2020高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七恒定電流對(duì)對(duì)練(含解析)

2020高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七恒定電流對(duì)對(duì)練(含分析)2020高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七恒定電流對(duì)對(duì)練(含分析)109/109膇PAGE109蚃膆袁羆肇蕿羆膄螂膃節(jié)蒈蝿膈螅袀袂蒞葿螆膇蚈蒄螀袂蚆袀荿罿薁薇蝕羂薃芁蚇莇膀芆薀肂襖螞腿肈蝿肄薀膂肅肂蕆薆腿肇節(jié)2020高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七恒定電流對(duì)對(duì)練(含分析)恒定電流

2015年2016年2017年2018年2019年

2020年高考必備ⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考點(diǎn)歐姆定律及其應(yīng)用17一實(shí)驗(yàn):1.測(cè)定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)實(shí)驗(yàn):2.描繪小電珠的伏安特23性曲線考點(diǎn)實(shí)驗(yàn):3.表頭內(nèi)阻測(cè)量2323232323二實(shí)驗(yàn):4.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn):5.練習(xí)使用多用電表及2322原理理解實(shí)驗(yàn):6.電學(xué)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)232223232323

考點(diǎn)一歐姆定律及其應(yīng)用

命題角度1電路的基本性質(zhì)和規(guī)律

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向

(2016全國(guó)Ⅱ·17)

阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成以下列圖電路.開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)準(zhǔn)時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次牢固后,C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比

值為()

A2B1C3D2.5.2.5.3答案C

分析S斷開時(shí)等效電路圖如圖甲所示.

5????3??設(shè)每個(gè)電阻阻值為R,電路中總電阻R總1=3,干路電流I干1=??=5??;電容器兩端電壓為總111干1·??????,電路中總電阻為R,所帶電荷量為11;S閉合后,等效電路圖如圖乙所示U=3IR=5Q=CU=5

-1-

3??????21干2·??????綜上總2,干路電流I干2=??2,電容器兩端電壓,所帶電荷量223.=2=3??U=2IR=3Q=CU=總2??=31,C選項(xiàng)正確.??52

分析閉合電路問(wèn)題的四點(diǎn)注意

閉合電路歐姆定律E=U+Ir(E、r不變)和部分電路歐姆定律U=IR結(jié)合使用.

局部電阻增則總電阻增,反之總電阻減;支路數(shù)量增則總電阻減,反之總電阻增.

(3)兩個(gè)關(guān)系:外電壓等于外電路上串通各分電壓之和;總電流等于各支路電流之和.(4)涉及含電容電路時(shí)要搞清與電容并聯(lián)支路的電壓變化,并利用Q=CU及E=????分析.求解電路中電容器帶電荷量的問(wèn)題,要注意以下兩點(diǎn):一是把電容器看作斷路簡(jiǎn)化電路圖,依照電

路動(dòng)向分析的基本方法來(lái)分析各部分電路電壓與電流的變化.二是電路穩(wěn)準(zhǔn)時(shí),找到與電容器

并聯(lián)的電阻,而電容器的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.

典題演練提能·刷高分

1.

(多項(xiàng)選擇)以下列圖,電源的電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R=3Ω,R=6Ω,電容器的電容C=3.612μF,二極管D一般是由硅也許鍺管組成,擁有單導(dǎo)游電性,以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.開關(guān)S1閉合,S2斷開時(shí)和開關(guān)S1、S2均閉合時(shí),電容器兩端電壓均為4VB.開關(guān)S1閉合,S2斷開,當(dāng)合上S2,待電路牢固今后,電容器上電荷量變化了1.8×10-6C12閉合,待電路牢固今后斷開11-6CC.開關(guān)S、SS,流過(guò)R的電荷量為9.6×10D.開關(guān)S1、S2閉合,待電路牢固今后斷開S1,流過(guò)R1的電荷量為1.44×10-5C答案BC

-2-

分析本題要抓住二極管的單導(dǎo)游電性,判斷出其處于截止?fàn)顟B(tài),對(duì)直流電路沒有影響,要點(diǎn)是放電時(shí),明確兩個(gè)電阻是并聯(lián)的,依照電流與電阻成反比來(lái)求解經(jīng)過(guò)電阻的電荷量.設(shè)開關(guān)S1閉合,S2斷開時(shí),電容器兩端的電壓為U1,干路電流為I1,依照閉合電路歐姆定律有??6A=1.5AI1=??1+??=3+1U=IR=1.5×3V=4.5V111Q1=CU1=3.6×10-6×4.5C=1.62×10-5C合上開關(guān)S2后,電容器兩端電壓為U2,干路電流為I2,依照閉合電路歐姆定律有I2=??1??6??2=3×6A=2A??1+??2+??+13+6U2=I2??1??2=2×3×6V=4V??1+??23+6所以電容器上電荷量減少了12-6-6C,應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)Q=(U-U)C=(4.5-4)×3.6×10C=1.8×10誤,選項(xiàng)B正確;合上S1、S2后,電容器上的電荷量為:Q=CU2=3.6×10-6×4C=1.44×10-5C.再斷開S1后,1和2的電流與阻值成反比,故流過(guò)電阻的電荷量與阻值成反比.故流過(guò)電阻1的電荷RRR量為Q1=??2Q=9.6×10-6C,應(yīng)選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.??1+??22.

(多項(xiàng)選擇)硅光電池是一種太陽(yáng)能電池,擁有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn).以下列圖,圖線a是該電池在某光照

強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動(dòng)勢(shì)不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻R的U-I圖象.在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí),以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.硅光電池的內(nèi)阻為8ΩB.硅光電池的總功率為0.4WC.硅光電池的內(nèi)阻耗資的熱功率為0.32WD.若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大答案AC分析由圖可知該電池的電源電動(dòng)勢(shì)為3.6V,由內(nèi)R可知內(nèi)電壓為16V,硅光電池的內(nèi)阻U+U=E.??內(nèi)Ω=8Ω,故A正確;硅光電池的總功率為P=EI=3.6×0.2W=0.72W,故B錯(cuò)誤;為r=??=總硅光電池的內(nèi)阻耗資的熱功率為P熱=I2r=0.22×8W=0.32W,故C正確;若將R換成阻值更大的電阻,電路中電阻兩端的電壓變大,但電流變小,硅光電池的輸出功率不用然增大,故D錯(cuò)誤.故選AC.

命題角度2(儲(chǔ)備)電路的動(dòng)向分析

【典題】

-3-

(多項(xiàng)選擇)(2019湖北武漢模擬)以下列圖的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,定值電阻R1<r,靜

電計(jì)的金屬小球經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與電路中的b點(diǎn)相連.閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右滑動(dòng)一

段距離,電路牢固后,相對(duì)滑片未滑動(dòng)前電壓表示數(shù)的變化量為U,電流表示數(shù)的變化量為

I,且兩電表均為理想電表.以下判斷中正確的選項(xiàng)是()

A.電源的輸出功率減小

B.靜電計(jì)指針張角減小

C.電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的比值不變

U與I的比值不變答案BD分析滑片向右滑,R的有效阻值增大,總外電阻R增大,但不用然大于電源內(nèi)阻,故電源的2輸出功率不用然減小,故A錯(cuò)誤;由于R1兩端電壓U1減小,穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)電容器兩端電壓減小,靜電計(jì)指針張角減小,故B正確;比值??2增大,故C錯(cuò)誤;依照-圖象的斜率知,比值??1不變,??=RUI??=r+R故D正確.應(yīng)選BD.

掌握閉合電路動(dòng)向分析的三種常用方法

程序分析法:流程以下

R局增大減小I總減小增大U內(nèi)減小增大U外增大減小

I支U支

利用結(jié)論法:即“串反并同”法.

①“串反”——即某一電阻增大(減小)時(shí),與它串通或間接串通的電阻中的電流、兩端電壓、耗資的電功率都減小(增大);

-4-

②“并同”——即某一電阻增大(減小)時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、耗資的電功率都增大(減小).

極限法:因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題,可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,使電阻最大或電阻為零去談?wù)?

典題演練提能·刷高分

1.

(多項(xiàng)選擇)在以下列圖電路中,電源內(nèi)阻忽略不計(jì),閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片位于a點(diǎn)時(shí),兩理想電表的讀數(shù)分別為U1、I1,滑動(dòng)變阻器的滑片位于b點(diǎn)時(shí),兩理想電表的讀數(shù)分別為U2、I2.

以下判斷正確的選項(xiàng)是()

A.U1>U2,I1<I2

B.滑片位于b點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為??2??2C.滑片由a滑到b,??2-??1等于滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化量??1-??2

D.滑片由a滑到b,??2-??1等于R1的阻值??1-??2

答案BD

分析滑片從a到b,電阻增大,電流減小,電流表示數(shù)減小;依照U=E-IR1,電壓表示數(shù)增大,故A

錯(cuò)誤;依照歐姆定律,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為2??2,故B正確;21等于1電壓的減小R=??2U-UR量,I-I2等于R電流的減小量,??2-??1等于R的阻值,故C錯(cuò)誤,D正確.1112.

