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

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1、 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)：①測定金屬的電阻率；②描繪小電珠的伏安特性曲線；③測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻；④練習(xí)使用多用電表；⑤傳感器的簡單使用。 　　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)過的知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組，來完成新的實(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)：①掌握多用電表的使用方法；②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”；③掌握電阻測量的幾種方法；④重視創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。 1．(2018屆高三·

2、大連調(diào)研)用如圖甲所示的多用電表測量電阻，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量： ①旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻度線。 ②將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”位置。 ③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P的電流方向是________(選填“a→b”或“b→a”)，為使測量比較精確，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)行測量。 解析：(1)

3、①首先要對(duì)表盤機(jī)械校零，所以旋動(dòng)的部件是S。③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)①S?、跿　(2)b→a　×10 2．某同學(xué)在測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

4、將紅、黑表筆分別接觸①、②接線柱，多用電表的表盤恰好如圖乙所示，說明小燈泡正常，此時(shí)的電阻為________Ω。 (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②、③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，說明②、③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“①、④”或“③、④”)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

5、的讀數(shù)為R＝6.0×1 Ω＝6.0 Ω。 (2)將紅、黑表筆分別接觸②、③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，說明②、③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③、④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)③、④　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Rg＝10 Ω、滿偏電流Ig＝10 mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時(shí)為量程250 V的電壓表。該多用

6、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)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢，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)： ①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。 ②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________ Ω。 ③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為________ V。(保留2位有效數(shù)字

7、) (3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為________ Ω。(保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)選擇開關(guān)接1時(shí)測電流，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)②由題圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω；其等于中值電阻，即C處刻度應(yīng)為150 Ω。 ③指針指在C處時(shí)，電流表示數(shù)為5 mA＝0.005 A，C處電阻為中值電阻，則電

8、表內(nèi)阻為150 Ω，電源電動(dòng)勢E＝I·2R＝0.005×2×150 V＝1.5 V。 (3)根據(jù)第(1)問可知，調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，電路中的電流值為6.9 mA，而表內(nèi)電池的電動(dòng)勢為E＝1.5 V，表內(nèi)總電阻為150 Ω，所以待測電阻的阻值為67 Ω。 答案：(1)6.9 mA　173 V(172～174 V均可) (2)②150?、?.5　(3)67(66～69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)

9、不管測量什么，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，使用歐姆擋測電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都有較大誤差，通常只使用表盤中間的一段刻度范圍。 (5)測電阻時(shí)要將電阻與其他元件斷開

10、。測電阻時(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。 考查點(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，電壓表測量值偏大 由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流表測量值偏大 測量結(jié)果 R測＝＝RA＋Rx>Rx 電阻的測量值大于真實(shí)值 R測＝＝Rx

11、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： ①要求電壓從零開始變化； ②滑動(dòng)變阻器太小，不能起到限流的作用； ③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)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 Ω的電流表。采用分壓電路接線，圖甲是實(shí)物的部分連線圖，待測電阻為圖乙中的R1，其阻值約為5 Ω。 (1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________(填“

12、a”或“b”)、導(dǎo)線②連接________(填“c”或“d”)。 (2)正確接線測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，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的邊長是R1的，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項(xiàng))。 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)由于實(shí)驗(yàn)測

13、量的是一個(gè)小電阻，故電流表應(yīng)外接，因此導(dǎo)線①接a，由于采用分壓電路，故導(dǎo)線②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，R1＝4.6 Ω。 (3)設(shè)R1的邊長為l，厚度為h，電阻率為ρ，根據(jù)電阻定律，得R1＝ρ＝，R2的阻值R2＝ρ＝＝R1，故測量R2的電路同測量R1的電路，故選項(xiàng)B正確。 [答案]　(1)a　d　(2)作圖見解析　4.6(4.4～4.7均可)　(3)B 考查點(diǎn)(二)　測定金屬的電阻率 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金屬絲的電流進(jìn)行選擇，在該實(shí)驗(yàn)中，電壓表一

14、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)變阻器以及測量電路順次連接起來即可。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，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量電路部分連接起來即可。 3．電阻定律的應(yīng)用 該實(shí)驗(yàn)雖然是測定金屬絲的電阻率，實(shí)際上是先測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)R＝ρ得出金屬絲的

