.406000+2.40RV2=1.60Rv1；1.402000+1.40RV2=2.10Rv1 聯(lián)立解得：RV1=2500Ω=2.5KΩ；RV2=10KΩ 利用閉合電路歐姆定律可知，U1+U2=E-U1Rv1（Rr+r） U1+U2=E-U1Rv1（Rr+r） 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：E=5.60V； 點睛：本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，同時加入了電壓表內(nèi)阻的實驗，屬于探究性的實驗，要求能準(zhǔn)確分析實驗電路，明確實驗原理，從而確定對應(yīng)的電路圖，同時注意明確閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路的規(guī)律的應(yīng)用． 21．一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻． （1）如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的實驗電路．請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________；____________． （2）實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的數(shù)據(jù)見下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________．由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V；內(nèi)阻為__________Ω． R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動勢應(yīng)為_______V；內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω． 【答案】（1）①開關(guān)未斷開②電阻箱阻值為零（2）圖像如圖所示： 1.4（1.30~1.44都算對）1.2（1.0~1.4都算對）（3）1.4（結(jié)果與（2）問第一個空格一致） 1.0（結(jié)果比（2）問第二個空格小0.2） 【解析】本題考查測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗，意在考查考生的實驗數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力。 （1）連接電路時電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。 （2）將數(shù)據(jù)描點連線，做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得，所以圖線的斜率表示電源電動勢V=1.37V，截距絕對值表示r=0.43.0Ω=1.20Ω；用電壓表與電流表并聯(lián)，可測得電流表的內(nèi)阻，考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則E=I(R+RA+r)，得，所以圖線的斜率仍表示電動勢，電動勢的準(zhǔn)確值為1.37V，圖線的截距表示（RA+r），所以內(nèi)阻精確值為r=（1.20-0.20）Ω=1.00Ω。 點睛：本題考查應(yīng)用電流表和電阻箱測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗，本題創(chuàng)新之處在于用一個電壓表并聯(lián)在電流表的兩端測出電流表的電阻，從而提高測量電源內(nèi)阻的精確度。 22．一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻（R0=20.0 Ω）；V可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗： （1）按照實驗原理線路圖（a），將圖（b）中實物連線_____________； （2）將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)位置，閉合S1； （3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器動端的位置，記下此時電壓表V的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表V的示數(shù)U2； （4）待測電阻阻值的表達(dá)式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）； （5）重復(fù)步驟（3），得到如下數(shù)據(jù)： 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 U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 （6）利用上述5次測量所得U2U1的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數(shù)） 【答案】如圖所示： U2U1-1R048.2 【解析】【命題意圖】本題主要考查電阻測量、歐姆定律、電路連接研及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】開關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0，將開關(guān)S2擲于2