高考物理一輪復(fù)習(xí)提分寶典 第43課 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

第43課電學(xué)實(shí)驗(yàn)32/46第43課電學(xué)實(shí)驗(yàn)1．測定金屬絲的電阻率a．根據(jù)伏安法和電阻定律測定金屬絲的電阻率(1)(經(jīng)典題，14分)在“測定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。①用螺旋測微器測量金屬絲直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖(a)所示，其讀數(shù)應(yīng)為__________mm(該值接近多次測量的平均值)。②用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動勢為3V，內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖(b)中的________圖(選填“甲”或“乙”)。③如圖(c)是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端，請根據(jù)②所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖(c)中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。④這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖(d)所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點(diǎn)。請?jiān)趫D(d)中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝______Ω。(保留兩位有效數(shù)字)⑤根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為______(選填選項(xiàng)前的字母)。A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m⑥任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器都已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是________(有多個正確選項(xiàng))。A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D．用U－I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差答案：①0.397(0.395～0.399均正確)(2分)②甲(2分)③見解析(2分)④見解析(2分)4.5(4.3～4.7均正確)(2分)⑤C(2分)⑥CD(2分)解析：①螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0，可動刻度讀數(shù)為39.7，所測金屬絲直徑為d＝(0＋39.7×0.01)mm＝0.397mm。②由記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻Rx約為5Ω，則eq\f(RV,Rx)＝eq\f(3000,5)＝600，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(5,0.1)＝50，故eq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)，Rx為小電阻，電流表應(yīng)該采用外接法測量誤差小。如果滑動變阻器采用限流接法，則電路中的電流I的最小值約為Imin＝eq\f(E,r＋R＋Rx)＝eq\f(3,1＋20＋5)A＝0.115A，比表中第1、2次測得的數(shù)據(jù)大，所以滑動變阻器應(yīng)該采用分壓接法，故測量電路圖應(yīng)是甲圖。③注意連圖時(shí)連線起點(diǎn)和終點(diǎn)在接線柱上并且不能交叉，結(jié)合②可知應(yīng)該連接成外接分壓接法，實(shí)物圖如圖所示。④描繪出第2、4、6三個點(diǎn)后，可見第6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，然后作出U－I圖線，如圖所示。其中第4次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)在描繪出的U－I圖線上，待測電阻的阻值等于U－I圖線的斜率，有Rx＝eq\f(1,0.220)Ω＝4.5Ω。⑤根據(jù)電阻定律，有Rx＝eq\f(ρl,S)，得ρ＝eq\f(RxS,l)，代入數(shù)據(jù)解得ρ＝1.1×10－6Ω·m，故C項(xiàng)正確。⑥用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，故A項(xiàng)錯誤。由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差，故B項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確。用U－I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故D項(xiàng)正確。(2)(經(jīng)典題，10分)在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為了探究3根材料未知，橫截面積均為S＝0.20mm2的金屬絲a、b、c的電阻率，采用如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)電路。M為金屬絲c的左端點(diǎn)，O為金屬絲a的右端點(diǎn)，P是金屬絲上可移動的接觸點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，電流表讀數(shù)始終為I＝1.25A，電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x的變化如下表：x/mm600700800900100012001400U/V3.954.505.105.906.506.656.82x/mm1600180020002100220023002400U/V6.937.027.157.858.509.059.75①在圖(b)中繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線；②求出金屬絲的電阻率ρ，并進(jìn)行比較，____________________________________。答案：①見解析(2分)②ρa(bǔ)為0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m，ρb為8.5×10－6～1.10×10－7Ω·m，ρc為0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m，金屬絲a與c電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率(8分)解析：①以O(shè)P間距離x為橫軸，以電壓表讀數(shù)U為縱軸，描點(diǎn)、連線繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線如圖所示。②根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(US,Il)，ρa(bǔ)＝eq\f(（6.50－3.90）×0.20×10－6,1.25×（1000－600）×10－3)Ω·m＝1.04×10－6Ω·m，ρb＝eq\f(（7.10－6.50）×0.20×10－6,1.25×（2000－1000）×10－3)Ω·m＝9.6×10－7Ω·m，ρc＝eq\f(（9.70－7.10）×0.20×10－6,1.25×（2400－2000）×10－3)Ω·m＝1.04×10－6Ω·m，通過計(jì)算可知，金屬絲a與c電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率。電阻率的允許范圍，ρa(bǔ)為0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m，ρb為8.5×10－6～1.10×10－7Ω·m，ρc為0.96×10－6～1.10×10－6Ω·m(3)(經(jīng)典題，10分)某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系。圖中E為直流電源，S為開關(guān)，S1為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱。①實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合S之前將R的滑片P置于____________(選填“C”或“D”)端；當(dāng)用電流表外接法測量Rx的阻值時(shí)，S1應(yīng)置于位置____________(選填“1”或“2”)。②在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如圖(b)所示(不計(jì)由于通電導(dǎo)致的化學(xué)變化)。實(shí)驗(yàn)中Rx的通電面積為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為________Ω·m，由圖中對應(yīng)曲線________(選填“1”或“2”)可得此時(shí)溶液濃度約為________%(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。答案：①D(2分)1(2分)②35(2分)1(2分)0.012(2分)解析：①在閉合開關(guān)S之后，要讓實(shí)驗(yàn)電路中的電流從零開始逐漸增大，則在閉合S之前應(yīng)將R的滑片P置于D處，同時(shí)這樣做也可以保證電表的安全；S1接在“1”的位置才能保證電流表處在外接法的位置上。②根據(jù)電阻定律，有R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(3500×20×10－4,20×10－2)Ω·m＝35Ω·m，內(nèi)接法使得測量溶液的阻值偏大，對應(yīng)的電阻率也將偏大，所以對應(yīng)的曲線應(yīng)為“1”。根據(jù)測量得到的電阻率35Ω·m，從圖像中可讀出對應(yīng)的溶液濃度約為0.012%。b．