2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)講義：六 實驗技能與創(chuàng)新第2講 電學(xué)實驗

第2講電學(xué)實驗

⑥熱考實驗

實驗一伏安法測電阻

例1（2020?陜西西安一模）某物理興趣小組欲將電流表G（量程為300NA,內(nèi)

阻約為100Q）改裝成直流電壓表（量程為6V）。小組同學(xué)先按圖甲所示電路測量

電流表的內(nèi)阻，提供的實驗器材有：

A.電源（電動勢為2V,內(nèi)阻不計）；

B.電源（電動勢為10V,內(nèi)阻不計）；

C.電阻箱（最大阻值為999.9Q）；

D.滑動變阻器（0?10kQ）；

E.滑動變阻器（0?50kQ）；

F.開關(guān)Si、S2,導(dǎo)線若干。

（1）按圖甲所示電路將圖乙中實物間的連線補(bǔ)充完整，要求閉合開關(guān)的瞬間，

電流表不會被燒壞。

（2）為了盡可能減小實驗誤差，電源應(yīng)選用（選填"A”或"B”），滑

動變阻器應(yīng)選用（選填"D”或"E”）。

（3）在實物連線正確的情況下，主要實驗步驟如下：

①閉合Si,調(diào)節(jié)滑動變阻器用的滑片，使電流表的指針滿偏。

②在保持滑動變阻器品的滑片位置不變的情況下，閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱后,

當(dāng)其阻值為204.0Q時電流表G的示數(shù)如圖丙所示，則電流表G的示數(shù)為

NA,電流表的內(nèi)阻為Q。

③給電流表G(選填“串”或“并”)聯(lián)一個阻值為Q的電

阻，即可將該電流表G改裝成量程為6V的電壓表。

［解析］(1)根據(jù)原理圖畫出實物連線圖，如圖所示：

(2)本實驗采用的是恒流法測電阻，為保證總電流幾乎不變，電源選擇電動

勢較大的電源B;滑動變阻器選擇阻值大的E;

(3)電流表G量程為300pA,精確度為10RA,故讀數(shù)為200卜用；流過電流

表的電流為/G=200RA,總電流認(rèn)為不變，則流過電阻箱的電流為/2=300RA

-200gA=100gA,電流表和電阻箱并聯(lián)，兩端電壓相等，則有上心=/2&,代

入數(shù)值可得：8=102.0Q;把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)一合適的電阻；設(shè)

串聯(lián)電阻阻值為電流表的滿偏電流為人，則有/g(「G+R)=U,代入數(shù)值可得

/?邛一e=云刖。Q-102.0Q=19898Qo

/g3UUX1U

［答案］(1)見解析圖(2)BE⑶②200102.0③串19898

【拓展訓(xùn)練1】某同學(xué)先后用多用電表和伏安法測量一個未知電阻R的阻

值。

(1)該同學(xué)選用倍率為“X100”的電阻擋時，指針位置如圖甲所示；他應(yīng)選

用倍率為(選填“義1”或“X10”)的電阻擋再次測量，當(dāng)其選擇合適

的倍率后，指針位置如圖乙所示，則所測電阻的阻值為Q；

甲

(2)為更精確測量其阻值，該同學(xué)采用了伏安法。實驗室備有下列實驗器材:

a.電壓表Vi(量程3V,內(nèi)阻約為15kQ)；

b.電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約為75kQ）；

c.電流表Ai（量程250mA,內(nèi)阻約為0.2表）;

d.電流表A2（量程50mA,內(nèi)阻約為IC）；

e.滑動變阻器H（最大阻值150Q）；

f.電池組E（電動勢為3V,內(nèi)阻不計）；

g.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

為減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選用（填器材

前面的序號），實驗電路應(yīng)選________（選填“圖丙”或“圖丁”）o若該同學(xué)選擇

器材、連接電路等操作均正確，則電阻的測量值________（選填“大于”“小于”

解析：⑴選用倍率為“X100”的電阻擋測量時，指針的位置如題圖甲所示，

指針偏角太大，說明所選擋位太大，要較準(zhǔn)確地測量該電阻的阻值，應(yīng)選擇

“xio”的電阻擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測電阻；按正常順序操作后，指針的

位置如題圖乙所示，則該電阻的阻值為7X100=70Q。

（2）電源電動勢是3V,電壓表應(yīng)選a

通過待測電阻的最大電流約為

3

A、0.0429A=42.9mA

電流表選d

Rx_70Rv15X1()3

由于七214

RA=T(元~70

說明待測電阻較小，則電流表用外接法，即實驗電路應(yīng)選圖丁。

電流表外接法中，電壓表測量的是電阻兩端的真實電壓，由于電壓表的分流

作用使電流表的示數(shù)大于流過待測電阻的電流，據(jù)此可知，電阻的測量值小于其

真實值，主要原因為電壓表的分流作用。

答案：（1）*1070（2）ad圖丁小于電壓表分流

⑥熱考實驗

實驗二描繪小電珠的伏安特性曲線

例21(2020?大聯(lián)盟5調(diào))某學(xué)習(xí)小組在探究一小燈泡的伏安特性曲線實驗中，

所用器材有：小燈泡L、量程恰當(dāng)?shù)碾娏鞅鞟和電壓表V、直流電源E、滑動變

阻器R、開關(guān)S等，要求小燈泡兩端電壓從0開始變化。

(1)請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。

(2)按照正確的實驗步驟，該學(xué)習(xí)小組測得多組實驗數(shù)據(jù)并作出了U-/圖象

如圖所示。

(3)現(xiàn)有電動勢E=4.4V、內(nèi)阻r=5C的電源

①如果用電源直接與小燈泡連接，則小燈泡的功率為W；②將

只相同的小燈泡并聯(lián)后，再與該電源連接，可使小燈泡的總功率最大，

其總功率的值約為Wo(保留2位小數(shù))

