物理·实验专题
【点评】 考查火警报警的工作原理,掌握门电路的种 电阻R1 偏大.另外,热敏电阻随着温度的升高,电阻值逐渐
类,及各自的作用,并知道热敏电阻的阻值随着温度升高而 减小.当R1 较小时,R/RA减小的特点,理解如何提高火警报警的灵敏度. 量得到的R1 的误差较小.所以AC选项正确.
【拓展题特训】 (5)当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热
1.【答案】 (1)小 (2)右 (3)见解析图 达到平衡时,满足关系式12R=k(t-t0),将已知电流恒为
【解析】 (1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时,电 50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃代入可得:R=(100Ω/℃)t
阻增大.故电路中电流会减小. -2000Ω,在图3中画出R=(100Ω/℃)t-2000Ω的函数直
(2)由(1)的分析知,温度越高,电流越大,25℃的刻度应 线.直线与曲线的交点即是所求的温度,该电阻的温度稳定
对应较大电流,故在20℃的刻度的右侧. 在46~49℃.
(3)电路如图所示.
综合特训
【母题特训】
1.【答案】 (1)见解析图;
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在
支路分压最小,闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满
偏,保证滑动变阻器的位置不变,断开开关S2,调节电阻箱
2.【答案】 (1)见解析 (2)见解析 (3)a (4)AC
R0使电压表的指针半偏,读取电阻箱所示的电阻值,此即为
(5)46~49
测得的电压表内阻
【解析】 (1)实验器材中的滑动变阻器R(最大阻值为 (3)> 电压表串联电阻箱后认为电压不变,而实际该
20Ω)、热敏电阻Rt(常温下约8kΩ),滑动变阻器电阻远小 支路电压变大,则电阻箱分压大于计算值,则会引起测量值
于待测电阻.如果采用限流电路,调节滑动变阻器对电路中 的偏大
的电流、电压影响很小,不符合实验要求.所以采用分压接法. 【解析】 (1)待测电压表电阻(3000欧姆)远大于滑动变
电流表A(内阻约200Ω)、电压表V(内阻约10kΩ),根据R/ 阻器R1的电阻值(100欧姆),故滑动变阻器R1采用分压式
RA>RV/R,可见电流表对测量电阻的影响较小,所以采用 接法;
内接法.实验电路图如图1所示. 电路图如图所示:
图1
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在
支路分压最小,闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满
偏,保证滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关S2,调节电阻
箱R0使电压表的指针半偏,读取电阻箱所示的电阻值,此即
为测得的电压表内阻;
(3)电压表串联电阻箱后认为电压不变,而实际该支路
电压变大,则电阻箱分压大于计算值,则会引起测量值的偏
大,故RV2.【答案】 (1)15 35 (2)300 3000 (3)c 若电流
表无示数,则说明 R2 断 路,若 电 流 表 有 示 数,则 说 明 R图2 1
断路
(2)补充完成实物间的连线,如图2所示. 【解析】 (1)定值电阻和毫安表都是并联关系,电压相
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头P 应置于a 端, 等,电流和电阻成反比,若使用a 和b 两个接线柱,量程为
使待测电阻两端的电压为零,起到保护电路的作用. 3mA,则通过R1 和R2 的为2mA,电流比为1∶2,所以电
(4)电流表内接法会产生实验误差,由于电流表的分压, 1
阻比为 ,可得
测量得到的R 两端电压比实际电压偏大,所以计算得到的 2∶1 R1+R2=2Rg=50Ω.
若使用a 和c 两
1
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个接线柱,电表量程为10mA,通过R1 的电流为9mA,电流
1
比为1∶9,可得电阻比为9∶1,即R1= ( ),整理可9 Rg+r2
得R2=35Ω,R1=15Ω.
(2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为
1.5V 1.5V
0.0005A=3000Ω
,最小阻值为 若定值电阻
0.003A=500Ω.
选择为1000Ω,则无法校准3.0mA;所以定值电阻选择300
Ω.由于最 大 阻 值 要 达 到3000Ω,所 以 滑 动 变 阻 器 要 选 择 (3)电压表的内阻RV 和R 串联,分压为2.00V和0.50
3000Ω. V,则RV=4R=2520Ω.
(3)因为只有一个损坏,所以验证R2 是否损坏即可.所 (4)
U 25
电 压 表 的 满 偏 电 流Ig=R =2520A≈1mA
,故
V
以d 点应和接线柱“c”相连,若电流表无示数,则说明R2 断
选D.
路,若电流表有示数,则说明R1 断路. 【过关特训】
3.【答案】 (1)如下图 1.【答案】 (1)AC (2)a (3)欧姆调零 13 1.32
2.8
【解析】 (2)当用多用电表的红表笔接触二极管a 端、
黑表笔接触二极管b 端时,b 端电势高、a 端电势低,此时发
现多用电表的指针偏转量非常小,说明此时电阻很大,说明
此时二极管反向偏压,则a 端是二极管的正极.
(3)选挡后要先进行欧姆调零,欧姆表读数=表盘读数
×倍率=13×1kΩ=13kΩ;电压表读数为1.32V;欧姆表内
(2)R2 电阻等于中值电阻,为r=15kΩ;根据闭合电路欧姆定律,
(3)①650.0 b 接通电源后,流过报警器的电流会超 有:E=Ir+U≈2.8V.
过20mA,报警器可能损坏 ②c 报警器开始报警 【以题说法】 1.欧姆表的原理
【解析】 (1)热敏电阻工作温度达到60℃时,报警器报 (1)欧姆表内有电源,红表笔与内部电源负极相连,黑表
笔与内部电源的正极相连,故其电流方向为“红表笔流进,黑
警.故需通过调节电阻箱使其电阻为60℃时的热敏电阻的
, 表笔流出
”.
阻值 即调节到阻值650.0Ω,光使报警器能正常报警,电路
(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律.当红、黑表笔短
图如上图.
接时,调节滑动变阻器R0(即欧姆调零),使灵敏电流计满
(2)U=18V,当 通 过 报 警 器 的 电 流10mA≤Ic≤20
E
U 偏,Ig= ,此时中值电阻 ,当两
mA,故电路中总电阻R= ,900Ω≤R≤1800Ω,故滑动变 Rg+R +r
R中=Rg+R0+r
0
Ic E
表笔接入电阻Rx时I= ,电阻Rx 与电路中阻器选R2. Rg+R0+r+Rx
(3)热敏电阻为650.0Ω时,报警器开始报警,模拟热敏 的电流相对应,但不是线性关系,故欧姆表刻度不均匀.
电阻的电阻器阻值也应为650.0Ω.为防止通过报警器电流 2.欧姆表使用六注意
过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端. (1)选挡接着调零;(2)换挡重新调零;(3)待测电阻与电
【 】 路、电源要断开;(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近;()点评 本题考查滑动变阻器在电路中的作用及其规 5
读数之后要乘倍率得阻值;(6)用完后,选择开关要置于
格选择、串并联电路相关计算、等效替代思想等.考生应学会
“OFF”挡或交流电压的最高挡.
获取题中信息并转化为解题所需条件、理解电路设计原理、
2.【答案】 (1)11.5(11.2~11.8的值均可) 蓄电池
理解调节电阻箱和滑动变阻器的意义. (2)小灯
4.【答案】 (1)R1 (2)图见解析 (3)2520 (4)D 【解析】 (1)因用直流50V挡检测,故满偏时电压为50
【解析】 (1)本实验利用了半偏法测电压表的内阻,实 V,刻度均匀,在图示位置时,读数为11.5(11.2~11.8之间均
验原理为接入电阻箱的时候电路的总电阻减小的不太大,故 可)V,说明蓄电池正常.
