2024高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題6物理實(shí)驗(yàn)第2講電學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新學(xué)案

PAGE33-第2講電學(xué)試驗(yàn)及創(chuàng)新考情速覽·明規(guī)律高考命題點(diǎn)命題軌跡情境圖電表改裝多用電表原理和運(yùn)用2024Ⅲ卷2317(3)23題18(2)22題19(1)23題19(3)23題2024Ⅱ卷222024Ⅰ卷23Ⅲ卷23以測(cè)電阻為核心的試驗(yàn)2024Ⅱ卷2316(2)23題17(2)23題18(1)23題18(3)23題20(1)22題2024Ⅱ卷232024Ⅰ卷23Ⅲ卷232024Ⅰ卷22以測(cè)特性曲線為核心的試驗(yàn)2024Ⅰ卷2317(1)23題20(2)23題20(3)23題2024Ⅰ卷22Ⅱ卷23Ⅲ卷23拓展創(chuàng)新試驗(yàn)2024Ⅰ卷23Ⅲ卷2216(1)23題16(3)22題2024Ⅱ卷23命題熱點(diǎn)·巧突破考點(diǎn)一電表改裝多用電表原理和運(yùn)用1．電流表和電壓表的讀數(shù)規(guī)則量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表0～3A0.1A與刻度尺一樣，采納eq\f(1,10)估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡(jiǎn)潔，只須要精確值后加一估讀數(shù)即可電壓表0～3V0.1V電流表0～0.6A0.02A估讀位與最小刻度在同一位，采納eq\f(1,2)估讀電壓表0～15V0.5V估讀位與最小刻度在同一位，采納eq\f(1,5)估讀2.多用電表運(yùn)用的幾個(gè)留意事項(xiàng)(1)電流的流向：由于運(yùn)用多用電表時(shí)不管測(cè)量什么，電流都要從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，所以運(yùn)用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆．(2)要區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”：“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度左側(cè)“0”位置，用表盤(pán)下邊中間的指針定位螺絲調(diào)整；“歐姆零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，用歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)整．(3)測(cè)電阻時(shí)每變換一次擋位，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．(4)選倍率：測(cè)量前應(yīng)依據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷唬捎跉W姆擋的刻度不勻稱(chēng)，運(yùn)用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都有較大誤差，通常只運(yùn)用表盤(pán)中間的一段刻度范圍．(5)測(cè)電阻時(shí)要將電阻與其他元件斷開(kāi)，不要用手同時(shí)接觸多用電表的兩支表筆．(6)多用電表運(yùn)用完畢應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至“OFF”擋或溝通電壓最高擋．3．多用電表內(nèi)部電路的常見(jiàn)考查形式多用電表當(dāng)歐姆表運(yùn)用時(shí)內(nèi)部有電源，往往會(huì)考查閉合電路歐姆定律、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)定等，常涉及的變形有：(1)與電壓表串聯(lián)形成閉合電路，則E＝U＋eq\f(U,RV)·r，從而計(jì)算得到E；(2)與電流表串聯(lián)形成閉合電路，則E＝I(RA＋r)，從而計(jì)算得到E；(3)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負(fù)極時(shí)，測(cè)得的電阻較小，反之測(cè)得的電阻很大，由此可推斷出二極管的正、負(fù)極．考向1多用電表的運(yùn)用及讀數(shù)1．(2024·南昌調(diào)研)一多用電表的簡(jiǎn)化電路圖如圖甲所示．已知表頭內(nèi)阻為400Ω，滿(mǎn)偏電流為2mA；電池E＝1.5V，E′＝15V.(1)若R1＝1Ω，R2＝99Ω，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，多用電表測(cè)量的是_電流__(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測(cè)量的最大值(量程)為_(kāi)10_mA__.(2)在(1)的條件下，若R5＝0.92×103Ω，R6＝9×103Ω，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于6時(shí)，多用電表測(cè)量的是_電壓__(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測(cè)量的最大值(量程)為_(kāi)100_V__.(3)在(1)的條件下，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，多用電表測(cè)量的是_電阻__(選填“電流”“電壓”或“電阻”)．現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)一千多歐的電阻，應(yīng)當(dāng)把選擇開(kāi)關(guān)置于_4__(選填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”)，正確測(cè)量時(shí)多用電表指針如圖乙所示，則所測(cè)電阻的阻值為_(kāi)1_500__Ω.【解析】(1)結(jié)合題圖甲可知，多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，R1、R2串聯(lián)后與表頭并聯(lián)，此時(shí)多用電表測(cè)量的是電流，量程為2mA＋eq\f(400Ω×2mA,100Ω)＝10mA．(2)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于6時(shí)，多用電表測(cè)量的是電壓，此時(shí)表頭與R1、R2可視為一個(gè)新表頭(滿(mǎn)偏電流為10mA，內(nèi)阻為80Ω)，量程為10mA×(80＋920＋9000)Ω＝100V．(3)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，多用電表內(nèi)含電池，測(cè)量的是電阻，由第(2)問(wèn)分析可知，此時(shí)新表頭的滿(mǎn)偏電流為10mA，內(nèi)阻為80Ω，若測(cè)量一個(gè)一千多歐的電阻，由閉合電路歐姆定律可知電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)選15V．題圖乙中指針位于表盤(pán)刻度中心，此時(shí)所測(cè)電阻阻值等于多用電表的內(nèi)阻，滿(mǎn)偏電流為10mA，電壓為15V，故多用電表的內(nèi)阻即所測(cè)電阻的阻值為1500Ω.考向2歐姆表的改裝和校準(zhǔn)2．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)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(pán)的50μA刻度．可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14kΩ)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值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．(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_(kāi)900__Ω；滑動(dòng)變阻器選_R1__(填“R1”或“R2”)．