二輪復習板塊二電學光學實驗學案

板塊二電學、光學實驗考向一電表的改裝及使用【真題研磨】【典例】(2022·遼寧選擇考)某同學要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA,內阻為1.2kΩ)改裝成有兩個量程的電流表,設計電路如圖(a)所示,其中定值電阻R1=40Ω,R2=360Ω。(1)當開關S接A①端時,該電流表的量程為0(2)當開關S接B②端時,該電流表的量程比接在A端時__________(選填“大”或(3)該同學選用量程合適的電壓表(內阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值,設計了圖(b)中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差,則使用__________(選填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內阻引起的實驗誤差③?！緦忣}思維】題眼直擊信息轉化①R1與R2串聯(lián)后再和電流表并聯(lián)②R1與電流表串聯(lián)后再和R2并聯(lián)③原理上可以求解Rx準確電阻【模型轉化】1.電流表改裝2.伏安法測電阻【答題要素】電表的改裝及使用技巧【多維演練】1.維度:多用電表的使用在練習使用多用電表的實驗中,兩小組的同學分別進行了如下操作:(1)下列是A小組同學對多用電表的使用,其中操作正確的是____________。

A.如圖甲,利用多用電表直流電壓擋測小燈泡兩端的電壓B.如圖乙,利用多用電表直流電流擋測通過小燈泡的電流C.如圖丙,利用多用電表直流電壓擋粗測電源的電動勢D.如圖丁,利用多用電表歐姆擋測電源的內阻(2)B小組同學利用多用電表的歐姆擋測量某一定值電阻的阻值,開始時他們采用“×100”倍率試測,請完善他們的實驗步驟:①將多用電表選擇開關撥至“×100”倍率;②______________________________;

③把待測電阻放在絕緣桌面或紙上,兩表筆分別接在電阻兩端;④結果指針指在圖戊中a位置;⑤為了減小誤差,需要把選擇開關撥至“__________”(選填“×10”或“×1k”)倍率;

⑥重復步驟②和③;⑦最終指針指在圖戊中b位置,讀數為________kΩ;

⑧把選擇開關撥至“OFF”,結束測量。2.維度:多用電表改裝如圖所示為某實驗小組制作的簡易多用電表,該多用電表有量程分別為0~1.0mA和0~10.0mA的雙量程電流表、量程為0~3V和0~15V的雙量程電壓表和歐姆表。器材參數如下:電源電動勢E約3V,內阻r約1Ω,改裝后量程為0~1.0mA的電流表等效內阻為Rg=80Ω,電阻箱R3和R6的最大阻值均為99999.9Ω。(1)該實驗小組按圖正確連接好電路,其中表筆A應為________(選填“紅”或“黑”)表筆。

(2)選擇旋鈕接通________(選填“1”“2”“3”“4”或“5”)為量程是0~3V的電壓表。

(3)選擇旋鈕接通3,表筆A、B短接,調整電阻箱R3的阻值,記錄不同阻值R3和對應毫安表的示數I,當R3為2868.5Ω時,毫安表示數為1.00mA;當R3為5818.5Ω時,毫安表示數為0.50mA,根據上述數據可得電源電動勢E=____________V,內阻r=____________Ω。(均保留3位有效數字)

(4)將選擇旋鈕接通3,將紅、黑表筆短接,調節(jié)電阻箱R3的阻值,使電流表達到滿偏,然后紅、黑表筆分別接通R6的兩端,指針指在表盤中央刻度,則此時R6=__________Ω。

