第17講 電學(xué)實驗-2022年高考物理二輪復(fù)習(xí)直擊高考熱點難點（解析版）

第17講電學(xué)實驗

Its幻■后ZJKg

半偏法測電阻

例題1

（2021?山東卷）熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件，某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電阻

的阻值隨溫度變化的規(guī)律。可供選擇的器材有：

待測熱敏電阻&（實驗溫度范圍內(nèi)，阻值約幾百歐到幾千歐）；

電源E（電動勢L5V,內(nèi)阻/?約為0.5A）；

電阻箱R（阻值范圍0?9999.99。）；

滑動變阻器R1（最大阻值20Q）；

滑動變阻器“（最大阻值2000Q）；

微安表（量程100gA,內(nèi)阻等于2500。）；

開關(guān)兩個，溫控裝置一套，導(dǎo)線若干。

同學(xué)們設(shè)計了如圖甲所示的測量電路，主要實驗步驟如下：

①按圖示連接電路；

②閉合3、S,,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿偏；

③保持滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱，使微安表指針半偏；

④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值。

回答下列問題：

（1）為了更準(zhǔn)確地測量熱敏電阻的阻值，滑動變阻器應(yīng)選用（填"與"或

（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖（不含溫控裝置）連接成完整電路。

熱敏電阻

（3）某溫度下微安表半偏時，電阻箱的讀數(shù)為6000.00Q,該溫度下熱敏電阻的測量

值為Q（結(jié)果保留到個位），該測量值___________（填"大于"或"小于"）

真實值。

（4）多次實驗后，學(xué)習(xí)小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知。該熱敏電阻的阻

值隨溫度的升高逐漸（填"增大"或"減小"）。

3.03.21,.

y/(xlO-3K-')

圖乙

熱敏電阻

【答案】R]3500大于減小

【解析】

（1）⑴用半偏法測量熱敏電阻的阻值，盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不

變，由于該支路與滑動變阻器左側(cè)部分電阻并聯(lián)，滑動變阻器的阻值越小，S2閉合前、

后并聯(lián)部分電阻變化越小，從而并聯(lián)部分的電壓值變化越小，故滑動變阻器應(yīng)選

（2）[2]電路連接圖如圖所示

熱敏電阻

（3）⑶微安表半偏時，該支路的總電阻為原來的2倍，即

RT+RflA=R=6000.00Q

可得

RT=35OOQ

⑷當(dāng)斷開S2,微安表半偏時，由于該支路的電阻增加，電壓略有升高，根據(jù)歐姆定律,

總電阻比原來2倍略大，也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻，而我

們用電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻來計算，因此熱敏電阻的測量值比真

實值偏大。

（4）⑸由于是In圖像，當(dāng)溫度7?升高時，:減小，從圖中可以看出In%減小，

從而必減小，因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小。

電子元件的關(guān)系圖象

例題2（2020?江蘇卷）某同學(xué)描繪一種電子元件的/-。關(guān)系圖象，采用的實驗電路圖

如題圖1所示，V為電壓表，

mA為電流表，E為電源（電動勢約6V）,R為滑動變阻器（最大阻值20。），4為定

值電阻,

⑴請用筆畫線代替導(dǎo)線，將題圖2所示的實物電路連接完整

⑵調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表:

電壓U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750

電流

0.000.100.250.601.704.307.50

//mA

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件的/-U圖線

//mA

8

7

6

5

4

3

2

UN

o0.10.20.30.40.50.6().70.8

⑶根據(jù)作出的/-。圖線可知，該元件是（選填"線性"或"非線性"）元件。

⑷在上述測量中，如果用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻凡，會導(dǎo)致的兩個后果是

A.電壓和電流的測量誤差增大

B.可能因電流過大燒壞待測元件

C.滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小

D.待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小

非線

性元件BC

【解析】

⑴口］根據(jù)題意連接電路如圖

⑵⑵根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接各點如圖

//mA

⑶⑶根據(jù)圖像可知該元件是非線性元件。

(4)[4]AB./-U圖線上某點與原點連線的斜率為工，根據(jù)元件的特性可知，當(dāng)電壓超

R

過一定數(shù)值時，電流會急劇增大，所以電阻會急劇減小，若用導(dǎo)線代替R。，電流急劇

增大，可能會燒壞待測元件，對電流表和電壓表的測量誤差無影響，A錯誤，B正確；

CD.根據(jù)圖像可知待測元件的電壓范圍小于IV,而電源電動勢為6V,因為待測元件

兩端電壓非常小，如果用導(dǎo)線代替會導(dǎo)致滑動變阻器的調(diào)節(jié)范圍變得非常小，難

以調(diào)節(jié)，C正確，D錯誤。

故選BC。

基本儀器的讀數(shù)

基本儀器讀數(shù)

1.游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)

內(nèi)測量爪緊固螺釘

主尺深度尺

匕曜^5稗僻梢MM

外屬量爪

(1)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成.不管游標(biāo)尺上有多

少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.