(2)刻度歐姆表表盤(pán)通過(guò)計(jì)算，對(duì)整個(gè)表盤(pán)進(jìn)行電阻刻度，如圖(b)所示．表盤(pán)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_(kāi)45__、_5__.(b)(3)校準(zhǔn)紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指向_0__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，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量．若校準(zhǔn)某刻度時(shí)，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為_(kāi)35_000.0__Ω.(c)【答案】(1)如圖所示【解析】(1)歐姆表的中值刻度為歐姆表的內(nèi)阻，即r＋R0＋RA＋R＝15kΩ，解得R＝900Ω.由于滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為500Ω，所以滑動(dòng)變阻器選R1.(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，得Ia＝eq\f(E,R內(nèi)＋Ra)和Ib＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rb)，代入數(shù)據(jù)解得Ra＝45kΩ，Rb＝5kΩ.(3)運(yùn)用歐姆表測(cè)量電阻時(shí)，首先要進(jìn)行電阻調(diào)零，此時(shí)應(yīng)將紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指在0kΩ上．電阻箱的阻值為(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω.3．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)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．然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，依據(jù)圖(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)．(a)(b)(1)依據(jù)圖(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)，微安表的指針位置如圖(c)所示．由此可以推想出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是_C__.(填正確答案標(biāo)號(hào))A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的緣由可能是_AC__.(填正確答案標(biāo)號(hào))A．微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200ΩB．微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200ΩC．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(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無(wú)論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測(cè)量，只須要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k＝eq\f(99,79).【解析】(1)實(shí)物連線如圖所示．(2)串聯(lián)電路中電流到處相等，依據(jù)比例關(guān)系得，毫安表示數(shù)為16.0mA時(shí)，對(duì)應(yīng)微安表的刻度為160.0μA，當(dāng)微安表指針到滿(mǎn)量程250μA時(shí)，毫安表的示數(shù)應(yīng)為25mA，即為改裝后電表的量程．選項(xiàng)C正確．(3)依據(jù)IgRg＝(I－Ig)R得I＝eq\f(IgRg,R)＋I(xiàn)g出現(xiàn)該狀況可能是微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際電阻大于1200Ω，或者并聯(lián)的電阻R計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小．選項(xiàng)A、C正確．(4)若微安表的滿(mǎn)偏電壓為U，則對(duì)并聯(lián)的電阻R有U＝(25－0.25)×10－3RU＝(20－0.25)×10－3kR解得k＝eq\f(99,79).考點(diǎn)二以測(cè)電阻為核心的試驗(yàn)1．電流表和電壓表的選擇(1)依據(jù)電源的參數(shù)來(lái)選擇．(2)依據(jù)電路中的最大電流(或者最大電壓)來(lái)選擇．(3)依據(jù)用電器的額定電流(或者額定電壓)來(lái)選擇．2．滑動(dòng)變阻器的選擇(1)用分壓式接法時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用最大阻值較小、額定電流較大的滑動(dòng)變阻器．(2)用限流式接法時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用阻值和被測(cè)電阻接近的滑動(dòng)變阻器．3．電流表內(nèi)、外接法的選擇(1)若Rx>eq\r(RARV)，則采納電流表內(nèi)接法，此時(shí)R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝Rx＋RA>Rx.(2)若Rx<eq\r(RARV)，則采納電流表外接法，此時(shí)R測(cè)＝eq\f(U測(cè),I測(cè))＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx.4．滑動(dòng)變阻器限流式接法和分壓式接法的選擇通常滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用限流式接法．但在下列三種狀況下，必需選擇分壓式接法．(1)若采納限流式電路，電路中的最小電流超過(guò)用電器的額定電流，必需選用分壓式電路．(2)當(dāng)用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大電阻，且試驗(yàn)要求的電壓變更范圍較大或要求測(cè)量多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，必需選用分壓式電路．(3)要求回路中某部分電路的電壓從零起先可連續(xù)變更時(shí)必需選用分壓式電路．考向1伏安法測(cè)電阻(包括變形的伏安法)1．(2024·新課標(biāo)卷Ⅰ)某同學(xué)用伏安法測(cè)量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx，所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表內(nèi)阻為0.5Ω.該同學(xué)采納兩種測(cè)量方案，一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點(diǎn)之間，另一種是跨接在O、Q兩點(diǎn)之間．測(cè)量得到如圖(b)所示的兩條U－I圖線，其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．回答下列問(wèn)題：(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采納電壓表跨接在_O、P__(填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的．(2)依據(jù)所用試驗(yàn)器材和圖(b)可推斷，由圖線_Ⅰ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，結(jié)果為_(kāi)50.5__Ω(保留1位小數(shù))．