考向二電阻的測量【真題研磨】【典例】(2022·全國乙卷)一同學探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0~5mA范圍內的伏安特性?？捎闷鞑挠?電壓表(量程為3V,內阻很大),電流表(量程為1mA,內阻為300Ω),電源E(電動勢約為4V,內阻不計),滑動變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ),定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω),開關S,導線若干。(1)要求通過Rx的電流可在0~5mA范圍①內連續(xù)可調,將圖(a)(2)實驗時,圖(a)中的R應選②最大阻值為________(選填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動變阻器,R0應選阻值為__________(選填“75Ω”或“150Ω”)(3)測量多組數據可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表、電流表的示數分別如圖(b)和圖(c)所示,則此時Rx兩端的電壓為__________V,流過Rx的電流③為____________mA,此組數據得到的Rx的阻值為________Ω(保留3【審題思維】題眼直擊信息轉化①需要改裝電流表,擴大量程②分壓式:滑動變阻器小的調節(jié)靈敏③電流表讀數乘改裝擴大的倍數【模型轉化】分壓式電路【失分警示】流過Rx的讀數為改裝后的電表的總電流?！敬痤}要素】電阻的測量技巧【多維演練】1.維度:伏安法測電阻某無線電興趣小組為了研究某種電子元件的特性,用如題圖所示電路測定該電子元件的伏安特性曲線。所用實驗器材有:待測電子元件;直流電源:電動勢約1.5V,內阻不計;滑動變阻器:阻值0~20Ω;電壓表V:量程0~2V,內阻約15kΩ;電流表A:量程0~0.2A,內阻約0.5Ω;開關,導線若干。(1)已知選取的各元器件均無故障,但實驗中發(fā)現,閉合開關后,無論怎樣調節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表與電流表的示數都不能調到零,分析其原因是________________點至____________點的導線沒有連接好。(填圖甲中標注的數字)

(2)重新正確連接后,某同學測得實驗數據如表所示:U(V)0.800.860.910.940.971.001.011.021.041.05I(mA)1030507090110130139169189題圖乙已描出上述數據,根據正確的數據處理方法,可求出電壓U=1.03V時,被測電子元件的電阻值為__________Ω(保留兩位有效數字);該電阻值比真實值__________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

(3)若將該電子元件接到電動勢為1.1V、內阻為1.0Ω的直流電源兩端,則該電子元件的電功率為____________W(保留兩位有效數字)。

2.維度:半偏法測電流表電阻利用半偏法來測量電流表A內電阻的電路如圖1所示。電路接好之后滑動變阻器調至最大值,兩個開關K和K1都斷開。(1)閉合開關K,逐漸減小滑動變阻器阻值,同時觀察電流表的指針擺動情況,當電流表指針滿偏時,不再調整滑動變阻器觸頭;(2)閉合開關K1,然后調整電阻箱的阻值,同時觀察電流表的指針擺動情況,直到電流表指針____________,如果此時電阻箱的讀數為R0,則電流表電阻的測量值為____________。由于系統(tǒng)誤差的影響,使得電流表內阻的測量值與真實值相比________________(選填“偏大”或“偏小”);

(3)為了消除(2)中的系統(tǒng)誤差造成的影響,讓測量更精確一些,可改用如圖2所示的電路測量電流表A的電阻,當電阻箱的讀數為R1時,電流表A和A1讀數分別為I和I1,則這種情況下電流表電阻的測量值為______________。

考向三電源電動勢和內阻的測量【真題研磨】【典例】(2022·湖北選擇考)某探究小組學習了多用電表的工作原理和使用方法后,為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進行了如下實驗探究。(1)該小組用螺旋測微器①測量該圓柱形電阻的直徑D,示數如圖甲所示,其讀數為__________mm。再用游標卡尺測得其長度L。(2)該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內阻為1.0Ω,定值電阻R0的阻值為20.0Ω,電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1,閉合S1,多次改變電阻箱R的阻值,記下電流表的對應讀數I,實驗數據見表。R/ΩI/A1I/A5.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據表中數據,在圖丙中繪制出1I-R圖像②。再將S2置于位置2,此時電流表讀數為0.400A。根據圖丙中的圖像可得Rx=________Ω(結果保留2位有效數字)。最后可由表達式ρ=________得到該材料的電阻率(用D、L、R(3)該小組根據圖乙的電路和圖丙的1I-R圖像,還可以求得電源電動勢E=V,(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低、內阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

【審題思維】題眼直擊信息轉化①可動刻度轉一圈,測微螺桿前進0.5mm②根據閉合電路歐姆定律找關系③圖像斜率、截距的意義【失分警示】游標卡尺讀數:小數點后三位?！敬痤}要素】電源電動勢和內阻測量的技巧【多維演練】1.維度:伏安法測電源電動勢和內阻某同學在實驗室進行了“測定新型電池電動勢和內阻”的實驗。實驗器材如下:兩節(jié)相同的待測電池(每節(jié)電池電動勢約為1.5V,內阻約為1Ω)電流表A(0~30mA,內阻為49Ω)電壓表V(0~3V,內阻約為2kΩ)滑動變阻器R1(0~10Ω)定值電阻R2=1Ω開關和導線若干(1)選擇合適的器材,在下面方框中畫出電路圖并標明所選用器材的符號。(2)改變滑動變阻器阻值得到多組電壓表和電流表的值,作出U-I圖像,圖像的縱截距為2.92V,斜率為-150,由此可以得到一節(jié)電池的電動勢E=________V,內阻r=________Ω。(結果均保留3位有效數字)

