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专题19电学实验第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。考纲要求1、掌握电流表、电压表和多用表的使用方法及电流表、电压表和多用表的读数方法；掌握多用表的使用方法。2、掌握滑动变阻器的使用方法及连接方法，会用伏安法测电阻。3、能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论。命题规律1、与电阻测量有关的电学实验仍是2015年高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读数能力的考查。2、命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等。3、重视对实验操作能力的考查；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择。第二部分 知识背一背（1）电学测量仪器的使用与读数仪器极性量程选择读数电流表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出使指针指示比满偏刻度的多的位置3 V和3 A量程估读到最小分度的；15 V 量程估读到最小分度的；0.6 A量程应估读到最小分度的电压表欧姆表使指针尽量指在表盘中间位置取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率（2）多用电表使用“四注意”:极性:从电表外部看，电流应从红表笔（“+”极）流入电表，从黑表笔（“-”极）流出电表。功能:利用多用电表测电压和电流时，选择开关对应的是电表的量程；而测电阻时，选择开关对应的是倍率。调零:测量电阻时，要进行两次调零:机械调零和欧姆调零。“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置。调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮。保护:测电阻时，应把被测电阻从电路中拆下测量；多用电表长期不用时，必须取出表内的电池。（3）控制电路（滑动变阻器的接法）的比较与选择控制电路的比较比较项目限流式接法分压式接法电路电压调节的范围EE0E电能损耗节能耗能电路连接简便复杂控制电路的选择：优先选用限流式以下情况考虑分压式：（1）要求待测电路的U、I从0变化；（2）R滑Rx；（3）选用限流式时，Ux、Ix过大（超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等）或Ux、Ix过小（最大值不超过电表满量程的，读数误差大）.（4）伏安测电阻实验中电流表的内、外接法比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果电阻的测量值大于真实值电阻的测量值小于真实值适用条件RxRA，大电阻RxRV，小电阻特别提醒:在RV、RA均不知的情况下，可采用试触法.如下图所示，分别将a端与b、c接触，如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用 大，应采用外接法.（5）选择实验仪器的三大原则安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。精确性原则:根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好。方便性原则:在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。（a）用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。（b）用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流第三部分 技能+方法一、多用电表测电阻使用“五步”法选档：选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200就应该选10的倍率；调零：进行欧姆调零；测量：将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量；读数：将指针示数乘以倍率，得测量值；整理：测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。特别注意:用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小（即指针所指的欧姆刻度值太大），应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大（即指针所指的欧姆刻度值太小），应该适当减小倍率重新调零后再测量。二、控制电路的设计技巧滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法：（a）要求被控制电路的电流（或电压）从零开始可连续调节时（如：测绘导体的伏安特性曲线等实验）；（b）被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时；（c）实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时；（d）若采用限流式接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过电表或电器的额定值时若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，则应该采用限流式接法测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法三、电学仪器的选择:电源的选择:一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度四、实物图连接注意一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线；最后并接电压表；连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出.