(3)考慮到試驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響，需對(duì)(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)50.0__Ω(保留1位小數(shù))．【解析】(1)若將電壓表接在O、P之間，I＝eq\f(U,RV)＋eq\f(U,Rx)則U＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)·I依據(jù)一次函數(shù)關(guān)系可知對(duì)應(yīng)斜率為eq\f(RxRV,Rx＋RV).若將電壓表接在O、Q之間，電流表分壓為UA＝IRA依據(jù)歐姆定律變形可知Rx＝eq\f(U－IRA,I)解得U＝I(Rx＋RA)依據(jù)一次函數(shù)可知對(duì)應(yīng)斜率為(Rx＋RA)，對(duì)比圖像的斜率可知kⅠ>kⅡ所以Ⅱ圖線是采納電壓表跨接在O、P之間．(2)因?yàn)榇郎y(cè)電阻為幾十歐姆的電阻，通過(guò)圖像斜率大致估算待測(cè)電阻為50Ω左右，依據(jù)eq\f(1kΩ,50Ω)<eq\f(50Ω,0.5Ω)說(shuō)明電流表的分壓較小，電壓表的分流較大，所以電壓表應(yīng)跨接在O、Q之間，所以選擇圖線Ⅰ得到的結(jié)果較為精確．依據(jù)圖像可知Rx＝eq\f(3V－1V,59.6mA－20mA)≈50.5Ω.(3)考慮電流表內(nèi)阻，則修正后的電阻為R′x＝Rx－rA＝50.5Ω－0.5Ω＝50.0Ω.2．(2024·浙江選考)為了比較精確地測(cè)定阻值未知的定值電阻Rx，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．(1)試驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點(diǎn)先后與a、b點(diǎn)連接，發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)變更較大，電流表示數(shù)基本不變，則測(cè)量時(shí)應(yīng)將c點(diǎn)接_a點(diǎn)__(選填“a點(diǎn)”或“b點(diǎn)”)，按此連接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果_小于__(選填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真實(shí)值．(2)依據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的6組數(shù)據(jù)，在下圖中描點(diǎn)，作出了2條圖線．你認(rèn)為正確的是_②__(選填“①”或“②”)，并由圖線求出電阻Rx＝_7.5__Ω.(保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)電壓表示數(shù)變更較大，說(shuō)明電流表分壓較大，而電流表示數(shù)基本不變，說(shuō)明電壓表分流較小，可以忽視，故采納電流表外接法，即c接a點(diǎn)；電壓表測(cè)量的電壓為精確值，但電流表測(cè)量的電流為電阻和電壓表電流之和，即電流測(cè)量值偏大，依據(jù)R＝eq\f(U,I)可得電阻測(cè)量值偏?。?2)因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量的是被測(cè)電阻兩端電壓，所以當(dāng)其兩端電壓為零時(shí)，電流也為零，故圖線②正確；圖像的斜率的倒數(shù)表示電阻，故Rx＝eq\f(3.0,0.4)Ω＝7.5Ω.3．(2024·昌樂(lè)二中一模)用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900～1000Ω)：電源E，具有肯定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1＝750Ω；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2＝2500Ω；滑動(dòng)變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的eq\f(1,3)，試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種試驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)_見(jiàn)解析圖__．(2)依據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在上圖的實(shí)物圖上畫(huà)出連線．(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx＝若采納甲電路，eq\f(U1r1r2,U2r1－U1r2).若采納乙電路，eq\f(U2－U1,U1)r1.【解析】(1)在試驗(yàn)中測(cè)定的電阻Rx的阻值(900～1000Ω)接近電壓表V1和V2的內(nèi)阻，屬于測(cè)定大電阻，所以采納串聯(lián)分壓法，此外滑動(dòng)變阻器R的最大阻值很小，必需采納分壓接法，故試驗(yàn)電路原理圖如圖甲或圖乙；甲圖中電壓表V1和Rx并聯(lián)電阻約為420Ω，兩圖都滿(mǎn)意題中要求“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的eq\f(1,3)”．(2)先連滑動(dòng)變阻器的分壓接法，然后再連接串聯(lián)分壓電路，如圖甲或乙．(3)在甲圖中eq\f(U1,r1)＋eq\f(U1,Rx)＝eq\f(U2,r2)，在乙圖中U2＝U1＋Rx×eq\f(U1,r1)；化簡(jiǎn)得Rx＝eq\f(U1r1r2,U2r1－U1r2)或Rx＝eq\f(U2－U1,U1)r1.規(guī)律總結(jié)(1)已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表運(yùn)用，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表運(yùn)用；(2)定值電阻的常見(jiàn)用途：愛(ài)護(hù)電路、分壓或分流．(3)電壓表量程的選擇：比電源電動(dòng)勢(shì)略大或相差不多．(4)電流表量程的選擇：和電壓表量程與被測(cè)電阻的比值相差不多．考向2等效法測(cè)電阻4．某同學(xué)想用如圖甲所示的試驗(yàn)電路，測(cè)量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽視不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)，試驗(yàn)過(guò)程中電流表的讀數(shù)始終符合試驗(yàn)要求．(1)為了測(cè)量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開(kāi)關(guān)之前應(yīng)當(dāng)將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至_最大__(填“最大”或“最小”)，然后閉合開(kāi)關(guān)K1，將開(kāi)關(guān)K2撥至1位置，調(diào)整R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開(kāi)關(guān)K2撥至2位置．保持R2不變，調(diào)整R1，當(dāng)調(diào)整R1＝34.2Ω時(shí)，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx＝_34.2__Ω(2)為了測(cè)量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽視不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)E，他將R1的阻值調(diào)到1.5Ω，R2調(diào)到最大，將開(kāi)關(guān)K2調(diào)至2位置，閉合開(kāi)關(guān)K1；然后多次調(diào)整R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對(duì)應(yīng)電流表A的讀數(shù)I；最終依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫(huà)出了如圖乙所示的圖像；利用圖像中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝_0.5__Ω，電源(內(nèi)阻忽視不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)E＝_4__V.