【提分专用】2020版高考物理二轮复习 专题六 物理实验 专题突破练15 电学实验
2020年高考物理二轮复习 高考冲关练 电学实验 Word版含答案
2022年高考物理二轮复习高考冲关练电学试验1．读出图6－2－16中游标卡尺和螺旋测微器的读数．甲乙图6－2－16(1)________cm；(2)________mm.【解析】(1)游标卡尺的读数为2.025 cm.(2)螺旋测微器的读数为6.570 mm(6.569 mm～6.571 mm)．【答案】见解析2．(1)如图6－2－17甲所示，是一个由电阻率为ρ的导体材料制成的中空圆柱体．为测量圆柱形导体中空部分的横截面积S0，某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L，然后用游标卡尺测量其外径D，如图6－2－17乙所示，则D＝________mm.甲乙图6－2－17(2)接着，该同学设计了测量圆柱体电阻的试验电路图(圆柱体上的M、N为两个电箍，连接导线使用)如图6－2－18甲所示，请你用笔画线当作导线将图6－2－18乙中尚未完成的实物连线补画完整．甲乙图6－2－18(3)若某次试验电流表的示数为I，电压表的示数为U.请用已知的和测得物理量符号表示圆柱形导体中空部分的横截面积S0＝________.【解析】(1)用游标卡尺测出圆柱体外径为D＝11.75 mm.(2)实物连线如图．(3)由题意，R＝UI，依据R＝ρLS，S＝14πD2－S0，解得：S0＝πD24－ρLIU.【答案】见解析3．(2021·广东省十校联考)(1)用欧姆表测电阻时，两表笔短接时指针所指位置如图6－2－19所示．图6－2－19假如不调零就去测电阻，那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏________．(2)用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干．①如图6－2－20甲所示电路图中，电压表应接________点(填a或b)．②图乙中的6个点表示试验中测得的6组电流I、电压U的值，试作图象并求出电阻值R ＝________Ω.(保留3位有效数字)③待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图丙、图丁所示．由图可知其长度为8.02 mm，图丁直径读数为______mm.④由以上数据可求出ρ＝________Ω·m.(保留3位有效数字)甲乙丙丁图6－2－20【解析】(1)用欧姆表测电阻时，两表笔短接时指针所指位置超过满偏刻度．假如不调零就去测电阻，那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏小．(2)①由于待测电阻约为250 Ω，而电流表内阻约为40 Ω，所以应当接受电流表外接，电压表应接a点．②用描点法，过尽可能多的点，舍弃第2个点，作图为过原点的直线．由图线斜率得到电阻值R＝244 Ω.③依据游标卡尺读数规章，图(4)直径读数为1.92 mm.④依据电阻定律R＝ρl/S及S＝πd2/4，解得ρ＝0.088 4 Ω·m【答案】(1)小(2)①a②图象见解析图244(242～246均可)③1.92④0.08824．(2021·河南名校质检)某学习小组用伏安法测量一未知电阻R x的阻值，给定器材及规格。
新课标2020高考物理总复习专题突破方略专题六物理实验1.6.2电学实验与创新专题限时训练
1.6.2 电学实验与创新专题限时训练1．为了测量一精密金属丝的电阻率,先用多用电表“×1”挡粗测其电阻为________Ω,然后用螺旋测微器测其直径为________mm,游标卡尺测其长度是________mm.答案：6.0 2.095 36.22．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表．可用的器材有：微安表头(量程0～100 μA,内阻为900 Ω)；电阻箱R1 (阻值0～999.9 Ω)；电阻箱R2 (阻值0～99 999.9Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为0～1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为0～3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值R1＝________Ω,R2＝________Ω.(保留到个位)答案：(1)见解析(2)100 2 910解析：(1)R1的电阻比较小,所以R1与表头并联构成大量程的电流表,R2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示：改装电流表需要并联一个电阻,要改装0～1 mA的电流表需要并联的电阻R并＝I g R gI－I g＝0.1×9001－0.1＝100 Ω,所以选用与变阻箱R 1并联,并联后的总电阻为R ′＝90 Ω要改装成0～3 V 电压表需要串联电阻,串联电阻的阻值为R 串＝U －U A I ＝3－0.091×10－3＝2 910 Ω. 3．某实验小组在探究一种合金丝的导电性能的实验中：(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径时,刻度情况如图甲所示,则金属丝的直径d ＝________mm.(2)用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB 连入电路的电阻时,表盘示数如图乙所示,则合金丝的电阻R 约为__________Ω.(3)现用伏安法进一步精确测量合金丝的电阻,要求测量范围尽可能大一些,请在丙图中用笔划线代替导线完成电路的连接(已知实验所用的电压表内阻约为30 kΩ,电流表内阻约为 2 Ω)．(4)用以上电路测得的合金丝的电阻值与其真实值相比,总有R测________R真(填“＞”“＝”或“＜”),造成此误差的原因是____________________．答案：(1)0.695(0.692～0.696均可) (2)110 (3)如图所示(4)＜ 电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”,表达意思正确即可)解析：(1)金属丝的直径d ＝0.5 mm ＋0.01 mm×19.5＝0.695 mm ； (2)合金丝的电阻R 约为11 Ω×10＝110 Ω；(3)因R V R x ＞R x R A,故采用电流表外接法；滑动变阻器用分压电路,电路连接图见答案．(4)因为此测量电路中电流表的读数大于实际通过电阻的电流,故测量值偏小,即R 测＜R 真,造成此误差的原因是电压表分流(或“电流表电流测量值大于通过合金丝电流的真实值”)． 4．(2018·全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R x 的阻值,图中R 0为标准定值电阻(R 0＝20.0 Ω)；V 可视为理想电压表．S 1为单刀开关,S 2为单刀双掷开关,E 为电源,R 为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验： (1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S 1；(3)将开关S 2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表的示数U 1；然后将S 2掷于2端,记下此时电压表的示数U 2；(4)待测电阻阻值的表达式R x ＝____________(用R 0、U 1、U 2表示)； (5)重复步骤(3),得到如下数据：1 2 3 4 5 U 1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U 2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 U 2U 13.443.433.393.403.39(6)利用上述5R x 答案：(1)如图所示：(4)(U 2U 1－1)R 0 (6)48.2解析：开关S 2掷于1端,由欧姆定律可得通过R x 的电流I ＝U 1R 0,将开关S 2掷于2端,R 0和R x 串联电路电压为U 2,R x 两端电压为U ＝U 2－U 1,由欧姆定律可得待测电阻阻值R x ＝U I ＝U 2－U 1U 1R 0＝(U 2U 1－1)R 0.5次测量所得的平均值,(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)×15＝3.41,代入R x ＝(U 2U 1－1)R 0＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω.5．某实验小组的同学在利用如图甲所示的电路来探究小灯泡的发光功率,回答下列问题：(1)首先将滑动变阻器的滑片置于最__________(填“左”或“右”)端,然后将开关闭合,进行小灯泡发光功率的探究；(2)在探究过程中电压表的示数突然变为零,如果用多用电表来测量小灯泡两端的电压,将多用电表调至合适的电压挡位,如图乙所示,多用电表的黑表笔与__________(填“a ”或“b ”)点相接触；(3)如果按步骤(2)将电路连接好后,将开关闭合,但发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,多用电表指针都不偏转；如果将多用电表接在图甲中的a 点与c 点之间,无论如何移动滑动变阻器的滑片,多用电表指针仍不发生偏转；如果将多用电表接在图甲中的a 点与d 点之间,多用电表的示数如图乙所示,则该读数为__________,由以上的分析可确定出现的电路故障为__________；(4)多用电表使用结束后,A 、B 同学分别将选择开关置于图丙中所示的位置,则正确的是________．答案：(1)左(2)b(3)2.00 V c、d两点间断路(4)B同学6．(2019·滨州二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验室提供了如下器材：A．小灯泡(3 V,1.8 W)B．电压表(量程0～3 V,内阻约为20 kΩ)C．电流表(量程0.6 A,内阻约为0.2 Ω)D．滑动变阻器(0～10 Ω,2 A)E．电源(电动势为3 V,内阻不计)F．开关及导线若干,坐标纸实验中要求小灯泡上的电压从零开始测量尽可能准确,调节测量多组对应的U、I值．如图甲所示,一组同学已经完成导线的连接．(1)如图甲连接好电路,不闭合开关,滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数________(填“为零”“不为零”)．(2)在图甲中闭合开关,滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程中灯泡亮度的变化情况是________．(3)指出图甲中该组同学连接错误的两条导线______(填导线编号)．(4)图乙中a图线是改正后描出的灯泡U－I图线,图乙中b图线是另一个电源路端电压U与电源电流I的图线．如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路,该灯泡消耗的电功率为________W；如果将这样的两个灯泡串联接在该电源上,则每个灯泡消耗的电功率为________W．(结果均保留两位小数)答案：(1)不为零(2)先变暗再变亮(3)5、6(4)1.05 0.44解析：(1)由实物电路图可知,开关不能控制分压电路的闭合和断开,开关断开时,滑动变阻器滑动触头在图示中间位置时电压表示数不为零．(2)由实物电路图可知,闭合开关,滑动变阻器滑动触头从右端滑到左端的过程滑动变阻器接入电路的阻值增大,流过灯泡的电流减小,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,当滑动触头到达左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,灯泡两端电压增大,灯泡实际功率增大,灯泡变亮． (3)描绘灯泡伏安特性曲线的实验中滑动变阻器应采用分压式接法,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,所以连线5、6接法错误；(4)由题图乙所示数据可知,灯泡两端电压为2.1 V,流过灯泡的电流为0.5 A,灯泡实际功率为：P ＝UI ＝2.1×0.5＝1.05 W,由题图乙所示图线可知电源电动势为E ＝3.0 V,电源内阻为：r ＝ΔU ΔI ＝3.0－2.10.5Ω＝1.80 Ω,当两灯泡串联,设每个灯泡两端的电压为U ,流过每一个灯泡的电流为I ,则U ＝E 2－r2I ＝1.5－0.9I ,在灯泡U －I 图象坐标系中作出U ＝1.5－0.9I 的图线如图所示：由图可知此时灯泡两端电压为1.2 V,通过灯泡的电流为0.38 A,则灯泡的功率为P ＝UI ＝0.38×1.16≈0.44 W7．小明利用如图甲所示的电路,完成了对电动势约为1.5 V 、内阻约为几欧姆的电源的电动势和内阻的测定,其中R 为电阻箱,R 0为阻值为150 Ω的定值电阻．小明连接好电路后,通过调节电阻箱的阻值,读出了8组电压表的读数以及相对应的电阻箱的阻值,并以电压的倒数1U为纵坐标、电阻箱的阻值R 为横坐标,把记录的数据描绘在了坐标系中,如图乙所示．(1)如果电源的电动势用E 表示、电源的内阻用r 表示,则1U关于R 的表达式应为______________．(用E 、r 、R 0表示)(2)请在图乙所示的坐标系中画出图线,并根据画出的图线求出该图线的斜率k ＝________V－1·Ω－1,图线与纵轴交点的纵坐标为b ＝________V －1(结果保留两位有效数字)．(3)结合写出的函数表达式以及图线可知该电源的电动势E ＝________V,内阻r ＝__________Ω(结果保留三位有效数字)．答案：(1)1U ＝1ER 0R ＋R 0＋rER 0(2)如图所示 0.004 40．70(3)1.52 9.09解析：(1)由闭合电路欧姆定律得U R 0＝E R 0＋R ＋r ,解得1U ＝1ER 0R ＋R 0＋rER 0；(2)将明显错误的点舍掉,画线时应使尽可能多的点落在直线上,不能落在直线上的点均匀地分布在直线的两侧,如图所示(见答案)；由图可知,斜率k ＝0.004 4 V －1·Ω－1,图线与纵轴交点的纵坐标为b ＝0.70 V －1；(3)由1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0得,k ＝1ER 0,b ＝R 0＋r ER 0,又R 0＝150 Ω,解得E ＝1.52 V,r ＝9.09 Ω.。