需要滑动变阻器为小电阻,故选R1 可减小实验误差. (2)红表笔接b 点,断开开关,指针不偏转,闭合开关后
(2)滑动变阻器为分压式,连接实物电路如图所示: 多用表读数与原来相同,说明保险丝、开关均正常,发生故障
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物理·实验专题
的器件只能为小灯. 偏大
3.【答案】 (1)D C (2)变大 (3)关系图线如图所 (2)最大值 调节R,当其阻值为R1时,电流表示数为
示 (4)31 I0 调节R,当其阻值为R2时,电流表示数为I0 R2-R1
(3)C
【解析】 (1)用欧姆表测量电阻,若指针偏转较小,则电
阻较大,应换大倍率的电阻挡,即×100.换挡后需重新进行
欧姆调零,即 让 红 黑 表 笔 短 接,重 新 欧 姆 调 零.若 电 池 用 旧
了,则电动势变小,内阻增大,测量相同电阻时,闭合电路中
电流变小,指针偏转角度变小,则欧姆表中电阻读数增大.
(2)电阻箱串联接入电路,闭合开关前,应使电阻箱的阻
值达到最大.两次电流相同,则Rx+R1=R2,Rx=R2-R1.
(3)电流表为表头G和小电阻并联,电压表为表头G和
【解析】 (1)该实验测R 电阻的原理为并联电路两支 大电阻并联,当两者串联时,流过电压表表头的电流约等于x
路电压相等,即(R +r )I =(R +R +r )I ,其中r 、r 流过电流表表头的电流与流过并联电阻的电流之和,因此电x 2 2 0 1 1 1 1 2
分别为A 、A 两表的内阻.又因为R 的阻值约几十欧,与R 压表表头指针偏转角度大, 正确1 2 x 0 C .
+R 在同一数量级,A 示数为I =0.15A,表示电流表 A 5.【答案】 (1)D (2)d h g (3)见解析图 ()1 1 1 1 4
只能从C、D中选择,A2电流值的数量级与A1相同.由测量原 0.30
理可知:(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,因Rx未知,故r2阻 【解析】 (1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线,需测量多
值应已知,故A1选D,A 选C. 组数据,滑动变阻器需用分压式接法,为了调节方便,滑动变2
(2)因 A 示数I =0.15A不变,R 阻器用阻值较小的,故选择D.1 1 1变小,(R0+R1+
r1)I 变小,滑动变阻器所分电压变大,R 应变大. (2)电压表有示数,说明通过电压表的电路为通路,而小1
(3)该图线为一条直线,离线较远的一组数据为错误数 灯泡不亮,通过与电压表并联的小灯泡的电路为断路,所以
据,应舍去,其他点应对称分布在直线两侧. 导线d 断开;若电压表示数为零,而电流表有示数,说明电路
(4)由实验原理得: 接通,电压表没有接入电路,所以h 断开;若电压表、电流表
(R +R +r 示数不能调为零,是因为滑动变阻器是限流式接法,故是g0 1 1)I1=(Rx+r2)I2
其中R0=10Ω,r2=5.0Ω,I1=0.15A,
断开
从图线上选择 .
两组R1、
() ,
I 描点画图 如图所示2代入不同数值可解得Rx约为31Ω. 3 .
【以题说法】 这类实验要从以下两个方面攻克:
1.电路结构:实验电路至少包括三个部分:(1)测量电
路;(2)控制电路(滑动变阻器、开关);(3)电源.
2.电路设计:(1)电表选择注意三方面:①安全性,要求
量程不能太小,电表不反接;②准确性,要求量程不能太大,
1
读数一般要超过量程的 ;③若电表量程不合适,要利用有3
准确内阻的电表进行改装.
(2)
R
测量电路设计:若 x R> V,则应把电流表内接;若RA Rx
R R (4)设灯泡的电压为U,电流为I,根据闭合电路欧姆定x< V,则应把电流表外接R .A Rx 律得:U0=U+2IR0,所以U=-2R0I+U0,代入数据U=
(3)控制电路:以小控大用分压,相差无几用限流,即当 -10I+4,在灯泡的伏安特性曲线坐标图上画出该直线,其
滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压式接法;当滑动变阻 交点(U,I)即为灯泡的实际电压、电流值,可得灯泡消耗的
器的阻值与负载相差不大时,常采用限流式接法.另外,滑动 实际功率P=UI=0.30W.
变阻器必须接为分压式的情况有三种:①电压要求从零开始 【以题说法】 描绘小灯泡的伏安特性曲线,其实验原理
变化;②滑动变阻器太小,不能起到限流的作用;③限流式不 还是伏安法测电阻;坐标轴选取的标度要合适,使所作图线
能获取有区分度的多组数据.若两种接法均可,则采用限流 占满坐标纸,不要画成折线,要用平滑曲线连接.
式,因为限流式损耗功率小. 6.【答案】 (1)A (2)P (3)见解析图 (4)当元件两
4.【答案】 (1)×100 让红黑表笔短接,重新欧姆调零 端电压小于6V时,元件电阻非常大;当元件两端电压大于6
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V时,随着电压的增大,元件电阻迅速减小 后并,如果滑动变阻器是分压式接法,一般先将电源、开关、
【解析】 (1)滑动变 阻 器 A允 许 的 最 大 电 压 为0.3× 滑动变阻器的全部电阻连接,然后将滑动变阻器的分压部
200V=60V>12V,滑动变阻器B两端所能加的最大电压 分、待测电阻、电流表串联,最后并联电压表.同时还要注意
为0.5×20V=10V<12V,为保证安全,滑动变阻器应选A. 电压表、电流表的正负接线柱,以及量程选取是否合适.
(2)由表中实验数据可知,电学元件电阻最小测量值约 8.【答案】 (1)D H G
()见解析图
为: 6.4 2R=0.0055Ω≈1163.6Ω
,电流表内阻约为5Ω,电压表
πΔRd2(3)线夹P(P 点或P)
内阻约为10kΩ,相对来说,元件电阻远大于电流表内阻,电 4ΔL
流表应采用内接法,因此电压表应并联在 M 与P 之间. 【解析】 (1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动
(3)描绘伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑 粗调旋钮D 使F 与A 间距稍大于被测物,放入被测物,再转
动变阻器应采用分压式接法,由(2)可知,电流表采用内接 动细调旋钮 H 到夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动
法,实验电路图如图所示: 固定旋钮G 使F 固定后读数.
(2)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.
(4)由表中实验数据可知,当元件两端的电压小于6V
时,电路电流很小,几乎为零,由欧姆定律可知,元件电阻非
常大,不导电;当元件两端电压大于6V时,随着电压的升高
电流迅速增大,电压与电流的比值减小,电阻变小. (3)闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不
7.【答案】 (1)R2 a (2)见解析图 (3)2.30 (4)94 动,多次改变线夹P 的位置,测出几组U、I、L 的数据;电阻
2
【解析】 (1)
l
根据R=ρ ,得铜导线的阻值约为S R
ΔL ΔL
x= 丝阻值:ΔR=ρ =ρ 2,
πΔRd
电阻率
S d ρ= 4ΔL .
1.7Ω,
π
即Rx+R0=4.7Ω.实验中的滑动变阻器若选R ,则 (2 )1
当滑动变阻器滑片移至a 端时,电压表的示数约为3V,若 9.【答案】 (1)黑表笔 调零旋钮(调R0也可)
滑动变阻器滑片向右移动,电压表示数变大,超过电压表量 (2)30 如图所示
程,故实验中的滑动变阻器应选R2.闭合开关S前应使电路
中的电阻最大,故滑动变阻器滑片应移至a 端.