根據(jù)伏安法和電阻定律測金屬絲的長度(4)(2014山東理綜，10分)實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定其實(shí)際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖(a)所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度?？晒┦褂玫钠鞑挠校弘娏鞅?量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)；電壓表(量程3V，內(nèi)阻約9kΩ)；滑動變阻器R1(最大阻值5Ω)；滑動變阻器R2(最大阻值20Ω)；定值電阻(R0＝3Ω)；電源(電動勢6V，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)中滑動變阻器應(yīng)選____________(選填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(選填“a”或“b”)。②在實(shí)物圖(b)中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖(a)電路完成剩余部分的連接。③調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖(c)所示，讀數(shù)為____V。④導(dǎo)線實(shí)際長度為______m(保留兩位有效數(shù)字)。答案：①R2(2分)a(2分)②見解析(2分)③2.30(2.29～2.31均正確)(2分)④94(93～95均正確)(2分)解析：①本實(shí)驗(yàn)采用限流法測電阻，所以滑動變阻器的最大阻值應(yīng)為R0和Rx總阻值的4倍以上，R0＝3Ω，所以滑動變阻器選R2。閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至阻值最大處，即a處。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，連接實(shí)物圖，如圖所示。③根據(jù)題圖(c)讀出電壓表的讀數(shù)為U＝2.30V。④根據(jù)歐姆定律，有Rx＋R0＝eq\f(U,I)，代入數(shù)據(jù)，解得Rx＝1.6Ω，根據(jù)電阻定律，有Rx＝ρeq\f(l,S)，代入數(shù)據(jù)，解得l＝94m。(5)(2017.4浙江選考，8分)小明用電學(xué)方法測量電線的長度。首先，小明測得電線銅芯的直徑為1.00mm，估計(jì)其長度不超過50m(已知銅的電阻率為1.75×10－8Ω·m)?，F(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材：①量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表；②量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表；③阻值為0～20Ω的滑動變阻器；④內(nèi)阻可忽略，輸出電壓為3V的電源；⑤阻值為R0＝4.30Ω的定值電阻，開關(guān)和導(dǎo)線若干。小明采用伏安法測量電線電阻，正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表示數(shù)從0開始增加，當(dāng)示數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖(a)所示，讀數(shù)為________V。根據(jù)小明測量的信息，圖(b)中P點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”)，Q點(diǎn)應(yīng)該______(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”)。小明測得的電線長度為________m。答案：2.50(2分)接b(2分)接a(2分)31．4(2分)解析：由題意知電壓表量程為3V，則電壓表的讀數(shù)為2.50V。調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表示數(shù)從0開始增加，可知滑動變阻器采用分壓式接法，即Q點(diǎn)應(yīng)接a。待測電阻較小，電流表采用外接法，即P點(diǎn)應(yīng)該接b。因此本題的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。根據(jù)歐姆定律，有Rx＋R0＝eq\f(U,I)，代入數(shù)據(jù)，解得Rx＝0.7Ω。根據(jù)電阻定律，有Rx＝ρeq\f(l,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))\s\up12(2))，代入數(shù)據(jù)解得l＝31.4m。2．多種方法測電阻a．伏安法測電阻的幾種接法(6)(2013北京理綜，16分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。①現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))，滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)，開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______(選填器材前的字母)；實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖(a)中的________(選填“甲”或“乙”)。②圖(b)是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。請根據(jù)在①問中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖(b)中實(shí)物間的連線。③接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖(c)所示，可得該電阻的測量值Rx＝eq\f(U,I)＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。④若在①問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________；若在①問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________(選填選項(xiàng)前的字母)。A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值⑤在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U－x關(guān)系的示意圖中正確的是____________。答案：①B(2分)C(2分)甲(2分)②見解析(2分)③5.2(2分)④B(2分)D(2分)⑤A(2分)解析：①電流表、電壓表在實(shí)驗(yàn)中指針能達(dá)到半偏附近，讀數(shù)誤差小、較精確。由于電源電動勢為4V，待測電阻阻值約為5Ω，則電路中的最大電流為0.8A，故電流表應(yīng)選B，電壓表選C。由于Rx<eq\r(RARV)，故實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)采用外接法。②電流表外接即可，實(shí)物連線圖如圖所示。③由①已確定電表的量程，在此直接讀數(shù)即可，電流表示數(shù)為0.50A，電壓表示數(shù)為2.60V，則Rx＝eq\f(2.60,0.50)Ω＝5.2Ω。④題圖(a)中甲圖電流表外接，測得的電流實(shí)際上是流過Rx和電壓表的電流之和，故B項(xiàng)正確；題圖(a)中乙圖電流表內(nèi)接，電壓表的示數(shù)實(shí)際上是Rx和電流表兩端的電壓之和，故D項(xiàng)正確。⑤根據(jù)歐姆定律有I＝eq\f(E,Rx＋\f(L－x,L)R)，其中R為滑動變阻器的總阻值，L為滑動變阻器兩端總長度，則被測電阻兩端電壓為U＝IRx＝eq\f(ERx,Rx＋\f(L－x,L)R)，隨著x的增大，U增大，且U隨x增加的越來越快，故A項(xiàng)正確。(7)(2016浙江理綜，8分)某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表。采用分壓電路接線，圖(a)是實(shí)物的部分連線圖，待測電阻為圖(b)中的R1，其阻值約為5Ω。①測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接______(選填“a”或“b”)、導(dǎo)線②連接______(選填“c”或“d”)。②正確接線測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，用作圖法求得R1的阻值為______Ω。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53③已知圖(b)中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長是R1的eq\f(1,10)，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選________。A．①連接a，②連接cB．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接cD．①連接b，②連接d答案：①a(2分)d(2分)②4.55(4.4～4.7均正確)(2分)③B(2分)解析：①由題意可知，本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，故導(dǎo)線②要與d接通；由于Rx<eq\r(RVRA)，因此只能采用電流表外接法，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故導(dǎo)線①應(yīng)接a。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖像如圖所示。U－I圖像的斜率為電阻的阻值，則R＝eq\f(2.00,0.44)Ω≈4.55Ω③R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體。設(shè)正方形邊長為a，厚度為d，根據(jù)電阻定律，有R＝ρeq\f(a,ad)＝eq\f(ρ,d)，可知電阻只與厚度有關(guān)，故兩電阻的阻值相等，因此測量方法與測R1的相同，故B項(xiàng)正確。(8)(經(jīng)典題，6分)有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖(a)所示，某同學(xué)猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)。