15、電阻率ρ＝R。 [例2]　(2018屆高三·青島調(diào)研)在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。 (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測量的平均值)。 (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20 Ω，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)測量，記錄數(shù)據(jù)如下： 次數(shù) 1 2 3 4 5

16、 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖2中的________圖(選填“甲”或“乙”)。 (3)圖3是測量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

17、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次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________ Ω(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))。 A．1×10－2 Ω·m　　　　 B．1×10－3 Ω·m C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m (6)任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)。下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是________(有多個(gè)正確選項(xiàng))。 A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(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

18、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)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D．用U-I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)螺旋測微器的讀數(shù)為0＋39.7×0.01 mm＝0.397 mm。 (2)通過給定的數(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Rx＝4.5 Ω。 (5)

19、由R＝，S＝π2，取d＝4×10－4m、l＝0.5 m、R＝4.5 Ω，解出ρ≈1×10－6 Ω·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U-I圖像處理數(shù)據(jù)，相當(dāng)于多次測量取平均值，可以減小偶然誤差，選項(xiàng)D正確。 [答案]　(1)0.397(0.395～0.399均可)　(2)甲 (3)見解析圖　(4)見解析圖　4.5(4.3～4.7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

20、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I-U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0～3 V，內(nèi)阻等于3 kΩ) 電壓表V2(量程0～1

21、5 V，內(nèi)阻等于15 kΩ) 電流表A1(量程0～200 mA，內(nèi)阻等于10 Ω) 電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻等于0.1 Ω) 滑動(dòng)變阻器R1(0～10 Ω，額定電流2 A) 滑動(dòng)變阻器R2(0～1 kΩ，額定電流0.5 A) 定值電阻R3(阻值等于1 Ω) 定值電阻R4(阻值等于10 Ω) 定值電阻R5(阻值等于1 kΩ) 電源E(E＝6 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I-U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“測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整”，

22、從電表的量程來看，V1、A1量程偏小，直接測量燈泡的電壓、電流時(shí)，曲線不完整，若用V2、A2測量燈泡的電壓、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 Ω，若選R4為并聯(lián)電阻，則量程為0～0.4 A，若并聯(lián)阻值過小，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0～4 V。

23、 (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I-U圖線的斜率應(yīng)越來越小，圖B正確。 [答案]　(1)見解析圖　(2)B 考查點(diǎn)(四)　半偏法測量電表的內(nèi)阻 1．用半偏法測電流表內(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R真。 [例4]　(2016·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為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 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50

24、 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢3 V)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； (a) ②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； ③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏； ④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。 回答下列問題： (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④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，

25、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________ Ω(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))。 A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 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Ug＝2.5 V，電阻箱阻值R＝630.0 Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)UV＝2.00 V，此時(shí)電阻箱兩端的電壓UR＝Ug－UV＝

26、0.5 V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得＝， 故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω。 (4)電壓表的滿偏電流為Ig，則IgRg＝Ug， 故Ig＝＝ A≈1 mA，選項(xiàng)D正確。 [答案]　(1)R1　(2)見解析圖　(3)2 520　(4)D 1．最常用的電阻測量方法——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

27、流表使用，即選擇“伏伏法”。 (4)“伏安加R法”：在運(yùn)用伏安法測電阻時(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、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”。 2．最精確的電阻測量方法——等效替代法 (1)電流等效替代 (2)電壓等效替代 3．最獨(dú)特的電阻測量方法——電橋法 在電阻的測量方法中，有一種很獨(dú)特的測量方法，那就是電橋法。其測量電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢相等時(shí)，R1

28、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×Rx＝R2×R3。這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值。 [典例]　(2017·北京市朝陽區(qū)高三期末)在“測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： A．待測的干電池一節(jié) B．電流表A1(量程0～3 mA，內(nèi)阻Rg1＝10 Ω) C．電流表A2(量程0～0.6 A，內(nèi)阻Rg2＝0.1 Ω) D．滑動(dòng)變阻器R1(0～20 Ω，1.0 A) E．電阻箱R0(0～9 999.9 Ω) F．開關(guān)和若干導(dǎo)線 (1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)

