第十章　電路-2014-2023十年高考物理真題分類(lèi)匯編彩繪課件

第十章電路考點(diǎn)2014~2018年2019年2020年2021年2022年2023年合計(jì)全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷地方卷全國(guó)卷72.電路的基本概念和規(guī)律0102030101101873.電路的動(dòng)態(tài)分析0300000000000374.含電容器電路的分析1000000001001175.實(shí)驗(yàn):長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用0200000000000276.實(shí)驗(yàn):測(cè)量金屬絲的電阻率1201100200002577.實(shí)驗(yàn):電阻的測(cè)量41010102151261278.實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡伏安曲線的原型實(shí)驗(yàn)1200000000102279.實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡伏安曲線的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1000111100003280.實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原型實(shí)驗(yàn)0300040000000781.實(shí)驗(yàn):測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)2200001201003582.實(shí)驗(yàn):多用電表的使用1000000100001183.實(shí)驗(yàn):電表的改裝和校準(zhǔn)2220000102004584.實(shí)驗(yàn):傳感器類(lèi)實(shí)驗(yàn)1100000000001185.實(shí)驗(yàn):拓展與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)10101002000133命題分析與備考建議1.命題熱度:本章屬于熱點(diǎn)內(nèi)容,10年來(lái),從命題頻次上看,全國(guó)卷10年27考,地方卷57考。2.考查方向:本章單獨(dú)考查電路知識(shí)的時(shí)候很少,主要考查科學(xué)探究素養(yǎng),通過(guò)實(shí)驗(yàn)考查電路知識(shí)的掌握情況。實(shí)驗(yàn)的原理、儀器的選擇、電路的分析是高考的重點(diǎn).測(cè)量電阻類(lèi)實(shí)驗(yàn)、測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻類(lèi)的實(shí)驗(yàn)、電路設(shè)計(jì)等創(chuàng)新類(lèi)實(shí)驗(yàn)是高考命題的熱點(diǎn)。3.明智備考:(1)一定要把握實(shí)驗(yàn)的靈魂——原理,會(huì)分析并弄清每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理,在原理掌握之后,學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析的方法。在備考中要立足教材中的基本實(shí)驗(yàn),弄透教材中的各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法。(2)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)“可參與”環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。高考實(shí)驗(yàn)試題非常重視對(duì)實(shí)驗(yàn)可參與環(huán)節(jié)的考查,因此要加強(qiáng)對(duì)基本儀器的讀數(shù)、點(diǎn)跡處理、圖像法、電路連接、電路改裝與設(shè)計(jì)、誤差分析及有效數(shù)字等的訓(xùn)練。(3)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)原理的理解與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的變式訓(xùn)練。雖然高考實(shí)驗(yàn)題很少有與教材實(shí)驗(yàn)一模一樣的問(wèn)顆,但高考實(shí)驗(yàn)題涉及的實(shí)驗(yàn)原理、處理數(shù)據(jù)的方法、實(shí)驗(yàn)技能和教材實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)基本是相同的。因此復(fù)習(xí)備考必須立足教材實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新,掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該怎么做、還能怎么做、還能做什么、是否真正做,關(guān)注同一實(shí)驗(yàn)的不同設(shè)計(jì)方法,關(guān)注同一儀器各種用途,并能靈活運(yùn)用所學(xué)的實(shí)驗(yàn)理論和方法解決實(shí)驗(yàn)中遇到的新問(wèn)題。第1節(jié)

電路的基本概念和規(guī)律應(yīng)用考點(diǎn)72

電路的基本概念和規(guī)律應(yīng)用

1.(2023·全國(guó)乙,20,6分,難度★★★)(多選)黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測(cè)得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5V。符合上述測(cè)量結(jié)果的可能接法是(CD)A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間解析由于1、2間的電勢(shì)差為正,所以1要接電源正極。若電源接在1、4之間,如圖甲所示,不管電阻R接在1、3之間還是接在2、4之間,3、4間的電勢(shì)差一定是正的,即U34>0,與題目已知條件不符合,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。因此電源接在1、3之間,若電阻R接在1、4之間,如圖乙所示,則U13=U12+U23=5.5V,同時(shí)U13=U14+U43,因?yàn)閁43=-U34=1.5V,所以只要UR=U14=4V就能滿足題目要求,選項(xiàng)C正確。若電阻R接在2、4之間,如圖丙所示,則U23=2.5V,同時(shí)U23=U24+U43,因?yàn)閁43=-U34=1.5V,所以只要UR=U24=1V就能滿足題目要求,選項(xiàng)D正確。2.(2022·北京,13,3分,難度★★)某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫(kù)水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示,電路中的R1和R2,其中一個(gè)是定值電阻,另一個(gè)是壓力傳感器(可等效為可變電阻)。水位越高,對(duì)壓力傳感器的壓力越大,壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)啟低水位預(yù)警;當(dāng)a、b兩端的電壓小于U2(U1、U2為定值)時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)啟高水位預(yù)警。下列說(shuō)法正確的是(C)A.U1<U2B.R2為壓力傳感器C.若定值電阻的阻值越大,開(kāi)啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低D.若定值電阻的阻值越大,開(kāi)啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高甲乙丙丁5.(2020·海南,4,3分,難度★★)一車(chē)載加熱器(額定電壓為24V)發(fā)熱部分的電路如圖所示,a、b、c是三個(gè)接線端點(diǎn),設(shè)ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、Pbc,則 (D)A.Pab>Pbc

