第22課時電學(xué)實驗

第22課時電學(xué)實驗知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高考題型一基本儀器的使用與讀數(shù)1.游標卡尺測量值＝主尺讀數(shù)(mm)＋精確度×游標尺上第幾條刻度線與主尺上某一刻度對齊的數(shù)值(mm)，不估讀。10分度游標尺，精確度為0.1mm；20分度游標尺，精確度為0.05mm；50分度游標尺，精確度為0.02mm。2.螺旋測微器(千分尺)測量值＝固定刻度讀數(shù)(mm)＋可動刻度讀數(shù)(帶估讀值)×0.01mm。注意要估讀到0.001mm。3.電流表和電壓表量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表0～3A0.1A與刻度尺一樣，讀數(shù)規(guī)則較簡單，只需在精確值后加一估讀數(shù)即可電壓表0～3V0.1V電流表0～0.6A0.02A估讀位與最小刻度在同一位電壓表0～15V0.5V【例1】(1)下列各圖均是用游標卡尺測量時的示意圖，圖1甲為50分度游標卡尺，圖乙為20分度游標卡尺，圖丙為10分度游標卡尺，它們的讀數(shù)分別為________、________、________。甲圖1(2)甲、乙、丙三個螺旋測微器的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)分別為________mm、____________mm、________mm。圖2(3)電流表和電壓表的刻度盤如圖3甲、乙所示。圖3①圖甲使用0.6A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針的示數(shù)是________A；當使用3A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A。②圖乙使用較小量程時，每小格表示____________V，圖中表針的示數(shù)為________V；若使用的是較大量程，則這時表盤刻度每小格表示______V，圖中表針示數(shù)為______V。答案(1)42.16mm63.30mm29.8mm(2)6.8580.0070.658(3)①0.020.440.12.20②0.11.700.58.5解析(1)在題圖甲中，主尺讀數(shù)為42mm，游標尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是50分度的，所以讀數(shù)為42mm＋8×0.02mm＝42.16mm；在題圖乙中，主尺讀數(shù)為63mm，游標尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是20分度的，所以讀數(shù)為63mm＋6×0.05mm＝63.30mm；在題圖丙中，主尺讀數(shù)為29mm，游標尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是10分度的，所以讀數(shù)為29mm＋8×0.1mm＝29.8mm。(2)題圖甲：固定刻度讀數(shù)＋可動刻度讀數(shù)＝6.5mm＋35.8×0.01mm＝6.858mm。題圖乙：固定刻度讀數(shù)＋可動刻度讀數(shù)＝0＋0.7×0.01mm＝0.007mm。題圖丙：固定刻度讀數(shù)＋可動刻度讀數(shù)＝0.5mm＋15.8×0.01mm＝0.658mm。 高考題型二以測電阻為核心的實驗角度1伏安法測電阻1.電學(xué)儀器和電路的選擇原則——安全、準確、方便(1)安全：實際操作電表不超過量程。(2)精確：電表的讀數(shù)不能太小，要超過量程三分之一為宜。(3)滑動變阻器的選擇：若用分壓接法，滑動變阻器選小量程。若用限流接法，滑動變阻器選擇阻值跟電路對象差不多的。2.電流表內(nèi)接法與外接法的比較與選擇比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差原因由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電壓表測量值偏大由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流表測量值偏大測量結(jié)果R測＝eq\f(U,I)＝RA＋Rx>Rx，電阻的測量值大于真實值R測＝eq\f(U,I)＝eq\f(RVRx,RV＋Rx)<Rx，電阻的測量值小于真實值適用條件Rx?RA，大電阻Rx?RV，小電阻記憶口訣大內(nèi)大小外小3.滑動變阻器的選擇在安全條件下，分壓電路選最大阻值較小、額定電流較大的滑動變阻器，限流電路選最大阻值比待測電阻大的滑動變阻器。(1)要求待測電壓或電流從0開始變化時，必須選擇分壓電路。(2)要求測量精確度高(或多測量幾組數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)區(qū)分度大)時，應(yīng)選擇分壓電路。(3)雖然沒有明確的要求，但滑動變阻器的總電阻比待測電阻阻值小很多時，應(yīng)選擇分壓電路。(4)其他情況優(yōu)先選擇限流電路(節(jié)能)?！纠?】(2021·海南高考)在伏安法測電阻的實驗中，提供以下實驗器材：電源E(電動勢約6V，內(nèi)阻約1Ω)，待測電阻Rx(阻值小于10Ω)，電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)，電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω)，滑動變阻器(最大阻值20Ω)，單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上述實驗器材設(shè)計如圖4所示的測量電路。圖4回答下列問題：(1)閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到________(填“a”或“b”)端；(2)實驗時，為使待測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)將S2撥向________(填“c”或“d”)；在上述操作正確的情況下，引起實驗誤差的主要原因是________(填正確選項前的標號)；A.電流表分壓B.電壓表分流C.電源內(nèi)阻分壓(3)實驗時，若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω，在此情況下，為使待測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)將S2撥向________(填“c”或“d”)，讀得電壓表的示數(shù)為2.37V，電流表的示數(shù)為0.33A，則Rx＝________Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。答案(1)b(2)cB(3)d6.0解析(1)伏安法測電阻的實驗電路滑動變阻器為限流接法，閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到接入電阻最大處，即b端。(2)由于待測電阻值小于10Ω，實驗時，為使待測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)該采用電流表外接電路，即應(yīng)將S2撥向c。