他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用游標(biāo)卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L。圖(b)中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個等分刻度)的讀數(shù)L＝________cm。②測量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖(c)所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)。該合金棒的電阻約為幾歐姆。圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是__________。(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)③改正電路后，通過實(shí)驗(yàn)測得合金棒的電阻R＝6.72Ω。根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd＝13.3Ω、RD＝3.38Ω。他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內(nèi)，電阻R滿足R2＝Rd·RD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R＝______。(用ρ、L、d、D表述)答案：①9.940(2分)②⑥(2分)③eq\f(4ρL,πdD)(2分)解析：①對游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，首先，確定游標(biāo)卡尺的精度為20分度，即為0.05mm，然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù)99.00mm，注意小數(shù)點(diǎn)后的有效數(shù)字要與精度一樣，再從游標(biāo)尺上找出對的最齊一根刻線，精度×格數(shù)＝0.05×8mm＝0.40mm，最后兩者相加，根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù)，99.00mm＋0.40mm＝99.40mm＝9.940cm。②本實(shí)驗(yàn)為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時(shí)，因?yàn)榘才啾淼膬?nèi)阻較小，為了減小誤差，應(yīng)用安培表外接法，⑥線的連接使用的是安培表內(nèi)接法，所以⑥線連接不當(dāng)。③根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd＝ρeq\f(L,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，RD＝ρeq\f(L,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2)，而電阻R滿足R2＝Rd·RD，將Rd、RD代入解得R＝eq\f(4ρL,πdD)。b．雙電流表法測電阻(9)(2014四川理綜，10分)如圖是測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(10Ω)，R1是電阻箱(0～99.9Ω)，R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動勢100V，內(nèi)阻很小)。在保證安全和滿足要求的情況下，使測量范圍盡可能大。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下：A．連接好電路，將滑動變阻器R調(diào)到最大；B．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)滑動變阻器R，使A1示數(shù)I1＝0.15A，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A2示數(shù)I2。C．重復(fù)步驟B，再測量6組R1和I2；D．將實(shí)驗(yàn)測得的7組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。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(0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω)B．電流表(0～3mA，內(nèi)阻未知)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻為5.0Ω)D．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻未知)A1應(yīng)選用________，A2應(yīng)選用________。②測得一組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＝0.15A，應(yīng)讓滑動變阻器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。答案：①D(2分)C(2分)②變大(2分)③見解析(2分)④31.3(2分)解析：①A1示數(shù)I1＝0.15A，則A1應(yīng)選用量程為0.3A的電流表，由于只要知道電流大小即可，即選用D；根據(jù)R1與I2的關(guān)系圖，可知A2的量程為0.3A，且必須要知道其電阻，因此選用C。②調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15A，則R1所在支路的兩端電壓減小，因此只有讓滑動變阻器R接入電路的阻值變大，才能達(dá)到這樣的條件。③根據(jù)題目中已知描的點(diǎn)，平滑連接，注意讓點(diǎn)分布在圖線的兩邊，不考慮錯誤的點(diǎn)，如圖所示。④根據(jù)歐姆定律，則有(R1＋R0＋RA1)I1＝I2(Rx＋RA2)，整理可得R1＝eq\f(I2（Rx＋RA2）,I1)－(R0＋RA1)，而R1與I2的圖像的斜率為k＝eq\f(58－0,0.30－0.06)＝241.7，則有Rx＝kI1－RA2＝(241.7×0.15－5)Ω＝31.3Ωc．雙電壓表法測電阻(10)(經(jīng)典題，6分)如圖所示為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖。該實(shí)驗(yàn)可用來測量待測電阻Rx的阻值(約500Ω)。圖中兩個電壓表量程相同，內(nèi)阻都很大。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．調(diào)節(jié)電阻箱，使它的阻值R0與待測電阻的阻值接近；將滑動變阻器的滑動頭調(diào)到最右端。B．合上開關(guān)S。C．將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動，使兩個電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn)。D．記下兩個電壓表V1和V2的讀數(shù)U1和U2。E．多次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記下V1和V2的多組讀數(shù)U1和U2。F．求Rx的平均值?；卮鹣铝袉栴}：①根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖，其中電阻箱符號為，滑動變阻器的符號為，其余器材用通用的符號表示。②不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響，用U1、U2和R0表示Rx的公式為Rx＝____________________。③考慮電壓表內(nèi)阻的影響，用U1、U2、R0、V1的內(nèi)阻r1、V2的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx＝________________________。答案：①見解析(2分)②Rx＝eq\f(U2,U1)R0(2分)③Rx＝eq\f(U2R0r1r2,U1r2（R0＋r1）－U2R0r1)(2分)解析：①根據(jù)實(shí)物電路圖畫出電路圖，如圖所示。②通過待測電阻的電流為I＝eq\f(U1,R0)，根據(jù)歐姆定律得待測電阻阻值為Rx＝eq\f(U2,I)＝eq\f(U2,U1)R0。③考慮電壓表內(nèi)阻影響，通過待測電阻的實(shí)際電流Ix＝IR0＋I(xiàn)V1－IV2＝eq\f(U1,R0)＋eq\f(U1,r1)－eq\f(U2,r2)，得待測電阻阻值為Rx＝eq\f(U2,Ix)＝eq\f(U2R0r1r2,U1r2（R0＋r1）－U2R0r1)。d．一個電壓表測電阻(11)(經(jīng)典題，4分)如圖所示電路可用來測量電阻的阻值。其中E為電源，R為已知電阻，Rx為待測電阻，eq\a\vs4\al\co1(○V)可視為理想電壓表，S0為單刀單擲開關(guān)，S1、S2為單刀雙擲開關(guān)。①當(dāng)S0閉合時(shí)，若S1、S2均向左閉合，電壓表讀數(shù)為U1；若S1、S2均向右閉合，電壓表讀數(shù)為U2。由此可求出Rx＝____________。②若電源電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻可忽略；電壓表量程為1V，R＝100Ω。此電路可測量的Rx的最大值為__________Ω。答案：①eq\f(U1,U2)R(2分)②200(2分)解析：①當(dāng)S1、S2均向左閉合，電壓表測量的是Rx兩端的電壓，將S1、S2均向右閉合，電壓表測量的是R兩端的電壓。Rx與R串聯(lián)，則有eq\f(U1,Rx)＝eq\f(U2,R)，所以Rx＝eq\f(U1,U2)R。②Rx與R串聯(lián)，所以當(dāng)電壓表測量Rx達(dá)到最大量程時(shí)，Rx阻值最大，此時(shí)Rx＝eq\f(U1,U2)R＝eq\f(1,1.5－1)×100Ω＝200Ω。e．替代法測電阻(12)(經(jīng)典題，10分)某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻。①分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示，長度為________cm，直徑為________mm。②按圖(c)連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下。a．