以下列圖,電源電動(dòng)勢(shì)E,內(nèi)電阻恒為r,R是定值電阻,熱敏電阻RT的阻值隨溫度降低而增大,C

是平行板電容器.閉合開關(guān)S,帶電液滴恰好靜止在C內(nèi).在溫度降低的過(guò)程中,分別用I、U1、U2和U3表示電流表、電壓表1、電壓表2和電壓表3示數(shù)變化量的絕對(duì)值.關(guān)于該電路工作狀態(tài)的變化,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.??1、??2、??3必然都變大??????-5-

B.????1和????3必然不變,????2必然變大

帶電液滴必然向下加速運(yùn)動(dòng)

電源的工作效率必然變大答案D

分析依照電路知識(shí)知,V3測(cè)路端電壓,V2測(cè)熱敏電阻T的電壓,V1測(cè)定值電阻R的電壓,由R3,得??3,由2()得??2,由1得??1,故A、B錯(cuò);帶電液滴在平行板U=E-Ir??=rU=E-IR+r??=R+rU=IR??=R中碰到向上的電場(chǎng)力和向下的重力處于平衡狀態(tài),在溫度降低的過(guò)程,熱敏電阻RT阻值變大,回路中電流變小,路端電壓增大,由于流過(guò)定值電阻R的電流變小,所以分的電壓也就變小,而路端電壓增大,故V2示數(shù)增大,平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度也增大,以致帶電液滴向上運(yùn)動(dòng),故C????=??,由于路端電壓增大,所以電源的工作效率必然變大,故D正確.錯(cuò);η=??????

考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn):1.測(cè)定金屬的電阻率(練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)

2.描繪小電珠的伏安特點(diǎn)曲線3.表頭內(nèi)阻測(cè)量4.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

5.練習(xí)使用多用電表及原理理解6.電學(xué)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

命題角度1結(jié)合描繪小電珠的伏安特點(diǎn)曲線實(shí)驗(yàn)綜合觀察電路問(wèn)題高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向

(2017全國(guó)Ⅰ·23)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特點(diǎn),所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓

V,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Ω);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,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖.

實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特點(diǎn)曲線如圖(a)所示.

圖(a)

圖(b)

由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(填“增大”“不變”或“減小”),

燈絲的電阻率(填“增大”“不變”或“減小”).

(3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)治滑動(dòng)變

阻器R的阻值,能夠改變小燈泡的實(shí)質(zhì)功率.閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率

為W,最大功率為W.(結(jié)果均保留2位小數(shù))

-6-

答案(1)以下列圖

(2)增大增大(3)0.391.17分析(1)由于要求電壓調(diào)治范圍大,故用分壓式.電壓表量程只有3V,故需串通R0改裝為量程為4V的電壓表.小燈泡電阻較小(R<√??A??V),故用外接法.L(2)圖中I-圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率代表燈泡在該狀態(tài)下電阻的倒數(shù).隨電流增大,U與原點(diǎn)連線的斜率減小,故電阻增大.由R=ρ????分析知電阻率增大.

當(dāng)R=9Ω時(shí)燈泡功率最小,將電阻R與電源視為整體.

U=E-I(R+r),故U=4V-10Ω·I,作圖法找到燈泡功率Pmin=UI≈1.75V×0.225A≈0.39W當(dāng)R=0時(shí),燈泡功率最大,電源的路端電壓與電流的關(guān)系

U=E-Ir,故U=4V-1Ω·I,作圖法找到燈泡功率Pmax=UI=3.65V×0.32A≈1.17W.

1.分壓和限流電路的選擇原則

(1)若采用限流式接法不能夠控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求,即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí),待

測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍高出電流表(或電壓表)的量程,或高出待測(cè)電阻的額定電流(或電壓),則必定采用分壓式電路.

-7-

若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑動(dòng)變阻器的滑片從

一端滑到另一端時(shí),待測(cè)電阻上的電流或電壓變化范圍不夠大,此時(shí),應(yīng)改用分壓式電路.

若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)治,則必定采用分壓式電路.

兩種電路均可使用的情況下,應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法,由于限流式接法電路簡(jiǎn)單、能耗

低.

2.控制電路、測(cè)量電路的連接

第(3)問(wèn)求小燈泡耗資的實(shí)質(zhì)功率較難,因小燈泡的阻值隨電流的變化而變化,應(yīng)經(jīng)過(guò)閉

合電路的歐姆定律找到小燈泡實(shí)質(zhì)的電流、電壓值.

典題演練提能·刷高分

1.實(shí)質(zhì)的二極管正向電阻其實(shí)不為零,反向電阻也不是無(wú)量大,一興趣小組同學(xué)對(duì)某型號(hào)二極管

做了以下研究:

(1)用多用電表的歐姆擋粗測(cè)二極管的正向電阻.

①測(cè)量時(shí)選擇開關(guān)旋到測(cè)電阻的“×10”倍率,多用電表的表盤以下列圖,則電阻為

Ω;

②多用電表的紅表筆應(yīng)與二極管的極相連(選填“正”或“負(fù)”).

(2)用電壓表和電流表描繪該二極管加正向0~1.5V電壓時(shí)的伏安特點(diǎn)曲線,可供選擇的器材

以下:

電壓表V1(量程1.5V,內(nèi)阻約2000Ω)

電壓表V2(量程6V,內(nèi)阻約4000Ω)

電流表A1(量程0.6A,內(nèi)阻約10Ω)

電流表A2(量程40mA,內(nèi)阻約0.1Ω)

滑動(dòng)變阻器R1(總電阻約為10Ω)

滑動(dòng)變阻器R2(總電阻約為100Ω)

電源E(電動(dòng)勢(shì)2V,內(nèi)阻不計(jì))

開關(guān)S,導(dǎo)線若干

-8-

①為調(diào)治方便,并有盡可能高的精度,請(qǐng)選擇合適的器材,電壓表、電流表、

滑動(dòng)變阻器;(填寫所選器材的符號(hào))

②在虛線方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖;

③該二極管加正向電壓的伏安特點(diǎn)曲線以下列圖,現(xiàn)將阻值為50Ω的定值電阻與該二極管串

聯(lián),并與一電動(dòng)勢(shì)為2V,內(nèi)阻不計(jì)的電源組成閉合電路,二極管上的電壓為正向電壓,則回路中

的電流為mA.

答案(1)①130②負(fù)(2)①V1A2R1②見分析③15

分析(1)表盤上的讀數(shù)為13,再乘以倍率,所以電阻為130Ω;

依照多用電表中兩表筆電流的流向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”,要測(cè)二極管的正向電阻時(shí),應(yīng)將紅表

筆與二極管的負(fù)極相連;

因測(cè)二極管加正向0~1.5V電壓,所以電壓表應(yīng)選V1,由二極管加正向電壓的伏安特點(diǎn)

曲線可知,當(dāng)電壓湊近1.5V時(shí),電流達(dá)到最大湊近40mA,故電流表應(yīng)選A2,為調(diào)治方便,并有盡可能高的精度,滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總阻值較小的,即為1二極管電阻R>√??A??V,故采用電流表內(nèi)接法R..電路圖如圖.x

將50Ω的定值電阻與電源等效為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為2V,內(nèi)阻為50Ω的新電源.在燈泡的I-U圖上作出新電源的I-U圖線,交點(diǎn)縱坐標(biāo)即為電路中的電流,此時(shí)電流為15mA.2某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特點(diǎn)曲線,要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精.確、繪制曲線完滿.可供該同學(xué)采用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:

-9-

電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻等于3kΩ)

電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻等于15kΩ)

電流表A1(量程0~200mA,內(nèi)阻等于10Ω)

電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻等于0.1Ω)

滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,額定電流2A)

滑動(dòng)變阻器R2(0~1kΩ,額定電流0.5A)

定值電阻R3(阻值等于1Ω)

定值電阻R4(阻值等于10Ω)

定值電阻R5(阻值等于1kΩ)

電源E(E=6V,內(nèi)阻不計(jì))

請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁.

(2)該同學(xué)描繪出的I-U圖象應(yīng)是圖中的.

答案(1)以下列圖

(2)B分析(1)描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線實(shí)驗(yàn)時(shí),需要設(shè)計(jì)成滑動(dòng)變阻器的分壓接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇與小燈泡阻值相湊近的R1.給出的電壓表V1量程小于小燈泡的額定電壓,電壓表V2量程又太大,所以需要將電壓表V1串通一個(gè)1kΩ的定值電阻5,改裝成最大量程為4V的電壓表.R給出的電流表A1量程小于小燈泡的額定電流,電流表A2量程又太大,所以需要將電流表A1并聯(lián)一個(gè)10Ω的定值電阻4,改裝成最大量程為400mA的電流表.(2)由于小燈泡燈絲的電阻隨R溫度的高升而增大,所以該同學(xué)繪出的小燈泡的I-U圖象應(yīng)是B.3.(2019北京東城區(qū)二模)為了描繪小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線,供應(yīng)予下實(shí)驗(yàn)器材: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05A,內(nèi)阻約0.5Ω).電阻箱R0(0~9999.9Ω)滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5Ω,2A)滑動(dòng)變阻器R(阻值0~200Ω,1A)2學(xué)生電源E(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì))開關(guān)S及導(dǎo)線若干.(1)關(guān)于控制電路中滑動(dòng)變阻器的連接方法,應(yīng)選擇.

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A.分壓式連接B.限流式連接(2)為了減小系統(tǒng)誤差,關(guān)于測(cè)量電路中電壓表和電流表的連接方式,應(yīng)選擇.A.安培表內(nèi)接法B.安培表外接法(3)實(shí)驗(yàn)供應(yīng)的電壓表量程小于小燈泡的額定電壓,需要把電壓表的量程擴(kuò)大到4伏,改裝電壓表時(shí),應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)至Ω,并與題中所給電壓表(選填“串通”或“并聯(lián)”).(4)請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲈搶?shí)驗(yàn)的電路圖.(5)為操作方便,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇(選填R1或R2).你的選擇原因是.