(3)當滑動變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過程中,電源的輸出功率將________,電源工作的效率將______。(均填選項序號)

A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小 D.先減小后增大2.維度:伏阻法測電池的電動勢和內阻某同學在“測定電池的電動勢和內阻”實驗中,使用了以下器材:干電池1節(jié)(帶電池盒)、電壓表1只(量程0~3V、15V)、電阻箱(可調范圍0~9999.9Ω)、開關一個、導線若干。(1)請你根據他選擇的器材在線框中畫出實驗電路圖。(2)某次電壓表的示數如圖甲所示,則電壓為________V。

(3)按照正確的操作獲取相應的電壓U和電阻R數據,并將電壓與電阻的比值作為電流I,作出如圖乙所示的U-I圖像。根據圖像測得干電池的電動勢為____________V,內阻為____________Ω。(保留3位有效數字)

(4)若他不用電壓表,在其他器材不變的情況使用電流表(量程0.6A、3A),獲得正確的數據,則測得電動勢____________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值。

考向四創(chuàng)新類實驗【真題研磨】【典例】(2022·廣東選擇考)彈性導電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件,某同學測量彈性導電繩的電阻與拉伸后繩長之間的關系,實驗過程如下:(1)裝置安裝和電路連接:如圖(a)所示,導電繩的一端固定,另一端作為拉伸端,兩端分別用帶有金屬夾A、B的導線接入如圖(b)所示的電路中。(2)導電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量:①將導電繩拉伸后,用刻度尺測量并記錄A、B間的距離,即為導電繩拉伸后的長度L。②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端。斷開開關S2,閉合開關S1,調節(jié)R,使電壓表和電流表的指針偏轉到合適位置。記錄兩表的示數U和I1。③閉合S2①,電壓表的示數__________(選填“變大”或“變小”)。調節(jié)R使電壓表的示數仍為U②,記錄電流表的示數I2,則此時導電繩的電阻Rx③=__________(用I1、④斷開S1,增大導電繩拉伸量,測量并記錄A、B間的距離,重復步驟②和③。(3)該電壓表內阻對導電繩電阻的測量值__________(選填“有”或“無”)影響。

(4)圖(c)是根據部分實驗數據描繪的Rx-L圖線。將該導電繩兩端固定在某種機械臂上,當機械臂彎曲后,測得導電繩的電阻Rx為1.33kΩ,則由圖線可讀出導電繩拉伸后的長度為__________cm,即為機械臂彎曲后的長度。

【審題思維】題眼直擊信息轉化①并聯(lián)電阻,阻值變?、赨不變,流過電壓表和定值電阻的總電流不變③找到流過Rx的電流,閉合S2總電流的增量ΔI【模型轉化】Uab電壓不變,閉合S,流過R2的電流即電流表增加量?！臼Х志尽块]合前后電流表的差值即為導電繩的準確電流,無誤差。【答題要素】1.創(chuàng)新類實驗常見模型2.創(chuàng)新類實驗的創(chuàng)新方法【多維演練】1.維度:測電阻應用創(chuàng)新在防范新冠肺炎疫情過程中,體溫計發(fā)揮了重要作用。某校中學生助手實驗興趣小組同學利用身邊的實驗器材,將熱敏電阻作為測溫探頭,制作了電路圖如圖甲的簡易金屬測溫計。(1)由于定值電阻R0的具體電阻值未知,實驗小組同學采用如圖乙所示的電路(圖甲和圖乙中的電壓表為同一電壓表,量程為0~3V,電壓表內阻未知,表盤刻度如圖丙所示),用伏安法測出R0的測量值為30Ω,該測量值與真實值相比____________(選填“偏大”“偏小”或“相等”);