將滑動變阻器R1的阻值調(diào)至最____(選填“大”或“小”)；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；b．將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______(選填“大”或“小”)；將S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1280Ω；③由此可知，圓柱體的電阻為____Ω。答案：①5.01(2分)5.315(2分)②大(2分)大(2分)③1280(2分)解析：①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)＝主尺上的讀數(shù)＋游標(biāo)上的讀數(shù)，本題主尺上的讀數(shù)是5cm，游標(biāo)上的讀數(shù)是1×0.1mm＝0.01cm，故游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5.01cm；螺旋測微器的讀數(shù)＝固定尺的讀數(shù)＋可動尺的讀數(shù)×0.01，即5mm＋31.5×0.01mm＝5.315mm。②a.將滑動變阻器R1的阻值調(diào)至最大，可以起到保護(hù)電流表及電源的作用。b.將電阻箱R2的阻值調(diào)至最大，目的也是為了保護(hù)電流表及電源。③由I0＝eq\f(E,R1＋RA＋r＋Rx)，I0＝eq\f(E,R1＋RA＋r＋R2)，解得Rx＝R2＝1280Ωf．雙電流表測量電流表內(nèi)阻(13)(2017江蘇模擬，8分)某同學(xué)采用圖(a)的電路，測量電流表G1的內(nèi)阻r1。其中電流表G1量程為0～5mA，內(nèi)阻約200Ω；電流表G2量程為0～10mA，內(nèi)阻約40Ω；定值電阻R0阻值為200Ω；電源電動勢約為3V。請回答下列問題：①可供選擇的滑動變阻器R1阻值范圍為0～1000Ω，R2阻值范圍為0～20Ω，則滑動變阻器應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)。②圖(a)中，若要求G1表示數(shù)變大，滑動變阻器滑動頭P應(yīng)向________(選填“A”或“B”)端移動。③請用筆畫線在圖(b)完成實(shí)物連線。④若實(shí)驗(yàn)中讀得G1表和G2表的讀數(shù)為I1和I2，則G1表的內(nèi)阻r1＝________(用I1、I2及R0表示)。答案：①R2(2分)②B(2分)③見解析(2分)④eq\f(I2－I1,I1)R0(2分)解析：①由電路圖可知，本實(shí)驗(yàn)滑動變阻器采用分壓式接法，故滑動變阻器應(yīng)選擇阻值較小的，故選R2。②為了使通過電流表的電流增大，則應(yīng)使并聯(lián)的滑動變阻器那一部分阻值增大，故滑片應(yīng)向B端移動。③根據(jù)給出的原理圖可得出其實(shí)物圖，如圖所示。④G1表與定值電阻R0并聯(lián)，由歐姆定律可知，G1表兩端的電壓U＝(I2－I1)R0，則G1的內(nèi)阻r1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(I2－I1,I1)R0。g．電橋法測微安表內(nèi)阻(14)(2017全國Ⅱ，12分)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?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€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)；單刀單擲開關(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：a．R1的阻值為________Ω(選填“20”或“2000”)。b．為了保護(hù)微安表，開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中的滑動變阻器的______端(選填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。c．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______(選填“相等”或“不相等”)。d．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(shí)，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見解析(2分)②a.20(2分)b．左(2分)c．相等(2分)d．2550(2分)③調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程(2分)解析：①實(shí)物連線圖如圖所示。②a.要接成分壓電路，則應(yīng)選擇阻值較小的20Ω的滑動變阻器。b．為了保護(hù)微安表，開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近題圖(a)中滑動變阻器的左端對應(yīng)的位置，以使該微安表所在支路電流為零。c．當(dāng)BD間電勢差為零時(shí)，才能使BD中無電流流過。d．設(shè)滑片D兩側(cè)電阻分別為R21和R22，因B與D所在電勢相等，可知eq\f(Rz1,R21)＝eq\f(RA,R22)；同理當(dāng)Rz和微安表對調(diào)時(shí)，仍有eq\f(RA,R21)＝eq\f(Rz2,R22)；聯(lián)立兩式解得RA＝eq\r(,Rz1Rz2)＝2550Ω。③當(dāng)微安表接近滿量程時(shí)，即微安表所在支路電流較大，此時(shí)測量精度有所提高。h．半偏法測電壓表內(nèi)阻(15)(2015全國Ⅱ，9分)電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表的電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)實(shí)驗(yàn)室提供材料器材如下：待測電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為3000歐)、電阻箱R0(最大阻值為99999.9歐)、滑動變阻器R1(最大阻值100歐，額定電壓2A)、電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干。①虛線框內(nèi)為同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整。②根據(jù)設(shè)計(jì)的電路寫出步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為R′V，與內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，R′V____RV(選填“>”“＝”或“<”)，主要理由是__________________________。答案：①見解析(2分)②移動滑動變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最??；閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻(5分)③>(1分)斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV(1分，其他合理說法同樣給分)解析：①待測電壓表電阻(3000Ω)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動變阻器R1的電阻值(100Ω)，故采用分壓式接法。②實(shí)驗(yàn)開始前為防止損傷電表，要使電壓表所在支路分壓最小。閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻。③斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′V>RV。普查講43Ⅱ描繪小燈泡的伏安特性曲線3.描繪小燈泡的伏安特性曲線(16)(2017全國Ⅰ，10分)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性曲線，所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)、電壓表V(量程3V，內(nèi)阻3kΩ)、電流表A(量程0.5A，內(nèi)阻0.5Ω)、固定電阻R0(阻值1000Ω)、滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)、電源E(電動勢5V，內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。①實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，在虛線框圖(a)中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。圖(a)圖(b)②實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(b)所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(選填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率__________(選填“增大”“不變”或“減小”)。③用另一電源E0(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(c)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為__________W。(結(jié)果均保留2位小數(shù))圖(c)答案：①見解析(2分)②增大(2分)增大(2分)③0.39(2分)1.17(2分)解析：①要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，故滑動變阻器用分壓式接法，小燈泡電阻小，電流表用外接法。因?yàn)殡妷罕砹砍淌?V<3.8V，故需要將定值電阻與電壓表串聯(lián)，如圖所示。②由I－U圖像知，圖像上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率在減小，故小燈泡的電阻隨電流的增大而增大，再由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知，燈絲的電阻率增大。③當(dāng)滑動變阻器的阻值為9Ω時(shí)，電路電流最小，小燈泡實(shí)際功率最小，此時(shí)E＝U＋I(xiàn)(r＋R)得U＝－10I＋4，在圖中作出電源的伏安特性曲線如圖中實(shí)線所示。