圖(a)

圖(b)

實(shí)驗(yàn)中獲得小燈泡的伏安特點(diǎn)曲線如圖(a)所示,由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電壓的增加小燈泡

的電阻(選填“增大”“不變”或“減小”).

(7)現(xiàn)將與題中完滿相同的兩個(gè)小燈泡與另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.0Ω)和一阻值為9Ω

的定值電阻連接成如圖(b)所示電路.此電路中每個(gè)小燈泡兩端的實(shí)質(zhì)電壓為V(結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字).

答案(1)A(2)B(3)1000.0串通(4)見分析圖

(5)R1選擇R1時(shí),搬動(dòng)滑片,小燈泡兩端的電壓示數(shù)變化比較平均(線性關(guān)系較好)(6)增大

(7)1.1

分析(1)因要獲得從零開始連續(xù)可調(diào)的多組電壓,控制電路中滑動(dòng)變阻器的連接方法,應(yīng)選擇

分壓式連接,應(yīng)選A.??(2)小燈泡的電阻R=??=

Ω≈12Ω?RV,為了減小系統(tǒng)誤差,測(cè)量電路中電壓表和電

流表的連接方式,應(yīng)選擇電流表外接法,應(yīng)選B.(3)電壓表的量程為3V,內(nèi)阻為3kΩ,則要把電壓表的量程擴(kuò)大到4V,改裝電壓表時(shí),4V-3V應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)至3k3VΩ=1kΩ,并與題中所給電壓表串通.實(shí)驗(yàn)的電路圖.

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圖1

(5)為操作方便,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的R1.選擇原因是:選擇R1時(shí),搬動(dòng)滑片,

小燈泡兩端的電壓示數(shù)變化比較平均(線性關(guān)系較好).

由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電壓的增加I-U線的斜率逐漸減小,則小燈泡的電阻增大.

設(shè)每個(gè)燈泡兩端電壓為U,電流為I,則由閉合電路的歐姆定律:E=2U+I(r+R),即

4210,即25,將此函數(shù)關(guān)系畫在燈泡的伏安特點(diǎn)曲線上,如圖2,交點(diǎn)坐標(biāo)為11V,=U+IU=-IU=.即此電路中每個(gè)小燈泡的兩端的實(shí)質(zhì)電壓為1.1V.

圖2

4.小明用如圖甲所示的電路研究額定電壓為2.4V的燈泡L的伏安特點(diǎn)曲線.

(1)在閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該移到(選填“a”或“b”)端.(2)按該電路測(cè)出的燈泡電阻值與真實(shí)值對(duì)照偏(選填“大”或“小”).按此方案測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出I-U圖象如圖乙所示,圖象是一條曲線而不是直線的原因

是.(4)若將兩個(gè)這樣的相同燈泡并聯(lián),與電源組成圖丙所示的電路,已知電源的電動(dòng)勢(shì)30V,E=.內(nèi)阻r=1.5Ω,定值電阻R=1.0Ω,則每個(gè)燈泡的實(shí)質(zhì)功率為W(結(jié)果保留兩位小數(shù)).答案(1)a(2)小(3)小燈泡的電阻隨溫度的高升而增大(4)0.40(0.36~0.44)分析(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小的a端,以保護(hù)電流表;(2)依照歐姆定律,電????阻測(cè)量值為R測(cè)=??,若考慮電壓表內(nèi)阻影響,待測(cè)電阻的真實(shí)值為R真=??-??V,比較可知R測(cè)<R真,??1所以測(cè)出的燈泡電阻值比真實(shí)值偏小;依照歐姆定律應(yīng)有I=??=??U,可見I-U圖象上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)等于燈泡的電阻,由于連線的斜率逐漸減小,所以小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,即I-圖象是一條曲線而不是直線的原因是小燈泡的電阻隨溫度的高升而增大;(3)U若將兩個(gè)相同的燈泡并聯(lián)后,接入題中所給的電源,設(shè)每只燈泡加上的實(shí)質(zhì)電壓和實(shí)質(zhì)電流分

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別為U和I,在閉合電路中,則有E=U+2I(r+R),變形得U=-2I(r+R)+E,代入數(shù)據(jù)得U=-5I+3,故

在圖乙中作出電源的I-U圖象,以下列圖

由圖可知交點(diǎn)橫坐標(biāo)為燈泡兩端的電壓U=1.0V,交點(diǎn)縱坐標(biāo)為流過(guò)燈泡的電流I=0.40A,則每個(gè)燈泡的實(shí)質(zhì)功率為P=UI=0.40W.命題角度2(儲(chǔ)備)結(jié)合測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)觀察伏安法應(yīng)用問(wèn)題【典題】在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電阻Rx約為200Ω,電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ,電流表A的內(nèi)阻約為10Ω,測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=????計(jì)算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更湊近待測(cè)電阻的真實(shí)值,且測(cè)量值Rx1(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值,測(cè)量值x2(填“大于”“等于”或“小R于”)真實(shí)值.

答案Rx1大于小于

??V????,所以R更湊近真實(shí)值.測(cè)量值R實(shí)質(zhì)??Ax1x1上是待測(cè)電阻與電流表的電阻之和,所以Rx1大于真實(shí)值.測(cè)量值Rx2實(shí)際上是待測(cè)電阻與電壓表的并聯(lián)電阻值,所以x2小于真實(shí)值.R

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1.滑動(dòng)變阻器兩種接法的比較方式比較限流接法分壓接法內(nèi)說(shuō)明容兩種串、接并法聯(lián)關(guān)電系路不相同圖負(fù)載分壓R電上RE≤U≤E≤≤路調(diào)電R+R00UE節(jié)壓范圍調(diào)大節(jié)

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范

圍

負(fù)

載

R上分壓電路電E≤I≤E0≤I≤E調(diào)治流R+R0RR范調(diào)圍大節(jié)范圍閉合都是S為了前a端保護(hù)b端滑電路片元件位置

2.器材選擇的三個(gè)主要原則:安全性(量程不能夠太小)、正確性(量程不能夠太大)、方便性(滑

動(dòng)變阻器要方便調(diào)治).

3.選擇電流表內(nèi)外接法的口訣:“內(nèi)大外小”(內(nèi)接法測(cè)大電阻,外接法測(cè)小電阻);選擇

滑動(dòng)變阻器接法口訣:“以小控大用分壓”(變阻器阻值小于待測(cè)電阻).

4.電表有時(shí)可反老例使用:已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用,已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電

壓表使用.

典題演練提能·刷高分

1.〔(2018天津卷·9(3)〕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

關(guān)S、導(dǎo)線外,還有以下器材供采用: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006A,內(nèi)阻約005Ω)~..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R(阻值范圍0~10Ω,額定電流2A)0①為使測(cè)量盡量正確,電壓表采用,電流表采用,電源選用.(均填器材的字母代號(hào))②畫出測(cè)量R阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖.x③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①BCF②以下列圖-15-

③大于電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)質(zhì)電壓(其他正確表述也可)

分析①由于待測(cè)電阻約為10kΩ太大,電源電動(dòng)勢(shì)為12V時(shí),電路中電流才大體1.2mA,故電流表選C,電源選F.由于待測(cè)電阻約為10kΩ,電路中電流約為1.2mA,則待測(cè)電阻兩端電壓約為12V,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)治作用,滑動(dòng)變阻器只能采用分壓式接法.電路圖見答案.

2.(2019吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢)(1)某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,正確操作獲得金

屬絲直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)以下列圖,則金屬絲的直徑的讀數(shù)是,電流表

的讀數(shù)是,電壓表的讀數(shù)是.

已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0~10Ω,電流表內(nèi)阻約幾歐,電壓表內(nèi)阻約20

kΩ.電源為干電池(不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率情況下使用),電動(dòng)勢(shì)E=4.5V,內(nèi)阻很小.則下邊電

路圖中(填電路圖下方的字母代號(hào))電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該采用的最正確電路.但用此最正確

電路測(cè)量的結(jié)果依舊會(huì)比真實(shí)值偏(選填“大”或“小”).

(3)若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的正確值RA是已知的,那么正確測(cè)量金屬絲電阻Rx的最正確電路應(yīng)是圖中的電路(填電路圖下方的字母代號(hào)).此時(shí)測(cè)得電流為I、電壓為,則金U屬絲電阻Rx=(用題中字母代號(hào)表示).答案(1)0.881mm0.42A2.25V(2)A小(3)B??-RA分析(1)螺旋測(cè)微器先讀固定部分為0.5mm,可動(dòng)部分可估讀為38.1×0.01mm=0.381mm,故示數(shù)為:(0.5+0.381)mm=0.881mm;電流表量程為0.6A,則最小刻度為0.02A,讀數(shù)為0.42A;電壓表量程為3V,最小刻度為0.1V,則讀數(shù)為2.25V.因電源不能夠在大功率下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,則本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用限流接法;同時(shí)電壓表內(nèi)電阻較

大,由以上讀數(shù)可知,待測(cè)金屬絲的電阻約為5Ω,故采用電流表外接法誤差較小,應(yīng)選A;在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)正確,但電流表測(cè)量的是干路電流,故電流表示數(shù)偏大,則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小.(3)因已知電流表內(nèi)阻的正確值,則能夠利用電流表內(nèi)接法正確求出待測(cè)電阻,故應(yīng)選B電路;待測(cè)金屬絲及電流表總電阻????R=,則待測(cè)金屬絲電阻R=R-R=-R.??xAA??