(2)圖甲中的電源電動勢為6V,內阻不計,圖中的RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖像如圖丁所示。則制作的簡易溫度計40℃應該標在圖丙電壓表刻度盤上____________V的位置上;

(3)分析整個實驗過程,在僅考慮系統(tǒng)誤差的情況下,用該測溫計所測得的體溫值與實際體溫值相比__________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

2.維度:傳感器應用力敏電阻是一種能將機械力轉換為電信號的特殊元件,其電阻值可隨外加壓力大小而改變。某同學為研究一個力敏電阻Rx(阻值變化范圍為幾歐姆到幾十歐姆)的特性。設計了如圖甲所示的電路,所用電源的電動勢為3V,內阻忽略不計,滑動變阻器的調節(jié)范圍為0~20Ω。除圖甲中的器材外,還有其他器材可供選擇:電流表A1(量程為0~0.6A,內阻r1=1.5Ω)電流表A2(量程為0~0.6A,內阻約為2Ω)電壓表V(量程為0~15V,內阻約為20kΩ)(1)為使測量更準確,圖甲中P處選用電表為__________,Q處選用電表為____________(均填選用電表的符號);

(2)閉合開關S,多次改變對力敏電阻的壓力F,記錄下電表讀數,得到Rx不同的值,描繪出Rx-F圖像如圖乙所示,由圖像可得Rx與F的函數關系表達式為Rx=__________;

(3)該同學用力敏電阻和所提供的器材,把電流表A1改成一個壓力表(即在電流表A1表盤的對應刻度位置處標上壓力大小),請在圖丙虛線框內畫出設計電路圖;(4)若將電流表A1表盤的0.15A刻度處標為壓力表的0刻度,則滑動變阻器接入電路的阻值應調為__________Ω,該壓力表能測量壓力的最大值是____________N。

考向五光學類實驗【真題研磨】【典例】(2021·浙江6月選考)如圖所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中:(1)觀察到較模糊的干涉條紋,要使條紋變得清晰①,值得嘗試的是________(單選)。A.旋轉測量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行(2)要增大觀察到的條紋間距②,正確的做法是______(單選)。A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測量頭間的距離【審題思維】題眼直擊信息轉化①經過單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經過雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現象②雙縫干涉條紋間隔公式Δx=Lλ【模型轉化】【答題要素】1.光學類實驗常見模型2.光學類實驗注意事項【多維演練】1.維度:測定玻璃折射率某同學在做“測定玻璃折射率”的實驗時已經畫好了部分圖線,如圖甲所示,并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2,現需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上P3和P4大頭針,便能確定光在玻璃磚中的折射光線。(1)確定P3位置的方法正確的是____________;

A.透過玻璃磚,P3擋住P2的像B.先插上P4大頭針,在靠近玻璃磚一側P3擋住P4的位置C.透過玻璃磚觀察,使P3擋住P1、P2的像(2)請作出光線在玻璃磚中和出射后光線的光路圖,并畫出玻璃磚中光線的折射角θ2;(3)經過多次測量作出sinθ1-sinθ2的圖像如圖乙,玻璃磚的折射率為____________(結果保留三位有效數字);

(4)若該同學在確定P4位置時,被旁邊同學碰了一下,不小心把P4位置畫得偏左了一些,則測出來的折射率____________(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(5)該同學突發(fā)奇想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來做實驗,兩者的AC面是平行放置的,插針P1、P2的連線垂直于AB面,若操作無誤,則在圖丙中右邊的插針應該是____________。

A.P3P6B.P3P8C.P5P6D.P7P82.維度:雙縫干涉實驗寒假期間小明利用圖甲所示生活中的物品,測量了某型號刀片的厚度。實驗過程如下:(1)點燃蠟燭,用燭焰把玻璃片的一面熏黑;(2)并齊捏緊兩片刀片,在玻璃片的熏黑面劃出兩條平直劃痕;(3)如圖乙所示,將激光光源和玻璃片固定在桌上,并將作為光屏的白紙固定在距離足夠遠的墻上。(4)打開激光光源,調整光源的高度并使激光沿水平方向射出,恰好能垂直入射在兩劃痕上。(5)觀察白紙上的干涉條紋如圖丙所示。用刻度尺測出a、b兩點間的距離為____________cm,則兩相鄰暗條紋中心之間的距離Δx=____________cm。