在上述操作正確的情況下，引起實驗誤差的主要原因是電壓表分流，選項B正確。(3)實驗時，若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω，在此情況下，為使待測電阻的測量值更接近真實值，應(yīng)該采用電流表內(nèi)接，應(yīng)將S2撥向d，讀得電壓表的示數(shù)為2.37V，電流表的示數(shù)為0.33A，則Rx＝eq\f(U,I)－RA＝6.0Ω。角度2測量金屬絲的電阻率【例3】(2022·湖北高考，13)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進行了如下實驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，示數(shù)如圖5甲所示，其讀數(shù)為______mm。再用游標卡尺測得其長度L。(2)該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻R0的阻值為20.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1，閉合S1，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對應(yīng)讀數(shù)I，實驗數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/Aeq\f(1,I)/A－15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出eq\f(1,I)－R圖像。再將S2置于位置2，此時電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得Rx＝________Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達式ρ＝________得到該材料的電阻率(用D、L、Rx表示)。丙圖5(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的eq\f(1,I)－R圖像，還可以求得電源電動勢E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。(4)持續(xù)使用后，電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電流，仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。答案(1)3.700(2)6.0eq\f(πD2Rx,4L)(3)123.0(4)偏小解析(1)用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，其讀數(shù)為3.5mm＋0.01mm×20.0＝3.700mm。(2)由電路可知，當將S2置于位置1，閉合S1時E＝I(RA＋R0＋r＋R)即eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(RA＋R0＋r,E)由圖像可知eq\f(1,E)＝eq\f(4.9－2.0,35)解得E＝12V，eq\f(RA＋R0＋r,E)＝2解得r＝3.0Ω再將S2置于位置2，此時電流表讀數(shù)為0.400A，則E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)解得Rx＝6.0Ω根據(jù)Rx＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,\f(1,4)πD2)解得ρ＝eq\f(πD2Rx,4L)。(3)由(2)可知E＝12V，r＝3.0Ω。(4)根據(jù)表達式E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)因電源電動勢變小，內(nèi)阻變大，則當安培表有相同讀數(shù)時，得到的Rx的值偏小，即Rx測量值偏小。角度3用多用電表測量電學(xué)中的物理量1.電流表、電壓表的改裝改裝成電壓表改裝成電流表連接方式電阻與表頭串聯(lián)電阻與表頭并聯(lián)電阻大小的計算R＝eq\f(U－Ug,Ug)Rgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或R＝\f(U,Ig)－Rg))R＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg2.歐姆表的改裝原理及使用方法歐姆表原理①如圖所示為歐姆表的原理圖。紅、黑表筆短接調(diào)零，即調(diào)節(jié)R，使表頭指針達到滿偏，此時有Ig＝eq\f(E,r＋Rg＋R)＝eq\f(E,R內(nèi))。②在兩表筆間接入待測電阻Rx時，有Ix＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx)，故Ix＝eq\f(R內(nèi),R內(nèi)＋Rx)Ig。③由②知，每一個Rx都對應(yīng)一個電流Ix，如果將電流刻度改為電阻刻度，就可直接讀出待測電阻的阻值。④當Rx＝R內(nèi)時，Ix＝eq\f(1,2)Ig，指針指在表盤中央刻度，表盤中央刻度對應(yīng)的電阻值稱為中值電阻。歐姆表使用“三注意”①電流的流向：使用歐姆擋時，多用電表內(nèi)部電源的正極接黑表筆，負極接紅表筆，從多用電表看，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出。②區(qū)分“機械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”：“機械調(diào)零”是調(diào)整表盤下邊中間的定位螺絲，使表針停在左端“0”位置；“歐姆調(diào)零”是調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處。③倍率選擇：使用歐姆擋測電阻時，指針偏轉(zhuǎn)角度過大或過小均有較大誤差，指針偏轉(zhuǎn)角度在eq\f(1,3)滿偏刻度到eq\f(2,3)滿偏刻度之間讀數(shù)較準確，如待測電阻約為2kΩ，應(yīng)選用“×100”擋。歐姆表讀數(shù)表盤讀數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率?！纠?】(2022·遼寧高考，11)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個量程的電流表，設(shè)計電路如圖6所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。圖6(1)當開關(guān)S接A端時，該電流表的量程為0～________mA；(2)當開關(guān)S接B端時，該電流表的量程比接在A端時________(填“大”或“小”)；(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了圖7中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。