挑战高考压轴题：专题13-电学实验
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文档简介
专题13-电学实验
1．实验原理
闭合电路欧姆定律．
2．实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
3．实验步骤
(1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按图1连接好电路．
图1
(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最大的一端．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中．
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．
1．用实验数据求E、r的处理方法
(1)列方程求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.
(2)用作图法处理数据，如图2所示．
图2
①图线与纵轴交点为E；
②图线与横轴交点为I短＝；
③图线的斜率表示r＝||.
2．注意事项
(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．
(2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．
(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．
(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据
r＝||确定．
3．误差来源
(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．
(2)系统误差：电压表分流．
(3)本实验中测量结果是：E测 一、电流表与电压表的改装
1．改装方案
改装为电压表
改装为大量程的电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U＝Ig(Rg＋R)
故R＝－Rg
IgRg＝(I－Ig)R
故R＝
改装后电表内阻
RV＝Rg＋R>Rg
RA＝
2.校正
(1)电压表的校正电路如图1所示，电流表的校正电路如图2所示．
图1 图2
(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)的示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正．
二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1．构造
如图3所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
图3
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．
外部：接被测电阻Rx.
全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.
2．工作原理
闭合电路欧姆定律，I＝.
3．刻度的标定
红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．
(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
(3)当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．
三、多用电表
1．多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．
图4
2．外形如图4所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
3．多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．
四、二极管的单向导电性
1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲所示．
图5
2．晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
1．实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
2．实验步骤
(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
(4)测量小灯泡的电压和电流．
①按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．
图6
②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
1．多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”、“黑出”．
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
(3)欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率．
(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零．
(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．
2．多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①用直流电压挡：
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．
②用直流电流挡：
将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.
题型一：多用电表的改装
例1 (2019·全国卷Ⅰ·23)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图1(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．
图1
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图2所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)
图2
A．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.
答案 (1)连线如图所示
(2)C (3)AC (4)
解析 (1)量程为250 μA的微安表改装成量程为20 mA的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线．
(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时，对应的微安表读数为160 μA，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25 mA，选项C正确．
(3)根据IgRg＝(I－Ig)R得：I＝＋Ig
出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1 200 Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电阻偏小，选项A、C正确．
(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U＝(25－0.25)×10－3R
U＝(20－0.25)×10－3kR
解得k＝.
拓展训练1 (2019·云南昆明市4月质检)某同学想将一量程为1 mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：
图3
(1)他用如图3甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻
①请在乙图中将实物连线补充完整；
②闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0.若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝________ Ω.
(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3 mA、30 mA及倍率为“×1”、“×10”的多用电表．若选择电流30 mA量程时，应将选择开关S置于________(选填“a”“b”“c”或“d”)，根据题给条件可得电阻R1＝______ Ω，R2＝________ Ω.
(3)已知图丙电路中两个电源的电动势均为3 V(内阻可忽略)，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40 mA，则所测电阻阻值为________ Ω.
答案 (1)①见解析图 ②200 (2)b 10 90 (3)150
解析 (1)①由原理图连线如图：
②由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G的内阻Rg＝200 Ω；
(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b时，表头与R2串联再与R1并联，此种情形比开关接c时电路总电流更大，故开关应接b；
由电流表的两种量程可知：
接c时有：R1＋R2＝ Ω＝100 Ω
接b时有：29×10－3R1＝10－3×(200＋R2)
联立解得：R1＝10 Ω，R2＝90 Ω；
(3)开关接a时，多用电表Imax＝30 mA，多用电表的内阻为：R内＝＝ Ω＝100 Ω，此时流过待测电阻的电流为I＝Ig＋＝0.40 mA＋ mA＝12 mA，所以总电阻为：
R总＝＝ Ω＝250 Ω，
所以所测电阻阻值为R测＝R总－R内＝150 Ω.
题型二-测量电源电动势
例1 (2019·山西运城市5月适应性测试)某同学想用下列实验器材来测定一电源的电动势E和内阻r，同时测量一阻值约为几十欧姆的电阻的阻值，实验器材如下：
毫安表mA(量程0～120 mA)；
电压表V(量程0～6 V)；
滑动变阻器R(阻值范围0～300 Ω)；
导线若干，开关S一个
该同学的实验步骤如下：
①设计如图3甲所示的电路图，正确连接电路；
②滑动变阻器滑片处于阻值最大位置，闭合开关S，通过减小滑动变阻器接入电路的阻值测出多组U和I的数据，最后得到如图乙所示的U－I图象；
图3
③断开开关S，将待测电阻Rx改接在N、H之间，MN间用导线相连，重复实验步骤②，得到另一条U－I图线，图线与纵轴的交点坐标为(0，U0)，与横轴的交点坐标为(I0,0)．
(1)请根据图甲的电路图将图丙中实物图连接好．
(2)根据图乙的图线，可得该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
(3)待测电阻的阻值表达式为Rx＝________.(用题中字母表示)
(4)设实验中所用的电压表和毫安表均为理想电表，Rx接在M、N之间与接在N、H之间，滑动变阻器的滑片从阻值最大处滑向中点位置的过程中，对比两种情况，则毫安表的示数变化范围________________，电压表示数变化范围________(选填“相同”或“不同”)
答案 (1)见解析图 (2)6.0 25 (3)－r (4)相同 不同
解析 (1)根据电路图连线如下：
(2)根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，所以纵截距b＝E＝6.0 V，斜率的绝对值
|k|＝r＝ Ω＝25 Ω
(3)将Rx改接在N、H之间，根据闭合电路欧姆定律得：U＋IRx＝E－Ir，整理得：
U＝E－I(r＋Rx)，斜率的绝对值|k′|＝r＋Rx＝，所以待测阻值：Rx＝－r
(4)如果电表均为理想电表，两次毫安表均测回路总电流，I＝，所以毫安表变化范围相同；Rx接在M、N之间：U＝E－Ir，Rx接在N、H之间：U＝E－I(r＋Rx)，因为电流变化相同，则电压表变化范围不同．
变式1 (2019·安徽宣城市第二次模拟)在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．
(1)甲同学按如图4a所示的电路图进行测量实验，其中R2为保护电阻，则：
图4
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图c所示，可得电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω(结果均保留两位有效数字)．
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图e所示，可得电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω(结果均保留两位有效数字)．
答案 (1)①见解析图 ②2.8 0.60 (2)3.0 0.50
解析 (1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
②根据闭合电路欧姆定律可得：U＝E－Ir，则由题图c可知电源的电动势E＝2.8 V，内电阻r＝||＝ Ω＝0.60 Ω；
(2)由乙同学的电路接法可知R1左右两部分并联后与R2串联，则可知在滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5 V时，电流为0.50 A，此时两部分电阻相等，则总电流为I1＝1 A；而当电压为2.4 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.4 V时，干路电流为I2＝0.33 A＋0.87 A＝1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得
2.5 V＝E－r·1 A,2.4 V＝E－r·1.2 A，解得电源的电动势E＝3.0 V，内电阻r＝0.50 Ω.
考题预测
一、实验探究题
1.为了利用伏安法测量某一未知电阻RX（阻值约为6Ω）的阻值，实验室里准备了以下器材：
A．电源，电动势 E=3.0V ，内阻不计
B．电压表V，最程 3V ，内阻约5kΩ
C．电流表A1 ， 量程 100mA ，内阻RA=8Ω
D．电流表A2 ， 量程 3A ，内阻约0．04Ω
E．定值电阻R1=2Ω
F．定值电阻R2=20Ω
G．滑动变阻器 R3 ，最大阻值5Ω，最大电流为 3A
H．滑动变阻器 R4 ，最大阻值1000Ω，最大电流为 1.5A
I．开关S?导线若干
（1）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能精确，则在上述提供的器材中电流表应选________；定值电阻应选________；滑动变阻器应选________（填器材前面的字母序号）；
（2）若电流表的示数为I，电压表的示数为U，在考虑电表内阻的情况下，代入必要的已知数据，通过计算可得出待测电阻的表达式 Rx= ________；
（3）请在虚线框内画出测量该电阻阻值的实验电路图。
2.某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。
（1）该同学使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图所示，则其电阻为________Ω（保留3位有效数字）；
（2）除了导线、开关和电动势为6 V的直流电源外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； A2（量程3 A，内阻约 0 .2 Ω）；
电压表：V （量程3V，内阻约10 kΩ）；
滑动变阻器：R1（阻值范围 0 ~10 Ω）；??????????????? R2（阻值范围0~1 kΩ）；
为了让灯泡两端电压从零调节，以及测量更准确，实验时电流表应选择________，滑动变阻器应选择________；（均填字母代号）
（3）将实物图中还未完成的部分用笔代替导线补充完整；
（4）利用实验数据绘出小灯泡的部分伏安特性曲线如图所示。如果将两个这种小灯泡串联后，再接在电动势是3 V，内阻是2 Ω的电源上，则此时每个小灯泡的功率约为________W （结果保留2位有效数字）。
3.某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率 ρ≥200Ω?m 的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长 a=40cm ，宽 b=20cm ，高 c=20cm 。将废水注满容器后，进行如下实验操作。
（1）用多用电表的电阻档粗测容器中废水的电阻，选择开关置于“ ×100 ”档，其示数如图乙所示，则该废水的电阻值约为________Ω；
（2）为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．直流电源 E （电动势 E 约 3V ，内阻 r0 约 0.1Ω ）；
B．电压表 V （量程 0~3V ，内阻约3kΩ）；
C．电流表 A1 （量程 0~3mA ，内阻约10 Ω ）；
D．电流表 A2 （量程 0~0.6A ，内阻约0.4 Ω ）；
E．滑动变阻器 R （ 0~50Ω ，额定电流 2.0A ）；
F．开关S一个，导线若干。
图丙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，由于废水洒在纸上，导致部分电路图缺失不清，图丙中的电流表A应为________（填写器材前面的字母序号“C”或“D”），请你在答题卡相应位置补全电路图________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图丁作出图线。图丁的坐标纸中已经描出了3个点，请在答题卡相应图中将剩余3个点描出，并作出U-I关系图线________；
电压 UV
1.46
1.84
1.89
2.10
2.32
2.52
电流 ImA
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率 ρ= ________ Ω?m 。该废水________（填“达到”或“未达到”）排放标准。
4.某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：
（1）先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d=________mm；
（2）然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表（两个）、滑动变阻器（两个）、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了如下实验：
a．按照图乙所示的电路图连接好实验电路；
b．将滑动变阻器R3的滑片调至适当位置，滑动变阻器R1的沿片调至最左端，闭合开关S；
c．将滑动变阻器R1的滑片逐步向右滑动，并反复调节R2和R3使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R2的数值为4.0 Ω ，电流表A1的示数为0.15A，电流表A2的示数为0.30A。
根据上述实验过程，请回答：
①待测电阻Rx的阻值为________ Ω ；
②电流表的内阻对测量结果________影响（选填“有”或“无”）；
（3）最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率 ρ =2.82×10-8 Ω ·m，则这捆导线的长度为________m。（结果保留三位有效数字）
（4）为提高本实验的精确度可采取的措施是________。（请答出两条措施）
5.图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：
压敏电阻RF（无压力时的阻值为50Ω）
电源E1（电动势12V，内阻不计）
电源E2（电动势6V，内阻不计）
毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为200Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值为60Ω）
开关S，导线若干。
现进行如下操作：
①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；
②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：
③在RF上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；
④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：
（1）实验中应该选择的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”），电源是________（填“E1”或“E2”）；
（2）由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为________Ω，实验小组设计的电子测力计的量程是________N。
6.图中电源E（电动势为 3V ，内阻较小）、电压表V（量程 3V ，内阻 1kΩ ）， A2 （量程 250mA ，内阻约 2Ω ）。
（1）用如图所示的电路粗测 Rx 时，S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________。
A.最左端
B.最右端
C.正中间
（2）图中，当 A2 的示数为 150.0mA 时，V的示数为 2.52V ，则 Rx 的真实值最接近________。
A.5Ω
B.15Ω
C.25Ω
D.35Ω
（3）若还有电流表 A1 （量程 25mA ，内阻 5Ω ）、定值电阻 R0 （阻值为 100Ω ）可供选择，为更精确地测量 Rx 的阻值，请将设计的电路画在方框中。
7.在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为 50.00cm ，电阻约几欧。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为________ mm （该值与多次测量的平均值相等）。
（2）实验电路如图乙所示，实验室提供了电源E（ 3V ，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：
应选用的实验器材有__________（选填实验器材前的序号）
A.电压表 V1 （ 0?3V ，内阻约 2kΩ ）
B.电压表 V2 （ 0?15V ，内阻约 15kΩ ）
C.电流表 A1 （ 0?3A ，内阻约 0.01Ω ）
D.电流表 A2 （ 0?0.6A ，内阻约 0.05Ω ）
E.滑动变阻器R1（ 0?10Ω ， 0.6A ）
F.滑动变阻器R2（ 0?2kΩ ， 0.1A ）
?