(2)讀數(shù)：由主尺讀出整毫米數(shù)/o,從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度對齊的刻度線

n,則測量值(mm)=(/o+〃X精確度)mm.注意：①游標(biāo)卡尺的精確度一般為游標(biāo)尺上總

刻度數(shù)的倒數(shù).②游標(biāo)卡尺不需要估讀.

刻度格數(shù)精確度(mm)測量結(jié)果

100.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1〃

200.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05〃

500.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02〃

2.螺旋測微器的原理和讀數(shù)

尺子

(1)原理：測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕每旋轉(zhuǎn)一

周，測微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm,而可動刻度上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，測

微螺桿前進(jìn)或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時估讀到毫米的千

分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺.

(2)讀數(shù)：測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度

數(shù)(估讀一位)X0.01(mm).

3.電流表和電壓表的讀數(shù)和選用

(1)電表讀數(shù)

量程精確度讀數(shù)規(guī)則

電流表0?3A0.1A與刻度尺一樣，采用七估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡

電壓表

0?3V0.1V單，只需要精確值后加一估讀數(shù)即可

估讀位與最小刻度在同一位，采用3估讀

電流表0~0.6A0.02A

估讀位與最小刻度在同一位，采用上估讀

電壓表0?15V0.5V

(2)電表的選用

根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表.首先保證流過電流表的電流和

加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一

般取滿偏的;?:左右)，以減少實驗誤差.

例題3

(1)如圖甲所示，當(dāng)電流表使用的量程為0?0.6A時，對應(yīng)刻度盤上每一小格

代表A,圖中表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為A；當(dāng)電流表使用的

量程為0?3A時，對應(yīng)刻度盤中每一小格代表A,圖中表針?biāo)肝?/p>

置的示數(shù)為Ao

1.25?10

甲乙

(2)如圖乙所示，當(dāng)電壓表使用的量程為0?3V時，每一小格代表

V,圖中表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為V；當(dāng)電壓表使用的量程

為0?15V時，則表盤刻度每一小格代表V,圖中表針?biāo)肝恢玫?/p>

示數(shù)為Vo

【答案】(1)0.020.360.11.80(2)0.12.100.510.5

【解析】(1)當(dāng)電流表使用。?0.6A量程時，刻度盤上的每一小格代表0.02

A,表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為0.36A；當(dāng)電流表使用0?3A量程時，每一小格

代表0.1A,表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為1.80A。

(2)當(dāng)電壓表使用0?3V量程時，每一小格代表0.1V,表針?biāo)肝恢玫?/p>

示數(shù)為2.10V;當(dāng)電壓表使用0?15V量程時，每一小格代表0.5V,表針?biāo)?/p>

指位置的示數(shù)為10.5Vo

伏安法測電阻、測定金屬的電阻率

1.電流表內(nèi)、外接的選擇

(1)兩種接法的比較

內(nèi)接法外接法

電路圖

Kx

誤差原因電流表分壓U測=U.I+UA電壓表分流I瀏=Zr+/v

?U測RxR7口

R測—j—R.i+R\>RXRL-四<&

電阻測量值/測

測量值大于真實值測量值小于真實值

(2)兩種接法的選擇

①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若尺較

小，宜采用電流表外接法；若R較大，宜采用電流表內(nèi)接法.簡單概括為“大內(nèi)偏大，

小外偏小”.

②臨界值計算法

麗瓦時，用電流表外接法；

R.XR總時,用電流表內(nèi)接法.

③實驗試探法：按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱尸先后與人人處接觸

一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外

接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表內(nèi)

接法.

2.滑動變阻器分壓式與限流式接法的選擇

（1）“以小控大用分壓，相差無幾用限流”

①當(dāng)采用分壓式接法時，一般應(yīng)選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動變阻器.

②當(dāng)采用限流式接法時，一般應(yīng)選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動變阻

器.

（2）必須采用分壓式接法的三種情況：①要求電壓從零開始變化；②滑動變阻器阻值

太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).

例題4

某同學(xué)為測量電阻上的阻值，進(jìn)行了如下實驗.

