18、
串、并聯(lián)關(guān)系不同
負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍
≤U≤E
0≤U≤E
分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍
≤I≤
0≤I≤
分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
閉合S前滑片P位置
b端
a端
都是為了保護(hù)電路元件
4．在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻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，測量電路中電流表的連接方式如圖甲或圖乙所示，結(jié)果由公式Rx＝計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1____
19、____(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值．
解析：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點解題．根據(jù)題意知＞，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測電阻的真實值．圖甲的測量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1＞Rx真；圖乙的測量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2＜Rx真．
答案：Rx1 大于 小于
5．要描繪一個標(biāo)有“3V 0.8W”小燈泡的伏安特性曲線，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加，且盡量減小實驗誤差．已選用的器材除導(dǎo)線、開關(guān)外，還有：
電池組(電動勢為4.5V，內(nèi)阻約1Ω)
電流表(量程為0～0.6A，內(nèi)
20、阻約為1Ω)
電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)
滑動變阻器(最大阻值20Ω，額定電流1A)
(1)實驗電路應(yīng)選用圖甲中的________(填字母代號)．
(2)按照(1)中選擇的電路進(jìn)行連線，如圖乙所示，其中應(yīng)該去掉的導(dǎo)線是________(選填相應(yīng)的字母)．
(3)閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于最________端(選填“左”或“右”)．
(4)以電壓表的讀數(shù)U為橫軸，以電流表的讀數(shù)I為縱軸，根據(jù)實驗得到的多組數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線，如圖丙所示．由圖可知：隨著電壓的增大，小燈泡的電阻________(選填“增大”或“減小”)，其發(fā)生變化的原因是__
21、_____________________.
(5)如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，電路接通后小燈泡兩端的電壓是________V.
解析：(1)由題意得，本實驗應(yīng)從零開始測量，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法；由于燈泡內(nèi)阻較小，因此應(yīng)采用電流表外接法，故選擇B電路．
(2)由題圖乙可知，電壓表左側(cè)分別接了兩條導(dǎo)線，由于本實驗應(yīng)采用電流表外接法，故應(yīng)將導(dǎo)線b去掉．
(3)由題圖乙可知，測量部分與滑動變阻器左側(cè)并聯(lián)，為了讓電壓從零開始調(diào)節(jié)，滑片開始時應(yīng)置于最左端．
(4)I-U圖象中任一點與原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，則可知，隨著電壓的升高電阻增大，原因是燈絲電
22、阻隨溫度的升高而增大．
(5)在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示，由圖可知，小燈泡兩端的電壓約為0.70V.
答案：(1)B (2)b (3)左 (4)增大 隨著電壓升高，燈絲電阻的溫度升高，電阻增大 (5)0.70(0.68～0.75均可)
6．(2018·高考全國卷Ⅲ)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值．圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0Ω)；可視為理想電壓表；S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)；E為電源；R為滑動變阻器．采用如下步驟完成實驗：
(1)按照實驗原理線路圖(a)，將圖(b)中實物連線．
(2)將滑動變阻器滑動端置于
23、適當(dāng)?shù)奈恢?，閉合S1.
(3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2.
(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)．
(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù).
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保
24、留1位小數(shù))
解析：(1)根據(jù)原理圖，沿電流的流向依次連接．
①先接E、R、S1連接起來，組成閉合回路．
②將R0、Rx與R連接起來．
③將、S2與Rx連接起來．
(4)由于為理想電壓表，故S2接1或接2時流過R0、Rx的電流相等．
根據(jù)部分電路歐姆定律和串聯(lián)電路的特點得
＝，解得Rx＝(－1)R0
(6)根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計算的平均值為3.41，代入Rx＝(－1)R0得Rx＝48.2Ω.
答案：(1)實物連線如圖
(4)(－1)R0 (6)48.2
考向三 以測電動勢為核心的實驗
1．電源電動勢和內(nèi)電阻的測量方法
方案
伏安法
伏阻法
安阻法
原理
E
25、＝U＋I(xiàn)r
E＝U＋r
E＝IR＋I(xiàn)r
電路圖
關(guān)系式
U＝E－Ir
＝＋
＝＋
圖象
縱軸截距：E
斜率：－r
縱軸截距：
斜率：
縱軸截距：
斜率：
2.對實驗的兩點說明
(1)任何一種實驗方法，一定要緊扣閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r，其中最關(guān)鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I.