B.Pab=PacC.Pac=Pbc

D.Pab<Pac6.(2020·北京,12,3分,難度★★★)圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(lái)(圖乙),用這段金屬絲做測(cè)溫探頭,把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)。下列說(shuō)法正確的是 (B)A.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系B.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系C.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系D.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系78.(2019·江蘇,3,4分,難度★★)如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。斷開(kāi)S后,電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為(

A

)A.1Ω B.2Ω

C.3Ω D.4Ω

9.(2018·浙江,5,3分,難度★★)杭州市正將主干道上的部分高壓鈉燈換成LED燈。已知高壓鈉燈功率為400W,LED燈功率為180W,若更換4000盞,則一個(gè)月可節(jié)約的電能約為(

B

)A.9×103

kW·h B.3×105

kW·hC.6×105

kW·h D.1×1012

kW·h解析每盞燈節(jié)約的電功率為0.22kW,每天亮燈時(shí)間大約12h,因此4000盞燈一個(gè)月節(jié)約的電能W=0.22×4000×12×30kW·h≈3.2×105

kW·h,選B。第2節(jié)

閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用考點(diǎn)73電路的動(dòng)態(tài)分析1.(2018·海南,10,5分,難度★★★)(多選)如圖,三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻r<R,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng),下列說(shuō)法正確的是

(

CD

)A.R2消耗的功率變小

B.R3消耗的功率變大C.電源輸出的功率變大

D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大解析把等效電路畫(huà)出,如下2.(2016·上海,18,4分,難度★★★)(多選)如圖所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計(jì)。閉合電鍵,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I;在滑動(dòng)變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過(guò)程中(

BC

)A.U先變大后變小B.I先變小后變大C.U與I比值先變大后變小D.U變化量與I變化量比值等于R3解析不計(jì)電源內(nèi)阻,電路的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì),A選項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器的上半部分和下半部分并聯(lián),在滑片由a端滑到b端的過(guò)程中,該并聯(lián)值先變大再變小,電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值為該并聯(lián)值和電阻R2之和,C選項(xiàng)正確;根據(jù)電阻的變化可判斷電路中電流先變小再變大,B選項(xiàng)正確;U的變化量與I變化量比值等于R2支路總電阻,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2018·北京,23,18分,難度★★★)如圖1所示,用電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源,向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),在圖2中畫(huà)出變阻器阻值R變化過(guò)程中U-I圖像的示意圖,并說(shuō)明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。(2)a.請(qǐng)?jiān)趫D2畫(huà)好的U-I關(guān)系圖線上任取一點(diǎn),畫(huà)出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率;b.請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請(qǐng)寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)定義式,并結(jié)合能量守恒定律證明:電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。

解析(1)U=E-I·r所以U與I為一次函數(shù)關(guān)系,U-I圖像為直線,截距為E,斜率為-r與縱軸交點(diǎn):I=0,U=E,即電動(dòng)勢(shì);與橫軸交點(diǎn):U=0,I=Er,即電源短路時(shí)的電流。(3)電動(dòng)勢(shì)定義式:E=W非q①在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)電路的電荷量為q=It②根據(jù)能量守恒定律,非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路產(chǎn)生的焦耳熱的總和。即W非=Q內(nèi)+Q外③在時(shí)間t內(nèi):Q外=I2Rt,④Q內(nèi)=I2rt⑤聯(lián)立①②③④⑤式,EIt=I2Rt+I2rt即E=IR+Ir得到:E=U外+U內(nèi)其中U外即外電路電勢(shì)降落,U內(nèi)即內(nèi)電路電勢(shì)降落?？键c(diǎn)74

含電容器電路的分析1.(2022·北京,9,3分,難度★★)利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象,其中E為電源,R為定值電阻,C為電容器,為電流表,為電壓表。下列說(shuō)法正確的是(B)A.充電過(guò)程中,電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定B.充電過(guò)程中,電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定C.放電過(guò)程中,電流表的示數(shù)均勻減小至零D.放電過(guò)程中,電壓表的示數(shù)均勻減小至零解析本題考查電容器的充、放電過(guò)程及其特點(diǎn)。充電過(guò)程中,隨著電容器C兩極板電荷量的積累,電路中的電流逐漸減小,電容器充電結(jié)束后,電流表示數(shù)為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓,充電過(guò)程中,隨著電容器C兩極板電荷量的積累,電容器兩端的電壓迅速增大,電容器充電結(jié)束后,電壓趨于穩(wěn)定,選項(xiàng)B正確;電容器放電過(guò)程幾乎在瞬間完成,所以電流表和電壓表的示數(shù)不是均勻減小至零的,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。2.(2016·全國(guó)2,17,6分,難度★★★)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開(kāi)關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(

C

)解析S斷開(kāi)時(shí)等效電路圖如圖a所示。圖a圖b

第3節(jié)