【解析】(1)為了保證電路中用電器的平安，在閉合開(kāi)關(guān)之前應(yīng)當(dāng)將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至最大，使電路中的電流較小，不會(huì)燒壞用電器；由于兩次操作電路中電流相等，說(shuō)明兩次操作電路中的總電阻也相等，故Rx＝34.2Ω.(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律可知E＝I(R2＋RA＋R1)，解得eq\f(1,I)＝eq\f(R2,E)＋eq\f(RA＋R1,E).結(jié)合eq\f(1,I)－R2圖像的斜率和截距可得E＝4V，RA＝0.5Ω.規(guī)律總結(jié)等效替代法(單刀雙擲開(kāi)關(guān)或者兩個(gè)單刀單擲開(kāi)關(guān))以4題為例：電源輸出電壓不變，將S2合到2，調(diào)整電阻箱示數(shù)為R1，使電表的示數(shù)與S2合到1時(shí)的示數(shù)相等，則Rx＝R1，這種測(cè)量方法無(wú)系統(tǒng)誤差，R測(cè)＝R真.考向3半偏法測(cè)電表內(nèi)阻5．(2024·北京通州區(qū)模擬)為測(cè)定電流表內(nèi)電阻Rg，試驗(yàn)中備用的器件有：A．電流表(量程0～100μA)B．標(biāo)準(zhǔn)電壓表(量程0～5V)C．電阻箱(阻值范圍0～999.9Ω)D．電阻箱(阻值范圍0～99999Ω)E．電源(電動(dòng)勢(shì)2V)F．電源(電動(dòng)勢(shì)6V)G．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50Ω，額定電流1.5A)，還有若干開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線．(1)假如采納如圖所示的電路測(cè)定電流表A的內(nèi)電阻并且想得到較高的精確度，那么從以上備用器件中，可變電阻R1應(yīng)選用_D__，可變電阻R2應(yīng)選用_C__，電源應(yīng)選用_F__(用字母代號(hào)填寫(xiě))．(2)假如試驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有：a．合上開(kāi)關(guān)K1；b．合上開(kāi)關(guān)K2；c．視察R1的阻值是否最大，假如不是，將R1的阻值調(diào)到最大；d．調(diào)整R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度；e．調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半；f．登記R2的阻值．把以上步驟的字母按試驗(yàn)的合理依次為：_cadbef__.(3)假如在步驟f中所得R2的阻值為600Ω，則圖中電流表的內(nèi)電阻Rg的測(cè)量值為_(kāi)600__Ω.(4)假如再給出：H.電源(電動(dòng)勢(shì)8V)；I.電源(電動(dòng)勢(shì)12V)，電源應(yīng)選擇_H__(選填選項(xiàng)前的字母)．(5)某同學(xué)認(rèn)為步驟e中不須要保證“電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半”這一條件，也可測(cè)得的電流表內(nèi)阻Rg，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的推斷是否可行．_可行__．【解析】(1)該試驗(yàn)是半偏電流法測(cè)電流表的內(nèi)阻．K2閉合前后的兩次電路，假如干路電流變更不大，那么就可以認(rèn)為，K2閉合后，電流表半偏時(shí)，電流表和電阻箱R2所分的電流各占一半，又因?yàn)槎卟⒙?lián)，兩端的電壓相等，自然就可以推出電流表的內(nèi)阻和電阻箱R2的阻值相等．要保證兩次試驗(yàn)干路的電流變更不大，就須要保證兩次試驗(yàn)電路的總電阻變更不大，也就是說(shuō)，在給電流表并聯(lián)上一個(gè)電阻箱后導(dǎo)致的電阻變更，對(duì)整個(gè)電路影響不大．要達(dá)到這個(gè)效果，R1就須要選一個(gè)盡可能大的電阻，可以是電阻箱，也可以是滑變，也可以是電位器，但阻值要盡可能地大，經(jīng)此分析，R1應(yīng)選用D．該試驗(yàn)要通過(guò)可變電阻R2阻值來(lái)間接反映出電流表的內(nèi)阻值，因此可變電阻R2的選取原則是：能讀數(shù)且盡量和電流表的內(nèi)阻在同一數(shù)量級(jí)上．經(jīng)此分析，可變電阻R2應(yīng)選用C．在R1是一個(gè)盡可能大的電阻、電流表滿(mǎn)偏的前提下，那么電源電動(dòng)勢(shì)相對(duì)地就要大一些的，但不是越大越好，大了燒表也不行．初步分析電源可選用F，其實(shí)可以估算一下電動(dòng)勢(shì)也許的最大值，即：Emax＝IgmaxR1max＝100×10－6×1×105V＝10V，電源應(yīng)選F.(2)半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的步驟為：試驗(yàn)前，將R1的阻值調(diào)到最大；合上開(kāi)關(guān)K1；調(diào)整R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度；保持R1的阻值不變，合上開(kāi)關(guān)K2；調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的一半；登記R2的阻值．我們就認(rèn)為電流表的內(nèi)阻值就是R2的阻值．因此答案為：cadbef.(3)依據(jù)(1)中的分析可知，電流表的內(nèi)電阻Rg的測(cè)量值，就等于電阻箱R2的阻值，即600Ω.(4)由(1)中的分析可知，在不燒表的前提下，電源要盡可能地大一些，這樣可以減小試驗(yàn)誤差．因?yàn)楣浪愠龅碾娫措妱?dòng)勢(shì)的最大值大約是10V，所以，該題答案為H.(5)該同學(xué)的推斷可行．只需保證步驟abcd不變．例如在步驟e中，可以調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿(mǎn)刻度的三分之二，登記此時(shí)R2的阻值，依據(jù)并聯(lián)電路反比分流原則，計(jì)算出電流表內(nèi)阻的測(cè)量值：R′g＝eq\f(R2,2)，同樣可以測(cè)得電流表的內(nèi)阻．規(guī)律總結(jié)兩種半偏法的比較電流半偏法電壓半偏法斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)整R1，使?jié)M偏；閉合S2，只調(diào)整R2，使半偏(R1?RG)，則RG＝R2，該方法R測(cè)<R真，結(jié)果偏小.調(diào)整R2＝0，閉合S，調(diào)整R1使?jié)M偏；只調(diào)整R2，使半偏(R1?RV)，則RV＝R2，該方法R測(cè)>R真，結(jié)果偏大.考向4電橋法測(cè)電表內(nèi)阻6．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻．可運(yùn)用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中一個(gè)阻值為20Ω，另一個(gè)阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V)；單刀開(kāi)關(guān)S1和S2.C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片．(a)(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線．(2)完成下列填空：①R1的阻值為_(kāi)20__Ω(填“20”或“2000”)．②為了愛(ài)護(hù)微安表，起先時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的_左__端(填“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置旁邊．③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)整R2的滑片D的位置．