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3.某同學(xué)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一捆長(zhǎng)度約為100m的銅導(dǎo)線(電阻約為1.5Ω)的實(shí)質(zhì)長(zhǎng)度,第一利用

螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑,如圖甲所示,再利用圖乙所示的電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻.

可供使用的器材有:電流表:量程0.6A,內(nèi)阻約02Ω;.電壓表:量程3V,內(nèi)阻約9kΩ;滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值5Ω;滑動(dòng)變阻器R:最大阻值20Ω;2定值電阻:R=3Ω0電源:電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻可不計(jì);開關(guān)、導(dǎo)線若干回答以下問(wèn)題:(1)由圖甲可知,銅導(dǎo)線的直徑D=mm;實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(選填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至

(選填“a”或“b”)端;

依照?qǐng)D乙所示的實(shí)物圖,在方框內(nèi)畫出其電路圖;(銅導(dǎo)線用電阻元件符號(hào)表示)

調(diào)治滑動(dòng)變阻器,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,銅的電阻率為ρ,不考慮電表內(nèi)阻

對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,則導(dǎo)線的長(zhǎng)度為(用已知和所測(cè)量的字母表示).

答案(1)1.170(2)R2a(3)圖見分析(??-??)π??2(4)??0

分析(1)球的直徑為1mm1700.01mm1170mmD=+.×=..(2)由于待測(cè)電阻是1.5Ω,電流表量程0.6A,電路中最大電流約為0.6A,電路中最小電流最幸好0.2A以上,為了更好地控制電路,所以選擇R2比較合理,閉合開關(guān)前應(yīng)該保證回路中電流最小,則接入滑動(dòng)變阻器的阻值就最大,所以應(yīng)該在a端.由于待測(cè)電阻阻值較小,采用電流表外接的方式,定值電阻R0與Rx串通能夠使得電壓表

的讀數(shù)在量程的1以上,所以為了減小誤差,要把R0與Rx串通用,電路圖以下列圖.3

-17-

由電路結(jié)構(gòu)可得U=I(R0+Rx)

??由電阻定律Rx=ρ??2π(2)

(??-??0)π??2解得l=??.4??

4.某實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃測(cè)量一未知電阻的阻值,已經(jīng)連接好實(shí)物圖如圖甲所示.

甲

乙

丙(1)請(qǐng)依照實(shí)物圖在圖乙所示方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖,并注明表示各元件的字母.(2)圖丙中電阻箱的讀數(shù)是Ω;若是將電阻箱的阻值由10.00Ω調(diào)治到9.00Ω,應(yīng).①先使電阻箱阻值調(diào)至如圖丙所示,再將S2接到A,閉合S1,記錄下對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)為

2.20V,爾后斷開1S;②保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到,閉合S1,此時(shí)電壓表的讀數(shù)為280V,爾后斷開S1,不計(jì)B.電源內(nèi)阻,電壓表可視為理想電表,據(jù)此可知,定值電阻R1的阻值為Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).答案(1)圖見分析(2)20.00先將“×1”擋調(diào)到9,再將“×10”擋調(diào)到0(3)5.45分析(1)實(shí)驗(yàn)電路圖以下列圖;

-18-

電阻箱的讀數(shù)為R=(0×0.01+0×0.1+0×1+2×10)Ω=20.00Ω;若是將電阻箱的阻值由10.00Ω調(diào)治到9.00Ω,先將“×1”擋調(diào)到9,再將“×10”擋調(diào)到0;

由于不計(jì)所有內(nèi)阻,將S2切換到B,閉合S1時(shí),電阻R1兩端的電壓為U=(2.80-2.20)

??V=0.6V;當(dāng)將S接到A時(shí),經(jīng)過(guò)R的電流為I=20A=0.11A,故R=??=Ω≈5.45Ω.2115.現(xiàn)有一個(gè)阻值大體為20Ω的電阻,為了更精確地測(cè)量其電阻,實(shí)驗(yàn)室給出了以下器材:①電流表G1(0~50mA,內(nèi)阻r1=3Ω)②電流表G(0~100mA,內(nèi)阻r2=1Ω)2③定值電阻R1(R1=150Ω)④定值電阻2(215Ω)RR=⑤滑動(dòng)變阻器R(0~5Ω)⑥干電池(1.5V,內(nèi)阻不計(jì))⑦開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,其中A、B一個(gè)為被測(cè)電阻、一個(gè)為定值電阻,請(qǐng)問(wèn)圖中電阻(填“”或“”)為被測(cè)電阻,定值電阻應(yīng)選(填“1”或ABR“R2”).

(2)若某次測(cè)得電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2,則被測(cè)電阻的大小為(用已知和測(cè)量物理量的符號(hào)表示).(3)若經(jīng)過(guò)調(diào)治滑動(dòng)變阻器,該同學(xué)測(cè)得多組I1、I2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出I1、I2的圖象如圖乙所示,并求得圖象的斜率k=1.85,則被測(cè)電阻的大小為Ω(保留三位有效數(shù)字).??(??+)答案(1)BR(2)11??2(3)21.22??2-??1分析(1)G1和定值電阻A串通相當(dāng)于電壓表,兩電流表讀數(shù)之差可測(cè)出流過(guò)被測(cè)電阻B的電流,從而計(jì)算出被測(cè)電阻B的阻值.故圖中電阻B為被測(cè)電阻.為使兩電流表偏轉(zhuǎn)比率周邊,兩支路電阻應(yīng)周邊,則定值電阻應(yīng)選2R.(2)被測(cè)電阻的電流I=I2-I1,被測(cè)電阻的電壓U=I1(r1+R2),則被測(cè)電阻的阻值??1(??1+??2)R=??-??.21??1(??1+??2)??1+??2??1+??2=1.85,解得3+1521Ω≈21.2Ω.

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6某同學(xué)要測(cè)定某金屬絲的電阻率..(1)如圖甲先用游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為cm,如圖乙再用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為mm,如圖丙爾后用多用電表×1Ω擋粗測(cè)其電阻為Ω.

為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,需進(jìn)一步測(cè)其電阻,除待測(cè)金屬絲外,實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材以下:A.電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約為15kΩ)

B.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)

C.滑動(dòng)變阻器R1(0~5Ω,0.6A)

.5V的干電池兩節(jié),內(nèi)阻不計(jì)

E.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的電路圖,并畫在以下列圖方框內(nèi).

②用上面測(cè)得的金屬導(dǎo)線長(zhǎng)度l、直徑d和電阻,可依照表達(dá)式ρ=算出所測(cè)金屬的電R阻率.

答案(1)6.0151.773(1.771~1.775)6

(2)①見分析圖②π??2??

4??

分析(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知,其示數(shù)l=60mm+3×1mm=60.15mm=6.015cm;20

由圖示螺旋測(cè)微器可知,其讀數(shù)d=1.5mm+27.3×0.01mm=1.773mm;由圖示多用電表可知,待測(cè)電阻阻值是6×1Ω=6Ω;

①由于電流表內(nèi)阻和被測(cè)電阻相湊近,所以采用電流表外接法,由于滑動(dòng)變阻器較小,

為了方便操作,故采用分壓接法,電路圖以下列圖.

-20-

??????π??2??②由電阻定律R=ρ??,有ρ=??=4??.

命題角度3測(cè)量表頭電阻及電表改裝問(wèn)題

高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向

1.(2019全國(guó)Ⅰ·23)某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表.該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1200Ω,經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接,進(jìn)行改裝.爾后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表,依照?qǐng)D(a)所示電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線框內(nèi)是改裝后的電表).

圖(a)圖(b)

依照?qǐng)D(a)和題給條件,將圖(b)中的實(shí)物連線.

(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí),微安表的指針地址如圖(c)所示.由此能夠推測(cè)出所改

裝的電表量程不是預(yù)期值,而是.(填正確答案標(biāo)號(hào))

圖(c)

(3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因可能是.(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)質(zhì)內(nèi)阻大于1200Ω

B.微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤,實(shí)質(zhì)內(nèi)阻小于1200Ω

C.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏小

D.R值計(jì)算錯(cuò)誤,接入的電阻偏大

要達(dá)到預(yù)期目的,無(wú)論測(cè)得的內(nèi)阻值可否正確,都不用重新測(cè)量,只要要將阻值為R的電阻

換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可,其中k=.

答案(1)連線以下列圖

(2)C(3)AC(4)9979

分析(1)量程為250μA的微安表改裝成量程為20mA電流表時(shí)應(yīng)將電阻與微安表并聯(lián).依照電路圖,從電源正極出發(fā),電表正極對(duì)應(yīng)電源正極,依次連接,注意連線不要交織.

(2)經(jīng)過(guò)電流表的電流與偏角成正比,表盤160μA對(duì)應(yīng)16mA,則表盤250μA對(duì)應(yīng)25mA.