(6)測量玻璃片到光屏的距離L=3.00m,已知該紅色激光的波長λ=700nm,利用公式求出雙劃痕間距d=__________mm,即為刀片厚度(結果保留兩位有效數字)。

1.(安阻法測電源電動勢和內阻)某同學把銅片和鋅片相隔約2cm插入一個桔子中,就制成了一個水果電池。銅片是電池的正極,鋅片是負極。該同學想測量水果電池的電動勢和內阻,他所用到的器材有水果電池、電阻箱、電流表、開關和導線若干。(1)請根據題干中的器材在方框中畫出實驗電路圖。(2)實驗時,用電流表和電阻箱測出多組電流I和電阻值R,若要通過圖像測得這個水果電池的電動勢和內阻,可以選用圖像為____________A.R-IB.R-1IC.I-(3)若用該實驗方法測量水果電池的電動勢和內阻,電動勢的測量值____________真實值,內阻的測量值__________真實值(均選填“大于”“等于”“小于”)。

(4)該同學在斷開開關準備收拾器材的時候,忽然想起測量干電池電動勢時,可以將指針式電壓表(量程0~3V,內阻約3kΩ)直接接到干電池的正負極,因此該同學也將這種指針式電壓表直接接到了桔子電池的正負極,但是測得的數值與用圖像測得的電動勢數值差距很大。設直接用指針式電壓表測得的電動勢用E2表示,該同學用圖像法測得的電動勢用E1表示,請分析說明這兩個值哪一個更大。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.(多用電表原理)某同學根據圖甲所示的歐姆表原理圖,利用微安表(滿偏電流為300μA、內阻為100Ω)、滑動變阻器R(最大值為10kΩ)和一節(jié)干電池,將微安表改裝成歐姆表。(1)將兩表筆短接,調節(jié)R使微安表指針指在“________μA”處;

(2)當兩表筆之間接入阻值為2.4kΩ的定值電阻時,微安表指針指在如圖乙所示位置,則其讀數為__________μA,電池的電動勢為________V,歐姆表的內阻為________kΩ;

(3)將微安表上的μA處標明“Ω”,“300”位置處標明“0”,“100”位置處標明“____________”,并在其他位置標明相應的電阻刻度值,這樣就把微安表改裝成了歐姆表;

(4)經過一段時間之后,電池的電動勢降低,內阻增大,則重新歐姆調零之后,測得的電阻阻值將____________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。

3.(雙安法測電阻)某同學設計了一個測量未知電阻的實驗,實驗器材如下:A.電源(電動勢約為12V,內阻不計)B.待測電阻RxC.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻約為10Ω)D.電流表A2(量程為0~3A,內阻約為2Ω)E.電阻箱R(阻值范圍0~999.9Ω)F.保護電阻R0=10Ω;G.開關、導線若干。設計電路,并按照如下操作步驟進行測量。(1)按照如圖1所示的電路圖組裝實驗儀器,進行實驗。將電流表____________(填寫字母序號)安裝在②位置,另一個電流表則安裝在①位置。

(2)將R調整為適當阻值,閉合開關S,記錄兩個電流表的讀數I1、I2及R的阻值。(3)調節(jié)電阻箱,改變R的阻值,測量并記錄多組數據。(4)利用圖像處理實驗數據,得到如圖2所示的圖線。(5)由圖像可知,該一次函數圖像斜率為k、縱軸截距為b,則待測電阻的阻值為____________,電流表①的內阻為____________(以上兩空用題中所給符號表示),待測電阻測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值。

4.(伏安法測電阻)某物理學習小組為了探究小燈泡L(3.8V,0.7A)的伏安特性曲線,同時再測定電源電動勢和內阻,設計了如甲所示的電路圖。(1)為了完成實驗目的,該物理學習小組進行以下的實驗操作:第①步:按照電路圖甲正確連接好電路,將開關S1閉合,開關S2____________(選填“閉合”或“斷開”),移動滑動變阻器滑片,測量并記錄電壓表和電流表數據?，F有如下兩組數據:

第一組:電流表I=0.20A,電壓表U1=0.65V,電壓表U2=4.3V第二組:電流表I'=0.40A,電壓表U1'=1.50V,電壓表U2'=4.1V利用以上數據可以求出電源電動勢E=____________V,電源內阻r=__________Ω。(結果均保留2位有效數字)

第②步:將滑動變阻器滑片P調到____________(選填“最右邊”“中間”或“最左邊”),再閉合開關____________,移動滑動變阻器滑片,測量并記錄多組電壓表和電流表數據。利用以上測量數據描繪小燈泡的伏安特性曲線,如圖乙所示。

(2)現在將六盞完全相同的燈泡L(3.8V,0.7A)并聯(lián)后直接接在題中電源的兩端,則該電路中每盞小燈泡的功率P燈=________W。(計算結果保留2位有效數字)

板塊二電學、光學實驗考向一電表的改裝及使用【真題研磨】【典例】【解析】(1)由圖可知當S接A時,R1和R2串聯(lián)接入電路,再和電流表并聯(lián),滿偏時電流表兩端的電壓為Um=Imr=250×10-6×1.2×103V=0.3V,此時通過R1和R2的電流為I=UmR1+R2=0.340+360A=0.75×10-3A=0.75mA,所以總電流為I總(2)當開關S接B端時,由圖可知R1和電流表串聯(lián)再和R2并聯(lián),由于和電流表并聯(lián)的電阻變小,當電流表滿偏時,流過R2的電流變大,干路電流變大,即量程變大。(3)圖甲是電流表的外接法,誤差是電壓表的分流引起的;圖乙是電流表的內接法,誤差是電流表的分壓引起的,因為題目中電壓表電阻未知,故采用圖乙的方法可以修正由電表內阻引起的實驗誤差。答案:(1)1(2)大(3)乙【多維演練】1.【解析】(1)如圖甲,利用多用電表直流電壓擋測小燈泡兩端的電壓,進表電流方向應“紅進黑出”,故A錯誤;如圖乙,利用多用電表直流電流擋測通過小燈泡的電流,表與燈泡串聯(lián)且滿足進表電流方向“紅進黑出”,故B正確;如圖丙,利用多用電表直流電壓擋粗測電源的電動勢,表與電源并聯(lián)且滿足進表電流方向“紅進黑出”,故C正確;利用多用電表歐姆擋測電源的電阻,必須把表與外部電源斷開,顯然D錯誤。(2)②根據多用電表測電阻實驗要求可知選擋之后要進行歐姆調零,即需要將兩表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指在歐姆刻度最右端的零刻度線處;⑤選擇“×100”倍率時,由圖戊可知,指針位于a位置,指針偏轉角度較大,為了減小實驗誤差,應盡可能使指針指在刻度盤中間附近,所以需要把選擇開關撥至較大的倍率“×1k”擋;⑦最終指針指在圖戊中b位置,則讀數為R=10×1kΩ=10kΩ答案:(1)B、C(2)②將兩表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指在歐姆刻度最右端的零刻度線處⑤×1k⑦102.【解析】(1)根據歐姆表的內部結構可知,黑表筆連接歐姆表內部電源的正極,即表筆A為黑表筆;(2)選擇開關接通4或5為電壓表,根據電壓表的改裝原理可知4的量程小于5,則選擇旋鈕接通4為量程是0~3V的電壓表;(3)根據閉合電路歐姆定律可得I=E代入數據解得E=2.95Vr=1.50Ω(4)中值電阻為電流滿偏一半時外接電阻,則R6=E解得R6=2950Ω答案:(1)黑(2)4(3)2.951.50(4)2950考向二電阻的測量【真題研磨】【典例】【解析】(1)電流表內阻已知,電流表與R0并聯(lián)擴大電流表量程,進而準確測量通過Rx的電流;電壓表單獨測量Rx的電壓;滑動變阻器采用分壓式接法,電表從0開始測量,滿足題中通過Rx的電流從0~5mA范圍內連續(xù)可調,故實驗電路的原理圖如圖所示。(2)為方便電路的調節(jié),測量效率高、實驗誤差小,電路中R應選最大阻值為10Ω的滑動變阻器;電流表的量程為1mA,通過Rx的電流最大為5mA,需要將電流表量程擴大為原來的5倍,根據并聯(lián)分流的規(guī)律示意圖,可知4mA1mA=300ΩR0,解得R(3)電壓表每小格表示0.1V,估讀一位,即U=2.30V;電流表每小格表示0.02mA,本位估讀,即0.84mA,電流表量程擴大5倍,所以通過Rx的電流為I=5×0.84mA=4.20mA;根據歐姆定律可知Rx=UI=2.