最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說(shuō)明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)_相等__(填“相等”或“不相等”)．④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)覺(jué)將Rz的阻值置于2601.0Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待測(cè)微安表的內(nèi)阻為_(kāi)2_550__Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)．(3)寫(xiě)出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議：_調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿(mǎn)量程__．【解析】(1)依據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實(shí)物連線如圖所示．(2)①滑動(dòng)變阻器R1在試驗(yàn)中為限制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器，故R1的阻值為20Ω.②為了愛(ài)護(hù)微安表，S1閉合時(shí)，微安表上的電壓為零，故起先時(shí)應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動(dòng)變阻器的左端．③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說(shuō)明S2閉合后，沒(méi)有電流流過(guò)S2，故B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等．④試驗(yàn)過(guò)程中，由于測(cè)量電路，即由Rz、、R2組成的電路的阻值很大，可認(rèn)為測(cè)量電路兩端的電壓不變，故與Rz互換后通過(guò)R2、Rz和的電流不變，電路如圖所示．由于B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，對(duì)于圖甲，I1RμA＝I2R′I1Rz1＝I2R，即eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(R′,R)對(duì)于圖乙，I1Rz2＝I2R′I1RμA＝I2R.即eq\f(Rz2,RμA)＝eq\f(R′,R)所以eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(Rz2,RμA)所以RμA＝eq\r(Rz1Rz2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω.(3)提高測(cè)微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿(mǎn)量程．規(guī)律總結(jié)電橋式測(cè)量法在電阻的測(cè)量方法中，有一種很獨(dú)特的測(cè)量方法，那就是電橋法，其測(cè)量電路如圖所示，試驗(yàn)中調(diào)整電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等時(shí)，R1和R3兩端的電壓相等，設(shè)為U1，同時(shí)R2和Rx兩端的電壓也相等，設(shè)為U2，依據(jù)歐姆定律有eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)，eq\f(U1,R3)＝eq\f(U2,Rx).由以上兩式解得R1Rx＝R2R3.這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件也可求出被測(cè)電阻Rx的阻值．該測(cè)量方法沒(méi)有系統(tǒng)誤差，R測(cè)＝R真．考向5測(cè)定金屬絲的電阻率7．(2024·天津高考真題)現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率．(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是_0.200(0.196～0.204均可)__mm.(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量精確地測(cè)量一段金屬絲的電阻．這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，請(qǐng)?jiān)谙驴蛑挟?huà)出試驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)．電源E(電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1(量程0～250mA，內(nèi)阻R1＝5Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω)滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干eq\x(\a\al(,,,,,))(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx＝eq\f(I1R1,I2－I1).從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比_相等__(填“偏大”、“偏小”或“相等”)．【解析】(1)依據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)法則可知讀數(shù)為0.01×20.0mm＋0mm＝0.200mm.(2)因該試驗(yàn)沒(méi)有電壓表，電流表A1的內(nèi)阻已知，故用A1表當(dāng)電壓表運(yùn)用，為了調(diào)整范圍大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓式的接法，試驗(yàn)電路圖如圖所示．(3)由電路圖可知流過(guò)電阻Rx的電流為I2－I1，電阻兩端的電壓為I1R1，因此電阻Rx＝eq\f(I1R1,I2－I1)，該試驗(yàn)的電流為真實(shí)電流，電壓也為真實(shí)電壓，因此測(cè)量值和真實(shí)值相等．考點(diǎn)三以測(cè)特性曲線為核心的試驗(yàn)在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性試驗(yàn)中，常以定值電阻的合理運(yùn)用為背景來(lái)命題．求解這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是必需弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用，一般來(lái)說(shuō)，定值電阻有三種作用：考向1測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線1．(2024·新課標(biāo)卷Ⅱ)某同學(xué)要探討一小燈泡L(3.6V，0.30A)的伏安特性．所用器材有：電流表A1(量程200mA，內(nèi)阻Rg1＝10.0Ω)，電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻Rg2＝1.0Ω)、定值電阻R0(阻值R0＝10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻很小)、開(kāi)關(guān)S和若干導(dǎo)線．該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖(a)所示．(1)依據(jù)圖(a)，在圖(b)的實(shí)物圖中畫(huà)出連線_見(jiàn)解析圖__．(2)若I1、I2分別為流過(guò)電流表A1和A2的電流，利用I1、I2、Rg1和R0寫(xiě)出：小燈泡兩端的電壓U＝_I1(Rg1＋R0)__，流過(guò)小燈泡的電流I＝_I2－I1__.為保證小燈泡的平安，I1不能超過(guò)_180__mA．(3)試驗(yàn)時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使開(kāi)關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零．