2020人教高考物理：电学实验二轮练习(word 含答案)
2020人教高考物理：电学实验二轮练习附答专题：电学实验1、如图甲为多用电表的电路原理图．已知选用的电流表内阻R g＝10 Ω、满偏电流I g＝10 mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心，上排刻度线对应数值没有标出．(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为6.9_mA；选择开关接3时其读数为173_V(171～175_V均可)．(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，某同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为150_Ω.③计算得到多用电表内电池的电动势为1.5 V．(保留2位有效数字)2、(2019·四川攀枝花统考)要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A．待测电压表V(量程3 V，内阻几千欧)B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)C．定值电阻R(阻值2kΩ，额定电流50 mA)D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)E．多用电表F．开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100倍率，操作方法正确。
若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________ Ω。
(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是________。
其理由是_____________________________________________________________。
(3)在图丁中，根据你选择的电路把实物连接好。
(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：______________________________________________________________________________；(5)用上述所测量的符号表示电压表的内阻R V＝______________。
高考物理题：力学和电学实验二轮练习附答案
2020届高考物理题：力学和电学实验二轮练习附答案**力学和电学实验**1、某物理兴趣小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用的实验装置如图甲所示．(1)用游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，游标卡尺主尺的最小刻度为1 mm，则由该图可得遮光条的宽度d＝cm.(2)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平；并把实验所需的器材都安装无误．将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离均相同．现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速运动的速度表达式为v＝(用对应物理量的字母表示)．(3)保持橡皮条的拉伸距离不变，逐根增加橡皮条的数目，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则在操作正确的情况下，作出的W-v2图象应为(填“过坐标原点的一条倾斜直线”或“过坐标原点的一条抛物线”)．2、（电路分析）为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻R x，提供的器材有：A．电流表G，内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝6 mAB．电压表V，量程为6 VC．螺旋测微器，毫米刻度尺D．电阻箱R0(0～99.99 Ω)E．滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω)F．电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 Ω)G．一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝阻值，用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示；(2)电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω；(结果保留3位有效数字)(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝R x的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整．(要求在较大范围内测量多组数据)(4)电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I.请用已知量和测量的字母符号，写出计算电阻的表达式R x＝________.3、为了测定滑块M与长木板间的动摩擦因数，某同学将长木板的一端通过转轴固定在水平面上，另一端用垫块垫起形成一个倾角θ，在长木板的另一端固定一个定滑轮，在垫块上安装一个光电门，在重物m上固定一个窄挡光条，通过一条轻质细线将重物和滑块连接起来并绕过定滑轮，如图所示．现让重物从某标记位置处由静止释放，它牵引滑块运动，若测得标记处与光电门间的距离为h，宽度为d的挡光条通过光电门的时间为t，且M＝m，则滑块与长木板间的动摩擦因数为μ＝1－sinθcosθ－d2ght2cosθ.实验过程中h越大，实验测量结果越精确(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)；在保持h不变的情况下，调节垫块使倾角θ越大，则实验测量结果越不精确(选填“越精确”“越不精确”或“都一样”)．4、(2019·陕西西安质检)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如图甲所示连接起来进行探究。
2020版高考物理二轮复习专题限时集训电学实验含解析
分尺上的读数为12×0.05 mm＝0.60 mm＝0.060 cm
游标尺最终读数为6.160 cm。
图乙螺旋测微器主尺读数为2.5 mm
分尺读数为10.3×0.01 mm＝0.103 mm
螺旋测微器最终读数为：2.603 mm(2.600～2.604 mm都可以)。
(1)实验时，选用图甲的电路图而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________。
(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(用字母表示)
(3)把图丙所示的实验器材用实线连接成实物电路图。
(4)某同学通过实验测量得到的数据已经描在图丁所示的IU坐标系中，请用一光滑的曲线将各点连接好。
B．电压表(0～15 V，内阻为20 kΩ)
C．电流表(0～3 A，内阻为1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻为0.4 Ω)
E．滑动变阻器(0～10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
F．滑动变阻器(0～500 Ω，允许通过的最大电流为1 A)
G．学生电源(直流，电源电动势为6 V)、开关、导线若干
Ⅱ.将开关S1闭合，缓慢向右移动滑动变阻器的滑片，直到待测电压表的示数为0.3 V；
Ⅲ.将开关S2断开，保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值，直到待测电压表的示数为0.1 V，此时读出电阻箱的示数为602.0 Ω。
根据以上操作回答下列问题：
(1)为了减小实验误差，滑动变阻器应选择________，定值电阻应选择________。(填器材所对应的物理符号)
电阻R/Ω
4.5
6.0
8.0
10.5
2020年高考物理必破15个必考热点押题练：押题(13)电 学 实 验(解析版)
2020年高考物理必破15个必考热点押题练押题（13）电学实验（解析版）拼一拼，越过重本线1.为测量某微安表G(量程200 μA，内阻大约2 100 Ω)的内阻，有以下器材可供选择：A.电压表(0～3 V)；B.电压表(0～10 V)；C.滑动变阻器(0～20 Ω)；D.滑动变阻器(0～2 kΩ)；E.电源E(电动势约为6 V)F.电阻箱R Z(最大阻值为9 999 Ω)开关S一个，导线若干。
(1)按图甲所示电路图将乙图中的实物连线。
(2)实验过程为：合上开关S，先调节R使电压表读数为U，再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变)，使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱阻值为R1=8 056 Ω；然后再调节R，使电压表读数为U，再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变)，使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱阻值为R2(如图所示)。
电压表应选__________，滑动变阻器应选_______。
(填字母代号)电阻箱的读数R2=_______Ω，待测微安表的内阻R g=_______Ω。
【答案】(1)见解析图(2)A C 4 653 2 153解析：(1)根据电路图，实物连线如图所示(2)因为电源电动势约为6 V，B电压表量程太大，故电压表选A，但操作时，需注意不能超过A电压表的量程。
要使调节电阻箱时电压表读数几乎不变，微安表内阻应远大于滑动变阻器阻值，故滑动变阻器选C；由题图可知，电阻箱的读数R2=4 653 Ω；由题意有(R g+R1)I g=U，(R g+R2)I g=U，联立解得，待测微安表的内阻R g=2 153 Ω。
2.图甲是欧姆表内部电路简图。
微安表的满偏电流I g=500 μA，内阻R g=950 Ω。
电源电动势E=1.5 V，内阻r=1 Ω。
电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0～9 999 Ω。
(1)甲图中的b端应与_______(选填“红”或“黑”)表笔连接。
(2)某同学将图甲中的a、b端短接，为使微安表满偏，则应调节R1=_______Ω；(3)如图乙所示，该同学将微安表与电阻箱R2并联，利用该电路图组装一个“×100倍率”的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示，其中央刻度标“15”，则该同学应调节R2=_______Ω；用此欧姆表测量一个阻值约2 000 Ω的电阻，测量前应调节R1=_______Ω。
2020-2021年高考物理重点专题讲解及突破15：电学实验【含答案】