（3）请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接。
（4）实验中，调节滑动变阻器，电压表和电流表示数记录如下：
UV
1.05
1.40
1.80
2.30
2.60
U?I
0.22
0.28
0.36
0.46
0.51
请在图丁中作出 U?I 图线________。由图线可知，金属丝的电阻 Rx= ________ Ω （结果保留两位有效数字）
（5）根据以上数据可以算出金属丝的电阻率 ρ= ________ Ω?m （结果保留两位有效数字）。
（6）下列关于该实验误差的说法中正确的有_________。
A.金属丝发热会产生误差
B.电流表采用外接法，会使电阻率的测量值偏小
C.电压表内阻引起的误差属于偶然误差
D.用 U?I 图像处理数据可以减小系统误差
8.测量电阻丝的电阻率 ρ ，电阻丝的电阻约为20Ω，先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度，除电池组E（电动势为 3.0V ，内阻约1Ω、电阻箱R(0~999.9Ω)开关、导线若干，可供选择的器材还有：
电流表 A1 （量程 0~100mA ，内阻约5Ω）；
电流表 A2 （量程 0~0.6A ，内阻约0.2Ω）。
（1）实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．断开开关，改变________的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；
F．断开开关。
（2）如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为 d= ________ mm ；
（3）电流表应选择________（选填“ A1 ”或“ A2 ”）；
（4）用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为 R0 和 L0 ，再结合测出的电阻丝直径d，写山电阻丝的电阻率表达式 ρ= ________（用给定的字母表示）；
（5）电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果：______。
A.无影响
B.有影响，结果会偏大
C.有影响，结果会偏小
9.某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”。已知 Rx 的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值 Rx 随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．压敏电阻，无压力时阻值 R0=400Ω
B．直流电源，电动势 6V ，内阻不计
C．电流表A，量程为 0?100mA ，内阻不计
D．电压表V，量程为 0?3V ，内阻为 3kΩ
E．定值电阻 R1=2kΩ
F．滑动变阻器R，最大电阻值约 50Ω
G．开关S与导线若干
（1）甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2将实物连线图补充完整。
（2）某次压力测试，在电阻 Rx 上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值 Rx =________。
（3）改变F的大小、测得不同的 Rx 值，绘成图象如图3所示，可得其斜率 k= ________ ΩN （保留两位有效数字）。 Rx 阻值和压力F的关系式是 Rx =________（用 Rx 、F和k等表示）。
（4）按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻 Rx 上施加力F，当电流表满偏时，压力F为________N。
10.某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。
（1）某同学用游标卡尺去测玻璃管的内径，测出的读数如图，则玻璃管的内径d为________ mm ；
（2）该同学用多用电表的电阻档粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“ ×10 ”档，发现指针如图（a）所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选________（填“ ×1 ”或“ ×100 ”或“ ×1k ”）档；②________；
（3）该组同学按图（b）连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是_____
A.滑动变阻器阻值太小
B.电路中3、4之间断路
C.电路中5、6之间断路
D.电路中7、8之间断路
（4）该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水柱的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图（c）所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率 ρ= ________（用题中字母表示）。
11.小李同学想知道日光灯管两端灯丝的电阻情况。
（1）他首先用万用电表 ×1 档测量了灯丝两端的电阻，如图甲所示，则它的电阻为________ Ω 。
（2）接下来他用以下器材：学生电源 3V ，电流表（量程 0.6mA 、内阻约为 2Ω ）、电压表（量程 3V 、内阻约为 3kΩ ）、滑动变阻器（阻值 20Ω 、限流 2A ）等把灯丝接在如图乙电路中，来描绘它的伏安特性曲线，请指出电路图乙中连接错误的导线________（填写导线序号）。
（3）现调整好电路后进行测量，得到如下数据：画出伏安特性曲线，并说明灯丝电阻随电流变化的情况：________。
次数
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.02
0.04
0.06
0.07
0.08
0.10
0.12
U/V
0.23
0.47
0.71
0.85
1.00
1.48
2.25
12.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5?? Ω，允许通过的最大电流为0.5?? A.现有如下器材可供选择：
电流表A(量程0.6A，内阻约为0.6Ω)
电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)
待测电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)
标准电阻R0(阻值5Ω)
滑动变阻器R1(5?? Ω，2A)
滑动变阻器R2(200?? Ω，1.5A)
直流电源E(E＝6?? V，内阻不计)
开关S、导线若干
（1）图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是________；
（2）实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)，并采用________接法；（分压，限流）
（3）根据你在(1)(2)中的选择，在图甲上完成实验电路的连接；
（4）实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ＝________；
（5）用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D＝________.
13.某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻 RL ，实验室提供下列器材：
①待测线圈L，阻值约为 2Ω ，额定电流为2A
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________，后断开开关________.