［解析］(1)實驗電路圖如圖所示

(3)①由電源的路端電壓U=E—Ir,在U—/圖象作出直線與小燈泡的伏安特

性曲線的交點，可得小燈泡的功率為P=U/=0.82W。

②小燈泡的總功率最大，即電源輸出功率最大，即電源內(nèi)外電壓相等時，U

=2.2V,7=0.44A,由小燈泡的伏安特性曲線得/L=0.22A,所以將2只相同的

小燈泡并聯(lián)后，再與該電源連接，可使小燈泡的總功率最大，其總功率的值約為

0.97Wo

［答案］⑴見解析圖（3）①0.82（0.78?0.86）②20.97

【拓展訓(xùn)練2］（2020?廣東深圳模擬）為探究小燈泡的電功率P和電壓U的

關(guān)系，某同學(xué)測量小燈泡的電壓U和電流/,利用P=U/得到電功率。實驗可選

用的器材有：

電池（電動勢為12V,內(nèi)阻不計）；小燈泡（3.0V,1.8W）；

電壓表（量程為0?3V,內(nèi)阻約3kQ）；電流表（量程為0?0.6A,內(nèi)阻約0.15

Q）；滑動變阻器（最大阻值為10Q）；定值電阻（10Q、20c和50Q）；開關(guān)、導(dǎo)

線若干。

（1）準(zhǔn)備使用的實物電路如圖甲所示。請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實

物電路連接完整。

（2）在10Q、20Q和50Q的定值電阻中，電阻R應(yīng)選Q的定值電

阻。

（3）處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點在坐標(biāo)紙上，如圖乙所示。請在坐標(biāo)紙上畫出

P-U2圖線，并說明各點不在一條直線上的原因：o

解析：（1）小燈泡電阻較小，則采用電流表外接，滑動變阻器用分壓電路，

電路連接如圖甲所示。

U3

通過滑動變阻器的電流為/變==77^A=0.3A

所以通過電源的電流為r=/+/變=0.6A+0.3A=0.9A

根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有￡=U+r&+Ro）

12—3

解得R（）+〃=ZkQ=10Q,所以保護(hù)電阻Ri應(yīng)選10Q的定值電阻。

⑶在坐標(biāo)紙上畫出尸一。2圖線如圖乙所示。

各點不在一條直線上的原因：隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈絲溫度逐漸升

高，這會導(dǎo)致燈泡電阻增大，故圖線應(yīng)為曲線。

答案：（1）見解析圖甲（2）10（3）見解析圖乙隨著小燈泡兩端電壓的增大,

燈絲溫度逐漸升高，這會導(dǎo)致燈泡電阻增大，故圖線應(yīng)為曲線

6熱考實驗

實驗三測定金屬的電阻率

例31（2020?山東等級考模擬）某同學(xué)為了測量一根鉛筆芯的電阻率，設(shè)計了

如圖甲所示的電路測量該鉛筆芯的電阻值。所用器材有電流表AHA2,電阻箱

凡、滑動變阻器&、待測鉛筆芯R、電源E、開關(guān)S及導(dǎo)線等。操作步驟如下:

調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱的阻值達(dá)到最大；閉合開關(guān)，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器和電

阻箱的阻值：記錄兩個電流表Ai、A2的示數(shù)分別為力、/2,

請回答以下問題：

待測筆芯R*

（1）若電流的內(nèi)阻可忽略。則電流表示數(shù)/2=h

時，電阻箱的阻值等于待測筆芯的電阻值。

⑵用螺旋測微器測量該筆芯的直徑，螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示，該筆

芯的直徑為mm。

(3)已測得該筆芯的長度L=20.00cm,電阻箱Ri的讀數(shù)為5.00C,根據(jù)上面

測量的數(shù)據(jù)可計算出筆芯的電阻率/=Q-mo(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(4)若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，仍利用(1)中方法，則筆芯電阻的測量值

真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)。

［解析］(1)若電阻箱的阻值等于待測筆芯的電阻值，則兩條支路的電流相

等，所以：/2=1/lo

(2)主尺上的刻度為1mm,副尺上的刻度為50格，所以讀數(shù)為：

d=1mm+0.01mmX0=1.000mm0

(3)該筆芯的橫截面積：5=閭2=g

R=Ri

代入電阻定律火=/4得：2=隼=嚕1

-5

代入數(shù)據(jù)得：p=1.96X10Q?mo

(4)若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，則筆芯電阻的測量值為Ri,真實值為R\

+RA2,則筆芯電阻的測量值小于真實值。

［答案］(1)1(2)1.000(3)1.96X10-5⑷小于

【拓展訓(xùn)練3】(2020?蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)合金材料的電阻率都比較大，某