2020-2021年高考物理重点专题讲解及突破15：电学实验※考点一基本仪器的使用及读数1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度．(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.(3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．③如图所示，固定刻度示数为 2.0 mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.2．游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺．(如图所示)(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：超重点1：电学实验基础刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用x的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm.3．常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．(1)0～3 V的电压表和0～3 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.[典例1] (1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为______ mm、________ mm、________ mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是______ mm.(3)①如图丙所示的电表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______ A，图中表针示数为________ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________ A，图中表针示数为________ A.②如图丁所示的电表使用较小量程时，每小格表示________ V，图中表针的示数为________ V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________ V，图中表针示数为________ V.(4)旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是_______________.若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为________．【解析】(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm ＋0.7 mm＝17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后结果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是7×0.02 mm＝0.14 mm，最后结果是3 mm＋0.14 mm＝3.14 mm.(2)固定刻度示数为1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0 mm＋15.0×0.01 mm＝1.150 mm.(3)①使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；当使用3 A量程时，每一小格为0.1 A，表针示数为2.20 A.②电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V.(4)电阻为1 987 Ω，最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19 998 Ω.【答案】(1)17.723.85 3.14(2)1.150(1.149～1.151均可)(3)①0.020.440.1 2.20(2.19～2.21均可) ②0.1 1.70(1.69～1.71均可) 0.5 8.5 (4)1 987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0 0～19 998 Ω※考点二测量电路的接法及选择1．电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A＞R x，测量值大于真实值R测＝U测I测＝R x R VR x＋R V＜R x，测量值小于真实值适用条件R A≪R x R V≫R x口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2.两种接法的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x较小，宜采用电流表外接法；若R x较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”．(2)临界值计算法R x＜R V R A时，用电流表外接法；R x＞R V R A时，用电流表内接法．(3)实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．[典例2] 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A 的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图a或图b所示，结果由公式R x＝UI计算得出，式中U 与I分别为电压表和电流表的示数．若将图a和图b中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2，则________(选填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值R x1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值R x2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．【解析】R xR A＝20，R VR x＝10，因此R x属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即R x1更接近真实值；因R x1＝UI＝R x＋R A，故R x1>R x，R x2＝UI＝R x R VR x＋R V，故R x2<R x.【答案】R x1大于小于※考点三滑动变阻器两种接法的选择1．滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围RER＋R0≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为保护电路元件2.(1)题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够．(2)题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值．(3)题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化．3．两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法：因为限流式接法电路简单、能耗低．[典例3] 有一个额定电压为2.8 V，功率约为0.8 W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的IU图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻6 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻30 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻0.1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.5 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是__________________．要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图________(选填“a”或“b”)．(2)用正确的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________(用序号字母表示)． (3)滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)．(4)通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为______Ω.(5)若将此小灯泡与电动势为 6 V 、内阻不计的电源相连，要使小灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．(结果保留三位有效数字)【解析】 (1)由于电流表内阻很小，灯泡被短路，不发光；要使小灯泡的电压从零开始增大，应采用分压电路，即图乙中的b.(2)小灯泡额定电压为2.8 V ，应选择0～3 V 量程的电压表，小灯泡的额定电流I ＝P U≈0.29 A ，应选择0～0.6 A 量程的电流表．(3)由于采用分压电路，故滑动变阻器选择阻值为10 Ω的滑动变阻器E.(4)由小灯泡的伏安特性曲线可知，两端电压为额定电压2.8 V 时，通过小灯泡的电流为0.28 A ，由欧姆定律可知此时小灯泡电阻为10 Ω.(5)小灯泡正常发光时，小灯泡与电阻串联，通过电阻的电流与通过小灯泡的电流相等，均为0.28 A ；小灯泡两端电压与电阻两端电压之和为6 V ，所以电阻两端电压为3.2 V ，由欧姆定律可知R ＝3.20.28 Ω≈11.4Ω.【答案】(1)不亮 b (2)A D (3)E (4)10 (5)11.4※考点四 电表的改装改装成电压表 改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U ＝I g (R ＋R g )I ＝R ＋R g R I g量程扩大的倍数 n ＝U U gn ＝I I g接入电阻的阻值R ＝UI g－R g ＝(n －1)R g R ＝I g R g I －I g ＝R gn －1 改装后的总内阻R V ＝R g ＋R ＝nR gR A ＝R ·R g R ＋R g ＝R gn校对电路改装成的电压表 改装成的电流表[典例4] 改装电路．(1)已知表头G 满偏电流为100 μA ，表头上标记的内阻值为900 Ω.R 1、R 2和R 3是定值电阻．利用R 1和表头构成1 mA 的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表．若使用a 、b 两个接线柱，电压表的量程为1 V ；若使用a 、c 两个接线柱，电压表的量程为3 V ．则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R 1＝________ Ω，R 2＝________ Ω，R 3＝________ Ω.(2)用量程为3 V 、内阻为2 500 Ω的标准电压表V 对改装表3 V 挡的不同刻度进行校准．所用电池的电动势E 为5 V ；滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 k Ω.为方便实验中调节电压，图中R 应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器．(3)校准时，在闭合开关S 前，滑动变阻器的滑动端P 应靠近________(选填“M ”或“N ”)端． (4)若由于表头G 上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G 内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”)900 Ω.【解析】 (1)根据题意，R 1与表头G 构成1 mA 的电流表，则I g R g ＝(I －I g )R 1，得R 1＝100 Ω；若使用a 、b 两个接线柱，电压表的量程为1 V ，则R 2＝U ab －I g R g I＝910 Ω；若使用a 、c 两个接线柱，电压表的量程为3 V ，则R 3＝U ac －I g R gI－R 2＝2 000 Ω. (2)电压表与改装电表并联之后，电阻小于2 500 Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50 Ω的电阻．(3)在闭合开关S 前，滑动变阻器的滑动端P 应靠近M 端，使并联部分分压为零，起到保护作用． (4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G 的电流偏小，则实际电阻偏大，故表头G 内阻的真实值大于900 Ω.【答案】(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于[考纲解读]1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法． 2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法． 3.会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．[基本实验要求]1．实验原理超重点2：测定金属的电阻率根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d ，计算出横截面积S ，并用伏安法测出电阻R x ，即可计算出金属丝的电阻率．2．