實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用考點(diǎn)75實(shí)驗(yàn):長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用1.(2017·海南,11,6分,難度★)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑,游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖(a)和圖(b)所示。由圖可讀出,圓管內(nèi)壁的直徑為

cm,圓管外壁的直徑為

cm;由此可計(jì)算出金屬圓管橫截面的面積。

答案2.23

2.99解析圖(a)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22

mm,游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為3×0.1

mm=0.3

mm,所以最終讀數(shù)為22

mm+0.3

mm=22.3

mm=2.23

cm;圖(b)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為29

mm,游標(biāo)尺上第9個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為9×0.1

mm=0.9

mm,所以最終讀數(shù)為29

mm+0.9

mm=29.9

mm=2.99

cm。故答案為2.23

cm;2.99

cm。2.(2015·海南,11,4分,難度★)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度,測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為

cm,高度為

mm。

圖(a)圖(b)答案1.220

6.860第4節(jié)

實(shí)驗(yàn):測(cè)定金屬的電阻率

電阻的測(cè)量考點(diǎn)76實(shí)驗(yàn):測(cè)量金屬絲的電阻率1.(2021·海南,14,10分,難度★★★)在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,提供以下實(shí)驗(yàn)器材:電源E(電動(dòng)勢(shì)約6V、內(nèi)阻約1Ω),待測(cè)電阻Rx(阻值小于10Ω),電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),電流表(量程0.6A、內(nèi)阻約1Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω),單刀開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2,導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)如圖所示的測(cè)量電路?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)閉合開(kāi)關(guān)S1前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到

(填“a”或“b”)端;

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),為使待測(cè)電阻的測(cè)量值更接近真實(shí)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(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是

(填正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào));

A.電流表分壓

B.電壓表分流

C.電源內(nèi)阻分壓(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω,在此情況下,為使待測(cè)電阻的測(cè)量值更接近真實(shí)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)果保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)b

(2)c

B

(3)d

6.02.(2021·北京,16,10分,難度★★★)在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的電阻。(1)該同學(xué)先用歐姆表“×1”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻,示數(shù)如圖1所示,對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是

Ω。

圖1圖2

(2)除電源(電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì))、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干外,還提供如下實(shí)驗(yàn)器材:A.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)B.電流表(量程0~3.0A,內(nèi)阻約0.02Ω)C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω,額定電流2A)D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ,額定電流0.5A)為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用

,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

。(選填實(shí)驗(yàn)器材前對(duì)應(yīng)的字母)

(3)該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I,得到多組數(shù)據(jù),并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出,如圖2所示。請(qǐng)作出該金屬絲的U-I圖線

,根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=

Ω(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

(4)用電流傳感器測(cè)量通過(guò)定值電阻的電流,電流隨時(shí)間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為小燈泡,電流隨時(shí)間變化的圖線如圖4所示,請(qǐng)分析說(shuō)明小燈泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的變化。圖3圖4答案(1)6

(2)A

C5.83(4)剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí),燈絲溫度較低,電阻較小,電流較大;隨著燈絲溫度升高,電阻逐漸增大,電流逐漸減小;當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí),溫度不變,電阻不變,電流保持不變3.(2020·全國(guó)1,22,6分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ,電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學(xué)采用兩種測(cè)量方案,一種是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點(diǎn)之間,另一種是跨接在O、Q兩點(diǎn)之間。測(cè)量得到如圖乙所示的兩條U-I圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題:甲(1)圖乙中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在

(選填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的。

(2)根據(jù)所用實(shí)驗(yàn)器材和圖乙可判斷,由圖線

(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值,結(jié)果為

Ω(保留1位小數(shù))。

(3)考慮到實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響,需對(duì)(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正,修正后待測(cè)電阻的阻值為

Ω(保留1位小數(shù))。

注意有效數(shù)字的位數(shù)和圖線上點(diǎn)的選取。4.(2019·江蘇,11,8分,難度★★★)某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率。實(shí)驗(yàn)操作如下:(1)螺旋測(cè)微器如圖1所示。在測(cè)量電阻絲直徑時(shí),先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間,再旋動(dòng)

(選填“A”“B”或“C”),直到聽(tīng)見(jiàn)“喀喀”的聲音,以保證壓力適當(dāng),同時(shí)防止螺旋測(cè)微器的損壞。

(2)選擇電阻絲的

(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測(cè)量,取其平均值作為電阻絲的直徑。

圖1(3)圖2甲中Rx為待測(cè)電阻絲。請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將滑動(dòng)變阻器接入圖2乙實(shí)物電路中的正確位置。甲圖2乙圖2U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0(4)為測(cè)量R,利用圖2甲所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電壓U1和電流I1的值,作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖3所示。接著,將電壓表改接在a、b兩端,測(cè)得5組電壓U2和電流I2的值,數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U2-I2圖像。(5)由此,可求得電阻絲的Rx=

Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。

圖3答案(1)C

(2)不同(3)(4)(5)23.5(23.0~24.0都算對(duì))解析(1)在測(cè)量時(shí),為了不損壞被測(cè)物體,最后也改用微調(diào)方旋鈕即C,直到聽(tīng)見(jiàn)“喀喀”的響聲;(2)為了減小測(cè)量誤差,應(yīng)選用電阻絲不同位置進(jìn)行多次測(cè)量;(3)按照原理圖,將實(shí)物圖連線如圖1。圖1(4)將表格中各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出,再連成一條直線,如圖2。圖25.(2018·天津,9(3),10分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值(約為10kΩ),除了Rx、開(kāi)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10kΩ)B.電壓表(量程0~10V,內(nèi)阻約100kΩ)C.電流表(量程0~1mA,內(nèi)阻約30Ω)D.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Ω)E.電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計(jì))F.電源(電動(dòng)勢(shì)12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計(jì))G.滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍0~10Ω,額定電流2A)①為使測(cè)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(hào))

