2020高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第八章第3講電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

第3講電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)主干梳理對點(diǎn)激活知識點(diǎn)螺旋測微器1．構(gòu)造：如圖甲所示，B為固定刻度，E為可動刻度。2．用途：測量厚度、長度、外徑。3．原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退eq\o(□,\s\up4(01))0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退eq\o(□,\s\up4(02))0.01mm，即螺旋測微器的精確度為eq\o(□,\s\up4(03))0.01mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。4．讀數(shù)：測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×eq\o(□,\s\up4(04))0.01(mm)。如圖乙所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。知識點(diǎn)游標(biāo)卡尺1．構(gòu)造：主尺、eq\o(□,\s\up4(01))游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個深度尺。(如圖丙所示)2．用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。3．原理：利用主尺的最小刻度與游標(biāo)尺的最小刻度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其規(guī)格見下表：4．讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm。知識點(diǎn)常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時對應(yīng)的電壓或電流，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可。(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是eq\o(□,\s\up4(01))0.1V和eq\o(□,\s\up4(02))0.1A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是eq\o(□,\s\up4(03))0.5V，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V。(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是eq\o(□,\s\up4(04))0.02A，在讀數(shù)時只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A?？键c(diǎn)細(xì)研悟法培優(yōu)考點(diǎn)1常見儀器的使用與讀數(shù)1．游標(biāo)卡尺讀數(shù)注意事項(xiàng)(1)看清精確度①例如(如圖所示)易錯成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正確的應(yīng)為11.4mm，游標(biāo)卡尺不需要估讀，后面不能隨意加零或去零；②例如(如圖所示)易錯成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正確的應(yīng)為10.60mm。(2)主尺上的單位為厘米主尺上標(biāo)識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米，讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清，游標(biāo)卡尺主尺上的最小刻度是1mm。例如(如圖所示)易錯成5mm＋4×0.05mm＝5.20mm正確的應(yīng)為50mm＋4×0.05mm＝50.20mm。(3)區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端例如(如圖所示)易錯成13mm＋10×0.05mm＝13.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm。2．螺旋測微器的讀數(shù)需要估讀最后一位數(shù)字為估讀數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估讀位為有效數(shù)字的最后一位。例如(如圖所示)固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米的部分從可動刻度上讀得示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。例1(1)有一金屬材料制成的圓柱形物體，當(dāng)用游標(biāo)卡尺來測它的截面直徑d時，示數(shù)如圖甲所示，則d＝________mm。然后利用伏安法測量該物體的電阻，此時電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，則金屬物體兩端的電壓為U＝________V，流過該物體的電流為I＝________A。(2)在測定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖丁所示，校零時的讀數(shù)為_______mm，合金絲的直徑為_______mm。嘗試解答(1)30.502.250.42(2)0.007(0.005～0.008均可)0.638(0.636～0.640均可)。(1)游標(biāo)卡尺主尺上讀的毫米數(shù)為30mm，游標(biāo)尺上第10條刻度線與主尺某刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為30mm＋0.05×10mm＝30.50mm。電壓表選用0～3V量程，分度為0.1V，讀數(shù)時應(yīng)估讀到分度的eq\f(1,10)，所以讀數(shù)為2.25V；電流表選用0～0.6A量程，分度為0.02A，讀數(shù)時應(yīng)估讀到分度的eq\f(1,2)，所以讀數(shù)為0.42A。(2)校零時的讀數(shù)為0＋0.7×0.01mm＝0.007mm。合金絲的直徑為0.645mm－0.007mm＝0.638mm。[變式1](1)某學(xué)生用螺旋測微器測量不同金屬導(dǎo)線的直徑，其示數(shù)如圖a、b、c所示，該金屬導(dǎo)線的直徑讀數(shù)為：a．________mmb．________mmc．