(2)连线如图所示
(3)偏大
【以题说法】 测量电源的电动势和内阻的基本原理是
(3)电压表的示数为2.30V. 闭合电路欧姆定律,数据处理的主要思想方法是“化曲为
(4)根据欧姆定律,铜导线与R 串联的总电阻的阻值R 直”,常用的方法有三种:0
U 2.30 1.伏安法———利用电压表和电流表,闭合电路方程为E
=I =0.50Ω=4.6Ω
,所 以 铜 导 线 的 电 阻 Rx=R-R0
=U+Ir,利用两组数据,联立方程求解E 和r;也可作出U
=1.6Ω. -I图象,图线的纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值
l RxS 1.6×1.0×10-6 表示电源的内阻
根据R=ρ 得导线长度S l= =
.
ρ 1.7×10-8
m
2.伏阻法———利用电压表和电阻箱.闭合电路方程为E
≈94m. r
【以题说法】 连接实物图要根据电路原理图,采用先串 =U
(1+ ).利用两组数据联立方程求解或将原方程线性R
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(
, 1 r·1 1 U , 1 1 由U=I2gr化 处理为 = + 或U=-r +E 作 - 图 2
+R2),代入数据解得:
U E R E R U R R2=2.8×103Ω.
U
象或U- 图象,利用图线的截距和斜率求E 和r. () 0.9mAR 3 纵坐标截距0.9mA,对应着电源电动势E= 1mA
3.安阻法———利用电流表和电阻箱.闭合电路方程为E ×3V=2.7V;横坐标截距0.4mA,对应着流过电源的电流
=I(R+r),利用两组数据联立方程求解或将方程线性化, 0.4×100 ; ΔU为
1 1 r 1 0.4mA+ 0.4 mA=0.1004A
电源内阻为r=
· , , ΔI处理为 = R+ 作 -R 图象 利用图线的截距和I E E I 2.7-1.8
=
斜率求E 和r. 0.1004
Ω≈9.0Ω.
10.【答案】 (1)甲 (2)B C 12.【答案】 (1)60.10 4.20 (2)①1.0 ②见解析图
(3)如图所示 (其他正确连接同样正确) ③1.66 充分利用已测得的数
据 ④CD
【解析】 (1)金属杆长度由刻度尺示数可得,由题图甲
得L=60.10cm.由题图乙知,此游标尺为50分度,游标尺上
第10刻线与主尺上一刻线对齐,则金属杆直径为d=4mm
1
+50×10mm=4.20mm.
(2)
Ir
① 由 电 流 表 的 改 装 知 识 可 知,R g g1 =Im-I =g
100×10-6×2.0×103
200×10-3-100×10-6 Ω≈1.0Ω.
②如下图.
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85) (5)C
【解析】 (1)电流表内阻与电池内阻相差不多,如果用
乙图实验所得的误差较大,应选用甲图.
(2)干电池的电动势为1.5V左右,为减小误差,应选择
量程为3V的电压表;根据电源电动势和电流表量程,可知
应选择最大阻值为50Ω的滑动变阻器.
(3)第四组数据误差较大,应舍去,然后连线.
(4)根据U-I 图象,电源的电动势为纵轴 的 截 距,为 ③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知
, , 1.50-1.01.50V 内阻为斜率的绝对值 r= 0.6 Ω≈0.83Ω.
U1-Ur1=
5-R0,
U2-Ur = 6I -I 2 -R0
,
5 1 I6-I2
(5)可采用特殊值法分析,当外电路短路时,U=0,此时 U3-U7 , U4-U8
电池的输出功率P=0.当外电路断路时,U=E,此时电池的 r3=I7-I -R0r4=I -I -R0.3 8 4
输出功率P=0.故只有选项C正确. r1+r2+rr= 3
+r4
故
11.【答案】 (1)如图所示 4
(U1+U2+U3+U4)-(U5+U= 6
+U7+U8)
4×80×10-3 -R0=
(
[5.26+5.16+5.04+4.94
)-(4.83+4.71+4.59+4.46)
4×80×10-3 -
4.0]Ω≈1.66Ω.
逐差法在计算中体现的主要优点是:充分利用已测得的
数据.
, ΔU④根据题意可知 内阻的测量值为r测= -R0,因此,
(2)0.4 (3)2.7 9.0 ΔI
【解析】 (2)根据欧姆定律和串并联规律应有: 电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响.若R1
I r 的实际值比计算值偏小,则改装后的电流表示数偏小,导致
I I 1g= 11g+ ,R1 内阻测量值偏大.根据内阻测量值的表达式可知,R0的实际
解得R1≈0.4Ω, 值比标称值偏大,也会导致内阻测量值偏大.故选C、D.
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13.【答案】 (1)见解析图 (2)× (3)见解析图 用 根据实 验 电 路 图 连 接 实 物 电 路 图,实 物 电 路 图 如 图
“×”表示的数据连线时,1.2(1.1~1.3均可),用“○”表示的 所示.
数据连线时,1.6(1.5~1.7均可)
【解析】 (1)连线如图所示.
(3)闭合开关,发现电流表和电压表皆没有读数,说明电
路存在断路;用电压表测:电源正负极间、变阻器电阻丝的两
端、电流表“-”接线柱和电压表“+”接线柱之间,结果多用
(2)U-I图象如图所示. 电表的指针均发生偏转,说明各测试点之间不存在断路,因
此电路断路位置为连接电流表和电压表之间的导线.
(4)根据欧姆定律得:U=IR,则U-I 图线的斜率大小
表示待测电阻阻值,因为电流表采用外接法,由于电压表分
流,使电阻测量值小于真实值.
15.【答案】 (1)甲 (2)很大 1.0×103 (3)7.1×103
(7.0~7.2×103均可) 6.8×10-5(6.7~6.9×10-5均可)
【解析】 (3)曲线a 的路端电压为U1=1.5V时电路中
电流为I1=210μA,即为强光照射时的工作点,连接该点和
坐标原点,此直线为此时对应的外电路电阻的U-I图线,测
U1
量电阻为R= ≈7.1×103Ω.此直线和曲线b 的交点为弱
U-I图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接 I1
法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接 光照射时的工作点,电流和电压分别为I=97μA、U=0.7V,
-5
法的数据点是用“×”表示的. 则外电路消耗功率为P=UI≈6.8×10 W.
() , “ ” , 16.【答案】 (1)A2 R1 见解析图 (2) ()3 在U-I图象上 选用外接法所得的 × 连线 则R 0.75 3b
ΔU , ΔU
c
= =1.2Ω 选 用 内 接 法 所 得 的“○”连 线,则ΔI R=ΔI 【解析】 (1)待测小灯泡为“4V,1W”,故其额定电流I
=1.6Ω. P=U =0.25A=250mA
,故电流表只能选择A2;要描绘小灯
14.【答案】 (1)200 (2)见解析图 (3)电流表和电压
泡RL的R-U 曲线,电压要从0开始连续可调,故滑动变阻
表 (4)斜率 <
器采用分压式接法,为方便实验操作滑动变阻器应选
【 】 () , : R1.
灯
解析 1 由题图可知 所测电阻阻值为 20×10Ω=
U 4
200Ω. 泡正常发光时的电阻R= = ,电压表内阻约I 0.25Ω=16Ω
(2)由于滑动变阻器最大阻值为20Ω,远小于待测电阻 为5kΩ,电流表内阻约为1Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,
阻值200Ω,如果滑动变阻器采用限流式接法,移动滑动变阻 电流表应采用外接法;描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流
器滑片时,电路电流及待测电阻电压变化范围较小,不能进 应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,实验电路
行多次测量,因此滑动变阻器应采用分压式接法;电压表内 图如图所示.
