2019年高考物理備考 中等生百日捷進提升系列 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。 第二部分知識背一背 （1）電學(xué)測量儀器的使用與讀數(shù) 儀器 極性 量程選擇 讀數(shù) 電流表 有正、負(fù)極的電表，電流由電表的正極流入，負(fù)極流出 使指針指示比滿偏刻度的多的位置 3 V和3 A量程估讀到最小分度的；15 V 量程估讀到最小分度的；0.6 A量程應(yīng)估讀到最小分度的 電壓表 歐姆表 使指針盡量指在表盤中間位置 取兩位有效數(shù)字并乘以相應(yīng)擋位的倍率 （2）多用電表使用“四注意”： ①極性：從電表外部看，電流應(yīng)從紅表筆（“+”極）流入電表，從黑表筆（“-”極）流出電表。 ②功能：利用多用電表測電壓和電流時，選擇開關(guān)對應(yīng)的是電表的量程;而測電阻時，選擇開關(guān)對應(yīng)的是倍率。 ③調(diào)零：測量電阻時，要進行兩次調(diào)零：機械調(diào)零和歐姆調(diào)零?！皺C械零點”在表盤刻度左側(cè)“0”位置。調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;“歐姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕。 ④保護：測電阻時，應(yīng)把被測電阻從電路中拆下測量;多用電表長期不用時，必須取出表內(nèi)的電池。 （3）控制電路（滑動變阻器的接法）的比較與選擇 ①控制電路的比較 比較項目 限流式接法 分壓式接法 電路 電壓調(diào)節(jié)的范圍 E→E 0→E 電能損耗 節(jié)能 耗能 電路連接 簡便 復(fù)雜 ②控制電路的選擇：優(yōu)先選用限流式． 以下情況考慮分壓式： （1）要求待測電路的U、I從0變化； （2）R滑?Rx； （3）選用限流式時，Ux、Ix過大（超過電表量程，燒壞電表、電源或用電器等）或Ux、Ix過?。ㄗ畲笾挡怀^電表滿量程的，讀數(shù)誤差大）. （4）伏安測電阻實驗中電流表的內(nèi)、外接法 比較項目 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 比較 項目 電流表內(nèi)接法 電流表外接法 測量 結(jié)果 電阻的測量值大于真實值 電阻的測量值小于真實值 適用 條件 Rx?RA，大電阻 Rx?RV，小電阻 ②特別提醒：在RV、RA均不知的情況下，可采用試觸法.如下圖所示，分別將a端與b、c接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法;如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流表分壓作用大，應(yīng)采用外接法. （5）選擇實驗儀器的三大原則 ①安全性原則：要能夠根據(jù)實驗要求和客觀條件選用合適的儀器，使實驗切實可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過允許通過的最大電流等。 ②精確性原則：根據(jù)實驗的需要，選用精度合適的測量工具，但對某個實驗來講，精確程度達(dá)到要求即可，并不是精度越高越好。 ③方便性原則：在不違反前兩個原則的前提下，盡量使測量電路簡單好接，測量中的調(diào)節(jié)控制操作方便。 （a）用分壓式接法時，滑動變阻器應(yīng)該選用阻值較小的，而額定電流較大的。 （b）用限流式接法時，滑動變阻器應(yīng)該選用阻值和被測電阻接近的，額定電流應(yīng)大于被測電阻的額定電流 第三部分技能+方法 一、多用電表測電阻使用“五步”法 ①選檔：選倍率，一般要選擇比被測電阻的估計值低一個數(shù)量級的倍率，如估計值為200Ω就應(yīng)該選10的倍率; ②調(diào)零：進行歐姆調(diào)零; ③測量：將紅、黑表筆接被測電阻兩端進行測量; ④讀數(shù)：將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值; ⑤整理：測量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。 ⑥特別注意：用歐姆擋測電阻時，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)傅臍W姆刻度值太大），應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測量;如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太?。?，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測量。 二、控制電路的設(shè)計技巧 ①滑動變阻器控制電路的方式有分壓式和限流式兩種，下列幾種情況必須選用分壓式接法： （a）要求被控制電路的電流（或電壓）從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時（如：測繪導(dǎo)體的伏安特性曲線等實驗）； （b）被控制電路的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大值R0時； （c）實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時； （d）若采用限流式接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過電表或電器的額定值時． ②若測量電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且被控制電路的電阻RL與滑動變阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，則應(yīng)該采用限流式接法．測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗必須采用限流式接法． 三、電學(xué)儀器的選擇： ①電源的選擇：一般可以根據(jù)待測電路的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源。 ②電表的選擇：一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表;根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表;選擇的電表的量程應(yīng)使電表的指針偏轉(zhuǎn)的幅度較大，一般應(yīng)使指針能達(dá)到半偏以上，以減小讀數(shù)的偶然誤差，提高精確度 四、實物圖連接注意 ①一般先從電源正極開始，須看電流的方向，將干路元件依次連線； ②最后并接電壓表； ③連線時要注意電表的正、負(fù)接線柱，要使電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出. 五、器材選擇的一般步驟是： ①找出唯一性的器材； ②草畫電路圖（暫不把電表接入）； ③估算最大值（在限流電路中把滑動變阻器觸頭推向最小值）； ④考慮能否都使電表達(dá)到滿偏的1/3以上，且不超過電表的量程 第四部分基礎(chǔ)練+測 1．現(xiàn)有一種足夠長的粗細(xì)均勻的圓柱形金屬電電阻絲,截取長度為L的一段來探究它在不同電壓下的電阻率及功率。 (1)用螺旋測器測量它的直徑d,如圖甲所示,d=________mm。 (2)這是某次得的數(shù)據(jù)如下表記錄 實驗器材如圖,現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接,請根據(jù)上表數(shù)據(jù)推測，用筆劃線代替導(dǎo)線在圖乙中完成余下導(dǎo)線的連接__________； (3)若當(dāng)電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)力I,則該電壓下此金屬絲的電阻率為________________（用U、I、L、d等字母表示）； (4)某同學(xué)根據(jù)數(shù)據(jù)表,畫出了該段金屬絲的伏安特性曲線,如圖, ①將這段金屬絲接在一電動勢為3V，內(nèi)阻為1Ω的電源兩端，這段金屬絲的電功率為______W,(結(jié)里保留兩位小數(shù))； ②如圖,取長度為x的該種金屬電阻絲，與①中電源,定值電阻R=4.5Ω串聯(lián)成閉合回路,恰使金屬電阻絲功率最大,則x為L的__________倍。 【答案】6.545πUd24IL1.251.1 【解析】 【詳解】 解：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為6.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.014.5mm=0.045mm，所以最終讀數(shù)為：6.5mm+0.045mm=6.545mm； (2) 探究圓柱形金屬電電阻絲在不同電壓下的功率大小，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實物電路圖如圖所示： (3)根據(jù)歐姆定律可得Rx=UI，根據(jù)電阻定律可得Rx=ρLS=ρ4Lπd2，聯(lián)立解得此金屬絲的電阻率為ρ=πd2U4IL； (4) 將這段金屬絲接在一電動勢為3V，內(nèi)阻為1Ω的電源兩端，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=3-I，在該段金屬絲的伏安特性曲線作出U=3-I圖像，如圖所示，由圖示圖象可知，該段金屬絲兩端電壓U=2.50V，通過該段金屬絲的電流I=0.50A，該段金屬絲電阻為：RL=UI=5.0Ω，該段金屬絲功率：P=UI=2.500.50W=1.25W； ②電源與電阻R整體可以看做等效電源，等效電源內(nèi)阻為1+4.5Ω=5.5Ω，當(dāng)長度為x的該種金屬電阻絲的電阻為5.5Ω時，金屬絲功率最大，根據(jù)電阻定律可得電阻之比等于長度之比，即xL=RxRL=5.55.0=1.1； 2．某同學(xué)在“測電源甲的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗中,實驗室提供備選器材有:電流表(0-0.60A)、電壓表(0-3.00V)、滑動變阻器R1（10Ω 1.00A）、滑動變阻器R2（100Ω 0.60A）、電阻箱R3(0-999.9Ω)、定值電阻R0為2Ω、開關(guān)S及導(dǎo)線若干。他采用如圖甲所示電路進行實驗,測得6組U、I數(shù)據(jù)(見表格中) （1）將圖乙實驗電路所缺的導(dǎo)線補充連上,使電路完整_____________; （2）根據(jù)電流、電壓數(shù)量關(guān)系確定電源甲的電動勢和內(nèi)阻,請你自定標(biāo)度將表中的數(shù)據(jù)在圖丙坐標(biāo)系中描點并連線畫出U-I圖線____________。 （3）根據(jù)作圖分析得出的結(jié)論是:電源甲的電動勢為________V,電源內(nèi)電阻為________Ω; （4）該同學(xué)接著從提供的器材中選擇合適器材,繼續(xù)測量電源乙的電動勢和內(nèi)阻,得到1I-R圖線(R為電源外電路的總電阻),如圖丁。根據(jù)圖像可知電源乙的內(nèi)阻為______Ω。 在虛線框中畫出該同學(xué)實驗新方案的電路圖_________________。 【答案】（1）如圖；（2）如圖：（3）2.80V1Ω（4）如圖；0.5Ω. 【解析】 【詳解】 （1）電路連接如圖； （2）U-I圖線如圖： （3）由圖可知電源甲的電動勢為2.80V；電源內(nèi)電阻為r=ΔUΔI-R0=2.8-1.00.6Ω-2Ω=1Ω; （4）所用電路如圖； 由歐姆定律：E=I(R+r)，即1I=1ER+rE， 則1E=0.20.5；rE=0.2解得E=2.5V；r=0.5Ω 3．某同學(xué)在實驗室找到一只表盤稍有磨損（中值“15“清晰可見）的萬用表，不過他一想，這并不影響實驗操作，于是進行了如下幾項實驗。 (1)在如圖所示電路的電路中某一電阻發(fā)生了斷路現(xiàn)象，在不斷開電源的情況下，他選擇了正確的擋位并進行了正確的操作，發(fā)現(xiàn)兩表筆接在a、c兩端時多用表指針明顯偏轉(zhuǎn)，而接在a、b兩端多用表指針并未偏轉(zhuǎn)，由此可知他選用的擋位和結(jié)論正確的是____ A.直流10V擋，R1斷路 B.直流2.5v擋，R2斷路 C.歐姆檔，R1斷路 D.歐姆擋，R2斷路 (2)用多用電表探測圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、 F兩點間無電壓；用歐姆測量，黑表筆（與電表內(nèi)部電源的正極相連）接E點，紅表筆（與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連）接F點，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖乙中___________ (3)為了進一步研究該萬用表，他找來一塊量程為3V的標(biāo)準(zhǔn)電壓表，將萬用表調(diào)至“100Ω”檔并進行了歐姆調(diào)零，然后將萬用表的紅黑表筆分別與電壓表正負(fù)極相接，兩表指針偏轉(zhuǎn)如圖所示。實驗中，他應(yīng)該將多用表的紅表筆與電壓表的_____（正或負(fù)）接線柱相接觸，丁圖中電壓表的讀數(shù)為____ V，通過分析得知該電壓表的內(nèi)阻為______Ω，多用表的內(nèi)電源電動勢為_____V 【答案】AB負(fù)1.206kΩ1.5V 【解析】 【詳解】 解：(1) 根據(jù)題給條件可知不能應(yīng)用歐姆擋，因為使用歐姆擋時，被測元件必須與外電路斷開，C、D項不符合操作規(guī)程；由于電源電動勢為6V，所以選直流10V擋； 若R1斷路時，兩表筆接在a、b兩端時多用電表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩表筆接a、c在兩端時多用表電指針明顯偏轉(zhuǎn)；若R2斷路時，兩表筆接a、b和a、c在兩端時多用電表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可知R1斷路，故選項A正確，B、C、D錯誤； (2)用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，說明E、G與F、G間可能有電源存在；用歐姆檔測量，因電流從黑表筆出來通過導(dǎo)體再從紅表筆進入歐姆表，故若黑表筆接E點紅表筆接F點時電阻小，說明電流容易從E通過導(dǎo)體，若黑表筆接F點紅表筆接E點時電阻很大，說明電流不能從F通過，這就說明E、F間有二級管且E是正極，故該黑箱內(nèi)元件的接法可能是選項B； (3)歐姆表的黑表筆與歐姆表內(nèi)置電源正極相連，紅表筆與內(nèi)置電源負(fù)極相連，電壓表的正接線柱應(yīng)接高電勢點，負(fù)接線柱應(yīng)接低電勢點，因此將多用電表的紅表筆和電壓表的負(fù)接線柱相連，黑表筆連接另一端； 電壓表的分度值為0.1V，所以丁圖中電壓表的讀數(shù)為1.20V； 歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)=R中=1500Ω，根據(jù)丙圖可知電路的電流為滿偏電流的15，即有15?ER內(nèi)=ERV+R內(nèi)，解得：RV=6000Ω=6kΩ，根據(jù)歐定律可得U=IRV=RVER內(nèi)+RV，解得E=1.50V； 4．