专题11 电学实验-2014年高考物理考纲解读及热点难点试题演练 Word版含解析

1.近几年新课标全国卷中没有电表读数题目，但各自主命题省份的高考卷中多次出现电表读数问题和多用电表的使用问题，预计今后新课标全国卷中考查电表读数与多用电表使用的可能性较大，应该重视．
2.“测量金属的电阻率”和“描绘小灯泡的伏安特性曲线”两实验，实际上均与“伏安法测电阻”无多大区别，考查的重点是仪器的选择、电路设计、实物连线和数据处理四个方面，估计今后课标卷对这两个实验考查应是重点之一．
3.测量电源的电动势和内阻是闭合电路欧姆定律的应用，全面考查电流表、电压表和滑动变阻器的使用，是高中物理中最典型的实验之一．近几年新课标全国卷中虽然没有考查，但预计将是今后命题的重点内容．考查的重点放在实验原理的研究、电路的设计、电表选择、实物连线和数据处理等方面．
【高考预测】
一、电学测量仪器的使用与读数
1．电流表、电压表、欧姆表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出 使指针指示比满偏刻度的多的位置 3 V和3 A量程估读到最小分度的；15 V 量程估读到最小分度的；0.6 A量程应估读到最小分度的
电压表
欧姆表 使指针尽量指在表盘中间位置 取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率
2.使用多用电表“四忌”
(1)忌不调零就使用多用电表．
(2)忌搞错连接方式，测电压需并联．测电流需串联．
(3)忌用手接触测试笔的金属杆．
(4)忌用多用电表测不是50 Hz的交流电．普通多用电表的交流挡位是按照50 Hz设计的，不能准确测量其他频率的交流电．
3．电学仪器的选择
(1)电源的选择
一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源．
(2)电表的选择
一般根据电源的电动势或待测电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度．
二、电流表内外接法的比较与选择
比较项目 电流表内接法 电流表外接法
电路
误差来源 电流表的分压 电压表的分流
测量结果 R测＝>Rx，偏大 R测＝适用条件 Rx RA(测大电阻) RV Rx(测小电阻)
三、控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择
1．控制电路的比较
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路
电压调节的范围 E→E 0→E
电能损耗 节能 耗能
电路连接 简便 复杂
2.控制电路的选择：优先选用限流式．
以下情况考虑分压式：
(1)要求待测电路的U、I从0变化；
(2)R滑 Rx；
(3)选用限流式时，Ux、Ix过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或Ux、Ix过小(最大值不超过电表满量程的，读数误差大).
一、实验仪器的使用与选择
1．电流表、电压表、欧姆表的比较
仪器 极性 量程选择 读数
电流表 有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出 使指针指在比满偏刻度的多的位置 3 V和3 A量程估读到最小分度的；15 V量程估读到最小分度的；0.6 A量程估读到最小分度的
电压表
欧姆表 使指针尽量指在表盘的中间位置左右 取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率
2．电学实验器材的选取
(1)根据不使电表受损和尽量减小误差的原则选择电表．首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/3～2/3左右)，以减少测量和读数的误差．
(2)根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定电流．对大阻值的变阻器，滑片稍有移动，电流、电压就会有很大的变化，不宜采用．
(3)应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择．
【方法技巧】
1.器材选取问题的策略
(1)器材选取三原则：
①安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。
②精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。
③方便性原则：实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作是否调节方便的问题。
(2)器材选取三具体要求
①根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/3~2/3左右)，以减少测量和读数的误差。
②根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不能超过它的额定值。对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。
③应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能做出恰当的选择。
(3)器材选取的一般步骤
①找出唯一且必需的器材。
②画出电路图(暂不把电表接入)。
③估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值)或估算最小值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最大值)。
④考虑能否使电压表、电流表都达到满偏的1/3以上。
2.电路设计
根据实验目的，结合实验给出的器材能够直接测出的物理量，运用闭合电路欧姆定律列方程(方程组)，能够求解实验目的量的电路。在设计中注意电流表的内(外)接法或滑动变阻器的分压(限流)接法。
二、电路的选择
1．电流表内、外接法的比较与选择
比较项目 电流表内接法 电流表外接法
电路
误差来源 电流表的分压 电压表的分流
测量结果 R测＝U/I>Rx，偏大 R测＝U/I适用条件 Rx RA(测大电阻) RV Rx(测小电阻)
2．控制电路(滑动变阻器的接法)的比较与选择
(1)控制电路的比较：
比较项目 限流式接法 分压式接法
电路
电压调节的范围 E→E 0→E
电能损耗 节能 耗能
电路连接 简便 复杂
(2)控制电路的选择：
以下情况考虑分压式接法：①要求待测电路的U、I从0变化；②R滑 Rx；③选用限流式接法时，Ux、Ix过大(超过电表量程，烧坏电表、电源或用电器等)或Ux、Ix过小(最大值不超过电表满量程的，读数误差大)．
三、多用电表的使用“三注意”
(1)电流的流向
由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“+”插孔(红表笔)流入，从“-”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔。
(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝;“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。
(3)选倍率
测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差。通常只使用表盘中间一段刻度范围，指针偏转角度在满偏到满偏之间为测量的有效范围。如当待测电阻约为2 kΩ时，应采用“×100”挡。
【方法技巧】多用电表的使用步骤：
(1)选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200 Ω就应该选“×10 Ω”的倍率;
(2)进行欧姆调零;
(3)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量;
(4)将指针示数乘以倍率，得测量值;
(5)测量结束后，将选择开关扳到“OFF”挡或交流电压最高挡。
特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量;如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量。
考点1、电表的读数及多用电表的使用
【例1】 (2013·新课标全国卷Ⅰ，23)某学生实验小组利用图5－11－1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干．
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点．
(2)将图5－11－1中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图5－11－2甲所示，这时电压表的示数如图5－11－2乙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________ V.