阻约20kΩ,电流表内阻约10Ω,待测电阻阻值约为200Ω,
相对来说电压表内阻远大于待测电阻阻值,因此电流表应采
用外接法,实验电路图如图所示.
(2)当电压为3V时,由题图可知小灯泡的电阻为12Ω,
U2 32
故此时小灯泡消耗的实际功率P=R =12W≈0.75W.
120
物理·实验专题
U2() , 19.
【答案】 13.55 4.699 1000
3 灯泡电功率P= 由于灯泡电阻随温度的升高而R 【解析】 ①游标卡尺的主尺读数为13mm,游标尺上第
增大,由小灯泡的R-U 图象可知,U 变大,I 变大,而P= 11个刻度 和 主 尺 上 某 一 刻 度 对 齐,所 以 游 标 读 数 为11×
IU,因此P-U 图象的斜率应随电压的增大而增大,故b 正 0.05mm=0.55mm,所以最终读数为:13mm+0.55mm=
确;由小灯泡的R-U 图象可知随电压的增大灯泡的电阻增 13.55mm.
1
大,故 逐渐减小,故I-U 图象的斜率随电压的增大而减 ②螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,可动刻度为19.9R
×0.01 mm=0.199 mm,所 以 最 终 读 数 为 4.5 mm+
小,故c正确.
0.199mm=4.699mm.
17.【答案】 (1)B 0.410 (2)7、9 断路 (3)电流表
③欧姆挡的读数是100;然后表盘读数乘倍率,该电阻的
改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值.
电阻值为:R=100×10=1000Ω.
(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值)
【点评】 解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主
【解析】 (1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,
尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是
即旋紧 B.螺 旋 测 微 器 的 示 数 为 (0+41.0×0.01)mm
固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需
=0.410mm. 估读.
(2)电压表的示数不为零,电流表的示数几乎为零,说明 根据选择开关位置确定多用电表所测量的量与量程,然
连接两电表的电路是导通的.而滑动变阻器几乎不起作用, 后根据表盘确定其分度值,然后读出其示数.对于基本测量
说明线路电阻很大,故可判断7、8、9间断路. 仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确使
( R R3) A由题知 ≈0.005< x≈0.019,说明电流表的分压 用这些基本仪器进行有关测量.Rx RV
, , 、 , 20.
【答案】 (1)2660 (2)A、D、E
作用不显著 故可将电流表改为内接 并测出多组U I值 求
21.【答案】 (1)3000 (2)丙 乙图中电流表的示数太
出Rx后,再取平均值作为实验结果.
小,误差太大.丙图中R 的阻值与电压表阻值接近,误差小
【 】 () () Nr18.答案 1 乙 2 见解析图 (3) 1 :N rU2 N (3)见解析图 (4)实验步骤:闭合K1.再闭合 K2,读得电压1 2
V1的总格数,N1:V1的读出格数,U2:V2的读数,r1:V1表内 表示数U1;
U
再断开K2,读得电压表示数U
2
2 U1-U R2
阻,r2:V2表内阻 【解析】 (1)选用×100Ω倍率,读数为30×100=3kΩ.
【解析】 (1)由于待测电压表的满偏电流与标准电压表 (2)较为合理的是丙图,因为电阻较大,乙图中电流表的
的满偏电流接近,大约是0.1mA,所以可将两电压表串联使
示数太小,误差太大,丙图中R 的阻值与电压表阻值接近,误
用,由于滑动变阻器的全电阻远小于电压表内阻,所以滑动
差小;
变阻器应用分压式接法,所以选择乙电路图进行测量. (3)实物图:
(2)根据图乙所示电路图连接实物电路图,实物电路图
如图所示.
(4)需要直接测量的物理量是K2闭合、断开时伏特表读
数U1和U2;K2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者
U1-U2 U2 U2
串联,电流相等,即 = ,所以RV= R.
(3)待测电压表 V1的指针偏转格数为 N
R RV U1-U2
1,每格表示电
, 【点评】 本题考查了欧姆表的使用方法,电路的选择,压值为ΔU
要根据实际情况分析不同的电路图误差的原因及误差大小,
:N1ΔU U2由欧姆定律可得
r =r 选择最佳电路图,难度稍大1 2 .
所以电压表V 的量程为U =N·ΔU 22.【答案】 (1)1 1 Ug=IgRg (2)串联 并联 (3)0~
Nr 10 0~501
联立解得U1=N rU21 2 【解析】 (1)根据欧姆定律可知表头的三个参数满足的
其中r1=150kΩ,r2=30kΩ,U2为某次测量时标准电 关系式为:Ug=IgRg;
压表V2的读数,N1为某次测量时待测电压表V1的指针偏转 (2)将小量程的电流表改装成较大量程的电压表需要串
格数. 联较大电阻进行分压;将小量程的电流表改装成较大量程的
121
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电流表需要并联一个小电阻进行分流;
【 】 () () RL+R +r29.答案 1R3 R
3 1
1 2I2=I1
(3)当接线柱接在“公共”与a 端当电流表使用时,电阻 RL
R2 与表头串联,然后与电阻R1 并联,最大电流为:I (3)S2 S1 (4)2.04Ωmax=Ig
I (R +R ) 0.5(200+180) 【解析】 (1)因为线圈两端的最大电压为2×2=4V,定
+ g g 2 =0.5+ =10mA;当接线柱接R1 20 值电阻和电流表A1 等效于电压表,可以测量定值电阻两端
在“公共”与c端当电压表使用时,表头直接与R3 串联,新电 的电压,因此定值电阻应选用R3;滑动变阻器采用的是分压
表的量程为:Umax=Ig(Rg+R3)=0.0005×(200+49900)≈ 式接法,所以应该选用小电阻,大电流的变阻器,故选R1;
50V. I1(R3+r1)(2)根 据 串 并 联 关 系,有 +I1=I2 I2=
U +U U2-U2 RL
23.【答案】 (1) 1 2I
2 1
IU1 RI L
+R3+r1
1 ;
(2)对结果多次测量取平均值;电压表 V1调至最小量 RL
程、电压表V 调至较大量程 (3)由于线圈具有感抗,会阻碍通过自身电流的变化,所2
【解析】 (1)由串并联电路规律及欧姆定律可知,流过 以实验结束时应先断开S2;后断开S1;
两电压表的电流之和等于电流表的示数; () () I2 R +R +r4 根据 2 中的表达式可知I =
L 3 1
R =0.6
,代
1 L
:U1 U+ 2
U +U
则由欧姆定律可知 ;解得:
R R =I R =
1 2
V ; 入阻值可得RL=2.04Ω.
V V I
2
对串联部分可知,Rx与V1的总电压等于V2的电压; 30.【答案】 (1)
E R
( )2 (2)见解析图R+r 0.810 5.5
U2-U1 Rx
由 串 联 电 路 规 律 可 知:
U =
;解 得:Rx (3)4.20 1
1 RV
U22-U2 E= 1. 【解析】 (1)电源的输出功率:P=I
2R,I= ,
IU R+r1
2
(2)为了减小误差,采用多次测量取平均值的方式可以 所以: E RP=(R+r)2.
减小偶然误差;将电压表 V1调至最小量程、电压表 V2调至 (2)根 据 表 中 实 验 数 据,求 出 电 阻 与 电 功 率 值 如 下 表
较大量程可以减小系统误差.
所示.
