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2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第2課時(shí) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 考向1　電表讀數(shù)、多用電表的使用 例1　在練習(xí)使用多用電表時(shí)： (1)下列關(guān)于用多用電表歐姆擋測(cè)電阻的說(shuō)法中正確的是(　　) A．測(cè)量電阻時(shí)，如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔，則不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果 B．雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將偏大 C．測(cè)量電路中的電阻時(shí)，應(yīng)該把該電阻與電路斷開 D．歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但仍能調(diào)零，其測(cè)量結(jié)果與原來(lái)相比不變 (2)用多用電表探測(cè)二極管的極性，用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接a端，紅表筆接b端時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)角較大，然后黑、紅表筆反接指針偏轉(zhuǎn)角較小，說(shuō)明________(填“a”或“b”)端是二極管正極． (3)某同學(xué)想通過多用電表A中的歐姆檔，直接去測(cè)量相同規(guī)格的多用電表B中量程為2.5 V的電壓檔的內(nèi)阻，如圖1甲連線，選擇倍率為1k歐姆擋，測(cè)量前應(yīng)對(duì)多用電表A進(jìn)行______________，按正確的操作步驟測(cè)量，兩表指針位置相同，如圖乙所示，從A表讀出B表內(nèi)阻約為________________kΩ，從B表讀出電壓約為________ V. 圖1 計(jì)算出多用電表A的電源電動(dòng)勢(shì)約為________ V(已知表盤正中電阻刻度值為15，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 解析　(2)當(dāng)用多用電表的紅表筆接觸二極管a端、黑表筆接觸二極管b端時(shí)，b端電勢(shì)高、a端電勢(shì)低，此時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)量非常小，說(shuō)明此時(shí)電阻很大，說(shuō)明此時(shí)二極管反向偏壓，則a端是二極管的正極． (3)選擋后要先進(jìn)行歐姆調(diào)零，歐姆表讀數(shù)＝表盤讀數(shù)倍率＝131 kΩ＝13 kΩ；電壓表讀數(shù)為1.32 V；歐姆表內(nèi)電阻等于中值電阻，為r＝15 kΩ；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：E＝Ir＋U≈2.8 V. 答案　(1)AC　(2)a　(3)歐姆調(diào)零　13　1.32　2.8 以題說(shuō)法　1.歐姆表的原理 (1)歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連，故其電流方向?yàn)椤凹t表筆流進(jìn)，黑表筆流出”． (2)測(cè)電阻的原理是閉合電路歐姆定律．當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計(jì)滿偏，Ig＝，此時(shí)中值電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)I＝，電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻． 2．歐姆表使用六注意 (1)選擋接著調(diào)零；(2)換擋重新調(diào)零；(3)待測(cè)電阻與電路、電源要斷開；(4)盡量使指針指在表盤中間位置附近；(5)讀數(shù)之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓的最高擋． (xx重慶6(1))某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖2所示，該電路用標(biāo)稱值12 V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好． 維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測(cè)故障．他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測(cè)電路的a、b點(diǎn)． 圖2 ①斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時(shí)多用表指示如圖3所示，讀數(shù)為________ V，說(shuō)明________正常(選填“蓄電池”、“保險(xiǎn)絲”、“開關(guān)”或“小燈”)． 圖3 ②紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時(shí)，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖3相同，可判斷發(fā)生故障的器件是________．(選填“蓄電池”、“保險(xiǎn)絲”、“開關(guān)”或“小燈”) 答案?、?1.5(11.2～11.8的值均可)　蓄電池?、谛? 解析　①因用直流50 V擋檢測(cè)，故滿偏時(shí)電壓為50 V，刻度均勻，在圖示位置時(shí)，讀數(shù)為11.5(11.2～11.8之間均可)V，說(shuō)明蓄電池正常． ②紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)，指針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后多用表讀數(shù)與原來(lái)相同，說(shuō)明保險(xiǎn)絲、開關(guān)均正常，發(fā)生故障的器件只能為小燈． 考向2　測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn) 例2　(xx四川8(2))圖4是測(cè)量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻(10 Ω)，R1是電阻箱(0～99.9 Ω)，R是滑動(dòng)變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動(dòng)勢(shì)10 V，內(nèi)阻很小)． 圖4 在保證安全和滿足需求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大．實(shí)驗(yàn)具體步驟如下： (ⅰ)連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大； (ⅱ)閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當(dāng)值，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使A1示數(shù)I1＝0.15 A，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2； (ⅲ)重復(fù)步驟(ⅱ)，再測(cè)量6組R1和I2的值； (ⅳ)將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)在如圖5所示坐標(biāo)紙上描點(diǎn)． 