第1部分專題六第2講 電學實驗與創(chuàng)新

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1、word 第2講　電學實驗與創(chuàng)新 多用電表的使用和讀數(shù) 多用電表是電學實驗中的常用儀器，高考中要求正確使用儀器，會進展正確讀數(shù)，高考考查頻率較高，是高三復習的重要知識點． [知識提煉] 1．電流的流向：電流從電表的“＋〞插孔(紅表筆)流入，從“－〞插孔(黑表筆)流出，即“紅進、黑出〞． 2．“機械零點〞與“歐姆零點〞：“機械零點〞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)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕． 3．歐姆表刻度不均勻的原因：當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)滑動變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計滿偏，Ig＝，此時中值

2、電阻R中＝Rg＋R0＋r，當兩表筆接入電阻Rx時I＝，電阻Rx與電路中的電流相對應，但不是線性關系，故歐姆表刻度不均勻． [典題例析] 圖甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測量一個阻值約為20 Ω的電阻，測量步驟如下： (1)調(diào)節(jié)____________，使電表指針對準________(填“電阻〞或“電流〞)的“0〞刻線． (2)將選擇開關旋轉(zhuǎn)到“Ω〞擋的__________位置(填“×1〞“×10〞“×100〞或“×1 k〞)． (3)將紅、黑表筆分別插入“＋〞“－〞插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)____________，使電表指針對準________(填“電阻〞或“電流〞)的“0〞刻線

3、． (4)將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，假如電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為________Ω． 【解析】　(1)將選擇開關撥到歐姆擋前，先要進展機械調(diào)零．方法是調(diào)節(jié)機械定位螺絲，使電表指針指在電流等于零的刻線位置． (2)用多用電表測20 Ω的電阻時，要把選擇開關旋轉(zhuǎn)到“Ω〞擋“×1〞的位置． (3)將紅、黑表筆短接，進展歐姆調(diào)零．調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指在“Ω〞擋的零刻線上． (4)由乙圖讀出該電阻的阻值為19 Ω． 【答案】　(1)定位螺絲　電流　(2)×1 (3)調(diào)零旋鈕　電阻　(4)19 多用電表測電阻的步驟和須知事項 (1)使用步驟 ①選倍率，一般要

4、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200 Ω就應該選“×10〞的倍率，使指針的偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測量值誤差較小； ②進展歐姆調(diào)零； ③將紅黑表筆接被測電阻兩端進展測量； ④將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值； ⑤測量完畢后，將選擇開關扳到“OFF〞或交流電壓最高擋． (2)須知事項 ①改換倍率必須重新進展歐姆調(diào)零； ②通過選擇適宜倍率，指針指在刻度盤中間附近，誤差較?。? ③測量電阻時，手不可接觸表筆的金屬桿局部； ④測量電阻時被測元件要與電源斷開． (2016·巴蜀中學一診)某同學制作了一個簡單的多用電表，圖甲為電表的電路圖．選用的電流表阻Rg＝5

5、Ω、滿偏電流Ig＝25 mA，當選擇開關接3時為量程100 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應數(shù)據(jù)沒有標出． (1)假如指針指在圖乙所示位置，選擇開關接1時其讀數(shù)為________；選擇開關接3時其讀數(shù)為________．(保存三位有效數(shù)字) (2)為了測該多用電表電阻擋的電阻和表電源的電動勢，這位同學在實驗室找到了一個電阻箱，設計了如下實驗： ①將選擇開關接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏． ②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖丙，如此C處刻度應為____

6、____Ω． ③計算得到多用電表電池的電動勢為________V．(保存兩位有效數(shù)字) (3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，假如指針在圖乙所示位置，如此待測電阻的阻值為________Ω．(保存兩位有效數(shù)字) [解析] (1)選擇開關接1時測電流，多用電表為量程是25 mA的電流表，其分度值為0．5 mA，示數(shù)為17．3 mA．選擇開關接3時測電壓，多用電表為量程100 V的電壓表，其分度值為2 V，其示數(shù)為69．0 V． (2)②由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． ③指針指在C處時，電流表示數(shù)為1