（1）用多用電表歐姆擋粗測R,的阻值.選擇“X10”擋，正確操作后表盤指針指示如圖

甲所示，則示數(shù)為C;

甲乙

（2）為精確的測量尺的阻值，該同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的電路，現(xiàn)有器材如下：

A.兩節(jié)干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線

B.電壓表（0?3V,內(nèi)阻約6kC）

C.電流表（0?50mA,內(nèi)阻約2C）

D.電流表（0?200mA,內(nèi)阻約0.1Q）

E.滑動變阻器（0?20C,額定電流為0.5A）

①電流表應(yīng)選;（填器材對應(yīng)的字母）

②請將圖乙中連線補充完整；

③將電路正確連接.為保護電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)調(diào)至最（選填“左端”

或“右端”）；閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑片P,電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，

其原因是導(dǎo)線（選填“a"""%"或）斷路.

【答案】（1）60（2）①C②見解析圖③左端c

【解析】

（1）由表盤讀出指針示數(shù)為6,又擋位選擇“X10”擋，故電阻的大小為&=6X10C

=60Q

3

⑵①利用歐姆定律，測量電路最大電流約為石A=0.05A=50mA,故電流表應(yīng)選C;

②由于MM故電流表外接，則電路連接如圖所示

A.vK\

測量電阻創(chuàng)新方案對比

一一如果已知@的內(nèi)阻Ri,則可測得@的內(nèi)阻&=華

12

—@---

安安法

國串聯(lián)一定值電阻Ro后，同樣可測得⑥的內(nèi)阻&=

一一

/|陽+砌

h

兩電表的滿偏電流接近時，若已知?的內(nèi)阻R,則可測

-?出⑨的內(nèi)阻&=華尺

伏伏法

—<?并聯(lián)一定值電阻Ro后，同樣可得?的內(nèi)阻/?2=77%7

-1=1—Ri十Ro

凡

待測電阻

—（ZZI—1

1

a單刀雙擲開關(guān)分別與1、2相接，調(diào)節(jié)電阻箱心,保證電

替代法

流表兩次讀數(shù)相等，則&的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值

E,r

*閉合Si,斷開S2,調(diào)節(jié)以使G表滿偏；再閉合S2,只調(diào)

半偏法〕樂

節(jié)&,使G表半偏（R》/?2）,則R2=R瀏，Rm<R#

測量電流表內(nèi)阻

呈

使R2=0,閉合s,調(diào)節(jié)品使V表滿偏；只調(diào)節(jié)R2使V

表半偏（Rv》Ri）,則&=R洲，R?>/??

測量電壓表內(nèi)阻

調(diào)節(jié)電阻箱&，當(dāng)A、8兩點的電勢相等時，Ri和R3兩

~1=1—r——-端的電壓相等，設(shè)為5,同時R2和凡兩端的電壓也相等，

R14

設(shè)為S，根據(jù)歐姆定律有：泉=圣，空=圣.由以上兩式

電橋法

TB丁A|A2A3A.v

h解得：R?以=&?以,這就是電橋平衡的條件，由該平衡

—E--------rS—

條件可求出被測電阻R、的阻值

例題5

（2020?全國卷I-22）某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻R、,所用電壓表的內(nèi)

阻為IkC,電流表內(nèi)阻為0.5Q該同學(xué)采用兩種測量方案，一種是將電壓表跨接在圖（a）

所示電路的0、P兩點之間，另一種是跨接在O、。兩點之間.測量得到如圖（b）所示的

兩條U—/圖線，其中U與/分別為電壓表和電流表的示數(shù).

-o-^-p^-Q

回答下列問題：

⑴圖（b）中標(biāo)記為n的圖線是采用電壓表跨接在（填“。、P"或“。、）兩點的

方案測量得到的.

⑵根據(jù)所用實驗器材和圖⑸可判斷，由圖線（填“I”或"n”）得到的結(jié)果更

接近待測電阻的真實值，結(jié)果為Q（保留1位小數(shù)）.

（3）考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響，需對（2）中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測電阻的

阻值為Q（保留1位小數(shù)）.

【答案】⑴0、P(2)I50.5(3)50.0

【解析】

(1)若通過凡-的電流相等，由題圖(b)知圖線I對應(yīng)的電壓值較大，由/?=，可知圖

線I所測電阻較大，圖線n所測電阻較小，則圖線H是采用電壓表跨接在。、P兩點的

方案測量得到的.