【点评】 (1)分析电路结构,根据串并联电路的规律可
求得电压表内阻及待测电阻的大小;(2)根据误差的分析方 I(A) 0.2 0.28 0.36 0.44 0.52 0.6
法可明确如何减小误差. U(V) 3.00 2.6 2.2 1.4 1.4 1.00
24.【答案】 (1)负 (2)G A1 R2 U/I(Ω) 15 9.3 6.1 4.1 2.7 1.7
(
()a2-a1
)R
3 x UI(W) 0.60 0.73 0.79 0.79 0.73 0.60a1
25.【答案】 (1)E (6)0.3 0.5 9.5 应用描点法作图,P-R 图象如图所示:
26.【答案】 (2)零 (5)电阻箱的阻值 1.5
27.【答案】 (1)如图所示
由P-R 图象可知,电源最大输出功率为0.810W,此时
外电阻为5.5Ω.
(2)2.9 1.1(或1.2) (3)当外电路电阻等于内阻时,电源输出功率最大,
(3)电压表的分流作用造成流过电阻箱的电流总是比电 此时R=R0+r,则r=5.5-4.5=1Ω,
池实际输出电流小(说出电压表的分流作用也算对) E2R
根据P=( ,R+r+R )2=0.810W0
28.【 】 () ()
LU
答案 16.0 2 ①10 ② I ③
图略 6.0
解得:E=4.20V.
(5.8~6.2均正确)
122
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综合特训
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为
1mA;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a 和b两个
接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,
1.(2022·课标全国卷Ⅱ·23)电压表满偏时通过 电表量程为10mA.由题给条件和数据,可求出R1=
该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍.某同学
Ω,R2= Ω.
利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提
(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电
供材料器材如下:
流表 对改装电表的 挡进行校准,校准时需选
待测电压表(量程3V,内阻约为3000欧),
A 3mA
电阻箱
( ), ( 取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动R0 最大阻值为99999.9欧 滑动变阻器R1 最大阻
值100欧,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不 势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,
计),开关两个,导线若干. 阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R 有两种规
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的 格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻
电路图的一部分,将电路图补充完整. 值为 Ω的电阻,R 应选用最大阻值为
Ω的滑动变阻器.
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为
无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻.图
(b)中的R'为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为
图(a)虚线框内的电路.则图中的d 点应和接线柱
(填“b”或“c”)相连.判断依据是
.
(2)根据设计的电路写出步骤 3.(2022·全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控
. 制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R'V与内阻 60℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内
的真实值RV 先比 R'V RV(填“>”、“=”或 阻很小,流过的电流超过Ic 时就会报警),电阻箱(最大
“<”),主要理由是 .
阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),
2.(2022·课标全国卷Ⅰ·23)图(a)为某同学改
滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器, R2装和校准毫安表的电路图 其中虚线框内是毫安表的
(最大阻值为
改装电路. 2000Ω
),单刀双掷开关一个,导线若干.
在室温下对系统进行调节.已知U 约为18V,Ic
约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警
器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在
60℃时阻值为650.0Ω.
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
图(a)
图(b) (2)电路中应选用滑动变阻器 (填“R1”
74
物理·实验专题
或“R2”). 若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算
(3)按照下列步骤调节此报警系统: 可得电压表的内阻为 Ω(结果保留到个位).
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成
据实验要求,这一阻值为 Ω;滑动变阻器的滑 的,可推断该表头的满刻度电流为 (填正确答
片应置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另 案标号).
一端的原因是 . A.100μA B.250μA
②将开关向 (填“c”或“d”)端闭合,缓慢 C.500μA D.1mA
移动滑动变阻器的滑片,直至 .
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另
一端闭合,报警系统即可正常使用.
4.(2022·全国卷Ⅱ)某同学利用图(a)所示电路 1.在练习使用多用电表时:
测量量程为2.5V的电压表V的内阻(内阻为数千欧 (1)(多选)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的
姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9 说法中正确的是 ( )
Ω),滑动变阻器R (最大阻值50Ω),滑动变阻器R A.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插1 2
(最大阻值5kΩ),直流电源 E(电动势3V),开关1 孔,则不会影响测量结果
个,导线若干. B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
C.测量电路中的电阻时,应该把该电阻与电路
断开
D.欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内
阻变大,但仍能调零,其测量结果与原来相比不变
(2)用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测
量,黑表笔接a端,红表笔接b 端时,指针向右偏转角
图(a)
较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明
实验步骤如下: (填“a”或“b”)端是二极管正极.
①按电路原理图(a)连接线路; (3)某同学想通过多用电表 A中的欧姆挡,直接
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片 去测量相同规格的多用电表B中量程为2.5V的电压
移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S; 挡的内阻,如图甲连线,选择倍率为×1k欧姆挡,测量
③调节滑动变阻器,使电压表满偏; 前应对多用电表A进行 ,按正确的操作步骤
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱 测量,两表指针位置相同,如图乙所示,从 A表读出B
阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值. 表内阻约为 kΩ,从B表读出电压约为 V.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器 (填“R1”
或“R2”).
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
计算出多用电表A的电源电动势约为() V图 b
(已知表盘正中电阻刻度值为15,计算结果保留两位
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω, 有效数字).
75
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2.某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电
路用标称值12V 的蓄电池为电源,导线及 其 接 触
完好.
维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测
故障.他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的
a、b点.
图2
根据实验回答以下问题:
(1)现有四只供选用的电流表:图1
( 电流表( ,内阻为 )1)断开开关,红表笔接a 点时多用表指示如图2 A. 0~3mA 2.0Ω
所示,读数为 V,说明 正常(选填“蓄 B.
电流表(0~3mA,内阻未知)
”、“ ”、“ ” “ ”) C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)电池 保险丝 开关 或 小灯 .
D.电流表(0~0.3A,内阻未知)
A1应选用 ,A2应选用 .
(2)测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其
阻值变小,要使 A1示数I1=0.15A,应让滑动变阻器
R 接入电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或
“变小”).
图2 (3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图.
(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合 (4)根据以上实验得出Rx= Ω.
开关后,多用表指示仍然和图2相同,可判断发生故障 4.为了较准确地测量某电子元件的电阻,某实验
的器件是 .(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关” 小组做如下测量:
或“小灯”) (1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×10”倍率
3.图1是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx 的原 的电阻挡测量,发现多用表指针偏转很小,因此需选择
理图,图中 R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~ (填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,并
99.9Ω),R 是滑动变阻器,A1和 A2是电流表,E 是电 ,再进行测量,若多用表中的电池旧了,用它测得
源(电动势10V,内阻很小).
的电阻值将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1500
Ω,现在要进一步精确测量其电阻,有以下器材:
A.待测元件R(阻值约为1500Ω)
B.电流表(量程5mA,内阻约5Ω)
图1 C.电阻箱(9999.9Ω,0.02A)
在保证安全和满足需求的情况下,使测量范围尽 D.直流电源(电动势约为20V,内阻约0.5Ω)
可能大.实验具体步骤如下: E.单刀双掷开关一个,导线若干
(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R 调到最大; 实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量.
(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调
R1为适当值,再调节滑动变阻器 R,使 A1示数I1=
0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;
(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2的值;
(ⅳ)将实验测得的7组数据在如图2所示坐标纸 在闭合S前,先把R 调至 (填“最大值”
上描点. 或“最小值”),然后把K打到1, ,再
76
物理·实验专题
把K打到2, ,则Rx= (用实验中获
得的物理量来表示).
(3)两只完全相同的表头G,分别改装成一只电流
表和一只电压表,一位同学不小心做实验时误将两只
表串起来连接在一闭合电路中,接通电路后两只表的
指针可能出现下列哪种现象 ( )
A.电流表的指针偏转,电压表的指针不偏转
B.两表指针偏转角度相同
C.两表指针都偏转,电压表的指针偏转角度比电
流表大得多
图2
D.两表指针都偏转,电流表的指针偏转角度比电 (4)如图3所示,将两个这样的灯泡并联后再与5Ω
压表大得多 的定值电阻R0串联,接在电压恒为4V的电路上,每个灯
5.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测 泡的实际功率为 W(结果保留两位有效数字).