交點(diǎn)坐標(biāo)約為U＝1.75V，I＝225mA，P1＝UI＝0.39W。當(dāng)滑動變阻器電阻值R＝0時(shí)，電路電流最大，小燈泡消耗的功率最大，此時(shí)E＝U＋I(xiàn)r，得U＝I＋4，在圖中作出電源的伏安特性曲線如圖中虛線所示。交點(diǎn)坐標(biāo)為U＝3.67V，I＝0.32A，如圖中虛線所示，最大的功率為P2＝UI＝1.17W。(17)(2013福建理綜，10分)硅光電池在無光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖(a)電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢點(diǎn)，正極接低電勢點(diǎn))，探究其在無光照時(shí)的反向伏安特性。圖中電壓表V1量程選用3V，內(nèi)阻為6.0kΩ；電壓表V2量程選用15V，內(nèi)阻約為30kΩ；R0為保護(hù)電阻；直流電源電動勢E約為12V，內(nèi)阻不計(jì)。①根據(jù)圖(a)，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖(b)連接成完整電路。圖(a)圖(b)②用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2。a．某次測量時(shí)，電壓表V1示數(shù)如圖(c)所示，則U1＝____V。可算出通過硅光電池的反向電流大小為______mA(保留兩位小數(shù))。圖(c)b．該小組測出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù)，算出相應(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過反向電流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐標(biāo)紙上建立Ix－Ux坐標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對應(yīng)的5個坐標(biāo)點(diǎn)，如圖(d)所示。請你標(biāo)出余下的4個坐標(biāo)點(diǎn)，并繪出Ix－Ux圖線。123456789U1/V0.000.000.060.120.240.420.721.141.74U2/V0.01.02.13.14.25.46.78.19.7Ux/V0.0－1.0－2.0－3.0－4.0－5.0－6.0－7.0－8.0Ix/mA0.000.00－0.01－0.02－0.04－0.07－0.12－0.19－0.29圖(d)c．由Ix－Ux圖線可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。答案：①見解析(2分)②a.1.40(2分)0.23(2分)b．見解析(2分)c．非線性(2分)解析：①實(shí)物電路圖如圖所示。②a.從圖(c)可知電壓表示數(shù)為1.40V，I＝eq\f(U,R)＝0.23mA。b．Ix－Ux圖線如圖所示。c．由Ix－Ux圖線可知，硅光電池?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成非線性關(guān)系。普查講43Ⅲ測定電源的電動勢和內(nèi)阻4.對原型實(shí)驗(yàn)的考查(18)(2014北京理綜，18分)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。①應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是下圖中的________[選填“(a)”或“(b)”]。圖(a)圖(b)②現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A．電壓表(0～15V)B．電壓表(0～3V)C．滑動變阻器(0～50Ω)D．滑動變阻器(0～500Ω)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(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)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖(c)的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并畫出U－I圖線。序號123456電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10電流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖(c)④根據(jù)③中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。⑤實(shí)驗(yàn)中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U以及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。下面各示意圖中正確反映P－U關(guān)系的是________。ABCD答案：①(a)(3分)②B(2分)C(2分)③見解析(2分)④1.50(1.49～1.51均正確)(3分)0.83(0.81～0.85均正確)(3分)⑤C(3分)解析：①干電池內(nèi)阻較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選題圖(a)所示電路圖。②一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，依據(jù)精確測量的原則，電壓表應(yīng)該選用B；電源的內(nèi)阻較小，為了方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器，滑動變阻器應(yīng)該選C。③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出電源的U－I圖像如圖所示。④由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋I(xiàn)r，變形得到U＝－Ir＋E，可知U－I圖像縱軸截距等于電源電動勢，斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，所以電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻r＝eq\f(1.5－1,0.6)Ω≈0.83Ω。⑤電壓表測量路端電壓，其示數(shù)隨滑動變阻器的阻值增大而增大。而當(dāng)內(nèi)阻和外阻相等時(shí)，輸出功率最大，此時(shí)輸出電壓為電動勢的一半，即電源的輸出功率隨著U先變大后變小。外電路斷開時(shí)，路端電壓等于電源的電動勢，此時(shí)輸出功率為零，故A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯誤，C項(xiàng)正確。(19)(經(jīng)典題，14分)某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對E和r的影響。實(shí)驗(yàn)器材如圖(a)所示。圖(a)①測量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I，依據(jù)公式________，利用測量數(shù)據(jù)作出U－I圖像，得出E和r。②將電壓表視為理想電表，要求避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，請?jiān)趫D(a)中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。③實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的U－I圖像如圖(b)中甲、乙、丙、丁所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動勢________(選填“增大”“減小”或“不變”)，電源內(nèi)阻________(選填“增大”“減小”或“不變”)，曲線丙對應(yīng)的電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝______Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，該電源的輸出功率P＝______mW(均保留三位有效數(shù)字)。圖(b)答案：①U＝E－Ir(2分)②見解析(2分)③不變(2分)增大(2分)0.975(2分)475(472～478均正確)(2分)0.269(0.267～0.271均正確)(2分)解析：①根據(jù)閉合電路歐姆定律，U＝E－Ir。②將電壓表視為理想電表，要避免電流表分壓作用對測量結(jié)果的影響，則相對于電源來說，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示。③根據(jù)U＝E－Ir可知，在U－I圖像中，圖線的縱截距為電動勢，圖線斜率的絕對值為內(nèi)阻。由圖像可知，圖像的縱軸截距不變，所以電動勢不變，為0.975V；甲、乙、丙、丁圖像斜率的絕對值逐漸變大，所以電源內(nèi)阻逐漸變大。由此可知，隨電極間距的減小電源內(nèi)阻增大。丙對應(yīng)圖線斜率絕對值約為eq\f(0.975－0.60,0.79×10－3)＝475，則內(nèi)阻約為475Ω。當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，輸出功率P＝(eq\f(E,R＋r))2R≈0.269mW。(20)(經(jīng)典題，10分)為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻①在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表：A．量程為1V、內(nèi)阻大約為1kΩ的電壓表V1B．量程為2V、內(nèi)阻大約為2kΩ的電壓表V2C．量程為3V、內(nèi)阻為3kΩ的電壓表V3選擇電壓表________串聯(lián)________kΩ的電阻可以改裝成量程為9V的電壓表。②利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此表用符號V1或V2或V3與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖。③根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出電壓表示數(shù)為1.50V時(shí)，電阻箱的阻值為15.0Ω；電壓表示數(shù)為2.00V時(shí)，電阻箱的阻值為40.0Ω，則電源的電動勢E＝________V、內(nèi)阻r＝________Ω。