实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．3．实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d . (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路．(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l . (4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置．(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，填入记录表格内．(6)将测得的R x 、l 、d 值，代入公式S ＝πd 24和R ＝ρlS中，计算出金属丝的电阻率．[规律方法总结]1．数据处理(1)在求R x 的平均值时可用两种方法： ①用R x ＝UI分别算出各次的数值，再取平均值． ②用UI 图线的斜率求出．(2)计算电阻率：将记录的数据U 、I 、l 、d 的值代入电阻率计算式ρ＝R x S l ＝πd 2U4lI.2．注意事项(1)先测直径，再连电路：为了方便，测量直径应在金属丝连入电路之前测量． (2)电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．(3)电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．3．误差分析(1)测量电阻时采用外接法，电压表分流产生误差． (2)长度和直径的测量误差．※考点一 仪器的选取和电路设计1．[实验仪器的选取] (2020·吉林长春质检)某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：电源E(电动势为4 V，内阻约为1 Ω)；电流表A1(量程5 mA，内阻约为10 Ω)；电流表A2(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)；电压表V1(量程3 V，内阻约为1 kΩ)；电压表V2(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；滑动变阻器R1(阻值0～2 Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～20 Ω)；开关及导线若干．他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示.编号电阻丝直径D/mm电阻丝直径的二次方D2/mm2电阻丝长度L/cm电阻R/Ω10.2800.078 4100.0016.3020.2800.078 450.008.1630.5600.313 6100.00 4.07(1)(2)图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路________(选填“A”或“B”)进行测量．电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．【解析】(1)螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋1.2×0.01 mm＝0.512 mm.(2)根据题图乙可知，电路中变阻器采用限流式接法，所以变阻器应选R2.由于电源电动势为4 V，所以电压表应选V1.根据表格数据可知，电路中最大电流超过5 mA，所以电流表应选A2.由于待测电阻满足R VR x>R xR A，电流表应用外接法，所以应选择电路A.【答案】(1)0.512(0.511～0.513均正确)(2)A A2V1R22．要测量某种合金的电阻率．(1)若合金丝长度为L ，直径为D ，阻值为R ，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________ mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S 2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物连线补充完整．(3)闭合S 1，当S 2处于位置a 时，电压表和电流表的示数分别为U 1＝1.35 V ，I 1＝0.30 A ；当S 2处于位置b 时，电压表和电流表的示数分别为U 2＝0.92 V ，I 2＝0.32 A ．根据以上测量数据判断，当S 2处于位置________(选填“a ”或“b ”)时，测量相对准确，测量值R x ＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)【解析】(1)金属丝电阻R ＝U I ＝ρLS＝ρLπD22，则电阻率ρ＝πRD24L ；由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5 mm ＋15.0×0.01 mm ＝0.650 mm.(3)根据ΔU U 1＝1.35－0.921.35≈0.32，而ΔI I 1＝0.32－0.300.30≈0.07，可知，电流表分压较大，因此必须采用电流表外接法，即S 2处于位置b 时，测量相对准确，根据欧姆定律，则有R x ＝0.920.32Ω≈2.9 Ω. 【答案】(1)πRD24L0.650 (2)如图所示 (3)b 2.9※考点二 数据处理及误差分析3． (2020·山东潍坊统考)一探究小组要测量2B 铅笔芯的电阻率，所用的实验器材有：电源E (9 V)，铅笔芯(最大阻值约6 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，电流表A(量程为0.3 A ，内阻约为0.5 Ω)，电压表V(量程为3 V ，内阻约为1 000 Ω)，开关S.(1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整．(2)实验中，改变连入电路的铅笔芯长度L ，测出对应的电阻值R ，测得的5组实验数据已描点在如图甲所示的R-L 坐标系中，请画出RL 图线．(3)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径，如图乙所示，其读数为________ mm.(4)根据画出的RL 图线及测得的铅笔芯的直径，可求得铅笔芯的电阻率为________ Ω·m(保留三位有效数字)．【解析】(1)由于待测电阻R x ＜R A R V ，所以电流表应采用外接法，若滑动变阻器采用限流式接法，I min＞0.3 A ，故滑动变阻器采用分压式接法．(3)螺旋测微器的读数为1 mm ＋20.0×0.01 mm ＝1.200 mm. (4)由电阻定律得R ＝ρL S ＝ρ4L πd 2，RL 图线的斜率k ＝4ρπd2，解得ρ＝3.77×10－5Ω·m. 【答案】(1)如图a 所示 (2)如图b 所示(3)1.200 (4)3.77×10－54．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为：电池组(电动势3 V ，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 k Ω)、滑动变阻器R (0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520x(3)下图丙是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成下图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系．如上图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线．由图线得到金属丝的阻值R x＝________ Ω.(保留两位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确的选项是________．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D ．用U-I 图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【解析】(1)主尺半刻度线未露出，读数为0 mm ，螺旋尺的读数为39.8×0.01 mm ＝0.398 mm ，所以此螺旋测微器读数为(0＋0.398)mm ＝0.398 mm.(2)由图表数据可知，待测电阻阻值约为5 Ω，若电路采用限流接法，回路最小电流I ＝ER x ＋R 滑＋r，代入数值约为0.11 A ，不可能达到0.020 A ，所以应该是分压接法．(3)实物连图时要注意：开关闭合前，滑动变阻器应处于零阻值处，以使待测电阻的电压最小；应保证开关能控制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入．(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点，然后连线．由于第6个数据描点偏差太大，舍弃不用；图线的斜率即为R x 的阻值，由图象可知，R x ＝4.5 Ω.(5)由电阻定律知R ＝ρl S ，则ρ＝Sl ·R ＝πd22lR ≈1×10－6 Ω·m ，C 正确．(6)由于读数而引起的误差是偶然误差，由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差，A 、B 错误．若将电流表和电压表的内阻计算在内，则消除了电表内阻对实验的影响，即消除了由测量仪表引起的系统误差，C 正确．用UI 图象处理数据，体现了多次测量求平均值的思想，而且剔除了个别偶然误差比较大的点，如图线中的第6个点，D 正确．【答案】(1)0.398(0.397～0.399均正确) (2)甲 (3)图见解析 (4)图见解析 4.5(4.3～4.7均正确) (5)C (6)CD超重点3：描绘小电珠的伏安特性曲线[考纲解读]1．掌握滑动变阻器的使用方法及连接方式． 2.掌握伏安特性曲线的描绘方法． 3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线．[基本实验要求]1．实验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I U图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．2．实验器材小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．3．实验步骤(1)画出电路图(如实验原理图甲)．(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路．(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．(4)数据处理①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．③将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．[规律方法总结]1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调节范围RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E负载R上电流的调节范围ER＋R0≤I≤ER0≤I≤ER2.(1)电路的连接方式①电流表应采用外接法：因为小电珠(3.8 V 0.3 A)的电阻很小，与量程为0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．②滑动变阻器应采用分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从0连续变化．(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．(3)I U图线在U0＝1.0 V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0 V左右绘点要密，以防出现较大误差．3．误差分析(1)由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．(2)测量时读数带来误差．(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．※考点一实验原理与操作1．如图为“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5 V.(1)完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，______________________________；②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_____________________________；③断开开关……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡的伏安特性曲线．(2)在虚线框中画出与实物电路对应的电路图．