-21-

??(3)依照IgRg=(I-Ig)R得I=(1+??g)Ig,改裝后的量程偏大的原因可能是,原微安表內(nèi)阻測(cè)量值偏小,其實(shí)質(zhì)內(nèi)阻Rg大于1200Ω;也許由于定值電阻的阻值R計(jì)算有誤,計(jì)算值偏大,實(shí)際接入定值電阻阻值偏小.應(yīng)選AC.(4)并聯(lián)電路電壓相等,??g??=(I-Ig)R,即160μA·Rg=(16mA-160μA)R;200gμA·g(16mA200μA),得99R=-kRk=79.2.(2019全國(guó)Ⅲ·23)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn),要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤的50μA刻度.可選用的器材還有:定值電阻0(阻值14kΩ),滑動(dòng)變阻器1(最大阻值1500Ω),滑動(dòng)變阻器2(最RRR大阻值500Ω),電阻箱(0~99999.9Ω),干電池(E=1.5V,r=1.5Ω),紅、黑表筆和導(dǎo)線若干.

圖(a)

(1)歐姆表設(shè)計(jì)

將圖(a)中的實(shí)物連線組成歐姆表.歐姆表改裝好后,滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為

Ω;滑動(dòng)變阻器選(填“R1”或“R2”).

(2)刻度歐姆表表盤經(jīng)過(guò)計(jì)算,對(duì)整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度,如圖(b)所示.表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75,則a、b處的電阻刻度分別為、.

圖(b)

(3)校準(zhǔn)

紅、黑表筆短接,調(diào)治滑動(dòng)變阻器,使歐姆表指針指向kΩ處;將紅、黑表筆與電阻

箱連接,記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值,達(dá)成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量.若

校準(zhǔn)某刻度時(shí),電阻箱旋鈕地址如圖(c)所示,則電阻箱接入的阻值為Ω.

圖(c)

答案(1)連線以下列圖9001(2)455(3)035000.0R

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分析(1)把圖中各元件串通起來(lái),注意電流從紅表筆進(jìn),從黑表筆出.15kΩ為中值電阻,也是歐姆表內(nèi)阻,RΩ-R0-r-Rg=15000Ω-14000Ω-1.5Ω-98.5Ω=900Ω,R1最大值為1500Ω,能供應(yīng)900Ω的電阻,應(yīng)選R1.(2)??=25μA,聯(lián)立求得R=45000Ω=45kΩ,a處的刻度標(biāo)為R+R=??1,R=15kΩ,IΩx1Ω1x1??45.RΩ+Rx2=??2,I2=75μA,聯(lián)立求得Rx2=5000Ω=5kΩ,b處的刻度標(biāo)為5.歐姆表歐姆調(diào)零時(shí)調(diào)到0Ω;讀數(shù)就是箭頭指的數(shù)乘以倍數(shù),爾后再加起來(lái),求得和為

35000.0Ω.3(2015全國(guó)Ⅱ·23)電壓表滿偏時(shí)經(jīng)過(guò)該表的電流是半偏時(shí)經(jīng)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)室供應(yīng)的器材以下:待測(cè)電壓表V(量程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)充完滿.

(2)依照設(shè)計(jì)的電路,寫出實(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對(duì)照,RV'RV(填“”“”或“”),主要原因是.>=<答案(1)實(shí)驗(yàn)電路圖以下列圖

(2)搬動(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;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)治R,使電壓表的指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片的地址不變,斷開S,調(diào)治電阻箱R使電壓表的120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)>

-23-

斷開S2,調(diào)治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

測(cè)量電表內(nèi)阻常用的幾種方法

1.伏安法以下列圖,閉合開關(guān)S,調(diào)治R1的阻值,記下電流表的示數(shù)I,電壓表的示數(shù)U,則Rg=??-????1.??2.等效取代法

-24-

以下列圖,此方法一般要采用一個(gè)量程比電流表G稍大的電流表A.先閉合S和S1,調(diào)治R1的阻值使電流表A的示數(shù)為I.爾后斷開S1,接通S2,調(diào)治2的阻值使電流表A的示數(shù)仍為I,則Rg2R=R.3.半偏法

(1)半偏法近似測(cè)量電流表內(nèi)阻.

以下列圖,測(cè)量電流表A的內(nèi)阻,操作步驟以下:①斷開S2、閉合S1,調(diào)治R0,使A表滿偏為I0;②保持0不變,閉合S2,調(diào)治,使A表讀數(shù)為??0;③由上得ARR2R=R.(2)半偏法近似測(cè)量電壓表內(nèi)阻.

以下列圖,測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻,操作步驟以下:①滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最右端,電阻箱的阻值調(diào)到最大;②閉合S1、S2,調(diào)治0,使V表示數(shù)指到滿偏刻度;③斷開S2,保持0不變,調(diào)治RRR,使V表指針指到滿刻度的一半;④由上可得R=R.V典題演練提能·刷高分1.現(xiàn)有一塊電流表A1,量程IA1=300mA,內(nèi)阻r1約為5Ω,要把它改裝成較大量程的電流表.首先要測(cè)量其內(nèi)阻的正確值.實(shí)驗(yàn)室備有以下器材:電流表A2:量程IA2600mA,內(nèi)阻約為21Ω=r=電壓表V:量程15V,內(nèi)阻約為3kΩ;定值電阻:05Ω;R=滑動(dòng)變阻器R:最大電阻值10Ω,額定電流為1A1滑動(dòng)變阻器R2:最大電阻值250Ω,額定電流為0.3A電源E:電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻較小開關(guān)和導(dǎo)線若干.

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有同學(xué)依照供應(yīng)的器材,設(shè)想把電壓表直接和電流表并聯(lián)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻,如圖甲所示,

仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)是不能行的,其原因是

.

請(qǐng)你選擇合適的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電流表A1內(nèi)阻的電路原理圖,要求電流表A1的示數(shù)從零開始變化,且能多測(cè)幾組數(shù)據(jù),盡可能減少誤差.

(3)若測(cè)得電流表A1的內(nèi)阻150Ω,就可以將A1改裝成06A和3A兩個(gè)量程的電流表.如r=..圖乙所示,則電阻R=Ω,R=Ω.ab答案(1)電壓表的量程為15V,而電流表的滿偏電壓只有1.5V,顯然測(cè)量誤差較大,不能夠達(dá)到測(cè)量精確值的目的(2)圖見分析(3)14分析(1)電壓表的量程為15V,而電流表的滿偏電壓只有1.5V,顯然測(cè)量誤差較大,不能夠達(dá)到測(cè)量精確值的目的;

(2)測(cè)量電流表的內(nèi)阻的要點(diǎn)是測(cè)量電流表兩端的電壓,定值電阻R0的阻值為5Ω,定值電阻R0和電流表A1并聯(lián)能夠間接計(jì)算出電流表A1兩端的電壓;以下列圖,題目中明確要求“電流表A的示數(shù)從零開始變化”,所以采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法,以下列圖.1(3)當(dāng)電流表改裝成06A的量程時(shí),有I1??A1??1+IA1,當(dāng)電流表改裝成3A的量程時(shí),有.=??+????????(??+??)2=A1??+IA1,代入數(shù)據(jù)可得1Ω,4Ω.????ab2.某物理興趣小組圍繞一個(gè)量程為3mA,內(nèi)阻Rg約為100Ω的電流計(jì)G張開研究,可供選擇的器材有電阻箱0,最大阻值為9999.9Ω,滑動(dòng)變阻器甲,最大阻值為10kΩ,滑動(dòng)變阻器乙,R最大阻值為2kΩ,電源E,電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻較小,電源E,電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻較小;開關(guān)212個(gè),導(dǎo)線若干.

為測(cè)量該電流計(jì)的內(nèi)阻,小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路,實(shí)驗(yàn)步驟以下:

①斷開S1和S2;將R調(diào)到最大;②合上S調(diào)治R使G滿偏;1③合上S2,調(diào)治0的值到0使G半偏,此時(shí)辰以為G的內(nèi)阻g0RR'R=R'在上述可供選擇的器材中,為了使測(cè)量盡量精確,滑動(dòng)變阻器應(yīng)入選擇(選填“甲”或“乙”);電源應(yīng)入選(選填“E1”或“E2”),在實(shí)驗(yàn)中以為電流計(jì)G內(nèi)阻R=R',此結(jié)果與R的真實(shí)值對(duì)照(選填“偏大”“偏小”或“相等”).g0g若測(cè)的電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg=100Ω,小芳用電源E1、電阻箱R0和電流計(jì)G連接了如圖乙所示的電路,在電流計(jì)兩端接上兩個(gè)表筆,設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的歐姆表,并將表盤的電流刻度轉(zhuǎn)變成電阻刻度;閉合開關(guān),將兩表筆斷開;調(diào)治電阻箱,使指針指在“3mA”處,此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為

-26-

Ω(選填“0”或“∞”);再保持電阻箱阻值不變,在兩表筆間接不相同阻值的已知電阻找出對(duì)

應(yīng)的電流刻度,則“2mA”處對(duì)應(yīng)表筆間電阻阻值為Ω.

答案(1)甲E2偏小(2)∞160

分析(1)依照半偏法的實(shí)驗(yàn)原理,為保證測(cè)量精確度要求滑動(dòng)變阻器接入電路電阻遠(yuǎn)大于電流

計(jì)內(nèi)阻,以減小因閉合S2而引起總電流的變化量,從而減小誤差,而當(dāng)電動(dòng)勢(shì)越大的時(shí)候要使電流計(jì)滿偏,則滑動(dòng)變阻器接入電路電阻越大,所以電源選E2,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選甲;閉合S2以致閉合回路總電阻減小則總電流增大,調(diào)治R0使G半偏,則此時(shí)流過(guò)電阻箱的電流大于流過(guò)電流計(jì)

的電流,電阻箱的阻值小于電流計(jì)的實(shí)質(zhì)內(nèi)阻,此結(jié)果與Rg的真實(shí)值對(duì)照偏小.

