2019-2020年高考物理二轮复习专题突破6物理实验第2讲电学实验.doc

2019-2020年高考物理二轮复习专题突破6物理实验第2讲电学实验1(xx全国卷，22)某同学用图1中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。图1(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A适当增加两导轨间的距离B换一根更长的金属棒C适当增大金属棒中的电流其中正确的是_(填入正确选项前的标号)。解析(1)实物连线如图所示。(2)根据公式FBIL可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得，Fsmgsmv2，则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A、C正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F不变，棒的质量变大，速度v变小，B错误。答案(1)见解析图(2)AC2(xx全国卷，23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。(a)实验步骤如下按电路原理图2(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。(b)图2(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。A100 A B250 A C500 A D1 mA解析(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则RV4R2 520 。(4)电压表的满偏电流Ig A1 mA，故选项D正确。答案(1)R1(2)见解析图(3)2 520(4)D3(xx全国卷，23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 )，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 。(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。图3(2)电路中应选用滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。解析(1)热敏电阻工作温度达到60 时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0 ，使报警器能正常报警，电路图如答案图。(2)U18 V，当通过报警器的电流10 mAIc20 mA，故电路中总电阻R，即900 R1 800 ，故滑动变阻器选R2。(3)热敏电阻为650.0 时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0 ，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端。答案(1)如图所示(2)R2(3)650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏c报警器开始报警备 考 指 导【考情分析】xx卷T23：安阻法测电源的电动势E和内阻r卷T22：伏安法测电阻xx卷T23：改装和校准毫安表卷T23：半偏法测量电压表的内阻xx卷T23：实验电路的设计，器材的选择及过程分析卷T23：电压表内阻的测量，实物连线卷T22：实物连线，安培力作用下导体的运动电学实验每年必考。【备考策略】(1)掌握基本仪器的原理和使用。(2)掌握基本的实验目的、原理和实验思想，如伏安法测电阻，电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式。(3)掌握处理实验数据的基本方法，如图象法、平均值法等。基本仪器使用与读数规 律 方 法电学实验中的“两尺”与“三表”(1)游标卡尺游标尺刻度格数游标尺刻度总长度(mm)游标尺每小格与1 mm相差(mm)精确度(mm)测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上某刻度线对齐)(mm)1090.10.1主尺上读的毫米数0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数0.02n【特别提醒】读数最后的“0”不能丢。如20分度的游标卡尺上偶数条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐或50分度的游标尺上“5”的整数倍条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐等。读数时两次单位要统一，都用mm，最后根据题目要求转换单位。游标卡尺不需要估读。(2)螺旋测微器(千分尺)读数方法：测量值固定刻度读数0.01 mm可动刻度读数(一定要估读)。读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否已经露出。(3)电流表和电压表量程精确度读数规则电流表03 A0.1 A与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表03 V0.1 V电流表00.6 A0.02 A估读位与最小刻度在同一位，采用估读电压表015 V0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用估读(4)多用电表(欧姆表)使用a机械调零：检查表针是否停在左端的“0”位置；b选取适当倍率挡；c欧姆调零：两表笔相接，检查表针是否停在右端的“0”位置；d把两表笔分别与待测电阻两端相接，欧姆表的读数乘以倍率即被测电阻的阻值；e实验结束后，将表笔拔出，并将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡。注意事项a测量电阻时，待测电阻要与其他电路元件断开，两手不要接触待测电阻两端；b选择好倍率挡后要进行欧姆调零，且每换一次倍率挡要“调零”一次；c测量电阻时，若指针偏角过小，换较大倍率挡；若指针偏角过大，换较小倍率挡；d读数示数倍率。【特别提醒】(1)电流的流向一定是“红进黑出”；(2)欧姆表的中值电阻为R中。 