五、器材选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；草画电路图（暂不把电表接入）；估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上，且不超过电表的量程第四部分 基础练+测1为测量某电瓶车的电源电动势E及内阻r约为12V，额定功率150W，r约为0.1）器材量程为3A内阻为0.1的电流表，定值电阻R1=4.4，定值电阻R2=1.5，电键K1，电键K2，导线若干画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出_。实验中，先闭合开关K1测得电流表读数为I1=2.60A，再闭合开关K2测得电流表读数为I2=2.40A，则可以求出E=_，r=_。（结果保留2位有效数字）【答案】 12V 0.13【解析】【详解】由题可知，无电压表，且I=PU=15012A=12.5A3A，故需把电流表串联一个大电阻更改装成电压表，故电路如图:；由闭合欧姆定律可以得闭合开关K1时：E=I1R1+I1r，再闭合开关K2时：E=I2R1+I2+I2R1R2r，又I1=2.60A、I2=2.40A、R1=4.4、R2=1.5，联立解得：E=12V、r=0.13。2用如图所示器材研究电磁感应现象。（1）在图中用实线连接成相应的实物电路图_；（2）闭合开关时，副线圈中感应电流的绕向与原线圈中电流的绕向_（填“相同”或“相反”）。【答案】 （1）如图所示；（2）相反。【解析】【详解】（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、A线圈组成闭合电路，检流计与B线圈组成另一个闭合电路；电路图如图所示；（2）在突然闭合S时，根据楞次定律：增反减同，则有B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向相反。3要测一段阻值大约为100的粗细均匀金属丝的电阻率。除米尺、螺旋测微器、电源E(电动势3V,内阻约0.5)、最大阻值为20的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外,电流表和电压表各两只供选择：A1(量程0.05A,内阻约1),A2(量程0.6A,内阻约2),V1(量程3.0V,内阻约1000),V2(量程15V,内阻约3000).（1）为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选_，电压表应选_.（2）实验电路应选择下列电路中的_（3）若用米尺测得金属丝的长度为L，用螺旋测微器测得金属丝直径为d，电流表的读数为I，电压表读数为U，则该金属丝的电阻率：=_.【答案】 A1V1AUd24IL【解析】【详解】（1）电源电动势为3V，为减小读数误差，电压表应选：V1，电路最大电流约为：I=UR=3100A=0.03A=30mA，则电流表选：A1。（2）待测电阻阻值约为100，电流表内阻约为1，电压表内阻约为1000，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，应选择图A所示电路图。（3）根据欧姆定律得：R=UI，根据电阻定律得：R=LS，其中S=d22，联立可得：=Ud24IL。4为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图甲中读出金属丝的长度L=_mm(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图乙中读出金属丝的直径D=_mm(3)该同学选择多用电表“10”档粗测金属丝的电阻，从图丙中读出金属丝的电阻R=_【答案】 191.0 0.680 220【解析】【详解】解：(1)由图甲所示刻度尺可知，其分度值为1mm，示数为L=191.0mm；(2)由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为18.00.01mm=0.180mm，螺旋测微器的示数为0.5mm+0.180mm=0.680mm；由图丙所示可知，电阻阻值为2210=220；5某实验小组想组装一个双量程(3 V、15 V)的电压表，提供的器材如下：A电流表G：满偏电流为300 A，内阻未知；B干电池E：电动势为3 V，内阻未知；C滑动变阻器R1：最大阻值约为5 k，额定电流为1 A；D滑动变阻器R2：最大阻值约为16 k，额定电流为0.5 A；E电阻箱R0：09999.9 ；F定值电阻R3：40 k，额定电流为0.1 A；G开关两个，导线若干。(1)若用图示电路测量电流表G的电阻，则滑动变阻器R应选用_(选填“C”或“D”)。(2)将开关S1、S2都断开，连接好实物图，将滑动变阻器的滑片P调到_(选填“a”或“b”)端。接通开关S1，调节滑动变阻器使电流表G的指针示数为200 A；闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100 时电流表G的指针示数为100 A，则电流表G的内阻测量值为_。