量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它
的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计)
B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω)
C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(10Ω,1A) 图3
E.滑动变阻器(1kΩ,300mA) 6.某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学
F.开关、导线若干 元件,该电学元件上标有“最大电流不超过6mA,最大
(1)本实验中滑动变阻器选用 .(填“D”或 电压不超过7V”,同学们想通过实验描绘出该电学元
“E”) 件的伏安特性曲线,他们设计的一部分电路如图所示,
(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g 和h 连接的电 图中定值电阻R=1kΩ,用于限流;电流表量程为10
路如图1所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压 mA,内阻约为5Ω;电压表(未画出)量程为10V,内阻
表和电流表已调零.闭合开关后发现电压表的示数为 约为10kΩ;电源电动势E 为12V,内阻不计.
2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可确定断路的
导线是 ;若电压表示数为零,电流表的示数为
0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是 ;若反复调
节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流
表示数不能调为零,则断路的导线是 .
(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:
A.阻值0~200Ω,额定电流0.3A
B.阻值0~20Ω,额定电流0.5A
应选的滑动变阻器是 (填“A”或“B”).
正确接线后,测得数据如下表:
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U/V 0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40
I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50
图1
( ()由以上数据分析可知,电压表应并联在 与3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的, 2 M
(填“ ”或“ ”)之间;
根据表格中的数据在如图2所示的方格纸上作出该灯 O P
(3)在上图中将电路图补充完整;泡的伏安特性曲线.
(4)从 表 中 数 据 可 知,该 电 学 元 件 的 电 阻 特 点
U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
是 .
I/A 0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49 7.实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导
77
小题狂刷 高考专题特训
线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测
得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×
10-8Ω·m,再利用图1所示电路测出铜导线的电阻
Rx,从而确定导线的实际长度.
图1
(1)如图2,用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先
转动 使F 与A 间距离稍大于被测物,放入被
测物,再转动 到夹住被测物,直到棘轮发出声
音为止,拨动 使F 固定后读数.(填仪器部件
图1 字母符号)
可供使用的器材有:
电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;
定值电阻:R0=3Ω;
电源:电动势6V,内阻可不计; 图2
开关、导线若干. (2)根据原理图连接如图3所示的实物图.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选 (填“R1”或
“R2”),闭合开关S前应将滑片移至 端(填
“a”或“b”).
(2)在图2所示实物图中,已正确连接了部分导
线,请根据图1甲电路完成剩余部分的连接.
图3
(3)闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置
后不动,多次改变 的位置,得到几组U、I、L
U
的数据,用R= 计算出相应的电阻后作出I R-L
图
图2 象如图4.取图线上两个点间数据之差ΔL 和ΔR,若电
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A 阻丝直径为d,则电阻率ρ= .
时,电压表示数如图3所示,读数为 V.
图3 图4
(4)导线实际长度为 m(保留两位有效数 9.某同学用如图1所示电路测量多用电表的内阻
字). 和内部电池的电动势.
8.如图1,用伏安法测定电阻约5Ω均匀电阻丝
的电阻率,电源是两节干电池.
78
物理·实验专题
图1
(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以
及以下器材:
A.电压表(0~15V)
图1 B.电压表(0~3V)
(1)多用电表右侧表笔为 (填“红表笔”或 C.滑动变阻器(0~50Ω)
“黑表笔”).将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”,将红 D.滑动变阻器(0~500Ω)
黑表笔短接,调节 ,使指针指在右侧满刻度处. 实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选
(2)移动滑动变阻器R 的触头,分别读出五组电 用 .(选填相应器材前的字母)
压表(内阻较大,可视为理想电压表)和欧姆表示数U、 (3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5
1 1 组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余
R,并将计算得出的 、 记录在表格中,其中第四次U R 下一组数据的对应点,并画出U-I图线.
测量时欧姆表的示数如图2,其阻值为 Ω.在 序号 1 2 3 4 5 6
1 1
如图3所示的坐标纸上作出U-
图线 电压 /
R . U V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
电流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
图2
1
U 2.50 1.70 1.25 1.00 0.80
1
R 0.18 0.10 0.06 0.02
图2
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E
= V,内电阻r= Ω.
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表
的示数U 及干电池的输出功率P 都会发生变化.下列
各示意图中正确反映P-U 关系的是 .
图3
(3)若改用已使用较长时间的多用电表(电池电动
势变小,内阻变大),但仍能调零后测电阻,其测得电阻
R 值与原来相比 .(填“偏大”、“不变”或“偏
小”)
10.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动
势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图1中的 (选
填“甲”或“乙”).
79
小题狂刷 高考专题特训
11.为了测量某电池的电动势E(约为3V)和内
阻r,选用的器材如下:
A.电流表G1(量程为2mA,内电阻为100Ω)
B.电流表G2(量程为1mA,内电阻为200Ω)
C.电阻箱R1(0~99.99Ω)
D.电阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑动变阻器R3(0~1000Ω,允许最大电流1 图1
A) (2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池
F.待测电池 组的电动势和内阻,实验原理图如图2甲所示,其中,
G.开关一个、导线若干 虚线框内为用灵敏电流计 改装的电流表 , 为
(1)某同学利用上述器材,采用图1甲的电路测量 标准电压表,E 为待测电池组,S为开关,R 为滑动变
,
该电池的电动势和内阻,请按照图甲将图乙所示的实 阻器 R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.
物图连线.
甲
图1
(2)图甲中利用电阻箱R1,将电流表G1改装成了
量程为0.5A的电流表,利用电阻箱R2将电流表G2改
装成了量程为3V的电压表,则电阻箱R1的阻值调到
Ω.
(3)以G2示数I2为纵坐标,G1示数I1为横坐标, 乙
作出I2-I1图象如图2所示,结合图象可得出电源的 图2
电动势为 V,电源的内阻为 Ω(结果 ①已知灵敏电流计 的满偏电流Ig=100μA、内
均保留两位有效数字). 阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200
mA,应并联一只 Ω(保留一位小数)的定值电
阻R1;
②根据图2甲,用笔画线代替导线将图乙连接成
完整的电路;
③某次实验的数据如下表所示:
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8
图2
电压表 读
12.(1)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数 5.265.165.044.944.834.714.594.46数U/V
如图1甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为
改装表 读
cm和 mm. 20 40 60 80 100 120 140 160
数I/mA
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加
速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=
Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数
80
物理·实验专题
据处理方面体现出的主要优点是 .
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路
中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知
电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量
后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的 图1
测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是 (2)接着该同学计划用伏安法准确测量电阻的阻
偏大的原因是 .(多选) 值,提供的实验器材有:8V直流电源;电压表(0~10
A.电压表内阻的影响 V,内阻约20kΩ);电流表(0~50mA,内阻约10Ω);
B.滑动变阻器的最大阻值偏小 滑动变阻器(0~20Ω,1A);开关和导线.
C.R1的实际阻值比计算值偏小 请根据实验要求和提供的器材,参考下面未完全
D.R0的实际阻值比标称值偏大
连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路
13.小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用 图
,并完成如图2所示实物电路未连接的导线.
伏安法测量其电阻值.
(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表
外接法完成接线并在图中画出.
图1
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一 图2
段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据 (3)在上述(2)的实验中,连接好电路后,闭合开
描到U-I图上,如图2所示.在图中,由电流表外接法 关,发现电流表和电压表皆没有读数,该同学用多用电
得到的数据点是用 (填“○”或“×”)表示的. 表检查电路故障.他的操作如下:选用多用电表的直流
电压挡,将红、黑表笔分别接在电源正、负极间;变阻器
电阻丝的两端;电流表“-”接线柱和电压表“+”接线
柱之间,结果多用电表的指针均发生偏转,则可能是连
接 之间的导线发生了断路.