（4）由 I2?I1 图象得出 I2I1 的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为________.(结果保留3位有效数字)
14.一实验小组要测量电压表V1的内阻，实验室提供如下器材∶
A．待测电压表V1（量程为0~ 2V，内阻约2kΩ）
B．标准电压表V2（量程为0~ 9V，内阻约4kΩ）
C．滑动变阻器R1（阻值范围∶0~ 10Ω）
D．定值电阻R2=20Ω
E.定值电阻R3 =5.0kΩ
F.直流电源（内阻约1Ω，电动势为12V）
G.开关、导线若干
（1）为使实验结果尽可能准确，除待测电压表、直流电源、滑动变阻器、开关和导线之外，该实验小组还选取了标准电压表V2和一个定值电阻，定值电阻选________（填器材前面的序号）。
（2）某同学按所给的器材完成了供电部分的电路设计，通过S2切换分压接法与限流接法。请将图中剩下电路的连线补充完整________；当S2断开时，电路为________接法；为确保电路安全，测量时，开关S2应处于________状态。
（3）根据选用的器材，待测电压表V1的读数为U1 ， 定值电阻阻值为R，标准电压表V2的读数为U2 ， 由此得出，待测电压表内阻的表达式为________。
15.某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：
A．待测电压表V1：量程3V，内阻约3kΩ
B．电压表V2：量程15V，内阻约20kΩ
C．电流表A：量程3A，内阻约0.1Ω
D．定值电阻R0：9.0kΩ
E．滑动变阻器R1：0～200Ω
F．滑动变阻器R2：0～2kΩ
G．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计
H．开关、导线若干
（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图1所示，则电压表V1的内阻约为________Ω。
（2）为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图2甲和乙两个测量电路，你认为________（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图（图3）中用笔画线代替导线将电路图补充完整________。
（3）该实验中滑动变阻器应该选用________（选填“R1”或“R2”）。
（4）用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1＝________。
16.用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。
（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端________（选填“a”或“b”）；
（2）按电路图（甲）测岀的灯泡电阻值比直实值________（选壊“偏大”或“偏小”）。根据所得到的图象如图（乙）所示，它在额定电压下实际功率P＝________W；
（3）若将该灯泡直接接在电动势为2.4V，内阻为6Ω的电源两端，此时灯泡L的实际功率P1＝________W，电路工作的效率为________。
17.某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：
（1）如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=________mm；
（2）该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻，供选择的仪器如下：
①电流表A1（内阻为r）；
②电流表 A2；
③滑动变阻器R1（0~1000Ω）；
④滑动变阻器R2（0~20Ω）；
⑤蓄电池（2 V）；
⑥电键 S及导线若干。
滑动变阻器应选择________（选填“R1 ”或“R2 ”）；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图________；
（3）闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录A1、A2 的读数I1、I2 ，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以I2 为纵坐标， I1为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据I2—I1 图像的斜率 k及电流表A1内阻r，写出金属丝电阻的表达式Rx= ________；
（4）测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率 ρ=________（用k、D、L、r表示）。
18.为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：
电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；
电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）； 滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）； 电键、导线若干。
（1）准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R1应选________Ω 的定值电阻。
（3）处理数据后将 P、U2 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U2 图线________， 并说明各点不在一条直线上的原因：________。
答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】 （1）C；E；G
（2）Rx=U?8I5I
（3）
【解答】(1)待测电阻中最大电流约为 Imax=ERx=3.06A=0.5A
为了测量精确电流表选C。电流表C与R1并联改装的新电流表的量程为 I=Ig+IgRAR1=100mA+400mA=500mA=0.5A
符合实验精确测量要求，故定值电阻选用R1。
为方便实验操作，滑动变阻器必须分压式接法，则应选较小阻值的，即选G。
(2)根据电流表电阻已知，Rx与改装后的电流表串联，求出 Rx=U?IRAIx=U?8I5I
(3)根据题意电流表内阻已知，所以选择电流表内接法，由于待测电阻的电压从零开始可以连续调节，变阻器采用分压式接法，所以设计如下实验电路。
【分析】（1）根据待测电阻中的最大电流确定电流表，从实验的精确程度考虑原则定值电阻；
（2）根据实验原理求出待测电阻的表达式。
（3）根据题意确定电流变内接，变阻器采用分压式接法，再结合题意画出电路图。
2.【答案】 （1）10.0
（2）A1；R1
（3）
（4）0.27
【解答】(1)由图中可得读数为10.0Ω；
(2)小灯泡的额定电压为3V，故小灯泡中的额定电流约为 I=UR=0.3A
故电流表选择A1 ， 由于该实验要用分压电路，故滑动变阻器选择阻值小的R1。
(3)电路图和实物连线如图所示
(4)将两个这种小灯泡串联后，则2U=E-Ir
即U=1.5-I
画出电源的U-I图像，如图中所示，两图像的交点即通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，由图可知I=0.21A，U=1.3V，故 P=UI=0.27W
【分析】（1）欧姆表指针示数与档位的乘积是欧姆表的示数；
（2）根据通过灯泡的最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图；
（4）在灯泡的I-U坐标内做出电源的U-I图像，求出灯泡的电流与电压，然后根据电功率公式求出灯泡的实际功率。
3.【答案】 （1）1100
（2）C；
（3）
（4）106（101~109均给分）；未达标
【解答】（1）由图可知读数为 R=11×100Ω=1100Ω
（2）电流标通过的最大电流为 I=UR=31100A≈0.0027A=2.7mA
故电流表选C。
由于滑动变阻器的阻值范围 0~50Ω ，若采用限流式起不到调节作用，故答案为：用分压式接法，电路图如下
（3）描点作图，使实验数据点尽可能均匀分布于所描绘直线的两侧，偏离过大的点应舍去，作出如下图像
（4）U-I关系图线的斜率表示待测电阻的阻值，则有 R=ΔUΔI=2.52?1.46(2.40?1.40)×10?3Ω=1060Ω
电阻率为 ρ=RSL=1060×202×10?440×10?2Ω?m=106Ω?m 电阻率 ρ≥200Ω?m 的废水即达到排放标准，则该废水未达到排放标注。
【分析】（1）利用示数和档数可以求出电阻的大小；
（2）利用欧姆定律可以判别电流表的量程；由于滑动变阻器的阻值偏小所以使用分压式接法；
（3）利用表格数据进行描点连线；
（4）利用图像斜率可以求出电阻的大小，结合电阻定律可以求出电阻率的大小进而判别废水是否达到排放的标准。
4.【答案】 （1）1.410(±0.001均可）
（2）2.0；无
（3）111
（4）提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值
【解答】(1)导线的直径d=1mm+0.01mm×41.0=1.410mm
(2)①电流计G的示数为0，可知R2和Rx两端的电压相等，即 R2I1=RxI2
解得 Rx=I1I2R2=0.150.3×4.0Ω=2.0Ω ?
②由以上分析可知，电流表的内阻对测量结果无影响；
(3)根据 Rx=ρlS
可得 l=RxSρ=πRxd24ρ
带入数据解得l=111m
(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是：提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值。
【分析】（1）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（2）当电流计示数等于0时其R2和Rx两端电压相等，结合欧姆定律可以求出电阻的大小；由于利用桥式电路则其电流表内阻对测量值没有影响；
（3）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出导线的长度；
（4）提高实验精确度可以从读数及电流计的灵敏度入手。
5.【答案】 （1）R1；E2
（2）RF=50+0.5F；0~800N
【解答】（1）毫安表示数为30mA时，由闭合电路欧姆定律，有 I=E10+50+R=0.03A
若选电源 E1 ，可求滑动变阻器电阻为 340Ω ，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源 E2 ，求得此时滑动变阻器电阻为 140Ω ，故只能选 R1 。
（2）由图（a）利用数学知识可求得，压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为 RF=0.5F+50(Ω)
毫安表示数为10mA时，压力最大，由闭合电路欧姆定律，有 610+140+RF=0.01A
联立两式解得：压力最大值为 F=800N ，故电子测力计的量程为0~800N。
【分析】（1）利用欧姆定律结合电路中电阻的大小可以判别电动势的大小；利用电动势的大小可以判别滑动变阻器的阻值大小；
（2）利用图像斜率和截距可以写出压敏电阻和压力的表达式；利用欧姆定律结合电流表的读数可以求出压力的最大值。
6.【答案】 （1）A
（2）B
（3）
【解答】（1）S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端，这样闭合的瞬间， Rx 上的电压为零，然后移动滑片，电压逐渐增大。
（2）根据 Rx=UI2?RA2
代入数据 Rx=14.8Ω
所以选B。
（3）因为电流表 A1 的内阻已知为 5Ω ，同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能减小或避免测量 Rx 阻值的系统误差和偶然误差，为更精确地测量 Rx 的阻值，实验电路如图所示。
【分析】滑动变阻器的分压式接法，刚开始滑片要处在最左端，要让测量部分为零；为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能减小和避免测量阻值的系统误差。
7.【答案】 （1）0.400（0.398~0.402均正确）
（2）A,D,E
（3）
（4）；5.0（4.8~5.2）
（5）1.3×10?6 （ 1.2×10?6?1.4×10?6 均正确）
（6）A,B
【解答】(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径为d=0.01mm×40.0=0.400mm
(2)电源电动势为3V，则电压表选择A；待测电阻为几欧姆，则电流表选择D；据滑动变阻器允许的最大电流可得，滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的E；即应选用的实验器材有ADE；
(3)因待测电阻远小于电压表的内阻，则应该选择电流表外接；滑动变阻器用限流电路；连线如图；
(4)根据数据作出 U?I 图线如图；
由图线可知，金属丝的电阻 Rx=UI=2.50.5Ω=5.0Ω
(5)根据 R=ρLS=ρL14πd2
解得 ρ=πd2R4L
代入数据可得金属丝的电阻率 ρ=1.3×10?6 Ω?m
(6)A．金属丝发热电阻率会发生变化，会产生误差，A符合题意；
B.电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值偏小，即会使电阻率的测量值偏小，B符合题意；
C.电压表内阻引起的误差属于系统误差，C不符合题意；
D.用 U?I 图像处理数据可以减小偶然误差，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】（1）利用螺旋测微器的可动刻度和固定刻度可以读出对应的读数；
（2）利用电动势的大小可以选择电压表的量程；结合欧姆定律可以判别电流表的选择；滑动变阻器使用限流式接法使用阻值比较小的；
（3）电流表使用外接法，其滑动变阻器使用限流式接法；
（4）利用表格数据进行描点连线，利用图像斜率可以求出电阻的大小；
（5）利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的大小；
（6）电流表使用外接法会导致其电阻测量值偏小则其电阻率测量值也偏小；电表内阻引起的误差属于系统误差；利用图像法可以减小偶然误差。
8.【答案】 （1）金属夹与电阻丝接触点
（2）0.728~0.732
（3）A1
（4）πd2R04L0
（5）A
【解答】(1)断开开关，改变金属夹与电阻丝接触的位置，调整电阻箱介入电路中阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；
(2)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5mm，可动刻度是0.230mm，则金属丝的直径是 d=0.5mm+0.230mm=0.730mm
?(3)电路最大电流约为 I=ER+r=320+1A≈0.144A
不到0.6A的四分之一，因此电流表选A1；
?(4)外电路总电阻 R总=R+R丝=R+ρLS=R+ρ4Lπd2
由图像可知，当电阻丝介入电路的长度为零时，总电阻为R0 ， 则 R=R0?ρ4Lπd2
结合图像可得图像的斜率为 k=R0L0=4ρπd2
则 ρ=πR0d24L0
(5)应用图像法处理实验数据，电流表内阻对实验结果无影响。
【分析】（1）断开开关时，要改变电阻丝接入电路中长度，进而判别电阻和L的关系；
（2）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（3）利用欧姆定律可以判别电流表的选择；
（4）利用外电阻的表达式结合图像斜率可以求出电阻率的表达式；
（5）利用图像法处理数据时电流表的内阻对实验结果没有影响。
9.【答案】 （1）
（2）5U3I
（3）1.7~1.9；400?kF
（4）185~199
【解答】(1)图1是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为
(2)由图可知 Rx 两端电压为 U'=URV(RV+R1)=5U3
电流表测量 Rx 的电流，所以 Rx=U'I=5U3I
(3)由图可得，图线斜率为 400?0220?0=1.8Ω/N
图线与 Rx 轴的截距是400Ω，有一次函数可得 Rx=?kF+400
(4)电压表满偏是 Rx 为 Rx=5U3I=5×33×100×10?3Ω=50Ω
则 F=400+Rxk=194N
【分析】（1）利用电路图进行实物图连线；
（2）利用并联电路的特点结合欧姆定律可以求出电阻的表达式；
（3）利用图像斜率及截距可以求出电阻和压力的函数式；
（4）电压表满偏时可以求出电阻的大小，利用电阻的大小可以求出压力的大小。
10.【答案】 （1）21.50
（2）×100；重新进行欧姆调零
（3）A,D
（4）πd24k
【解答】(1)游标卡尺读数为：主尺读数+游标尺的读数 × 分度值=21mm+10 × 0.05mm=21.50mm。
(2)欧姆表的指针偏转不大，读数太大误差较大，则需要换选大倍率的档位来测量，即选 ×100 倍率。欧姆表换档后，需要重新进行欧姆调零。
(3)A．滑动变阻器阻值太小，通过调节电路中的电流的改变也比较小，则电压表的示数几乎不变，所以A符合题意；
B．电路中3、4之间断路，电压表没有读数，所以B不符合题意；
C．电路中5、6之间断路，电压表没有读数，所以C不符合题意；
D．电路中7、8之间断路，电压表串联在电路中，电压表测量的是电源的电动势，所以电压表的示数几乎不会改变，则D符合题意；
故答案为：AD。
(4)由部分电路欧姆定律有 UI=ρ4Lπd2
整理得 L=πd24ρ.UI
由图像可得 k=πd24ρ
矿泉水的电阻率为 ρ=πd24k
【分析】（1）利用游标卡尺的结构结合精度的大小可以读出内径的大小；
（2）由于电阻偏大所以要换大挡位；换挡需要重新进行欧姆调零；
（3）电压表有读数说明电压表与电源串联的电线不会出现断路，进而可以判别断路的可能情况，或者是由于滑动变阻器阻值比较小导致对电路中的电流没有影响；
（4）利用欧姆定律结合电阻定律及图像斜率可以求出电阻率的表示式。
11.【答案】 （1）48（46-49范围内均可）
（2）3，5
（3）电阻先不变后变大（答电阻变大也给分）
【解答】（1）万用电表的欧姆档读数时，需要根据情况估读，再乘以倍率，故根据甲图读出电阻为48（或46~49）Ω。
?