答案：①C(2分)6(2分)②見解析(2分)③7.50(2分)10.0(2分)解析：①由于題中電壓表V3的電阻是準(zhǔn)確告知的，因此選電壓表V3進(jìn)行改裝。對電壓表及串聯(lián)的分壓電阻R運(yùn)用歐姆定律有R＝eq\f(U－U′,I)，I＝eq\f(U′,RV)，代入數(shù)據(jù)解得R＝6kΩ。②用伏阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示。③當(dāng)電壓表示數(shù)為1.50V時(shí)，由電壓表與串聯(lián)電阻的分壓規(guī)律可知路端電壓U＝4.5V，干路電流近似等于電阻箱所在支路電流，則I＝0.3A，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝4.5＋0.3r；同理分析可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.00V時(shí)，路端電壓U＝6V，干路電流I＝0.15A，E＝6＋0.15r，聯(lián)立兩式可解得E＝7.5V，r＝10.0Ω。(21)(2015安徽理綜，12分)某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室找到以下器材：一個滿偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω的表頭、一個開關(guān)、兩個電阻箱(0～999.9Ω)和若干導(dǎo)線。①由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表，則應(yīng)該將表頭與電阻箱________(選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)，并將該電阻箱阻值調(diào)為________Ω。②接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示，通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表。圖(a)123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20a.根據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖(b)中已描繪出四個點(diǎn)，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖(b)中，并畫出IR－I圖線；圖(b)b．根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是________V，內(nèi)阻r是________Ω。答案：①并聯(lián)(2分)5.0(2分)②a.見解析(2分)b．1.53(3分)2.0(3分)解析：①由電表的改裝原理可明確應(yīng)并聯(lián)一個小電阻分流來擴(kuò)大電流表量程。電流表量程擴(kuò)大為50mA，即擴(kuò)大eq\f(50,0.1)＝500倍，其分流應(yīng)為表頭電流的499倍，則有R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2500×100×10－6,499×100×10－6)Ω≈5.0Ω。②a.根據(jù)描點(diǎn)法作出5、6兩點(diǎn)，再將各點(diǎn)擬合為對應(yīng)的直線，注意去除誤差較大的點(diǎn)，得出對應(yīng)的圖像如圖所示。b．IR表示電阻箱R兩端的電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律有IR＝E－I(r＋RA)，則由圖像可知，電池電動勢為1.53V，內(nèi)阻為eq\f(1.53－1.18,0.05)Ω－5Ω＝2Ω。(22)(經(jīng)典題，11分)圖(a)是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，固定電阻R1和A1內(nèi)阻之和為10000Ω(比r和滑動變阻器的總電阻都大得多)，A2為理想電流表。圖(a)圖(b)①按電路原理圖在圖(b)虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間畫出連線。②在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端c移動至________(選填“a端”“中央”或“b端”)。③閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2。多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)如下表。I1(mA)0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2(mA)48040032023214068在圖(c)所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的I1－I2曲線。④利用所得曲線求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù))。⑤該電路中電源輸出的短路電流Im＝________A。圖(c)答案：①見解析(3分)②b端(1分)③見解析(2分)④1.49(1.48～1.50均正確)(2分)0．60(0.55～0.65均正確)(2分)⑤2.5(2.3～2.7均正確)(1分)解析：①根據(jù)原理圖連接實(shí)物圖，連線如圖所示。②為保護(hù)電路安全，開始時(shí)應(yīng)讓電流最小，然后再逐漸增大，故開始時(shí)滑動變阻器應(yīng)接到最大值，即滑片應(yīng)移至b端。③將各點(diǎn)依次描出，連線如圖所示。④A1與R1串聯(lián)，相當(dāng)于電壓表，則根據(jù)A1的示數(shù)可以求得路端電壓。根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝I1(R1＋RA1)＋I(xiàn)2r，變形得到I1＝－eq\f(r,R1＋RA1)I2+eq\f(E,R1＋RA1)，因此在I1－I2圖像中，縱軸截距為eq\f(E,R1＋RA1)，可得電動勢E＝0.149×10－3×10000V＝1.49V，圖線斜率絕對值為eq\f(r,R1＋RA1)，則eq\f(r,R1＋RA1)＝eq\f(0.149－0.119,500)，可得電源內(nèi)阻r＝0.60Ω。⑤當(dāng)外電阻為零時(shí)，電路中電流為短路電流，故短路電流為Im＝eq\f(1.49,0.60)A＝2.5A。5.實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新(23)(2015四川理綜，11分)用實(shí)驗(yàn)測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實(shí)驗(yàn)器材有：電流表A1(量程0～30mA)；電流表A2(量程0～100mA)；電壓表V(量程0～6V)；滑動變阻器R1(阻值0～5Ω)；滑動變阻器R2(阻值0～300Ω)；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干條。圖(a)圖(b)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下：A．設(shè)計(jì)如圖(a)所示的電路圖，正確連接電路。B．將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄。以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖(b)所示的圖線。C．?dāng)嚅_開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變。重復(fù)B的步驟，得到另一條U－I圖線，圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，0)，與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，U0)?；卮鹣铝袉栴}：①電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________；②由圖(b)的圖線，得電源內(nèi)阻r＝________Ω；③用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx＝________，代入數(shù)值可得Rx；④若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數(shù)變化范圍________，電壓表示數(shù)變化范圍________(選填“相同”或“不同”)。答案：①A2(2分)R2(2分)②25(3分)③eq\f(U0,I0)－r(2分)④相同(1分)不同(1分)解析：①由題意知，電池的電動勢約6V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐，為了保證實(shí)驗(yàn)的安全，電流表應(yīng)選擇A2。由題中電路圖可知，滑動變阻器起調(diào)節(jié)電流的作用，5Ω小于待測電阻阻值較多，故只能選擇R2。②由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋I(xiàn)r，變形得到U＝－Ir＋E，U－I圖像斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，r＝eq\f(5.5－4.0,0.08－0.02)Ω＝25Ω。③Rx改接在B、C之間，由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋I(xiàn)(Rx＋r)，變形得到U＝－I(Rx＋r)＋E，即電源的等效內(nèi)阻為Rx＋r，U－I圖像斜率的絕對值為Rx＋r＝eq\f(U0,I0)，Rx＝eq\f(U0,I0)－r。④由于在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)，閉合電路中電阻不變，故電流表的變化范圍相同；而由于電壓表測量的是路端電壓，由于等效內(nèi)電阻不同，故電壓表的變化范圍不同。(24)(2014福建理綜，12分)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖(a)所示。