答案:(1)見解析圖(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548【多維演練】1.【解析】(1)閉合開關后,無論怎樣調節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表與電流表的示數都不能調到零,說明滑動變阻器的分壓接法沒有連接成功,變成了限流接法,即3點至4點的導線沒有連接好;(2)由圖乙可知,電壓U=1.03V時,電流I=0.154A,所以被測電子元件的電阻值為R=UI=6.7Ω;由于電流表外接,則電流表示數偏大,所以測得的電阻值比真實值偏小(3)由公式U=E-Ir可得直流電源輸出電流表達式為I=Er-1作出直流電源的I-U圖線,如圖所示:與被測電子元件的I-U圖線相交,可得交點處I=0.04AU=0.88V則該電子元件的電功率為P=UI=0.035W答案:(1)34(2)6.7(6.6~6.9均可)偏小(3)0.0352.【解析】(2)利用半偏法測電阻,要求K1閉合之前電流表滿偏,要求K1閉合之后調整電阻箱阻值,使電流表半偏,不考慮總電流的變化,此時電流表上的電流和電阻箱上電流相等,都等于總電流一半,則電流表內阻等于電阻箱電阻,因此電流表電阻的測量值為R0。由于閉合K1之后總電流稍有增大,電流表半偏時的電流小于總電流的一半,所以電阻箱電阻稍小于電流表內阻,所以測量結果偏小。(3)對于改進后的電路,由并聯(lián)電路規(guī)律知I1-II=RAR1,答案:(2)見解析(3)I1-考向三電源電動勢和內阻的測量【真題研磨】【典例】【解析】(1)用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D,其讀數為3.5mm+0.01mm×20.0=3.700mm。(2)由電路可知,當將S2置于位置1,閉合S1時E=I(RA+R0+r+R),即1I=1ER+RA+R0+rE,由圖像可知1E=4.9-2.035V-1,解得E=12V,RA+R0+rE=2A-1,解得r=3.0Ω,再將S2置于位置2,此時電流表讀數為0.400A,則E=I'(r+R0+RA+(3)由(2)可知E=12V,r=3.0Ω。(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低,內阻變大,由1I=1E×R+RA+R0+答案:(1)3.700(2)6.0π(3)123.0(4)偏大【多維演練】1.【解析】(1)若將電流表直接串聯(lián)在電路中使用,則通過電流表的電流最小值約為Imin=2E顯然電流表的量程不滿足要求,需要對其進行擴大量程改裝,則將其與定值電阻R2并聯(lián),改裝后電流表的量程為I'A=IA+IARA內阻為R'A=R2RA由于電流表內阻已經求得,所以電流表采用外接法以減小系統(tǒng)誤差,電路圖如圖所示。(2)U-I圖像的縱截距表示電源的電動勢,則一節(jié)電池的電動勢為E=2.根據前面分析可知,電流表讀數的50倍為通過電源的實際電流,且電流表采用外接法,所以U-I圖像斜率的絕對值的150表示電源的內阻和改裝后電流表的內阻之和,r=12(15050Ω-R'A)=1(3)設電路的外電阻為R,電源電動勢為E',內阻為r',則電源的輸出功率為P=I2R=E'2根據數學知識可知當R=r'時,P最大;當R>r'時,P隨R的減小而增大;當R<r'時,P隨R的減小而減小,根據前面分析可知當滑動變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過程中,外電阻開始時大于內阻后減小到小于內阻,電源的輸出功率先增大后減小,故選C。電源工作的效率為η=UIEI×100%=RR+當滑動變阻器接入電路的阻值從最大減到最小的過程中,R始終減小,電源工作的效率一直減小,故選B。答案:(1)(2)1.461.01(3)CB2.