同學(xué)按如下步驟測量一合金絲的電阻率。實驗操作如下：

(1)用螺旋測微器在金屬絲上三個不同位置測量金屬絲的直徑，結(jié)果都如圖

甲所示，則該金屬絲的直徑為mm。

(2)按圖乙連接測量電路，將滑動變阻器置于最大值，閉合開關(guān)，移動滑動

變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，而電流表示數(shù)總為零，已知電流表、電壓表以及待

測金屬絲都是完好的，則電路故障為導(dǎo)線斷路(用圖中導(dǎo)線編號表示)。

y

(3)排除電路故障后，改變滑動頭在金屬絲上的位置，測出金屬絲長度/和接

丙

(4)根據(jù)圖象及金屬絲的直徑，計算該合金絲電阻率p=Q?m(保留

2位有效數(shù)字)。

(5)采用上述測量電路和數(shù)據(jù)處理方法，電表內(nèi)阻對合金絲電阻率測量的影

響為(選填“使結(jié)果偏大”“使結(jié)果偏小”或“對結(jié)果無影響”)。

解析：(1)金屬絲的直徑為0+38.0X0.01mm=0.380mm0

(2)只有a或c發(fā)生斷路時，電壓表相當(dāng)于測電源電壓，此時才會電壓表讀

數(shù)有讀數(shù)，而電流表讀數(shù)總為零。

(3)在方格紙上作出幾一/圖象如下。

o1020304050

⑷根據(jù)電路圖可知R.和/的關(guān)系為：Rx=p卜RA,所以RK—/圖象的斜

34—104/)

6

率為%=(4()_10)X102=兀解'代入數(shù)據(jù)得：2"9.1X10Q?mo

(5)因為多次測量金屬絲長度/和接入電路的電阻，通過畫圖求斜率求出牛的

大小，所以電表內(nèi)阻對合金絲電阻率測量結(jié)果無影響。

答案：(1)0.380(0.379?0.381均可)(2)a或c

(3)見解析圖(4)9.1Xl(r6(8.8Xi(r6?92X1()-6均可)(5)對結(jié)果無影響

⑥熱考實驗

實驗四測定電源的電動勢和內(nèi)阻

例4(2020?陜西渭南模擬)某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，他設(shè)

計了如圖甲所示的電路，其中乃是阻值為10C的均勻直電阻絲，長100cm,

該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

①將電阻絲固定在木板上，。、〃兩端連在接線柱上；

②將刻度尺平行原固定在木板上，刻度尺的0、100.00cm刻度線分別與a、

匕對齊；

③在電阻絲上夾上一個帶有接線柱P的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，

可改變其與電阻絲接觸點的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度；

④連接電路，金屬夾在電阻絲上某位置時，閉合開關(guān)，將電流表的示數(shù)/及

對應(yīng)的金屬夾所夾的位置刻度x記錄在表格中；

⑤重復(fù)步驟④，記錄每一次電流表的示數(shù)和對應(yīng)的金屬夾所夾位置刻度，如

表所示；

⑥建立:一％坐標(biāo)系，將表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點如圖乙所示。請回答下

列問題:

x(cm)10.0020.0040.0060.0080.00

/(A)0.480.340.220.160.13

7(A_|)2.082.944.556.257.92

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

(1)干電池的電動勢為V,內(nèi)阻為C；

(2)實驗中，用了4條長各為30cm的銅導(dǎo)線連接儀器，為進(jìn)一步探究導(dǎo)線

電阻對電池內(nèi)阻測量結(jié)果的影響，該同學(xué)用螺旋測微器測量了導(dǎo)線直徑％示數(shù)

如圖丙所示，d=mm；查詢資料可知銅的電阻率為1.7X108Q-m,

通過近似計算，求出導(dǎo)線的總電阻，并說明可以不考慮導(dǎo)線電阻的理由

Y

［解析］(1)根據(jù)實驗原理有E=/(R+r)=/(ioo.ox10+r)

11r

變形得7=IO.OEX+E

將:一X圖象中的點連成直線如圖

9

8

7

6

5

4

3

2

20406080x/cm

iQ—19

則有圖象斜率上=隔=』_

得8V

由于誤差則1.10?1.50V均正確

截距為。=石=1.2

得個1.41C

由于誤差1.30?1.60。均正確。

(2)螺旋測微器固定刻度為0.5mm,可動刻度為0.01X13.0mm=0.130mm,

4/4/16/-

所以最終讀數(shù)為0.630mm,由電阻定律得R=2s=0〃八2=2兀心=L7X108X

-------------------------2Q'0.07Q

3.14X(0.63X10-3)

由于導(dǎo)線電阻約為0.07Q,遠(yuǎn)小于電源內(nèi)阻，則實驗時可以不考慮導(dǎo)線電阻。

［答案］⑴1.18(1.10?1.50均正確)1.41(1.30?1.60均正確)(2)0.630導(dǎo)

線電阻約為0.07Q,遠(yuǎn)小于電源內(nèi)阻

【拓展訓(xùn)練4】在測量干電池的電動勢￡和內(nèi)阻r的實驗中，小明設(shè)計了

如圖甲所示的實驗電路，S2為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R)=3Q。合上開關(guān)Si,