圖5 根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問題： ①現(xiàn)有四只供選用的電流表 A．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻為2.0 Ω) B．電流表(0～3 mA，內(nèi)阻未知) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻為5.0 Ω) D．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻未知) A1應(yīng)選用________，A2應(yīng)選用________． ②測(cè)得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15 A，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值________(選填“不變”、“變大”或“變小”)． ③在坐標(biāo)紙上畫出R1與I2的關(guān)系圖． ④根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出Rx＝________ Ω. 解析?、僭搶?shí)驗(yàn)測(cè)Rx電阻的原理為并聯(lián)電路兩支路電壓相等，即(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，其中r1、r2分別為A1、A2兩表的內(nèi)阻．又因?yàn)镽x的阻值約幾十歐，與R0＋R1在同一數(shù)量級(jí)，A1示數(shù)為I1＝0.15 A，表示電流表A1只能從C、D中選擇，A2電流值的數(shù)量級(jí)與A1相同．由測(cè)量原理可知：(Rx＋r2)I2＝(R0＋R1＋r1)I1，因Rx未知，故r2阻值應(yīng)已知，故A1選D，A2選C. ②因A1示數(shù)I1＝0.15 A不變，R1變小，(R0＋R1＋r1)I1變小，滑動(dòng)變阻器所分電壓變大，R應(yīng)變大． ③該圖線為一條直線，離線較遠(yuǎn)的一組數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，應(yīng)舍去，其他點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱分布在直線兩側(cè)． ④由實(shí)驗(yàn)原理得： (R0＋R1＋r1)I1＝(Rx＋r2)I2 其中R0＝10 Ω，r2＝5.0 Ω，I1＝0.15 A，從圖線上選擇兩組R1、I2代入不同數(shù)值可解得Rx約為31 Ω. 答案?、貲　C?、谧兇蟆、坳P(guān)系圖線如圖所示?、?1 以題說(shuō)法　這類實(shí)驗(yàn)要從以下兩個(gè)方面攻克： 1．電路結(jié)構(gòu)：實(shí)驗(yàn)電路至少包括三個(gè)部分：(1)測(cè)量電路；(2)控制電路(滑動(dòng)變阻器、開關(guān))；(3)電源． 2．電路設(shè)計(jì)：(1)電表選擇注意三方面：①安全性，要求量程不能太小，電表不反接；②準(zhǔn)確性，要求量程不能太大，讀數(shù)一般要超過量程的；③若電表量程不合適，要利用有準(zhǔn)確內(nèi)阻的電表進(jìn)行改裝． (2)測(cè)量電路設(shè)計(jì)：若>，則應(yīng)把電流表內(nèi)接；若<，則應(yīng)把電流表外接． (3)控制電路：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)，常采用分壓式接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值與負(fù)載相差不大時(shí)，常采用限流式接法．另外，滑動(dòng)變阻器必須接為分壓式的情況有三種：①電壓要求從零開始變化；②滑動(dòng)變阻器太小，不能起到限流的作用；③限流式不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)．若兩種接法均可，則采用限流式，因?yàn)橄蘖魇綋p耗功率小． 為了較準(zhǔn)確地測(cè)量某電子元件的電阻，某實(shí)驗(yàn)小組做如下測(cè)量： (1)用多用表測(cè)量該元件的電阻，選用“10”倍率的電阻擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小，因此需選擇________(填“1”或“100”)倍率的電阻擋，并____________，再進(jìn)行測(cè)量，若多用表中的電池舊了，用它測(cè)得的電阻值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)． (2)若用多用表測(cè)得該元件的電阻大約為1 500 Ω，現(xiàn)在要進(jìn)一步精確測(cè)量其電阻，有以下器材： A．待測(cè)元件R(阻值約為1500 Ω) B．電流表(量程5 mA，內(nèi)阻約5 Ω) C．電阻箱(9 999.9 Ω，0.02 A) D．直流電源(電動(dòng)勢(shì)約為20 V，內(nèi)阻約0.5 Ω) E．單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)小組有同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖6所示電路進(jìn)行測(cè)量． 圖6 在閉合S前，先把R調(diào)至________(填“最大值”或“最小值”)，然后把K打到1，________________________________________________，再把K打到2, ____________，則Rx＝____________(用實(shí)驗(yàn)中獲得的物理量來(lái)表示)． (3)兩只完全相同的表頭G，分別改裝成一只電流表和一只電壓表，一位同學(xué)不小心做實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將兩只表串起來(lái)連接在一閉合電路中，接通電路后兩只表的指針可能出現(xiàn)下列哪種現(xiàn)象(　　) A．電流表的指針偏轉(zhuǎn)，電壓表的指針不偏轉(zhuǎn) B．兩表指針偏轉(zhuǎn)角度相同 C．兩表指針都偏轉(zhuǎn)，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度比電流表大得多 D．兩表指針都偏轉(zhuǎn)，電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度比電壓表大得多 答案　(1)100　讓紅黑表筆短接，重新歐姆調(diào)零　偏大 (2)最大值　調(diào)節(jié)R，當(dāng)其阻值為R1時(shí)，電流表示數(shù)為I0　調(diào)節(jié)R，當(dāng)其阻值為R2時(shí)，電流表示數(shù)為I0　R2－R1 (3)C 解析　(1)用歐姆表測(cè)量電阻，若指針偏轉(zhuǎn)較小，則電阻較大，應(yīng)換大倍率的電阻擋，即100.換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，即讓紅黑表筆短接，重新歐姆調(diào)零．若電池用舊了，則電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻增大，測(cè)量相同電阻時(shí)，閉合電路中電流變小，指針偏轉(zhuǎn)角度變小，則歐姆表中電阻讀數(shù)增大． (2)電阻箱串聯(lián)接入電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)使電阻箱的阻值達(dá)到最大．