(2)由題圖(b)可得圖線I測得電阻阻值R=;<二C七50.5C,圖線II測得

(jvQ.O-ZU.U)xiu-

電阻阻值三C-46.6。，待測電阻阻值約為50C,普='黑黑=

20,3=猾*=100,因皆<3,電流表采用內(nèi)接法更接近待測電阻的真實值，電壓表

AAU.〉￡2KxKA

跨接在0、Q兩點，故圖線I得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值，測量結(jié)果為50.5Q

⑶電壓表跨接在0、。之間，測得的阻值為電阻與電流表內(nèi)阻之和，則R=K?一以=(50.5

-0.5)Q=50.0Q

電源電動勢和內(nèi)阻的測量

測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法及誤差分析

⑴伏安法

(2)伏阻法和安阻法

方案伏阻法安阻法

原理E=U+^r

KE=IR+Ir

電路圖

E,r

Ld——1|---------

11.r

關(guān)系式U=E'R^ErER+E

;|工

圖像

OoR

E測VE氏；

誤差分析-G『磊）E?i=E其；r測真(ri?=r+RA)

例題6

（2021.全國乙卷）一實驗小組利用圖（a）所示的電路測量一電池的電動勢E（約

為1.5V）和內(nèi)阻r（小于2C）。圖中電壓表量程為IV,內(nèi)阻Rv=380.0Q；定

值電阻Ro=2O.OQ；電阻箱R最大阻值為999.9Q；S為開關(guān)，按電路圖連接

電路。完成下列填空：

圖(a)

圖（b）

（1）為保護電壓表，閉合開關(guān)前，電阻箱接入電路的電阻值可以選

Q（填“5.0”或“15.0”）；

（2）閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U；

(3)根據(jù)圖(a)所示電路，用R、Ro、Rv、E和/■表示方,得}=;

(4)利用測量數(shù)據(jù)，作%R圖線，如圖(b)所示；

(5)通過圖(b)可得E=V(保留2位小數(shù))，r=。(保留1

位小數(shù))；

(6)若將圖(a)中的電壓表當(dāng)成理想電表，得到的電源電動勢為E,由此產(chǎn)

E'—E

生的誤差為—^―X100%=%o

{(Ao+Rv、Ro+Rv

【答案】(1)15.0(3)即+加而rJ+ERoRv〉(5)1.561.5(6)5

【解析】(1)要保護電壓表，則R)兩端的電壓應(yīng)小于1V,通過Ro的電流

1.5

應(yīng)小于等于0.05A,故電路中的總電阻樂C=30Q,所以電阻箱接

入電路的阻值應(yīng)選15.0Qo

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，電動勢E=U+(^+篇(R+r),整理得

J__U/?o+/?VV/?o+/?V

5=員1+RoRv“廣ERoRv^o

(5)延長題圖(b)中圖線與縱軸相交，由1+第9，+誓含A結(jié)合

題圖(b)可得，需手=料二^V-LQ-I,解得1.56V,當(dāng)R=5Q時，

rSAOAv24-5

77=0.86V1,代入+萼?》)+晉曾入，可解得個1.5C。

UUE\RoRv)ERoRv

(6)若將電壓表當(dāng)成理想電表，則￡=U+梟R+r),整理得1=和+5)

AOU匕、A07

+RR,則焉~」丹一警6v-igT,解得E~1.48V,由此產(chǎn)生的誤差為

匕Koc.Ko24—5

E'-E

X100%^5%

Eo

"7"，”三”一

aGG多用電表的原理及使用

1.歐姆表內(nèi)部構(gòu)造和原理

歐

姆

調(diào)

零

旋

鈕

甲乙

圖9

(1)歐姆表內(nèi)部電路簡化如圖9.

(2)多用電表測電阻阻值的原理：閉合電路歐姆定律.

①紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零時，指針滿偏，有/g=R壬

6Rg-rR-rr

E

②當(dāng)紅、黑表筆之間接有未知電阻凡時，有/彳|瓦，故每一個未知電阻

都對應(yīng)一個電流值/.我們在刻度盤上直接標(biāo)出與/對應(yīng)的凡的值，所測電阻尺即可從

表盤上直接讀出.

③由于/與R是非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度卻是不

均勻的，電阻的零刻度在電流滿偏處.當(dāng)我尸％+R+r時，/=多指針半偏，所以歐

姆表的內(nèi)阻等于中值電阻.

2.多用電表的讀數(shù)及使用

(1)電流的流向

電流從多用電表的“+”插孔(紅表筆)流入，從“一”插孔(黑表筆)流出，即“紅

進(jìn)黑出”.