由此歐姆表測(cè)量的是兩表筆間的電阻,所以當(dāng)將兩表筆斷開,兩表筆間的電阻無(wú)量大,

則指針指在“3mA”處,此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞,閉合開關(guān),將兩表筆斷開,調(diào)治電阻箱,使指針

指在Ig=3mA處,則此時(shí)Ig=??+??1,代入數(shù)據(jù)解得r+R0=400Ω,當(dāng)兩表筆間接入R時(shí),電流計(jì)+g????0??+??0總Rggr01Rg+0????Ω.此流過(guò)R的電流IR=I總-I=1.25mA,則R=g=160????3.某物理學(xué)習(xí)興趣小組為了測(cè)量待測(cè)電阻R,設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn),用到的實(shí)驗(yàn)器材有:學(xué)生電源、x矯捷電流計(jì)、電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干.

(1)按設(shè)計(jì)方案達(dá)成以下實(shí)驗(yàn)步驟:①依照?qǐng)D甲所示的原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路;②將滑動(dòng)變阻器R2滑片調(diào)至合適地址,滑動(dòng)變阻器R3滑片調(diào)至最左端,閉合開關(guān)S;③調(diào)整3逐漸增大輸出電壓,并屢次調(diào)整1和2使矯捷電流計(jì)G讀數(shù)為零,此時(shí)電流表A2的示RRR數(shù)為120mA,電阻箱R和電流表A示數(shù)如圖乙和丙所示;11④實(shí)驗(yàn)達(dá)成,整理器材.(2)依照上述實(shí)驗(yàn)回答以下問(wèn)題:11mA;①電阻箱R的讀數(shù)為Ω,電流表A的示數(shù)為②待測(cè)電阻Rx的阻值為Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字);③電流表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響(選填“有”或“無(wú)”);④為提高本實(shí)驗(yàn)的精確度可采用的措施:.答案(2)①50.0180②75.0③無(wú)④在保證電表安全的情況下,合適增大滑動(dòng)變阻器R3的輸出電壓11分析(2)①電阻箱R的讀數(shù)為50.0Ω,電流表A的示數(shù)為180mA;-27-

②電阻箱R1兩端電壓等于待測(cè)電阻Rx兩端的電壓,即I1R1=I2Rx,解得Rx=??1R1=180×50??2120

=75.0Ω;

③由實(shí)驗(yàn)原理可知,電流表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響;④為提高本實(shí)驗(yàn)的精確度可采用的措施:在保證電表安全的情況下,合適增大滑動(dòng)變阻器3的輸出電壓.R4.(2019湖南長(zhǎng)沙模擬)現(xiàn)要測(cè)量電流表G的內(nèi)阻,給出以下器材:1電流表G1(量程0~5mA,內(nèi)阻r1約為150Ω左右);電流表G2(量程0~10mA,內(nèi)阻r2約為100Ω左右);定值電阻R1=100Ω;定值電阻R2=10Ω;滑動(dòng)變阻器R3(0~200Ω);干電池E(1.5V,內(nèi)阻未知);單刀單擲開關(guān)S;導(dǎo)線若干.(1)定值電阻選;在方框中已畫出部分實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)圖,請(qǐng)補(bǔ)充完滿,并注明所用器材的代號(hào);

(3)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組計(jì)算r1,所用的表達(dá)式r1=,式中各符號(hào)的意義是.答案(1)1(2)電路圖見分析(3)??2-??11I1、2分別表示電流表G1、G2的示數(shù),1表示定值R??1RIR電阻1的阻值R分析(1)若選R2,則其阻值太小,電流過(guò)大,而R1與G1內(nèi)阻相當(dāng),應(yīng)選R1.電路圖以下列圖:G2的示數(shù)與G1的示數(shù)之差為經(jīng)過(guò)R1的電流值.

(3)由串、并聯(lián)電路特點(diǎn):111(21),得1??2-??11,I1、2分別表示電流表G1、G2的示Ir=RI-Ir=??RI1數(shù),1表示定值電阻1的阻值.RR5.

某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量金屬圓柱體的電阻率的實(shí)驗(yàn)中,先用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體直徑.再用伏安

法測(cè)量圓柱體的電阻,已知圓柱體的電阻大體為300Ω.

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑時(shí)的刻度地址以下列圖,由圖可知其直徑為mm.

在用伏安法測(cè)定圓柱體的電阻時(shí),除被測(cè)金屬圓柱體外,還有以下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材:

A.電流表A1(量程為20mA,內(nèi)阻約為10Ω)

B.電流表A2(量程為5mA,內(nèi)阻r=20Ω)

C.電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻RV約為4kΩ)

D.定值電阻R1=10Ω

-28-

E.定值電阻R2=20Ω

F.滑動(dòng)變阻器R3(0~20Ω)

G.滑動(dòng)變阻器R4(0~300Ω)

H.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻很小)

開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干

為使測(cè)量結(jié)果盡量正確,減少誤差,實(shí)驗(yàn)中要求電表偏轉(zhuǎn)最少半偏以上,要達(dá)成實(shí)驗(yàn),除了

待測(cè)圓柱體、電壓表(C)、直流電源(H)、開關(guān)導(dǎo)線(I)以外,還需要的器材是(填

寫器材前的字母編號(hào));

請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;

若電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I,用題中所給符號(hào)寫出待測(cè)圓柱體的電阻表達(dá)式

Rx=.答案(1)4.698(4.698~4.700)????2(2)BEF(3)見分析圖(4)2??-2分析(1)由圖示螺旋測(cè)微器可知,固定刻度是4.5mm,可動(dòng)刻度是19.8×0.01mm=0.198mm,螺旋測(cè)微器的示數(shù),即金屬絲直徑d=4.5mm+0.198mm=4.698mm;??3V(2)電壓表量程是3V,電阻兩端最大電壓U=3V,電路最大電流約為I=??=300Ω=10mA,電路最大電流為20mA的二分之一,電流表A(量程為20mA,內(nèi)阻約為10Ω)不吻合題中要求,1所以電流表應(yīng)選電流表A2(量程為5mA,內(nèi)阻r=20Ω)與定值電阻R2=20Ω并聯(lián)改裝的電流表;兩個(gè)滑動(dòng)變阻器都能夠保證電路安全,為方便實(shí)驗(yàn)操作,應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器F,還需要的器材是BEF;

(3)由于290000104000,電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω,????AV待測(cè)電阻阻值約為300Ω,滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,搬動(dòng)滑片電路電流變化范圍較大,能夠進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電路圖以下列圖;(4)依照歐姆定律和電路結(jié)構(gòu),待測(cè)圓柱體的電阻表達(dá)式x????2.R=2??-2命題角度4(儲(chǔ)備)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【典題】利用如圖(a)所示電路,能夠測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:

圖(a)

待測(cè)電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),電阻R0(阻值為3.0Ω),電阻R1(阻值為3.0Ω),電流表A(量程為200mA,內(nèi)阻為RA=6.0Ω),開關(guān)S.

實(shí)驗(yàn)步驟以下:

①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S;

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②多次調(diào)治電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;

11????

④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.

回答以下問(wèn)題:

(1)分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,則??1與R的關(guān)系式為.

實(shí)驗(yàn)獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)以下表所示,其中電阻R=3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀

出數(shù)據(jù),達(dá)成下表.答:①,②.

R/Ω1020304.05.06.07.0...I/A01430125①0.1000.0910.0840.077..I-1/A-16.998.00②10.011.011.913.0

圖(b)

圖(c)(3)在圖(c)的坐標(biāo)紙大將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完滿并作圖,依照?qǐng)D線求得斜率k=A-1·Ω-1,截距b=A-1.(4)依照?qǐng)D線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω.答案(1)1??A+??11[A??A+??1(0)]或?qū)懗?(5.0+r)??=????1R+??R+??1r+R??=??R+??(2)①0.110②9.09(3)見分析圖1.0(或在0.96~1.04之間)6.0(或在5.9~6.1之間)(4)3.0(或在2.7~3.3之間)1.0(或在0.6~1.4之間)分析(1)依照閉合電路歐姆定律有????A??A??1+R+r+R),1??A+??11??A+??1(r+R)]或?qū)懗?A??10A01113.??0R+??(5.0+r).1(2)電流表示數(shù)為110mA,即I=0.110A,其倒數(shù)為??=9.09A-1.

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(3)作圖以下列圖.在圖線上取兩點(diǎn)可得圖線斜率k=A-1·Ω-1=1.0A-1·Ω-1,截距b=6.0A-1.

1結(jié)合??與R的關(guān)系式,有k=??,b=??(5.0+r),解得,E=3.0V,r=1.0Ω.

數(shù)形結(jié)合型——“巧”變公式找函數(shù)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的辦理時(shí),平時(shí)利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理公式進(jìn)行巧妙變形,變成和圖象信息一致的一元一次函數(shù)形式,依照?qǐng)D象的斜率、截距結(jié)合函數(shù)關(guān)系式得出所需的數(shù)據(jù).典題演練提能·刷高分1測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電路如圖甲所示,為一段粗細(xì)平均、電阻率較大的電阻絲,.MN定值電阻R=1.0Ω.調(diào)治滑片P,記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及對(duì)應(yīng)的PN長(zhǎng)度x,繪制了0-圖象如圖乙所示.UI

(1)由圖乙求得電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Ω.(2)實(shí)驗(yàn)中由于電表內(nèi)阻的影響,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值其真實(shí)值(選填“大于”“等于”或“小于”).