（2）为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，故导线3连接错误；电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为2Ω，相对来说电压表内阻远大于灯丝电阻，所以电流表应采用外接法，故导线5连接错误。
（3）伏安特性曲线如图
根据伏安特性曲线可知，当加在灯丝两端电压较小，流过灯丝电流小于0.06A时，电阻不变；后边随着电流增大，灯丝电阻变大。故灯丝电阻随电流变化的情况：电阻先不变后变大。
【分析】（1）利用示数和档数可以读出电阻的大小；
（2）描述小灯泡的伏安特性曲线其滑动变阻器需要使用分压式接法；电流表应该使用外接法；
（3）利用表格数据进行描点连线，利用图像斜率可以判别其电阻随电流的变化关系。
12.【答案】 （1）C
（2）R1；分压
（3）
（4）πD24L(UI?R0)
（5）1.205
【解答】(1)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻为： Rmax=613×0.6Ω=30Ω ，所以变阻器应选R1并且应采用分压式接法；电路中需要的最小电阻为： Rmin=60.6Ω=10Ω ，为保护电流表应与一保护电阻串联，所以排除电路A，再根据待测电阻满足 RVRx>RxRA ，可知电流表应用外接法，所以应排除电路D，由于待测电阻阻值太小，将电压表直接测量时电压太小无法读数，所以应将待测电阻与保护电阻串联后再与电压表并联才行，所以合理的电路应是C；
?
(2)根据题(1)中的分析可知，变阻器应选R1 ， 并且应采用分压式接法；
(3)根据题（1）中分析可知电路连接图如图所示：
(4)图C电路图应有： R0+Rx=UI ????? ①
根据电阻定律应有： Rx=ρL14πD2 ????? ②
联立①②可得： ρ=πD24L(UI?R0)
(5)螺旋测微器的读数为：D=1mm+20.6×0.01mm=1.205（±0.002）mm；
【分析】（1）利用待测电阻阻值比较小所以电流表使用外接法；由于待测电阻小所以要与定值电阻串联后再与电压表并联才可以测出对应的电压；
（2）滑动变阻器使用分压式接法应该选择阻值比较小的；
（3）利用电路图结合滑动变阻器的接法完成对应的实物图连线；
（4）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
?
13.【答案】 （1）R3；R1
（2）I2=RL+R3+r1RLI1
（3）S2；S1
（4）2.04Ω
【解答】(1)采用已知内阻的小量程电流表 A1 替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于 R=2×20.6Ω?0.2Ω≈6.5Ω 的定值电阻，所以实验中定值电阻应选用阻值为 10Ω 的 R3 ，要用分压电路，选择较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选用阻值为 0～10Ω 的 R1 .(2)由 I1(R3+r1)=(I2?I1)RL ，得： I2=RL+R3+r1RLI1 (3)实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关 S2 ，将电感线圈与 A1 断开，然后再断开 S1 .(4)由 I2=RL+R3+r1RLI1 ，代入数据得： RL=R3+r15=10+0.25Ω=2.04Ω .
?
【分析】（1）由于使用电流表和电阻串联改装为电压表，利用电压表的量程结合欧姆定律可以求出串联电阻的大小；由于滑动变阻器使用分压式接法所以使用小电阻；
（2）利用并联电路的欧姆定律可以求出函数关系式；
（3）实验要先断开S2防止其电感线圈产生的感应电流烧坏对应的电表；
（4）利用电流的函数关系式可以求出电感线圈的直流电阻大小。
?
14.【答案】 （1）E
（2）；限流；闭合
（3）U1RU2?U1
【解答】（1）由题知，要测电压表V1的内阻，则需要测出V1的电压和电流，其电压即为V1的示数，但没有电流表，所以无法直接测出电流，故为使实验结果尽可能准确，需要将一定值电阻与V1串联起来分压，然后再与电压表V2并联，故需要大电阻才能满足分压的要求，故定值电阻应选E；（2）为使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用分压接法，电路如图所示
当S2断开时，滑动变阻器只有右边部分接入电路中，故此时为限流接法；为确保电路安全，测量时，开关S2应处于闭合状态，则一开始测量电压表的示数可以从零开始变化，不会因为电压过大而烧坏仪器；（3）根据串联电路电压关系，电压表V2示数为U2 ， 则定值电阻R3两端电压为U2-U1 ， 电流为 I=U2?U1R
根据 RV=U1I
解得 RV=U1RU2?U1
【分析】（1）定值电阻的选择根据待测电阻的阻值选择即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，没有电流表，选择内阻相近的电压表即可；
（3）结合电压表的示数，利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
15.【答案】 （1）3400
（2）乙；
（3）R1
（4）U1R0U2?U1
【解答】解：（1）选择倍率“×100”挡，由图1所示表盘可知，则电压表V1的内阻约为：34×100＝3400Ω；（2）由于电压表V1的内阻小于定值电阻值阻值，选择图甲所示电路实验误差较大，
为减小实验误差应选择图乙所示实验电路，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：
；（3）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。（4）电压表V1的内阻：RV1＝ UV1I ＝ U1U2?U1R0 ＝ U1R0U2?U1 ；
故答案为：（1）3400；（2）乙；实物电路图如图所示；（3）R1；（4） U1R0U2?U1 。
【分析】（1）利用欧姆表测电阻，读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，电压表内阻比较小，对电流的影响大，电路采用电流表内接法；
（3）分压滑动变阻器选择小阻值的即可，可以比较灵明的调节电压；
（4）结合欧姆定律求解电阻的表达式即可。
16.【答案】 （1）a
（2）偏小；1.2
（3）0.18；25%
【解答】解：（1）由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应置于a端。（2）由图示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于真实值，由欧姆定律可知，灯泡电阻测量值小于真实值；
由图象可知，灯泡额定电压U＝2.4V时对应的电流为I＝0.5A，灯泡在额定电压下的实际功率：P＝UI＝2.4×0.5W＝1.2W。（3）在灯泡I﹣U图象坐标系内作出电源的I﹣U图象如图所示，
二者的交点表示电源的路端电压与电路中的电流，可知此时的路端电压为0.6V，电路电流为0.3A，灯泡实际功率：P1＝U1I1＝0.6×0.3W＝0.18W；
此时电路工作的效率为：η＝ UIEI ×100%＝ UE ×100%＝ 0.62.4 ×100%＝25%；
故答案为：（1）a；（2）偏小；1.2；（3）0.18；25%。
【分析】（1）该电路采用分压式接法，开始实验时应使分压为零；
（2）电压表分流，使得测得的电流偏大，电阻偏小；
（3）对于I-U曲线，图像的横坐标为电压，纵坐标为电流，图像斜率的倒数为电阻的阻值，横纵坐标之积为电功率。
17.【答案】 （1）2.500
（2）R2；
（3）rk?1
（4）πrD24L(k?1)
【解答】（1）螺旋测微器测量金属丝的直D=2mm+50.0?0.01mm=2.500mm；（3）根据电路原理图可知，滑动变阻器是分压式接法，所以滑动变阻器要选择较小的R2；根据电路原理图，实物图连线如图所示
;（4）根据欧姆定律可知金属丝电阻 R=I1rI2?I1
变形得 I2=(1+rR)I1
所以I2—I1 图像的斜率 k=(1+rR)
变形得 R=rk?1 （5）根据电阻定律得 R=ρLS
解得 ρ=RSL=πrD24L(k?1)
【分析】（1）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（2）利用分压式接法可以判别滑动变阻器的选择；利用电路图进行实物图连接；
（3）利用欧姆定律结合斜率可以求出电阻的大小；
（4）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
18.【答案】 （1）
（2）10
（3）；随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线
【解答】(1)小灯泡电阻较小，则采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，电路连接如图
；(2)小灯泡的额定电流 I=P额U额=1.83=0.6A
通过变阻器的电流为 I变=UR变=310A＝0.3A
所以通过电源的电流为I′=I+I变=0.6+0.3=0.9A
根据闭合电路欧姆定律，应有E=U+I′（r+R0）
解得 R0+r=12?30.9=10Ω
所以保护电阻R1应选10Ω的定值电阻； (3)在坐标纸上画出P-U2图线如图
各点不在一条直线上的原因：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线。
【分析】（1）滑动变阻器使用分压式接法；电流表使用外接法；
（2）利用欧姆定律可以判别定值电阻的大小；
（3）利用数据点进行连线；灯丝的电阻随温度的升高而不断增大。
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1．实验原理
闭合电路欧姆定律．
2．实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．
3．实验步骤
(1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按图1连接好电路．
图1
(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最大的一端．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中．
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材．
1．用实验数据求E、r的处理方法
(1)列方程求解：由U＝E－Ir得，解得E、r.
(2)用作图法处理数据，如图2所示．
图2
①图线与纵轴交点为E；
②图线与横轴交点为I短＝；
③图线的斜率表示r＝||.