(2)“機械零點”與“歐姆零點”

“機械零點”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐

姆零點”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕.

(3)倍率選擇:使用歐姆擋測電阻時,應(yīng)使指針位于表盤中間附近，若指針偏角過大，

則說明所測電阻偏小，應(yīng)換用小倍率.

(4)使用歐姆表測電阻時，換擋后需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，讀數(shù)之后要乘以倍率.

例題7利用圖甲所示電路測量多用電表電阻擋“Xlk”倍率時內(nèi)部電池的

電動勢和內(nèi)阻(多用電表內(nèi)部接入電路的總電阻)，同時測量電壓表V的內(nèi)阻。

提供的器材有：多用電表、電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻為十幾千歐)、滑動變

阻器(最大阻值為10k。)、導(dǎo)線若干。

(1)將多用電表的選擇開關(guān)打到電阻擋“XIk”倍率，接著進(jìn)行

(2)將圖甲中黑表筆與(選填“1”或“2”)端相連，紅表筆與另

一端相連。

(3)將滑動變阻器的滑片移至右端，此時電壓表的示數(shù)為3.90V,多用電

表的指針指在圖乙中的實線位置，其示數(shù)為kQ；再將滑片向左移

至某一位置時，電壓表的示數(shù)為3.30V,此時多用電表的指針指在圖乙中的

虛線位置，其示數(shù)為kQ。

(4)電壓表的內(nèi)阻為kQ；多用電表電阻擋“XIk”倍率時內(nèi)部

電池的電動勢為V(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為kQ。

【答案】⑴歐姆調(diào)零(2)2(3)1217⑷128.9415.5

【解析】

⑴將多用電表的選擇開關(guān)打到電阻擋“XIk”倍率，接著兩表筆短接

進(jìn)行歐姆調(diào)零。

(2)根據(jù)多用電表“紅進(jìn)黑出”的特點知，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，則

將圖甲中黑表筆與2端相連，紅表筆與另一端相連。

(3)多用電表的指針指在圖乙中的實線位置時，其示數(shù)為12X1kQ=12

k。；多用電表的指針指在圖乙中的虛線位置時，其示數(shù)為17X1kQ=17kQ0

(4)將滑動變阻器的滑片移至右端，此時外電路只有電壓表，多用電表的

示數(shù)為12k。，即電壓表內(nèi)阻為Rv=12kQ:

由閉合電路歐姆定律￡=Ui+*r=3.90+不*不/<V)

AV1Z/X1U

再將滑片向左移至某一位置時，電壓表的示數(shù)為3.30V,此時多用電表

的指針指在圖乙中的虛線位置，其示數(shù)為17kC,則Rv+R=17kQ

則R=5kQ

330

由閉合電路歐姆定律E=S+黃&+2=3.30+]2x]03(r+5Xl()3)(v)

聯(lián)立解得E-8.94V,r=15.5kd

aGC電學(xué)傳感器

例題8利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑

夜打開。某同學(xué)利用如下器材制作了一個簡易的路燈自動控制裝置。

A.勵磁線圈電源￡B.路燈電源4C.路燈燈泡LD.定值電阻凡

E.光敏電阻4F.電磁開關(guān)G.導(dǎo)線、開關(guān)等

3n__114

I

Y絕緣支架

甲

（1）電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示。1、2兩接線柱接勵磁線圈（電磁鐵上繞的線圈），

3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點連接，相當(dāng)于路燈的開關(guān)。當(dāng)流過勵磁線圈的電流

大于某個值時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點分離，3、4斷開，路燈熄滅。該同學(xué)

首先用多用電表的歐姆擋測量勵磁線圈的電阻，將選擇開關(guān)置于發(fā)1"擋，調(diào)零后測量時

的示數(shù)如圖丙所示，則勵磁線圈的電阻約為Qo

（2）圖乙為光敏電阻的阻值隨照度的變化關(guān)系（照度可以反映光的強弱，光越強，照

度越大，單位為lx）。從圖中可以看出，光敏電阻的阻值隨照度的增大而（選

填"減小""不變"或"增大"）。

（3）如圖丁所示，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將該同學(xué)設(shè)計的自動控制電路補充完整

（4）已知勵磁線圈電源罵=6.0V（內(nèi)阻不計），定值電阻&=60。。若設(shè)計要求當(dāng)流過

勵磁線圈的電流為0.05A時點亮路燈，則此時的照度約為伙。

【答案】

【解析】

（D⑴由多用電表歐姆擋的讀數(shù)規(guī)則可知，勵磁線圈的電阻約為

r=20Q

（2）⑵從圖乙中可以看出，光敏電阻的阻值隨照度的增大而逐漸減小;