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??(3)依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪出-x圖象,如圖丙所示.圖象斜率為k,電阻絲橫截面積為S,可求得電??

阻絲的電阻率ρ=,電表內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量(選填“有”或“沒有”)影

響.答案(1)1.490.45(2)小于(3)kS沒有分析(1)由閉合電路歐姆定律可知:(0),而依照?qǐng)D乙的圖象與縱坐標(biāo)間的交點(diǎn)坐標(biāo)表U=E-IR+r示電動(dòng)勢(shì)可知149V,圖象的斜率表示內(nèi)電阻,則0Ω,解得r=0.45Ω.E=.r+R=由圖示可知,伏安法測(cè)電阻相關(guān)于電源來(lái)說(shuō)采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,

電流表測(cè)量值偏小,當(dāng)外電路短路時(shí),電流測(cè)量值等于真實(shí)值,電源的U-I圖象以下列圖,由圖象可知,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值,電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值.

????????(3)依照歐姆定律可知,電阻R=??=??;則可知k=??;解得ρ=kS;若考慮電表內(nèi)阻,則圖象的斜率不變,所以得出的電阻率沒有影響.2(2019河南鄭州模擬)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E及電阻1和2的.RR阻值.實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源E(不計(jì)內(nèi)阻),待測(cè)電阻R1,待測(cè)電阻R2,電壓表V(量程為1.5V,內(nèi)阻很大),電阻箱R(0~99.99Ω),單刀單擲開關(guān)S,單刀雙擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干.12(1)先測(cè)電阻R1的阻值.請(qǐng)將甲同學(xué)的操作補(bǔ)充完滿:閉合S1,將S2切換到a,調(diào)治電阻箱,讀出其示數(shù)0和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)1保持電阻箱示數(shù)不變,,讀出電壓表的示數(shù)2則RU.U.電阻R的表達(dá)式為R=.11

(2)甲同學(xué)已經(jīng)測(cè)得電阻R=4.80Ω,連續(xù)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和電阻R的阻值,該同學(xué)的做法是:12閉合S1,將S2切換到a,多次調(diào)治電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,用測(cè)得11E=V,電阻R2=的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示的??-??圖線,則電源電動(dòng)勢(shì)Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).答案(1)將S2切換到b??2-??1R0(2)1.431.20??1分析(1)保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到,由于0和1串通,所以經(jīng)過(guò)1的電流??1,1兩端bRRRI=??R0??2-??1=??2-??1R.211????10

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(2)依照閉合電路歐姆定律,E=????(4.8+R2+R),所以??1=??1·(4.8+R2)??1+??1,由此式看111-112Ω/V=4.2Ω/V,由以上兩式出,??-??圖線的縱截距為??=0.7V,斜率k=??·(4.8+R)=得,E≈1.43V,R2=1.20Ω.

3(2017天津)某研究性學(xué)習(xí)小組利用以下列圖的電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.其中電流表.A的內(nèi)阻r=1.0kΩ,電阻R=9.0kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串通一個(gè)R=3.0Ω的電1110阻.(1)按圖甲所示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)aa'、bb'和cc'三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線.為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將開關(guān)S閉合,用多用電表的電壓擋先測(cè)量a、b'間電壓,讀數(shù)不為零,再測(cè)量、a'間電壓,若讀數(shù)不為零,則必然是導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則a必然是導(dǎo)線斷開.

甲

(2)消除故障后,該小組順利達(dá)成實(shí)驗(yàn).經(jīng)過(guò)多次改變滑動(dòng)變阻器滑片地址,獲得電流表A1和A2

的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如乙圖.由I1-I2圖象獲得電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=

Ω.

乙答案(1)aa'bb'(2)1.4(1.36~1.44均可)0.5(0.4~0.6均可)分析(1)用多用電表的電壓擋先測(cè)量a、b'間電壓,讀數(shù)不為零,可知a、b'間存在斷路;若測(cè)量、a'間電壓,讀數(shù)不為零,則aa'段存在斷路,反之bb'段存在斷路.a依照題中電路圖可得

E=I1(11)(1+I2)(0)r+R+Ir+R整理后可得I1=-????+??0I2+??+??+??1++??1++1????01????0結(jié)合題中I-I2圖象可得1=-????+??0260+??1++1????0=0.14×10-3A??1+??1+??+??0

聯(lián)立上式,代入數(shù)值解得E≈1.4V,r≈0.5Ω.

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4.(2019山西太原模擬)某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片、蘋果制作了水果電池,

他們想經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)量這種電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材:多用電表一個(gè);

高阻值電阻箱R一個(gè);保護(hù)電阻R0一只;導(dǎo)線、開關(guān)若干;

如圖甲,已知鋅比銅爽朗,所以鋅片失電子作負(fù)極,銅片得電子作正極.為了估計(jì)此蘋果電

池的電動(dòng)勢(shì),某同學(xué)直接使用多用電表直流電壓擋測(cè)量,則應(yīng)將紅表筆與(選填

“銅”或“鋅”)片連接.經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查察可知水果電池的內(nèi)阻與水果的種類、兩電極之間的距離及電極面積大小相關(guān),一般在幾百至幾千歐姆之間.為了估測(cè)此蘋果電池的內(nèi)阻,

(選填“能”或“不能夠”)使用多用電表的歐姆擋進(jìn)行初步測(cè)量.

由于缺少電流表與電壓表,研究小組依舊使用多用電表進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某同學(xué)連接如圖乙的實(shí)

驗(yàn)電路,將多用電表當(dāng)電流表使用(不計(jì)其內(nèi)阻).調(diào)治電阻箱R可測(cè)得多組多用電表讀數(shù)I,為

1了減罕有時(shí)誤差,該同學(xué)作??-R圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)辦理.若是圖象的斜率為k,截距為b,則由圖象可

得該蘋果電池的電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=.(用k、b和R0表示)答案(1)銅不能夠1??(2)??-R0分析(1)電壓表紅表筆應(yīng)接電源的正極,故電壓表紅表筆應(yīng)接電源銅片;因多用電表經(jīng)過(guò)測(cè)量電流得出電阻,而電源自己有電動(dòng)勢(shì),故無(wú)法直接測(cè)量電源的內(nèi)阻.??(2)由閉合電路歐姆定律可知:I=??+??+??,0??????則??1=??+??+??0;由公式及數(shù)學(xué)知識(shí)可得:圖象中的k=1,b=??+??0;??????

1??解得:E=??,r=??-R0.

5.在“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)的器材以下:待測(cè)電源E(放電電流不能夠太大),

電壓表(量程大于待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)),標(biāo)有刻度的平均電阻絲ab(電阻約15Ω),開關(guān)S,一端連

有鱷魚夾P的導(dǎo)線1,其他導(dǎo)線若干.

(1)實(shí)驗(yàn)中,用導(dǎo)線1、2、3、4、5和6按圖甲所示方式連接電路,電路中所有元器件都圓滿,

且電壓表已調(diào)零.閉合開關(guān)從前,鱷魚夾P應(yīng)置于(選填“a”或“b”)端.

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閉合開關(guān)后,屢次改變鱷魚夾P的地址,電壓表都有較大的示數(shù)但幾乎不變,則斷路的導(dǎo)線

為(填數(shù)字代號(hào)).

消除故障此后,閉合開關(guān),改變鱷魚夾P的地址,讀出多組電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電阻絲長(zhǎng)

11度L,由測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示??-??的圖線,則電源電動(dòng)勢(shì)E=V(計(jì)算結(jié)果保

留三位有效數(shù)字).應(yīng)用該實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)(選填“能”或“不能夠”)測(cè)出該電源的內(nèi)阻

r.

(4)若考慮到電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響,則電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值(選填“等于”“大

于”或“小于”)真實(shí)值.

答案(1)b(2)1(3)2.86不能夠(4)小于

分析(1)由電路圖可知,電壓表測(cè)量ab左側(cè)部分電阻兩端的電壓;若開始時(shí)P滑到a端,則ab

被短路,則電源被短路,故為了保證安全,P應(yīng)置于b端;

電壓表有示數(shù)說(shuō)明與電源是相通的,即2、6是圓滿的;而示數(shù)幾乎不變,說(shuō)明P無(wú)法與所測(cè)左半部分相連,故說(shuō)明1導(dǎo)線沒有正確接好;

(3)設(shè)單位長(zhǎng)度的電阻為0,由閉合電路歐姆定律可得??·0,變形可得11RU=????+??RL??=??+0??1,則可知10-1,35V,解得≈286V;圖象的斜率可求,但由于單位長(zhǎng)度的電阻值不知??????0??故無(wú)法求出內(nèi)阻r;(4)可用“等效電源法”分析誤差大小:能夠把電源與電壓表看作一等效電源,則電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值等于外電路斷開時(shí)“等效電源”兩極間的電壓,由于電壓表不是理想電表,所以有電流經(jīng)過(guò)“電源”,所以路端電壓要小于電動(dòng)勢(shì),所以電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值即偏小.6.多用電表中使用的電池除了一節(jié)1.5伏的干電池外,還有一塊方形的電池(層疊電池),如圖甲所示,標(biāo)稱電動(dòng)勢(shì)為9V.某同學(xué)想要測(cè)量該電池實(shí)質(zhì)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)了以下器材:

待測(cè)方形的電池

電壓表(量程為3V,內(nèi)阻約為4kΩ)

電流表(量程為0.6A,內(nèi)阻為1.5Ω)

電流表(量程為3A,內(nèi)阻為1.0Ω)

電阻箱(阻值范圍0~9999.9Ω)

電阻箱(阻值范圍0~99999.9Ω)

G.滑動(dòng)變阻器(阻值為0~20Ω,額定電流為3A)

H.滑動(dòng)變阻器(阻值為020kΩ,額定電流為0.6A)~開關(guān)、導(dǎo)線若干

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該同學(xué)依照現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖.依照此電路圖,為達(dá)成該實(shí)驗(yàn),

電流表應(yīng)選,電阻箱應(yīng)選,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(用器材前字母表

示).