(3)在虚线框中画出双量程电压表的电路原理图_，并标明所选的器材和改装电压表对应的量程，其中R0应取值为_k。【答案】 D1009.9【解析】【分析】(1) 明确实验原理，知道如何减小半偏法的实验误差，从而确定滑动变阻器；(2) 根据串并联电路的基本规律进行分析，从而确定电流表G的内阻大小；(3) 根据改装原理进行分析，知道改装成电压表时需要串联一个大电阻。【详解】(1) 由图可知，本实验中采用半偏法确定表头内阻，为了减小并联电阻箱后对电流的影响，滑动变阻器应选择总阻值较大的D；(2) 闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100时电流表G的示数为100A，则说明电流表半偏，电阻箱分流100A；根据串并联电路的规律可知，电流表G的内阻为100；(3)由电流表改装成电压表要将电阻与电流表串联，量程越大，串联的电阻越大，所以电路图如图：电流表G与电阻箱串联改装成的电压表量程为3V，则有：Ig(Rg+R0)=3即30010-6(100+R0)=3解得：R0=9900=9.9k。【点睛】本题考查半偏法测量电流计内阻的实验方法和电流表改装原理，要注意明确半偏法原理，知道电表的改装原理，明确串并联电路的基本规律和应用。6某实验小组描绘规格为“2.5V0.6W”的小灯泡的I-U特性曲线，实验室提供下列器材：A电流表A1（量程为025mA，内阻约2）B电流表A2（量程为0300mA，内阻约0.2）C电压表V1（量程为03V，内阻约3k）D电压表V2（量程为015V，内阻约15k）E滑动变阻器R1（010，额定电流1.5A）F滑动变阻器R2（01000，额定电流0.5A）G直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）H电键一个、导线若干（1）实验中所用的电流表、电压表和滑动变阻器分别选择_（填选项前的字母）AA1V1R2 BA2V1R1 CA2V2R2 DA1V1R1（2）若采用如图1所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的_点相连（选填“a”或“b”）（3）开关闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于_端（选填“c”、“d”或“cd中间”）（4）测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小灯泡的I-U特性曲线如图2所示结合所画出的I-U特性曲线，现将一个电动势为3.6V，内阻为12的电源只与该小灯泡组成电路，则该小灯泡的实际功率约为_W（结果保留两位有效数字）【答案】 （1）B （2）a （3）c （4）0.24【解析】【详解】（1）根据小灯泡的规格可知，加在小灯泡上的电压不能超过2.5V，流过的电流不能超过I=0.62.5A=240mA，故电流表用A2，电压表用V1；滑动变阻器选用分压接法，宜选阻值较小的R1可以便捷调节，故选B。（2）小灯泡属于小电阻，应使用电流表外接法，故电压表的右端应与电路中的a点相连;（3）开关闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于c端，此时灯泡和一段导线并联，灯泡中无电流通过，比较安全；（4）设灯泡与电动势为3.6V，内阻为12的电源组成电路后，小灯泡电压为U，流过小灯泡电流为I，根据闭合电路欧姆定律可知，U=3.6-12I，在I-U图像中描点连线，即得到小灯泡此时的工作点电压和电流分别为1.2V，0.20A，故小灯泡的实际功率约为0.24W。7某同学为了测量Rx的电阻值，设计了如图甲所示的电路用到的器材有：电源（电动势未知内阻为r），理想电流表mA，理想电压表V，单刀双掷开关S实验时他进行了如下操作：(1)在开关处于断开状态下连接好电路；(2)将开关S向电压表一侧闭合，记录下电压表读数U1；将开关S向Rx一侧闭合，记录下电流表读数I2;(3)根据已知条件和(2)中测量数据，可得电源电动势E=_，待测电阻的表达式Rx= _;（用字母符号表示）(4)根据图甲电路，完成图乙中各实物器材之间的连线_.【答案】 U1U1-I2rI2【解析】（3）当将开关S向电压表一侧闭合，电压表读数U1，可知电源的电动势E=U1；将开关S向Rx一侧闭合，电流表读数I2，则E=I2(Rx+r)，解得Rx=U1-I2rI2.（4）实物连线如图；8小明同学为测量某合金的电阻率，取来一段粗细均匀、长为L0的合金丝进行实验（1）用蜾旋测微器测金属丝的直径d，读数如图甲所示则d=_mm（2）用多用电表粗测该合金丝的电阻并练习使用多用电表用，某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：1)若选择开关的位置如a所示，测量结果为_2)若选择开关的位置如b所示，测量结果为_3)若选择开关的位置如c所示时，指针偏角很大接着重新调整档位，指针在图示位置，测量结果为_【答案】 0.6801.25 V50 mA1700【解析】【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为18.00.01mm=0.180mm，所以最终读数为0.5mm+0.180mm=0.680mm。（2）1）若选择开关的位置如箭头a所示，则测量的物理量是直流电压，量程为2.5V，其分度值为0.05V，测量结果为1.25V2）若选择开关的位置如箭头b所示，则测量的物理量是直流电流，量程为100mA，分度值为2mA，测量结果为50mA3）若选择开关的位置如箭头c所示，则测量的物理量是电阻，所选择的倍率为100，测量结果为17100=17009在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。下列器材中，实验需要的器材是 _A.干电池 B.