【解析】(1)①滑动变阻器的滑片在最左端时，小灯泡两端电压最小，为了保护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端；②在调节滑动变阻器时，应注视电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压．【答案】(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)如图所示2．有一个小电珠上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的I U图线，现有下列器材供选用：A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻0.4 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻1.0 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)(3)把如图所示的实验器材按正确的电路图用笔画线代替导线连接成实物电路图．【解析】(1)由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据．(2)因小电珠额定电压为4 V，则电压表选量程为0～5 V的电压表．小灯泡的额定电流为I＝PU ＝24A＝0.5 A，则电流表选D.滑动变阻器应选最大阻值较小的E，这样在实验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变化，从而减小读数误差．(3)实物电路如图所示．【答案】(1)描绘小电珠的I U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E (3)图见解析※考点二数据处理及误差分析3．(2017·高考全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(选填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(选填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________ W，最大功率为________ W．(结果均保留两位小数)【解析】(1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E0′(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为P min＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为P max＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W.【答案】(1)实验电路原理图如图所示。
(新课标)2020版高考物理大二轮复习专题强化训练15电学实验
专题强化训练(十五)1．(2019·全国卷Ⅰ)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是____________________点．在打出C 点时物块的速度大小为________________m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________________m/s 2(保留2位有效数字)．[解析] 根据题述，物块加速下滑，在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是A 点．根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为1.20 cm ，C 点对应的刻度为3.15 cm ，D 点对应的刻度为5.85 cm ，E 点对应的刻度为9.30 cm ，AB ＝1.20 cm ，BC ＝1.95 cm ，CD ＝2.70 cm ，DE ＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间T ＝5×150 s ＝0.10 s ，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C 点时物块的速度大小为v C ＝BC ＋CD 2T ≈0.233 m/s.由逐差法可得a ＝CD ＋DE －(AB ＋BC )4T2，解得a ＝0.75 m/s 2.[答案] A 0.233 0.752．(2019·江苏卷)某兴趣小组用下图所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz 的打点计时器供实验选用：A ．电磁打点计时器B ．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择________________(选填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是________________(选填“甲”或“乙”)．(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如下图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A ＝________________m/s.(4)测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L .小车动能的变化量可用ΔE k ＝12Mv 2A 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g .实验中，小车的质量应________________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W ＝mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．[解析] (1)电火花打点计时器对纸带的阻力小于电磁打点计时器对纸带的阻力，实验时误差小，故选B.(2)在砝码盘中慢慢加入沙子直至小车开始运动，小车从静止开始做加速运动，此时砝码盘和沙子的总重力大于小车与长木板间的滑动摩擦力，平衡摩擦力过度；轻推小车，小车做匀速运动，根据平衡条件可知，此时砝码盘和沙子的总重力等于小车与长木板间的滑动摩擦力大小，消除了摩擦力的影响，看法正确的是同学乙．(3)在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．用刻度尺量出A 左侧第一个点与A 右侧第一个点之间的距离l ＝1.24 cm ，再除以0.02 s×2＝0.04 s ，可得v A ＝0.31 m/s.(4)本实验中砝码的重力近似等于小车所受的拉力．只有当小车的质量远大于砝码盘、砝码以及沙子的总质量时，才可以将砝码的重力当成小车受到的合外力．[答案] (1)B (2)乙 (3)0.31(0.30～0.33都算对) (4)远大于3．(2019·武汉市示范高中联考)橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的值与橡皮筋的原长L 、横截面积S 有关．理论与实际都表明k ＝YS L，其中Y 是一个由材料决定的常量．(1)在国际单位中，Y 的单位应该是________________．A ．NB ．m C.N m 2 D.N m(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F 与伸长量x 之间的关系图像如图所示．由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝________________N/m.(保留两位有效数字)[解析] (1)根据表达式k ＝YS L 可知Y ＝kL S ，劲度系数k 的单位为N/m ，L 的单位为m ，S 的单位为m 2，则Y 的单位应为N/m 2，选项C 正确．(2)由胡克定律可知，外力F 与伸长量x之间的关系为F ＝kx ，外力F 与伸长量x 之间的关系图像的斜率等于劲度系数k ，则橡皮筋的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝15.00.030N/m ＝5.0×102 N/m. [答案] (1)C (2)5.0×1024．(2019·陕西省部分学校摸底)某实验小组的同学利用自由落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，该小组的同学完成了如下的操作：(1)首先利用螺旋测微器测出了小球的直径，其示数如图乙所示，则该小球的直径d ＝________________cm.(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，测得小球先后通过光电门1和光电门2所用的时间为Δt 1和Δt 2，则小球通过两光电门的速度分别为v 1＝________________，v 2＝________________.(用所测量的物理量符号表示)(3)该小组的同学测出了两光电门之间的距离为H ，重力加速度用g 表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为__________________________________________________．(用所测量的物理量符号表示)[解析] (1)小球直径：d ＝3.5 mm ＋0.01 mm×30.0＝3.800 mm ＝0.3800 cm.(2)小球通过光电门1、2的速度分别为：v 1＝d Δt 1、v 2＝d Δt 2.(3)设小球质量为m ，在该过程中，小球的重力势能减少量为mgH ，小球的动能增加量为12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为mgH ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12，即：2gH ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12. [答案] (1)0.3800 (2)d Δt 1 d Δt 2 (3)2gH ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 125．(2019·济南市高三质量评估)空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图(a)所示的实验装置，用来测量小球质量．图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道B 处装有光电门，可以测量出小球经过光电门所用的时间．该同学设计的主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量小球的直径d②将弹簧左端固定在挡板上③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门所用的时间t⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次⑥分析数据，得出小球的质量已知弹簧弹性势能E p ＝12kx 2，k 为劲度系数，x 为形变量．该同学使用了一个已知劲度系数为k 0的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题．(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d ＝________________cm.(2)某一次步骤④中测得小球通过光电门所用的时间t 为5.00 ms ，则此次小球离开弹簧时的速度v ＝________________m/s.(3)根据实验步骤中测得的物理量，可得小球的质量m ＝________________.(用实验步骤①、③、④中测得的物理量和k 0表示)[解析] (1)由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为11 mm ＋4×0.1 mm＝11.4 mm ＝1.14 cm.(2)由于小球经过光电门的时间极短，因此小球经过光电门的平均速度可近似为瞬时速度，等于小球离开弹簧时的速度，则v ＝d t ＝1.14×10－25.00×10－3m/s ＝2.28 m/s.(3)小球被弹开的过程，由能量守恒定律得12k 0x 2＝12mv 2＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2，解得m ＝k 0x 2t 2d 2. [答案] (1)1.14 (2)2.28 (3)k 0x 2t 2d 2 6．(2019·昆明市高三摸底)某小组的同学通过设计如下实验来验证：“在弹性限度内，劲度系数为k 的轻弹簧从形变量为x 到恢复原长的过程中，弹力做的功为W ＝12kx 2”的结论． (1)部分实验步骤如下：A ．将一轻弹簧放置在水平气垫导轨的左端，弹簧左端固定，让弹簧处于自然状态．在弹簧下面的气垫导轨上水平固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的左端刚好对齐，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x 1，如图甲所示．