圖7答案(1)1(2)大(3)乙解析(1)由圖可知當S接A時，R1和R2串聯(lián)接入電路，和電流表并聯(lián)，滿偏時電流表兩端的電壓為Um＝Imr＝250×10－6×1.2×103V＝0.3V，此時R1和R2的電流為I＝eq\f(Um,R1＋R2)＝eq\f(0.3,40＋360)A＝0.75×10－3A＝0.75mA，所以總電流為I總＝Im＋I＝1mA，即量程為0～1mA。(2)當開關(guān)S接B端時，由圖可知R1和電流表串聯(lián)再和R2并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小，當電流表滿偏時，流過R2的電流變大，干路電流變大，即量程變大，所以比接在A端時大。(3)圖甲是電流表的外接法，誤差是由于電壓表的分流引起的，圖乙是電流表的內(nèi)接法，誤差是由于電流表的分壓引起的，因為題目中電壓表電阻未知，故采用乙電路可以修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。高考題型三以測電動勢為核心的實驗1.伏安法原理根據(jù)E＝U＋Ir，最少測出兩組數(shù)據(jù)，列出兩個方程：E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，可解出E＝eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)，r＝eq\f(U2－U1,I1－I2)電路圖圖像和誤差分析U準確，I偏小，是因為電壓表的分流造成的E真>E測，r測>r真eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r測＝\f(RVr,RV＋r)))I準確，U偏小，是因為電流表的分壓造成的E測＝E真，r測>r真(r測＝r＋RA)2.伏阻法與安阻法方案伏阻法安阻法原理E＝U＋eq\f(U,R)rE＝IR＋Ir電路圖關(guān)系式eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)圖像誤差分析E測<E真，r測<r真eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r真＝\f(RVr,RV＋r)))E測＝E真，r測>r真(r測＝r＋RA)【例5】(2021·1月浙江選考，18)在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中，(1)用如圖8甲所示的電路圖測量，得到的一條實驗數(shù)據(jù)擬合線如圖乙所示，則該電池的電動勢E＝________V(保留3位有效數(shù)字)；內(nèi)阻r＝________Ω(保留2位有效數(shù)字)。圖8(2)現(xiàn)有如圖9所示的實驗器材，照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0～9999Ω，滑動變阻器阻值變化范圍為0～10Ω，電流表G的量程為0～3mA、內(nèi)阻為200Ω，電壓表的量程有0～3V和0～15V。請在圖11中選擇合適的器材，在方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。圖9答案(1)1.46(1.45～1.47)0.65(0.63～0.67)(2)如圖所示解析(1)由閉合電路歐姆定律，E＝U＋Ir，與圖乙中圖像相符的關(guān)系式U＝E－Ir，則該電池的電動勢E＝1.46V，內(nèi)阻r＝0.65Ω。(2)題圖中的實驗器材有電壓表、電流表、電阻箱、滑動變阻器等，可以利用電壓表和電阻箱并聯(lián)連接在電池和開關(guān)兩端，組成測量電動勢和內(nèi)阻的測量電路；由于電流表內(nèi)阻為200Ω，不能采用電流表和電阻箱串聯(lián)連接在電池和開關(guān)兩端，組成測量電動勢和內(nèi)阻的測量電路；可以將電流表和電阻箱并聯(lián)擴大電流表量程，與滑動變阻器串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)，連接在電池和開關(guān)兩端，組成測量電動勢和內(nèi)阻的測量電路。高考題型四電學(xué)其他實驗角度1觀察電容器的充放電現(xiàn)象裝置圖：1.開關(guān)撥到1時，電容器充電，電容器的兩端電壓逐漸增大，電荷量逐漸增加，電路中的電流逐漸減小，最后充滿電時，電流為零。2.開關(guān)撥到2時，電容器放電，電流剛開始最大，因為電容器的電壓最大，隨著放電的進行，電容器的電荷量減少，則它的兩端電壓減少，電路中的電流也減少。【例6】(2022·北京房山期末)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流。不同的是它的反應(yīng)非常快，可以捕捉到瞬間的電流變化。此外，由于它與計算機相連，還能顯示出電流隨時間變化的I－t圖像。如圖10甲所示連接電路。直流電源電動勢8V，內(nèi)阻可忽略，電容器可選幾十微法的電解電容器。先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個過程可在短時間內(nèi)完成。然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I－t圖像，一位同學(xué)得到的I－t圖像如圖乙所示。甲乙圖10(1)在圖乙I－t圖中用陰影標記了一個豎立的狹長矩形(在圖的1s附近)，這個陰影面積的物理意義是________________________________________________。(2)根據(jù)I－t圖像可估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量為________。(3)如果不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻R，充電時I－t曲線與橫軸所圍成的面積將________(填“增大”“不變”或“變小”)；充電時間將______(填“變長”“不變”或“變短”)。答案(1)通電0.2s充入電容器(流過電阻R)的電荷量(2)(1.4～1.8)×10－3C(3)不變變長解析(1)由于橫軸一個格是0.2s，根據(jù)微元法可知，一個豎立的狹長矩形陰影面積的物理意義是通電0.2s充入電容器(流過電阻R)的電荷量。(2)先數(shù)出圖乙中放電圖線(即時間軸下面)與時間軸圍成的面積約是38個格，而一個格的電荷量是q＝0.2×10－3A×0.2s＝4×10－5C，故放電過程中釋放的電荷量為Q＝38q＝38×4×10－5C＝1.52×10－3C。(3)只增大R，則充電的電流將減小，但是還需要把電容器充滿，即圍成的面積是不變的，但充電時間將變長。角度2探究影響感應(yīng)電流方向的因素裝置圖：開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合的瞬間有開關(guān)斷開的瞬間有開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動無開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片有開關(guān)閉合，滑片不動，把A向上拔出或向下插入B有結(jié)論：當穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流?！纠?】(2022·河北宋家莊模擬)某小組的同學(xué)做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實驗。