S2接圖甲中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的

電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電

壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)。和

對應(yīng)的電流表示數(shù)/的圖象，如圖乙所示，兩直線與縱軸的截距分別為3.00V、

2.99V,與橫軸的截星巨分別為0.75A、0.80Ao

(1)S2接1位置時，作出的U—/圖線是圖乙中的(選填"A”或"8”)線；

測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是；

(2)由圖乙可知，干電池電動勢和內(nèi)阻的真實值分別為七其=V,/?我

=Q；

(3)根據(jù)圖線求出電流表內(nèi)阻為Qo

解析：(1)當(dāng)S2接1位置時，可把電壓表與電源看做一個等效電源，根據(jù)閉

合電路歐姆定律：后=。時可知，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值，所以作出

的U—/圖線應(yīng)是8線；測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電

壓表分流造成。

(2)當(dāng)S2接2位置時，可把電流表與電源看做一個等效電源，根據(jù)閉合電路

歐姆定律E=U財可知電動勢測量值等于真實值，U—/圖線應(yīng)是A線，即后其=

UA=3.00V,由圖示圖象可知，E*=UA,由于S2接1位置時，。一/圖線的B

線對應(yīng)的短路電流為"=/B,所以r“=整一向=華一7?0=需Q-3Q=0.75Qo

/短IBU.oU

(3)開關(guān)S2接2位置時，U-1圖象如題圖乙中A線所示，此時：/￡+私=華,

1A

電流表內(nèi)阻：尺\=華一「久=喋0.750=0.25。

/AU./D

答案：(1)B電壓表的分流(2)3.000.75(3)0.25

6熱考實驗

實驗五練習(xí)使用多用電表

例5(2020?廈門一模)某實驗小組用下列器材設(shè)計歐姆表電路，使歐姆表具

有“X1”“X10”兩種倍率?，F(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G(表頭)，滿偏

電流為100RK,內(nèi)阻未知，可供選擇的器材有：

滑動變阻器尺，最大阻值50kQ；

電阻箱阻最大阻值9999Q；

電源用，電動勢1.5V；

電源及，電動勢3V；

電源及，電動勢4.5V；(所有電源內(nèi)阻不計)

單刀單擲開關(guān)Si和S2；單刀雙擲開關(guān)S3；電阻絲及導(dǎo)線若干。

(1)實驗小組的同學(xué)先采用圖1所示電路測量了表頭的內(nèi)阻，操作步驟如下:

閉合開關(guān)S2,調(diào)滑動變阻器R使電流表指針指向滿偏；保持滑動變阻器阻值不

變，閉合開關(guān)Si,調(diào)電阻箱R,使電流表指針指向滿偏電流的一半；讀出電阻箱

的阻值R,記為電流表的內(nèi)阻。為提高測量精確度，選用的電源為,采

用此種辦法測得的表頭內(nèi)阻，其測量值________真實值(選填或

“一”\

/0

(2)選擇合適器材，按圖2連接好的歐姆表電路,就改裝成了具有兩種倍率(如

“XI”“X10”)的歐姆表。當(dāng)開關(guān)S3撥到。時，歐姆表的倍率是(選

填“義1”或“義10”)，(選填“左”或“右”)側(cè)為紅表筆。

［解析］(1)在測量表頭電阻時，為了減小閉合Si時對電路總電阻的影響，

滑動變阻器阻值越大越好，電源電動勢越大越好。在閉合Si時電路中電阻變小

了，總電流/i變大，r=-r^R

s12

代人計算時認(rèn)為力不變，所以測量值偏小。

(2)對于改裝后的電流表，接a時量程大于接b時量程，根據(jù)歐姆表的工作

E

原理，R內(nèi)=7

可判斷接b是為大倍率，所以倍率為X10；根據(jù)電流對于電表的“紅進(jìn)黑

出”原理可知左側(cè)為紅表筆。

［答案］⑴田＜(2)X10左

【拓展訓(xùn)練5】(2020?汕頭一模)某研究小組要精確測量一個只有刻度、沒

有刻度值的電流表的內(nèi)阻：

(1)首先用歐姆表測量電流表的內(nèi)阻，測量時紅色表筆應(yīng)該接電流表的

(選填“正接線柱”或“負(fù)接線柱”)；用“X10”擋測量時指針指示如

圖甲所示，則應(yīng)該換擋再次測量；

(2)研究小組又設(shè)計了更精確的測量方案，所用電路如圖乙所示。將開關(guān)S

閉合，調(diào)節(jié)R、及使電流表、電壓表指針都在合適位置，然后在保持

不變的前提下，多次改變品、&,記錄Ri和電流表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)N,再根據(jù)記錄

數(shù)據(jù)作出用一￡圖象，若作出的圖象如圖丙所示，則電流表的內(nèi)阻等于o

解析：(1)根據(jù)歐姆表中電流為紅進(jìn)黑出，則用歐姆表測量電流表的內(nèi)阻時，

紅色表筆應(yīng)該接電流表的負(fù)接線柱；由題圖甲可知，用“X10”擋測量時指針偏

角過大，說明電阻較小，為了較準(zhǔn)確測量，應(yīng)選用“XI”擋。

(2)由實驗原理可知，將開關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)R、R2使電流表、電壓表指針都