(2)實(shí)驗(yàn)需要把電壓表量程擴(kuò)大為9V.該同學(xué)按圖乙連接好實(shí)驗(yàn)器材,檢查電路無(wú)誤后,將R1

滑片移到最左端,將電阻R2調(diào)為0,斷開K3,閉合K1,將K2接a,合適搬動(dòng)R1,電壓表示數(shù)為2.70V;

保持R1地址不變,改變R2阻值,當(dāng)電壓表示數(shù)為V時(shí),達(dá)成擴(kuò)大量程;斷開K1.

(3)保持電阻箱R2阻值不變,開關(guān)K2接b,閉合K3、K1,從左到右調(diào)治R1,測(cè)出多組U、I,并作出

U-I圖線如圖丙所示,由圖得該電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)電阻為Ω.

答案(1)DEG(2)0.9(3)9.32.0

分析(1)實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)會(huì)大于0.6A,則電流表應(yīng)選D;電壓表要把量程擴(kuò)大到9V,則需

串通電阻約為8kΩ,則電阻箱應(yīng)選E;滑動(dòng)變阻器要用分壓電路,應(yīng)選阻值較小的G;

開始時(shí)電壓表示數(shù)為2.70V,則保持R1地址不變,改變R2阻值時(shí),電壓表和R2兩端的電

壓之和為2.7V,則當(dāng)電壓表示數(shù)為0.9V時(shí),R2上分壓1.8V;則當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),電壓表和R2兩端的電壓之和為9V,達(dá)成擴(kuò)大量程;

由U-I圖象可知,E=3×3.1V=9.3V;r=(3.1-1.0)×3Ω-RA=2.0Ω.命題角度5練習(xí)使用多用電表和原理理解高考真題體驗(yàn)·對(duì)方向1(2017全國(guó)Ⅲ·23)圖(a)為某同學(xué)組裝達(dá)成的簡(jiǎn)單多用電表的電路圖.圖中E是電池;1、2、.RRR3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250μA,內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆×100Ω擋.

圖(a)

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圖(b)

(1)圖(a)中的A端與(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接.

(2)關(guān)于R6的使用,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(填正確答案標(biāo)號(hào)).

A.在使用多用電表從前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”地址

B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”地址

C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大地址

(3)依照題給條件可得R1+R2=Ω,R4=Ω.

某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針地址如圖(b)所示.若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀

數(shù)為;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“5”相連

的,則讀數(shù)為.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA或1.48mA1100Ω2.95V或2.96V分析(1)依照電流從紅表筆進(jìn)入多用表,結(jié)合歐姆擋知,A與黑表筆相連.

在使用多用電表從前,調(diào)治機(jī)械定位螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”地址,A

選項(xiàng)錯(cuò);使用歐姆擋時(shí),將兩表筆短接,調(diào)整R0進(jìn)行歐姆調(diào)零,B選項(xiàng)正確;電流擋中電路與R6無(wú)

關(guān),C選項(xiàng)錯(cuò).

當(dāng)B端接“2”時(shí),電流表的量程為1mA,此時(shí),R1、R2串通后與表頭并聯(lián),R1+R2肩負(fù)的電流為I-Ig=0.75mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160Ω;當(dāng)B端接“4”時(shí),電壓表量程為1V,表頭與R4串通,表頭部分肩負(fù)的電壓Ug=IgRg=250×10-6×480V=0.12V,故R4肩負(fù)的電

壓為0.88V,所以4Ω880Ω.R=-3=1×10(4)B端與“1”連接時(shí),電流表最大量程為2.5mA,表盤上每1小格表示0.05mA,指針約在第29.6格,則電流表讀數(shù)為148mA;B端與“3”連接時(shí),多用表為歐姆表,示數(shù)為11×100.R=Ω=1100Ω;B端與“5”連接時(shí),多用表為量程5V的電壓表,每1小格表示0.1V,則讀數(shù)為2.96V.2(2018全國(guó)Ⅱ·22)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表.可采用的器材有:微安表頭(量程100μA,內(nèi).阻900Ω);電阻箱R1(阻值范圍0~999.9Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~99999.9Ω);導(dǎo)線若干.

要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V

的直流電壓表,組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋.

回答以下問(wèn)題:

在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2,其中為公共接線柱,a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱.

(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1=Ω,R2=Ω.(保留到個(gè)位)

答案(1)見分析圖(2)1002910

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分析(1)微安表改裝為1mA的電流表,需要并聯(lián)小于其內(nèi)阻的電阻,起分流作用,應(yīng)選R1;改后

的電流表再改裝為大量程的電壓表時(shí)需要串通較大的電阻,起分壓作用,應(yīng)選R2.電路如圖所

示.

(2)微安表與R1并聯(lián),有Igrg=(I-Ig)R1,其中I=1mA,Ig=100μA,rg=900Ω,代入得R1=100Ω.改裝后的電流表量程為I=1mA,內(nèi)阻為Rg=??1??g=90Ω;??1+??g

改裝后的電流表與2串通,有2g,其中3V,得22910Ω.RIR=U-IRU=R=

多用電表使用的“四注意”

1.電流的流向:使用歐姆擋時(shí),多用電表內(nèi)部電池的正極接黑表筆,負(fù)極接紅表筆,從電源外面看,電流從紅表筆流入,從黑表筆流出.

2.區(qū)分“機(jī)械調(diào)零”和“歐姆調(diào)零”:“機(jī)械調(diào)零”在表盤刻度左側(cè)“0”地址,調(diào)整表

盤下邊的中間定位螺絲;“歐姆調(diào)零”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”地址,調(diào)整歐姆調(diào)零

旋鈕.

3.倍率選擇:使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),表頭指針過(guò)大或過(guò)小均有較大誤差(指針偏轉(zhuǎn)角度在

量程的1~2之間讀數(shù)較正確,比方待測(cè)電阻約為2kΩ,則應(yīng)采用“×100”擋).若是指針偏轉(zhuǎn)33

角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大),應(yīng)該合適增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量;若是指針偏

轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小),應(yīng)該合適減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量.

4.測(cè)量結(jié)束后,將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋.

典題演練提能·刷高分

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1(2019山西二模)某多用電表內(nèi)歐姆“×1”擋倍率的內(nèi)部電路圖如圖甲的虛線框所示.一學(xué).習(xí)小組將電阻箱和電壓表并聯(lián)后接到多用電表兩表筆A、B上,采用圖甲的電路測(cè)量多用電表歐姆擋“×1”倍率正常工作時(shí)的內(nèi)阻RΩ和其內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E(電壓表的內(nèi)阻很大,它在該電路中的分流作用能夠忽略),實(shí)驗(yàn)操作步驟以下:

先調(diào)整“指針定位螺絲”再將選擇開關(guān)調(diào)至歐姆“×1”擋,紅黑表筆短接調(diào)治“歐姆調(diào)

零旋鈕”使指針指在表盤(選填“左”或“右”)側(cè)零刻度處.(2)電阻箱和電壓表并聯(lián)后的兩端分別接在表筆A和B上,正確的接法是:電壓表的正接線柱要接在多用電表的表筆(選填“A”或“B”)上.11(3)改變電阻箱的阻值,分別讀出多組電壓表和電阻箱的示數(shù)U、R,并將對(duì)應(yīng)的??和??的值計(jì)算出來(lái)并記錄在表格中,再畫出1-1圖象如圖乙所示,若圖乙中圖線的斜率為k1、與縱軸的截距????為b,則所測(cè)內(nèi)部電池的電動(dòng)勢(shì)E=,歐姆“×1”擋正常工作時(shí)的內(nèi)阻1RΩ=.(用k1、b1表示)(4)一位同學(xué)提出了數(shù)據(jù)辦理的另一種思路??爾后畫-??.由圖丙:先計(jì)算出,圖象如圖丙所示??U??獲得圖線斜率為k2、與縱軸的截距為b2,則電池的電動(dòng)勢(shì)E=,歐姆“×1”擋正常工作時(shí)的內(nèi)阻RΩ=.(用k2、b2表示)答案(1)右(2)B(3)1??1(4)2-k2??1??1b分析(1)先調(diào)整“指針定位螺絲”,再將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)至歐姆“×1”擋處,紅黑表筆短接調(diào)治“歐姆調(diào)零旋鈕”使指針指在表盤右側(cè)零刻度處.(2)由圖甲所示電路圖可知,電壓表的正接線柱要接在多用電表的表筆B上.(3)由閉合電路歐姆定律可知??:E=U+IRΩ=U+RΩ??整理得:1=??Ω11111??Ω????????????11????電源電動(dòng)勢(shì)為:E=1,歐姆表內(nèi)阻為:RΩ=??1;??1??1由歐姆定律可知:I=??,??為電路電流,U-??圖象,即U-I圖象,由