其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)G改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測電池組，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻。①已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流IG＝100μA、內(nèi)阻rG＝2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，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)圖(a)，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖(b)連接成完整電路；圖(a)圖(b)③某次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示：測量次數(shù)12345678電壓表V讀數(shù)U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改裝表A讀數(shù)I/mA20406080100120140160該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”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(a)電路中各元器件的實(shí)際阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A．電壓表內(nèi)阻的影響B(tài)．滑動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：①1.0(2分)②見解析(2分)③1.66(3分)充分利用已測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(2分)④CD(3分)解析：①根據(jù)電流表的改裝原理，有R1＝eq\f(IGrG,I－IG)＝eq\f(100×10－6×2×103,0.2－100×10－6)Ω≈1.0Ω。②根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意電表的接線柱以及滑動變阻器的接法，如圖所示。③借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，每兩組數(shù)據(jù)聯(lián)立求出E、r，而后取其平均值即可。逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)閉合電路歐姆定律U＝E－I(R0＋r)，可得R0＋r＝eq\f(ΔU,ΔI)，故r1＝eq\f(U1－U5,4ΔI)－R0，r2＝eq\f(U2－U6,4ΔI)－R0，r3＝eq\f(U3－U7,4ΔI)－R0，r4＝eq\f(U4－U8,4ΔI)－R0，則r＝eq\f(（U1＋U2＋U3＋U4）－（U5＋U6＋U7＋U8）,16ΔI)－R0，解得。④如果考慮電壓表的內(nèi)阻，則虛線部分相當(dāng)于電源，測得的電阻相當(dāng)于電源E的內(nèi)阻與R0串聯(lián)后再與電壓表內(nèi)阻并聯(lián)的阻值，即測得的電阻值偏小，故A項(xiàng)錯誤?；瑒幼冏杵髌鹫{(diào)節(jié)作用，其大小不會影響r的測量結(jié)果，故B項(xiàng)錯誤。電表改裝時(shí)，R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小，可導(dǎo)致通過表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內(nèi)阻測量值偏大，故C項(xiàng)正確。本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)r＝eq\f(ΔU,ΔI)－R0求解r，因R0實(shí)際值比標(biāo)稱值大，而所減去的數(shù)值(標(biāo)稱值)偏小，所以測量值偏大，故D項(xiàng)正確。(25)(經(jīng)典題，12分)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R0＝5Ω)一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖(a)所示。圖(a)圖(b)①在圖(b)所示的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接。②請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟；A．檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖所示，讀得電阻值是________；B．將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；C．將開關(guān)S2________，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S1。③使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是________(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。④由于電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實(shí)際值偏________(選填“大”或“小”)。答案：①見解析(2分)②20Ω(2分)閉合(2分)③0.69Ω(3分)④小(3分)解析：①根據(jù)原理圖，連接實(shí)物圖，如圖所示。②電阻箱的阻值為2×10Ω＝20Ω。本題中通過通斷開關(guān)改變外電阻測量電源電動勢和內(nèi)阻，因此是將開關(guān)S2閉合。③將電壓表視為理想電表，則當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)即為電源電動勢，則E＝1.49V。當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝U＋eq\f(U,R)(R0＋r)，代入已知數(shù)據(jù)解得干電池的內(nèi)阻為r≈0.69Ω。④電壓表不是理想電壓表，即電壓表內(nèi)阻不能視為無窮大，當(dāng)與R0、r串聯(lián)構(gòu)成閉合回路時(shí)，不能分得全部電壓，故電壓表示數(shù)小于電源電動勢。(26)(經(jīng)典題，8分)在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路。①閉合開關(guān)前，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________。(選填“最大值”“最小值”或“任意值”)②改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0＝10Ω的定值電阻兩端的電壓U。下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________(選填“1”或“2”)。方案編號電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的eq\f(1,U)－R圖像是一條直線。若直線的斜率為k，在eq\f(1,U)坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E＝________，內(nèi)阻r＝________(用k、b和R0表示)。答案：①最大值(2分)②2(2分)③eq\f(1,kR0)(2分)eq\f(b,k)－R0(2分)解析：①為保護(hù)電路儀器器材，開始時(shí)應(yīng)讓電流最小，然后再逐漸增大，故閉合開關(guān)前電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)到最大值。②對比兩方案可知，方案1中電阻箱阻值較大，而R0的阻值只有10Ω，電壓表測R0兩端電壓，因此電壓表示數(shù)較小，讀數(shù)誤差較大，此外在調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，電壓表示數(shù)變化不明顯，也造成較大誤差；而方案2中電阻箱的阻值與R0相差較小，可以測出示數(shù)變化明顯的多組數(shù)據(jù)，故方案2更合理。③對本電路，由閉合電路歐姆定律有E＝eq\f(U,R0)(R0＋R＋r)，可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,ER0)R＋eq\f(R0＋r,ER0)，在eq\f(1,U)－R圖像中有k＝eq\f(1,ER0)，b＝eq\f(R0＋r,ER0)，故E＝eq\f(1,kR0)，r＝eq\f(b,k)－R0。(27)(2014全國Ⅰ，9分)利用如圖(a)所示電路，可以測量電源的電動勢與內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源，電阻箱R(最大電阻999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表A(量程為200μA，內(nèi)阻RA為6.0Ω)，開關(guān)S。圖(a)實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；B．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；C．以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)－R圖線(用直線擬合)；D．求出直線的斜率和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：①分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)和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＝3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：(A)________A，(B)________A－1。圖(b)R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125(A)0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00(B)10.011.011.913.0③在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，由圖線求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距為b＝________A－1。