________mm(2)用游標(biāo)尺為50分度的游標(biāo)卡尺測量某工件的長度時，示數(shù)如圖d所示，則測量結(jié)果應(yīng)該讀作________mm。(3)正確讀出圖中各表的讀數(shù)：①如圖e，接0～3V量程時讀數(shù)為________V；接0～15V量程時讀數(shù)為________V。②如圖f，接0～3A量程時讀數(shù)為________A；接0～0.6A量程時讀數(shù)為________A。答案(1)4.592(4.591～4.594均可)1.880(1.879～1.881均可)8.600(8.599～8.601均可)(2)10.40(3)①2.1810.8②0.800.16解析(1)A．讀數(shù)＝4.5mm＋9.2×0.01mm＝4.592mmb．讀數(shù)＝1.5mm＋38.0×0.01mm＝1.880mmc．讀數(shù)＝8.5mm＋10.0×0.01mm＝8.600mm。(2)讀數(shù)＝10mm＋20×0.02mm＝10.40mm(3)①讀數(shù)＝2.18V，讀數(shù)＝10.8V。②讀數(shù)＝0.80A，讀數(shù)＝0.16A?？键c(diǎn)2關(guān)于電阻的測量1．電流表和滑動變阻器在電路中的連接方法(1)電流表的內(nèi)接法和外接法要想精確測量電阻，選用好的實(shí)驗(yàn)方法很重要。如果電壓表和電流表都是理想電表，兩種接法都能準(zhǔn)確地測量出電阻的大小，但如果電壓表和電流表的電阻的影響不能忽略，選擇好的方法能大大減少誤差。下面我們以電壓表內(nèi)阻為RV，電流表內(nèi)阻為RA，待測電阻為Rx，待測電阻Rx的測量值為R測＝eq\f(U測,I測)，待測電阻Rx的真實(shí)值為R真進(jìn)行說明。續(xù)表(2)滑動變阻器的限流式和分壓式接法為保證電路安全以及讀數(shù)的精確性，滑動變阻器有兩種接法，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，選用哪種接法很有講究，以安全第一、準(zhǔn)確第二、能耗小第三的順序考慮問題，這是高考實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)內(nèi)容。下面我們以待測電阻為Rx，滑動變阻器的最大電阻為R，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r進(jìn)行說明。2．電阻測量的常見方法(1)伏安法測電阻特點(diǎn)：大內(nèi)大，小外小(測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法，測量值比真實(shí)值大；測小電阻時應(yīng)采用外接法，測量值比真實(shí)值小)。(2)半偏法測電表的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理半偏法測電表內(nèi)阻的兩種情況①半偏法測電流表的內(nèi)阻RA：如圖甲所示，閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電流表達(dá)到滿偏值I0；保持R1不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表的讀數(shù)等于eq\f(I0,2)，然后讀出電阻箱R2的阻值R2′，則有RA＝R2′。②半偏法測電壓表的內(nèi)阻RV：如圖乙所示，閉合S，將電阻箱R4的阻值調(diào)為零，調(diào)節(jié)滑動變阻器R3，使電壓表達(dá)到滿偏值U0；保持R3的阻值不變，調(diào)節(jié)R4，使電壓表的示數(shù)為eq\f(U0,2)，記下此時電阻箱的示數(shù)R4′，則有RV＝R4′。說明：①半偏法測電流表的內(nèi)阻時，只有當(dāng)R1?RA(R1?R2)時，RA測≈RA。R1?RA、R1?R2為選器材提供依據(jù)，即R1應(yīng)選阻值較大的電阻；在安全范圍內(nèi)電源應(yīng)選電動勢較大的。②半偏法測電壓表的內(nèi)阻時，只有當(dāng)R3?RV(R3?R4)時，RV測≈RV。同理，R3?RV、R3?R4也為選器材提供依據(jù)，即R3應(yīng)選阻值較小的電阻；在安全范圍內(nèi)，電源應(yīng)選電動勢較大的。(3)用“替代法”測電阻①實(shí)驗(yàn)原理(如圖所示)②實(shí)驗(yàn)步驟S先與2相接，記錄的示數(shù)，再與1相接，調(diào)節(jié)R值使示數(shù)與原值相等，則Rx＝R。③說明對的要求，只要有刻度且不超過量程即可，與指針是否超eq\f(2,3)無關(guān)，因?yàn)殡娏鞅硎緮?shù)不參與運(yùn)算。(4)安安法測電阻若電流表內(nèi)阻未知，則可將它看成能顯示自身電流的特殊電阻，只需測出它兩端電壓。若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。①如圖甲所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓接近時，如果已知A1的內(nèi)阻R1,則可測得A2的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)。②如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時，A1串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得A2的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1＋R0,I2)。(5)伏伏法測電阻若電壓表內(nèi)阻未知，則可將它看成能顯示自身電壓的特殊電阻，只需測出其電流。若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用。①如圖甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知V1的內(nèi)阻R1，則可測出V2的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1。②如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1?IV2時，V1并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得V2的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))。(6)比較法測電阻如圖所示，讀得電阻箱R1的阻值及A1、A2的示數(shù)I1、I2，可得Rx＝eq\f(I2R1,I1)。如果考慮電流表內(nèi)阻的影響，則I1(Rx＋RA1)＝I2(R1＋RA2)。例2(2018·安慶模擬)某待測電阻Rx的阻值約為60Ω，現(xiàn)要精確測量其電阻，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：A．電源E(電動勢約為4.5V，內(nèi)阻很小)B．