(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图5－11－3 所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________ kΩ.
【变式探究】 (1)①图5－11－5甲用0.6 A量程时，
对应刻度盘上每一小格代表________A，表针的示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A.
②图5－11－5乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中指针的示数为________V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________ V，图中表针指示的是________V.
(2)旋钮式电阻箱如图5－11－6所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω.今欲将接入电路的电阻改为208 7Ω，最简单的操作方法是________．若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为________．
考点2、测量电阻率和描绘伏安特性曲线
【例2】 (2013·广东卷，34(2))图5－11－7(a)是测量电阻Rx的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计)，标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.
①根据原理图连接图(b)的实物图．
②断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压u＝________ V/cm，记录此时电流表A1的示数．
③保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同，记录长度L和A2的示数I，测量6组L和I值，测量数据已在图(c)中标出，写出Rx与L、I、u的关系式Rx＝________；根据图(c)用作图法算出Rx＝________ Ω.
解析　①实物图如图所示
【特别提醒】
1．实物图连接注意
(1)一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线；
(2)最后并接电压表；
(3)连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出．
2．实验数据的处理
(1)常见的处理方法有：
①列表法；②图象法；③平均值法．　　　　　　　　　　
(2)用图象分析处理实验数据，有以下的要求：
①需要的数据至少为6组．
②可以根据物理规律、公式的计算，分析应该得到图线是直线还是曲线．
③描点、连线、取点、得数据．把实验获取的各组数据对应的点描在坐标系内，在剔除不符合规律的“点”后，用一条平滑的细线把各有效的点连接起来，切记不能连接成折线．从所连的线上取需要的点，从而得出相应的数据．
3．几种常用的测量电阻的方法
(1)欧姆表测电阻
最直接测量电阻的仪表．但是一般用欧姆表测量时只能进行粗测，为下一步的测量提供一个参考依据．
(2)伏安法测电阻
伏安法测电阻是最典型的测量方法．两种电路：内接法和外接法．
(3)等效替代法测电阻
等效替代法就是在测量的过程中，让通过待测电阻的电流(或电压)和通过电阻箱的电流(或电压)相等．则电阻箱的读数就是待测电阻的数值．使用电流表和电压表等效替代法测电阻的两种电路如图甲、乙所示．
(4)半偏法测电阻
测量电流表内阻(如图丙所示)和测量电压表内阻(如图丁所示)常用半偏法．
【变式探究】
(1)有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U－I图线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)
B．电压表(0～10 V，内阻20 kΩ)
C．电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω)
D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)
E．滑动变阻器(5 Ω，1 A)
F．滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)
①实验中电压表应选用________，电流表应选用______．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)．
②请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把图5－11－9中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．
③根据U－I图象，当灯泡两端所加电压为3.2 V时，电功率为________ W.
考点3、测量电源的电动势和内阻
【例3】 (2013·浙江卷，22)采用如图5－11－11所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．
(1)除了选用图5－11－12照片中的部分器材外，________(填选项)；
A．还需要电压表 B．还需要电流表
C．还需要学生电源 D．不再需要其他器材
(2)测量所得数据如下：
测量次数物理量　　 1 2 3 4 5 6
R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20
U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43
用作图法求得电池的内阻r＝________；
(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻RA＝________.
【变式探究】 用如图5－11－13的电路图测电源的电动势和内电阻，提供的器材如图5－11－14所示，根据某次实验数据作出的U－I图线如图5－11－15所示．
(1)实验时应将多用电表的选择开关旋至________挡(填“Ω”、“V”或“mA”)，根据图象电流表的量程应选择______(填“0～0.6 A”或“0～3 A”)．
(2)用实线代表导线把图5－11－15所示的实物连接成完整的测量电路．
(3)由此图线求得的电源内电阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)
从近几年新课标全国卷中的电学实验来看，没有考查考试说明中要求的具体实验，全部是创新型试题.试题的考查重点仍是电阻的测量，多次出现电阻测量或描绘伏安特性曲线；另外还考查电路设计，根据要求，设计合理的电路；实物连线和数据处理也是重点考查的对象．
【应考必备】
掌握基本的恒定电流的物理规律，最常用仪器使用规则，考试说明中的每个电学实验的基本要求和典型的电路是做好电学创新试题的基础．基本规律是欧姆定律，常用仪器是电压表、电流表和滑动变阻器，典型电路是测量电阻的内接与外接法，滑动变阻器的分压与限流法，测量电源电动势的三种电路等．在掌握基本知识的基础上，能将自己学过的实验原理、实验方案、实验方法和数据处理的方法技巧迁移应用到创新型试题的解决过程中．
【例1】（2013·重庆卷)某同学对有故障的电热毯进行探究．图5－11－18是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接．图5－11－19为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表．
①请在虚线框内画出与图5－11－19对应的电路图．
②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U－I曲线如图5－11－20所示，已知电热线材料的电阻率为2.8×10－7 Ω·m，电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为____ kΩ，总长度为________ m．(结果均保留两位有效数字)
③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图5－11－18中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可判断出电路有断路，位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项).
测试点 3和3′ 1和1′ 1和3 1和2′ 2′和3′
电表指针有无偏转 电压表 有 有 无 有 无
电流表 无 有 有 无 有
【特别提醒】解决创新型实验的关键是确定实验原理，它是进行实验设计的根本依据和起点，它决定应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤、如何处理数据等．实验原理的确定，要根据问题的要求和给出的条件，回顾分组实验和演示实验，寻找能够迁移应用的实验原理，或者回顾物理原理，寻找有关的物理规律，设法创设相关的物理情景，并根据已掌握的基本仪器核对是否能够测出必须测定的物理量．因此，掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理是解答创新型实验题的基础．　　　　　　　　　　
【变式探究】 在“测定直流电动机的效率”的实验中，用图5－11－21所示的电路测定一个额定电压为6 V，额定功率为3 W的直流电动机的机械效率．
①根据电路图在图5－11－22中完成实物图的连线；
②实验中保持电动机两端电压U恒为6 V，重物每次匀速上升的高度h均为1.5 m，所测物理量及测量结果如下表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
电动机的电流I/A 0.2 0.4 0.6 0.8 2.5
所提重物的重力mg/N 0.8 2.0 4.0 6.0 6.5
重物上升时间t/s 1.4 1.65 2.1 2.7 重物不
运动
计算电动机效率η的表达式为________(用符号表示)，前4次实验中电动机工作效率的平均值为________．
③在第5次实验中，电动机的输出功率是________，可估算出电动机线圈的电阻为________ Ω.
【变式探究】 某同学用如图5－11－23所示的实验电路测定某电源内阻r和一段电阻线的电阻率．ab是一段粗细均匀的电阻线，横截面积S＝0.1 mm2，定值电阻R＝2 Ω，电源电动势E＝9 V，滑动片P与电阻线接触良好，aP长度用x表示，电流表内阻及导线电阻不计．实验时闭合开关，调节P的位置，通过读数、计算，将x和与之对应的数据记录在下表
x(m) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
(A－1) 0.44 0.56 0.67 0.78 0.89
(1)在图5－11－24中画出－x图象．
(2)根据图和相关数据，求出该电源内阻r＝________ Ω；电阻线电阻率ρ＝________ Ω·m.(保留两位有效数字)
(3)在实验过程中，该同学发现电流表的示数有时过大，为防止损坏电流表，对实验电路进行了重新设计．要既能保证测出电源内阻和电阻率，又能防止电流表烧坏，以下电路图可行的是________．
1．(2013·新课标全国卷Ⅱ，23)某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图5－11－25(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：
(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线．
(2)开关S闭合时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．
(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．
(4)定值电阻的阻值R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(结果取3位有效数字)
图5－11－25
2．(2013·江苏卷，10)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P＝UI得到电功率．实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V，1.8 W”，电源为12 V的电池，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)准备使用的实物电路如图5－11－26所示．请将滑动变阻器接入电路的正确位置．(用笔画线代替导线)
(2)现有10 Ω、20 Ω和50 Ω的定值电阻，电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻．
(3)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材．
(4)小明处理数据后将P、U2描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图5－11－27所示．请指出图象中不恰当的地方．
3．某同学在实验室测汽车电热器的电功率，此电热器额定电压为12 V．实验室备有下列器材：
A．输出电压为16 V的学生电源
B．量程为0～3 A的电流表，内阻约0.1 Ω
C．量程为0～0.6 A的电流表，内阻约0.5 Ω
D．量程为0～3 V的电压表，内阻约3 kΩ
E．量程为0～15 V的电压表，内阻约15 kΩ
F．0～10 Ω，0.5 A的滑动变阻器
G．0～10 Ω，2 A的滑动变阻器