29、上述器材中沒有電壓表，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0～3 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________ Ω。 (2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的I1-I2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)該圖線可得被測電池的電動(dòng)勢E＝_____ V，內(nèi)阻r＝_____ Ω。 [解析]　(1)首先需要剩余一個(gè)電流表測量電流，又因?yàn)殡娐分械碾娏鞑粫?huì)小于3 mA，所以要用A2來測量電流，因此需要將A1進(jìn)行改裝，故選b電路；其次根

30、據(jù)電表的改裝原理可知，U＝I(Rg＋R0)，即3＝0.003×(10＋R0)，解得R0＝990 Ω。 (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，I1×1 000＝E－I2r，將圖像延長，根據(jù)縱截距知該電源的電動(dòng)勢為1.48 V，根據(jù)斜率可得內(nèi)阻為0.84 Ω。 [答案]　(1)b　990　(2)1.48(1.46～1.49之間均正確)　0.84(0.82～0.87之間均正確) 測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的三個(gè)常用方案 方案 伏安法 伏阻法 安阻法 原理 E＝U＋I(xiàn)r E＝U＋r E＝IR＋I(xiàn)r 電路圖 關(guān)系式 U＝E－Ir ＝＋ ＝＋ 圖像 縱軸截距

31、：E 斜率大?。簉 縱軸截距： 斜率： 縱軸截距： 斜率： 誤差分析 E測r真 E測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量電源的電動(dòng)勢(約3 V)和內(nèi)阻。提供的主要器材有：電阻R1(2.0 Ω)、R2(9.0 Ω)、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，則測得

32、電動(dòng)勢為_____ V，內(nèi)阻為________ Ω。由于電壓表的內(nèi)阻影響，測得的內(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：E＝U＋I(xiàn)r＝U＋r，帶入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解得：E＝3 V，r＝1 Ω；由題中電路圖知，由于電壓表的分流作用，流過電源的電流大于，內(nèi)阻的測量值小于真實(shí)值。 答案：(1)圖見解析　(2)3.0　1.0　小于 2．用如圖甲所示的電路圖來測量多用電表的電池的電動(dòng)勢，其中電阻箱的最大阻值為999.9 Ω，電流表的量程為0～50 mA、內(nèi)阻為20 Ω。進(jìn)行的操作如下，請(qǐng)回答相關(guān)問題： (

33、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，其函數(shù)圖線如圖丁所示，由圖線可知電動(dòng)勢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)

34、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 Ω，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E＝I(R0＋RA＋R)，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 A－1，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E＝1.4 V。 答案：(1)短接　(2)黑　(3)35.0 Ω　20.0 mA (4)1.4 V

35、 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)行測量，應(yīng)換到__________擋。如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是________，若補(bǔ)上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是________Ω。 解析：剛開始?xì)W姆表指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說明選用倍率偏小，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　2 200 2．某同學(xué)現(xiàn)利用圖甲所示的電路來

36、測量一電阻Rx的阻值。 (1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①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； ②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①中電阻箱的讀數(shù)為R1＝________Ω；在步驟②中電阻箱的讀數(shù)為R2＝________Ω。 (3)電阻Rx的阻值為Rx＝_______

37、_Ω。 解析：(2)由題圖乙和題圖丙可知R1＝60 Ω，R2＝80 Ω。 (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R1＋Rx＝R2，故有Rx＝R2－R1＝80 Ω－60 Ω＝20 Ω。 答案：(1)①電流表的示數(shù)I　②調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻　電流表的讀數(shù)仍然為I　(2)60　80　(3)20 3．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量一種合金的電阻率。 (1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測微螺桿發(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。 (

38、2)如圖乙所示是測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 Ω。為了更準(zhǔn)確地測出合金絲的阻值，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

39、.0＝0.410 mm。 (2)電壓表的示數(shù)接近電源的電動(dòng)勢，電流表的示數(shù)很小，說明電壓表串聯(lián)在電路中，由此推斷：合金絲沒有接入電路中，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 Ω，可將電流表改為內(nèi)接；多次測量求平均值，或者用U-I圖像的斜率求出電阻，可以讓測量誤差更小。 答案：(1)B　0.410　(2)7、9　斷路　(3)電流表改為內(nèi)接；測量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。(或測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定舊電池組的電動(dòng)勢與內(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