兩次電流相同，則Rx＋R1＝R2，Rx＝R2－R1. (3)電流表為表頭G和小電阻并聯(lián)，電壓表為表頭G和大電阻并聯(lián)，當(dāng)兩者串聯(lián)時(shí)，流過電壓表表頭的電流約等于流過電流表表頭的電流與流過并聯(lián)電阻的電流之和，因此電壓表表頭指針偏轉(zhuǎn)角度大，C正確． 考向3　描繪小燈泡(或者其他元件)的伏安特性曲線 例3　 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3 V　1.5 W”的燈泡兩端的電壓和通過它的電流，現(xiàn)有如下器材： A．直流電源3 V(內(nèi)阻可不計(jì)) B．直流電流表0～600 mA(內(nèi)阻約0.5 Ω) C．直流電壓表0～3 V(內(nèi)阻約3 kΩ) D．滑動(dòng)變阻器(10 Ω，1 A) E．滑動(dòng)變阻器(1 kΩ，300 mA) F．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器選用________．(填“D”或“E”) (2)某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接的電路如圖7所示，電路中所有元器件都是完好的，且電壓表和電流表已調(diào)零．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2 V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則可確定斷路的導(dǎo)線是________；若電壓表示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線是________；若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線是________． 圖7 (3)下表中的各組數(shù)據(jù)是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在如圖8所示的方格紙上作出該燈泡的伏安特性曲線.  U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 I/A 0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49 圖8 ④如圖9所示，將兩個(gè)這樣的燈泡并聯(lián)后再與5 Ω的定值電阻R0串聯(lián)，接在電壓恒為4 V的電路上，每個(gè)燈泡的實(shí)際功率為________ W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖9 解析　(1)因描繪小燈泡的伏安特性曲線，需測(cè)量多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器需用分壓式接法，為了調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器用阻值較小的，故選擇D. (2)電壓表有示數(shù)，說(shuō)明通過電壓表的電路為通路，而小燈泡不亮，通過與電壓表并聯(lián)的小燈泡的電路為斷路，所以導(dǎo)線d斷開；若電壓表示數(shù)為零，而電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路接通，電壓表沒有接入電路，所以h斷開；若電壓表、電流表示數(shù)不能調(diào)為零，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器是限流式接法，故是g斷開． (3)描點(diǎn)畫圖，如圖所示． (4)設(shè)燈泡的電壓為U，電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U0＝U＋2IR0，所以U＝－2R0I＋U0，代入數(shù)據(jù)U＝－10I＋4，在燈泡的伏安特性曲線坐標(biāo)圖上畫出該直線，其交點(diǎn)(U，I)即為燈泡的實(shí)際電壓、電流值，可得燈泡消耗的實(shí)際功率P＝UI＝0.30 W. 答案　(1)D　(2)d　h　g　(3)見解析圖　(4)0.30 以題說(shuō)法　描繪小燈泡的伏安特性曲線，其實(shí)驗(yàn)原理還是伏安法測(cè)電阻；坐標(biāo)軸選取的標(biāo)度要合適，使所作圖線占滿坐標(biāo)紙，不要畫成折線，要用平滑曲線連接． 圖10 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標(biāo)有“最大電流不超過6 mA，最大電壓不超過7 V”，同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們?cè)O(shè)計(jì)的一部分電路如圖10所示，圖中定值電阻R＝1 kΩ，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 Ω；電壓表(未畫出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 kΩ；電源電動(dòng)勢(shì)E為12 V，內(nèi)阻不計(jì)． (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇： A．阻值0～200 Ω，額定電流0.3 A B．阻值0～20 Ω，額定電流0.5 A 應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是________(填“A”或“B”)． 正確接線后，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U/V 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40 I/mA 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50 (2)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與________(填“O”或“P”)之間； (3)在圖10中將電路圖補(bǔ)充完整； (4)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件的電阻特點(diǎn)是：______________________________________. 答案　(1)A　(2)P　(3)電路圖見解析圖 (4)當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí)，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高電阻逐漸變小 解析　(1)滑動(dòng)變阻器A允許的最大電壓為0.3200 V＝60 V＞12 V，滑動(dòng)變阻器B兩端所能加的最大電壓為0.520V＝10 V＜12 V，為保證安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選A. (2)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電學(xué)元件電阻最小測(cè)量值約為：R＝ Ω≈1 163.6 Ω，電流表內(nèi)阻約為5 Ω，電壓表內(nèi)阻約為10 kΩ，相對(duì)來(lái)說(shuō)，元件電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，因此電壓表應(yīng)并聯(lián)在M與P之間． (3)描繪伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，由(2)可知，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示： (4)由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)元件兩端的電壓小于6 V時(shí)，電路電流很小，幾乎為零，由歐姆定律可知，元件電阻非常大，不導(dǎo)電；當(dāng)元件兩端電壓大于6 V時(shí)，隨著電壓的升高電流迅速增大，電壓與電流的比值減小，電阻變?。? 