②畫(huà)出測(cè)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(cè)電阻測(cè)量值會(huì)

其真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是

。答案①B

C

F②如圖所示③大于

電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可)解析①由于待測(cè)電阻約為10

kΩ太大,電源電動(dòng)勢(shì)為12

V時(shí),電路中電流才大約1.2

mA,故電流表選C,電源選F。由于待測(cè)電阻約為10

kΩ,電路中電流約為1.2

mA,則待測(cè)電阻兩端電壓約為12

V,所以電壓表選B。②由于待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于所選電流表內(nèi)阻,而略小于電壓表內(nèi)阻,故實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路設(shè)計(jì)時(shí)用內(nèi)接法;而滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值,故控制電路中滑動(dòng)變阻器使用限流式接法根本起不到調(diào)節(jié)作用,滑動(dòng)變阻器只能采用分壓式接法。電路圖見(jiàn)答案。6.(2017·海南,12,12分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測(cè)量待測(cè)電阻的阻值,現(xiàn)有器材為:待測(cè)電阻R(阻值約為5Ω);電源(電動(dòng)勢(shì)3V),滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~10Ω),電流表(量程0.6A,3A);電壓表(量程3V,15V),開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)要求在測(cè)量電路中將電流表內(nèi)接,滑動(dòng)變阻器起分壓作用,回答下列問(wèn)題:圖(a)(1)按照實(shí)驗(yàn)要求在圖(a)中畫(huà)出實(shí)物連線圖。(2)若已按實(shí)驗(yàn)要求接線,閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表示數(shù)在0~3V范圍內(nèi)明顯變化,電流表的示數(shù)始終為0,寫(xiě)出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個(gè)原因

。

(3)在連線正確并排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)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(cè)電阻的阻值為

Ω(最后一空計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案(1)電路圖如圖所示(2)電阻R斷路或電流表斷路(3)2.30

0.46

5.00解析(1)電路圖如圖所示:(2)若已按實(shí)驗(yàn)要求接線,閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表示數(shù)在0~3

V范圍內(nèi)明顯變化,電流表的示數(shù)始終為0,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是電阻R斷路或電流表斷路。(3)由于電源電動(dòng)勢(shì)為3

V,所以電壓表選用了3

V的量程,電流大約為0.6

A,所以電流表選用了0.6

A的量程;根據(jù)電壓表和電流表的讀數(shù)原則知:電壓表的讀數(shù)為2.30

V,電流表的讀數(shù)為0.46

A,待測(cè)電阻的阻值為R=

==5.00

Ω。圖(a)圖(b)考點(diǎn)77

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1.(2023·全國(guó)乙,23,10分,難度★★★)一學(xué)生小組測(cè)量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:螺旋測(cè)微器、刻度尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R、待測(cè)金屬絲、單刀雙擲開(kāi)關(guān)K、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖甲是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。完成下列填空:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),先將滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大,閉合S。甲乙(2)將K與1端相連,適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻,此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U1,然后將K與2端相連,此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U2。由此得到流過(guò)待測(cè)金屬絲的電流I=

,金屬絲的電阻r=

。(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)

(3)繼續(xù)微調(diào)R,重復(fù)(2)的測(cè)量過(guò)程,得到多組測(cè)量數(shù)據(jù),如下表所示:U1/mV0.570.710.851.141.43U2/mV0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù),得到金屬絲的電阻r=14.2Ω。(5)用刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度l=50.00cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲不同位置的直徑,某次測(cè)量的示數(shù)如圖乙所示,該讀數(shù)為d=

mm。多次測(cè)量后,得到直徑的平均值恰與d相等。

(6)由以上數(shù)據(jù)可得,待測(cè)金屬絲所用材料的電阻率ρ=

×10-7Ω·m。(保留2位有效數(shù)字)

2.(2023·江蘇,12,15分,難度★★★小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。所用器材有:干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻不計(jì))2節(jié);兩量程電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ;量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè);滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè);定值電阻(阻值50Ω)21個(gè);開(kāi)關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。甲

(1)電壓表量程應(yīng)選用

(選填“0~3V”或“0~15V”)。

(2)圖乙為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全)。先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置,然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱

(選填“B”“C”或“D”)連接,再閉合開(kāi)關(guān),開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

乙

(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變,依次測(cè)量電路中O與1,2,…,21之間的電壓。某次測(cè)量時(shí),電壓表指針位置如圖丙所示,其示數(shù)為

V。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線,如圖丁中實(shí)線所示。

丙丁(4)在圖甲所示的電路中,若電源電動(dòng)勢(shì)為E,電壓表視為理想電壓表,滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R1,定值電阻的總阻值為R2,當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí),其兩端的電壓U=

(用E、R1、R2、R表示),據(jù)此作出U-R理論圖線如圖丁中虛線所示。小明發(fā)現(xiàn)被測(cè)電阻較小或較大時(shí),電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小。