7、2．5 mA＝12．5×10－3A，C處電阻為中值電阻，如此電表阻為150 Ω，電源電動勢E＝I·2R＝12．5×10－3×2×150 V≈3．8 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，此時電路中的電流值為17．3 mA，而表電池的電動勢為E＝3．8 V，表總電阻為150 Ω，所以待測電阻的阻值約為R＝Ω－150 Ω≈70 Ω． [答案] (1)17．3 mA(17．2～17．5 mA均正確)　69．0 V(68．8～69．2 V均正確)　(2)②150?、?．8　(3)70 以測電阻為核心的電學實驗 描繪小燈泡的伏安特性曲線、測定金屬絲的電阻率

8、、測小燈泡的電功率等實驗，都是以測量電阻為核心，是歷年高考命題的熱點． [知識提煉] 1．電流表接法與外接法的判斷方法 (1)比值判斷法：假如＜，Rx為大電阻，接法誤差小，應選用接法；假如＞，Rx為小電阻，外接法誤差小，應選用外接法． (2) 試觸法：當無法估計電阻的阻值，難以比擬與的大小時，可采用電壓表試觸法看電流表、電壓表變化大小來確定． 2．滑動變阻器限流接法與分壓接法的選取原如此 (1)限流式接法選取原如此 一般在滑動變阻器總電阻R0與用電器電阻Rx相差不大時，假如既不要求較大圍調(diào)節(jié)電流和電壓，又不要求從零開始讀數(shù)，如此優(yōu)先選擇限流式接法． (2)分壓式接法選取原

9、如此 ①滑動變阻器的總電阻R0遠小于用電器電阻Rx或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值，即Rx?R0； ②要求用電器Rx的電流或電壓從零開始連續(xù)變化； ③采用限流式接法時，電路中的最小電流大于用電器Rx的額定電流，或給定的儀表量程偏?。? 三條中滿足一條，采用分壓接法． [典題例析] 現(xiàn)要用伏安法描繪一只小燈泡的I－U圖線，小燈泡的額定電壓為2．5 V，小燈泡正常工作時的功率小于0．7 W．有如下器材供選用： A．電壓表(0～3 V，阻3 kΩ；0～15 V，阻10 kΩ) B．電流表(0～0．6 A，阻0．5 Ω；0～3 A，阻0．1 Ω) C．滑動變阻器(10 Ω，2 A) D．

10、滑動變阻器(100 Ω，1．0 A) E．蓄電池(電動勢6 V，阻不計) (1)用如圖甲所示的電路進展測量，滑動變阻器應選用________(用字母序號表示)．開關S閉合之前，滑動變阻器的滑片應該置于________端(填“A〞“B〞或“AB正中間〞)． (2)按圖甲所示電路，用筆畫線代替導線在圖乙中將實物連接成實驗所需電路圖． (3)通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為________Ω． 【解析】　(1)因描繪小燈泡的 I－U圖線采用滑動變阻器分壓式連接，滑動變阻器應選用小電阻值的，故應選用變阻器C；開關閉合前，為了保護電

11、表和小燈泡，應使測量電路局部的電壓為零，即將滑片置于A端． (2)實物連接如下列圖．因為燈泡的額定電壓為2．5 V，由圖甲知，電壓表量程應選0～3 V，由I＝知流經(jīng)燈泡的電流約為I≈＝ A＜0．3 A，所以電流表的量程應選0～0．6 A． (3)由I－U關系圖象可以讀出，當小燈泡的電壓為2．5 V時，其電流I＝0．25 A，由R＝可得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻R＝10 Ω． 【答案】　(1)C　A　(2)見解析圖　(3)10 在連實物圖時的須知事項 (1)各導線都應接在接線柱上． (2)不應在導線中間出現(xiàn)分叉，且導線不能跨過儀器． (3)連接電表應注意量程選用正確，正、負接

12、線柱不要接錯． (4)開關要控制整個電路． (2016·一模)在“描繪標有‘9 V　5 W’小燈泡伏安特性曲線〞的實驗中，要求測量從0 V到9．0 V的電壓下通過小燈泡的電流，實驗室提供了如下器材 A．電流表A1(量程100 mA，阻1 Ω) B．電流表A2(量程0．6 A，阻0．3 Ω) C．電壓表V1(量程3．0 V，阻3 kΩ) D．電壓表V2(量程15．0 V，阻10 kΩ) E．滑動變阻器R1(最大阻值為50 Ω) F．滑動變阻器R2(最大阻值為500 Ω) G．電源E(電動勢15 V，阻忽略) H．電鍵、導線假如干 (1)為了提高測量準確度和有效性，應選擇