精 典 题 组1下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图4甲中游标卡尺为50分度游标卡尺，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为_；_；_。图4解析在图甲中，主尺读数为42 mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是50分度的，所以读数为42 mm50.02 mm42.10 mm；在图乙中，主尺读数为63 mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是20分度的，所以读数为63 mm60.05 mm63.30 mm；在图丙中，主尺读数为29 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于卡尺是10分度的，所以读数为29 mm80.1 mm29.8 mm。答案42.10 mm63.30 mm29.8 mm2如图5所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示。(1)若使用的是03 V量程的电压表，读数为_V。若使用的是015 V量程的电压表，读数为_V。(2)若使用的是00.6 A量程的电流表，读数为_A。若使用的是03 A量程的电流表，读数为_A。图5解析对于电压表，当选取03 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取015 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；对于电流表，当选取00.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取03 A量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A。答案(1)1.688.4(2)0.462.303.某中学的实验小组的成员在应用多用电表测电阻。(1)多用电表的表盘如图6所示，其中表盘上的三个重要的部件用三个字母A、B、C标记了出来。该小组的成员在测量电阻时的操作过程如下：图6在测量电阻前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最_(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；将旋钮C调节到“100”的挡位；将红表笔插到_(填“”或“”)孔，黑表笔插到_(填“”或“”)孔，将两表笔短接，调节部件_(填“A”“B”或“C”)，使多用电表的指针指在表盘最_(填“左”或“右”)端的零刻度线位置；完成以上的操作后，将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差，从下列选项中选出正确的操作步骤，并进行正确的排序_，最后测出待测电阻的阻值。A用两表笔与待测电阻相接触B将两表笔短接进行欧姆调零C将旋钮C调节到“1”的挡位D将旋钮C调节到“1k”的挡位(2)该小组的成员将多用电表调节无误后，在进行测量时，如果选用“100”的挡位测量某电阻的阻值，多用电表表盘的指针如图7所示，则该电阻的阻值为_；如果选用100 mA直流电流挡测量电流，指针的偏转如图7所示，则该电流的大小为_；如果选用50 V的直流电压挡测量电压，指针的偏转如图7所示，则该电压的大小为_。图7解析(1)多用电表使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度线处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度线处；由于测量电阻时，指针几乎没有发生偏转，说明需增大倍率，使指针指向中央刻度附近。(2)若用“100”挡测电阻，读数为16.0100 1 600 ；若用100 mA的直流电流挡测电流，读数为4.810 mA48 mA；若用50 V的直流电压挡测电压，读数为24.0 V。答案(1)A左B右DBA(2)1 600 48 mA24.0 V以测量电阻为核心的电学实验(含电表的改装)规 律 方 法1最常用的电阻测量方法(1)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”。(2)“安安法”电压表不能用或没有电压表的情形下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”。(3)“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”。(4)“伏安加R法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫做“加保护电阻法”。(5)滑动变阻器限流式、分压式接法的选择当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法；当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法；当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法；负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)。(6)电表的“三用”：如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”。2最为精确的电阻测量方法等效替代法(1)电流等效替代图8(2)电压等效替代图93电表内阻测量最常用的方法半偏法(1)用半偏法测电流表内阻，如图10所示，电阻箱应和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测R真。图11精 典 题 组1某同学现利用图12甲所示的电路来测量一电阻Rx的阻值。甲(1)完成下列实验步骤中的填空：闭合开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R和滑动变阻器R，使电流表指针指向一个适当的位置。记下此时_和电阻箱的阻值R1，此时电阻箱的读数如图乙所示；闭合开关S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后_，使_，记下此时电阻箱的读数R2，此时电阻箱的读数如图丙所示；(2)在步骤中电阻箱的读数为R1_；在步骤中电阻箱的读数为R2_。(3)电阻Rx的阻值为Rx_。图12解析(2)由图乙和图丙可知R160 ，R280 。