低压交流电源 C.220V 交流电源 D 条形磁铁E.可拆变压器和导线 F.直流电压表 G.多用电表关于实验操作，下列说法正确的是_A.为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过 12VB.实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量【答案】 BEGA【解析】【分析】变压器只能改变交变电压，所以需要的器材有：交流电压表，开关，导线若干、低压交流电源；再根据变压比等于匝数比进行分析即可。【详解】“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需耍器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线；故选BEG；变压器是改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12V，故A正确；实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。故选A。【点睛】考查“探究变压器的电压与匝数的关系”的实验原理，掌握原、副线圈电压与匝数成正比的成立条件，理解理想变压器的含义，及变压器的作用。10用如图甲所示电路测量某电原的电动和内阻,电路中AB段为拉力敏感电阻丝。拉力敏感电阻丝的阻值R随拉力F线性变化,其线性关系为RL=15+10F，单位为(1)待测电源的电动势E约为5V，内阻r约为2，电流表应选择_填序号A.量程0.6A,内阻rA=0.2B.量程3A,内阻rA=0.05(2)改变拉力F的大小,记录电流表读数I,测得多组数据,作出广1I-F图象,如图乙所示。由图象可得=待测电源的电动势E=_V,内阻r=_(结果均保留2位有效数字)(3)如图丙所示为一灯泡的伏安特性曲线,现将若干个这种灯泡并联之后与上述的电直接连接,并联_只灯泡可使电源的输出功率最大【答案】 A4.01.02【解析】【详解】（1）由题图乙可知：RL=15+10F，可知，当F=0N时，RL=RLmin，此时I最大，大约为Imax=52+15A0.29A，所以选A。（2）由闭合电路欧姆定律I=ERL+r=Er+15+10F，可得：1I=r+15E+10EF，由1I-F图象可知，斜率k=10E=16.5-45=2.5，可得：E=4V；图线的截距b=r+15E=4.0，解得：r=1.0。（3）当外电路的电阻R等于电池内阻r时，电源的输出功率最大。即R=r=1时，U外=2V，所以由灯泡的U-I图可知，此时R灯=2，则有1=Rn，可得：n=2.11某科技小组的同学通过查找资料动手制作了一个电池(1)甲同学选用图1所示的电路图测量该电池的电动势和内阻在他测量与计算无误的情况下，所得到的电源电动势E的测量值比真实值小E的测量值比真实值小的原因可能是_(填选项前的字母)造成的A电压表的分流B电流表的分压(2)乙同学选用图2所示的电路图测量该电池的电动势和内阻，其中定值电阻的阻值为R0，根据实验电路图连接好电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱接入电路中电阻的阻值R，读出与R对应的电压表的示数U，并作记录根据多组实验数据绘出如图3所示的1U-1R图象，若已知图线的斜率为k，纵轴截距为b，则这个实验中所测电池电动势的测量值E_，内阻的测量值r_.【答案】 （1）A（2）E1b，r=kb-R0【解析】(1) 由图1所示可知，相对于电源来说，实验采用电流表外接法，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，因此E的测量值比真实值偏小的原因可能是A；(2) 由图2所示电路可知，E=U+I（r+R0）=U+UR(r+R0)则1U=R0+rE1R+1E因此图3中图象的纵轴截距b=1E，得电动势E=1b图象的斜率k=r+R0E，则电源内阻r=kb-R0。12在测量阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是()A BC D【答案】 D【解析】金属阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，D正确13某物理兴趣小组的同学准备测量一个定值电阻的阻值，实验室提供了以下实验器材供选择，请你帮助该实验小组完成以下操作。A待测电阻Rx：阻值约为200；B电源E：电动势为3.0V，内阻可忽略不计；C电流表A1：量程为030mA，内电阻r1=20；D电流表A2：量程为050mA，内电阻r2约为8；E电压表V：量程为015V，内电阻RV约为10k；F定值电阻R0：阻值R0=80；G滑动变阻器R1：最大阻值为10；H滑动变阻器R2：最大阻值为1000；J开关S，导线若干。（1）由于实验室提供的电压表量程太大，测量误差较大，所以实验小组的同学准备将电流表A1和定值电阻R0改装成电压表，则改装成的电压表的量程为_V；（2）为了尽可能减小实验误差，滑动变阻器应该选择_（选填“G”或“H”）。（3）若某次测量中电流表A1的示数为I1，I电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx=_。