逐次變更滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2.所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出.I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)I1＝173mA時(shí)，燈絲電阻R＝_11.6__Ω(保留1位小數(shù))．(4)假如用另一個(gè)電阻替代定值電阻R0，其他不變，為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值不能小于_8.0__Ω(保留1位小數(shù))．【解析】(1)依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示(2)①依據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表A1和R0的總電壓，故依據(jù)歐姆定律有U＝I1(Rg1＋R0)；②依據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知流過(guò)小燈泡的電流為I＝I2－I1；③因?yàn)樾襞莸念~定電壓為3.6V，故依據(jù)題目中已知數(shù)據(jù)帶入①中可知I1不能超過(guò)180mA；(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)I1＝173mA時(shí)，I2＝470mA；依據(jù)前面的分析代入數(shù)據(jù)可知此時(shí)燈泡兩端的電壓為U＝3.46V；流過(guò)小燈泡的電流為I＝297mA＝0.297A；故依據(jù)歐姆定律可知此時(shí)小燈泡的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.46,0.297)Ω＝11.6Ω；(4)要測(cè)量完整的伏安特性曲線則燈泡兩端的電壓至少要達(dá)到3.6V，而電流表A1不能超過(guò)其量程200mA，此時(shí)結(jié)合①有3.6＝0.2×(10＋R0)，解得R0＝8Ω，即要完整的測(cè)量小燈泡伏安特性曲線所用電阻的阻值不能小于8Ω.2．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的試驗(yàn)中，現(xiàn)除了有一個(gè)標(biāo)有“5V,2.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有：A．直流電源(電動(dòng)勢(shì)約為5V，內(nèi)阻不計(jì))B．直流電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)C．直流電流表(量程0～600mA，內(nèi)阻約為5Ω)D．直流電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)E．直流電壓表(量程0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ)F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值為10Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A)G．滑動(dòng)變阻器(最大阻值為1kΩ，允許通過(guò)的最大電流為0.5A)試驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零起先變更并能測(cè)多組數(shù)據(jù)．(1)試驗(yàn)中電流表應(yīng)選用_C__，電壓表應(yīng)選用_E__，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_F__.(均用序號(hào)字母表示)(2)請(qǐng)按要求將圖甲中所示的器材連成試驗(yàn)電路圖．甲(3)某同學(xué)通過(guò)試驗(yàn)正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．現(xiàn)把試驗(yàn)中運(yùn)用的小燈泡接到圖丙所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R＝9Ω，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)0.84(0.81～0.87均可)__W(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．【解析】(1)運(yùn)用電壓表、電流表時(shí)，要求指針要超過(guò)滿(mǎn)刻度的一半以上，此小燈泡的額定電壓為5V，額定電流為0.5A，電流表、電壓表分別選C、E；由于小燈泡兩端的電壓從零起先變更并能測(cè)多組數(shù)據(jù)，所以限制電路應(yīng)采納分壓電路，滑動(dòng)變阻器用F操作比較便利．(2)采納電流表外接法，連接如圖所示．(3)把定值電阻R看作電源的內(nèi)阻，在小燈泡的伏安特性曲線的坐標(biāo)系里作出電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖線，可得與小燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0.38A,2.2V)，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為P＝UI≈0.84W.考向2測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻3．(2024·浙江高考真題)某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測(cè)量同一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．(1)在乙圖下面的方框中畫(huà)出圖乙的電路圖；eq\x(\a\al(,,,,,))(2)某次測(cè)量時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示，則電流I＝_0.39～0.41__A，電壓U＝_1.29～1.31__V；(3)試驗(yàn)得到如圖所示的兩條直線，圖中直線Ⅰ對(duì)應(yīng)電路是圖_乙__(選填“甲”或“乙”)；(4)該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝_1.51～1.54__V(保留三位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r＝_0.52～0.54__Ω(保留兩位有效數(shù)字)．【解析】(1)圖乙中，電流表內(nèi)接和變阻器串聯(lián)接在電源兩端，電壓表測(cè)路段電壓，則圖乙對(duì)應(yīng)的電路圖為(2)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)一般約為1.5V，故電壓表量程選擇0～3V，電流表量程選擇0～0.6A，所以量表的讀數(shù)分別為1.30V(1.29～1.31V均可)，0.40A(0.39～0.41A均可)(3)由閉合電路歐姆定律可得U＝E－Ir，可得U－I圖像的縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)，斜率為電源內(nèi)阻．圖甲中電流表外接，則試驗(yàn)測(cè)得的電源內(nèi)阻r測(cè)＝r內(nèi)＋rA，測(cè)量值偏大；圖乙中電路r測(cè)＝eq\f(rV,r內(nèi)＋rV)r內(nèi)，測(cè)量值偏小，但是由于RV?r真，故圖乙試驗(yàn)測(cè)出的內(nèi)阻誤差更小，故圖線Ⅰ對(duì)應(yīng)圖乙，圖線Ⅱ?qū)?yīng)的圖甲．(4)圖線Ⅱ與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)E＝1.52V；在圖線Ⅰ與橫軸的交點(diǎn)為短路電流I＝2.86A，由r＝eq\f(E,I)＝eq\f(1.52V,2.86A)＝0.53Ω，此試驗(yàn)原理無(wú)誤差．4．(2024·山東高考真題)試驗(yàn)方案對(duì)試驗(yàn)測(cè)量的精度有干脆的影響，某學(xué)習(xí)小組對(duì)“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的試驗(yàn)方案進(jìn)行了探究．