2．注意事项
(1)为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池．
(2)电流不要过大，应小于0.5 A，读数要快．
(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变化范围要大些．
(4)若U－I图线纵轴刻度不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应根据
r＝||确定．
3．误差来源
(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不准确．
(2)系统误差：电压表分流．
(3)本实验中测量结果是：E测
1．改装方案
改装为电压表
改装为大量程的电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻
U＝Ig(Rg＋R)
故R＝－Rg
IgRg＝(I－Ig)R
故R＝
改装后电表内阻
RV＝Rg＋R>Rg
RA＝
2.校正
(1)电压表的校正电路如图1所示，电流表的校正电路如图2所示．
图1 图2
(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)的示数，并计算满刻度时的百分误差，然后加以校正．
二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1．构造
如图3所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．
图3
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．
外部：接被测电阻Rx.
全电路电阻R总＝Rg＋R＋r＋Rx.
2．工作原理
闭合电路欧姆定律，I＝.
3．刻度的标定
红、黑表笔短接(被测电阻Rx＝0)时，调节调零电阻R，使I＝Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．
(1)当I＝Ig时，Rx＝0，在满偏电流Ig处标为“0”．(图甲)
(2)当I＝0时，Rx→∞，在I＝0处标为“∞”．(图乙)
(3)当I＝时，Rx＝Rg＋R＋r，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻．
三、多用电表
1．多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．
图4
2．外形如图4所示：上半部分为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．
3．多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．
四、二极管的单向导电性
1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲所示．
图5
2．晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
1．实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．
2．实验步骤
(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
(4)测量小灯泡的电压和电流．
①按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．
图6
②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；
②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；
③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；
④测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
1．多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”、“黑出”．
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．
(3)欧姆表读数时注意乘以相应挡位的倍率．
(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．
(6)测电阻时每换一次挡必须重新欧姆调零．
(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．
2．多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①用直流电压挡：
a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．
b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．
②用直流电流挡：
将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．
②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.
题型一：多用电表的改装
例1 (2019·全国卷Ⅰ·23)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图1(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．
图1
(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连线．
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图2所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)
图2
A．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)
A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω
B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω
C．R值计算错误，接入的电阻偏小
D．R值计算错误，接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________.
答案 (1)连线如图所示
(2)C (3)AC (4)
解析 (1)量程为250 μA的微安表改装成量程为20 mA的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图(a)的原理图连线．
(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时，对应的微安表读数为160 μA，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25 mA，选项C正确．
(3)根据IgRg＝(I－Ig)R得：I＝＋Ig
出现该情况可能是微安表内阻测量错误，实际电阻大于1 200 Ω，或者并联的电阻R计算错误，接入的电阻偏小，选项A、C正确．
(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有
U＝(25－0.25)×10－3R
U＝(20－0.25)×10－3kR
解得k＝.
拓展训练1 (2019·云南昆明市4月质检)某同学想将一量程为1 mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：
图3
(1)他用如图3甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻
①请在乙图中将实物连线补充完整；
②闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0.若此时电阻箱阻值R2＝200 Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝________ Ω.
(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3 mA、30 mA及倍率为“×1”、“×10”的多用电表．若选择电流30 mA量程时，应将选择开关S置于________(选填“a”“b”“c”或“d”)，根据题给条件可得电阻R1＝______ Ω，R2＝________ Ω.
(3)已知图丙电路中两个电源的电动势均为3 V(内阻可忽略)，将选择开关置于a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40 mA，则所测电阻阻值为________ Ω.
答案 (1)①见解析图 ②200 (2)b 10 90 (3)150
解析 (1)①由原理图连线如图：
②由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G的内阻Rg＝200 Ω；
(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b时，表头与R2串联再与R1并联，此种情形比开关接c时电路总电流更大，故开关应接b；
由电流表的两种量程可知：
接c时有：R1＋R2＝ Ω＝100 Ω
接b时有：29×10－3R1＝10－3×(200＋R2)
联立解得：R1＝10 Ω，R2＝90 Ω；
(3)开关接a时，多用电表Imax＝30 mA，多用电表的内阻为：R内＝＝ Ω＝100 Ω，此时流过待测电阻的电流为I＝Ig＋＝0.40 mA＋ mA＝12 mA，所以总电阻为：
R总＝＝ Ω＝250 Ω，
所以所测电阻阻值为R测＝R总－R内＝150 Ω.
题型二-测量电源电动势
例1 (2019·山西运城市5月适应性测试)某同学想用下列实验器材来测定一电源的电动势E和内阻r，同时测量一阻值约为几十欧姆的电阻的阻值，实验器材如下：
毫安表mA(量程0～120 mA)；
电压表V(量程0～6 V)；
滑动变阻器R(阻值范围0～300 Ω)；
导线若干，开关S一个
该同学的实验步骤如下：
①设计如图3甲所示的电路图，正确连接电路；
②滑动变阻器滑片处于阻值最大位置，闭合开关S，通过减小滑动变阻器接入电路的阻值测出多组U和I的数据，最后得到如图乙所示的U－I图象；
图3
③断开开关S，将待测电阻Rx改接在N、H之间，MN间用导线相连，重复实验步骤②，得到另一条U－I图线，图线与纵轴的交点坐标为(0，U0)，与横轴的交点坐标为(I0,0)．
(1)请根据图甲的电路图将图丙中实物图连接好．
(2)根据图乙的图线，可得该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
(3)待测电阻的阻值表达式为Rx＝________.(用题中字母表示)
(4)设实验中所用的电压表和毫安表均为理想电表，Rx接在M、N之间与接在N、H之间，滑动变阻器的滑片从阻值最大处滑向中点位置的过程中，对比两种情况，则毫安表的示数变化范围________________，电压表示数变化范围________(选填“相同”或“不同”)
答案 (1)见解析图 (2)6.0 25 (3)－r (4)相同 不同
解析 (1)根据电路图连线如下：
(2)根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，所以纵截距b＝E＝6.0 V，斜率的绝对值
|k|＝r＝ Ω＝25 Ω
(3)将Rx改接在N、H之间，根据闭合电路欧姆定律得：U＋IRx＝E－Ir，整理得：
U＝E－I(r＋Rx)，斜率的绝对值|k′|＝r＋Rx＝，所以待测阻值：Rx＝－r
(4)如果电表均为理想电表，两次毫安表均测回路总电流，I＝，所以毫安表变化范围相同；Rx接在M、N之间：U＝E－Ir，Rx接在N、H之间：U＝E－I(r＋Rx)，因为电流变化相同，则电压表变化范围不同．
变式1 (2019·安徽宣城市第二次模拟)在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．
(1)甲同学按如图4a所示的电路图进行测量实验，其中R2为保护电阻，则：
图4
①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图c所示，可得电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω(结果均保留两位有效数字)．
(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图e所示，可得电源的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω(结果均保留两位有效数字)．
答案 (1)①见解析图 ②2.8 0.60 (2)3.0 0.50
解析 (1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
②根据闭合电路欧姆定律可得：U＝E－Ir，则由题图c可知电源的电动势E＝2.8 V，内电阻r＝||＝ Ω＝0.60 Ω；
(2)由乙同学的电路接法可知R1左右两部分并联后与R2串联，则可知在滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5 V时，电流为0.50 A，此时两部分电阻相等，则总电流为I1＝1 A；而当电压为2.4 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.4 V时，干路电流为I2＝0.33 A＋0.87 A＝1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得
2.5 V＝E－r·1 A,2.4 V＝E－r·1.2 A，解得电源的电动势E＝3.0 V，内电阻r＝0.50 Ω.
考题预测
一、实验探究题
1.为了利用伏安法测量某一未知电阻RX（阻值约为6Ω）的阻值，实验室里准备了以下器材：
A．电源，电动势 E=3.0V ，内阻不计
B．电压表V，最程 3V ，内阻约5kΩ
C．电流表A1 ， 量程 100mA ，内阻RA=8Ω
D．电流表A2 ， 量程 3A ，内阻约0．04Ω
E．定值电阻R1=2Ω
F．定值电阻R2=20Ω
G．滑动变阻器 R3 ，最大阻值5Ω，最大电流为 3A
H．滑动变阻器 R4 ，最大阻值1000Ω，最大电流为 1.5A
I．开关S?导线若干
（1）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能精确，则在上述提供的器材中电流表应选________；定值电阻应选________；滑动变阻器应选________（填器材前面的字母序号）；
（2）若电流表的示数为I，电压表的示数为U，在考虑电表内阻的情况下，代入必要的已知数据，通过计算可得出待测电阻的表达式 Rx= ________；
（3）请在虚线框内画出测量该电阻阻值的实验电路图。
2.某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。
（1）该同学使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图所示，则其电阻为________Ω（保留3位有效数字）；
（2）除了导线、开关和电动势为6 V的直流电源外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； A2（量程3 A，内阻约 0 .2 Ω）；
电压表：V （量程3V，内阻约10 kΩ）；
滑动变阻器：R1（阻值范围 0 ~10 Ω）；??????????????? R2（阻值范围0~1 kΩ）；
为了让灯泡两端电压从零调节，以及测量更准确，实验时电流表应选择________，滑动变阻器应选择________；（均填字母代号）
（3）将实物图中还未完成的部分用笔代替导线补充完整；
（4）利用实验数据绘出小灯泡的部分伏安特性曲线如图所示。如果将两个这种小灯泡串联后，再接在电动势是3 V，内阻是2 Ω的电源上，则此时每个小灯泡的功率约为________W （结果保留2位有效数字）。
3.某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率 ρ≥200Ω?m 的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长 a=40cm ，宽 b=20cm ，高 c=20cm 。将废水注满容器后，进行如下实验操作。
（1）用多用电表的电阻档粗测容器中废水的电阻，选择开关置于“ ×100 ”档，其示数如图乙所示，则该废水的电阻值约为________Ω；
（2）为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．直流电源 E （电动势 E 约 3V ，内阻 r0 约 0.1Ω ）；
B．电压表 V （量程 0~3V ，内阻约3kΩ）；
C．电流表 A1 （量程 0~3mA ，内阻约10 Ω ）；
D．电流表 A2 （量程 0~0.6A ，内阻约0.4 Ω ）；
E．滑动变阻器 R （ 0~50Ω ，额定电流 2.0A ）；
F．开关S一个，导线若干。
图丙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，由于废水洒在纸上，导致部分电路图缺失不清，图丙中的电流表A应为________（填写器材前面的字母序号“C”或“D”），请你在答题卡相应位置补全电路图________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图丁作出图线。图丁的坐标纸中已经描出了3个点，请在答题卡相应图中将剩余3个点描出，并作出U-I关系图线________；
电压 UV
1.46
1.84
1.89
2.10
2.32
2.52
电流 ImA
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率 ρ= ________ Ω?m 。该废水________（填“达到”或“未达到”）排放标准。
4.某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：
（1）先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d=________mm；
（2）然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表（两个）、滑动变阻器（两个）、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了如下实验：
a．按照图乙所示的电路图连接好实验电路；
b．将滑动变阻器R3的滑片调至适当位置，滑动变阻器R1的沿片调至最左端，闭合开关S；
c．将滑动变阻器R1的滑片逐步向右滑动，并反复调节R2和R3使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R2的数值为4.0 Ω ，电流表A1的示数为0.15A，电流表A2的示数为0.30A。
根据上述实验过程，请回答：
①待测电阻Rx的阻值为________ Ω ；
②电流表的内阻对测量结果________影响（选填“有”或“无”）；
（3）最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率 ρ =2.82×10-8 Ω ·m，则这捆导线的长度为________m。（结果保留三位有效数字）
（4）为提高本实验的精确度可采取的措施是________。（请答出两条措施）
5.图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：
压敏电阻RF（无压力时的阻值为50Ω）
电源E1（电动势12V，内阻不计）
电源E2（电动势6V，内阻不计）
毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为200Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值为60Ω）
开关S，导线若干。
现进行如下操作：
①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；
②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：
③在RF上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；
④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：
（1）实验中应该选择的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”），电源是________（填“E1”或“E2”）；
（2）由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为________Ω，实验小组设计的电子测力计的量程是________N。
6.图中电源E（电动势为 3V ，内阻较小）、电压表V（量程 3V ，内阻 1kΩ ）， A2 （量程 250mA ，内阻约 2Ω ）。
（1）用如图所示的电路粗测 Rx 时，S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________。
A.最左端
B.最右端
C.正中间
（2）图中，当 A2 的示数为 150.0mA 时，V的示数为 2.52V ，则 Rx 的真实值最接近________。
A.5Ω
B.15Ω
C.25Ω
D.35Ω
（3）若还有电流表 A1 （量程 25mA ，内阻 5Ω ）、定值电阻 R0 （阻值为 100Ω ）可供选择，为更精确地测量 Rx 的阻值，请将设计的电路画在方框中。
7.在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为 50.00cm ，电阻约几欧。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为________ mm （该值与多次测量的平均值相等）。
（2）实验电路如图乙所示，实验室提供了电源E（ 3V ，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：
应选用的实验器材有__________（选填实验器材前的序号）
A.电压表 V1 （ 0?3V ，内阻约 2kΩ ）
B.电压表 V2 （ 0?15V ，内阻约 15kΩ ）
C.电流表 A1 （ 0?3A ，内阻约 0.01Ω ）
D.电流表 A2 （ 0?0.6A ，内阻约 0.05Ω ）
E.滑动变阻器R1（ 0?10Ω ， 0.6A ）
F.滑动变阻器R2（ 0?2kΩ ， 0.1A ）
?