(1)首先按圖11甲所示方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；再按圖乙所示方式連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是________。A.檢查電流計測量電路的電流是否準確B.檢查干電池是否為新電池C.推斷電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系(2)接下來用圖丙所示的裝置做實驗，圖中螺線管上的粗線標示的是導(dǎo)線的繞行方向。某次實驗中在條形磁鐵插入螺線管的過程中，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向(從上往下看)是沿______(選填“順時針”或“逆時針”)方向。丙圖11(3)下表是該小組的同學(xué)設(shè)計的記錄表格的一部分，表中完成了實驗現(xiàn)象的記錄，還有一項需要推斷的實驗結(jié)果未完成，請幫助該小組的同學(xué)完成(選填“垂直紙面向外”或“垂直紙面向里”)。實驗記錄表(部分)操作N極朝下插入螺線管從上往下看的平面圖(B0表示原磁場，即磁鐵產(chǎn)生的磁場)原磁場通過螺線管磁通量的增減增加感應(yīng)電流方向沿逆時針方向感應(yīng)電流的磁場B′的方向(4)該小組同學(xué)通過實驗探究，對楞次定律有了比較深刻的認識。結(jié)合以上實驗，有同學(xué)認為，理解楞次定律，關(guān)鍵在于抓住________(選填“B0”或“B′”)總是要阻礙______(選填“B0”或“B′”)磁通量的變化。答案(1)C(2)順時針(3)垂直紙面向外(4)B′B0解析(1)從電路來看，這兩個電路有一點是不同的，在圖甲中，接電池正極的是電流表的正接線柱，而圖乙中，接電池正極的是電流表的負接線柱，故它們的指針偏轉(zhuǎn)方向不相同，說明這一步是在判斷電流方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，即選項C正確。(2)由于電流表的指針是向右偏轉(zhuǎn)的，說明電流是從電流表的正接線柱流入的，也就是在螺線管中，電流方向是沿我們看到的線斜向上的，如果從上往下看，則是沿順時針方向。(3)由于表格中已經(jīng)判斷出感應(yīng)電流的方向是沿逆時針方向的，故由右入定則可判斷出感應(yīng)電流的磁場B′的方向是垂直紙面向外的。(4)對楞次定律的理解時，是感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量的變化，故第一個空應(yīng)該填B′，第二個空應(yīng)該填B0。角度3探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系【例8】(2022·廣西桂林模擬)某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D12甲、乙所示。(1)下列說法正確的是________。A.為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當用多用電表的“直流電壓擋”C.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D.測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量E.變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈F.變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用(2)如圖丙所示，某同學(xué)自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學(xué)生電源的交流輸出端，副線圈接小燈泡。下列說法正確的是__________。丙圖12A.與變壓器未通電時相比較，此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù)，小燈泡的亮度將保持不變C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù)，學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起(3)理想變壓器是一種理想化模型。請分析說明該模型應(yīng)忽略哪些次要因素；并證明：理想變壓器原、副線圈的電壓之比，等于兩個線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。答案(1)CDF(2)AC(3)見解析解析(1)如果原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)，則副線圈的電壓會大于原線圈的電壓，電壓升高，容易有危險存在，選項A錯誤；變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當用多用電表的“交流電壓擋”，選項B錯誤；可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，選項C正確；測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量，選項D正確；變壓器開始正常工作后，鐵芯能把磁場的變化傳給副線圈，故能量也由原線圈輸送到副線圈，選項E錯誤；變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，選項F正確。(2)線圈通電后，會產(chǎn)生磁性，對鐵芯有吸引力，所以與變壓器未通電時相比較，此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力，選項A正確；若僅增加原線圈繞制的圈數(shù)，則副線圈的電壓會變小，故小燈泡的亮度將變暗，選項B錯誤；若僅增加副線圈繞制的圈數(shù)，則副線圈的電壓會增大，通過燈泡的電流會較大，從而引起原線圈的電流也增大而使電源過載，所以學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起，選項C正確。(3)理想變壓器模型應(yīng)忽略的次要因素如下：①不計漏磁，即通過原、副線圈每匝線圈的磁通量都相等，因而不計磁場能損失；②不計原、副線圈的電阻，因而不計線圈的熱能損失；③不計鐵芯中產(chǎn)生的渦流，因而不計鐵芯的熱能損失。綜上，理想變壓器在傳輸能量時沒有能量損失。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為E1＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)、E2＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)；因理想變壓器不計原、副線圈的電阻，則線圈兩端的電壓等于它產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即U1＝E1，U2＝E2，聯(lián)立以上各式可得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。