H．导线，开关
该同学测量的数据记录如下：
U/V 2.4 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0
I/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50
(1)该电热器的阻值是否恒定不变？答：________(填“是”或“不是”)．
(2)合理选择实验器材：电流表选________，电压表选________，滑动变阻器选________．
(3)请画出电路图．
(4)电热器的额定功率为________．
4．(2013·北京卷，21)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值．
(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω)
B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
C．电压表(0～3 V，内阻约3 k Ω)
D．电压表(0～15 V，内阻约15 k Ω)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图5－11－28中的________(选填“甲”或“乙”)．
(2)图5－11－29是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线．请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图5－11－29中实物间的连线．
(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图5－11－30所示，可得该电阻的测量值Rx＝＝________Ω(保留两位有效数字)．
(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是
________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________．(选填选项前的字母)
A．电流表测量值小于流经Rx的电流值
B．电流表测量值大于流经Rx的电流值
C．电压表测量值小于Rx两端的电压值
D．电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U－x关系的示意图中正确的是________．
5．(2013·安徽卷，21Ⅱ、Ⅲ)Ⅱ.(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图5－11－31所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.
(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图5－11－32所示的实验电路图，按照该电路图完成图5－11－33中的实物电路连接．
Ⅲ.根据闭合电路欧姆定律，用图5－11－34所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的，根据实验数据在－R坐标系中描出坐标点，如图5－11－35所示．已知R0＝150 Ω，请完成以下数据分析和处理．
(1)图5－11－35中电阻为________Ω的数据点应剔除；
(2)在坐标纸上画出－R关系图线；
(3)图线的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得电池电动势Ex＝________V.
(2)画出 R关系图线如图所示
4.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某组同学进行了如下测量：
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次，求出其平均值l。其中一次测量结果如图所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为　　　　 cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。
(2)采用如图所示的电路测量金属丝的电阻，图中A、B之间为待测金属丝。电压表的读数用U表示，电流表的读数用I表示。电阻的测量值比真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)由公式ρ=　　　　计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。
5.测一个待测电阻Rx(约200 Ω)的阻值，除待测电阻外，实验室提供了如下器材：
电源E：电动势3 V，内阻不计;
电流表A1：量程0~10 mA、内阻r1约为50 Ω;
电流表A2：量程0~500 μA、内阻r2=1 000 Ω;
滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω、额定电流2 A;
电阻箱R2：阻值范围0~9 999 Ω。
(1)由于没有提供电压表，为了测定待测电阻上的电压，应选电流表　　　　与电阻箱R2连接，将其改装成电压表。
(2)对于下列测量Rx的四种电路图，为了测量准确且方便应选图　　　　。
(3)实验中将电阻箱R2的阻值调到4 000 Ω，再调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可测得待测电阻Rx的测量值是　　　　Ω。
6.某同学在一次研究性学习活动中想得到一节蓄电池的短路电流，为此设计了如下电路。已知该蓄电池的电动势约为2 V、内阻非常小，该同学为防止调节滑动变阻器时造成蓄电池短路，在所设计的电路中选用了一个保护电阻。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，物理实验室可提供的器材还有：
电流表A1(量程0.6 A)
电流表A2(量程3 A)
电压表V1(量程3 V)
电压表V2(量程15 V)
定值电阻R1(阻值1 Ω、额定功率5 W)
定值电阻R2(阻值10 Ω、额定功率10 W)
(1)为了保证电路安全并提高测量精度，该同学应选的电流表为　　　　，电压表为　　　　，保护电阻为　　　　。(填写器材符号)
(2)该同学又选用了其他规格的器材利用上述电路进行实验，测得电压表与电流表的示数如下表所示。根据表中数据，作出UI图象，根据图象求得蓄电池的短路电流为　　　　A。(保留三位有效数字)
U/V 1.98 1.95 1.91 1.87 1.83
I/A 0.20 0.64 0.92 1.32 1.72
7.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为　　　　mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻RX。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
由以上实验数据可知，他们测量RX是采用图2中的　　　　图(选填“甲”或“乙”)。
(3)图3是测量RX的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值RX=　　　　Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为　　　(填选项前的符号)。
A.1×10-2Ω·m
B.1×10-3Ω·m
C.1×10-6Ω·m
D.1×10-8Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是　　　　(有多个正确选项)。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差