考向4　測(cè)定金屬絲(液體)的電阻率 例4　(xx山東22)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100 m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.710－8 Ωm，再利用圖11所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度． 圖11 可供使用的器材有： 電流表：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω； 電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5 Ω； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20 Ω； 定值電阻：R0＝3 Ω； 電源：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻可不計(jì)； 開關(guān)、導(dǎo)線若干． 回答下列問題： (1) 實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至______端(填“a”或“b”)． (2)在圖12所示實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖11甲電路完成剩余部分的連接． 圖12 (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖13所示，讀數(shù)為______ V. 圖13 (4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為________ m(保留2位有效數(shù)字)． 解析　(1)根據(jù)R＝ρ，得銅導(dǎo)線的阻值約為Rx＝1.7 Ω，即Rx＋R0＝4.7 Ω.實(shí)驗(yàn)中的滑動(dòng)變阻器若選R1，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移至a端時(shí)，電壓表的示數(shù)約為3 V，若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，超過電壓表量程，故實(shí)驗(yàn)中的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2.閉合開關(guān)S前應(yīng)使電路中的電阻最大，故滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移至a端． (2)連線如圖所示 (3)電壓表的示數(shù)為2.30 V. (4)根據(jù)歐姆定律，銅導(dǎo)線與R0的串聯(lián)的總電阻的阻值R＝＝ Ω＝4.6 Ω，所以銅導(dǎo)線的電阻Rx＝R－R0＝1.6 Ω. 根據(jù)R＝ρ得導(dǎo)線長(zhǎng)度l＝＝ m≈94 m. 答案　(1)R2　a　(2)見解析圖　(3)2.30　(4)94 以題說(shuō)法　連接實(shí)物圖要根據(jù)電路原理圖，采用先串后并，如果滑動(dòng)變阻器是分壓式接法，一般先將電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的全部電阻連接，然后將滑動(dòng)變阻器的分壓部分、待測(cè)電阻、電流表串聯(lián)，最后并聯(lián)電壓表．同時(shí)還要注意電壓表、電流表的正負(fù)接線柱，以及量程選取是否合適． 如圖14，用伏安法測(cè)定電阻約5 Ω均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池． 圖14 (1)如圖15，用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)________使F與A間距離稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，再轉(zhuǎn)動(dòng)________到夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件字母符號(hào)) 圖15 (2)根據(jù)原理圖連接如圖16所示的實(shí)物圖． 圖16 (3)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變________的位置，得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，用R＝計(jì)算出相應(yīng)的電阻后作出R－L圖象如圖17.取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝____________. 圖17 答案　(1)D　H　G (2)見解析圖 (3)線夾P(P點(diǎn)或P)　 解析　(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D使F與A間距稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，再轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)旋鈕H到夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)固定旋鈕G使F固定后讀數(shù)． (2)根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示． (3)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變線夾P的位置，測(cè)出幾組U、I、L的數(shù)據(jù)；電阻絲阻值：ΔR＝ρ＝ρ，電阻率ρ＝. 考向5　測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 例5　某同學(xué)用如圖18所示電路測(cè)量多用電表的內(nèi)阻和內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)． 圖18 (1)多用電表右側(cè)表筆為________(填“紅表筆”或“黑表筆”)．將多用電表選擇旋鈕調(diào)至歐姆擋“1”，將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)________，使指針指在右側(cè)滿刻度處． (2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭，分別讀出五組電壓表(內(nèi)阻較大，可視為理想電壓表)和歐姆表示數(shù)U、R，并將計(jì)算得出的、記錄在表格中，其中第四次測(cè)量時(shí)歐姆表的示數(shù)如圖19，其阻值為________ Ω.在如圖20所示的坐標(biāo)紙上做出－圖線． 圖19 2.50 1.70 1.25 1.00 0.80 0.18 0.10 0.06 0.02 圖20 (3)若改用已使用較長(zhǎng)時(shí)間的多用電表(電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大)，但仍能調(diào)零后測(cè)電阻，其測(cè)得電阻R值與原來(lái)相比________．(填“偏大”、“不變”或“偏小”) 答案　(1)黑表筆　調(diào)零旋鈕(調(diào)R0也可) (2)30　如圖所示 (3)偏大 以題說(shuō)法　測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理是閉合電路歐姆定律，數(shù)據(jù)處理的主要思想方法是“化曲為直”，常用的方法有三種： 1．