13、的器材為(只需填寫器材前面的字母即可)電流表________；電壓表________；滑動變阻器________． (2)在如下圖給出的測量電路中，最合理的是________． [解析] (1)因為燈泡的額定電壓為9 V，故電壓表應選V2；額定電流為0．56 A，故電流表應選A2，滑動變阻器采用分壓式接法，應該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測量，應當選R1． (2)要求測量從0 V到9．0 V的電壓下通過小燈泡的電流，所以應采用分壓式接法．由于燈泡電阻更接近電流表阻，所以采用電流表外接法．應當選B． [答案] (1)B　D　E　(2)B 以測電動勢和阻為核心的電學實驗 測

14、電源電動勢和阻可以有效地考查閉合電路歐姆定律的知識以與數(shù)據(jù)分析處理能力，除了伏安法測電源電動勢和阻外，對其他方法(如：安阻法、伏阻法、伏伏法、安安法等)的考查也頗受命題者的青睞． [知識提煉] 測電源電動勢和阻的三種常用方法 方法 原理圖 數(shù)據(jù)處理 用電壓表、電流表和可變電阻(如滑動變阻器)測量 測出兩組U、I值，根據(jù)E＝U＋Ir，通過計算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電流表、電阻箱測量 測出兩組I、R值，根據(jù)E＝I(R＋r)通過計算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電壓表、電阻箱測量 測出兩組U、R值，根據(jù)E＝U＋r，通過計算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) [典題例析] (2

15、016·高考卷)用如下列圖電路測量電源的電動勢和阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3 V，阻約2 Ω)，保護電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關S，導線假如干． 實驗主要步驟： ①將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關； ②逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I； ③以U為縱坐標，I為橫坐標，作U－I圖線(U、I都用國際單位)； ④求出U－I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a． 回答如下問題： (1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________． A．電壓表(0～3 V

16、，阻約15 kΩ) B．電壓表(0～3 V，阻約3 kΩ) C．電流表(0～200 mA，阻約2 Ω) D．電流表(0～30 mA，阻約2 Ω) (2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是________． A．兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱 B．兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱 C．一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱 D．一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端接線柱 (3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和阻r的表達式E＝________，

17、r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值． 【解析】　(1)測電源的電動勢和阻的原理為閉合電路的歐姆定律，即U＝E－Ir，I是電路中的總電流，實際測量時電壓表的分流作用會引起系統(tǒng)誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，應選用阻較大的電壓表，即選A；由于電路中的最大電流約為I＝＝ A≈0．176 A＝176 mA，應選C． (2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，說明滑動過程中滑動變阻器接入電路的阻值增大，因此說明一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱，C項正確． (3)圖象斜率絕對值k＝r＋R2，圖象與橫軸的截距為電壓表短路時的電流，即a＝，因此電

18、源的阻r＝k－R2，電源的電動勢E＝ka． 【答案】　(1)A　C　(2)C　(3)akk－R2 兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對伏安法利用電源的U－I圖象求電動勢和阻；對伏阻法和安阻法需對閉合電路歐姆定律方程E＝U和E＝I(R＋r)適當變形作線性處理，并利用直線方程的截距和斜率求電動勢或阻等物理量． (2016·二模)某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E和阻r與電阻R1的阻值． 實驗器材有：待測電源，待測電阻R1，電壓表V(量程0～3 V，阻很大)，電阻箱R(0～99．99 Ω)，單刀單擲開關S1，單刀雙擲開關S2，導線假如干． (1)先測

19、電阻R1的阻值．請將該同學的操作補充完整： A．閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R0和對應的電壓表示數(shù)U1． B．________________，將S2切換到b，讀出電壓表的示數(shù)U2． C．如此電阻R1的表達式為R1＝____________． (2)該同學已經(jīng)測得電阻R1＝3．2 Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和阻r，其做法是：閉合S1，將S2切換到a，屢次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的－圖線，如此電源電動勢E＝________V，阻r＝________Ω． [解析] (1)由實驗電路圖分析可知在切換S2時，應使