一探究小組要描繪一個標(biāo)有“5V，2.5W”小馬達(dá)（電動機，線圈電阻恒定）的伏安特性曲線，馬達(dá)兩端的電壓需要從零逐漸增加到5V．現(xiàn)有下列器材： A．電源（電動勢6V） B．電壓表（量程6V） C．電流表A1（量程3A） D．電流表A2（量程為0.6A） E．滑動變阻器R1（最大阻值10Ω） F．滑動變阻器R2（最大阻值200Ω） G．開關(guān)和導(dǎo)線若干 （1）實驗中電流表應(yīng)選______（填“C”或“D”），滑動變阻器應(yīng)選______（填“E”或“F“） （2）請在圖a方框中畫出完整的實驗電路圖______ （3）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.5V時馬達(dá)才開始轉(zhuǎn)動，該小組用所測數(shù)據(jù)描繪的伏安特性曲線如圖b，由圖象可得馬達(dá)線圈的電阻為______Ω，馬達(dá)正常工作時的機械功率為______W。 【答案】（1）DE（2）電路圖見解析；（3）1.252.19 【解析】 【詳解】 （1）小馬達(dá)的額定電流I=PU=2.55=0.5A，從讀數(shù)誤差的角度考慮，電流表選擇D；為方便實驗操作，滑動變阻器選擇E。 （2）因為電壓電流需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，由題意可知電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小馬達(dá)的電阻，電流表采用外接法，電路圖如圖所示； （3）電壓表讀數(shù)小于0.5V時小馬達(dá)沒啟動，此時電路為純電阻電路，根據(jù)歐姆定律得：R=UI=0.50.4=1.25Ω； 正常工作時電壓為5V，根據(jù)圖象知電流為0.5A，則電風(fēng)扇發(fā)熱功率：P熱=I2R=0.521.25=0.3125W， 則機械功率：P機械=P額定-P熱=2.5-0.3125≈2.19W。 5．磁力鎖主要由電磁鐵和銜鐵組成。某小組用如圖甲所示的裝置研究電磁鐵線的工作電壓與銜鐵所受磁力大小的關(guān)系，彈性梁一端連接有銜鐵，在外力作用下可以上下運動，另一端固定于墻壁，電磁鐵位于銜鐵正下方，V1為理想電壓表. (1)為增大電磁鐵產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，變阻器的滑片P應(yīng)向_________端移動（選填“c”或“d”）. (2)已知電磁鐵線圈的直流電阻為30?Ω，滑動變砠器的最大阻值為170?Ω，電源E的電動勢為12.0?V，滑動變阻器能提供的最大分壓為11.9?V，則電源E的內(nèi)阻為_________Ω（保留兩位有效數(shù)字） (3)同學(xué)們將阻值會因形狀變化而發(fā)生改變的金屬應(yīng)變片R1粘貼在彈性梁的上表面，然后將金屬應(yīng)變片R1、定值電阻R2和理想電壓表V2連接成如圖乙所示的電路。線圈通電吸引銜鐵下移時，應(yīng)變片變長，R1的阻值將_________，電壓表V2的讀數(shù)將_________。（填“增大”“減小”或“不變”） (4)在線圈通電吸合銜鐵后，用外力F使電磁鐵和衛(wèi)鐵剛好分開，測得外力F與線圈兩端電壓U的關(guān)系如圖丙所示，若要求該鎖能抵抗1200?N的外力，則工作電壓至少為_________V。 【答案】 c 0.21 增大增大 6 【解析】 【詳解】 解：(1)根據(jù)電流的磁效應(yīng)，電流越大，產(chǎn)生的磁場強度越強，為了增加電磁鐵產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，變阻器的滑片應(yīng)該滑向c端； (2)當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑到c端時，滑動變阻器提供的分壓最大，由閉合電路歐姆定律E=Um+Ir，I=UmR，R=3017030+170Ω=25.5Ω，聯(lián)立解得：r=0.21Ω； (3)線圈通電吸引銜鐵下移時，應(yīng)變片變長，根據(jù)電阻定律，R1的阻值將增大。根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，電阻增大，電壓增大，所以電壓表V2的讀數(shù)將增大； (4)由圖丙可知，F(xiàn)=1200N時對應(yīng)的工作電壓為6.0V，即要求該鎖能抵抗1200N的外力，則工作電壓至少為6.0V。 6．某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的實驗電路準(zhǔn)備測量未知電阻Rx的值。圖中G是指針在中央（零刻線在中央）的靈敏電流計（已知電流從左側(cè)接線柱流入指針向左偏），R是已知阻值的定值電阻，AB是一根粗細(xì)均勻的長直電阻絲，從刻度尺測得AB長度為L，D是與電阻絲接觸良好的滑動觸頭?；卮鹣铝袉栴}： （1）同學(xué)在某一次將D調(diào)節(jié)到如圖位置時發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏，則他應(yīng)該把D向________（填左或右）移動適當(dāng)距離，直到____________為止。 （2）他還需要測量的物理量有______________（用字母符號表示），未知電阻的計算表達(dá)式為Rx=________（用題目中給出和你設(shè)的字符表示） （3）關(guān)于本次實驗系統(tǒng)誤差的分析為：測量值________電阻真實值（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】左靈敏電流計指針指零（或中央）AD間距離xRx = L-xxR（或DB間距離x；xL-xR；或用其它字符表示的，只要正確均可）= 【解析】 【詳解】 （1）某一次將D調(diào)節(jié)到如圖位置時發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏，說明電流從電流表的右側(cè)接線柱中流入，即C點電勢高于D點，即電阻Rx兩端電壓大于BD之間電阻絲的電阻，則他應(yīng)該把D向左移動，直到靈敏電流計指針指零（或中央）為止； （2）當(dāng)靈敏電流計的指針指零時，說明CD兩點電勢相等，即I1R=I2RAD；I1Rx=I2RDB，即RRx=RADRDB=xL-x，則他還需要測量的物理量有AD間距離x；未知電阻的計算表達(dá)式Rx=L-xxR； （3）由(2)的分析可知，此實驗原理不會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，即測量值等于電阻真實值. 7．