伏安法——利用電壓表和電流表，閉合電路方程為E＝U＋I(xiàn)r，利用兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解E和r；也可作出U－I圖象，圖線的縱截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻． 2．伏阻法——利用電壓表和電阻箱．閉合電路方程為E＝U(1＋)．利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒃匠叹€性化，處理為＝＋或U＝－r＋E，做－圖象或U－圖象，利用圖線的截距和斜率求E和r. 3．安阻法——利用電流表和電阻箱．閉合電路方程為E＝I(R＋r)，利用兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立方程求解或?qū)⒎匠叹€性化，處理為＝R＋，做－R圖象，利用圖線的截距和斜率求E和r. (xx北京21)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差． (1)應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖21中的________(選填“甲”或“乙”)． 圖21 (2)現(xiàn)有電流表(0～0.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材： A．電壓表(0～15 V) B．電壓表(0～3 V) C．滑動(dòng)變阻器(0～50 Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω) 實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______________．(選填相應(yīng)器材前的字母) (3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖22的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出U－I圖線. 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 電壓U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 電流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 圖22 (4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)電阻r＝________ Ω. (5)實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會(huì)發(fā)生變化．下列各示意圖中正確反映P－U關(guān)系的是________． 答案　(1)甲　(2)B　C (3)如圖所示 (4)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)　(5)C 解析　(1)電流表內(nèi)阻與電池內(nèi)阻相差不多，如果用乙圖實(shí)驗(yàn)所得的誤差較大，應(yīng)選用甲圖． (2)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V左右，為減小誤差，應(yīng)選擇量程為3 V的電壓表；根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)和電流表量程，可知應(yīng)選擇最大阻值為50 Ω的滑動(dòng)變阻器． (3)第四組數(shù)據(jù)誤差較大，應(yīng)舍去，然后連線． (4)根據(jù)U－I圖像，電源的電動(dòng)勢(shì)為縱軸的截距，為1.50 V，內(nèi)阻為斜率的絕對(duì)值，r＝ Ω≈0.83 Ω. (5)可采用特殊值法分析，當(dāng)外電路短路時(shí)，U＝0，此時(shí)電池的輸出功率P＝0.當(dāng)外電路斷路時(shí)，U＝E，此時(shí)電池的輸出功率P＝0.故只有選項(xiàng)C正確. 12．從原理遷移中突破電學(xué)實(shí)驗(yàn)題 例6　(8分)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E(約為3 V)和內(nèi)阻r，選用的器材如下： A．電流表G1(量程為2 mA，內(nèi)電阻為100 Ω) B．電流表G2(量程為1 mA，內(nèi)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(dòng)變阻器R3(0～1 000 Ω，允許最大電流1 A) F．待測(cè)電池 G．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干 (1)某同學(xué)利用上述器材，采用圖23甲的電路測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)按照?qǐng)D甲將圖乙所示的實(shí)物圖連線． 圖23 (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，則電阻箱R1的阻值調(diào)到________ Ω. (3)以G2示數(shù)I2為縱坐標(biāo)，G1示數(shù)I1為橫坐標(biāo)，作出I2－I1圖象如圖24所示，結(jié)合圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)為________ V，電源的內(nèi)阻為________ Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)． 圖24 思維導(dǎo)圖 解析　(2)根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有： I＝I1g＋， 解得R1≈0.4 Ω， 由U＝I2g(r2＋R2)，代入數(shù)據(jù)解得： R2＝2.8103 Ω (3)縱坐標(biāo)截距0.9 mA，對(duì)應(yīng)著電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V＝2.7 V；橫坐標(biāo)截距0.4 mA，對(duì)應(yīng)著流過電源的電流為0.4 mA＋ mA＝0.100 4 A；電源內(nèi)阻為r＝＝ Ω≈9.0 Ω. 答案　(1)如圖所示(2分) (2)0.4(2分)　(3)2.7(2分)　9.0(2分) (限時(shí)：12分鐘，滿分：18分) (xx福建19)(1)(6分)某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖25甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為________ cm和________ mm. 圖25 (2)(12分)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖26甲所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0 Ω的定值電阻． 