【答案】 3.0V G I1R0+r1I2-I1【解析】（1）根据电压表改装原来可知改装后的电压表量程为U=Ig(R0+r1)=0.03100=3V；（2）用最大阻值为1000的滑动变阻器不方便操作，为减小实验误差、方便实验操作，滑动变阻器应选择：G；由题意可知，待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：（3）根据图示电路图可知，待测电阻阻值为Rx=UxIx=I1R0+r1I2-I1；【点睛】本题考查了实验器材的选择、实验电路设计与实验数据处理，要掌握实验器材的选择原则；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图的关键；应用伏安法测电阻，当待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值时，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法14课外小组利用如图甲所示电路测量电压表（毫伏表）内电阻RV，该电压表量程为500mV，内电阻约为100。图中电源电动势为E、内可阻忽略不计，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，V为待测电压表。经以下步骤可近似测得电压表V（毫伏表）的内电阻RV。a断开S2，闭合S1，电阻箱R2的阻值调到最大，调节R1，使电压表读数等于其量程U0；b保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电压表读数等于U02，然后读出R2的值，取RV=R2。（1）按图甲所示的实物图，在图乙所给出的虚线框中画出电路图。_（2）在备选的实验器材中，有两个滑动变阻器供选择，它们的铭牌上分别标有：A“4500，1A”，B“50，2A”，在保证各实验器材均能正常工作的前提下，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用_（填“A”或“B”）（3）若实验中测得的结果R测=100，要将这令电压表改装成量程为10V的电压表，则应串联一个阻值为R串_定值电阻。（4）本实验中测RV的系统误差来自于_。【答案】 A 1900 认为总电流不变（或实际总电流变大）【解析】（1）根据实物图画出电路图，如图所示：（2）由电路图可知，滑动变阻器采用的是限流式接法，故为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器应用电阻最大值较大的，故选A.（3）根据串联电路电流相等，可得：50010-3100=10-50010-3Rx，解得：Rx=1900.（4）闭合S2前后，认为总电流不变，而实际上闭合S2后外电阻的减小了，故总电流变大.15测量某电源电动势和内电阻,提供实验器材如下:A.待测电源(电动势约12V、内阻约1、额定电流2A)B.安培表A(量程1A)C.电流表G(量程1mA、内阻约50)D.电阻箱(099999.9)E.滑动变阻器(020k)F.滑动变阻器(01k)H.滑动变阻器(050);J.定值电阻(阻值5)K.定值电阻(阻值100)L.开关、导线若干(1).电流表改装成电压表,需要测量电流表内阻Rg,实验小组采用如图甲所示的电路,实验步骤如下:连接好电路,闭合开关S1前,变阻器R1的滑片应移到_(选填“最左端”或“最右端”).闭合S1,断开S2,调节R1使电流表G满偏.闭合S2,保持R1阻值不变,调节电阻箱R2的阻值,使得G半偏,读出电阻箱示数R,则电流表G的内阻Rg=_.(2).将电流表G改装成量程15V的电压表,已测得Rg=52.0,则图乙电路中电阻箱R2的取值应为_.(3).用图乙电路测电源电动势和内阻,滑动变阻器R3选用_;定值电阻R0选用_(选填器材序号).(4).根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I间的关系图象(图象未画出)，由图象读出I=0时U=12.1V，图线斜率绝对值为5.9V/A，则电源电动势E=_V,电源内阻r=_.【答案】 最左端R14948.0HJ12.10.9【解析】（1）变阻器R1的滑片移到最左端时接入电路的电阻最大，故闭合开关S1前，变阻器R1的滑片移到最左端，闭合S2，电阻箱R2与电流表G并联，当电流表G半偏时，即电流表中电流为原来的一半，则另一半电流流过电阻箱R2，电阻箱R2与电流表G中电流相同，故电阻值也相等。故填分别填最左端和R。（2）将电流表G改装成量程为15 V的电压表后，表的总电阻R=UIg=15110-3=1.5104，与电流表G串联的电阻箱R2=R-Rg=14948；（3）滑动变阻器的总阻值小，便于精细调节，故选H，因电流表量程为1A，定值电阻若选100，则测量电流的大小及大小变化范围就非常小，故定值电阻应选J。（4）由图乙，将定值电阻等效为电源内阻，I0时，路端电压即为电动势E=U12.1 V，图线斜率绝对值为等效内阻的大小，则电源实际内阻为r=5.9 -5=0.9 。16某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”：将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，内阻约为几百欧，现要求你用量程合适的电压表（内阻较大）、电流表（内阻较小）来测定水果电池的电动势E和内电阻r。本实验的电路应该选择图甲或图乙中的_图若给出的滑动变阻器有两种规格：A（020）、B（03k）本实验中应该选用的滑动变阻器为_，通电前应该把变阻器的滑片调至_，（填最大或最小）实验中测出六组（U，I）的值，在U-I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E=_V，内电阻为r=_（均保留3位有效数字）根据你在中所选择的电路来测量得出的电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比：电动势E_，内电阻r_（均选填：“偏大”、“相等”或“偏小”），由此造成的实验误差属于_误差（选填“系统”或“偶然”）【答案】 图甲， B，最大； 1.50、 