20、電路中的電流保持不變，如此應保持電阻箱示數(shù)不變．S2切換到a時，電壓表測量的是電阻箱R兩端的電壓，如此有U1＝IR0，當S2接b時，電壓表測量的是電阻箱R和R1兩端的電壓，如此有U2＝I(R0＋R1)，解得R1＝R0． (2)電阻箱兩端的電壓U＝R，如此＝＋·，再由圖乙中縱軸截距可得＝0．5 V－1，得E＝2．0 V，圖線斜率＝Ω/V＝2 Ω/V，又知R1＝3．2 Ω，解得r＝0．8 Ω． [答案] (1)保持電阻箱示數(shù)不變　R0 (2)2．0　0．8 電學創(chuàng)新實驗的分析 通過對近幾年的高考實驗試題的研究發(fā)現(xiàn)，高考電學實驗試題有兩個顯著的特點：第一，基于教材中的電學實驗，著重考查

21、實驗原理的改良、實驗步驟、誤差分析；第二，重視電學實驗的實驗方法，問題設置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實際；因此，理解實驗原理，掌握實驗方法，是解決電學實驗的關鍵． [典題例析] (2016·省第二次質(zhì)檢)為了測量某電池的電動勢E(約為3 V)和阻r，選用的器材如下： A．電流表G1(量程為2 mA，電阻為100 Ω) B．電流表G2(量程為1 mA，電阻為200 Ω) C．電阻箱R1(0～99．99 Ω) D．電阻箱R2(0～9 999 Ω) E．滑動變阻器R3(0～1 000 Ω，允許最大電流1 A) F．待測電池 G．開關一個、導線假如干 (1)某同學利用上述器材，采用圖甲

22、的電路測量該電池的電動勢和阻，請按照圖甲將圖乙所示的實物圖連線． (2)圖甲中利用電阻箱R1，將電流表G1改裝成了量程為0．5 A的電流表，利用電阻箱R2將電流表G2改裝成了量程為3 V的電壓表，如此電阻箱R1的阻值調(diào)到______Ω． (3)以G2示數(shù)I2為縱坐標，G1示數(shù)I1為橫坐標，作出I2－I1圖象如圖丙所示，結(jié)合圖象可得出電源的電動勢為________V，電源的阻為________Ω(結(jié)果均保存兩位有效數(shù)字)． [思路點撥] 【解析】　(1)如下列圖 (2)根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律應有： I＝I1g＋，解得R1≈0．4 Ω， 由U＝I2g(r2＋R2)，

23、代入數(shù)據(jù)解得： R2＝2．8×103Ω． (3)縱坐標截距0．9 mA，對應著電源電動勢E＝×3 V＝2．7 V；橫坐標截距0．4 mA，對應著流過電源的電流為0．4 mA＋ mA＋0．6 mA＝0．101 A；電源阻為r＝＝Ω≈8．9 Ω． 【答案】　(1)見解析圖　(2)0．4　(3)2．7　8．9 對于電學實驗的創(chuàng)新，應注意的兩個問題 (1)在解決設計型實驗時，要注意條件的充分利用，如對于給定確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當作電流表使用，電流表也可當作電壓表使用，利用這一特點，可以拓展伏安法測電阻的方法，如伏伏法、安安法等． (2)對一些特殊電阻的測量，如電流表或電壓

24、表阻的測量，電路設計有其特殊性，即首先要注意到其自身量程對電路的影響，其次要充分利用其“自測電流或自測電壓〞的功能，因此在測電壓表阻時無需另并聯(lián)電壓表，測電流表阻時無需再串聯(lián)電流表． (2016·八校二聯(lián))現(xiàn)有一個電壓表有刻度但無刻度值，提供以下可選用的器材與導線假如干，要求盡可能準確地測量一個電壓表的滿偏電壓Ug． A．待測電壓表V1，滿偏電壓約為3 V， 電阻RV1＝3 000 Ω，刻度均勻、總格數(shù)為N； B．電流表A：量程0．6 A、阻RA約為0．1 Ω； C．電壓表V2：量程15 V、阻RV2約為15 kΩ； D．標準電阻R1＝10 Ω； E．標準電阻R2＝10 kΩ

25、； F．滑動變阻器R：最大阻值200 Ω； G．學生電源E，電動勢15 V，阻不計； H．開關一個． (1)虛線框中已畫出局部實驗電路圖，請你完成剩余的局部電路圖，并標上題目中所給儀器的字母代號． (2)測出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測電壓表V1的指針偏轉(zhuǎn)了n個格，可計算出滿偏電壓Ug為________(用字母表示)，式中除題目已給的物理量外，其他字母符號表示的物理量的物理意義是________________________________________________________________________． [解析] (1)因待測電壓表的滿偏電壓較小，故應串聯(lián)一