B ．用弹簧测力计拉着弹簧右端水平向右缓慢移动，当弹簧测力计的示数为F 时，弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x 2，如图乙所示(弹簧的形变在弹性限度内)．则此弹簧的劲度系数为________________．C ．在水平气垫导轨的右端合适位置安装一个光电门(光电门与弹簧最左端的距离大于x 1)，如图丙所示．D ．用天平测得小车(带有遮光条)的质量为m ，用螺旋测微器测得遮光条宽度d 的结果如图丁所示，则d ＝________________mm.E ．把小车置于气垫导轨上，向左推小车使弹簧压缩一段距离(弹簧与小车未拴接)，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x 3，如图丙所示(弹簧的形变在弹性限度内)．由静止释放小车，测得小车通过光电门时的遮光时间为Δt .小车经过光电门时的速度大小为________________(用实验中所测物理量的符号表示)．(2)在实验误差允许的范围内，若________________＝________________(用实验中所测物理量的符号表示)，就可验证弹力做的功W ＝12kx 2的结论． (3)同学们在实验过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是________________．A ．遮光条的宽度越小越好B ．把气垫导轨左端垫起适当高度来平衡摩擦力C ．计算弹簧劲度系数时，多次测量取平均值D ．向左推小车压缩弹簧时，弹簧形变量越大越好[解析] (1)由题意知，弹簧的原长为x 1，用弹簧测力计拉着弹簧缓慢向右移动至x 2位置时，弹簧伸长了Δx ＝x 2－x 1，根据胡克定律有F ＝k ·Δx ＝k (x 2－x 1)，因此弹簧的劲度系数为k ＝Fx 2－x 1；螺旋测微器的读数由两部分构成，即固定读数＋可动读数，所以d ＝2.5 mm＋17.0×0.01 mm＝2.670 mm ；由于遮光条较窄，因此可以用小车通过遮光条的平均速度来代替通过光电门的瞬时速度，所以有v ＝d Δt.(2)小车的动能是由弹性势能转化而来，由能量守恒知，在实验误差允许的范围内，若12·F x 2－x 1(x 1－x 3)2＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2，则说明弹力做的功为W ＝12kx 2.(3)遮光条的宽度适当的小有利于减小实验误差，但并不是越小越好，因为宽度太小会导致测量误差增大，选项A 错误；应用气垫导轨时不需要平衡摩擦力，选项B 错误；计算弹簧的劲度系数时，多次测量有利于减小实验误差，选项C 正确；在实际操作时，向左推小车压缩弹簧时，弹簧形变量太大，弹簧可能无法完全恢复原状，选项D 错误．[答案] (1)B.F x 2－x 1 D ．2.670 E.dΔt (2)12·F x 2－x 1(x 1－x 3)2 12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2 (3)C。
2020届高考物理第二轮专题复习课时提升训练：电学实验(含解析)
2020届高考物理第二轮专题复习课时提升训练电学实验1．为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知，(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)．答案(1)右偏(2)左偏相同2．在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究(1)实验还需下列器材中的____________；(2)实验中，图中变压器的原线圈接“0；8”接线柱，副线圈接“0；4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V，则所接电源电压挡位为________．A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V答案(1)AD (2)A3． (1)小王同学测量干电池的电动势和内阻，他用如图甲所示的实验器材进行实验，其连接的部分实验电路图如图甲所示．为减小实验误差，实验中所用的滑动变阻器应选________(填字母代号)．A．滑动变阻器(最大阻值20Ω，额定电流1A)B．滑动变阻器(最大阻值200Ω，额定电流2A)(2)请用细线代替导线，在图甲中完成实物连接．(3)下列实验操作正确的是________．A图甲电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最左端B．改变滑片位置，开关一直保持闭合，直至实验结束C．改变滑片位置，读完电表读数后，立即断开开关(4)连接好电路，小王检查无误后，闭合开关，开始实验．电流表指针如图乙所示，请读数并记录电流为________A.答案(1)A (2)如图所示(3)C (4)0.344．在练习使用多用表的实验中，有如下操作：(1)如图甲所示为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用多用表测量一阻值约为2000Ω的定值电阻，某些操作步骤如下：①调节________(选填“S”或“T”)，使电表指针停在电流“0”刻度位置．②将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节部件________(选填“S”或“T”)，使电表指针停在欧姆“0”刻度位置．(2)A、B两组同学用多用电表测量某型号白炽灯的灯丝电阻．A组按照规范的操作步骤测量，欧姆挡及指针位置如图乙、丙所示，则灯泡标称字样可能是( )A．220V 25WB．220V 40WC．220V 100W(3)其中一同学想直接使用多用电表测量一节标注为 1.5V的旧干电池电动势，应选直流电压________V挡，读数如图丁所示，则该同学测得的电动势E＝________V.答案(1)①S②T(2)C (3)2.5 1.47(1.46～1.48均可) 5．发光二极管具有单向导电性，正反向电阻相差较大．某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．(1)该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆挡“×1k”挡，两次实验情况如图甲所示，由此可知________(填“A”或“B”)端为二极管的正极．(2)同学们想用伏安法测定该发光二极管的正向伏安特性曲线，设计了如图乙所示的电路图，图乙中还漏接了一条电线，应将________(填A、B、C、D)两点用电线接好．(3)实验过程中，电流表有一次的读数如图丙所示，其读数为________A.(4)图丁为多次测量得到的该发光二极管正向伏安特性曲线．已知该发光二极管的最佳工作电压为2.3V，现用电动势为3V，内阻为2Ω的电源供电，需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态，试估算电阻R的值约为________Ω(结果保留两位有效数字)．答案(1)B(2)B、C(3)0.34(4)2.76．某同学找到一块较新的电池，他想测量这块电池的电动势E和内电阻r，于是从实验室借到一个开关、一个电阻箱(0～99999.9Ω)、一只电流表(量程为0～0.6A时的内阻r A＝0.1Ω)和若干导线．(1)该同学用上述器材连接好电路，如图甲所示，在开关闭合前进行检查，发现一处错误是________．(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示，则其读数为________A.(3)处理实验数据时，该同学作了R －1I坐标图(如图丙)，图中已标注出了几个与测量值对应的坐标点，通过作图最后可得出这个电池的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.(结果保留三位有效数字)．答案 (1)电阻箱的电阻没有调到最大(指出图中接入电阻为0也可)(2)0.50(3)1.52(1.48～1.54均可) 0.30(0.25～0.35均可)解析 (1)由图甲知，此时电阻箱接入电路的阻值为0，闭合开关会导致电源短路．(2)电流表量程为0.6A ，故读数为0.50A.(3)由闭合电路欧姆定律知E ＝I (R ＋r A ＋r )，则R ＝E I －(r A ＋r )；用平滑直线将图丙中所有点连起来，如图所示，则E ＝6－－0.44.2V ＝1.52V ，r A ＋r ＝0.40Ω，即r ＝0.30Ω.7、某小组在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中选用了规格为“3.8V 0.5A”的小灯泡，并选用多用表测小灯泡两端的电压．(1)在红、黑表笔与多用电表已正确连接情况下，按图甲所示的电路图正确接线后，多用电表一支表笔接①处，另一支表笔接触点从②换到③时，多用电表的示数变化比较大，而电流表示数几乎不变，则表笔与电路的正确接法是________(填字母)．A．红表笔接①，黑表笔接②B．红表笔接①，黑表笔接③C．黑表笔接①，红表笔接②D．黑表笔接①，红表笔接③(2)在某次正确的操作中，多用电表的选择开关与指针位置分别如图乙和如图丙所示，则多用电表的读数是________．(3)该小组测得了多组电压、电流数据后，在I－U坐标系中正确地描好了一系列数据点，如图丁所示．甲同学认为根据数据点应连接成直线①，乙同学认为应连接成光滑曲线②.你认为正确的是________同学(选填“甲”或“乙”)；由正确图线求出电压为2.00V时小灯泡的电阻R x＝________Ω(保留两位有效数字)．答案(1)A (2)3.09(3.08～3.10) V (3)乙 5.08、某实验小组为了测量一个阻值未知的电阻，进行了如下操作：(1)首先用欧姆表粗测其电阻，如图所示，则其读数为________Ω；(2)为了比较准确地测量此电阻，采用“伏安法”进行实验．所用器材如下：电源E：电动势为9V，内阻r约为1.0Ω；电流表A：量程0～0.6A，内阻R A为0.50Ω；电压表V：量程0～10V，内阻R V约为10kΩ；滑动变阻器R：最大阻值为5.0Ω；开关一个，导线若干．为了减小实验误差，要求尽可能多测几组数据，请完成以下问题：①在虚线框内画出实验电路图；②实验小组按照正确的实验步骤，采集了部分数据，并在I－U图象中描出相应的点，由此可知该电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)；③若所用器材结构完好，该实验的主要误差是________(选填“系统”或“偶然”)误差．答案(1)18.0 (2)①如图所示②18.4(18.0～18.9均可) ③偶然解析(1)欧姆表的读数等于表盘刻度×挡位倍率，此次倍率选择为×1，故该电阻值为18.0Ω；(2)①实验要求尽可能减小误差，但因滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻，故滑动变阻器选择分压接法较好。
高考物理二轮复习专项突破训练电学实验.docx
电学实验1.某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V 两挡．图1回答下列问题：(1)在图1虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝______Ω，R2＝________Ω.(保留到个位)2．有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在8～10 Ω之间，为了测量该导电材料的电阻率，实验室提供了以下实验器材：A．20分度的游标卡尺B．螺旋测微器C．电流表A1(0～100 mA，内阻约为10 Ω)D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)E．电压表V1(0～3 V，内阻约为3 kΩ)F．电压表V2(0～15 V，内阻约为15 kΩ)G．直流电源E(4 V，内阻不计)H．滑动变阻器R(0～10 Ω，2 A)I．开关及导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度L.其示数如图2甲所示，其读数为________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径D，其示数如图乙所示，其读数为________mm.图2(2)本次实验的电流表选用的是______，电压表选用的是______(填写所提供器材前的字母)．(3)测量新型圆柱形的导电材料的电阻R.应采用图3中的________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图．图33．某兴趣小组的同学为了测量某电压表的内阻，设计了如图4所示的电路．可供选择的器材如下图4A．待测电压表V1(量程3 V，内阻约为几千欧)B．电压表V2(量程5 V，内阻约为3 kΩ)C．定值电阻R1，阻值为200 ΩD．定值电阻R2，阻值为2 000 ΩE．滑动变阻器R3(阻值范围0～10 Ω)F．滑动变阻器R4(阻值范围0～10 kΩ)G．直流电源，电动势6 V，内阻不计H．