500；相等；偏大；系统【解析】“水果电池”的内阻很大，为了使电表有明显示数，应选用阻值较大的滑动变阻器，由于变阻器的电阻较大，为减小误差，应选择图甲所示电路，（电流表内接法）由题意可知，“水果电池”的内阻很大，若选用020的变阻器，当滑动触头移动时，电表的读数几乎不变，无法多次测量，使实验的误差较大；为了减小实验误差，应选用阻值较大的滑动变阻器B在闭合开关前，应把滑动变阻器的阻值调到最大图线的纵轴截距等于电源的电动势，U-I图线的纵轴截距为1.5，知：水果电池的电动势E=1.50V，图线斜率的绝对值等于内阻，由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，而电流没有误差，运用图象法分别在U-I图上由测量数据作出的图线1和修正误差后真实值作出的图线2，由图看出，电动势没有系统误差，即电动势值与真实值相等，内阻的测量值偏大由此造成的实验误差属于系统误差17在“研究电磁感应现象”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系的回路是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，显示是否产生了感应电流的回路是_(填“甲”、“乙”或“丙”)。【答案】 甲乙【解析】甲图中，电源与电流表串联，当开关闭合后，则电流表指针会偏转，从而可判定指针的偏转方向与电流方向的关系；乙图中，线圈与电流表串联，当穿过线圈的磁通量变化时，则线圈会产生感应电动势，那么线圈中会有感应电流，即可通过指针的偏转，则可判定；丙图中，没有电表，不能确定点睛：考查电磁感应现象，掌握感应电流产生的条件，注意电流表指针偏转方向与电流方向的关系，不是所有电表均一样18某同学测量一节干电池的电动势和内阻，现有待测电池、电流表（量程00.6A，内阻约0.1）、电压表（量程03V，内阻约3k）、滑动变阻器（阻值010，额定电流2A）、开关各一个、导线若干。为了防止实验测量时数据过密（即要求电压变化范围相对大一些），另外还配有一个定值电阻R0（阻值为1、额定功率为5W）。(1)请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整_。(2)该同学按照要求连接好电路并进行实验，根据实验数据绘出了图所示的UI图像，则电源的电动势E_V，电源内阻r_。(3)在上述实验过程中存在系统误差。在下图所绘图像中，虚线代表没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则图中能正确表示二者关系的是_（选填选项下面的字母）。A、 B、C、 D、【答案】 或 1.5V 0.6 A【解析】（1）实物电路图如图；或（2）由UI图像可得电源的电动势E1.5V，电源内阻r=UI-R0=1.5-0.70.48-1=0.67（3）在测量电路中，由于电压表的内阻不是无穷大，导致电压表有分流，通过电源的实际电流大于安培表的电流，即在电流表读数相同的情况下，无误差时通过电源的电流值比有误差时偏大，而当外电路短路时的短路电流不变，如图所示；则图线A正确；19若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1、10、100.用10挡测量某电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：将选择开关置于_；将红、黑表笔短接进行_；将待测电阻Rx接在_进行测量若按照以上步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是_ .【答案】 100欧姆调零红黑表笔之间 2200【解析】选用10挡测量时若偏角过小，说明测量电阻比较大，所以应该换大挡，即100挡，换挡必调零，所以要把红黑表笔短接然后进行欧姆凋零，调零过后，将待测电阻接在红黑表笔之间进行测量，从图中读出电阻的值R=22.0100=220020(2016天津卷)某同学想要描绘标有“3.8 V，0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：电压表V1(量程03 V，内阻等于3 k)电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k)电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 )电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 )滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A)滑动变阻器R2(01 k，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 )定值电阻R4(阻值等于10 )定值电阻R5(阻值等于1 k)电源E(E=6 V，内阻不计)（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁_。（2）该同学描绘出的IU图象应是下图中的_。【答案】 B【解析】【详解】用电压表V1和R5串联，可改装成量程为U=UV1rV1(rV1+R5)=4 V的电压表；用电流表A1与R4并联可改装为量程为I=IA1+IA1rA1R4=0.4 A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为使曲线完整，滑动变阻器应采用分压接法，故选择总阻值小的R1，电路如图：小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的IU图线应该是B。【点睛】此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验；此题的难点在于题中所给的电表量程都不适合，所以不管是电流表还是电压表都需要改装，所以要知道电表的改装方法；改装成电压表要串联分压电阻；改装成电流表要并联分流电阻；其他部分基本和课本实验一样。