（3）［3］根據(jù)電磁開關(guān)的內(nèi)部構(gòu)造和圖乙可得，自動控制電路圖如下

（4乂4］當(dāng)控制電路中的電流為0.05A時，控制電路的總電阻應(yīng)為

R="=.Q=120C

10.05

因定值電阻6=60C,勵磁線圈的電阻r=20Q,故此時光敏電阻的阻值應(yīng)為

/?,二R—凡）—r=40C

山圖乙可知此時的照度約為0.4lx。

提分模擬

1.下圖（A）是“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路，但有兩處A和B用電器沒有畫出,

其中定值電阻阻值R/=1Q。

R

(A)

（1）圖（A）中A處應(yīng)為（選填電流表或電壓表），定值電阻R/在實驗中起的

作用；

（2）實驗測得的路端電壓U相應(yīng)電流/的擬合曲線如圖B所示，由此得到電源電動勢

E-V,內(nèi)阻/-Q；

.UN

(B)

(3)實驗測得的數(shù)據(jù)如圖所示，則實驗中選用的滑動變阻器最合理的阻值范圍為

A.0-5QB.0-20QC.0-50QD.0?200c

【答案】電流保護電路1.500.28B

【解析】

(1)⑴⑵圖A中A處串聯(lián)在電路中，測量電流的，所以A處為電流表，定值電阻4在實

驗中起保護電路的作用；

(2)[3][4]根據(jù)

U=E-lr

可知，圖線與縱軸的交點表示電源的電動勢，故

E=1.50V

內(nèi)阻

—=L50~L22Q=0.28Q

△/

(3)[5]由圖可知，測出電流中最小的電流約為0.1A,此時對應(yīng)的總電阻為

“=二=①=15復(fù)

總I0.1A

此時滑動變阻器接入電路中的電阻應(yīng)為

(15-l-0.28)Q=13.72Q

故滑動變阻器總阻值一定大于13.72C；同時為了調(diào)節(jié)方便，總阻值不應(yīng)過大，故應(yīng)選擇的

滑動變阻器最合理的阻值范圍為。?20Q。

故選B?

2.某同學(xué)用圖中表盤所示的多用電表測量部分電子元件。

①用多用電表正確測量了一個約10Q的電阻后，需要繼續(xù)測量一個阻值大約是2kQ左右電

阻。請選擇以下必須的步驟，按操作順序?qū)懗?

B.將紅表筆和黑表筆接觸

C.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“xlk”位置

D.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到"xlOO"位置

E.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆表的"0"刻度

F.用表筆接觸約2kQ左右的電阻并測量

②若測量結(jié)果如圖所示，則該電阻的測量值為kQ

③該同學(xué)用該多用電表判斷一個大容量電容器是否漏電。他選擇了"xlk”位置。將兩枝表筆

分別接觸在電容器的兩腳，發(fā)現(xiàn)指針有較大的偏轉(zhuǎn)然后又緩慢回到電阻無窮大位置，則該電

容是否漏電？（答"是"或"否

【答案】DBEF1.9kQ否

【解析】

田測量10Q的電阻應(yīng)選用的"xl”檔，如想測量2kQ左右的電阻，讓示數(shù)為20左右比較準(zhǔn)確，

即選擇"xlOO"檔，故第一步為D；換擋后需要進(jìn)行歐姆調(diào)零，不需要進(jìn)行機械調(diào)零，所以接

下來需要進(jìn)行BE,此時已經(jīng)可以開始測量，即進(jìn)行步驟F,故順序為DBEF。

⑵電阻讀數(shù)為

19x100Q=l900Q=l,9kQ

⑶指針有較大偏轉(zhuǎn)然后又回到電阻無窮大位置，說明一開始電阻較小，穩(wěn)定后電阻無窮大，

--開始的小電阻是因為電容器充電，穩(wěn)定后電阻無窮大說明該電容沒有漏電。

3.興趣學(xué)習(xí)小組將電壓表改裝成測量物體質(zhì)量的儀器，如圖所示?所用實驗器材有：

A.直流電源：電動勢為E、內(nèi)阻為r

B.理想電壓表V：量程0?3V：

C.滑動變阻器R：阻值范圍。?10Q

D.豎直固定的祖細(xì)均勻的直電阻絲心：總長為1cm,總阻值為9。；

E、豎直彈簧：下端固定于水平地面、上端固定秤盤，彈簧上固定一水平導(dǎo)體桿，導(dǎo)體桿右

端點尸與直電阻絲&接觸良好且無摩擦：

F、開關(guān)S以及導(dǎo)線若干.