（3）请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接。
（4）实验中，调节滑动变阻器，电压表和电流表示数记录如下：
UV
1.05
1.40
1.80
2.30
2.60
U?I
0.22
0.28
0.36
0.46
0.51
请在图丁中作出 U?I 图线________。由图线可知，金属丝的电阻 Rx= ________ Ω （结果保留两位有效数字）
（5）根据以上数据可以算出金属丝的电阻率 ρ= ________ Ω?m （结果保留两位有效数字）。
（6）下列关于该实验误差的说法中正确的有_________。
A.金属丝发热会产生误差
B.电流表采用外接法，会使电阻率的测量值偏小
C.电压表内阻引起的误差属于偶然误差
D.用 U?I 图像处理数据可以减小系统误差
8.测量电阻丝的电阻率 ρ ，电阻丝的电阻约为20Ω，先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度，除电池组E（电动势为 3.0V ，内阻约1Ω、电阻箱R(0~999.9Ω)开关、导线若干，可供选择的器材还有：
电流表 A1 （量程 0~100mA ，内阻约5Ω）；
电流表 A2 （量程 0~0.6A ，内阻约0.2Ω）。
（1）实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．断开开关，改变________的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；
F．断开开关。
（2）如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为 d= ________ mm ；
（3）电流表应选择________（选填“ A1 ”或“ A2 ”）；
（4）用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为 R0 和 L0 ，再结合测出的电阻丝直径d，写山电阻丝的电阻率表达式 ρ= ________（用给定的字母表示）；
（5）电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果：______。
A.无影响
B.有影响，结果会偏大
C.有影响，结果会偏小
9.某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”。已知 Rx 的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值 Rx 随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．压敏电阻，无压力时阻值 R0=400Ω
B．直流电源，电动势 6V ，内阻不计
C．电流表A，量程为 0?100mA ，内阻不计
D．电压表V，量程为 0?3V ，内阻为 3kΩ
E．定值电阻 R1=2kΩ
F．滑动变阻器R，最大电阻值约 50Ω
G．开关S与导线若干
（1）甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2将实物连线图补充完整。
（2）某次压力测试，在电阻 Rx 上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值 Rx =________。
（3）改变F的大小、测得不同的 Rx 值，绘成图象如图3所示，可得其斜率 k= ________ ΩN （保留两位有效数字）。 Rx 阻值和压力F的关系式是 Rx =________（用 Rx 、F和k等表示）。
（4）按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻 Rx 上施加力F，当电流表满偏时，压力F为________N。
10.某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。
（1）某同学用游标卡尺去测玻璃管的内径，测出的读数如图，则玻璃管的内径d为________ mm ；
（2）该同学用多用电表的电阻档粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“ ×10 ”档，发现指针如图（a）所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选________（填“ ×1 ”或“ ×100 ”或“ ×1k ”）档；②________；
（3）该组同学按图（b）连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是_____
A.滑动变阻器阻值太小
B.电路中3、4之间断路
C.电路中5、6之间断路
D.电路中7、8之间断路
（4）该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水柱的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图（c）所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率 ρ= ________（用题中字母表示）。
11.小李同学想知道日光灯管两端灯丝的电阻情况。
（1）他首先用万用电表 ×1 档测量了灯丝两端的电阻，如图甲所示，则它的电阻为________ Ω 。
（2）接下来他用以下器材：学生电源 3V ，电流表（量程 0.6mA 、内阻约为 2Ω ）、电压表（量程 3V 、内阻约为 3kΩ ）、滑动变阻器（阻值 20Ω 、限流 2A ）等把灯丝接在如图乙电路中，来描绘它的伏安特性曲线，请指出电路图乙中连接错误的导线________（填写导线序号）。
（3）现调整好电路后进行测量，得到如下数据：画出伏安特性曲线，并说明灯丝电阻随电流变化的情况：________。
次数
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.02
0.04
0.06
0.07
0.08
0.10
0.12
U/V
0.23
0.47
0.71
0.85
1.00
1.48
2.25
12.现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5?? Ω，允许通过的最大电流为0.5?? A.现有如下器材可供选择：
电流表A(量程0.6A，内阻约为0.6Ω)
电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)
待测电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)
标准电阻R0(阻值5Ω)
滑动变阻器R1(5?? Ω，2A)
滑动变阻器R2(200?? Ω，1.5A)
直流电源E(E＝6?? V，内阻不计)
开关S、导线若干
（1）图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是________；
（2）实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)，并采用________接法；（分压，限流）
（3）根据你在(1)(2)中的选择，在图甲上完成实验电路的连接；
（4）实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ＝________；
（5）用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D＝________.
13.某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻 RL ，实验室提供下列器材：
①待测线圈L，阻值约为 2Ω ，额定电流为2A
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________，后断开开关________.