圖(c)④根據(jù)圖線求得電動勢為E＝________V，內(nèi)阻為r＝________Ω。答案：①eq\f(1,I)＝eq\f(3,E)R＋eq\f(3,E)(5＋r)(2分)②0.110(1分)9.09(1分)③見解析(1分)1(1分)6(1分)④3.0(1分)1.0(1分)解析：①電流表和電阻R1并聯(lián)構(gòu)成大量程電流表，電流表讀數(shù)為I，根據(jù)RA＝6Ω，R1＝3Ω，可得干路電流為3I，大量程電流表電阻為eq\f(RAR1,RA＋R1)，電路總電阻為eq\f(RAR1,RA＋R1)＋R＋R0＋r，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝3I(eq\f(RAR1,RA＋R1)＋R＋R0＋r)，所以eq\f(1,I)＝eq\f(3,E)(eq\f(RAR1,RA＋R1)＋R＋R0＋r)＝eq\f(3,E)R＋eq\f(3,E)(5＋r)。②根據(jù)圖(b)可得電流表示數(shù)為110mA＝0.110A，所以eq\f(1,I)＝9.09A－1。③由表中數(shù)據(jù)及補(bǔ)充數(shù)據(jù)作出eq\f(1,I)－R圖線如圖所示。求得圖線斜率k＝eq\f(13－6,7)A－1Ω－1＝1A－1·Ω－1，截距b＝6A－1。④根據(jù)①中求得的關(guān)系式eq\f(1,I)＝eq\f(3,E)R＋eq\f(3,E)(5＋r)，可知k＝eq\f(3,E)＝1A－1Ω－1，b＝eq\f(3,E)(5＋r)＝6A－1，解得E＝3.0V，r＝1.0Ω。(28)(2017天津理綜，10分)某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖(a)所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1＝1.0kΩ，電阻R1＝9.0kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0＝3.0Ω的電阻。圖(a)①按圖(a)所示電路進(jìn)行連接后，發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的，將電鍵S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是________導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零，則一定是________導(dǎo)線斷開。圖(b)②排除故障后，該小組順利完成實(shí)驗(yàn)。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖像如圖(b)所示。由I1–I2圖像得到電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。答案：①aa′(2分)bb′(2分)②1.41(1.36～1.44均正確)(3分)0.5(0.4～0.6均正確)(3分)解析：①用電壓擋檢測電路故障，電壓表的表頭是電流計(jì)，原電路有斷路，回路中無電流。將電壓表接在ab′間后有示數(shù)，說明電路被接通，即ab′間有斷路故障。再測量aa′間電壓，電壓表讀數(shù)不為零，說明斷路故障的范圍被縮小到aa′間，則一定是aa′導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零，則說明電路仍未被接通，斷路故障的范圍被確定在bb′間。②根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I(xiàn)2)·(R0＋r)，I1?I2，上式可簡化為E＝I1(R1＋r1)＋I(xiàn)2(R0＋r)，進(jìn)一步變形得到I1＝－eq\f(R0＋r,R1＋r1)I2＋eq\f(E,R1＋r1)?？芍狪1－I2圖像的縱軸截距eq\f(E,R1＋r1)＝0.14mA，解得E＝1.4V。圖線斜率的絕對值eq\f(R0＋r,R1＋r1)＝eq\f(0.14－0.05,260－0)，解得R0＋r≈3.5Ω，r≈0.5Ω。(29)(經(jīng)典題，12分)使用多用電表測量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭串聯(lián)，兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)需要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢，給定的器材有：待測多用電表，量程為60mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至×1擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空：①儀器連線如圖(a)所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作，則表筆a為________(選填“紅”或“黑”)色；圖(a)②若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖(a)中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖(b)(c)(d)所示，則多用電表的讀數(shù)為________Ω，電流表讀數(shù)為________mA，電阻箱的讀數(shù)為________Ω；圖(b)圖(c)圖(d)③將圖(a)中多用電表的兩表筆短接，此時(shí)流過多用電表的電流為________mA(保留3位有效數(shù)字)；④計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V(保留3位有效數(shù)字)。答案：①黑(3分)②14.0(1分)53.0(1分)4．6(1分)③102(101～103均正確)(3分)④1.54(3分)解析：①本實(shí)驗(yàn)中，多用電表既是測量儀器(測兩表筆間連接的元件的電阻)，又是被測元件(內(nèi)部電池的電動勢)。由于表筆a與電流表正接線柱相連接，說明多用電表中的電流是由a表筆流出的，它接的是表內(nèi)電池的正極，應(yīng)是黑表筆。②多用電表用×1倍率測量，讀數(shù)為14.0Ω。電流表的量程是60mA，讀數(shù)為53.0mA。電阻箱的讀數(shù)為0×100＋0×10＋4×1＋6×0.1Ω＝4.6Ω。③、④由圖可知，當(dāng)選擇×1倍率測量時(shí)多用電表的中值電阻為R中＝15Ω，則可知×1倍率測量時(shí)多用電表的內(nèi)阻為r＝15Ω。在②中，多用電表外的總電阻為多用電表的讀數(shù)14Ω，干路電流為電流表讀數(shù)53mA，此時(shí)對電路運(yùn)用歐姆定律有E＝I(R＋r)＝0.053×(14＋15)V≈1.54V。滿偏電流Ig＝eq\f(E,r)＝eq\f(0.053×（14＋15）,15)mA≈102mA。普查講43Ⅳ電表的改裝練習(xí)使用多用電表6.電表的改裝a．對原型實(shí)驗(yàn)的考查(30)(經(jīng)典題，6分)圖(a)是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖，已知表頭的量程為Ig＝600μA、內(nèi)阻為Rg，是標(biāo)準(zhǔn)電流表，要求改裝后的電流表量程為I＝60mA。完成下列填空。①圖(a)中分流電阻RP的阻值為________(用Ig、Rg和I表示)。圖(a)圖(b)②在電表改裝完成后的某次校準(zhǔn)測量中，表的示數(shù)如圖(b)所示，由此讀出流過電流表的電流為________mA。此時(shí)流過分流電阻RP的電流為________mA(保留一位小數(shù))。答案：①eq\f(Rg,99)(2分)②49.5(2分)49.0(2分)解析：①由于Rg和RP并聯(lián)，由IgRg＝IRRP和I＝Ig＋I(xiàn)R，得RP＝eq\f(IgRg,IR)＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,99)。②由題圖(b)知流過改裝后電流表的電流I′＝49.5mA，設(shè)此時(shí)流過表頭的電流為I′g，流過RP的電流為I′R，因?yàn)榧釉诒眍^和RP上的電壓相等，故有I′gRg＝I′RRP，I′＝I′g＋I(xiàn)′R，聯(lián)立兩式得I′R＝eq\f(I′,\f(RP,Rg)＋1)＝49.0mA。b．實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn)(31)(2013海南單科，9分)某同學(xué)將量程為200μA、內(nèi)阻為500Ω的表頭改裝成量程為1mA和10mA的雙量程電流表，設(shè)計(jì)電路如圖(a)所示。定值電阻R1＝500Ω，R2和R3的值待定，S為單刀雙擲開關(guān)，A、B為接線柱?；卮鹣铝袉栴}：圖(a)圖(b)①按圖(a)在圖(b)中將實(shí)物連線。②表筆a的顏色為________色(選填“紅”或“黑”)。③將開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，量程為________mA。④定值電阻的阻值R2＝________Ω，R3＝________Ω(結(jié)果取3位有效數(shù)字)。⑤利用改裝的電流表進(jìn)行某次測量時(shí)，S置于“2”擋，表頭指示如圖(c)所示，則所測量電流的值為________mA(結(jié)果取3位有效數(shù)字)。圖(c)答案：①見解析(2分)②黑(1分)③10(1分)④225(2分)25.0(2分)⑤0.780(1分)解析：①根據(jù)電路圖，實(shí)物連線圖如圖所示。②因電流應(yīng)從黑表筆流出，故表筆a為黑表筆。③將開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，表頭跟R1、R2串聯(lián)后再跟R3并聯(lián)，將開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，表頭跟R1串聯(lián)后再跟R2、R3并聯(lián)，故前者的量程較大，故開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，量程為I1＝10mA。④由③問的分析，結(jié)合歐姆定律可知開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，有Ig(Rg＋R1＋R2)＝(I1－Ig)R3，開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，有Ig(Rg＋R1)＝(I2－Ig)(R2＋R3)，代入已知數(shù)據(jù)可得R2＝225Ω，