40、據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出U-I圖像如圖丙所示，由圖丙可知：該電池組的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)小明又利用上述實(shí)驗(yàn)方案測定了同規(guī)格新電池組的電動(dòng)勢與內(nèi)電阻。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舊電池組與新電池組相比，電動(dòng)勢幾乎沒有變化，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。

41、 (2)圖像與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢，由題圖可知，電動(dòng)勢E＝4.3 V；內(nèi)阻r＝ Ω＝7.2 Ω。 (3)由公式P＝I2R、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)4.3　7.2　(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 kΩ)； C．電壓表(量程為10 V、內(nèi)阻為20 kΩ)； D．電流表(量程為0.3 A、內(nèi)阻為1 Ω)； E．電流

42、表(量程為0.6 A、內(nèi)阻為0.4 Ω)； F．滑動(dòng)變阻器(0～5 Ω、10 A)； G．滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω、0.2 A)； H．蓄電池(電動(dòng)勢為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

43、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R＝＝8 Ω，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)B　E

44、　F　(2)圖見解析　(3)左 6．用實(shí)驗(yàn)測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動(dòng)勢約6 V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實(shí)驗(yàn)器材有： 電流表A1(量程0～30 mA)； 電流表A2(量程0～100 mA)； 電壓表V(量程0～6 V)； 滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑動(dòng)變阻器R2(阻值0～300 Ω)； 開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干條。 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下： Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路。 Ⅱ.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。 　 Ⅲ.斷開

45、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)Ⅱ的步驟，得到另一條U-I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)。 回答下列問題： (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＝________Ω。 (3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(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______

46、__。(選填“相同”或“不同”) 解析：(1)由題給U-I圖線可知電流表量程應(yīng)為0～100 mA，故選A2。路端電壓大于5.5 V，而電源電動(dòng)勢E＝6 V，故R外?r，則滑動(dòng)變阻器選R2。 (2)由題圖得：r＝＝25 Ω。 (3)由Rx＋r＝，得Rx＝－r。 (4)電流I＝，r＋Rx一定，R從300 Ω變到某同一阻值，電流變化范圍相同。Rx接A、B間時(shí)，U＝(R＋Rx)，Rx接B、C間時(shí)，U′＝R，故兩種情況下電壓變化不同。 答案：(1)A2　R2　(2)25　(3)－r　(4)相同　不同 7．(2017·全國卷Ⅲ)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1

47、、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 μA，內(nèi)阻為480 Ω。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 Ω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

48、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R1＋R2＝__________ Ω，R4＝________ Ω。 (4)某次測量時(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無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)；使用歐姆擋時(shí)

49、，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無關(guān)，C錯(cuò)。 (3)B端與“1”、“2”相連時(shí)，該多用電表擋位分別為直流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I2＝IG＋，解得R1＋R2＝160 Ω；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＝，R4＝－R0＝880 Ω。 (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 Ω擋，讀數(shù)為11.0×100 Ω＝1.10×103 Ω；B端與“5”相

50、連時(shí)，多用電表為直流電壓5 V擋，讀數(shù)為×5 V＝2.95 V。 答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA 1．10×103 Ω　2.95 V [教師備選題] 1．在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電阻Rx約為200 Ω，電壓表○的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表○的內(nèi)阻約為10 Ω，測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)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值，且測量值Rx1________(填“大于”

51、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測量值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更接近待測電阻的真實(shí)值。題圖(a)的測量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；題圖(b)的測量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2

52、原因是___________________(請(qǐng)用接線柱處的字母表述)。 (2)排除故障后，測量記錄了6組數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出了U-I圖線如圖所示。根據(jù)圖線求出電池的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。 (3)若保護(hù)電阻R0的阻值未知，該電源的電動(dòng)勢E、內(nèi)電阻r已經(jīng)測出，在圖乙的電路中只需改動(dòng)一條線就可測量出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)說明干路是通路

53、，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E＝U＋I(xiàn)r，解得U＝E－Ir，即圖線在縱軸上的截距表示電源電動(dòng)勢E，圖線斜率的絕對(duì)值|k|表示內(nèi)阻r，由圖像知E＝1.48 V，r＝|k|＝＝＝0.50 Ω。 (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，E＝U＋I(xiàn)(R0＋r)，解得R0＝－r。 答案：(1)dj部分?jǐn)嗦贰?2)1.48　0.50 (3)dj　ej(或fj)　－r 3．(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