試驗(yàn)室供應(yīng)的器材有：干電池一節(jié)(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻小于1Ω)；電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω)；滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)；定值電阻R1(阻值2Ω)；定值電阻R2(阻值5Ω)；開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)該小組依據(jù)圖甲所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)漸漸接近滿(mǎn)偏，記錄此過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)在U－I坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)覺(jué)電壓表示數(shù)的變更范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要緣由是_B__.(單選，填正確答案標(biāo)號(hào))A．電壓表分流B．干電池內(nèi)阻較小C．滑動(dòng)變阻器最大阻值較小D．電流表內(nèi)阻較小(2)針對(duì)電壓表示數(shù)的變更范圍比較小的問(wèn)題，該小組利用試驗(yàn)室供應(yīng)的器材改進(jìn)了試驗(yàn)方案，重新測(cè)量得到的數(shù)據(jù)如下表所示.序號(hào)1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請(qǐng)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問(wèn)題：①答題卡的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫(huà)出U－I圖像_見(jiàn)解析圖__．②依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為_(kāi)R1__(填“R1”或“R2”)．③用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)谙聢D上依據(jù)改進(jìn)后的方案，將實(shí)物圖連接成完整電路．【解析】(1)電壓表示數(shù)變更過(guò)小，則緣由是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故選B．(2)①依據(jù)數(shù)據(jù)做出U－I圖像如圖；②由圖像可知r＋R定＝eq\f(1.58,0.6)＝2.63Ω，電源內(nèi)阻小于1Ω，則定值電阻大于1.63Ω，可知定值電阻為R1；③定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖；5．(2024·河南名校聯(lián)考)某試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示電路圖來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，其中待測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)約為2V、內(nèi)阻較??；所用電壓表量程為3V，內(nèi)阻特別大，可看作志向電壓表．(1)按試驗(yàn)電路圖在圖乙中補(bǔ)充完成實(shí)物連線．(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如圖丙所示，則其電阻讀數(shù)為_(kāi)11__Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，將S1打到b端，讀出電壓表的讀數(shù)為1.10V；然后將S1打到a端，此時(shí)電壓表讀數(shù)如圖丁所示，則其讀數(shù)為_(kāi)1.5__V．依據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)可得電阻R0＝_4.0__Ω.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)將S1打到b端，讀出電阻箱讀數(shù)R以及相應(yīng)的電壓表讀數(shù)U，不斷調(diào)整電阻箱電阻，得到多組R值與相應(yīng)的U值，作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖如圖戊所示，則通過(guò)圖像可以得到該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝_1.67__V，內(nèi)阻r＝_1.00__Ω.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【解析】(1)電路連接如圖所示．(2)先將電阻箱電阻調(diào)至如題圖丙所示位置，則其電阻讀數(shù)為1×10Ω＋1×1Ω＝11.0Ω.電壓表的讀數(shù)為1.10V；由歐姆定律可知，電流為：I＝eq\f(1.1,11)A＝0.1A，然后將S1打到a端，此時(shí)電壓表讀數(shù)如題圖丁所示，電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，其讀數(shù)為1.50V．依據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)可得電阻為：R0＝eq\f(1.5,0.1)Ω－11Ω＝4.0Ω.(3)在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為：E＝U＋I(xiàn)(r＋R0)＝U＋eq\f(U,R)(r＋R0)，eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)，由題圖戊所示圖像可知，截距b＝eq\f(1,E)＝0.6，E＝1.67V，圖像斜率k＝eq\f(r＋R0,E)＝3，電源內(nèi)阻為：r＝kE－R0＝5Ω－4Ω＝1.00Ω.規(guī)律總結(jié)重視試驗(yàn)廣度的拓展，主要體現(xiàn)為重視試驗(yàn)原理的拓展與變更和試驗(yàn)器材的有效重組．原理的變更是創(chuàng)新的熱點(diǎn)，附帶還會(huì)延長(zhǎng)數(shù)據(jù)處理的變更，以安阻法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻試驗(yàn)為例，就原理E＝I(R＋r＋RA)和數(shù)據(jù)處理而言，即可演化出許多精彩內(nèi)容.原理變更數(shù)據(jù)處理R＋RA＝Eeq\f(1,I)－r斜率為E截距為rR＝Eeq\f(1,I)－(r＋RA)斜率為E截距為(r＋RA)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r＋RA,E)斜率為eq\f(1,E)截距為eq\f(r＋RA,E)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)(R＋RA)＋eq\f(r,E)斜率為eq\f(1,E)截距為eq\f(r,E)考向3測(cè)量其他元件的特性曲線6．(2024·新課標(biāo)卷Ⅲ)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變更關(guān)系．所用器材：電源E、開(kāi)關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為志向電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)．(1)在所給的器材符號(hào)之間畫(huà)出連線，組成測(cè)量電路圖_見(jiàn)解析圖__．(2)試驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度限制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值．若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為_(kāi)1.8__kΩ(保留2位有效數(shù)字)．試驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變更的曲線如圖(a)所示．(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ.由圖(a)求得，此時(shí)室溫為_(kāi)25.5__℃(保留3位有效數(shù)字)．(4)利用試驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖(b)所示．圖中，E為直流電源(電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻可忽視)；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫(huà)出)報(bào)警．若要求起先報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃，則圖中_R1__(填“R1”或“R2”)應(yīng)運(yùn)用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_(kāi)1.2__kΩ(保留2位有效數(shù)字)．【解析】(1)滑動(dòng)變阻器采納分壓式，電壓表可視為志向表，所以用電流表外接．連線如圖．(2)由部分電路歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,0.3×10－3)Ω≈1.8kΩ(3)由圖(a)可以干脆讀出該電阻的阻值為2.2kΩ時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為25.5℃.(4)溫度上升時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓削減．而溫度高時(shí)要求輸出電壓上升，以觸發(fā)報(bào)警，所以R1為熱敏電阻．由圖線可知，溫度為50℃時(shí)，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2kΩ.7．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某小組利用圖(a)所示的電路，探討硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系，圖中V1和V2為志向電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻(阻值100Ω)；S為開(kāi)關(guān)，E為電源．試驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)(圖中未畫(huà)出)測(cè)出．圖(b)是該小組在恒定電流為50.0μA時(shí)得到的某硅二極管U－I關(guān)系曲線．回答下列問(wèn)題：(1)試驗(yàn)中，為保證流過(guò)二極管的電流為50.0μA，應(yīng)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，使電壓表V1的示數(shù)為U1＝_5.00__mV；依據(jù)圖(b)可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t上升時(shí)，硅二極管正向電阻_變小__(填“變大”或“變小”)，電壓表V1示數(shù)_增大__(填“增大”或“減小”)，此時(shí)應(yīng)將R的滑片向_B__(填“A”或“B”)端移動(dòng)，以使V1示數(shù)仍為U1.(2)由圖(b)可以看出U與t成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測(cè)溫傳感器，該硅二極管的測(cè)溫靈敏度為eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝_2.8__×10－3V/℃(保留2位有效數(shù)字)．【解析】(1)U1＝IR0＝50×10－6A×100Ω＝5×10－3V＝5mV由R＝eq\f(U,I)，I不變，溫度上升，U減小，故R減??；由于R變小，總電阻減小，電流增大；R0兩端電壓增大，即V1表示數(shù)變大，只有增大電阻才能使電流減小，故滑動(dòng)變阻器向右調(diào)整，即向B端調(diào)整．(2)由圖可知，eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝2.8×10－3V/℃.8．(2024·江蘇高考真題)某同學(xué)描繪一種電子元件的I－U關(guān)系圖像，采納的試驗(yàn)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(dòng)勢(shì)約6V)，R為滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)，R0為定值電阻，S為開(kāi)關(guān)．(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將題圖2所示的實(shí)物電路連接完整_見(jiàn)解析圖__．(2)調(diào)整滑動(dòng)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I/mA0.000.100.250.601.704.307.50請(qǐng)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件的I－U圖線_見(jiàn)解析圖__．(3)依據(jù)作出的I－U圖線可知，該元件是_非線性元件__(選填“線性”或“非線性”)元件．(4)在上述測(cè)量中，假如用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0，會(huì)導(dǎo)致的兩個(gè)后果是_BC__.A．電壓和電流的測(cè)量誤差增大B．可能因電流過(guò)大燒壞待測(cè)元件C．滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)整范圍變小D．待測(cè)元件兩端電壓的可調(diào)整范圍變小【解析】(1)依據(jù)題意連接電路如圖．(2)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接各點(diǎn)如圖．(3)依據(jù)圖像可知該元件是非線性元件．(4)I－U圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為eq\f(1,R)，依據(jù)元件的特性可知，當(dāng)電壓超過(guò)肯定數(shù)值時(shí)，電流會(huì)急劇增大，所以電阻會(huì)急劇減小，若用導(dǎo)線代替R0，電流急劇增大，可能會(huì)燒壞待測(cè)元件，對(duì)電流表和電壓表的測(cè)量誤差無(wú)影響，A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)圖像可知待測(cè)元件的電壓范圍小于1V，而電源電動(dòng)勢(shì)為6V，因?yàn)榇郎y(cè)元件兩端電壓特別小，假如用導(dǎo)線代替R0，會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器的調(diào)整范圍變得特別小，難以調(diào)整，C正確，D錯(cuò)誤．故選BC．考點(diǎn)四拓展創(chuàng)新試驗(yàn)1．(2024·湖北宜昌聯(lián)考)如圖(a)所示為某電流天平的示意圖，質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面對(duì)外．與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)．當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，且指針指在0刻線的位置，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為0.當(dāng)MN中有電流通過(guò)且平衡時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示．此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為_(kāi)1.094__cm.利用上述裝置可以測(cè)量懸掛的輕彈簧的勁度系數(shù)，已知B＝0.547T，MN中通有電流I＝1.00A，MN的長(zhǎng)度l＝0.250m，ab邊的長(zhǎng)度d＝0.200