(3)由于R1加上Rx在电路中所起的作用与R2相同(电流表指针指示同一位置)，则有R1RxR2，故有RxR2R180 60 20 。答案(1)电流表的示数I调节电阻箱R的电阻电流表的读数仍然为I(2)6080(3)202(xx福建漳州模拟)待测电阻Rx的阻值约为20 ，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A电流表A1(量程为150 mA，内阻约为10 )B电流表A2(量程为20 mA，内阻r230 )C电压表V(量程为15 V，内阻约为3 000 )D定值电阻R0100 E滑动变阻器R1，最大阻值为5 ，额定电流为1.0 AF滑动变阻器R2，最大阻值为5 ，额定电流为0.5 AG电源，电动势E4 V(内阻不计)H电键S及导线若干(1)为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不小于其量程的三分之一，请从所给的器材中选择合适的实验器材：_(均用器材前对应的序号字母填写)；(2)根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号； (3)待测电阻的表达式为Rx_，式中各符号的物理意义为_。解析(1)由于电源电动势为4 V，电压表V量程为15 V，测量中电压表示数达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；可将电流表A2与定值电阻R0串联当作电压表与电流表A1配合使用，用伏安法测量待测电阻阻值，由于改装的电压表内阻已知，故电流表A1采用外接法，改装的电压表量程为20 mA130 2.6 V，两个滑动变阻器最大阻值均为5 ，无法起到限流作用，故滑动变阻器采用分压式接法；此时考虑到干路最小电流约为0.8 A，故滑动变阻器只能选择R1，经过估算当电流表A1满偏时，电流表A2也正好满偏，非常匹配，满足电表读数不小于其量程的三分之一。故器材选择ABDEGH。(2)如图所示(3)待测电阻Rx，其中，I1、I2分别为A1和A2的示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值。答案(1)ABDEGH(2)如图所示(3)；I1、I2分别为A1和A2的示数，R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值3在“描绘小灯泡的伏特性曲线”实验中，某同学选中一个标有“2.5 V0.6 W”字样的小灯泡，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择电压表V1，(量程15 V，内阻约为6 k)；电压表V2(量程3 V，内阻约为3 k)；电流表A1(量程300 mA，内阻约为1 )；电流表A2(量程150 mA，内阻约为2 )；滑动变阻器R1(最大阻值为200 )；滑动变阻器R2(最大阻值为10 )；直流电源E1(电动势为4.5 V，r10.8 )。(1)实验中电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(填写器材代号)(2)以下的四个电路中应选用_选项中的电路图进行实验。(3)做完上述实验后，该同学接着用(2)中所选电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图13甲所示，图线1、2、3分别是元件1、元件2、元件3的伏安特性曲线，则三个元件中属于线性元件的是元件_(填写元件代号)。然后他用如图乙所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值，分别标在图甲上，它们是A点和B点。已知R08.8 ，则该电源的电动势E_V，内电阻r_。这个电源给元件3供电时，元件3的电功率P_W。图13解析(1)因灯泡的额定电压为2.5 V，故电压表选用量程为3 V的V2。灯泡的额定电流I0.24 A，可知应选择量程为300 mA的电流表A1。从测量的精确度以及操作的方便性考虑，滑动变阻器选择最大阻值为10 的R2。(2)因为电压、电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，灯泡的电阻大约为R10.4 ，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法误差较小。故选用A选项中的电路图进行实验。(3)在图甲中，只有图线1为直线，故线性元件为元件1。将电阻R0等效到电源的内部，连接A、B两点并延长至与横轴和纵轴相交，该图线为电源外电压与电流的关系图线。如图所示，当电流为0时，外电压为3.0 V，知电源的电动势为3.0 V，内阻r 8.8 1.2 。此时元件3的电流I0.2 A，两端电压U1.0 V，则元件3的电功率为PUI0.2 W。答案(1)V2A1R2(2)A(3)13.01.20.2以测量电源电动势和内阻为核心的电学实验规 律 方 法1电源电动势和内阻的测量方法任何一种实验方法。一定要紧扣闭合电路欧姆定律EUIr，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点。2数据处理利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图象时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图象中的斜率与截距求解。当电流表或电压表量程不符合实验要求时，要考虑改装电表进行测量，所以有时也会用两个电流表或两个电压表来进行测量。精 典 题 组1某物理兴趣实验小组的同学为了测量电动势约为3 V的某电源的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下。A电压表V1(03 V，RV110 k)B电压表V2(015 V，RV250 k)C电流表A1(03 mA，Rg100 )D电流表A2(03 A，内阻约为0.5 )E滑动变阻器R1(010 )F滑动变阻器R2(01 000 )G定值电阻R30.5 H定值电阻R410 I开关S以及导线若干回答下列问题：(1)在设计本实验时，为了减小实验误差，电压表应选_(填器材前的序号)，为了操作方便，滑动变阻器应选_(填器材前的序号)，通过分析可知电流表A1的量程太小、电流表A2的量程太大，该小组的同学想将电流表A1改装成量程合适的电流表，则应将电流表A1与定值电阻_(填器材前的序号)_(填“串”或“并”)联，改装后的电流表的量程应为_A；(2)请设计合适的电路图测量电源的电动势和内阻，画在如图14甲所示的虚线框内；图14(3)该实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表A1的示数为横坐标、电压表的示数为纵坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的UI图象如图乙所示，则该电源的电动势E_V，内阻r_。