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為5kΩ)C．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)D．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)E．滑動變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)F．定值電阻R1＝1ΩG．定值電阻R2＝6ΩH．開關(guān)S及導(dǎo)線若干為了精確測量該待測電阻的阻值，要求電表讀數(shù)不少于量程的eq\f(1,3)。(1)在可供選擇的器材中，電壓表應(yīng)選________(填序號)，定值電阻應(yīng)選________(填序號)。(2)請在虛線框中將實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整。(3)若在某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則該待測電阻的表達(dá)式為Rx＝________(用題中所給字母表示)。嘗試解答(1)BG(2)如圖所示(3)eq\f(UR2,IR2－U)。(1)電動勢E＝4.5V，電壓表V2量程過大，偏轉(zhuǎn)角度過小，故電壓表選V1；若直接測通過待測電阻的電流，則電流表偏轉(zhuǎn)角度較小，故應(yīng)給待測電阻并聯(lián)一電阻，并聯(lián)R2可讓電流表有較合適的偏轉(zhuǎn)。(2)使Rx與R2并聯(lián)，電流表測二者總電流，電壓表測二者電壓，因eq\f(Rx,RV1)<eq\f(RA,Rx)，故采用電流表外接法，電路圖如嘗試解答圖所示。(3)由閉合電路歐姆定律得Rx＝eq\f(U,I－\f(U,R2))＝eq\f(UR2,IR2－U)。[變式2](2018·鄭州一中高三入學(xué)考試)物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測定電壓表V1的內(nèi)阻，可用的器材如下：A．待測電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約3kΩ；B．電壓表V2：量程15V，內(nèi)阻約20kΩ；C．電流表A：量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω；D．定值電阻R0：阻值9.0kΩ；E．滑動變阻器R：阻值范圍0～200Ω；F．電源E：電動勢約為12V，內(nèi)阻忽略不計；G．開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)先用多用電表測電壓表V1的內(nèi)阻，選擇歐姆擋“×100”擋，其他操作無誤，多用電表盤示數(shù)如圖所示，則電壓表V1的內(nèi)阻約為________Ω。(2)某同學(xué)擬將待測電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中，測出V1的電壓和電流，再計算出電壓表V1的內(nèi)阻RV1。該方案實(shí)際上不可行，其最主要的原因是________________________。(3)為了準(zhǔn)確測量電壓表V1的內(nèi)阻，某同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計了實(shí)驗(yàn)電路，請你在實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將其補(bǔ)充完整。(4)請用已知量R0和V1、V2的示數(shù)U1、U2，表示出電壓表V1的內(nèi)阻RV1＝________。答案(1)3400(2)流過V1的電流大小遠(yuǎn)小于電流表A的量程，無法準(zhǔn)確測出電流值(3)如圖所示(4)eq\f(U1R0,U2－U1)解析(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)為34，乘以倍率100，所以電壓表V1內(nèi)阻測量值為3400Ω。(2)電壓表V1與電流表A串聯(lián)后，流過V1的電流大小遠(yuǎn)小于電流表A的量程，無法準(zhǔn)確測出電流值。(3)由于滑動變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電壓表內(nèi)阻，故需要將滑動變阻器按分壓式接法連接。將待測電壓表V1與定值電阻串聯(lián)，用V2測量串聯(lián)后總電壓。(4)兩電壓表示數(shù)差即為定值電阻兩端電壓，由歐姆定律可知，待測電壓表內(nèi)阻RV1＝eq\f(U1R0,U2－U1)?？键c(diǎn)3實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)物圖連接1．電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材主要是選擇電表、滑動變阻器、電源等，一般要考慮四方面因素：(1)安全因素：通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流。(2)誤差因素：選用電表應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)以上；使用歐姆表時應(yīng)選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位。(3)便于操作：選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實(shí)驗(yàn)要求，又便于調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，應(yīng)使其大部分電阻線都被用到。(4)實(shí)驗(yàn)實(shí)際：除以上三個因素外，還應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)實(shí)際，如所用的電源與打點(diǎn)計時器的匹配問題等。在選取電表時，在保證安全性的前提下，準(zhǔn)確性優(yōu)先，例如當(dāng)遇到某一待測電阻不要求一定達(dá)到某一電壓或電流的情況時，即使電源電動勢較大，待測電阻的最大電流或最大電壓也較大，超過了比較小的電表的量程，但用較大量程的電表，讀數(shù)又會小于eq\f(1,3)量程，則在滑動變阻器控制電壓或電流保證安全的情況下，還是要選取較小量程的電表進(jìn)行測量以便減小誤差。2．實(shí)物圖連接的注意事項(xiàng)(1)畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，按照電路原理圖，按順序以單線連接方式將主電路中串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去。(2)連線時要將導(dǎo)線接在接線柱上，兩條導(dǎo)線不能交叉。