【解析】(1)實驗中無電流表,可以用電壓表與電阻箱測電源電動勢與內阻,待測電源、開關、電阻箱組成串聯(lián)電路,電壓表測路端電壓,實驗電路圖如圖所示(2)一節(jié)干電池電動勢約為1.5V,所以量程選擇3V,分度值為0.1V,則電壓表讀數為1.30V;(3)根據閉合電路歐姆定律得U=E-Ir可得U-I圖像縱軸截距為電動勢,延長圖線如圖電動勢為E=1.44V斜率的絕對值為內阻r=1.(4)若他不用電壓表,在其他器材不變的情況使用電流表(量程0.6A、3A),獲得正確的數據,電流與電阻箱阻值的乘積為路端電壓,沒有電壓表的分流,所以測出的電動勢等于真實值。答案:(1)(2)1.30(3)1.441.80(4)等于考向四創(chuàng)新類實驗【真題研磨】【典例】【解析】(2)③閉合S2后,并聯(lián)部分的電阻減小,根據閉合電路歐姆定律,電壓表的示數變小。加在導電繩兩端的電壓為U,流過導電繩的電流為I2-I1,因此導電繩的電阻Rx=UI(3)在閉合S2之前,電流表I1的示數包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流,閉合S2之后,加在電壓表兩端的電壓保持不變,因此流過電壓表和定值電阻的總電流仍為I1,故流過導電繩的電流是I2-I1,與電壓表內阻無關,電壓表內阻對測量沒有影響。(4)由圖(c)可知,導電繩拉伸后的長度為51.80cm。答案:(2)③變小UI2-I1(3)【多維演練】1.【解析】(1)根據歐姆定律R0=UI,由題圖乙電路可知電流表外接,電流的測量值偏大,R0的測量值與真實值相比偏小,相當于R0的測量值為電壓表內阻和R0并聯(lián)后的電阻值,即測量值的表達式為R0R(2)由題圖丁可知,當40℃時熱敏電阻對應的電阻值為70Ω,由題圖甲電路串聯(lián)電路的特點可得U=R0R0+(3)由于在測量R0時和測溫電路均采用同一電壓表,把電壓表和R0看成一個整體,其并聯(lián)后的電阻R0RVR答案:(1)偏小(2)1.80(1.8也可得分)(3)相等2.【解析】(1)由于電源的電動勢為3V,電壓表量程為0~15V太大,故應選用內阻已知的電流表A1作為電壓表并聯(lián)在力敏電阻Rx兩端,用電流表A2測干路電流,可知P處選用電流表A2,Q處選用電流表A1;(2)由圖像可得縱軸截距為b=18Ω,圖像斜率為k=10-故Rx與F的函數關系表達式為Rx=-2F+18(3)將電流表A1與力敏電阻Rx串聯(lián),根據閉合電路歐姆定律可以得到電流I與Rx的關系,從而得到電流I與壓力F的關系,將電流表A1改成一個壓力表,電路圖如圖所示(4)若將電流表A1表盤的0.15A刻度處標為壓力表的0刻度,壓力為0時對應的力敏電阻Rx=18Ω,根據閉合電路歐姆定律可得I=E解得R滑=EI-Rx-r1=3當電流表A1示數最大時,力敏電阻器R'x最小,壓力F最大,則有Im=E解得R'x=EIm-R滑-r1=又R'x=-2F+18可得對應的壓力為F=7.5N該壓力表能測量壓力的最大值是7.5N答案:(1)A2A1(2)-2F+18(3)(4)0.57.5考向五光學類實驗【真題研磨】【典例】【解析】(1)為了將模糊的條紋變清晰,旋轉測量頭只能調節(jié)分劃板的刻度線與干涉條紋是否平行,不能調節(jié)清晰程度,選項A錯誤;增大單縫與雙縫之間的距離既不能調節(jié)干涉條紋間隔,也不能調節(jié)清晰程度,選項B錯誤;調節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行,使得經過單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經過雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現象,選項C正確。(2)根據雙縫干涉條紋間隔公式Δx=Lλd可知,增加雙縫到屏幕(測量頭)的距離L、光的波長λ,減小雙縫寬度d都可以增加條紋間距,由此可知選項D正確;增加或減小單縫與雙縫間的距離、單縫與光源間的距離,并不能觀察到條紋間距的變化,選項A、B錯誤;增加透鏡與單縫間的距離也不能改變觀察到的條紋間距,選項C答案:(1)C(2)D【多維演練】1.【解析】(1)確定P3位