21电磁感应现象是英国物理学家_首先发现的探究这个现象应选用如图中_ （填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验【答案】 法拉第甲【解析】试题分析：电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现。电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故探究这个现象应选用如图中甲所示的装置进行实验。考点：本题考查了物理学史、电磁感应。22某同学用如甲图所示的电路测定电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源E，电阻箱R（最大阻值9999），定值电阻R0（阻值为20），电压表（量程为3V，内阻约为2k），开关S实验步骤：将电阻箱阻值调到最大，先闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R，以为纵坐标，R为横坐标，作图线（如图乙）（1）E为电源电动势，r为电源内阻，写出关系表达式（用E、r、R0表示）_（2）根据图线求得电源电动势E=_V，内阻r=_（保留两位有效数字）（3）用该种方法测电源电动势存在系统误差，产生系统误差的原因是_【答案】 （1）（2），（3）由于电压表的分流，【解析】试题分析：（1）根据闭合回路欧姆定律可得，变形可得（2）图像的斜率，解得，图像的纵截距，解得（3）由于电压表的分流，比实际电流要大，考点：考查了测量电源电压和电动势实验23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3k）、电流表（内阻约为1）、定值电阻等。（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“1” 欧姆档测量，示数如图（a）所示，读数_，据此应选择图中的_（选填“b”或“c”）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_填 “增大”“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（d）是根据实验数据做出的UI图线，由图可判断元件_（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R21的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图（e）所示，闭合S1和S2，电压表读数为3.00V，断开S2，电压表读数为1.00V，结合图（d）可算出E_V，r= _。（结果均保留两位有效数字，电压表为理想电压表）【答案】 （1）10；b（2）增大；（3）Y（4）3.2；0.50【解析】试题分析：电阻的大小等于表盘的读数乘以倍率根据元件X的电阻大小确定电流表的内外接先分析电路的连接方式即串联，然后根据滑动变阻器的正确使用方法进行分析根据图象得特点判断元件是否是非线性元件；根据闭合电路欧姆定律列出等式求解电动势E和内阻r解：（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（a）所示，读数为10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，因此需要选择图b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）如图（d）是根据实验数据作出的UI图线，由图可判断元件Y是非线性元件；（4）根据UI图线得出元件X的电阻R=10；闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V，根据闭合电路欧姆定律列出等式E=3+rE=1+（r+21）解得：E=3.2Vr=0.50故答案为：（1）10；b（2）增大；（3）Y（4）3.2；0.50【点评】知道串联电路中电阻、电流和电压的关系，会正确使用滑动变阻器，会根据欧姆定律判断电压表和电流表示数的变化关键掌握滑动变阻器分压式和限流式的区别，电流表内外接的区别，以及会通过图线求解电源的电动势和内阻24在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、电键、滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。(1)试按实验的要求在实物图上连线_（图中已连好一根导线）。(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将_（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。【答案】 左偏【解析】试题解析：（1）由于图中已经将一根导线连接在了电路中，说明线圈A接电源、开关和变阻器，线圈B接电流表，实物电路如上图所示。（2）由于在电键刚闭合时电流表指针右偏，说明线圈A中的磁场在增大，故线圈B产生的磁场与A产生的磁场会相反；而当电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电阻变大，电流变小，A的磁场变小，故线圈B会产生与A相同方向的磁场以阻碍这种减小，故此时B中产生的感应电流与原来相反，故电流表指针的偏转方向也相反，电流表指针向左偏。考点：研究电磁感应现象的实验。