(3)要注意電表的量程和正、負(fù)接線柱，要使電流從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。例3(2018·石家莊二中模擬)某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值?，F(xiàn)有器材為：待測電阻R(阻值約為5Ω)，電源(電動勢3V)，滑動變阻器(阻值范圍0～10Ω)，電流表(量程0～0.6A,0～3A)，電壓表(量程0～3V,0～15V)，開關(guān)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)要求在測量電路中將電流表外接，滑動變阻器起限流作用。回答下列問題：(1)按照實(shí)驗(yàn)要求在圖甲中畫出實(shí)物連線圖。(2)在連線正確后，閉合開關(guān)。電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙和圖丙所示。由圖可知，電壓表讀數(shù)為________V，電流表讀數(shù)為________A。由此可得待測電阻的阻值為________Ω(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))。嘗試解答(1)如圖所示__(2)2.20__0.48__4.58。(1)電源電動勢為3V，故電壓表接3V的接線柱，電路中的最大電流為eq\f(3V,5Ω)＝0.6A，故電流表應(yīng)接0.6A的接線柱，實(shí)物圖連接如嘗試解答圖所示。(2)電壓表選擇3V量程，每小格代表0.1V，小數(shù)點(diǎn)后要估讀一位，讀數(shù)為2.20V；電流表選擇0.6A量程，每小格代表0.02A，讀數(shù)為0.48A；則電阻R＝eq\f(U,I)≈4.58Ω。[變式3](2018·青島質(zhì)檢)某同學(xué)用圖甲所示電路測量電流表G1的內(nèi)阻r1。供選擇的儀器如下：待測電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約200Ω)；電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)；定值電阻R1(100Ω)；定值電阻R2(200Ω)；滑動變阻器R3(0～1000Ω)；滑動變阻器R4(0～400Ω)；電源E(電動勢6V，內(nèi)阻可不計)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)中要求電流表G1能達(dá)到滿偏，則定值電阻應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，滑動變阻器應(yīng)選________(填“R3”或“R4”)，按照電路圖，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑動觸頭移至________(填“a”或“b”)端。(2)在圖乙所示實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。(3)實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑動觸頭移至一端；閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2的讀數(shù)I1、I2；以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示。若圖中直線的斜率為k，請用題中所給符號寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式r1＝________。答案(1)R2R3a(2)如圖所示(3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k)－1))R2解析(1)由題中所給數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電流表G1滿偏時，需使G2不超過量程，則定值電阻應(yīng)選R2；由于采用限流式連接，電源電動勢E＝6V，求得電路中最小電阻R＝eq\f(E,I2)＝600Ω，滑動變阻器應(yīng)選R3；閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端。(2)電路連接如答圖所示。(3)根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律，有I1＋eq\f(I1r1,R2)＝I2，化簡得I1＝eq\f(R2,R2＋r1)I2，作出I1-I2圖象，斜率k＝eq\f(R2,R2＋r1)，則r1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k)－1))R2。高考模擬隨堂集訓(xùn)1．(2018·全國卷Ⅲ)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖a所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0Ω)；可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖a，將圖b中實(shí)物連線；(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)位置，閉合S1；(3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2；(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)：(6)利用上述5次測量所得eq\f(U2,U1)的平均值，求得Rx＝________Ω。(保留一位小數(shù))答案(1)圖見解析(4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0(6)48.2解析開關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過Rx的電流I＝eq\f(U1,R0)，將開關(guān)S2擲于2端，R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2，Rx兩端電壓為U＝U2－U1，由歐姆定律可得待測電阻阻值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(U2－U1,U1)R0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0。5次測量所得eq\f(U2,U1)的平均值為eq\f(1,5)(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，故Rx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0＝(3.41－1)×20.0Ω＝48.2Ω。2．