角度4利用傳感器制作簡單的自動控制裝置元件電阻及其大小的變化物理量的轉(zhuǎn)換光敏電阻有光時電阻小，無光時電阻大光→電熱敏電阻溫度升高時電阻小，溫度降低時電阻大溫度→電電阻應(yīng)變片受到拉力時，電阻變大，受到壓力時電阻變小力→電電容式傳感器當電容器的正對面積S、極板間距離d、極板間介質(zhì)發(fā)生變化時，通過測定電容的大小就可以確定這個物理量的變化面積→電位移→電霍爾元件霍爾電壓UH與磁感應(yīng)強度B有線性關(guān)系磁→電【例9】(2022·河北高考，12)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計電路如圖13甲所示。選用的器材有：限溫開關(guān)S1(手動將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當鍋內(nèi)溫度高于103℃時自動斷開，之后不能自動閉合)；保溫開關(guān)S2(當鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，溫度低于70℃時自動閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖乙所示)。自備元件有：加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(2.5V，0.6W，當電流低于30mA時可視為熄滅)；保險絲T。圖13(1)按照興趣小組設(shè)計的電路，下列說法正確的是________(多選)。A.按下S1，L1和L2均發(fā)光B.當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1自動斷開，L1和L2均發(fā)光C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D.當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L1發(fā)光，L2熄滅(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是________(填寫各步驟前的字母)。A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D.測量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋圖14操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖14甲所示，可判斷是________斷路損壞；若指針如圖乙所示，可判斷是____________斷路損壞(用電路中的元件符號表示)。答案(1)CD(2)CABDEL1R1解析(1)按下S1后L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，A錯誤；當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1斷開，而要溫度降到70℃以下時S2才會閉合，則此時L2可能發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián)，則回路中并聯(lián)的整體電阻RL＝10.42Ω，R并＝56.64Ω，則回路總電阻R總＝1067.06Ω，則回路總電流I總＝eq\f(E,R總)＝0.21A，則L2一定發(fā)光，此時并聯(lián)的整體的電壓為U并＝I總R并＝11.89V，則流過L1的電流為IL1＝eq\f(U并,RL1＋R1)＝eq\f(11.89,1000＋10.42)A＝0.012A，流過L1的電流小于30mA，則L1熄滅，B錯誤；由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時S2自動閉合，C正確；當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時流過L1的電流為IL1′＝eq\f(E,RL1＋R1)＝eq\f(220,1000＋10.42)A＝0.218A，則此時流過L1的電流大于30mA，則L1發(fā)光，D正確。(2)多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機械調(diào)零；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指計指向歐姆零點——歐姆調(diào)零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表。故正確順序為CABDE。由于使用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖甲可看出L1兩端有1090Ω左右的電阻，則說明L1始終不亮的原因是L1斷路損壞。由于使用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖乙可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于RL＝10.42Ω此時選用的是“×100”擋則說明燈泡L1正常，則說明L1始終不亮的原因是R1斷路損壞。高考題型五電學(xué)實驗的遷移與創(chuàng)新角度1實驗原理的變化測電阻可以是測量導(dǎo)體的電阻，也可以是測量電表的內(nèi)阻，還可以是測量電源的內(nèi)阻。不管哪種，理論依據(jù)都是歐姆定律或者閉合電路的歐姆定律。下面以測量電阻為例，分析實驗原理的變化創(chuàng)新，注意與伏安法測電阻進行對比。安安法如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1（R1＋R0）,I2)伏伏法兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))替代法單刀雙擲開關(guān)分別與1、2相接，調(diào)節(jié)電阻箱R1保證電流表兩次讀數(shù)相等，則R1的讀數(shù)等于待測電阻的阻值比較法測得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2，可得Rx＝eq\f(I2R1,I1)(電表阻值不計)半偏法斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0，保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為eq\f(I0,2)，則RA＝R(電壓半偏法同學(xué)們自行思考)【例10】(2022·全國甲卷，22)某同學(xué)要測量微安表內(nèi)阻，可利用的實驗器材有：電源E(電動勢1.5V，內(nèi)阻很小)，電流表(量程10mA，內(nèi)阻約10Ω)，微安表(量程100μA，內(nèi)阻Rg待測，約1kΩ)，滑動變阻器R(最大阻值10Ω)，定值電阻R0(阻值10Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。圖15(1)將圖15中所示的器材符號連線，畫出實驗電路原理圖；(2)某次測量中，微安表的示數(shù)為90.0μA，電流表的示數(shù)為9.00mA，由此計算出微安表內(nèi)阻Rg＝________Ω。答案(1)見解析圖(2)990解析(1)為了準確測出微安表兩端的電壓，可以讓微安表與定值電阻R0并聯(lián)，再與電流表串聯(lián)，通過電流表的電流與微安表的電流之差，即為流過定值電阻R0的電流，從而求出微安表兩端的電壓，進而求出微安表的內(nèi)阻。