(结果保留两位小数)解析(1)电源的电动势约为3 V，电压表应选A，为方便实验操作，滑动变阻器应选E，它的阻值范围是010 ，电路中最小电流约为0.3 A，为了扩大电流表A1的量程，应与A1并联一个小电阻R3，改装电流表的满偏电流IIg0.003 A A0.603 A；(2)电路图如图所示；(3)分析可知，改装后电流表的量程是电流表A1量程的201倍，图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，由题图乙读出电源的电动势为E2.96 V，图线斜率的绝对值表示电源内阻r，故r 1.67 。答案(1)AEG并00.603(2)如图所示(3)2.961.672小明利用如图15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，R0为阻值为150 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。图15(1)如果电源的电动势用E表示、电源的内阻用r表示，则关于R的表达式应为_。(用E、r、R0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_V11，图线与纵轴交点的纵坐标为b_V1。(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_。(结果保留三位有效数字)解析(1)由闭合电路欧姆定律得 ，解得R；(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分布在直线的两侧，如图所示。由图可知，斜率k0.004 4 V11，图线与纵轴交点的纵坐标为b0.70 V1；(3)由R得，k，b，又R0150 ，解得E1.52 V，r9.09 。答案(1)R(2)如图所示0.004 40.70(3)1.529.09创新设计型电学实验规 律 方 法对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案。高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计技能均取材于课本中的必考实验并结合生活实际，因此考生要对课本上的每一个实验做到心中有数。 精 典 题 组1(xx福建省毕业班质量检查)国标(GB/T)规定自来水在15 时电阻率应大于13 m。某同学利用图16电路测量15 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 k)，定值电阻R2(阻值2 k)，电阻箱R(最大阻值9 999 )，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。图16实验步骤如下：A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17所示，则d_mm。图17(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx_(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18所示的R关系图象。自来水的电阻率_m(保留两位有效数字)。图18(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”)。答案(1)30.00(2)(3)14(4)偏大2某校进行实验电路设计比赛，实验台上备有下列器材：A电压表V1(量程约2 V，内阻约1 k)B电压表V2(量程为6 V，内阻为2 k)C电流计G(量程为3 mA，内阻约500 )D电流表A(量程为0.6 A，内阻为0.5 )E滑动变阻器R1(015 ，0.5 A)F滑动变阻器R2(01 k，0.1 A)G电阻箱R3(0999.9 ，0.1 A)H电阻箱R4(09 999.9 ，0.2 A)I电源(6 V，0.5 A)J开关、导线若干(1)利用以上器材在图19中虚线框内设计最佳测量电路，要求既能确定电压表V1的量程，又能尽量准确地测定其内阻，在图中标明选用器材的符号。图中滑动变阻器R应选择_(填写元件符号)。图19(2)(多选)若已知电压表V1量程为2 V，则下列实验小组设计的电路图中，能用来测定电压表V1的内阻且设计合理的是_。解析(1)分压电路中，在额定电流允许的前提下选择阻值较小的滑动变阻器更方便调节，因此选择R1。给定器材中电阻箱R4的最大阻值约为电压表V1内阻的10倍，因此最简测量电路为半偏法电路，如图所示。由于待测电压表V1量程未知，不能读数，要确定V1的量程，需在半偏法电路两端并联电压表V2以便读取总电压U，这样既不影响半偏法实验测量，同时又可以测出测量电路两端电压，保证此电压在调整电阻箱和滑动变阻器时保持不变，以减小实验误差。(2)若电压表V1量程已知，则可采用伏安法直接测量，电压表额定电流约为IV A2 mA，可用电流计G测量电流，电压则由V1读取，滑动变阻器阻值R1远小于测量电路总电阻，应采用分压电路，选项A中电路图设计合理；选项B中，滑动变阻器用R2接成限流电路，R2接入电路中的阻值最大时，每1 k电阻的电压约为 V2.4 V，超过V1量程，不合理；选项C中V2与V1串联，可将V2当电流表使用，满偏电流IV2 A3 mA，与电流计G量程相同，且R2接入电路中的阻值最大时，每1 k电阻的电压约为 V1.5 V，设计合理；同理，选项D中V2与V1并联，V2多余且只能测量电压，不能计算V1内阻，设计不合理。答案(1)设计电路如图所示R1(2)AC【技巧点拨】测量电表内阻时，要充分利用待测电表自身的测量功能，即电流表可测定通过自身的电流，电压表可测量自身两端的电压，不需要用其他的电表来测量。1某同学用如图1(a)所示的电路来测量某金属丝的电阻率，其中电源为两节干电池(总电动势约为3 V)，Rx为金属丝，阻值约为5 ，R0为定值电阻，阻值已知，电流表内阻不计。已知金属丝长为L，直径为d，完成下列问题：图1(1)用螺旋测微器测量直径结果如图(b)所示，则d_。