25要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A、电源E（电动势3.0V，内阻可不计）B、电压表V1（量程为03.0V，内阻约2k）C、电压表V2（ 015.0V，内阻约6kD、电流表A1（00.6A，内阻约1）E、电流表A2（ 0100mA，内阻约2）F、滑动变阻器R1（最大值10）G、滑动变阻器R2（最大值2k）（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择 _ ，电流表应选择 _ ，滑动变阻器应选择 _ （填各器材的序号）（2）为提高实验精度，请你在如图a中设计实验电路图_（3）根据图a，在图b中把缺少的导线补全，连接成实验的电路_（4）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U-I图象如图c所示，则该小电珠的额定功率是 _ w，小电珠电阻的变化特点是 _ 【答案】 B D F 0.98 灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大【解析】试题分析：（1）因电珠的额定电压只有2V，则实验中电压表应选择B，由图c可知电流表应选择D，滑动变阻器要用分压电路，故应选择阻值较小的F；（2）电路如图甲；（3）实物图连接，如图乙；（4）由图可知，当电压为U=2V时，I=0.48A，可知小电珠的额定功率是P=IU=0.96W；小电珠电阻的变化特点是灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大。考点：测定小电珠的额定功率.26灵敏电流计的内阻是Rg=200，满偏电流是Ig=1mA，要把这个电流表改装成量程为6.0V的电压表，应_（填“串联”或“并联”）一个阻值为_的电阻，改装电压表的内阻为_【答案】 串联 5800 6000【解析】试题分析：灵敏电流计的满偏电压ug=IgRg=0.2v，所以要测量6.0v的电压就要串联一个电阻，串联后的电压等于量程即Ig(Rg+R)=6v，计算得R=5800，此时改装后的电压表内阻Rv=R+Rg=6000。考点：灵敏电流计的改装27（6分）在测定金属电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d_mm。如图乙所示，是多用电表的“10”欧姆挡经过正确步骤测量金属丝电阻时多用电表指针的位置，则金属丝阻值的测量值R_，若测出金属丝长度的测量值为L，则该金属丝电阻率的表达式_（请用上述测量值d、L、R表示）。【答案】 （1）0.730 （2分）；90 （2分）；d2R./4L （2分）【解析】【分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确；由电阻定律求出电阻率的表达式，结合欧姆定律及串并联的特征，然后求出电阻率【详解】由图示螺旋测微器可知，其读数为：1.5mm+22.10.01mm=1.721mm（1.720mm1.722mm均正确）多用电表的电阻“10”挡，由图2所示可知，该电阻的阻值约为1410=140。根据电阻定律可得：R=LS横截面积：S=d22联立两式可得该金属丝电阻率的表达式：=d2R4L故答案为：1.721（1.7201.722均正确），140，d2R4L【点睛】本题考查金属电阻率的测量实验，还考查了螺旋测微器与欧姆表的读数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读，利用欧姆定律结合电阻定律，求解金属丝的电阻率28某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动请根据现有器材，设计实验电路_，并连接电路实物图_.(2)实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，据此绘出了下图的关系图线，其斜率为_A1m1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如下图所示金属丝的直径是_上图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_(保留三位有效数字)【答案】 (1)(2)移动金属夹的位置(3)10.7 电源内电阻与电阻箱(4)0.200mm金属丝的电阻率【解析】(1) (2)本实验是用一个电阻箱充当电压表的原理来测量电阻阻值的(3)由闭合电路欧姆定律可知图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了电源内电阻与电阻箱的电阻之和(4)主尺读数为0mm，可动刻度为0.20mm，由公式可求得电阻率29下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()A测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D测量阻值不同的电阻时都必须重新调零【答案】 AC【解析】测量电阻时如果指针偏转过大，说明电阻较小，所以应将选择开关S拨至倍率较小的档位，每次换挡都需要重新调零后测量，故A正确测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，B错误测量电路中的某个电阻，内置电源接通，所以应该把该电阻与电路断开，C正确每次换挡都需要重新调零，但是不换挡不需要调零，所以测量阻值不同的电阻时并不是必须重新调零，D错误故选AC30用游标卡尺和螺旋测微器分别测量不同物体的宽度和厚度，请你读出它们的数据：（1）游标卡尺的读数：_cm；（2）螺旋测微器的读数：_mm。【答案】 2.64 5.020【解析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估
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