由于電源電壓過大，并且為了測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓式接法，實驗電路原理圖如圖所示。(2)流過定值電阻R0的電流I＝IA－IG＝9.00mA－0.09mA＝8.91mA加在微安表兩端的電壓U＝IR0＝8.91×10－2V微安表的內(nèi)阻Rg＝eq\f(U,IG)＝eq\f(8.91×10－2,90.0×10－6)Ω＝990Ω。1.(2021·福建高考，11)某實驗小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為80.00cm電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為100～200Ω，材料未知，實驗過程如下：圖16(1)用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖16(a)所示，該電阻絲的直徑為______mm。(2)對多用電表進行機械調(diào)零。(3)將多用電表的選擇開關(guān)旋至______倍率的電阻擋(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。(4)將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線。(5)將黑、紅表筆并接在待測電阻絲兩端，多用電表的示數(shù)如圖(b)所示。該電阻絲的電阻值為________Ω。(6)測量完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關(guān)旋到“OFF”位置。(7)實驗測得的該電阻絲的電阻率為________Ω·m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案(1)1.414(1.413～1.416都對)(3)×10(5)160(7)3.14×10－4解析(1)根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，該電阻絲的直徑為d＝1mm＋0.414mm＝1.414mm。(3)根據(jù)中值電阻為“15”，測量電阻值約為100～200Ω，要使指針指在中值電阻附近，應(yīng)該將多用電表的選擇開關(guān)旋至×10倍率的電阻擋。(5)根據(jù)多用電表歐姆擋讀數(shù)規(guī)則，該電阻絲的電阻值為16×10Ω＝160Ω。(7)電阻絲長度L＝80.00cm＝0.8000m，橫截面積S＝eq\f(πd2,4)＝1.57×10－6m2由電阻定律R＝eq\f(ρL,S)，解得實驗測得的該電阻絲電阻率為3.14×10－4Ω·m。2.(2022·山東高考，14)某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗。實驗器材：干電池E(電動勢1.5V，內(nèi)阻未知)；電流表A1(量程10mA，內(nèi)阻為90Ω)；電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻為30Ω)；定值電阻R0(阻值為150Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為100Ω)；待測電阻Rx；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。測量電路如圖17所示。圖17(1)斷開開關(guān)，連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端。將定值電阻R0接入電路；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置。使電流表指針指在滿刻度的eq\f(1,2)處。該同學(xué)選用的電流表為________(選填“A1”或“A2”)；若不考慮電池內(nèi)阻。此時滑動變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為________Ω。(2)斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變。用Rx替換R0，閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻度的eq\f(3,5)處，則Rx的測量值為________Ω。(3)本實驗中未考慮電池內(nèi)阻，對Rx的測量值________(選填“有”或“無”)影響。答案(1)A160(2)100(3)無解析(1)若不考慮電池內(nèi)阻，且在電池兩端只接R0時，電路中的電流約為I＝eq\f(E,R0)＝eq\f(1.5,150)A＝10mA，因I<eq\f(30,2)mA，所以閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿刻度的eq\f(1,2)處，則該同學(xué)選用的電流表應(yīng)為A1；若不考慮電池內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝eq\f(Im,2)(R＋R0＋RA1)，計算出R＝60Ω。(2)斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變，用Rx替換R0，閉合開關(guān)后，有E＝eq\f(3Im,5)(R＋Rx＋RA1)代入數(shù)據(jù)有Rx＝100Ω。(3)若考慮電池內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝eq\f(Im,2)[(R＋r)＋R0＋RA1]E＝eq\f(3Im,5)[(R＋r)＋Rx＋RA1]聯(lián)立計算出的Rx不受電池內(nèi)阻r的影響。3.(2022·廣東高考，12)彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件，某同學(xué)測量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長之間的關(guān)系，實驗過程如下：(1)裝置安裝和電路連接如圖18(a)所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖(b)所示的電路中。(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量①將導(dǎo)電繩拉伸后，用刻度尺測量并記錄A、B間的距離，即為導(dǎo)電繩拉伸后的長度L。②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和I1。③閉合S2，電壓表的示數(shù)____________(選填“變大”或“變小”)。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U，記錄電流表的示數(shù)I2，則此時導(dǎo)電繩的電阻Rx＝____________(用I1、I2和U表示)。④斷開S1，增大導(dǎo)電繩拉伸量，測量并記錄A、B間的距離，重復(fù)步驟②和③。(3)該電壓表內(nèi)阻對導(dǎo)電繩電阻的測量值____________(選填“有”或“無”)影響。