26、個定值電阻分壓，又知RV1＝3 000 Ω，故串聯(lián)的定值電阻應選R2，而電壓值需用電壓表V2測出，故要和V2并聯(lián)，設計成如答案(1)中的電路圖． (2)V2的示數(shù)為V1和R2兩端的總電壓，按照串聯(lián)分壓關系，如此有V1兩端的電壓為U(U為電壓表V2的讀數(shù))，除以格數(shù)n即可得到每偏轉(zhuǎn)1個格的電壓值，再乘以總格數(shù)N即可得滿偏電壓． [答案] (1)如下列圖 (2)U為電壓表V2的讀數(shù) 專題強化訓練[學生用書P161(單獨成冊)] 1． (2016·濱州一模)(1)某同學用螺旋測微器測量一段粗細均勻的金屬絲的直徑，如下列圖，直徑d為________mm． (2)該同學用多用電表測

27、量其電阻阻值約為5 Ω，現(xiàn)用伏安法進一步準確測量其電阻，備有以下器材： 直流電源E：電動勢約4．5 V，阻很小； 直流電流表A1：量程0～3 A，阻約0．025 Ω； 直流電流表A2：量程0～0．6 A，阻約0．125 Ω； 直流電壓表V：量程0～3 V，阻約3 kΩ； 滑動變阻器R1：最大阻值為50 Ω； 開關、導線假如干． ①在可選擇的器材中應選用的電流表是________．(選填“A1〞或“A2〞) ②僅從實驗原理上看實驗電路電阻的測量值________真實值．(選填“大于〞“小于〞或“等于〞) ③如下列圖實物連接圖，還有兩根導線沒有連接，請補充完整． [解析]

28、(1)讀數(shù)為4 mm＋48．7×0．01 mm＝4．487 mm． (2)①流過電流表的最大電流為Imax＝A＝0．6 A，故電流表選A2． ②因為被測電阻較小，電流表應外接，由于電壓表的分流，電阻的測量值小于真實值． ③電路可采用限流式，電流表外接． [答案] (1)4．487(±0．002)　(2)①A2②小于 ③如下列圖 2．(2016·濰坊模擬)為測定一節(jié)干電池(電動勢約1．5 V，阻約1．0 Ω)的電動勢和阻，實驗室備有電流計G(滿偏電流為3 mA，阻為25 Ω)、定值電阻R0＝0． Ω、開關和假如干導線與以下器材： A．量程0～3 V，阻約1 000 Ω的電壓表

29、 B．量程0～15 V，阻約1 500 Ω的電壓表 C．總阻值為10 Ω、額定電流為2 A的滑動變阻器 D．總阻值為100 Ω、額定電流為1 A的滑動變阻器 (1)因電流計量程太小，需將R0與電流計________以擴大量程． (2)電壓表應選擇________；滑動變阻器應選擇________．(填代號) (3)請在虛線框完成實驗電路圖． (4)根據(jù)所畫出的電路圖，分析引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是 ________________________________________________________________________ ______________

30、__________________________________________________________． [解析] 此題中給出了電壓表，雖沒有電流表，但給了電流計，且阻，同時還給出了定值電阻，因此需考慮將電流計改裝成電流表，即將電流計與定值電阻并聯(lián)，然后用伏安法測量電源電動勢和阻，根據(jù)實驗可畫出電路圖；根據(jù)電源電動勢的大約值，可選擇使用量程為3 V的電壓表；又因為電源阻很小，假如滑動變阻器的總阻值遠大于電源阻，如此在減小滑動變阻器阻值時，開始電壓表示數(shù)幾乎不變，最后電壓表和電流表會突然變化，造成讀數(shù)誤差很大，故應選用總阻值為10 Ω的滑動變阻器；本實驗中由于電壓表的分流作用，使

31、得改裝后的電流表測得的電流偏小(讀數(shù)只是通過滑動變阻器的電流)，造成測得的電動勢和阻均偏?。? [答案] (1)并聯(lián)　(2)AC (3) (4)由于電壓表的分流作用造成改裝后電流表讀數(shù)總是比電池實際輸出電流小 3．(2016·高考全國卷乙)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統(tǒng)報警．提供的器材有：熱敏電阻，報警器(阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999．9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開關一個，導線假如干．

32、在室溫下對系統(tǒng)進展調(diào)節(jié)．U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時阻值為650．0 Ω． (1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線． (2)電路中應選用滑動變阻器________(填“R1〞或“R2〞)． (3)按照如下步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)： ①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片應置于______(填“a〞或“b〞)端附近，不能置于另一端的原因是 ________________________________________