在合適位置，然后保持電壓表示數(shù)不變；由歐姆定律有U=/(HA+HI),設(shè)電流表

每一格電流為/o,則有U=MO(RA+RI),整理得RI=￡，HA,由圖線可知，

電流表內(nèi)阻RA=bo

答案：(1)負(fù)接線柱XI(2)電壓表示數(shù)h

6熱考實驗

實驗六傳感器的簡單使用

例6(2020?陜西咸陽模擬)某實驗小組要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系

統(tǒng)，實驗原理如圖所示，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60°C時，系統(tǒng)報警。

該熱敏電阻的阻值R,與溫度/的關(guān)系如下表所示。

E3Z

t/℃30.040.050.060.070.080.0

Rt/Q.220.0165.0130.0100.080.070.0

可供選用的器材有：

A.電源臼(3V,內(nèi)阻不計)

B.電源及(9V,內(nèi)阻不計)

C.滑動變阻器用(0?。0C)

D.滑動變阻器&(0?1000Q)

E.熱敏電阻自

F.報警器(電阻不計，流過的電流超過40mA就會報警，超過80mA將損

壞)

G.開關(guān)S

H.導(dǎo)線若干

(1)電路中電源應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用;(填器材前的

代號)

(2)實驗中發(fā)現(xiàn)電路不工作，某同學(xué)為排查電路故障，用多用電表測量各接

點間的電壓，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋至________(選填“直流2.5V”“直流10V”或

“交流2.5V”)擋，合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查，現(xiàn)測量a、b

和。、c兩點間的電壓，則接在。點的應(yīng)是(選填“紅”或“黑”)表筆，

若接入8時示數(shù)為零，接入a、c時指針偏轉(zhuǎn)，若電路中只有一處故障，則電

路故障為;

(3)排除故障后，將熱敏電阻置于溫控室中，調(diào)整溫控室的溫度為60C,將

開關(guān)S閉合，調(diào)整滑動變阻器，當(dāng)報警器剛開始報警時，滑動變阻器接入電路的

阻值為Q，若要求降低報警溫度，則滑動觸頭應(yīng)該向移動(選

填“左”或“右”)。

［解析］(1)當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60°C時，系統(tǒng)報警，此時熱敏電

阻的阻值R,為100.0Q流過報警器的電流超過40mA,所以電源電壓￡>/吊=4V,

因此電源選用Bo

電源電壓為9V,而報警時的電流為40mA=40X10-3A

U9

此時電路中的總電阻為7?=y=40X10-3Q=225Q

而熱敏電阻的阻值約為100C,所以此時滑動變阻器接入的電阻應(yīng)為125C,

滑動變阻器的最大阻值應(yīng)超過125C,故滑動變阻器選D;

(2)因電源選用電源B(9V,內(nèi)阻不計)，所以應(yīng)將選擇開關(guān)旋至“直流10V”

擋；測量。、匕和a、c兩點間的電壓，則接在a點的應(yīng)是“紅”表筆；若接入a、

8時示數(shù)為零，接入a、c時指針偏轉(zhuǎn)，電路中只有一處故障，則電路故障為歷

間斷路；

(3)將熱敏電阻置于溫控室中，調(diào)整溫控室的溫度為60℃,熱敏電阻的阻值

約為100Q,將開關(guān)S閉合，調(diào)整滑動變阻器，當(dāng)報警器剛開始報警時，報警時

的電流為40mA=40X10-3A

n9

此時電路中的總電阻為R=7=：C3C=225Q

l4UAlu

而熱敏電阻的阻值約為100Q,所以此時滑動變阻器接入的電阻應(yīng)為125Qo

若要求降低報警溫度，熱敏電阻的阻值變大，則滑動變阻器接入電路的阻值

變小，所以滑動觸頭應(yīng)該向“左”移動。

［答案］(1)BD(2)直流10V紅歷間斷路

(3)125左

【拓展訓(xùn)練6］某特種玻璃廠生產(chǎn)的調(diào)光玻璃是一款將液晶膜復(fù)合進(jìn)兩層

玻璃中間，經(jīng)高溫高壓膠合后一體成型的夾層結(jié)構(gòu)的新型特種光電玻璃產(chǎn)品。使

用者改變其電壓可控制玻璃的透明度。為了使玻璃的透明度隨光照強(qiáng)度變化而變

化，可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照

度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為Lx)。某光敏電阻在不同照

度下的阻值如圖甲所示：

(1)由圖象可以看出，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而；(選填

“增大”或“減小”)