(2)电流表A1有两个量程(00.6 A和03 A)，该实验应选择的量程为_。(3)有两个滑动变阻器R可供选择(030 和0200 )，该实验应该选择阻值范围为_的滑动变阻器。(4)改变滑动变阻器的阻值，记录多组两电流表读数I1、I2，并作出I2I1的图象，如图(c)所示，已知该图象是一条过原点的直线，斜率为k，则该金属丝的电阻为_。(5)该金属丝的电阻率为_(用R0、k、L、d表示)。解析(1)读数为2 mm13.00.01 mm2.130 mm。(2)当滑动变阻器的阻值为零时，流过A1的电流最大，约为I0.6 A，故选00.6 A量程。(3)滑动变阻器应该选择比被测电阻大的，但从操作方便性考虑，又不能太大，故选择阻值范围为030 的滑动变阻器。(4)金属丝的电阻为RxR0k。(5)由电阻定律有RxR0k，得。答案(1)2.130 mm(2)00.6(3)030 (4)R0k(5)2某实验小组用如下器材设计一个欧姆表：A电流表G(满偏电流为Ig，内阻为Rg)B电源：电动势为E，内阻为rC滑动变阻器RD红表笔a、黑表笔b(1)将如图2所示器材连成一个欧姆表。图2(2)组装好电路后将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表满偏，此时滑动变阻器连入电路的阻值为_。(3)将待测电阻R1连入电路，发现电流表示数Ig，则R1的阻值为_。解析(1)将各用电器串联接入电路。(2)由闭合电路欧姆定律得RRgr。(3)由闭合电路欧姆定律得R1。答案(1)如图所示(2)Rgr(3)3(xx河北邯郸模拟)某实验小组要精确测定一个额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为300 ，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：A电流表A1(量程为15 mA，内阻RA1约为10 )B电流表A2(量程为2 mA，内阻RA220 )C定值电阻R110 D定值电阻R21 980 E滑动变阻器R(020 )一个F电压表V(量程为15 V，内阻RV约为3 k)G蓄电池E(电动势为4 V，内阻很小)H开关S一个(1)要完成实验，除蓄电池、开关、滑动变阻器外，还需选择的器材有_(填写器材前的字母编号)。(2)画出实验电路图。(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx_，说明式中题目未给出的各物理量的意义：_解析(1)要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于电压表V的量程偏大，测量误差较大，不能用电压表V测量LED灯两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻R2串联改装为电压表测量电压；LED灯正常工作时的电流在10 mA左右，可以用电流表A1和改装后的电压表测量通过LED灯的电流。(2)因为滑动变阻器阻值远小于LED灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律知，LED灯两端的电压UI2(R2RA2)，通过LED灯的电流II1I2，所以LED灯正常工作时的电阻Rx，I1、I2分别为电流表A1、A2的读数。答案(1)ABD(2)如图所示(3)，I1、I2分别为电流表A1、A2的读数4(xx浙江理综，22)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 的电流表。采用分压电路接线，图3甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 。图3(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_(填a或b)、导线连接_(填c或d)。(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_(填选项)。A连接a，连接c B连接a，连接dC连接b，连接c D连接b，连接d解析(1)因电压表的内阻远大于待测电阻R1的阻值，则电流表采用外接法，而滑动变阻器应采用分压式接法，故测R1阻值的最优连接方式为导线连接a，导线连接d。(2)建立坐标系描点连线如答案图所示，则R1 4.4 。(3)根据电阻定律可得，R，故R2R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应连接a，连接d，选项B正确。答案(1)ad(2)如图所示4.44.7(3)B5.利用如图4甲所示电路可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为99.99 )，定值电阻R0(阻值为2.0 )，定值电阻R1(阻值为4.5 k)，电流表A(量程为300 A，内阻RA500 )，开关S，导线若干。图4主要实验步骤如下：a将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；b多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；c以为纵坐标，为横坐标，作图线(用直线拟合)。回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为_。(2)实验得到的数据如下表所示，其中电阻R8.00 时电流表的示数如图乙所示，读出数据，完成下表。答：_，_。R()4.005.006.008.0010.0012.0016.00(1031)25020016712510083.362.5I(106A)133150164200212229(102A1)75.266.761.050.047.243.7图5(3)在图5的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。(结果保留三位有效数字)解析(1)电流表A与电阻R1串联等效为一个电压表，通过该电压表的电流很小，可忽略不计，当电流表示数为I时，干路的电流为，根据闭合电路欧姆定律有E(R0rR)，代入数据整理得(A1)。(2)根据题图乙可得电流表示数为185 A，其倒数为54.1102 A1。(3)作图如图所示，由图象得图线的斜率kA11.67104 A1，纵轴的截距b3.30103 A1，由k，b，解得E1.52 V，r3.06 。答案(1)(2)185(183187)54.1(53.554.6)(3)如图所示1.52(1.501.54)3.06(3.003.12)