开关一个，导线若干实验主要步骤如下：①选择恰当的实验器材，按实验电路将实物图连接好；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，记录V1、V2的读数分别为U1、U2；③移动滑动变阻器的滑片，多次记录V1、V2的读数；④以U1为纵坐标，U 2为横坐标，作出U1－U2关系图象；⑤分析U1－U2关系图象，得到待测电压表的内阻．请回答下列问题：(1)步骤①中定值电阻R0最好选用________；滑动变阻器R最好选用________．(填写器材前面的序号)(2)步骤①中实物图的连接还有两根导线没有连好，请在图5甲中补充完整．图5(3)步骤②中V1示数如图乙所示，则V1的读数为________V.(4)步骤④中得到的U1－U2关系图象如图丙所示．步骤⑤分析得出U1－U2关系图象的斜率为k，定值电阻的阻值为R0，则可得待测电压表的内阻为________．4．某同学利用图6甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动．实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值4 kΩ)，定值电阻R2(阻值2 kΩ)，电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺．实验步骤如下：图6A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L 和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材．(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝________mm.(2)玻璃管内水柱的电阻R x的表达式为：R x＝________(用R1、R2、R表示)．(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图7所示的R－1L关系图象．自来水的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．图7(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_ _______(填“偏大”“不变”或“偏小”)．5.用下列器材组装一个电路：A．待测电池组B．待测小灯泡(2 A,2.5 V)C．电流表A(量程3 A，内阻非常小)D．电压表V1(量程6 V，内阻非常大)E．电压表V2(量程1 V，内阻1 500 Ω)F．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流4 A)G．定值电阻R1( 3 000 Ω)H．开关一只，导线若干要求：既能测定电池组的电动势E和内阻r，又能同时测绘小灯泡的U－I 曲线图8(1)请在图8甲的虚线方框中将设计相对合理的实验电路图补充完整；(2)每次实验操作需记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，经过多次测量换算，最后在U－I坐标系中，描绘出两条图线，且在P点相交，如图乙所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为________Ω；电池组的效率为________(计算结果保留两位有效数字)．6．现有一种特殊的电池，它的电动势E为9 V左右，内阻r大约为40 Ω，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图9所示的电路进行实验，图中电压表的量程为6 V，内阻为20 kΩ，R1为电阻箱，阻值范围0～999 Ω，R0为定值电阻．图9(1)实验室备有以下四种规格的定值电阻A．100 ΩB．1 000 ΩC．2 000 Ω D．20 000 Ω为使实验能顺利进行，R0应选________(填字母序号)．(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数，记录多组数据，作出了如图10所示的图线．根据图线可求得该电池电动势E为________V，内阻r为________Ω.图107．在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．图11(1)甲同学按图11甲中的实线连接电路进行实验，其中定值电阻的作用是____________________．由电压表读数U和电流表读数I，画出U－I图线如图乙所示，可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留2位有效数字)(2)乙同学因为粗心，多连接了一根导线，如图甲中的虚线所示．由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图丙所示．乙同学分析了图象出现异常的原因后，认为由图丙也可以达到实验目的，则由图丙可得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(结果保留2位有效数字) 8．某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．图12(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1” 欧姆挡测量，示数如图12甲所示，读数为________Ω，据此应选择图中的________(选填“乙”或“丙”)电路进行实验．(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(选填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．(3)图丁是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________(选填“X”或“Y”)是非线性元件．(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图戊所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V，断开S2，电压表读数为 1.00 V，结合图丁可算出E＝________V，r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表)9．某同学用如图13甲所示的实验电路来测量未知电阻R x的阻值，将电阻箱接入a、b之间，闭合开关S，适当调节滑动变阻器R′后保持滑片位置不变，改变电阻箱的阻值R，得到多组电压表的示数U与R的数据，并绘出U－R图象如图乙所示．图13(1)用待测电阻R x替换电阻箱，读得电压表示数为5.0 V，利用图乙中的U －R图象可得R x＝________.(保留两位有效数字)(2)使用较长时间后，电源的电动势可认为不变，但其内阻增大，若仍使用该装置和图乙中的U－R图象来测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．若仍想使用该电路和图乙中测绘的U－R关系图象来测量电阻，则需要对电路进行简单修正：将电阻箱的阻值调到10 Ω，并接入a、b之间，调整滑动变阻器滑片的位置，使电压表示数为________V，之后保持滑动变阻器阻值不变，即可用原来的方法继续测量电阻．参考答案1.答案(1)见解析图(2)100 2 910解析(1)如图所示．(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有I g R g＝(I－I g)R1解得R1＝100 Ω接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝I g R g＋IR2解得R2＝2 910 Ω.2.答案(1)41.753.627(3.626～3.629均可)(2)D E(3)甲解析(1)长度为L＝41 mm＋15×0.05 mm＝41.75 mm；外径为D＝3.5 mm ＋12.7×0.01 mm＝3.627 mm.(3)因为电流表内阻和导电材料电阻相接近，故采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，故选甲图．3.答案(1)D E(2)如图所示(3)1.90(4)k1－kR0解析(1)因为待测电压表的内阻约为几千欧，故定值电阻R0的阻值不能太小，否则分的电压太小，影响实验结果的准确性，故选D；该实验中，因为要求电压表的示数从0开始，并且要多测几组数据，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，要选择最大阻值较小的滑动变阻器，选择E.(2)连接的实物图如图所示．(4)定值电阻R 0与V 1串联，电流相等，则有：U1RV1＝U2－U1R0，变形得：U 1＝RV1R0＋RV1U 2，由U 1－U 2关系图象可知斜率k ＝RV1R0＋RV1，解得：R V1＝k 1－k R 0. 4.答案 (1)30.00 (2)R1R2R (3)14 (4)偏大解析 (2)设把S 拨到1位置时，电压表V 1示数为U ，则此时电路电流为U R1，总电压U 总＝URx R1＋U ，当把S 拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V 2示数与电压表V 1示数相同也为U ，则此时电路中的电流为U R ，总电压U 总′＝U R R 2＋U ，由于两次总电压相等，都等于电源电压E ，可得Rx R1＝R2R ，解得R x ＝R1R2R(3)由题图可知，R ＝2×103 Ω时，1L ＝5.0 m －1，此时玻璃管内水柱的电阻R x ＝R1R2R ＝4 000 Ω，水柱横截面积S ＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22≈7.065×10－4 m 2，由电阻定律R x ＝ρL S 得ρ＝RxS L ＝4 000×7.065×10－4×5 Ω·m≈14 Ω·m(4)若电压表V 1内阻不是很大，则把S 拨到1位置时，此时电路电流大于U R1，实际总电压将大于U 总＝URx R1＋U ，所以测量的R x 将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大．5.答案 (1)如图所示(2)0 56%解析 (1)伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表V 1测路端电压，电流表A 测量电流；测绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表A 测流过灯泡的电流，考虑到电压表V 2量程偏小，可与定值电阻R 1串联增大量程；此时电压表V 2的内阻与R 1之和远大于灯泡内阻，可用电流表外接法，则电路如图所示．(2)电源的U －I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势E ＝4.5 V ，电源内阻r ＝ΔU ΔI＝4.5－2.52.0 Ω＝1.0 Ω.两图象的交点坐标，即灯泡两端电压U L ＝2.5 V ，电路电流I ＝2.0 A ，此时电源电动势E ＝Ir ＋U L ＋IR 滑，即4.5 V ＝2.0A×1.0 Ω＋2.5 V ＋2.0 A×R 滑，则R 滑＝0 Ω；电池组的效率η＝P 出P 总×100%＝UI EI ×100%＝UL E ×100%＝2.54.5×100%≈56%.6.答案 (1)D (2)10 41.7解析 (2)定值电阻阻值与电压表内阻相等，则电压表与定值电阻串联电压是电压表示数的两倍，在闭合电路中，E ＝U 外＋Ir ＝2U ＋2U R1r ，则1U ＝2E ＋2r E ·1R1，由图象可知，图象截距b ＝2E ＝0.2，斜率k ＝2r E ＝Δ1U Δ1R1＝1.2－0.20.12≈8.33，则电源电动势E ＝10 V ，r ≈41.7 Ω.7.答案 (1)保护电路 2.8 0.60 (2)3.0 0.50解析 (1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用；根据U ＝E －Ir 可知，图象与纵轴的交点表示电源电动势，故E ＝2.8 V ，图象的斜率表示内电阻：r ＝2.8－1.62.0 Ω＝0.60 Ω.(2)由乙同学的电路接法可知，滑动变阻器的左右两部分并联后与定值电阻串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图丙所示的图象，则由图象可知，当电压为2.5 V 时，电流为0.5 A ，此时两部分电阻相等，则总电流为I 1＝1 A ；而当电压为2.4 V 时，电流分别对应0.33 A 和0.87 A ，则说明当电压为2.4 V 时，干路电流为I2＝(0.33＋0.87 A)＝1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.5＝E－r,2.4＝E－1.2r解得：E＝3.0 V，r＝0.50 Ω.8.答案(1)10乙(2)增大(3)Y(4)3.20.50解析(1)使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如题图甲所示，读数为10 Ω，元件X的电阻远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择题图乙所示实验电路．(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，并联支路电压增大，电流表的示数逐渐增大；(3)由题图丁可知，元件Y是非线性元件；(4)根据U－I图线得出元件X的电阻R X＝30.30Ω＝10 Ω；闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，电压表读数为1.00 V，根据闭合电路欧姆定律得E＝3＋310×r，E＝1＋110(r＋21)解得：E＝3.2 V，r＝0.50 Ω.9.答案(1)25(2)偏小 4.0解析(1)由题图乙读出当电压U＝5.0 V时，电阻约为25 Ω；(2)a、b两点间这段电路可以当作一个等效的电源，当等效电源的内电阻变大，外电阻相同时，外电路分得的电压减小，重新作出U－R图象，如图所示，由图象可知相同的电压表读数，测量值小于真实值；要想进行修正，应让对应的图象与原图象重合，则可知，电阻箱电阻为10 Ω时，对应的电压为4.0 V，故应调节滑动变阻器使电压表示数为4.0 V，然后保持滑动变阻器阻值不变，即可进行测量．。