(2)為了使照度上升時，調(diào)光玻璃(可視為阻值極大的電阻)兩端所加電壓變

大，請同學(xué)根據(jù)圖乙中提供的器材，設(shè)計并補(bǔ)全下面電路。為了便于調(diào)節(jié)，滑動

變阻器采用分壓式接法；

T玻璃卜

（3）若光敏電阻與定值電阻串聯(lián)總電壓為3V,照度上升至1.0Lx,要求玻璃

兩端電壓上升至2V,則定值電阻阻值應(yīng)為kQo

解析：（1）由圖象可以看出，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小：

（2）當(dāng)照度上升時，光敏電阻的阻值變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆

定律可知電路中的電流變大，定值電阻兩端的電壓變大；根據(jù)串聯(lián)分壓可知光敏

電阻兩端的電壓變小，而要使調(diào)光玻璃（可視為阻值極大的電阻）兩端所加電壓變

大，則調(diào)光玻稿應(yīng)與定值電阻并聯(lián)；題中要求滑動變阻器采用分壓式接法，所以

電路圖如圖所示；

（3）由圖象可以看出，照度上升至1.0Lx時，光敏電阻的阻值為2.0kQ,根

據(jù)串聯(lián)分壓可知光敏電阻兩端的電壓為IV,所以定值電阻阻值應(yīng)為4.0k。。

答案：（1）減小（2）見解析圖（3）4.0

C專題強(qiáng)化■知能11升

（建議用時：60分鐘）

1.（2020?山東九校聯(lián)考）新式游標(biāo)卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數(shù)

顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)，通常游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20

分度和50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是19mm等

分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，一個新式游標(biāo)卡尺如圖

所示。

1cm2345

I山|||『||/[|小甲卜]小甲卜代|卅卜川

05101520

（1）該游標(biāo)卡尺的精確度是mm；

（2）用該游標(biāo)卡尺測得一物體的厚度為1.24cm,根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理，

可推知這時游標(biāo)尺上的第條刻度線與主尺上的mm刻度線對

齊。

解析：⑴游標(biāo)尺共20格，總長為39mm,精確度2mm-1.95mm=0.05mm。

（2）讀數(shù)是1.24cm,則主尺應(yīng)該為1.2cm,則1.24cm=1.2（主尺）cm+

nX0.005cm

解得〃=8,對齊的主尺刻度1.2cm+8X2mm=28mm。

答案：（1）0.05（2）828

2.（2020?湖南永州一模）某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋測量未知電阻阻值以

及判斷二極管的正負(fù)極。

（1）他選擇“X100”倍率的歐姆擋按照正確的步驟測量未知電阻時，發(fā)現(xiàn)表

針偏轉(zhuǎn)角度很大，如圖甲中虛線①的位置所示。為了能獲得更準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，

他應(yīng)該將倍率調(diào)整到的擋位（選填“X10”或“Xlk”）；并把兩支表筆

直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使表針指向C。調(diào)整好此擋位的歐

姆表后再正確測量上述未知電阻，表針指在如圖甲中虛線②的位置，則未知電阻

的測量值為C。

（2）若用已調(diào)好的多用電表歐姆擋“義10”擋來探測一只二極管的正、負(fù)極

（如圖乙所示）。當(dāng)兩表筆分別接二極管的正、負(fù)極時，發(fā)現(xiàn)表針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

（即指示電阻接近無限大）；再將兩表筆與二極管兩極的連接情況對調(diào)，發(fā)現(xiàn)表針

指在如圖甲中的虛線①的位置，此時紅表筆接觸的是二極管的極（選填

“正”或“負(fù)”）。

正極負(fù)極

PN

乙

解析：(1)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明待測量阻值較小，所以更換較小的“X

10”擋位；

歐姆調(diào)零的目的是需要將指針調(diào)至歐姆表盤的0刻度位置，即使指針指向0;

歐姆擋讀數(shù)需要用刻度值乘以倍率：15X10Q=150Q：

(2)紅表筆與歐姆擋內(nèi)部的電源負(fù)極相連，根據(jù)題意可知二極管的電阻較小，

此時電流從二極管的正極流入，負(fù)極流出，所以紅表筆接觸的是二極管的負(fù)極。

答案：(1)X100150⑵負(fù)

3.(2020?中山一模)在學(xué)校社團(tuán)活動中，某實驗小組先將一只量程為300RK

的微安表頭G改裝為量程為0.3A的電流表,然后用改裝的電流表測量未知電阻

的阻值?？晒┻x擇的實驗器材有：

微安表頭G(量程300pA,內(nèi)阻約為幾百歐姆)

滑動變阻器R(0?10kQ)

滑動變阻器&(0?50kQ)

電阻箱R(0?9999Q)

電源四(電動勢約為1.5V)

電源員(電動勢約為9V)

開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)實驗小組先用如圖(a)所示電路測量表頭G的內(nèi)阻R,實驗方法是：

A.按圖(a)連接好電路，將滑動變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端

B.斷開S2,閉合Si,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置，使G滿偏

C.閉合S2,并保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使表

頭G的示數(shù)為200卜iA,記錄此時電阻箱的阻值Ro

E

(a)(b)

①實驗中電源應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用(選填儀器字母

代號)；

②測得表頭G的內(nèi)阻Rg=,表頭內(nèi)阻的測量值較其真實值

(選填“偏大”或“偏小”)。

(2)實驗測得G的內(nèi)阻Rg=500Q,要將表頭G改裝成量程為0.3A的電流表,

應(yīng)選用阻值為C的電阻與表頭G并聯(lián)。

(3)實驗小組利用改裝后的電流表A,用圖(b)所示的電路測量未知電阻R的

阻值。測量時電壓表V的示數(shù)為1.20V,表頭G的指針指在原電流刻度的250c

處，則&=Qo

解析：(1)①閉合開關(guān)S2時認(rèn)為電路電流不變，實際上閉合開關(guān)S2時電路總

電阻變小，電路電流增大，電源電動勢越大、滑動變阻器阻值越大，閉合開關(guān)