在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實驗中，實驗連線后如圖1所示，感應(yīng)線圈組的內(nèi)外線圈的繞線方向如圖2粗線所示。 （1）接通電源，閉合開關(guān)，G表指針會有大的偏轉(zhuǎn)，幾秒后G表指針停在中間不動。將滑動變阻器的觸頭迅速向右滑動時，G表指針____（“不動”、“右偏”、“左偏”、“不停振動”）；迅速抽出鐵芯時，G表指針____（“不動”、“右偏”、“左偏”、“不停振動”）。 （2）斷開開關(guān)和電源，將鐵芯重新插入內(nèi)線圈中，把直流輸出改為交流輸出，其他均不變。接通電源，閉合開關(guān)，G表指針____（“不動”、“右偏”、“左偏”、“不停振動”）。 （3）僅用一根導(dǎo)線，如何判斷G表內(nèi)部線圈是否斷了？ ________ 【答案】左偏右偏不停振動短接G表前后各搖動G表一次，比較指針偏轉(zhuǎn)，有明顯變化，則線圈斷了；沒有明顯偏轉(zhuǎn)則未斷。 【解析】 【詳解】 （1）將滑動變阻器的觸頭迅速向右滑動時，電阻減小，回路電流變大，根據(jù)線圈中導(dǎo)線的繞向可知磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知，A線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流使G表指針左偏；迅速抽出鐵芯時，磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與上述方向相反，則G表指針右偏。 （2）斷開開關(guān)和電源，將鐵芯重新插入內(nèi)線圈中，把直流輸出改為交流輸出，其他均不變。接通電源，閉合開關(guān)，由于穿過線圈的磁通量大小方向都不斷變化，在線圈A中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小方向不斷變化，則G表指針不停振動。 （3）根據(jù)阻尼原理，短接G表，前后各搖動G表一次，比較指針偏轉(zhuǎn)，有明顯變化，則線圈斷了；沒有明顯偏轉(zhuǎn)則未斷。 8．小明想測額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率的電路。 （1）在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其原因是的____導(dǎo)線沒有連接好（圖中用數(shù)字標(biāo)記的小圓點表示接線點，空格中請?zhí)顚憟D中的數(shù)字，如“7點至8點”）； （2）正確連好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)到額定電壓時，電流表的指針如圖所示，則電流為____A，此時小燈泡的功率為____W （3）做完實驗后小明發(fā)現(xiàn)在實驗報告上漏寫了電壓為1.00V時通過小燈泡的電流，但在草稿紙上記錄了下列數(shù)據(jù)，你認(rèn)為最有可能的是____ A.0.08AB.0.12AC.0.20A 【答案】1點至4點0.300.75C 【解析】 【詳解】 （1）在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其原因是1點至4點的導(dǎo)線沒有連接好，滑動變阻器相當(dāng)于接成了限流電路； （2）由表盤刻度可知，電流表讀數(shù)為0.30A；則燈泡的額定功率：P=IU=0.302.5W=0.75W； （3）若燈泡電阻不變，則由R=UI=2.50.30=1.00I1，解得I1=0.12A，考慮到燈泡電阻溫度越低時阻值越小，則通過燈泡的電流要大于0.12A，則選項C正確；故選C. 9．在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中： （1）首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系．實驗中所用電流表量程為100 μA，電源電動勢為1.5 V，待選的保護電阻有三種R1＝20 kΩ，R2＝1 kΩ，R3＝100 Ω，應(yīng)選用電阻______（選填R1、R2、R3）； （2）已測得電流表指針向右偏時，電流是由正接線柱流入．由于某種原因，螺線管線圈繞線標(biāo)識已沒有了，現(xiàn)通過實驗查找繞線方向．當(dāng)磁鐵N極插入線圈時，電流表指針向左偏，如圖甲所示，則圖乙所示線圈的繞線方向正確的是________圖（填“左”或“右”）； 圖甲圖乙 （3）若將條形磁鐵S極放在下端，從螺線管中拔出，這時電流表的指針應(yīng)向________偏(填“左”或“右”)． 【答案】R1左左 【解析】 【詳解】 （1）由閉合電路歐姆定律，則有：R=EIg=1.510010-6Ω=15103Ω，R1＞R．不會使電流表超過量程，達(dá)到保護的作用．選20kΩ的電阻R1． （2）已測得電流表指針向右偏時，電流是由正接線柱流入，當(dāng)磁鐵N極插入螺線管時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，又電流表指針向左偏，可知電流方向是由正電流表接線柱流出至螺線管上端接線柱，由安培定則可判斷螺線管的繞線方向如圖2中左圖所示． （3）若將條形磁鐵S極在下端，從螺線管中撥出時，感應(yīng)電流磁場方向為阻礙磁通量的減少，螺線管上端應(yīng)為N極，下端為S極，由螺線管的繞線方向可以判定電流是從電流表的負(fù)接線柱流入，故指針向左偏． 10．如圖是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖，其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q，從而求出其電容C.該實驗的操作步驟如下： ①按電路圖接好實驗電路; ②接通開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度，記下這時的電壓表讀數(shù)U0＝6.2 V和微安表讀數(shù)I0＝490 μA; ③斷開電鍵S并同時開始計時，每隔5 s讀一次微安表的讀數(shù)i,將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計的表格中; ④根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標(biāo)，i為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(圖中用“”表示),則： (1)根據(jù)圖示中的描點作出圖線_________ (2)圖示中i-t圖線下所圍的“面積”所表示的物理意義是：______________. (3)根據(jù)以上實驗結(jié)果和圖線，估算當(dāng)電容器兩端電壓為U0所帶的電量Q0=__________，并計算電容器的電容C=________________.（這兩空均保留兩位小數(shù)） 【答案】電容器兩端電壓為U0時所帶電量為Q.8.0010－3 C～8.2510－3 C1.3010－3 F～1.3310－3 F 【解析】 【詳解】 （1）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)所描出的點，用平滑的曲線把各點連接起來，作出圖象，圖象如圖所示． （2）由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積：則面積為電容器在開始放電時時所帶的電荷量，即電容器兩端電壓為U0時所帶電量為Q. （3）由圖示圖象可知，“面積”格數(shù)約32～33格．