圖26 ①已知靈敏電流計(jì)的滿偏電流Ig＝100 μA、內(nèi)阻rg＝2.0 kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA，應(yīng)并聯(lián)一只________ Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1； ②根據(jù)如圖26甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整的電路； ③某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示： 測(cè)量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 電壓表讀數(shù)U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改裝表讀數(shù)I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r＝________ Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是____________________________． ④該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大．若測(cè)量過程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是________．(填選項(xiàng)前的字母) A．電壓表內(nèi)阻的影響 B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小 C．R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小 D．R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大 答案　(1)60.10　4.20　(2)①1.0?、谝娊馕鰣D(其他正確連接同樣給分)?、?.66　充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù) ④CD 解析　(1)金屬桿長(zhǎng)度由刻度尺示數(shù)可得，由題圖甲得L＝60.10 cm.由題圖乙知，此游標(biāo)尺為50分度，游標(biāo)尺上第10刻線與主尺上一刻線對(duì)齊，則金屬桿直徑為d＝4 mm＋10 mm＝4.20 mm. (2)①由電流表的改裝知識(shí)可知，R1＝＝ Ω≈1.0 Ω. ②如下圖． ③根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合逐差法可知 r1＝－R0，r2＝－R0， r3＝－R0，r4＝－R0. 故r＝ ＝－R0＝ [－4.0] Ω≈1.66 Ω. 逐差法在計(jì)算中體現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是：充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù)． ④根據(jù)題意可知，內(nèi)阻的測(cè)量值為r測(cè)＝－R0，因此，電壓表的內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器的阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響．若R1的實(shí)際值比計(jì)算值偏小，則改裝后的電流表示數(shù)偏小，導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)量值偏大．根據(jù)內(nèi)阻測(cè)量值的表達(dá)式可知，R0的實(shí)際值比標(biāo)稱值偏大，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)量值偏大．故選C、D. (限時(shí)：45分鐘) 1．(xx浙江22)小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值． (1)圖1是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫出． 圖1 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖2所示．在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“”)表示的． 圖2 (3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為________ Ω. 答案　(1)見解析圖　(2)　(3)見解析圖　用“”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，1.2(1.1～1.3均可)，用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，1.6(1.5～1.7均可) 解析　(1)連線如圖所示． (2)U－I圖像如圖所示． U－I圖像的斜率反映了電阻的大小，而用電流表內(nèi)接法時(shí)測(cè)得的電阻偏大，外接法時(shí)測(cè)得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“”表示的． (3)在U－I圖像上，選用外接法所得的“”連線，則R＝＝1.2 Ω，選用內(nèi)接法所得的“○”連線，則R＝＝1.6 Ω. 2．測(cè)量一未知電阻的阻值． (1)某同學(xué)首先用多用電表粗測(cè)電阻的大小，將多用電表選擇開關(guān)置于“10 Ω”擋，調(diào)零后，將紅、黑表筆分別接電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖3所示，則所測(cè)阻值為________ Ω. 圖3 (2)接著該同學(xué)計(jì)劃用伏安法準(zhǔn)確測(cè)量電阻的阻值，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：8 V直流電源；電壓表(0～10 V，內(nèi)阻約20 kΩ)；電流表(0～50 mA，內(nèi)阻約10 Ω)；滑動(dòng)變阻器(0～20 Ω，1 A)；開關(guān)和導(dǎo)線． 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的器材，參考下面未完全連接好的實(shí)物電路在下面虛線方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并完成如圖4所示實(shí)物電路未連接的導(dǎo)線． 圖4 (3)在上述(2)的實(shí)驗(yàn)中，連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，該同學(xué)用多用電表檢查電路故障．他的操作如下：選用多用電表的直流電壓擋，將紅、黑表筆分別接在：電源正、負(fù)極間；變阻器電阻絲的兩端；電流表“－”接線柱和電壓表“＋”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可能是連接____________________之間的導(dǎo)線發(fā)生了斷路． (4)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭，記下多組電流表、電壓表讀數(shù)(U，I)，然后在坐標(biāo)紙上作出U－I圖線，圖線的____________大小表示待測(cè)電阻阻值．在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量值____真實(shí)值．(填“＞”、“＝”或“＜”) 答案　(1)200　(2)見解析圖　(3)電流表和電壓表　(4)斜率?。? 解析　(1)由題圖可知，所測(cè)電阻阻值為：2010 Ω＝200 Ω. (2)由于滑動(dòng)變阻器最大阻值為20 Ω，遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值200 Ω，如果滑動(dòng)變阻器采用限流式接法，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，電路電流及待測(cè)電阻電壓變化范圍較小，不能進(jìn)行多次測(cè)量，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法；電壓表內(nèi)阻約20 kΩ，電流表內(nèi)阻約10 Ω，待測(cè)電阻阻值約為200 Ω，相對(duì)來(lái)說(shuō)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，因此電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示． 