54、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)勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω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

55、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＝r＝1 Ω，I＝＝ A＝1.5 A，U外＝＝1.5 V，即每只小電珠兩端的電壓為1.5 V，通過圖像可知每只小電珠的電流為I0＝0.38 A，n＝≈4(只)；總功率P總＝nP＝nUI＝2.28 W。 答案：(1)見解析圖　(2)0.44　(3)4　2.28 4．在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中： (1)為了測量金屬絲的電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下實(shí)驗(yàn)器材： A．待測金屬絲電阻Rx(約100 Ω) B．電動(dòng)勢E＝6 V，內(nèi)阻很小的直流電源 C

56、．量程50 mA，內(nèi)阻約為50 Ω的電流表 D．量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω的電流表 E．量程6 V，內(nèi)阻約為15 kΩ的電壓表 F．最大阻值15 Ω，最大允許電流1 A的滑動(dòng)變阻器 G．最大阻值15 kΩ，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 ①為了操作方便，且能比較精確的測量金屬絲的電阻值，電流表選用________，滑動(dòng)變阻器選用________(填寫選用器材前的序號(hào))。 ②根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出測量電阻的甲、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”)。 ③實(shí)驗(yàn)中測得該金屬絲直徑為d，長度為L，接

57、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ρ＝________。 (2)若另有一只待測電阻，無論用電流表內(nèi)接還是外接，測量誤差較為接近，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)了如圖所示的測量電路。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下： ①按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材。 ②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。 ③再閉合S2，調(diào)節(jié)變阻器R，使電流表的電流仍為步驟②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。 用上述測得的物理量表示待測電阻的阻值Rx＝____________。 解析：(1)①根據(jù)閉合電路

58、歐姆定律可知通過待測金屬絲的最大電流為Imax＝＝ A＝60 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＝＝ Ω＝360 Ω，顯然滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用F且應(yīng)采用分壓式接法。 ②由于待測金屬絲滿足>，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。 ③根據(jù)R＝及R＝可得ρ＝。 (2)當(dāng)S2斷開時(shí)應(yīng)有U＝I(RA＋Rx)，當(dāng)S2閉合時(shí)應(yīng)有U1＝IRA＋U2，聯(lián)立以上兩式可得Rx＝。 答案：(1)①C　F?、诩住、邸?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

59、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)： ①熟悉各種實(shí)驗(yàn)器材的原理和使用方法 ②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)過程 ③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)康摹　? 考查點(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)過程中操作規(guī)范，測量準(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

60、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)過程中操作規(guī)范，測量準(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“越來越小”“基本不變”或“越來越大”)。 (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

61、阻____________(填“越來越小”“基本不變”或“越來越大”)。 (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I-U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I-U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

62、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 Ω，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

63、程為15 mA，內(nèi)阻RA1約為10 Ω) B．電流表A2(量程為2 mA，內(nèi)阻RA2＝20 Ω) C．定值電阻R1＝10 Ω D．定值電阻R2＝1 980 Ω E．滑動(dòng)變阻器R(0～20 Ω)一個(gè) F．電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻RV約為3 kΩ) G．蓄電池E(電動(dòng)勢為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)寫出測量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx＝__________，說明式中題目未給出的各物理量的意義：_______

64、____________________________________________。 [解析]　(1)要精確測定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測量LED燈兩端的電壓和通過LED燈的電流，由于電壓表V的量程偏大，測量誤差較大，不能用電壓表V測量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量通過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U＝I2(R

65、2＋RA2)，通過LED燈的電流I＝I1－I2，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)　測量電源電動(dòng)勢、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，既能測量出電池組的電動(dòng)勢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 Ω，額定電流

66、4 A) E．小燈泡(2 A,7 W) F．電池組(電動(dòng)勢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U-I坐標(biāo)系中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動(dòng)勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)在U-I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______Ω，電池組的效率為______。 [解析]　(1)伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，電壓表測路端電壓，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，電流表測流過小燈泡的電流，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測路端電壓，V2測小燈泡兩端電壓，電路圖如圖所示。 (2)電池組的U-I圖像是