(5)分析可知,當(dāng)R較小時(shí),U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小,是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍?電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小。小明認(rèn)為,當(dāng)R較大時(shí),U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小,也是因?yàn)橄嗤脑颉Ｄ闶欠裢馑挠^點(diǎn)?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。3.(2023·遼寧,12,6分,難度★★)導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹(shù)脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆。現(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品(固態(tài)),某同學(xué)欲測(cè)量其電阻率,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

圖(a)a.測(cè)得樣品截面的邊長(zhǎng)a=0.20cm;b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁間左右移動(dòng);c.將丙調(diào)節(jié)至某位置,測(cè)量丙和某探針之間的距離L;d.閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表示數(shù)I=0.40A,讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S;e.改變丙的位置,重復(fù)步驟c、d,測(cè)量多組L和U,作出U-L圖像如圖(b)所示,得到直線的斜率k。圖(b)

回答下列問(wèn)題:(1)L是丙到

(填“甲”“乙”或“丁”)的距離;

(2)寫(xiě)出電阻率的表達(dá)式ρ=

(用k、a、I表示);

(3)根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ=

Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。

4.(2022·全國(guó)甲,22,5分,難度★★★)某同學(xué)要測(cè)量微安表內(nèi)阻,可利用的實(shí)驗(yàn)器材有電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻很小),電流表A(量程10mA,內(nèi)阻約10Ω),微安表G(量程100μA,內(nèi)阻Rg待測(cè),約1kΩ),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω),定值電阻R0(阻值10Ω),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)將圖中所示的器材符號(hào)連線,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)某次測(cè)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(jì)算出微安表內(nèi)阻Rg=

Ω。

答案(1)電路圖連接如圖所示。(2)9905.(2022·山東,14,8分,難度★★★)某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量電阻阻值的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)器材:干電池E(電動(dòng)勢(shì)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(dòng)變阻器R(最大阻值為100Ω);待測(cè)電阻Rx;開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。測(cè)量電路如圖所示。(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),連接電路,將滑動(dòng)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(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,使電流表指針指在滿刻度的處。該同學(xué)選擇的電流表為

(選填“A1”或“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為

Ω。

(2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),保持滑片的位置不變,用Rx替換R0,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表指針指在滿刻度的處,則Rx的測(cè)量值為

Ω。

(3)本實(shí)驗(yàn)中未考慮電池內(nèi)阻,對(duì)Rx的測(cè)量值

(選填“有”或“無(wú)”)影響。

答案(1)A1

60

(2)100

(3)無(wú)6.(2022·廣東,12,9分,難度★★★)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(cè)量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)裝置安裝和電路連接:如圖甲所示,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)線接入如圖乙所示的電路中。甲乙丙(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度l及其電阻Rx的測(cè)量:①將導(dǎo)電繩拉伸后,用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離,即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度l。②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)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(shí)導(dǎo)電繩的電阻Rx

=

(用I1、I2和U表示)。

④斷開(kāi)S1,增大導(dǎo)電繩拉伸量,測(cè)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(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值

(選填“有”或“無(wú)”)影響。

(4)圖丙是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)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(jī)械臂上,當(dāng)機(jī)械臂彎曲后,測(cè)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(zhǎng)度為

cm,即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。

7.(2022·北京,15,8分,難度★★★)物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。(1)用電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)和電流表(內(nèi)阻約為0.1Ω)測(cè)量一個(gè)電阻的阻值(約為5Ω)。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)該選擇的測(cè)量電路是圖1中的

(選填“甲”或“乙”)。

圖1(2)一多用電表表盤(pán)上的電阻刻度線正中間標(biāo)有“15”字樣。用它測(cè)量約20kΩ電阻的阻值,下列實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序?yàn)?/p>

(填各實(shí)驗(yàn)步驟前的字母)。

A.將選擇開(kāi)關(guān)置于“×1k”位置B.將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置C.將兩表筆分別接觸待測(cè)電阻兩端,讀出其阻值后隨即斷開(kāi)D.將兩表筆直接接觸,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向“0”圖2(3)圖2是“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)的電路圖。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表有示數(shù)且不變,電流表始終沒(méi)有示數(shù)。為查找故障,在其他連接不變的情況下,他將電壓表連接a位置的導(dǎo)線端分別試觸b、c、d三個(gè)位置,發(fā)現(xiàn)試觸b、c時(shí),電壓表有示數(shù);試觸d時(shí),電壓表沒(méi)有示數(shù)。若電路中僅有一處故障,則

(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.導(dǎo)線ab斷路 B.滑動(dòng)變阻器斷路C.導(dǎo)線cd斷路 D.滑動(dòng)變阻器短路答案(1)甲

(2)ADCB

(3)C該題屬于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)問(wèn)題——要理解并記住各類(lèi)電表的使用方法、電表的連接方法和注意事項(xiàng)等。8.(2022·湖北,13,9分,難度★★★)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(cè)量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。(1)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為

mm。再用游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度L。

甲

乙R/ΩI/A5.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的-R圖像,還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(cè)得電路的電流,仍根據(jù)原來(lái)描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測(cè)量值會(huì)

(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

9.(2022·重慶,11,6分,難度★★★)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時(shí)其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA,主要實(shí)驗(yàn)器材有恒壓直流電源E、加熱器、測(cè)溫儀、熱敏電阻RT、可變電阻R1、電流表