（4）由 I2?I1 图象得出 I2I1 的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为________.(结果保留3位有效数字)
14.一实验小组要测量电压表V1的内阻，实验室提供如下器材∶
A．待测电压表V1（量程为0~ 2V，内阻约2kΩ）
B．标准电压表V2（量程为0~ 9V，内阻约4kΩ）
C．滑动变阻器R1（阻值范围∶0~ 10Ω）
D．定值电阻R2=20Ω
E.定值电阻R3 =5.0kΩ
F.直流电源（内阻约1Ω，电动势为12V）
G.开关、导线若干
（1）为使实验结果尽可能准确，除待测电压表、直流电源、滑动变阻器、开关和导线之外，该实验小组还选取了标准电压表V2和一个定值电阻，定值电阻选________（填器材前面的序号）。
（2）某同学按所给的器材完成了供电部分的电路设计，通过S2切换分压接法与限流接法。请将图中剩下电路的连线补充完整________；当S2断开时，电路为________接法；为确保电路安全，测量时，开关S2应处于________状态。
（3）根据选用的器材，待测电压表V1的读数为U1 ， 定值电阻阻值为R，标准电压表V2的读数为U2 ， 由此得出，待测电压表内阻的表达式为________。
15.某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：
A．待测电压表V1：量程3V，内阻约3kΩ
B．电压表V2：量程15V，内阻约20kΩ
C．电流表A：量程3A，内阻约0.1Ω
D．定值电阻R0：9.0kΩ
E．滑动变阻器R1：0～200Ω
F．滑动变阻器R2：0～2kΩ
G．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计
H．开关、导线若干
（1）现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图1所示，则电压表V1的内阻约为________Ω。
（2）为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图2甲和乙两个测量电路，你认为________（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图（图3）中用笔画线代替导线将电路图补充完整________。
（3）该实验中滑动变阻器应该选用________（选填“R1”或“R2”）。
（4）用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1＝________。
16.用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。
（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端________（选填“a”或“b”）；
（2）按电路图（甲）测岀的灯泡电阻值比直实值________（选壊“偏大”或“偏小”）。根据所得到的图象如图（乙）所示，它在额定电压下实际功率P＝________W；
（3）若将该灯泡直接接在电动势为2.4V，内阻为6Ω的电源两端，此时灯泡L的实际功率P1＝________W，电路工作的效率为________。
17.某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：
（1）如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=________mm；
（2）该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻，供选择的仪器如下：
①电流表A1（内阻为r）；
②电流表 A2；
③滑动变阻器R1（0~1000Ω）；
④滑动变阻器R2（0~20Ω）；
⑤蓄电池（2 V）；
⑥电键 S及导线若干。
滑动变阻器应选择________（选填“R1 ”或“R2 ”）；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图________；
（3）闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录A1、A2 的读数I1、I2 ，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以I2 为纵坐标， I1为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据I2—I1 图像的斜率 k及电流表A1内阻r，写出金属丝电阻的表达式Rx= ________；
（4）测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率 ρ=________（用k、D、L、r表示）。
18.为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：
电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；
电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）； 滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）； 电键、导线若干。
（1）准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R1应选________Ω 的定值电阻。
（3）处理数据后将 P、U2 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U2 图线________， 并说明各点不在一条直线上的原因：________。
答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】 （1）C；E；G
（2）Rx=U?8I5I
（3）
【解答】(1)待测电阻中最大电流约为 Imax=ERx=3.06A=0.5A
为了测量精确电流表选C。电流表C与R1并联改装的新电流表的量程为 I=Ig+IgRAR1=100mA+400mA=500mA=0.5A
符合实验精确测量要求，故定值电阻选用R1。
为方便实验操作，滑动变阻器必须分压式接法，则应选较小阻值的，即选G。
(2)根据电流表电阻已知，Rx与改装后的电流表串联，求出 Rx=U?IRAIx=U?8I5I
(3)根据题意电流表内阻已知，所以选择电流表内接法，由于待测电阻的电压从零开始可以连续调节，变阻器采用分压式接法，所以设计如下实验电路。
【分析】（1）根据待测电阻中的最大电流确定电流表，从实验的精确程度考虑原则定值电阻；
（2）根据实验原理求出待测电阻的表达式。
（3）根据题意确定电流变内接，变阻器采用分压式接法，再结合题意画出电路图。
2.【答案】 （1）10.0
（2）A1；R1
（3）
（4）0.27
【解答】(1)由图中可得读数为10.0Ω；
(2)小灯泡的额定电压为3V，故小灯泡中的额定电流约为 I=UR=0.3A
故电流表选择A1 ， 由于该实验要用分压电路，故滑动变阻器选择阻值小的R1。
(3)电路图和实物连线如图所示
(4)将两个这种小灯泡串联后，则2U=E-Ir
即U=1.5-I
画出电源的U-I图像，如图中所示，两图像的交点即通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，由图可知I=0.21A，U=1.3V，故 P=UI=0.27W
【分析】（1）欧姆表指针示数与档位的乘积是欧姆表的示数；
（2）根据通过灯泡的最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图；
（4）在灯泡的I-U坐标内做出电源的U-I图像，求出灯泡的电流与电压，然后根据电功率公式求出灯泡的实际功率。
3.【答案】 （1）1100
（2）C；
（3）
（4）106（101~109均给分）；未达标
【解答】（1）由图可知读数为 R=11×100Ω=1100Ω
（2）电流标通过的最大电流为 I=UR=31100A≈0.0027A=2.7mA
故电流表选C。
由于滑动变阻器的阻值范围 0~50Ω ，若采用限流式起不到调节作用，故答案为：用分压式接法，电路图如下
（3）描点作图，使实验数据点尽可能均匀分布于所描绘直线的两侧，偏离过大的点应舍去，作出如下图像
（4）U-I关系图线的斜率表示待测电阻的阻值，则有 R=ΔUΔI=2.52?1.46(2.40?1.40)×10?3Ω=1060Ω
电阻率为 ρ=RSL=1060×202×10?440×10?2Ω?m=106Ω?m 电阻率 ρ≥200Ω?m 的废水即达到排放标准，则该废水未达到排放标注。
【分析】（1）利用示数和档数可以求出电阻的大小；
（2）利用欧姆定律可以判别电流表的量程；由于滑动变阻器的阻值偏小所以使用分压式接法；
（3）利用表格数据进行描点连线；
（4）利用图像斜率可以求出电阻的大小，结合电阻定律可以求出电阻率的大小进而判别废水是否达到排放的标准。
4.【答案】 （1）1.410(±0.001均可）
（2）2.0；无
（3）111
（4）提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值
【解答】(1)导线的直径d=1mm+0.01mm×41.0=1.410mm
(2)①电流计G的示数为0，可知R2和Rx两端的电压相等，即 R2I1=RxI2
解得 Rx=I1I2R2=0.150.3×4.0Ω=2.0Ω ?
②由以上分析可知，电流表的内阻对测量结果无影响；
(3)根据 Rx=ρlS
可得 l=RxSρ=πRxd24ρ
带入数据解得l=111m
(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是：提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值。
【分析】（1）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（2）当电流计示数等于0时其R2和Rx两端电压相等，结合欧姆定律可以求出电阻的大小；由于利用桥式电路则其电流表内阻对测量值没有影响；
（3）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出导线的长度；
（4）提高实验精确度可以从读数及电流计的灵敏度入手。
5.【答案】 （1）R1；E2
（2）RF=50+0.5F；0~800N
【解答】（1）毫安表示数为30mA时，由闭合电路欧姆定律，有 I=E10+50+R=0.03A
若选电源 E1 ，可求滑动变阻器电阻为 340Ω ，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源 E2 ，求得此时滑动变阻器电阻为 140Ω ，故只能选 R1 。
（2）由图（a）利用数学知识可求得，压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为 RF=0.5F+50(Ω)
毫安表示数为10mA时，压力最大，由闭合电路欧姆定律，有 610+140+RF=0.01A
联立两式解得：压力最大值为 F=800N ，故电子测力计的量程为0~800N。
【分析】（1）利用欧姆定律结合电路中电阻的大小可以判别电动势的大小；利用电动势的大小可以判别滑动变阻器的阻值大小；
（2）利用图像斜率和截距可以写出压敏电阻和压力的表达式；利用欧姆定律结合电流表的读数可以求出压力的最大值。
6.【答案】 （1）A
（2）B
（3）
【解答】（1）S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最左端，这样闭合的瞬间， Rx 上的电压为零，然后移动滑片，电压逐渐增大。
（2）根据 Rx=UI2?RA2
代入数据 Rx=14.8Ω
所以选B。
（3）因为电流表 A1 的内阻已知为 5Ω ，同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能减小或避免测量 Rx 阻值的系统误差和偶然误差，为更精确地测量 Rx 的阻值，实验电路如图所示。
【分析】滑动变阻器的分压式接法，刚开始滑片要处在最左端，要让测量部分为零；为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转，这样才能减小和避免测量阻值的系统误差。
7.【答案】 （1）0.400（0.398~0.402均正确）
（2）A,D,E
（3）
（4）；5.0（4.8~5.2）
（5）1.3×10?6 （ 1.2×10?6?1.4×10?6 均正确）
（6）A,B
【解答】(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径为d=0.01mm×40.0=0.400mm
(2)电源电动势为3V，则电压表选择A；待测电阻为几欧姆，则电流表选择D；据滑动变阻器允许的最大电流可得，滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的E；即应选用的实验器材有ADE；
(3)因待测电阻远小于电压表的内阻，则应该选择电流表外接；滑动变阻器用限流电路；连线如图；
(4)根据数据作出 U?I 图线如图；
由图线可知，金属丝的电阻 Rx=UI=2.50.5Ω=5.0Ω
(5)根据 R=ρLS=ρL14πd2
解得 ρ=πd2R4L
代入数据可得金属丝的电阻率 ρ=1.3×10?6 Ω?m
(6)A．金属丝发热电阻率会发生变化，会产生误差，A符合题意；
B.电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值偏小，即会使电阻率的测量值偏小，B符合题意；
C.电压表内阻引起的误差属于系统误差，C不符合题意；
D.用 U?I 图像处理数据可以减小偶然误差，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】（1）利用螺旋测微器的可动刻度和固定刻度可以读出对应的读数；
（2）利用电动势的大小可以选择电压表的量程；结合欧姆定律可以判别电流表的选择；滑动变阻器使用限流式接法使用阻值比较小的；
（3）电流表使用外接法，其滑动变阻器使用限流式接法；
（4）利用表格数据进行描点连线，利用图像斜率可以求出电阻的大小；
（5）利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的大小；
（6）电流表使用外接法会导致其电阻测量值偏小则其电阻率测量值也偏小；电表内阻引起的误差属于系统误差；利用图像法可以减小偶然误差。
8.【答案】 （1）金属夹与电阻丝接触点
（2）0.728~0.732
（3）A1
（4）πd2R04L0
（5）A
【解答】(1)断开开关，改变金属夹与电阻丝接触的位置，调整电阻箱介入电路中阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；
(2)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5mm，可动刻度是0.230mm，则金属丝的直径是 d=0.5mm+0.230mm=0.730mm
?(3)电路最大电流约为 I=ER+r=320+1A≈0.144A
不到0.6A的四分之一，因此电流表选A1；
?(4)外电路总电阻 R总=R+R丝=R+ρLS=R+ρ4Lπd2
由图像可知，当电阻丝介入电路的长度为零时，总电阻为R0 ， 则 R=R0?ρ4Lπd2
结合图像可得图像的斜率为 k=R0L0=4ρπd2
则 ρ=πR0d24L0
(5)应用图像法处理实验数据，电流表内阻对实验结果无影响。
【分析】（1）断开开关时，要改变电阻丝接入电路中长度，进而判别电阻和L的关系；
（2）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（3）利用欧姆定律可以判别电流表的选择；
（4）利用外电阻的表达式结合图像斜率可以求出电阻率的表达式；
（5）利用图像法处理数据时电流表的内阻对实验结果没有影响。
9.【答案】 （1）
（2）5U3I
（3）1.7~1.9；400?kF
（4）185~199
【解答】(1)图1是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为
(2)由图可知 Rx 两端电压为 U'=URV(RV+R1)=5U3
电流表测量 Rx 的电流，所以 Rx=U'I=5U3I
(3)由图可得，图线斜率为 400?0220?0=1.8Ω/N
图线与 Rx 轴的截距是400Ω，有一次函数可得 Rx=?kF+400
(4)电压表满偏是 Rx 为 Rx=5U3I=5×33×100×10?3Ω=50Ω
则 F=400+Rxk=194N
【分析】（1）利用电路图进行实物图连线；
（2）利用并联电路的特点结合欧姆定律可以求出电阻的表达式；
（3）利用图像斜率及截距可以求出电阻和压力的函数式；
（4）电压表满偏时可以求出电阻的大小，利用电阻的大小可以求出压力的大小。
10.【答案】 （1）21.50
（2）×100；重新进行欧姆调零
（3）A,D
（4）πd24k
【解答】(1)游标卡尺读数为：主尺读数+游标尺的读数 × 分度值=21mm+10 × 0.05mm=21.50mm。
(2)欧姆表的指针偏转不大，读数太大误差较大，则需要换选大倍率的档位来测量，即选 ×100 倍率。欧姆表换档后，需要重新进行欧姆调零。
(3)A．滑动变阻器阻值太小，通过调节电路中的电流的改变也比较小，则电压表的示数几乎不变，所以A符合题意；
B．电路中3、4之间断路，电压表没有读数，所以B不符合题意；
C．电路中5、6之间断路，电压表没有读数，所以C不符合题意；
D．电路中7、8之间断路，电压表串联在电路中，电压表测量的是电源的电动势，所以电压表的示数几乎不会改变，则D符合题意；
故答案为：AD。
(4)由部分电路欧姆定律有 UI=ρ4Lπd2
整理得 L=πd24ρ.UI
由图像可得 k=πd24ρ
矿泉水的电阻率为 ρ=πd24k
【分析】（1）利用游标卡尺的结构结合精度的大小可以读出内径的大小；
（2）由于电阻偏大所以要换大挡位；换挡需要重新进行欧姆调零；
（3）电压表有读数说明电压表与电源串联的电线不会出现断路，进而可以判别断路的可能情况，或者是由于滑动变阻器阻值比较小导致对电路中的电流没有影响；
（4）利用欧姆定律结合电阻定律及图像斜率可以求出电阻率的表示式。
11.【答案】 （1）48（46-49范围内均可）
（2）3，5
（3）电阻先不变后变大（答电阻变大也给分）
【解答】（1）万用电表的欧姆档读数时，需要根据情况估读，再乘以倍率，故根据甲图读出电阻为48（或46~49）Ω。
?