實驗步驟如下：

(1)直流電源的路端電壓U與電流/的圖象如圖所示，則電源電動勢￡=V,內(nèi)阻-=

態(tài)。

(3)在彈簧的彈性限度內(nèi)，在秤盤中輕輕放入被測物，待秤盤靜止平衡后，導(dǎo)體桿右端點

P正好處于直電阻絲&下端b處，此時電壓表達(dá)到滿偏，則滑動變阻器R接入電路的阻值

為已知彈簧的勁度系數(shù)A=9.8xlO'N/m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s,,則被

測物的質(zhì)量為機=kg。由此在電壓表的刻度盤上標(biāo)示相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)值，即將該電壓表

改裝成了測量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是(填"均勻"或"非均勻")的。

(4)因直流電源使用較長時間后，電動勢E減小，內(nèi)阻r增大。因此改裝成的測量物體質(zhì)

量的儀器的示數(shù)與被測物體質(zhì)量的真實值相比(填"偏大""偏小"或"相同")。

【答案】4.51.5310均勻偏小

【解析】

(1)⑴圖線與縱軸交點表示電動勢，圖線斜率表示內(nèi)阻，可得

F=4.5V

4.5-1.5

Q-1.5Q

2-0

(2)⑶⑷⑸根據(jù)閉合電路歐姆定律得

U=-------------R。

R+r+R0

代入數(shù)據(jù)解得

A=3c

由平衡條件可得

kl--mg

解得

m=10kg

因為電壓表示數(shù)與彈簧形變成正比，被測物的質(zhì)量也與彈簧形變成正比，所以將該電壓表改

裝成測量物體質(zhì)量的儀器，則質(zhì)量刻度是均勻的。

（3）⑹直流電源使用較長時間后，電動勢E減小，內(nèi)阻r增大，電路中電流偏小，當(dāng)右端

點P處于相同位置時，電壓表示數(shù)較小，改裝成的測量物體質(zhì)量的儀器的示數(shù)與被測物的

質(zhì)量的真實值相比偏小。

4.某同學(xué)在實驗室測量一電阻勾的阻值。

（1）因電表內(nèi)阻未知，用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后，

合上開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片尸移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1,電壓表的讀數(shù)

G=1.60V,電流表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)人=A；將K擲到2,電壓表和電流

表的讀數(shù)分別為"=L75V,/2=0.32AO由此可知應(yīng)采用電流表（填"內(nèi)"或"外"）

接法。

（2）完成上述實驗后，該同學(xué)進(jìn)一步用圖3方法進(jìn)行實驗:

①請在圖4中完成器材連線

圖4

②先將單刀雙擲開關(guān)擲到。端，記錄電流表讀數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)擲到6端，調(diào)節(jié)電阻

箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖5所示，則待測電阻a=

0此方法(填"有"或"無")明顯的實驗誤差。

圖5

【答案】0.34外見解析5有

【解析】

(1)⑴由電流表的表盤可知電流大小為0.34A

⑵電壓表的百分比變化為

1.75-1.60c/cure/

77.=-------------x%=8.57%

“1.75

電流表的百分比變化為

0.34-0.32…0,

%=--------------x%n/=6.25%

因此可知電壓表的示數(shù)變化更明顯，說明電流表的分壓更嚴(yán)重，因此不能讓電流表分壓，采

用外接法。

(2)①⑶器材連線如圖

②[4]兩次實驗中電路電流相同，因此可有

j二EE

R.A+r+R*R.A+「+&

可得

R,=&

讀數(shù)可得

旦=5。

⑸電阻箱的最小分度和待測阻值阻值接近，這樣測得的阻值不夠精確，如待測電阻阻值為

5.4Q,則實驗只能測得其為R、=5C,有明顯誤差。

5.某款比亞迪新能源汽車，采用的是若干節(jié)磷酸鐵鋰電池組合而成。從相關(guān)資料查得，該

電池的型號為18650,電動勢在3.2V?3.7V之間，且電池的內(nèi)阻應(yīng)該很小。為驗證并測量

一節(jié)18650磷酸鐵鋰電池的電動勢E和內(nèi)電阻，小李同學(xué)找到一量程為3mA的電流表A

和兩個精密電阻箱與、&,以及一個阻值%=3.48。的定值電阻，設(shè)計了如圖（a）的電路

進(jìn)行實驗。

R/C

（1）測電流表A的內(nèi)阻，斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)的阻值，使電流表A滿偏；保持與的阻