(2018·天津高考)某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10kΩ)，除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A．電壓表(量程0～1V，內(nèi)阻約為10kΩ)B．電壓表(量程0～10V，內(nèi)阻約為100kΩ)C．電流表(0～1mA，內(nèi)阻約為30Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.05Ω)E．電源(電動勢1.5V，額定電流0.5A，內(nèi)阻不計)F．電源(電動勢12V，額定電流2A，內(nèi)阻不計)G．滑動變阻器R0(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)(1)為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用________，電流表選用________，電源選用________。(均填器材的字母代號)(2)畫出測量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實(shí)驗(yàn)原理上看，待測電阻測量值會________其真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)BCF(2)如圖所示(3)大于電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可)解析(1)若選用電源1.5V，由于被測電阻很大，電路中電流非常小，不利于實(shí)驗(yàn)，故電源選用電動勢為12V的F；則電壓表就應(yīng)該選用B；電路中的最大電流為I＝eq\f(12,10000)A＝1.2mA，故電流表選用C。(2)因?yàn)榻o的滑動變阻器的最大阻值只有10Ω，若采用滑動變阻器的限流接法，則電路中電流和電壓變化不明顯，故采用滑動變阻器的分壓接法；由于eq\f(RV,Rx)＜eq\f(Rx,RA)，所以采用電流表內(nèi)接法，電路圖如答案所示。(3)由于電流表的分壓，導(dǎo)致電壓測量值偏大，而電流的測量值是準(zhǔn)確的，根據(jù)Rx＝eq\f(U,I)可知測量值偏大。3．(2017·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖a所示的電路測量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻。可使用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20Ω，另一個阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；電源E(電動勢約為1.5V)；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。(1)按原理圖a將圖b中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空：①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。②為了保護(hù)微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖a中滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)。④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：_____________________________________________________________________________________________。答案(1)圖見解析(2)①20②左③相等④2550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程解析(1)根據(jù)原理圖a，將圖b中的實(shí)物連線，如圖所示。(2)①滑動變阻器R1在實(shí)驗(yàn)中為控制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20Ω。②為了保護(hù)微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故開始時應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端。③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點(diǎn)的電勢相等。④實(shí)驗(yàn)過程中，由于測量電路，即由Rz、、R2組成的電路的阻值很大，可認(rèn)為測量電路兩端的電壓不變，故與Rz互換后通過R2、Rz和的電流不變，與Rz互換前后的電路如圖甲、乙所示。由于B、D兩點(diǎn)的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′I1Rz1＝I2R，即eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(R′,R)對于圖乙，I1′Rz2＝I2′R′I1′RμA＝I2′R，即eq\f(Rz2,RμA)＝eq\f(R′,R)所以eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(Rz2,RμA)所以RμA＝eq\r(Rz1Rz2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω。(3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。4．(2016·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖a所示電路測量量程為2.5V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動勢3V)，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按電路原理圖a連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖a中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，記下電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉栴}：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)。(2)根據(jù)圖a所示電路將圖b中實(shí)物圖連線。(3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變。計算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。(4)如果此電壓表是由一個表