電容器電容為U0時，電荷量Q=8.0010-3C（8.0010-3C～8.2510-3C均正確），電容器的電容C=QU=810-36.2≈1.3010-3F； 11．某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水(含多種重金屬離子)的電阻率來判斷某工廠廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)(達(dá)標(biāo)的污水離子濃度低，電阻率大，一般電阻率 ρ≥200 Ωm 的工業(yè)廢水即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn))．如圖甲所示為該組同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為金屬薄板(電阻極小)，其余四面由絕緣材料制成，左、右兩側(cè)帶有接線柱．容器內(nèi)表面長 a＝40 cm，寬 b＝20 cm，高 c＝10 cm.將水樣注滿容器后，進行以下操作： (1)用多用電表歐姆擋測量電阻時，紅黑表筆互換了插孔，這樣______ (填“會”或“不會”)影響測量結(jié)果； (2)分別用多用電表歐姆擋的“1 k”、“100”兩擋粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙所示，則所測水樣的電阻約為________Ω. (3)為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組從實驗室中找到如下實驗器材： A．電流表(量程 5 mA，電阻 RA＝500 Ω) B．電壓表(量程 15 V，電阻 RV約為 10 kΩ) C．滑動變阻器(0～20 Ω，額定電流 1 A) D．電源(12 V，內(nèi)阻約 10 Ω) E．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干請在圖中完成電路連接________． (4)正確連接電路后，閉合開關(guān)，測得一組 U、I 數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量步驟，得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示. 由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻為_______Ω.據(jù)此可知，所測水樣________排放標(biāo)準(zhǔn)(填“達(dá)到”或“沒達(dá)到”)． 【答案】（1）不會；（2）1400Ω；（3）；（4）2280Ω；沒達(dá)標(biāo) 【解析】 【詳解】 （1）測量電阻時，多用電表內(nèi)部電源被接通，電流從多用電表內(nèi)部流出，因為電阻不分正負(fù)極，所以電流流向電阻哪一端無所謂，紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔不會影響測量結(jié)果； （2）圖乙中圖，指針示數(shù)乘以倍率，得出水樣的電阻約為：1400Ω； （3）因為要精確測量電阻值，需要電路中電壓有較大的變化范圍，而滑動變阻器阻值又遠(yuǎn)小于待測電阻，所以連線時滑動變阻器要用分壓接法；又因為電流表內(nèi)阻已知，則采用電流表內(nèi)接法，電路連接如圖所示． （4）利用R=U/I計算出每次的電阻R，再求平均值，總電阻為2780Ω，又R=R總-RA=2280Ω 根據(jù)電阻定律：R＝ρLS，代入數(shù)據(jù)得ρ=114Ω?m＜200Ω?m，故所測水樣沒達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)． 12．實驗室為了測量阻值約為幾百歐姆的電阻的阻值，小勇利用如下的實驗器材改裝成了一個簡易歐姆表。 A．滿偏電流為Ig=500 μA、內(nèi)阻為Rg=1 000 Ω的電流計G B．內(nèi)阻可忽略不計的電動勢為1.5 V的干電池E C．可調(diào)范圍在0~99.99 Ω的電阻箱R1 D．可調(diào)范圍在0~999.9 Ω的電阻箱R2 E．可調(diào)范圍在0~100 Ω的滑動變阻器R3 F．可調(diào)范圍在0~10 00 Ω的滑動變阻器R4 G．開關(guān)和導(dǎo)線若干 請回答下列問題: （1）小勇通過分析可知，該電流計的內(nèi)阻過大,導(dǎo)致誤差較大,因此小勇首先將該電流計G改裝成量程為0~3 mA的電流表，則電流計G應(yīng)____(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)電阻箱___(選填“R1”或“R2”)，且應(yīng)把電阻箱調(diào)至____Ω； （2）完成操作（1）后，小勇利用改裝后的電流表改裝成了滿足題中要求的歐姆表，使指針位于表盤中央刻度時，對應(yīng)被測電阻的阻值為500 Ω,請將設(shè)計的電路補充完整，并標(biāo)出相應(yīng)符號，其中A為____(選填“紅”或“黑”)表筆； 利用該歐姆表測量一未知電阻時，電流計G的讀數(shù)為200 μA，則該電阻的阻值約為_______Ω。(結(jié)果取整數(shù)) 【答案】并聯(lián)R2200.0；紅750 【解析】 【詳解】 （1）將電流表改裝為3mA的電流表應(yīng)該并聯(lián)一個分流電阻，并聯(lián)電阻阻值為：R=IgRgI-Ig=50010-61103310-3-50010-6≈200Ω；則電阻箱應(yīng)選擇R2； （2）接線柱A內(nèi)部接電源的負(fù)極，可知A是紅表筆；改裝后的電流表內(nèi)阻為：R=IgRgI=50010-61103310-3≈167Ω，把表頭改裝成中值電阻為500Ω的歐姆表，則需要串聯(lián)的電阻為：R″=500-167=333Ω，所以選擇滑動變阻器R4（0-1000Ω），實驗電路圖如圖所示： （3）改裝后電流表量程是原電流表G量程的：310-350010-6=6倍，電流表G的示數(shù)為200μA，電路電流為：I=200μA6=1200μA=1.2mA；待測電阻阻值為：RX=UI-R內(nèi)=1.51.210-3-500=750Ω； 13．用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材(代號)與規(guī)格如下： A.電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻r1約為10kΩ)； B.電壓表V2(量程4.5V,內(nèi)阻r2約為20kΩ)； C.電壓表V3(量程15V，內(nèi)阻r3約為30kΩ)； D.待測電阻Rx(阻值約為60Ω) E.定值電阻R0=30Ω; F.滑動變阻器R1(最大阻值5Ω); G.滑動變阻器R2(最大阻值200Ω H.電源E(電動勢約為6V,內(nèi)阻r約為lΩ)； I.單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。 (1)某同學(xué)設(shè)計了一個測量電阻Rx的實驗電路如圖所示?；瑒幼冏杵鱎應(yīng)選_____(選填“R1”、“R2”);為保證測量時誤差盡可能小,M電壓表應(yīng)選______（選填“V1"或“V2"或“V3")。 (2)若M、N電表的讀數(shù)分別為2.75V、4.20V,則Rx=_______(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)考慮本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差,所以測量值比真實值______（選填“偏大”或“偏小”) 【答案】R1V157Ω偏小 【解析】 【詳解】 解：(1)由于滑動變阻器采用分壓式，為了使測量盡量準(zhǔn)確，便于調(diào)節(jié)滑動變阻器用總阻值小的故選R1；由于R0與Rx串聯(lián)，電源E的電動勢約為6V，所以M電壓表應(yīng)選電壓表V1(量程3V)，N電壓表應(yīng)選電壓表V1(量程4.5V)； (2)根據(jù)串聯(lián)分壓，電流相等的特點和電路可知UMRx=UN-UMR0，解得Rx=57Ω； (3)由于M電壓表的分流作用，流過R0的電流大于Rx的電流，測量值比真實值偏??； 14．某實驗小組利用如圖甲所示的電路測量一微安表(量程為0～500μA，內(nèi)阻約為300Ω)的內(nèi)阻，可選用的器材有，定值電阻R0(阻值為120Ω)、滑動變阻器R1(阻值范圍為0～10Ω)，電源E(電動勢為2V，內(nèi)阻很小)、電阻箱R2和R3(阻值范圖均為0～999.9Ω)、單刀單擲開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2和導(dǎo)線若干。 (1)根據(jù)圖甲的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物電路補充完整。(閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片在最左端)________ (2)完成電路連接后，該小組的操作步驟如下： ①將滑動變阻器R1的滑片P移到最左端，調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值為0；閉合開關(guān)S1，移動滑片P，使微安表的指針滿偏。 ②保持滑片P的位置不動，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的12；記錄電阻箱R2的阻值r1，則微安表內(nèi)阻的測量值rA1=__________； ③保持滑片P的位置不動，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的23；記錄電阻箱R2的阻值r2，則微安表內(nèi)阻的測量值rA2=______。 (3)微安表內(nèi)阻的測量值rA1和rA2都比實際值偏______(選填“大”或“小”)。 (4)為減小系統(tǒng)誤差，該小組改進了電路設(shè)計，如圖丙所示，先閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2撥到位置a，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片P，使微安表的指針滿偏，然后將開關(guān)S2撥到位置b，保持滑片P的位置不變，同時調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，使電阻箱R3的阻值r3和電阻箱R2的阻值r4滿足r3=______r4，且使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的12，則微安表內(nèi)阻的測量值rA3=r4。 【答案】r12r2大1 【解析】 【詳解】 (1)按電路連線如圖所示，要注意滑動變阻器是分壓接法。 (2)②滑動變阻器的阻值較小，當(dāng)滑片處于某一位置時，電阻箱為零，此時電流表滿偏。保證滑動變阻器位置不變，此處近似認(rèn)為電壓為U不變，當(dāng)電阻箱為r1時電流表半偏，據(jù)歐姆定律有：Ig=URA，12Im=URA+r1，聯(lián)立可得：rA1=r1。 ③同理，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱為r2時，電流表23偏轉(zhuǎn)，即23Im=URA+r2，聯(lián)立解得：rA2=2r2?? (4)在改進的電路中，開關(guān)拔向a時：有：U=IgrA3 開關(guān)拔向b時，U=12Ig(rA3+r4)=Igr3， 而最后結(jié)論是：rA3=r4， 聯(lián)立可得：r3=r4 15．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們來到電學(xué)實驗室測量電源電動勢和內(nèi)電阻。大家分別選用不同的實驗器材設(shè)計了以下四種測量電路： (1)上面測量電路中，不能夠完成實驗?zāi)康氖悄囊粋€電路？____________． 小明同學(xué)根據(jù)其中的一個電路直接測得的實驗數(shù)據(jù)作出了表． R/Ω 2.0 3.0 6.0 10 15 20 U/V 1.30 1.36 1.41 1.48 1.49 1.50 (2)①由此可知該同學(xué)選用的是____________圖所示的電路進行的實驗． ②采用圖象法處理數(shù)據(jù)時，應(yīng)作出____________圖線（選填U—R，或U—1/R，或1/U-1/R），若通過圖像求出斜率是k，縱軸截距是b，則電源的電動勢E=__________；r=__________。 【答案】c；d；1U-1R；1b；kb 【解析】 【詳解】 解：(1)要想測量電動勢和內(nèi)電阻需要明確流過電源的電流路端電壓，或者利用伏阻法、安阻法明確路端電壓或電流；故a、b、d均可以進行測量；但丙圖中無法得出流過電源的電流和電壓，故c圖無法進行測量； (2)①由表中數(shù)據(jù)可知，測出了電壓和電阻，故應(yīng)是應(yīng)用d圖進行的實驗； ②根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U=ER+rR，若作出U?R圖象得出的是曲線，無法進行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)進一步化簡，得出：U=E-URr，即作出U-UR圖象；或變形為：1U=1E+rE?1R，故可以作出1U-1R圖象；由題意可知1U-1R圖象，由數(shù)學(xué)規(guī)律可知：1E=b，rE=k，聯(lián)立解得：E=1b，r=kb； 16．某同學(xué)為了測量0～5V電壓表的內(nèi)阻，他從實驗室拿來多用電表、3節(jié)干電池、最大阻值為100Ω的滑動變阻器、開關(guān)和若干導(dǎo)線。 (1)該同學(xué)在先用多用電表粗測電壓表內(nèi)阻時，把選擇開關(guān)旋到歐姆“1k”擋，正確調(diào)零后，將_______(選填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“+5V"接線柱，另一只表筆接“-”接線柱。多用電表的指針位置如圖甲中的A所示，則電壓表的內(nèi)阻為_______Ω. (2)再用伏安法測量其內(nèi)阻，把多用電表的選擇開關(guān)旋到直流電流的_______（填“100”“10”或“1”)mA擋，并把各儀器按圖乙接好電路. (3)實驗中當(dāng)電壓表的示數(shù)為4.0V時，多用電表的指針位置如圖甲中的B所示，則示數(shù)為_______mA，則電壓表的內(nèi)阻Rv=_______Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 【答案】黑9k(9000)10.45（0.44～0.16都給分）8.9k(8.910) 【解析】 【詳解】 （1）用多用電表歐姆檔測電壓表內(nèi)阻，由于多用電表的內(nèi)接電源正極接在黑表筆上，所以黑表筆要電壓表的正接線柱。