根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示． (3)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，說(shuō)明電路存在斷路；用電壓表測(cè)：電源正負(fù)極間、變阻器電阻絲的兩端、電流表“－”接線柱和電壓表“＋”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明各測(cè)試點(diǎn)之間不存在斷路，因此電路斷路位置為連接電流表和電壓表之間的導(dǎo)線． (4)根據(jù)歐姆定律得：U＝IR，則U－I圖線的斜率大小表示待測(cè)電阻阻值，因?yàn)殡娏鞅聿捎猛饨臃?，由于電壓表分流，使電阻測(cè)量值小于真實(shí)值． 3．(xx浙江省五校第二次聯(lián)考)2013年12月14日晚上9點(diǎn)14分左右嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器平穩(wěn)降落在月球虹灣，并在4分鐘后展開太陽(yáng)能電池帆板．這是中國(guó)航天器第一次在地外天體成功軟著陸，中國(guó)成為繼美國(guó)、前蘇聯(lián)之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國(guó)家．太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件，如圖5所示．某實(shí)驗(yàn)小組用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒有光照時(shí)(沒有儲(chǔ)存電能)的I－U特性．所用的器材包括：太陽(yáng)能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干． 圖5 (1)為了達(dá)到上述目的，應(yīng)選用圖6中的哪個(gè)電路圖____________(填“甲”或“乙”)． 圖6 (2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖7的I－U圖象．由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻________(填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.80 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻約為________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字) 圖7 (3)該實(shí)驗(yàn)小組在另一實(shí)驗(yàn)中先用一強(qiáng)光照射太陽(yáng)能電池，并用如圖8電路調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的U－I曲線a.再減小實(shí)驗(yàn)中光的強(qiáng)度，用一弱光重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U－I曲線b，如圖9.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若曲線a的路端電壓為1.5 V，則滑動(dòng)變阻器的測(cè)量電阻為________ Ω，曲線b外電路消耗的電功率為________ W(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖8 圖9 答案　(1)甲　(2)很大　1.0103　(3)7.1103(7.0～7.2103均可)　6.810－5(6.7～6.910－5均可) 解析　(3)曲線a的路端電壓為U1＝1.5 V時(shí)電路中電流為I1＝210 μA，即為強(qiáng)光照射時(shí)的工作點(diǎn)，連接該點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對(duì)應(yīng)的外電路電阻的U－I圖線，測(cè)量電阻為R＝≈7.1103 Ω.此直線和曲線b的交點(diǎn)為弱光照射時(shí)的工作點(diǎn)，電流和電壓分別為I＝97μA 、U＝0.7 V，則外電路消耗功率為P＝UI≈6.810－5 W. 4．某探究小組要描繪一個(gè)標(biāo)有“4 V,1 W”的小燈泡的R－U曲線，所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇： A．電壓表V(量程5 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) B．直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)) C．電流表A1(量程150 mA，內(nèi)阻約為2 Ω) D．電流表A2(量程300 mA，內(nèi)阻約為1 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～10 Ω) F．滑動(dòng)變阻器R2(阻值0～200 Ω) (1)實(shí)驗(yàn)中要求小燈泡電壓從零逐漸增大到額定電壓，測(cè)量誤差盡可能小且方便調(diào)節(jié)，電流表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填寫儀器符號(hào))．請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖． (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出了R—U圖象，如圖10所示．由圖象可知，當(dāng)所加電壓為3.0 V時(shí)，小燈泡實(shí)際消耗的電功率為________ W(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖10 (3)小燈泡的P－U圖象及I－U圖象如圖11甲、乙所示．則小燈泡的電功率P隨電壓U變化的曲線是________；小燈泡的伏安特性曲線是________．(填“a”、“b”、“c”、“d”) 圖11 答案　(1)A2　R1　見解析圖　(2)0.75　(3)b　c 解析　(1)待測(cè)小燈泡為“4 V,1 W”，故其額定電流I＝＝0.25 A＝250 mA，故電流表只能選擇A2；要描繪小燈泡RL的R－U曲線，電壓要從0開始連續(xù)可調(diào)，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R＝＝ Ω＝16 Ω，電壓表內(nèi)阻約為5 kΩ，電流表內(nèi)阻約為1 Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法；描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示． (2)當(dāng)電壓為3 V時(shí)，由題圖可知小燈泡的電阻為12 Ω，故此時(shí)小燈泡消耗的實(shí)際功率P＝＝ W≈0.75 W. (3)燈泡電功率P＝，由于燈泡電阻隨溫度的升高而增大，由小燈泡的R－U圖象可知，U變大，I變大，而P＝IU，因此P－U圖象的斜率應(yīng)隨電壓的增大而增大，故b正確；由小燈泡的R－U圖象可知隨電壓的增大燈泡的電阻增大，故逐漸減小，故I－U圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故c正確． 5．