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专题突破练15 电学实验(时间:45分钟满分:100分)1.甲(18分)(2018全国Ⅰ卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。
所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。
将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2t/℃25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0R2/Ω900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线;乙丙(3)由图乙可得到R T在25~80 ℃范围内的温度特性,当t=44.0 ℃时,可得R T= Ω;(4)将R T握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为Ω,则手心温度为℃。
2.(20分)(2018辽宁丹东一模)在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。
现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻R x(阻值约2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4 V),在操作台上还准备了如下实验器材:A.电压表V(量程4 V,内阻R V约10 kΩ)B.电流表A1(量程100 mA,内阻R A1约20 Ω)C.电流表A2(量程2 mA,内阻R A2约20 Ω)D.滑动变阻器(0~10 Ω,额定电流1 A)E.电阻箱R0(0~999.9 Ω)F.开关S一只、导线若干(1)小刚采用伏安法测定R x的阻值,他使用的电池是待测的锂电池。
电流表应选择,图甲是他连接的部分实验器材,请你用笔划线完成实物连接;他用电压表的读数除以电流表的读数作为R x 的测量值,则测量值真实值(选填“大于”或“小于”);(2)小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。
①小聪的实验操作是:闭合开关S。
调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为U1;调整电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2。
根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E= ;②小明认为用线性图象处理数据更便于分析。
他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的图象为一条直线(见图丙)。
由图丙可知该电池的电动势E= V、内阻r=Ω。
(保留两位有效数字)3.(20分)(2018宁夏银川一中一模)某同学要测量额定电压为3 V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ。
(1)用游标卡尺测量其长度,如图所示,则其长度L= mm。
(2)为精确测量R的阻值,该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。
他将红黑表笔分别插入“+”“-”插孔中,将选择开关置于“×1”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度如图甲所示。
试问:①为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“”挡位置。
②再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0 Ω”处,如图乙所示,那么他该调节直至指针指在“0 Ω”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置。
③现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.灵敏电流计G(量程200 μA,内阻300 Ω)B.电流表A(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω)C.电压表V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)D.电压表V2(量程15 V,内阻约5 kΩ)E.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω)F.最大阻值为99.99 Ω的电阻箱R2以及电源E(电动势4 V,内阻可忽略)、开关、导线若干若为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大,除电源、开关、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有。
请画出你设计的电路图。
4.(20分)(2018湖南益阳4月调研)某实验小组要描绘小灯泡(2.5 V0.5 W)的伏安特性曲线,实验室提供以下器材可供选择:A.直流电源3 V(内阻不计)B.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)C.直流电流表0~600 mA(内阻约为1 Ω)D.直流电压表0~3 V(内阻约为3 kΩ)E.滑动变阻器0~100 Ω(允许通过的最大电流为0.5 A)F.滑动变阻器0~10 Ω(允许通过的最大电流为2 A)G.导线和开关实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用。
(填器材前的字母标号)(2)图中已将可能用到的仪器画出,请根据实验要求,将图中各器材连接成完整的电路。
(3)根据实验数据,作出的小灯泡I-U图线如图所示。
由此可知,当电压为1.5 V时,小灯泡的灯丝电阻为Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)如果将该小灯泡直接与电动势为2 V、内阻为10 Ω的电池连接,此时小灯泡的功率为W(结果保留两位有效数字)。
5.(22分)(2018陕西宝鸡二质检)某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究,其中MN为电阻丝,R0是阻值为1.0 Ω的定值电阻,实验中调节滑片P,记录电压表示数U,电流表示数I以及对应的PN长度x,绘制了U-I图线如图乙所示。
(1)由图乙求得电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
(2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值。
(3)根据实验数据可绘出图象,如图丙所示。
图象斜率为k,电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电阻率ρ=,电表内阻对电阻率的测量(选填“有”或“没有”)影响。
专题突破练15电学实验1.答案 (1)b(2)将(60.0,32.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线(3)450.0(4)620.033.0解析 (1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。
(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。
(3)从R2-t曲线中可读出t=44.0 ℃时R2=450.0 Ω,所以R T=R2=450.0 Ω(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0的点,其横坐标为33.0 ℃。
2.答案 (1)C(或A2)实线连接图如图所示大于(2)①E=②3.30.25解析 (1)测量R x的阻值时,滑动变阻器采取分压接法,由于待测电阻的阻值较大,电流表采取内接法,实物图如图所示;通过待测电阻的最大电流为I m==1.7 mA,故电流表选取C或A2;由于电流表采取内接法,用电压表的读数除以电流表的读数应该为待测电阻与电流表内阻的阻值之和,所以测量值大于真实值,完整的实物连接图如图所示:(2)①由闭合电路的欧姆定律可知:E=U1+r,E=U2+r,联立解得:E=;②由闭合电路的欧姆定律可知:E=U+r,整理得,故截距=0.3,解得E= V=3.3 V,斜率,解得r=0.25 Ω。
3.答案 (1)70.15(2)①×10②欧姆调零旋钮③ACEF电路图如图所示解析 (1)游标卡尺的读数:①确定游标卡尺的种类:20分度,精确度为0.05 mm;②读出主尺上的示数:70 mm;③读出游标尺上第几条刻度线与主尺的刻度线对齐:第3条;④计算游标尺的示数:3×0.05=0.15 mm;⑤计算游标卡尺的示数:把主尺示数与游标尺示数相加,即长度L=70.15 mm。
(2)①欧姆表的读数:欧姆表的指针在表盘中间附近时读数比较准确。
选择开关置于“×1”挡位置,由图甲所示,可知所选挡位太小,为准确测量,应换大挡,把选择开关置于×10挡位置。
②欧姆调零:换挡后指针并未指到右边的“0 Ω”处,应重新进行欧姆调零,把红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零,由图丙所示,可知待测电阻阻值约为150 Ω。
③仪器的选择:电阻额定电压是3 V,电压表应选C(量程3.0 V,内阻约3 kΩ);通过待测电阻的最大电流约为I= A=0.02 A=20 mA=20 000 μA,电流远小于电流表量程(0.6 A),远大于灵敏电流计G量程(200 μA),量程太大或太小,读数误差太大。
因此可以用电阻箱F与灵敏电流计并联改装成量程为20 mA的电流表;此外还需要滑动变阻器E,因此所需实验器材为A、C、E、F。
②电路连接方式:要求电阻R两端电压调节范围尽可能大,且滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,故滑动变阻器应采用分压接法;改装后的电流表(灵敏电流计与电阻箱并联)的内阻约为3 Ω,可知R2>R A·R V,故电流表采用内接法。
实验电路图如图所示。
4.答案 (1)B F(2)(3)8.6(4)0.094解析 (1)已知小灯泡的额定电压为2.5 V,额定功率为0.5 W,可知额定电流I= A=0.2 A,为了保证电流表读数的准确性,所以选择B;实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化,并能进行多次测量,应该采用分压式接法,滑动变阻器选择最大阻值较小的,采用分压式能使小灯泡两端电压变化更加均匀,作出的图象更加准确,所以选择F。
(2)根据实验要求,将图中各器材连接成完整的电路,如图所示。
(3)根据图线可知,当电压为1.5 V时,电流为0.175 A,根据欧姆定律可知小灯泡的内阻为Ω≈8.6 Ω。
(4)如果将该小灯泡与电动势为2 V,内阻为10 Ω的电池连接,在小灯泡的I-U图中画出电池的I-U图线,如图所示,两图线的交点I=0.125 A,U=0.75 V,表示流过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压,所以其功率P=UI≈0.094 W。
5.答案 (1)1.490.45(2)小于(3)kS 没有解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知:U=E-I(r+R0),则可知,图乙中的图象与纵坐标间的交点表示电动势,故E=1.49 V;图象的斜率表示r+R0,则r+R0=Ω=1.45 Ω,解得:r=1.45 Ω-1.0 Ω=0.45Ω。
(2)由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电压表不再有分流作用,电流测量值等于真实值,电源的U-I图象如图所示,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值。