讀數(shù)由倍率和示數(shù)的乘積，所以RV=9000Ω。 （2）估算電路中的電流為：I=39000+100 A≈0.3mA．所以電流表的量程選項1mA。 （3）由電流表（多用電表的電流檔）讀得電路中的電流I=0.45mA。則電壓表的內(nèi)阻RV=UI=4.00.4510-3Ω≈8.9103Ω 17．某實驗室中有一捆銅電線，實驗小組的同學(xué)想應(yīng)用所學(xué)的電學(xué)知識來測量這捆電線的長度。他們設(shè)計了如圖甲所示的電路來測量這捆電線的電阻Rx，圖中a、b之間連接這捆電線；V1和V2可視為理想電壓表：R為阻值范圍為0～999.0的電阻箱；E為電源；R0為定值電阻；S為開關(guān)。采用如下步驟完成實驗： (1)先用螺旋測微器測量該銅電線的直徑d，如圖乙所示，則d=___________mm； (2)按照圖甲所示的實驗原理線路圖，將實物電路連接好； (3)將電阻箱R調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)淖柚担]合開關(guān)S，記下此時電阻箱的阻值R、電壓表V1的示數(shù)U1、電壓表V2的示數(shù)U2，則這捆電線的阻值表達(dá)式為Rx=___________(用R、U1、U2表示)； (4)改變電阻箱的阻值R，記下多組R、U1、U2的示數(shù)，計算出每一組U2U1的值，作出U2U1－1R圖像如圖丙所示，利用圖像可求得這捆電線的電阻Rx=___________Ω； (5)已知這捆電線銅材料的電阻率為ρ=2.0010－8Ωm，則這捆銅電線的長度為L=___________m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 【答案】1.200(U2U1-1)R2.61.47102 【解析】 【詳解】 （1）銅電線的直徑d為d=1mm+20.00.01mm=1.200mm。 （3）通過銅線的電流為Ix=IR=U1R。Rx=U2-U1Ix=(U2U1-1)R （4）整理可得U2U1=RX1R+1。由圖象可得斜率k=Rx=7.5-1.002.50Ω=2.60Ω。 （5）由電阻定律R=ρls可得l=Rsρ=Rπd24ρ=2.63.14(1.210-3)24210-8m=1.47102m 18．測定電流表內(nèi)電阻的實驗中備有下列器材： A．待測電流表G（量程0～10mA） B．標(biāo)準(zhǔn)電流表A（量程0～15mA，內(nèi)阻忽略） C．電阻箱R′（0-999Ω） D．滑動變阻器R1（總電阻約200Ω，額定電流2.0A） E．滑動變阻器R2（總電阻約1000Ω，額定電流2.0A） F．電源E1（電動勢約為8V，內(nèi)阻忽略） G．電源E2（電動勢約為25V，內(nèi)阻忽略） H．電鍵及導(dǎo)線若干 采用如圖甲所示的電路測定電流表G的內(nèi)阻rg． （1）以上備用的器材中，滑動變阻器R應(yīng)選用______、電源應(yīng)該選擇______（填儀器前面字母） （2）依照電路原理圖將實物連接成實驗線路______，開始時兩電鍵均斷開。 （3）請完成下列主要實驗步驟： ①將R阻值調(diào)至最大，閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，使電流表G達(dá)到滿刻度并記錄電流表A的數(shù)值 ②閉合S2，同時調(diào)節(jié)滑動變阻器、變阻箱的阻值使電流表A數(shù)值保持不變，電流表G的讀數(shù)達(dá)到半偏。 ③讀出R′的讀數(shù)（如圖乙電阻箱所示）則電流表內(nèi)阻rg=______Ω，這種方法測出的電流表的內(nèi)阻rg比它的真實值______（選填偏“大”、“偏小”或“相等”） 【答案】（1）E，F(xiàn)；（2）；（3）150，偏小 【解析】 【詳解】 (1)利用半偏法測電流表G的內(nèi)阻，要保證總電流基本不變，則R的阻值遠(yuǎn)大于R‘，所以滑動變阻選擇阻值較大的R2，即選擇E； 由于待測電流表的量程為10mA，滑動變阻器的最大阻值為1000Ω，所以電源電動勢約為1010-31000=10V，所以電源應(yīng)選F； (2)根據(jù)原理電路圖，連線如圖： ； (3)根據(jù)實驗原理可知，當(dāng)電流表G半偏時，總電流不變，由于待測電流表與電阻箱并聯(lián)，電壓相等，所以待測電流表的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值即150Ω， 由于待測電流表并聯(lián)電阻箱后的電阻變小，總電流變大，所以流過電阻箱的電流大于滿偏電流的一半，電壓相同的情況下電阻則偏小。 19．為測定某電源的電動勢E、內(nèi)阻r以及一段電阻絲的電阻率ρ，設(shè)計了如圖甲所示的電路。ab是電阻率較大的粗細(xì)均勻的電阻絲，R0是阻值為2Ω的保護電阻，滑片P與電阻絲始終接觸良好。使用螺旋測微器測得電阻絲的直徑d=0.400mm。實驗時，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)P的位置，記錄aP長度x和對應(yīng)的電壓U和電流I的數(shù)據(jù)，并求得UI的數(shù)值，分別繪出了U-I關(guān)系圖象和UI-x關(guān)系圖象，如圖乙、丙所示。 （1）根據(jù)圖乙可求出電源電動勢E=___V，內(nèi)阻r=_____Ω（均保留兩位有效數(shù)字）。 （2）圖丙中UI-x關(guān)系圖象縱軸截距的物理意義是_____。 （3）根據(jù)圖丙可求得電阻絲的電阻率ρ=_____Ωm（保留三位有效數(shù)字）。 【答案】（1）3.0；1.0；（2）電流表的內(nèi)阻為2.0Ω；（3）1.2610-6 【解析】 【詳解】 解：(1)由圖甲根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有：E=U+I(r+R0)，可整理為：U=E-I(r+R0)，由圖乙根據(jù)函數(shù)斜率和截距的概念則有電源電動勢：E=3.0V，內(nèi)阻：r=3.00-1.200.60Ω-2Ω=1.0Ω； (2)由題意R+RA=UI及R=ρxS可得：UI=ρs?x+RA；結(jié)合數(shù)學(xué)一次函數(shù)概念可知，圖線的縱軸截距表示電流表的內(nèi)阻為2.0Ω (3)根據(jù)圖可知，當(dāng)x=0時電阻為2Ω，結(jié)合圖甲可知電流表A的內(nèi)阻RA=2Ω，所以應(yīng)有UI=R+2，由圖讀出UI=4.0Ω，即電阻絲電阻R=2Ω時對應(yīng)的長度x=0.20m，，由R=ρL14πd2可得ρ=πd2R4x，代入數(shù)據(jù)解得：ρ=1.2610-6Ω?m； 20．某同學(xué)要測量一導(dǎo)體的電阻，步驟如下： (1)先用歐姆表粗測該導(dǎo)體的電阻值，選擇“1”檔，進行歐姆調(diào)零后，測量時表盤示數(shù)如圖，該電阻阻值R=________Ω； (2)現(xiàn)用伏安法更精確地測量其電阻R，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確，可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線、待測電阻R外還有： A.