(4)圖(c)是根據(jù)部分實驗數(shù)據(jù)描繪的Rx－L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機械臂上，當機械臂彎曲后，測得導(dǎo)電繩的電阻Rx為1.33kΩ，則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長度為________cm，即為機械臂彎曲后的長度。圖18答案(2)③變小eq\f(U,I2－I1)(3)無(4)51.80解析(2)閉合S2后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電壓表的示數(shù)變小。導(dǎo)電繩兩端的電壓為U，流過導(dǎo)電繩的電流為I2－I1，導(dǎo)電繩的電阻Rx＝eq\f(U,I2－I1)。(3)在閉合S2之前，電流表I1的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流，閉合S2之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過電壓表和定值電阻的總電流仍為I1，故流過導(dǎo)電繩的電流是I2－I1，與電壓表內(nèi)阻無關(guān)，電壓表內(nèi)阻對測量沒有影響。(4)由題圖(c)可知，導(dǎo)電繩拉伸后的長度為51.80cm。4.(2021·湖南高考，12)某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為R0)、一個電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0，并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下：(1)將器材如圖19(a)連接；(c)圖19(2)開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的________端(填“a”或“b”)；(3)改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I，得到多組數(shù)據(jù)；(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖，所得圖像如圖(b)所示，圖線斜率為k，與縱軸截距為d，設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為r0，該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E＝________，r＝________(用R0、RA、k、d、r0表示)；(5)為進一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值r0，利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗，在圖(c)方框中畫出實驗電路圖(電阻絲用滑動變阻器符號表示)；(6)利用測出的r0，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。答案(2)b(4)eq\f(r0,k)eq\f(dr0,k)－RA－R0(5)見解析圖解析(2)為了保護電流表，閉合開關(guān)前應(yīng)使電路中的電阻最大，故金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的b端。(4)由閉合電路的歐姆定律得E＝I(r＋RA＋R0＋θr0)，整理得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)(r＋RA＋R0)＋eq\f(r0,E)θ，結(jié)合題圖(b)可得k＝eq\f(r0,E)，d＝eq\f(1,E)(r＋RA＋R0)，解得E＝eq\f(r0,k)，r＝eq\f(dr0,k)－RA－R0。(5)實驗電路圖如圖所示，先將單刀雙擲開關(guān)S接1，記下電流表的示數(shù)I0，然后將單刀雙擲開關(guān)S接2，移動金屬夾的位置，直到電流表的示數(shù)為I0，記下此時接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角θ0，則r0＝eq\f(R0,θ0)。1.(2021·廣東高考，12)某小組研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律。根據(jù)實驗需要已選用了規(guī)格和量程合適的器材。(1)先用多用電表預(yù)判熱敏電阻阻值隨溫度的變化趨勢。選擇適當倍率的歐姆擋，將兩表筆________，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向右邊“0Ω”處。測量時觀察到熱敏電阻溫度越高，相同倍率下多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大，由此可判斷熱敏電阻阻值隨溫度的升高而________。(2)再按圖1所示連接好電路進行測量。圖1①閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器R1的滑片滑到________端(填“a”或“b”)。將溫控室的溫度設(shè)置為T，電阻箱R0調(diào)為某一阻值R01。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到某一位置。記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)、T和R01。斷開開關(guān)S。再將電壓表與熱敏電阻C端間的導(dǎo)線改接到D端，閉合開關(guān)S。反復(fù)調(diào)節(jié)R0和R1，使電壓表和電流表的示數(shù)與上述記錄的示數(shù)相同。記錄此時電阻箱的阻值R02。斷開開關(guān)S。②實驗中記錄的阻值R01________R02(填“大于”“小于”或“等于”)。此時熱敏電阻阻值RT＝________。(3)改變溫控室的溫度，測量不同溫度時的熱敏電阻阻值，可以得到熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律。答案(1)短接減小(2)①b②大于R01－R02解析(1)使用多用電表的歐姆擋前應(yīng)先歐姆調(diào)零，即將兩表筆短接。溫度越高，相同倍率下多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)的角度越大，則電阻阻值越小，故熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。(2)①閉合開關(guān)前，為了保護電路，應(yīng)該將滑動變阻器的滑片移到b端。②將電壓表與熱敏電阻C端間的導(dǎo)線改接到D，調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱，使電壓表和電流表的示數(shù)與改接前一致，則R01＝R02＋RT，所以R01＞R02，RT＝R01－R02。2.(2022·北京延慶區(qū)一模)多用電表是物理實驗室常用的儀表之一，在練習(xí)使用多用電表的實驗中(1)小敏同學(xué)測量20V左右的交流電壓①下列操作不合理的是________。