、電壓表

。(1)用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后,為使電流表的示數(shù)仍為50.0μA,須調(diào)節(jié)

(選填一種給定的實(shí)驗(yàn)器材)。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時(shí),電流表示數(shù)為50.0μA;連接電壓表后,電流表示數(shù)顯著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻

(選填“遠(yuǎn)大于”“接近”“遠(yuǎn)小于”)RT阻值的電壓表。

(2)測(cè)得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示,由圖可得溫度從35.0℃變化到40.0℃的過(guò)程中,RT的阻值隨溫度的平均變化率是

kΩ·℃-1(保留2位有效數(shù)字)。

答案(1)可變電阻R1

遠(yuǎn)大于

(2)1.210.(2021·浙江,18,7分,難度★★★)小李在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量一電阻Rx的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來(lái)判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,合上開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開(kāi)關(guān)K擲到1,電壓表的讀數(shù)U1=1.65V,電流表的示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)I1=

A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2=1.75V,I2=0.33A。由此可知應(yīng)采用電流表

(填“內(nèi)”或“外”)接法。

(2)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小李進(jìn)一步嘗試用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①器材與連線如圖3所示,請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖。

②先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開(kāi)關(guān)擲到右邊,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同,電阻箱的示數(shù)如圖3所示,則待測(cè)電阻Rx=

Ω。此方法

(填“有”或“無(wú)”)明顯的實(shí)驗(yàn)誤差,其理由是

。

答案(1)0.34(0.33~0.34)

外

(2)①見(jiàn)解析

②5

有

電阻箱的最小分度與待測(cè)電阻比較接近(或其他合理解釋)替代法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單,看似沒(méi)有系統(tǒng)誤差,但考慮到電阻箱不能連續(xù)調(diào)節(jié),往往很難保證電壓表、電流表的讀數(shù)不變,因此伏安法測(cè)電阻是最重要的測(cè)量電阻的方法。11.(2021·山東,14,8分,難度★★★)熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件,某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。可供選擇的器材有:

甲待測(cè)熱敏電阻RT(實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),阻值為幾百歐到幾千歐);電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻r約為0.5Ω);電阻箱R(阻值范圍0~9999.99Ω);滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω);滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2000Ω);微安表(量程100μA,內(nèi)阻等于2500Ω);開(kāi)關(guān)兩個(gè),溫控裝置一套,導(dǎo)線若干。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏:③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變,斷開(kāi)S2,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

(填“R1”或“R2”)。

(2)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路。(3)某溫度下微安表半偏時(shí),電阻箱的讀數(shù)為6000.00Ω,該溫度下熱敏電阻的測(cè)量值為

Ω(結(jié)果保留到個(gè)位),該測(cè)量值

(填“大于”或“小于”)真實(shí)值。

(4)多次實(shí)驗(yàn)后,學(xué)習(xí)小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸

(填“增大”或“減小”)。

乙答案(1)R1

(2)如圖所示

(3)3500

大于

(4)減小解析(1)用半偏法測(cè)量熱敏電阻的阻值,盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變,由于該支路與滑動(dòng)變阻器前半部分并聯(lián),滑動(dòng)變阻器的阻值越小,S2閉合前、后該部分電阻變化越小,從而電壓的值變化越小,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1。(2)電路連接圖如圖所示(3)微安表半偏時(shí),該支路的總電阻為原來(lái)的2倍,即RT+RμA=6000Ω可得RT=3500Ω當(dāng)斷開(kāi)S2,微安表半偏時(shí),由于該支路的電阻增加,電壓略有升高,根據(jù)歐姆定律,總電阻比原來(lái)2倍略大,也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻,而認(rèn)為電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻,因此熱敏電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大。(4)由于是lnRT-圖像,當(dāng)溫度T升高時(shí),減小,從圖中可以看出lnRT減小,從而RT減小,因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小。12.(2020·海南,15,10分,難度★★★)在測(cè)量定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中,提供的實(shí)驗(yàn)器材如下:電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻r1=3.0kΩ),電壓表V2(量程5V,內(nèi)阻r2=5.0kΩ),滑動(dòng)變阻器R(額定電流1.5A,最大阻值100Ω),待測(cè)定值電阻Rx,電源E(電動(dòng)勢(shì)6.0V,內(nèi)阻不計(jì)),單刀開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用

(填“限流”或“分壓”)接法;

(2)將虛線框中的電路原理圖補(bǔ)充完整;(3)根據(jù)下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(U1、U2分別為電壓表V1、V2的示數(shù)),在圖(a)給出的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并繪制U2-U1圖像;測(cè)量次數(shù)12345U1/V1.001.502.002.503.00U2/V1.612.413.214.024.82(4)由U2-U1圖像得到待測(cè)定值電阻的阻值Rx=

Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,若要繼續(xù)采用該實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定另一個(gè)定值電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值,在不額外增加器材的前提下,要求實(shí)驗(yàn)精度盡可能高,請(qǐng)?jiān)趫D(b)的虛線框內(nèi)畫(huà)出你改進(jìn)的電路圖。答案(1)分壓(2)(3)(4)1.83×103(5)解析(1)電壓表V1和Rx串聯(lián)再和V2并聯(lián),并聯(lián)的總電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻,為了調(diào)節(jié)變阻器時(shí),電表示數(shù)變化明顯,且能獲得更多組數(shù)據(jù),選擇分壓接法。(2)完整的電路圖,如圖所示。(3)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制的U2-U1圖像,如圖所示。(5)因待測(cè)電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值較小,若仍與電壓表V1串聯(lián),則所分得的電壓過(guò)小,不利于測(cè)量,故待測(cè)電阻Ry與其中一個(gè)電壓表并聯(lián),由于電源電動(dòng)勢(shì)只有6V,為讓待測(cè)電阻分得較大電壓,故待測(cè)電阻Ry應(yīng)與電壓表V2并聯(lián),再與電壓表V1串聯(lián),故改進(jìn)后的電路圖,如圖所示。13.(2019·海南,11,8分,難度★★★)用實(shí)驗(yàn)室提供的器材設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電流表內(nèi)阻的電路。實(shí)驗(yàn)室提供的器材為:待測(cè)電流表A(量程10mA,內(nèi)阻約為50Ω),滑動(dòng)變阻器R1,電阻箱R,電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻可忽略),開(kāi)關(guān)S1和S2,導(dǎo)線若干。圖(a)圖(b)(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材,在圖(a)所示虛線框內(nèi)將電路原理圖補(bǔ)充完整,要求滑動(dòng)變阻器起限流作用;(2)將圖(b)中的實(shí)物按設(shè)計(jì)的原理圖連線;(3)若實(shí)驗(yàn)提供的滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格①10Ω,額定電流2A

②1500Ω,額定電流0.5A實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該取

。(填“①”或“②”)

答案(1)電路圖見(jiàn)解析(2)實(shí)物連線見(jiàn)解析(3)②解析(1)電路原理圖如圖;(2)實(shí)物連線如圖:14.(2018·全國(guó)3,23,9分,難度★★★)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0Ω);V可視為理想電壓表;S1為單刀開(kāi)關(guān),S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)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;圖(a)圖(b)

12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1;(3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2;(4)待測(cè)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(cè)量所得U2U1的平均值,求得Rx=

Ω。(保留1位小數(shù))

答案(1)實(shí)物連線如圖15.(2018·浙江,18,5分,難度★★★)(1)小明用多用電表測(cè)量一小段2B鉛筆芯的電阻Rx,正確的操作順序是

(填字母);

A.把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到歐姆零點(diǎn)C.把紅、黑表筆分別接在Rx兩端,然后讀數(shù)D.把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的擋位,將紅、黑表筆接觸E.把紅、黑表筆分別插入多用電表“+”“-”插孔,用螺絲刀調(diào)節(jié)指針定位螺絲,使指針指0(2)小明正確操作后,多用電表的指針位置如圖所示,則Rx=

Ω;

(3)小張認(rèn)為用多用電表測(cè)量小電阻誤差太大,采用伏安法測(cè)量?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下:電源(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻可忽略),電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ),多用電表(2.5mA擋、25mA擋和250mA擋,對(duì)應(yīng)的內(nèi)阻約40Ω、4Ω和0.4Ω),滑動(dòng)變阻器RP(0~10Ω),定值電阻R0(阻值10Ω),開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。答案(1)EDBCA

(2)2.9

(3)B

250mA解析(1)多用電表應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再進(jìn)行歐姆調(diào)零,用完電表后再把電表?yè)跷徽{(diào)整到交流電壓最高擋或者off擋。機(jī)械調(diào)零的步驟是E,歐姆調(diào)零的步驟是DB,測(cè)電阻是C,最后步驟是A。(2)所選擋位為“×1”,最小精度0.2

Ω,所以只能讀到小數(shù)點(diǎn)后一位,答案為2.9

Ω。(3)C項(xiàng)中,電壓表量程0~3

V,電源電動(dòng)勢(shì)3

V,不能使電壓表發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;A項(xiàng)中,被測(cè)總電阻是13

Ω左右,電源電壓為3

V,最大電流在230

mA左右,選量程為0~250

mA多用電表測(cè)電流,電表內(nèi)阻與待測(cè)電阻相比相差不太大,應(yīng)采用電流表外接法,A錯(cuò);D項(xiàng)中電壓表兩端測(cè)的就是電源電壓,不會(huì)隨滑動(dòng)變阻器變化而變化,故D錯(cuò)誤。經(jīng)分析,應(yīng)選B。16.(2017·全國(guó)2,23,9分,難度★★★)圖(a)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)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?兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20Ω,另一個(gè)阻值為2000Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω);電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V);單刀開(kāi)關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。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(shuō)明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)

(填“相等”或“不相等”)。

④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)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(cè)微安表的內(nèi)阻為

Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)。

(3)寫(xiě)出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議:

。

解答創(chuàng)新類(lèi)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法以上幾題,有的是根據(jù)電路原理圖在實(shí)物圖上連線;有的是設(shè)計(jì)電路圖,并涉及選擇器材和電路,該類(lèi)試題基本上是在規(guī)定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在基本實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展遷移?；镜膶?shí)驗(yàn)方法包括:實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)誤差的控制方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,而考題往往將基本的實(shí)驗(yàn)方法和物理原理合理遷移,設(shè)計(jì)出測(cè)量不同的物理量、可探究不同問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案。教材中所學(xué)過(guò)的物理規(guī)律、物理公式中只要含有某一物理量,則該規(guī)律、公式就可作為研究或測(cè)定該物理量的原理基礎(chǔ)而進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)。如用伏安法測(cè)電阻,R=,也可遷移到測(cè)電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻上去測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。17.(2016·全國(guó)2,23,9分,難度★★★)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表V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(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ),直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V),開(kāi)關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干。圖(a)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(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置,閉合開(kāi)關(guān)S;③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表滿偏;④保持滑動(dòng)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。

(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(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為

Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)。

(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為

(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.100μA B.250μAC.500μA D.1mA

18.(2015·全國(guó)2,23,9分,難度★★★)電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:待測(cè)電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約為3000Ω),電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值

100Ω,額定電流2A),電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)),開(kāi)關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)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(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟:

。

(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV',與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,RV'

(填“>”“=”或“<”)RV,主要理由是

答案(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,斷開(kāi)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(cè)得的電壓表內(nèi)阻(3)>

斷開(kāi)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RV'>RV(其他合理說(shuō)法也可)第5節(jié)

實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安曲線考點(diǎn)78實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡伏安曲線的原型實(shí)驗(yàn)1.(2023·全國(guó)甲,22,5分,難度★★)某同學(xué)用伏安法測(cè)繪一額定電壓為6V、額定功率為3W的小燈泡的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)所用電壓表內(nèi)阻約為6kΩ,電流表內(nèi)阻約為1.5Ω,實(shí)驗(yàn)中有圖甲和圖乙所示的兩個(gè)電路圖供選擇。甲乙丙(1)實(shí)驗(yàn)中得到的電流I和電壓U的關(guān)系曲線如圖丙所示,該同學(xué)選擇的電路圖是圖

(選填“甲”或“乙”)。

(2)若選擇另一個(gè)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在圖丙中用實(shí)線畫(huà)出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)得到的關(guān)系曲線的示意圖。答案(1)甲(2)如圖實(shí)線所示2.(2017·全國(guó)1,23,10分,難度★★★★)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,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(dòng)變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動(dòng)勢(shì)5V,內(nèi)阻不計(jì));開(kāi)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(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量,畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示?？键c(diǎn)79實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡伏安曲線的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1.(2021·全國(guó)甲,23,10分,難度★★★)某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)、電壓表(量程300mV,內(nèi)阻300Ω)、電流表(量程300mA,內(nèi)阻0.27Ω)、定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~20Ω)、電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì))、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成下列填空:

圖(a)

圖(b)(1)有3個(gè)阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻可供選擇,為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線,R0應(yīng)選取阻值為

Ω的定值電阻;

(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的

(選填“a”或“b”)端;

(3)在流過(guò)電流表的電流較小時(shí),將電阻箱R2的阻值置零,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I,結(jié)果如圖(b)所示。當(dāng)流過(guò)電流表的電流為10mA時(shí),小燈泡的電阻為

Ω(保留1位有效數(shù)字）；(4)為使得電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為

Ω。然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示:

U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0(5)由圖(b)和上表可知,隨流過(guò)小燈泡電流的增加,其燈絲的電阻

(選填“增大”“減小”或“不變”);

(6)該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開(kāi)始發(fā)光時(shí)流過(guò)電流表的電流為160mA,可得此時(shí)小燈泡電功率W1=

W(保留2位有效數(shù)字);當(dāng)流過(guò)電流表的電流為300mA時(shí),小燈泡的電功率為W2,則=

(保留至整數(shù))。答案(1)10(2)a(3)0.7(4)2700(5)增大(6)7.4×10-210解析(1)描繪小燈泡的伏安曲線,需要達(dá)到額定功率,其最大電阻為

=11.7Ω,只能選10Ω的,其他的調(diào)不到。(2)將滑片置于a端,整個(gè)電路電阻最大,待測(cè)燈泡電壓為零,這種接法最安全。(3)根據(jù)電阻定義

。(4)電壓表的滿偏電流

,串聯(lián)的電阻

=2700Ω。(5)根據(jù)分壓原理,,即UL=10UV。再根據(jù)電阻定義

可算出電阻變大。(6)由(5)可知,小燈泡電功率W1=U1I1=46×10×160×10-6W=7.4×10-2W,小燈泡電功率W2=U2I2=250×10×300×10-6W=0.75W,

2.(2021·河北,11,6分,難度★★★)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:小燈泡(6.3V,0.15A),直流電源(9V),滑動(dòng)變阻器,量程合適的電壓表和電流表,開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)的電路如圖1所示。(1)參照?qǐng)D1,完成圖2中的實(shí)物連線。圖3(2)按照?qǐng)D1連線后,閉合開(kāi)關(guān),小燈泡閃亮一下后熄滅,觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷,原因可能是

(單項(xiàng)選擇,填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.電流表短路B.滑動(dòng)變阻器的滑片接觸不良C.滑動(dòng)變阻器滑片的初始位置在b端(3)更換小燈泡后,該同學(xué)正確完成了實(shí)驗(yàn)操作,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,得到I-U圖像,其中一部分如圖3所示。根據(jù)圖像計(jì)算出P點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為

Ω。(保留三位有效數(shù)字)

答案(