電壓表V(量程0～15 V,內(nèi)阻未知) B.電流表A1(量程0～200 mA，內(nèi)阻r1=6Ω) C.電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻r2= 0.1Ω) D.滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A) E.滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A) F.定值電阻R3(阻值等于2Ω) G.電源E(E＝12V，內(nèi)阻不計) ①實驗中除了選擇器材A、F、G外，還應(yīng)選擇_______（填寫器材前面的字母）； ②請在方框中畫出實驗電路圖_______： ③某次測量中，所選擇的電流表和電壓表的讀數(shù)為I、U，該電阻R=________（用題中物理量的字母表示）； 【答案】 15Ω BDR3(U-Ir1)R3+r1I 【解析】 【詳解】 （1）根據(jù)歐姆表讀法，電阻=示數(shù)倍率，所以為15Ω； （2）①選器材就是選擇電流表和滑動變阻器，由電動勢12V除以待測電阻大約15Ω，得到通過待測電阻的最大電流為0.8A，所以A2表3A的量程過大，因此選A1表，即B項；滑動變阻器阻值1kΩ過大，阻值利用效率過低，所以選擇小滑動變阻器D。 ②控制部分：使用分壓式接法；待測部分：由于A1表量程不足0.8A，故需要改表，需要并聯(lián)一個阻值為R3=2Ω的定值電阻，為了精確測量，需要使用電流表內(nèi)接法。電路如圖； ③根據(jù)電路連接，通過R的電流為：I+Ir1R3，則電阻R大小為R=U-Ir1IR=U-Ir1I+Ir1R3=(U-Ir1)R3IR3+Ir 21．某同學(xué)設(shè)計了一個如圖甲所示的實驗電路，用以測定電源電動勢和內(nèi)阻，使用的實驗器材為：待測一節(jié)干電池、電流表 A（量程 0.6A，內(nèi)阻小于 1Ω）、電流表 A1（量程 0.6A，內(nèi)阻不知）、電阻箱（0～99.99Ω）、滑動變阻器（0～l0Ω）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個及導(dǎo)線若干?？紤]到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略。 （1）該同學(xué)按圖甲連線，閉合開關(guān) K，將開關(guān) S 與 C 接通，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱，此時，電流表 A1的示數(shù)為 0.60A，電阻箱的示數(shù)為 0.10Ω，由圖乙讀出電流表 A 的示數(shù)為__________A，則電流表 A 的內(nèi)阻 RA為_______________Ω. （2）利用圖甲所示電路測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗步驟： ①請同學(xué)們按圖甲所示電路在圖丙中的實物上完成實驗所需的線路連接______________； ②斷開開關(guān) K，調(diào)節(jié)電阻箱 R，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)； ③斷開開關(guān) D，再次調(diào)節(jié)電阻箱 R，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)； ④重復(fù)實驗進行多次測量。 圖丁是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的1I-R圖象，由此求出干電池的電動勢 E= _______V，內(nèi)阻 r=__________Ω．（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】0.200.2如圖所示： 1.500.25 【解析】 【詳解】 （1）如圖所示電流表量程為0.6A，故讀數(shù)為0.20A，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，流過電阻箱的電流I=0.60A-0.20A=0.40A； 電壓U=0.100.40V=0.040V，則電流表內(nèi)阻RA=0.0400.20Ω=0.2Ω； （2）根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖，連線如圖所示； 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，I=ER+r+RA 變形可得：1I=RE+r+RAE 由圖象可知，1E=3.0-0.34.0=0.675，解得電動勢為：E=1.50V； r+RAE=0.3，解得電源內(nèi)阻為：r=0.25Ω。 22．某同學(xué)通過實驗測量一種合金的電阻率。 (1)用螺旋測微儀測量合金絲的直徑，讀數(shù)如圖所示，可讀出合金絲的直徑為___mm； (2)現(xiàn)有電源(E=4V,內(nèi)阻可不計),滑動變阻器(0～50Ω),電流表(0～0.6A,內(nèi)阻約為1Ω),電壓表(0～3V,內(nèi)阻約為3kΩ)，開關(guān)和導(dǎo)線若干。該同學(xué)分別用電流表的兩種不同接法測量合金絲的電阻，記錄兩組不同的數(shù)據(jù)如下： ①由數(shù)據(jù)可知,該同學(xué)應(yīng)采用滑動變阻器的___接法(填“限流式”或“分壓式”)； ②由數(shù)據(jù)可知,利用___(填“實驗一”或“實驗二”)的數(shù)據(jù)計算所得結(jié)果更接近合金絲電阻的真實值。 【答案】6.495mm限流式實驗一 【解析】 【詳解】 解：(1)由圖示螺旋測微器可知，固定刻度為6.0mm，可動刻度為49.50.01mm=49.5mm，其示數(shù)為：6.0mm+49.50.01mm=6.495mm； (2)①由表中實驗數(shù)據(jù)可知，待測電阻阻值約為：R=UI=0.800.10Ω=8Ω，小于滑動變阻器的最大阻值，又由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓與電流不從零開始變化，滑動變阻器采用的是限流接法； ②待測電阻阻值約為：R=UI=0.800.10Ω=8Ω，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采用外接法時實驗誤差較小；當(dāng)電流表采用外接法時，由于電壓表的分流作用，電流的測量值偏大，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在電壓相等的情況下，實驗一的電流大于實驗二的電流值，說明實驗一中電流表采用外接法，因此用實驗一所示數(shù)據(jù)測量值更接近真實值； 23．某實驗小組欲測定內(nèi)阻約為 5?的電動機內(nèi)線圈繞組所用導(dǎo)線的長度，首先找到與繞組相同規(guī)格的一小段導(dǎo)線。 （1）用螺旋測微器測定導(dǎo)線的直徑，測量結(jié)果如圖（a）所示，則導(dǎo)線的直徑為d ＝__________mm； 實驗小組找到以下器材： 電流表 A（0-30mA，內(nèi)阻約為 10?）；電壓表 V（0-3V，內(nèi)阻為 2k?）；滑動變阻器 R （0-50?）；定值電阻R0（90?）；電源（4V，內(nèi)阻約為 1?）；開關(guān)及導(dǎo)線若干。 （2）小組中同學(xué)甲設(shè)計了如圖（b