33、________________________________ ____________________________________． ②將開關向______(填“c〞或“d〞)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________． (4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用． [解析] (1)根據(jù)題述，應該采用滑動變阻器的限流接法，連接的電路如答案圖所示． (2)根據(jù)題述，流過報警器的工作電流超過10 mA時，報警

34、器就會報警，可知滑動變阻器的最大阻值至少為R＝＝Ω＝1 800 Ω，因此在電路中應選用最大阻值為2 000 Ω的滑動變阻器R2． (3)①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為熱敏電阻在60 ℃時的阻值650．0 Ω；滑動變阻器的滑片應置于接入電路的阻值最大處，即b端附近，不能置于另一端的原因是：假如置于a端，如此導致閉合開關后，報警器中電流大于20 mA，報警器可能損壞． ②將開關向c端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警． [答案] (1)連線如下列圖 (2)R2　(3)①650．0　b　接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警

35、器可能損壞 ②c　報警器開始報警 4．(2016·高考全國卷甲)某同學利用圖(a)所示電路測量量程為2．5 V的電壓表V的阻(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)，滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動勢3 V)，開關1個，導線假如干． 實驗步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置，閉合開關S； ③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動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

36、電阻箱的阻值． 回答如下問題： (1) 實驗中選擇滑動變阻器________(填“R1〞或“R2〞)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線． (3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630．0 Ω，假如認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變．計算可得電壓表的阻為________Ω(結(jié)果保存到個位)． (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)． A．100 μA　　　　　　 B．250 μA C．500 μA D．1 mA [解析] (1)為了使電阻箱調(diào)節(jié)時，滑動變阻器分得的電壓變化很小，分壓電路

37、中滑動變阻器的最大阻值越小越好，因此應選用R1． (2)見答案圖． (3)如果認為滑動變阻器分得的電壓不變，如此調(diào)節(jié)電阻箱后，電壓表兩端的電壓為2．00 V，電阻箱兩端的電壓為0．5 V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，＝，求得電壓表的阻RV＝4×630．0Ω＝2 520Ω． (4)如果此電壓表由一個表頭與一個電阻串聯(lián)組成，可知此表頭的滿偏電流為Ig＝＝1 mA，D項正確． [答案] (1)R1　(2)連線如下列圖　(3)2 520　(4)D 5．(2016·黃岡模擬)小明在實驗室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件D，設計了如圖甲所示電路進展實驗探究，請按要求回答如下問題： (1

38、)小明按圖甲連接好電路，閉合開關S，將滑動變阻器滑片緩慢地從a端移到b端，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，假如D為電阻元件，如此該過程中它的電阻值的變化情況可能是________． A．阻值一直為0 B．阻值先不變，后階段變小 C．阻值恒定且遠大于R2 D．阻值先不變，后階段變大 (2)根據(jù)元件D銘牌上的局部信息，小明從網(wǎng)絡獲知該元件為穩(wěn)壓二極管，它有正負極之分，在電路中當D的正極接高電勢時，其i－u線如圖乙中OC所示，當D的負極接高電勢時，其i－u線如圖乙中OAB所示，其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū)，由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的________極

39、(填“正〞或“負〞)． (3)小明接著設計了用多用電表歐姆擋按圖丙對該元件進展探究，圖丙中虛線框局部是其部等效電路，電源電動勢E＝9 V，電表滿偏電流Ig＝3 mA．實驗時小明先進展歐姆調(diào)零，如此調(diào)零后多用電表部總電阻為____________Ω；調(diào)零后按圖丙連接元件D進展測量，假如D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，如此此時測得元件D的阻值應為____________Ω． [解析] (1)因在滑片移動過程中，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，如此知元件阻值先不變，后階段變小，故B正確． (2)結(jié)合第(1)問中所給條件，可知D元件黑色局部為負極． (3)由R總＝，解

40、得R總＝3 000 Ω；D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時，其兩端電壓U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω． [答案] (1)B　(2)負　(3)3 000(或3×103) 6 000(或6×103) 6．(2016·八校一聯(lián))太陽能是一種清潔、“綠色〞能源．在我國舉辦的世博會上，大量利用了太陽能電池．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，可以視為一個電學器件．某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時(沒有儲存電能)的I－U特性圖線．所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關S與導線假如干． (1)為