值不變，閉合S2,調(diào)節(jié)&，當(dāng)&的阻值20Q0Q時，A的示數(shù)為2.00mA：忽略S2閉合后電

路中總電阻的變化，則A的內(nèi)阻為d

（2）擴大電流表的量程，將此與A并聯(lián)組成電流表，其量程為A的100倍，則&的阻值

應(yīng)調(diào)為Qo

（3）測電動勢E和內(nèi)電阻廠。按（2）中的要求正確調(diào)節(jié)此后保持S2閉合，再閉合Si,多

次改變"的阻值，記錄A的示數(shù)4與相應(yīng)"的值，作出;圖線如圖（b）所示；由圖可

求得：E=V,『=（結(jié)果保留2位小數(shù)）

（4）器材選擇，已知兩精密電阻箱的最大阻值分別是：①99.99Q、@9999.990,則凡應(yīng)

選用的是（選填"①"或"②

【答案】10.000.103.600.02②

【解析】

（1）[1]由于忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，則有

/=3.00mA,/'=2.00mA,凡=20.00C

54

R。=10.00夏

（2）⑵擴大電流衣的量程，將&與A并聯(lián)組成電流及，其量程為A的：L00倍，則有

（100/「/.）&=/￡

&BO.IOQ

（3）[3]⑷根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

E=100/G(r+/<))++100/G/?,

100(r+Ra)+Rg

結(jié)合圖像可得

100(1.00-0.40)x10、

E32.40-10.80

E=3.60V

把圖像中數(shù)據(jù)

—=1.00mA1,R、=32.40Q

代入方程可解得

〃=0.02。

（4）[5]電流表滿偏時，電路總電阻為

E3.60

總Q=1200Q

R一1飛叱

由于電源內(nèi)阻、定值電阻、電流表內(nèi)阻都比較小，故與應(yīng)選用的是②。

6.某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r,所給的其他器材有：

A.電壓表V（0-3V-15V）

B.電流表A（。?0.6A?3A）

C.變阻器Q（20Q,1A）

D.變阻器后（1000Q,0.1A）

E.電阻箱R（0?999.9。）

F.開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）實驗中電壓表應(yīng)選用的量程為（選填"0?3V"或"。?15V"）,電流表應(yīng)選用的量

程為（選填"。?0.6A"或"0?3A"）,變阻器應(yīng)選用（填字母代號"R/"或

（2）根據(jù)實驗要求在虛線框中畫出電路圖；

（3）測出幾組電流、電壓的數(shù)值，并畫出圖像如圖所示，由圖像知該電池的電動勢E=

V,內(nèi)電阻Qo

【答案】0?3V0?0.6ARi1.52.5

【解析】

(1)⑴干電池的電動勢為1.5V,故電壓表應(yīng)選用的量程為。?3V。

⑵山題圖可知，實驗中所測電流小于0.2A,故電流表應(yīng)選用的量程為0?0.6A。

⑶滑動變阻器&最大阻值過大，不利于調(diào)節(jié)控制電流，且額定電流不符合實驗要求，故變

阻器應(yīng)選用處。

(2)⑷由于電流表內(nèi)阻未知，且其內(nèi)阻和干電池內(nèi)阻相比不可忽略，為盡量減小系統(tǒng)誤差,

應(yīng)采用內(nèi)接法，電路圖如圖所示。

(3)⑸⑹U-/圖像的縱軸截距表示電動勢E,斜率的絕對值表示內(nèi)電阻廠，即

E=1.5V

1.5-1.0

r=-----------Q=2.5Q

0.2

7.某同學(xué)欲將內(nèi)阻約為100Q、滿偏電流為500HA的微安表改裝成量程為3V的電壓表，并

同時要求對改裝電壓表的刻度從零開始進(jìn)行逐一校準(zhǔn)。

(1)如圖甲所示,為測量微安表內(nèi)阻的測量電路。實驗的主要步驟如下:

①按圖甲接好實驗電路，觀察R的阻值是否最大，若不是，則調(diào)至最大;

②閉合開關(guān)S1,調(diào)電阻R使微安表指針滿偏；

③閉合開關(guān)邑，調(diào)電阻箱R,使微安表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之二；

④記下電阻箱的阻值R'。

該次實驗中，電阻箱R'的讀數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為。，則被測微安表內(nèi)阻為

（2）以上述實驗測得的微安表內(nèi)阻為依據(jù)，擬改裝量程為3V的電