（2）为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，故导线3连接错误；电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为2Ω，相对来说电压表内阻远大于灯丝电阻，所以电流表应采用外接法，故导线5连接错误。
（3）伏安特性曲线如图
根据伏安特性曲线可知，当加在灯丝两端电压较小，流过灯丝电流小于0.06A时，电阻不变；后边随着电流增大，灯丝电阻变大。故灯丝电阻随电流变化的情况：电阻先不变后变大。
【分析】（1）利用示数和档数可以读出电阻的大小；
（2）描述小灯泡的伏安特性曲线其滑动变阻器需要使用分压式接法；电流表应该使用外接法；
（3）利用表格数据进行描点连线，利用图像斜率可以判别其电阻随电流的变化关系。
12.【答案】 （1）C
（2）R1；分压
（3）
（4）πD24L(UI?R0)
（5）1.205
【解答】(1)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻为： Rmax=613×0.6Ω=30Ω ，所以变阻器应选R1并且应采用分压式接法；电路中需要的最小电阻为： Rmin=60.6Ω=10Ω ，为保护电流表应与一保护电阻串联，所以排除电路A，再根据待测电阻满足 RVRx>RxRA ，可知电流表应用外接法，所以应排除电路D，由于待测电阻阻值太小，将电压表直接测量时电压太小无法读数，所以应将待测电阻与保护电阻串联后再与电压表并联才行，所以合理的电路应是C；
?
(2)根据题(1)中的分析可知，变阻器应选R1 ， 并且应采用分压式接法；
(3)根据题（1）中分析可知电路连接图如图所示：
(4)图C电路图应有： R0+Rx=UI ????? ①
根据电阻定律应有： Rx=ρL14πD2 ????? ②
联立①②可得： ρ=πD24L(UI?R0)
(5)螺旋测微器的读数为：D=1mm+20.6×0.01mm=1.205（±0.002）mm；
【分析】（1）利用待测电阻阻值比较小所以电流表使用外接法；由于待测电阻小所以要与定值电阻串联后再与电压表并联才可以测出对应的电压；
（2）滑动变阻器使用分压式接法应该选择阻值比较小的；
（3）利用电路图结合滑动变阻器的接法完成对应的实物图连线；
（4）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
?
13.【答案】 （1）R3；R1
（2）I2=RL+R3+r1RLI1
（3）S2；S1
（4）2.04Ω
【解答】(1)采用已知内阻的小量程电流表 A1 替代电压表测量电压，需要串联一个大于等于 R=2×20.6Ω?0.2Ω≈6.5Ω 的定值电阻，所以实验中定值电阻应选用阻值为 10Ω 的 R3 ，要用分压电路，选择较小的滑动变阻器，滑动变阻器应选用阻值为 0～10Ω 的 R1 .(2)由 I1(R3+r1)=(I2?I1)RL ，得： I2=RL+R3+r1RLI1 (3)实验结束时为防止烧坏电路，应先断开开关 S2 ，将电感线圈与 A1 断开，然后再断开 S1 .(4)由 I2=RL+R3+r1RLI1 ，代入数据得： RL=R3+r15=10+0.25Ω=2.04Ω .
?
【分析】（1）由于使用电流表和电阻串联改装为电压表，利用电压表的量程结合欧姆定律可以求出串联电阻的大小；由于滑动变阻器使用分压式接法所以使用小电阻；
（2）利用并联电路的欧姆定律可以求出函数关系式；
（3）实验要先断开S2防止其电感线圈产生的感应电流烧坏对应的电表；
（4）利用电流的函数关系式可以求出电感线圈的直流电阻大小。
?
14.【答案】 （1）E
（2）；限流；闭合
（3）U1RU2?U1
【解答】（1）由题知，要测电压表V1的内阻，则需要测出V1的电压和电流，其电压即为V1的示数，但没有电流表，所以无法直接测出电流，故为使实验结果尽可能准确，需要将一定值电阻与V1串联起来分压，然后再与电压表V2并联，故需要大电阻才能满足分压的要求，故定值电阻应选E；（2）为使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用分压接法，电路如图所示
当S2断开时，滑动变阻器只有右边部分接入电路中，故此时为限流接法；为确保电路安全，测量时，开关S2应处于闭合状态，则一开始测量电压表的示数可以从零开始变化，不会因为电压过大而烧坏仪器；（3）根据串联电路电压关系，电压表V2示数为U2 ， 则定值电阻R3两端电压为U2-U1 ， 电流为 I=U2?U1R
根据 RV=U1I
解得 RV=U1RU2?U1
【分析】（1）定值电阻的选择根据待测电阻的阻值选择即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，没有电流表，选择内阻相近的电压表即可；
（3）结合电压表的示数，利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
15.【答案】 （1）3400
（2）乙；
（3）R1
（4）U1R0U2?U1
【解答】解：（1）选择倍率“×100”挡，由图1所示表盘可知，则电压表V1的内阻约为：34×100＝3400Ω；（2）由于电压表V1的内阻小于定值电阻值阻值，选择图甲所示电路实验误差较大，
为减小实验误差应选择图乙所示实验电路，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：
；（3）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。（4）电压表V1的内阻：RV1＝ UV1I ＝ U1U2?U1R0 ＝ U1R0U2?U1 ；
故答案为：（1）3400；（2）乙；实物电路图如图所示；（3）R1；（4） U1R0U2?U1 。
【分析】（1）利用欧姆表测电阻，读数时利用表盘的示数乘以倍率即可；
（2）为了能得到比较多的数据，采用分压法，电压表内阻比较小，对电流的影响大，电路采用电流表内接法；
（3）分压滑动变阻器选择小阻值的即可，可以比较灵明的调节电压；
（4）结合欧姆定律求解电阻的表达式即可。
16.【答案】 （1）a
（2）偏小；1.2
（3）0.18；25%
【解答】解：（1）由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应置于a端。（2）由图示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于真实值，由欧姆定律可知，灯泡电阻测量值小于真实值；
由图象可知，灯泡额定电压U＝2.4V时对应的电流为I＝0.5A，灯泡在额定电压下的实际功率：P＝UI＝2.4×0.5W＝1.2W。（3）在灯泡I﹣U图象坐标系内作出电源的I﹣U图象如图所示，
二者的交点表示电源的路端电压与电路中的电流，可知此时的路端电压为0.6V，电路电流为0.3A，灯泡实际功率：P1＝U1I1＝0.6×0.3W＝0.18W；
此时电路工作的效率为：η＝ UIEI ×100%＝ UE ×100%＝ 0.62.4 ×100%＝25%；
故答案为：（1）a；（2）偏小；1.2；（3）0.18；25%。
【分析】（1）该电路采用分压式接法，开始实验时应使分压为零；
（2）电压表分流，使得测得的电流偏大，电阻偏小；
（3）对于I-U曲线，图像的横坐标为电压，纵坐标为电流，图像斜率的倒数为电阻的阻值，横纵坐标之积为电功率。
17.【答案】 （1）2.500
（2）R2；
（3）rk?1
（4）πrD24L(k?1)
【解答】（1）螺旋测微器测量金属丝的直D=2mm+50.0?0.01mm=2.500mm；（3）根据电路原理图可知，滑动变阻器是分压式接法，所以滑动变阻器要选择较小的R2；根据电路原理图，实物图连线如图所示
;（4）根据欧姆定律可知金属丝电阻 R=I1rI2?I1
变形得 I2=(1+rR)I1
所以I2—I1 图像的斜率 k=(1+rR)
变形得 R=rk?1 （5）根据电阻定律得 R=ρLS
解得 ρ=RSL=πrD24L(k?1)
【分析】（1）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（2）利用分压式接法可以判别滑动变阻器的选择；利用电路图进行实物图连接；
（3）利用欧姆定律结合斜率可以求出电阻的大小；
（4）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
18.【答案】 （1）
（2）10
（3）；随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线
【解答】(1)小灯泡电阻较小，则采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，电路连接如图
；(2)小灯泡的额定电流 I=P额U额=1.83=0.6A
通过变阻器的电流为 I变=UR变=310A＝0.3A
所以通过电源的电流为I′=I+I变=0.6+0.3=0.9A
根据闭合电路欧姆定律，应有E=U+I′（r+R0）
解得 R0+r=12?30.9=10Ω
所以保护电阻R1应选10Ω的定值电阻； (3)在坐标纸上画出P-U2图线如图
各点不在一条直线上的原因：随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度逐渐升高，这会导致灯泡电阻升高，故图线应为曲线。
【分析】（1）滑动变阻器使用分压式接法；电流表使用外接法；
（2）利用欧姆定律可以判别定值电阻的大小；
（3）利用数据点进行连线；灯丝的电阻随温度的升高而不断增大。
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