41、了達到上述目的，實驗電路應選用圖甲中的________圖(填“a〞或“b〞)． (2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙所示的I－U圖象．由圖可知，當電壓小于2．00 V時，太陽能電池的電阻________(填“很大〞或“很小〞)；當電壓為2．80 V時，太陽能電池的電阻約為________Ω． (3)當有光照射時，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢為________V，假如把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構成一個閉合電路，在有光照射情況下，該電池板的效率是________%．(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

42、 [解析] (1)用a圖電路可以在電池板上得到從零開始的電壓，故應選a圖． (2)由圖可知，當電壓小于2．00 V時，通過太陽能電池的電流為零，故太陽能電池的電阻很大；當電壓為2．80 V時，電流為2．8 mA，如此可知太陽能電池的電阻為R＝＝＝1．0×103Ω． (3)由U－I圖線可知，電池板作為電源時的電動勢為2．80 V；假如把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構成一個閉合電路，如此在圖丙中畫出此電阻的U－I圖線，其與電池板的U－I圖線交于一點，讀出交點坐標：U＝1．8 V，I＝1．8 mA，如此該電池板的效率是η＝×100%＝×100%≈64．3%． [答案] (1)a　(2)很大

43、　1．0×103 (3)2．80　64．3(64．1～64．5之間均算對) 7．(2016·調(diào)研)某實驗小組利用如下實驗器材測量干電池的電動勢和阻． A．待測干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動勢約為1．5 V，阻約幾歐姆 B．直流電壓表V1、V2，阻約為3 kΩ C．阻值為5 Ω的定值電阻R0 D．滑動變阻器R，最大阻值為Rm E．導線和開關 (1)根據(jù)下面的電路原理圖完成電路實物圖的連接； (2)實驗中移動滑動變阻器的觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)如下表，請在下面的坐標紙中描繪出U1－U2圖象； 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 U1(V) 0．50

44、 0．81 1．00 1．50 1．85 2．30 U2(V) 2．15 2．21 2．32 2．50 2．69 2．76 (3)根據(jù)描繪出的U1－U2圖象，求得兩節(jié)干電池的總電動勢E＝________ V，總阻r＝________Ω．(計算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字) [解析] 根據(jù)閉合電路歐姆定律可得 E＝U2＋Ir＝U2＋r 整理得U1＝U2－E 由U1－U2圖象可得圖線斜率k＝3， 如此＋1＝3，又知R0＝5 Ω，得r＝2．5 Ω 由U1－U2圖象可知，當U2＝2 V時，U1＝0，代入 U1＝U2－E 解得E＝3．0 V． [答案] (1)實物連

45、接如下列圖 (2)U1－U2圖象如下列圖 (3)3．0　2．5 8．(2016·八市質(zhì)檢)為了測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率，提供的器材有： A．電流表G，阻Rg＝120 Ω，滿偏電流Ig＝6 mA B．電壓表V，量程為0～6 V C．螺旋測微器，毫米刻度尺 D．電阻箱R0(0～99．99 Ω) E．滑動變阻器R(最大阻值為5 Ω) F．電池組E(電動勢為6 V，阻約為0．05 Ω) G．一個開關S和導線假如干 (1)用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“×10〞擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應該換用________擋(填“×1〞或“×100〞)，進展一系列正確操作

46、后，指針靜止時位置如圖甲所示． (2)把電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0～0．6 A的電流表使用，如此電阻箱的阻值應調(diào)為R0＝________Ω．(結(jié)果保存三位有效數(shù)字) (3)為了用改裝好的電流表測量電阻絲Rx的阻值，請根據(jù)提供的器材和實驗需要，將圖乙中電路圖補畫完整． (4)測得電阻絲的長度為L，電阻絲的直徑為d，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適宜位置，電壓表V的示數(shù)為U，電流表G的示數(shù)為I．請用量和測量量的字母符號，寫出計算電阻率的表達式ρ＝____________． [解析] (1)因為用“×10〞擋時指針偏角過大，說明電阻絲阻值較小，所以應換用“×1〞擋． (2)RgIg＝(IA－Ig)R0 得R0＝＝1．21 Ω． (3)圖見答案． (4)Rx＝ Rx＝ρ RgI＝(Ix－I)R0 解得ρ＝． [答案] (1)×1　(2)1．21 (3)如下列圖 (4) 24 / 24