(4)实验中移动变阻器滑动头,记下多组电流表、
电压表读数(U,I),然后在坐标纸上作出U-I 图线,
图线的 大小表示待测电阻阻值.在这个实验
中,测量值 真实值.(填“>”、“=”或“<”)
15.2013年12月14日晚上9点14分左右嫦娥三
号月球探测器平稳降落在月球虹湾,并在4分钟后展
开太阳能电池帆板.这是中国航天器第一次在地外天
图2 体成功软着陆,中国成为继美国、前苏联之后第三个实
(3)请你选择一组数据点,在图上用作图法作图, 现月面软着陆的国家.太阳能电池在有光照时,可以将
并求出这段铅笔芯的电阻为 Ω. 光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器
14.测量一未知电阻的阻值. 件,如图1所示.某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲
(1)某同学首先用多用电表粗测电阻的大小,将多 线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没
用电表选择开关置于“×10Ω”挡,调零后,将红、黑表 有储存电能)的I-U 特性.所用的器材包括:太阳能电
笔分别接电阻两端,发现指针读数如图1所示,则所测 池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S
阻值为 Ω. 及导线若干.
81
小题狂刷 高考专题特训
图1
(1)为了达到上述目的,应选用图2中的哪个电路
图 (填“甲”或“乙”).
图5
16.某探究小组要描绘一个标有“4V,1W”的小
灯泡的R-U 曲线,所供选择的器材除了导线和开关
外,还有以下一些器材可供选择:
A.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)
图2 D.电流表A2(量程300mA,内阻约为1Ω)
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了 E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω)
如图3的I-U 图象.由图可知,当电压小于2.00V F.滑动变阻器R2(阻值0~200Ω)
时,太阳能电池的电阻 (填“很大”或“很小”); (1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定
, 电压,测 量 误 差 尽 可 能 小 且 方 便 调 节,电 流 表 应 选当电压为2.80V时 太阳能电池的电阻约为
( ) 用
,滑动变阻器应选用 (填写仪器符
Ω.保留两位有效数字
号).请在虚线框中画出该实验的电路图.
(2)根据实验数据,计算并描绘出了R-U 图象,
如图1所示.由图象可知,当所加电压为3.0V时,小灯
图3 泡实际消耗的电功率为 W(计算结果保留两
(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太 位有效数字).
阳能电池,并用如图4电路调节滑动变阻器,通过测量
得到该电池的U-I 曲线a.再减小实验中光的强度,
用一弱光重复实验,测得U-I 曲线b,如图5.当滑动
变阻器的电阻为某值时,若曲线a 的路端电压为1.5
V,则滑动变阻器的测量电阻为 Ω,曲线b 外
电路消耗的电功率为 W(计算结果保留两位
有效数字).
图1
(3)小灯泡的P-U 图象及I-U 图象如图2甲、
乙所示.则小灯泡的电功率P 随电压U 变化的曲线是
;小灯泡的伏安特性曲线是 .(填
“a”、“b”、“c”或“d”)
图4
图2
82
物理·实验专题
17.某同学通过实验测量一种合金的电阻率. 提供了如下表所列的器材,要求方法简捷,尽可能减少
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数 误差,并能测出多组数据.
时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图1所示的部 器材(代号) 规格
件 (选填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示
标准电压表V2 量程3V,内阻r2=30kΩ
数可读出合金丝的直径为 mm.
电流表A 量程3A,内阻r3=0.01Ω
滑动变阻器R 总阻值1kΩ
稳压电源E 20V,内阻很小
开关S、导线若干
(1)某同学设计了如图1所示的甲、乙、丙三种电
图1 路图,你认为选择 电路图测量效果最好.(填
(2)图2所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材 “甲”、“乙”或“丙”)
的规格已在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片
移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只
在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中
(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了
(选填“短路”或“断路”).
图1
(2)根据测量效果最好的那个电路图,将如图2所
示有关器材连接成测量电路.
图2
(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出
电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA,由
此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 图2
Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器 (3)若选择测量数据中的一组来计算 V1的量程
材的条件下,对实验应作怎样的改进 请写出两条 U1,则所用的表达式U1= ,式中各
建议. 符号表示的物理量是 .
19.(2022·广东省湛江一中联考)甲图中游标卡
尺的读数为 mm;
乙图中螺旋测微器的读数为 mm.
丙图中多用电表的读数为 Ω.
18.现有一刻度盘总共有N 小格、且刻度均匀,量
程未准确确定的电压表 V1,已知其量程在13~16V
之间,内阻r1=150kΩ.为测定其准确量程U1,实验室
83
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20.(2022·四川成都市一模)某物理兴趣小组通 有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,其“水果 (1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍
电池”电动势会有1V多一点,甲同学找来了一个柠檬 率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图甲
做实验,用量程为0~3V、内阻约50kΩ的电压表测其 所示,则测量的结果是 Ω.
两极时读数为0.96V,但当他将四个这样的电池串起 (2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计
来给标称值为“3V 0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并 了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电
不发光,检查灯泡、线路均无故障,这是因为“柠檬电 路图是 .其理由是
池”的内阻较大的原因. .
(1)乙同学用内阻约为500Ω的灵敏电流表直接 (3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好.
连“柠檬电池”的两极,测得电流为0.32mA,根据前茅 (4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步
电压表测得的0.96V电压,估算出“柠檬电池”的内阻 骤: ;用上述所测量的符
值约为 . 号表示电压表的内阻RV= .
(2)为了更准确测定一个“柠檬电池”的电动势和 22.(2022·北京顺义区)电流表和电压表都是由
内阻,实验室提供了以下一些器材可供选择: 小量程的电流表(表头)改装成的.请回答下面问题:
A.灵敏电流表 A1(量程0~0.6mA,内阻为800 (1)电流表 G(表头)有三个主要参数,满偏电流
Ω) (Ig)、满偏电压(Ug)、内阻(Rg),它们间的关系是
B.灵敏电流表A2(量程0~250μA,内阻未知) (请用题目所给字母作答).
C.滑动变阻器R(最大阻值约10Ω) (2)把小量程的电流表改装成较大量程的电压表
D.变阻箱R'(0~9999Ω) 需 (填写“串联”或“并联”)一个电阻;把小量
E.开关S和导线若干 程的电流表改装成较大量程的电流表需 (填
为了尽可能准确测定“柠檬电池”的电动势和内 写“串联”或“并联”)一个电阻.
阻,实验中除了带有锌、铜两极的水果电池外,还应选 (3)如图所示,有一表头,满偏电流Ig=500μA,
择的器材是 (填器材前的字母代号). 内阻Rg=200Ω.用它作多用电表的表头,已知R1=20
21.(2022·浙江校级二模)要测量一只量程已知 Ω,R2=180Ω,R3=49.9kΩ,R4=499.9kΩ.
的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
当接线柱接在“公共”与a端当电流表使用时量程
为: mA;
当接线柱接在“公共”与c端当电压表使用时量程
为: V.
23.(2022·广东省五校协作体联考)用如图所示
的电路可同时测量定值电阻和电压表最小量程的内电
阻.图中V1、V2为两块相同规格的多量程待测电压表,
Rx为较大阻值的待测定值电阻,A为电流表,R 为滑
动变阻器,E 为电源,S为电键.
(1)将两块电压表均调至最小量程,闭合电键S,
移动滑动变阻器的滑片P 至适当位置,记录下电流表
A的示数I、电压表V1和V2的示数U1和U2,则电压表
最小量程的内电阻RV= ,待测定值电阻的阻
值Rx= .