S2時微安表兩端電壓變化越小，實驗誤差越小，為減小實驗誤差，電源應(yīng)選擇

及，滑動變阻器應(yīng)選擇心。

2

②閉合開關(guān)S2時認(rèn)為電路電流不變，流過微安表電流為滿偏電流的則流

過電阻箱的電流為滿偏電流的小微安表與電阻箱并聯(lián)，流過并聯(lián)電路的電流與

阻值成反比，則：Rg=；R)

閉合開關(guān)S2時整個電路電阻變小，電路電流變大，大于300pA,當(dāng)表頭G

示數(shù)為200NA時，流過電阻箱的電流大于100RA,電阻箱阻值小于表頭G電阻

的一半，實驗認(rèn)為電流表內(nèi)阻等于電阻箱阻值的一半，因此表頭G內(nèi)阻測量值

偏小。

(2)把微安表改裝成0.3A的電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值為：R

/述g300X10-6x500?

=/_7=0.3—300X10-6Q'05Q。

(3)改裝后電流表內(nèi)阻為：3XX5Q=0.5Q;微安表量

/?A=-^=°°[g3°°

程為300^A,改裝后電流表量程為0.3A,量程擴(kuò)大了1000倍，微安表示數(shù)為

250內(nèi)\時，流過電流表的電流為：250X10-6x100。A=0.25A

由題圖(b)所示電路圖可知，待測電阻阻值為：&=子一^A=斌Q-0.5Q

答案：⑴①及R2②1R)偏小(2)0.5(3)4.3

4.（2020?吉林市第三次調(diào)研）測量電阻絲的電阻率p的實驗電路如圖甲所示,

電阻絲的電阻約為20Q。先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線

柱。和方上，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金

屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度。

除電池組風(fēng)電動勢為3.0V,內(nèi)阻約1Q）、電阻箱R（0?999.9Q）、開關(guān)、導(dǎo)線若

干，可供選擇的器材還有：

電流表Ai（量程。?100mA,內(nèi)阻約5Q）

電流表A2（量程0—0.6A,內(nèi)阻約0.2Q）

甲

⑴實驗操作步驟如下:

A.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑

B.根據(jù)所提供的實驗器材，設(shè)計并連接好如圖甲所示的實驗電路

C.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關(guān)

D.將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電

流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L

E.斷開開關(guān)，改變的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電

流表再次滿偏。重復(fù)多次，記錄每一次的R和L數(shù)據(jù)

F.斷開開關(guān)

(2)如圖乙，用螺旋測微器測量電阻絲直徑為d=mm。

(3)電流表應(yīng)選擇(選填"AJ或"A2”)o

(4)用記錄的多組R和L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示圖線，截距分別為Ro和

Lo,再結(jié)合測出的電阻絲直徑d,寫出電阻絲的電阻率表達(dá)式〃=(用給

定的字母表小)。

解析：(1)根據(jù)實驗原理與實驗步驟，斷開開關(guān)，改變金屬夾與電阻絲接觸

點的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏，重復(fù)多次，記錄

每一次的R和L數(shù)據(jù)；

(2)由圖示螺旋測微器可知，固定刻度是0.5mm,可動刻度是23.0X0.01mm

=0.230mm

金屬絲直徑為d=0.5mm+0.230mm=0.730mm;

E3

(3)電路最大電流約為/=n一二mi~TA^O.15A

R+?r20+1

不到0.6A的四分之一，如果使用電流表A2實驗誤差較大，因此電流表應(yīng)

選Ai;

(4)由實驗步驟可知，外電路電阻不變，由串聯(lián)電路特點可知，外電路總電

阻

R總=??+7?電租絲=R+p-^=R+p-r^

=R+p器

由圖象可知，當(dāng)電阻絲接入電路的長度為零時，電路總電阻/?總=用)

4L

則穴+以7=島

4￡

可得R=Ro-p^i

圖象斜率仁強(qiáng)務(wù)

TKPRO

則電阻率/?=

4￡o0

答案：(1)金屬夾與電阻絲接觸點(2)0.730(3)Ai(4)哼?

5.(2020?廣東深圳模擬)某同學(xué)要用電阻箱和電壓表測量某水果電池組的電

動勢和內(nèi)阻，考慮到水果電池組的內(nèi)阻較大，為了提高實驗的精度，需要測量電

壓表的內(nèi)阻。實驗室中恰好有一塊零刻度在中央的雙向電壓表，該同學(xué)便充分利

用這塊表，設(shè)計了如圖所示的實驗電路，既能實現(xiàn)對該電壓表內(nèi)阻的測量，又能

利用該表完成水果電池組電動勢和內(nèi)阻的測量。該同學(xué)用到的實驗器材有：待測

水果電池組(電動勢約4V、內(nèi)阻約50Q),雙向電壓表(量程為2V、內(nèi)阻約為2

kQ),電阻箱(0?9999Q),滑動變阻器(0?200Q),一個單刀雙擲開關(guān)及若干導(dǎo)