A.先調(diào)節(jié)圖2乙中的T旋鈕，使指針指向左側(cè)零刻度B.將擋位K調(diào)至50VC.測量并讀數(shù)②指針位置如圖2甲所示，則此交變電流的電壓為________V。圖2(2)小白同學(xué)用多用電表的歐姆擋粗略測量一定值電阻的阻值Rx，先把選擇開關(guān)旋到“×100”擋位，測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過小。①應(yīng)適當使流過歐姆表表頭的電流變______________。②接下來的操作順序是________。a.將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表筆b.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處(或“OFF”擋)，并拔出兩表筆c.將選擇開關(guān)旋到“×10”擋d.將選擇開關(guān)旋到“×1k”擋e.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值Rx，斷開兩表筆答案(1)①A②22.0(2)①大②daeb解析(1)①先調(diào)節(jié)圖乙中的機械調(diào)零旋鈕S，使指針指向左側(cè)零刻度，故A錯誤；將擋位K調(diào)至50V，指針指在讀數(shù)20左右，測量并讀出數(shù)值，故B、C正確。②指針指在刻度22，則此交變電流的電壓為22.0V。(2)①指針偏轉(zhuǎn)過小，即流過歐姆表表頭的電流太小，應(yīng)適當使流過歐姆表表頭的電流變大。②應(yīng)選擇更大的擋位，將選擇開關(guān)旋到“×1k”擋；然后將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，然后斷開兩表筆；將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值Rx，斷開兩表筆；最后旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處(或“OFF”擋)，并拔出兩表筆，所以操作順序是daeb。3.(2022·廣東廣州一模)利用輸出電壓為3V的恒壓電源、量程為0～0.6A的電流表(內(nèi)阻不計)、定值電阻、阻值隨長度均勻變化的電阻絲(長度為0.05m，總阻值為25Ω)、彈簧(電阻不計)、開關(guān)、導(dǎo)線，改裝成如圖3甲的測力計。圖3(1)圖3甲的電路中，定值電阻的作用是___________________________，阻值至少為________Ω；(2)彈簧所受拉力F與其伸長量ΔL的關(guān)系如圖乙所示。若定值電阻為10Ω，則電流表的示數(shù)I與彈簧所受拉力F的關(guān)系式I＝______(A)，可知由電流表改裝的測力計刻度______(選填“均勻”“不均勻”)，當電流表的示數(shù)為0.3A，對應(yīng)標示的力為______N。答案(1)保護電流表5(2)eq\f(60,700－F)不均勻500解析(1)電路中接入定值電阻的目的是對電流表起保護作用，防止當P移動到電阻絲的最右端時電流表被燒壞；當電路中電流達到最大時，電路中的總電阻最小值為R＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,0.6)Ω＝5Ω，所以定值電阻至少為5Ω。(2)由圖乙可知F＝kΔL，k＝1×104N/m設(shè)定值電阻為R，電阻絲總電阻為RL，移動距離為x＝ΔL，由閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R＋Rx)，又Rx＝RL－eq\f(ΔL,L)RL聯(lián)立可得I＝eq\f(E,R＋RL－\f(F,kL)·RL)＝eq\f(60,700－F)由上式可得：拉力F與I是非線性關(guān)系，所以由電流表改裝的測力計刻度不均勻；當電流表的示數(shù)為0.3A，代入I＝eq\f(60,700－F)可得F＝500N，所以對應(yīng)標示的力為500N。4.(2022·湖南高考，12)小夢同學(xué)自制了一個兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，R0為調(diào)零電阻(最大阻值為R0m)，Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs＋R0m<Rm<Rn)，電流計G的內(nèi)阻為RG(Rs?RG)。用此歐姆表測量一待測電阻的阻值，回答下列問題：圖4(1)短接①②，將單刀雙擲開關(guān)S與m接通，電流計G示數(shù)為Im；保持電阻R0滑片位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，電流計G示數(shù)變?yōu)镮n，則Im________In(選填“大于”或“小于”)；(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，此時歐姆表的擋位為________(選填“×1”或“×10”)；(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流計G滿偏刻度處)時，調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該________調(diào)節(jié)(選填“向上”或“向下”)；(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點后，在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(2,3)；取走R1，在①②間接入待測電阻Rx，穩(wěn)定后電流計G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)，則Rx＝________Ω。答案(1)大于(2)×10(3)向上(4)400解析(1)根據(jù)題意可知Rm<Rn，所以開關(guān)撥向m時電路的總電阻小于開關(guān)撥向n時電路的總電阻，電源電動勢E不變，根據(jù)I＝eq\f(E,R總)可知Im>In；(2)當開關(guān)S撥向n時，全電路的總電阻較大，中值電阻較大，能夠接入待測電阻的阻值更大，所以開關(guān)S撥向n時對應(yīng)歐姆表的擋位倍率較大，即×10；(3)從“×1”擋位換成“×10”擋位，即開關(guān)S從m撥向n，全電路電阻增大，干路電流減小，①②短接時，為了使電流表滿偏，則需要增大通過電流計G所在支路的電流，所以需要將R0的滑片向上調(diào)節(jié)；(4)設(shè)歐姆表內(nèi)部等效電阻為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律有eq\f(2,3)Ig＝eq\f(E,R＋R1)，eq\f(1,3)Ig＝eq\f(E,R＋Rx)，Ig＝eq\f(E,R)，聯(lián)立解得Rx＝400Ω。5.(2022·全國乙卷，23)一同學(xué)探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0～5mA范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑挠?/p>