(2)根据现有的实验条件提出一条减小实验误差
的措施: .
84
物理·实验专题
B.待测电流表Ax(量程和内电阻未知)
C.标准电流表A0(量程0.6A,内电阻未知)
D.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)
G.开关S和导线若干
24.(2022·天津和平区二模)实验室有一灵敏电 该同学的实验操作过程为:
流计G的量程为1mA,现要精确测量G的内阻rg.实 (1)将实验仪器按图所示电路连接,滑动变阻器
验室中可供选择的器材有: R0 应选 (选填仪器前的字母序号);
待测灵敏电流计G; (2)将电阻箱R1 的阻值调至最大,将滑动变阻器
多用电表(仅使用欧姆挡); 的滑片P 移至某一位置,闭合开关S;接着调节电阻
电流表A1:量程为3mA,内阻约为200Ω; 箱,直至电流表Ax 满偏,记录此时电阻箱的阻值和标
电流表A2:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω; 准电流表A0 的示数;
电压表V:量程15V,内阻约为2kΩ; (3)移动滑片P 至滑动变阻器的另一位置,再次
定值电阻R1:阻值为10Ω; 调节电阻箱R1 直至电流表Ax 满偏,记录此时电阻箱
定值电阻R2:阻值为300Ω; 的阻值和标准电流表A0 的示数;
滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流1.5A; (4)重复步骤(3)3~5次;
直流电源:电动势1.5V,内阻0.5Ω; (5)该同学记录了各组标准电流表A0 的示数I和
开关,导线若干. 1
( ,1)先用多用电表粗测 G的内阻:正确的操作中 电阻箱的阻值R1 的数据 并作出I- 图线
;
R1
应该使多用电表的红表笔接灵敏电流计 G的
接线柱(填“正”或“负”),黑表笔接另一个接线柱.
(2)粗测G的内阻rg约为300Ω,为了精确测量G
的内阻,实验小组的同学选择了如图所示的电路,则电
表1为 ,电表2为 (以上两空填“G、
A1、A2、V”等电表符号),定值电阻Rx 为 (填 (6)根据图线可以求得电流表Ax 的量程为
“R1”或“R2”). A,内电阻为 Ω.将电流表 Ax 与一个阻值为
Ω的电阻串联就可以组成量程为3V的电
压表.
26.(2022·重庆市一模)用图示电路测量一量程
为3V的电压表内阻,可调恒压电源能满足本实验要
求.将下列实验步骤的有关内容补充完整.
(3)按照上述设计的电路进行实验,测得电表1的
示数为a1,电表2的示数为a2,则电流表G的内阻的
表达式为rg= .(用“a1、a2、Rx”表示)
25.(2022·天津市十二区县重点学校联考二)一
位同学想测量一个有清晰刻度,但没有示数、量程、内
电阻未知的电流表Ax,为了测量电流表 Ax 的量程和 (1)断开开关S,按图连接好电路;
内电阻,可以使用的实验器材如下: (2)将电阻箱的阻值调到 ;
(3)接通电源,再闭合开关S;
(4)由零开始调节恒压电源的输出电压,使电压表
的指针指到3V位置;
(5)调节 使电压表的指针指到
V位置,读出此时电阻箱的阻值,即为电压表内阻的测
量值.断开开关S.
A.电源(电动势约4V,内电阻忽略不计) 27.(2022·台山侨中一模)为了测量由两节干电
85
小题狂刷 高考专题特训
池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如
图1甲所示的实验电路,其中R 为电阻箱,R0=5Ω为
保护电阻.
(1)按照图甲所示的电路图,某同学已经在图乙所
示电路中完成部分导线的连接,请你完成余下导线的
连接.
图(b)
图1
图2
(2)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关 图(c)
S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻 (1)利用多用表测量时,选择的挡位为×1挡,则
值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U 及电阻值 由多用表指示示数可知,该电阻的阻值为 Ω.
, 1 , 1 1 1R 并以 为纵坐标 以 为横坐标,画出 的关 (2)利用如图(a)所示设计的电路测量电阻时:U R U -R
①先断开S2,合 上S1,当 调 节 电 源 输 出 电 压 为
系图线(该图线为一直线),如图2所示.由图线可求得
3.00V时,单位长度电阻丝分得的电压, U= 电池组的电动势E= V 内阻r= Ω.
( ) V
/m,记录此时电流表A1的示数.
保留两位有效数字
②保持S1闭合,合上S2,滑动c点改变ac的长度(3)引起该实验系统误差的主要原因是
L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤
.
①记录的值相同,记录长度 和 的示数 测量 组
28.(
L A2 I. 6
2022·重庆大足一中一模)在高中阶段,我们
L 和I值,测量数据已在图(c)中标出,写出Rx与L、I、
学过了很多测量电阻值的方法,某兴趣小组为了测量
U 的关系式Rx= ;
某个电阻Rx的阻值,设计了如图(a)所示的电路.同学
③在图(c)的坐标系中作出L-I 图象.根据图象
们先用多用表粗略测量了该电阻的阻值,多用表的示
可以得到 (结果保留两位有效数字)
数如图(b)所示.然后用如图(a)
R = Ω.
所示的电路较为精确 x
29.(2022·怀化市一模)某同学利用如图所示的
地测量了Rx的阻值.已知电路中学生电源的输出电压
电路,测定一个自感系数很大的线圈L 的直流电阻
可调,电流表量程均选择0.6A(内阻不计),标有长度
RL,实验室提供下列器材:刻度的均匀电阻丝ab的总长度为30.00cm.
①待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流为2A
图(a) ②电流表A1量程为0.6A,内阻r1为0.2Ω
③电流表A2量程为3A,内阻r2约为0.2Ω
④变阻器 R1阻值为0~10Ω,变 阻 器 R2阻 值
86
物理·实验专题
为0~1kΩ
⑤电池E,电动势为9V,内阻很小
⑥定值电阻R3=10Ω,R4=1000Ω
⑦开关S1,S2
要求实验时,改变变阻器的阻值,待电路稳定时,
可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数
I1、I2,利用I2-I1的图象,求出电感线圈的电阻.
(1)实验中定值电阻应选用 ,变阻器应选
用 .(填代号)
(2)I2-I1对应的函数关系式为 .(选用
题干所给出的物理符号表示)
(3)实验结束时应先断开开关 ,后断开开 (1)写出电源的输出功率 P 跟E、r、R 的 关 系
关 . 式 .(电流表与电压表都视为理想电表)
() I24 由I -I 图象得出 的平均值为6.0,则电感 (2)如表中给出了6组实验数据,根据这些数据在2 1 I1 图乙中的方格纸中画出P-R 关系图线.根据图线可
线圈的直流电阻为 .(结果保留3位有效数 知,电源输出功率的最大值是 W,当时对应的
字) 外电阻是 Ω.
30.(2022·上海市杨浦区一模)电源的输出功率
P 跟外电路的电阻R 有关.如图甲是研究它们关系的 I
/A 0.20 0.28 0.36 0.44 0.52 0.60
实验电路.为了便于进行实验和保护蓄电池,给蓄电池 U/V 3.00 2.60 2.20 1.80 1.40 1.00
串联了一个定值电阻R0,把它们一起看成电源(图中 (3)由表中所给出的数据,若已知跟电源串联的定
虚线框内部分).于是电源的内电阻就是蓄电池的内电 值电阻的阻值为R0=4.5Ω,还可以求得该电源的电
阻和定值电阻R0之和,用r 表示,电源的电动势用E 动势E= V,内电阻r0= Ω.
表示.
87