線。

(1)該同學(xué)按如圖1所示電路圖連線后，首先測量了電壓表的內(nèi)阻。請完善

測量電壓表內(nèi)阻的實驗步驟：

①將吊的滑動觸片滑至最左端，將開關(guān)S撥向1位置，將電阻箱阻值調(diào)為

0；

②調(diào)節(jié)R的滑動觸片，使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏U；

③保持R不變，調(diào)節(jié)必，使電壓表的示數(shù)達(dá)到日，讀出電阻箱的阻值，記

為Ro,則電壓表的內(nèi)阻Rv=o

(2)若測得電壓表內(nèi)阻為2kQ,可分析此測量值應(yīng)_______(選填“大

于”“等于,，或“小于，，)真實值。

(3)接下來測量電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗步驟如下：

①將開關(guān)S撥至________(選填“1”或“2”)位置，將吊的滑片移到最

端，不再移動；

②調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)達(dá)到一合適值，記錄電壓表的示數(shù)和

電阻箱的阻值；

③重復(fù)第二步，記錄多組電壓表的示數(shù)和對應(yīng)的電阻箱的阻值。

(4)若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R,作出與一點圖象，如圖2所

示，其中縱軸截距為從斜率為則電動勢的表達(dá)式為,內(nèi)阻的表達(dá)

式為O

解析：(1)滑動變阻器接入電路的阻值不變，電壓表與電阻箱兩端電壓不變,

12

電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓時，則電阻箱分壓gU,電阻箱接入電路的阻值等于

電壓表內(nèi)阻的2倍，則電壓表內(nèi)阻Rv=；Ro.

(2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值使電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓的;時，電路總電阻變大，電

路總電流變小，滑動變阻器與電源內(nèi)阻分壓變小，電阻箱與電壓表兩端總電壓變

12

大，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓]時，電阻箱兩端電壓大于電壓表滿偏電壓的不

實際上電壓表內(nèi)阻小于;品)，則電壓表內(nèi)阻的測量值偏大。

(3)測電源電動勢與內(nèi)阻，應(yīng)將開關(guān)S撥至2位置，將Ri的滑動觸片移到最

左端，不再移動。

(4)由圖示電路圖可知，在閉合電路中，電源電動勢

由圖示可知，圖象截距。=[

圖象斜率k=￥

則電源電動勢E=*

電源內(nèi)阻r=^o

答案：(曲。⑵大于(3)2左(4)||

6.(2020?惠州模擬)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，已知待測電

池的電動勢約為L5V,內(nèi)阻約為1.0Q。某同學(xué)利用圖甲所示的電路進(jìn)行測量，

已知實驗室除待測電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有下列器材可供選用：

——@

I-----1|----------

E'rS

甲

電流表Ai：量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.125Q

電流表A2：量程0~3A,內(nèi)阻約0.025Q

電壓表V：量程0?3V,內(nèi)阻約3k。

滑動變阻器舟：0?20Q,額定電流2A

滑動變阻器心：0~100Q,額定電流1A

(1)為了調(diào)節(jié)方便，測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實驗中電流表應(yīng)選用，滑

動變阻器應(yīng)選用(填寫儀器的字母代號)。

(2)經(jīng)過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)/和電壓表示數(shù)U,利用這些數(shù)據(jù)

在圖乙中畫出了U—/圖線。由此得出電源的電動勢5=V；內(nèi)阻/?=

Qo

(3)該同學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)，在保證所有器材安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的

滑片時電壓表的示數(shù)取不到1.0V以下，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是；

改進(jìn)的方法為o

解析：(1)電源電動勢約為1.5V,流過電路的最大電流約為零點幾安培，電

流表應(yīng)選擇Ai;由于電源內(nèi)阻較小，為了調(diào)節(jié)方便，測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，則滑

動變阻器應(yīng)選/?lo

(2)由題圖乙U一/圖象可知，電源電動勢E=L50V,由于誤差1.49?1.50V

均可。電源內(nèi)阻/=笑=I'JC=0.83由于誤差0.81?0.85。均可。

(3)根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，可知調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時電壓

表的示數(shù)取不到1.0V以下，說明電源內(nèi)阻太小，為了使電壓表示數(shù)更小，可在

電源旁邊串聯(lián)一個較小阻值的定值電阻。

答案：（l）AiRi（2）1.50（1.49?1.50均可）0.83（0.81?0.85均可）（3）電源

內(nèi)阻太小可在電源旁邊串聯(lián)一個較小阻值的定值電阻

7.（2020?通州區(qū)高三期末）某同學(xué)利用電流傳感器研究電容器的放電過程，

他按如圖甲所示的電路圖連接電路。先使開關(guān)S接1,電容器很快充電完畢。然

后將開關(guān)擲向2,電容器通過R放電，傳感器將電流信息傳入計算機(jī)，屏幕上顯

示出電流隨時間變化的/—/曲線如圖乙所示。緊接著他進(jìn)一步研究滑動變阻器

的阻值對放電過程的影響，下列判斷正確的是o

甲

02468i/a

乙

A.將滑片P向右移動一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與坐標(biāo)軸所圍面

積將增大

B.將滑片P向左移動一段距離，重復(fù)以上操作，所得曲線與坐標(biāo)軸所圍面

積將減小

C.將滑片P向右移動一段距