(xx江蘇10)某同學(xué)通過實(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)先旋緊圖12所示的部件__________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________ mm. 圖12 (2)圖13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”)． 圖13 (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(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． 答案　(1)B　0.410　(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) 解析　(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)先將鎖緊裝置鎖緊，即旋緊B.螺旋測(cè)微器的示數(shù)為(0＋41.00.01) mm＝0.410 mm. (2)電壓表的示數(shù)不為零，電流表的示數(shù)幾乎為零，說(shuō)明連接兩電表的電路是導(dǎo)通的．而滑動(dòng)變阻器幾乎不起作用，說(shuō)明線路電阻很大，故可判斷7、8、9間斷路． (3)由題知≈0.005<≈0.019，說(shuō)明電流表的分壓作用不顯著，故可將電流表改為內(nèi)接，并測(cè)出多組U、I值，求出Rx后，再取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果． 圖14 6．(xx新課標(biāo)Ⅰ23)利用如圖14所示電路，可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有： 待測(cè)電源，電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω)，電阻R0(阻值為3.0 Ω)，電阻R1(阻值為3.0 Ω)，電流表(量程為200 mA，內(nèi)阻為RA＝6.0 Ω)，開關(guān)S. 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R； ③以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作－R圖線(用直線擬合)； ④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b. 回答下列問題： (1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則與R的關(guān)系式為__________________． (2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0 Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖15所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表． 答：①__________，②__________. R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 /A－1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 圖15 (3)在圖16的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k＝________ A－1Ω－1，截距b＝________ A－1. 圖16 (4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω. 答案　(1)＝R＋(5.0＋r) (2)①0.110(0.109～0.111均正確) ②9.09(9.01～9.17均正確) (3)見解析圖　1.0(0.96～1.04均正確) 6．0(5.9～6.1均正確) (4)3.0(2.7～3.3均正確)　1.0(0.6～1.4均正確) 解析　(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知： E＝IRA＋(I＋)(R＋R0＋r) 將R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω代入上式得＝R＋(5.0＋r) (2)從讀數(shù)上，有效數(shù)字要一致，即讀數(shù)是0.110 A，倒數(shù)是9.09 A－1. (3)由－R關(guān)系式可知k＝，截距b＝(5.0＋r)；由給出的數(shù)據(jù)作出圖像，連線時(shí)盡可能使多的點(diǎn)在同一直線上，不在直線上的點(diǎn)要均勻分布在直線兩側(cè)如圖所示． 由圖像可知，k＝1.0 A－1Ω－1，b＝6.0 A－1. (4)電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V，電源內(nèi)阻r＝1.0 Ω. 7．(xx東北三省三校二次聯(lián)考)現(xiàn)有一刻度盤總共有N小格、且刻度均勻，量程未準(zhǔn)確確定的電壓表V1，已知其量程在13 ～16 V之間，內(nèi)阻r1＝150 kΩ.為測(cè)定其準(zhǔn)確量程U1，實(shí)驗(yàn)室提供了如下表所列的器材，要求方法簡(jiǎn)捷，盡可能減少誤差，并能測(cè)出多組數(shù)據(jù). 器材(代號(hào)) 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2 量程3 V，內(nèi)阻r2＝30 kΩ 電流表A 量程3 A，內(nèi)阻r3＝0.01 Ω 滑動(dòng)變阻器R 總阻值1 kΩ 穩(wěn)壓電源E 20 V，內(nèi)阻很小 開關(guān)S、導(dǎo)線若干 (1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖17所示的甲、乙、丙三種電路圖 圖17 你認(rèn)為選擇________電路圖測(cè)量效果最好．(填“甲”、“乙”或“丙”) (2)根據(jù)測(cè)量效果最好的那個(gè)電路圖，將如圖18所示有關(guān)器材連接成測(cè)量電路． 圖18 (3)若選擇測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算V1的量程U1，則所用的表達(dá)式U1＝________________，式中各符號(hào)表示的物理量是：________________. 答案　(1)乙　(2)見解析圖　(3)U2　N：V1的總格數(shù)，N1：V1的讀出格數(shù)，U2：V2的讀數(shù)，r1：V1表內(nèi)阻，r2：V2表內(nèi)阻 解析　(1)由于待測(cè)電壓表的滿偏電流與標(biāo)準(zhǔn)電壓表的滿偏電流接近，大約是0.1 mA，所以可將兩電壓表串聯(lián)使用，由于滑動(dòng)變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，所以選擇乙電路圖進(jìn)行測(cè)量． (2)根據(jù)圖乙所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示． (3)待測(cè)電壓表V1的指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)為N1，每格表示電壓值為ΔU， 由歐姆定律可得：＝ 所以電壓表V1的量程為U1＝NΔU 聯(lián)立解得U1＝U2 其中r1＝150 kΩ，r2＝30 kΩ，U2為某次測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2的讀數(shù)，N1為某次測(cè)量時(shí)待測(cè)電壓表V1的指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)．