(2)利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常見的方法，對于不同的電路設(shè)計，在作圖象時都要畫出傾斜直線，即得到有關(guān)電動勢和內(nèi)阻的一次函數(shù)關(guān)系，再利用圖象中的斜率與截距求解．
7．某同學(xué)設(shè)計了一個“測定電池電動勢和內(nèi)阻”的實驗，可供選擇的器材如下
26、：
A．待測干電池一節(jié)
B．電流表A(量程為0～60mA，內(nèi)阻RA＝18Ω)
C．電壓表V(量程為0～3V，內(nèi)阻RV約為3kΩ)
D．滑動變阻器R1(阻值為0～5Ω)
E．滑動變阻器R2(阻值為0～30Ω)
F．定值電阻R3(阻值為2Ω)
G．定值電阻R4(阻值為10Ω)
(1)為完成實驗，滑動變阻器應(yīng)該選________，定值電阻應(yīng)該選________．(填器材后面的代號)
(2)請完善圖(a)中的電路圖．
(3)根據(jù)圖(b)中已描出的點畫出U-I圖象，由圖象得該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
解析：(1
27、)因為電池的內(nèi)阻較小，約為幾歐，故為了能起到控制調(diào)節(jié)作用，滑動變阻器應(yīng)采用總阻值為30Ω的R2；因為給出的電流表量程為0～60mA，量程偏小，為了能準(zhǔn)確測量，可以采用串聯(lián)定值電阻的方法來減小電流，需要的電阻R＝＝25Ω，兩定值電阻均達(dá)不到要求，所以應(yīng)考慮改裝電流表，為了讓量程變大，應(yīng)將較小的電阻與電流表并聯(lián)，電流表改裝后的量程為I＝Ig＋＝60mA＋mA＝600mA，符合實驗要求．
(2)根據(jù)(1)中分析可知，電路圖如圖所示．
(3)根據(jù)已描出的點畫出的U-I圖象如圖所示．設(shè)電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U＝E－10Ir，可知電路的U-I圖線與縱軸的交點即為
28、電源的電動勢，故E＝1.49V，圖線的斜率k＝Ω＝10r，則r＝1.05Ω.
答案：(1)R2 R3 (2)圖見解析 (3)圖見解析 1.49(1.47～1.49均可) 1.05(1.04～1.07均可)
8．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量電池盒的電動勢和內(nèi)阻，所用的實驗器材有：一個電壓表V、一個電阻箱R、一個5.0Ω的定值電阻R0、一個開關(guān)和導(dǎo)線若干．
(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖乙連成完整的電路．
(2)該同學(xué)為了用作圖法來確定電源的電動勢和內(nèi)阻，以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出的圖象如圖丙所示，則該圖象的函數(shù)表達(dá)式為________________________
29、____________________
(用含有U、R、R0、E、r的函數(shù)表達(dá)式表示)．
(3)由圖象可求得，該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示．
(2)由閉合電路的歐姆定律可知
E＝U＋(R0＋r)，
化簡得＝＋·.
(3)由上式及題圖丙知
＝0.35V－1，
＝Ω/V＝2.6 Ω/V，
解得E＝2.9V，r＝2.5Ω.
答案：(1)圖見解析 (2)＝＋·
(3)2.9 2.5
[限訓(xùn)練·通高考] 科學(xué)設(shè)題 拿下高考高分
單
30、獨成冊 對應(yīng)學(xué)生用書第151頁
(45分鐘)
1．(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，圖中表針示數(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，圖中表針示數(shù)為________A.
(2)如圖乙所示，當(dāng)電壓表使用的量程為0～3V時，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為________V；當(dāng)電壓表使用的量程為0～15V時，則表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V.
解析：(1)當(dāng)電流表使用的量程為0～0.6A時，刻度盤上的每一小
31、格為0.02A，表針?biāo)傅氖緮?shù)為0.44A；當(dāng)電流表使用的量程為0～3A時，每一小格為0.1A，表針?biāo)傅氖緮?shù)為2.20A.
(2)當(dāng)電壓表使用的量程為0～3V時，每小格表示0.1V，表針?biāo)傅氖緮?shù)為1.70V；當(dāng)電壓表使用的量程為0～15V時，每小格表示0.5V，表針?biāo)傅氖緮?shù)為8.5V.
答案：(1)0.02 0.44 0.1 2.20 (2)0.1 1.70 0.5 8.5
2．在“用多用電表測電阻、電流和電壓”的實驗中：
(1)用多用表測電流或電阻的過程中________．
A．在測量電阻時，更換倍率后必須重新進(jìn)行調(diào)零
B．在測量電流時，更換量程后必須重新進(jìn)行調(diào)零
C．在
32、測量未知電阻時，必須先選擇倍率最大擋進(jìn)行試測
D．在測量未知電流時，必須先選擇電流最大量程進(jìn)行試測
(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置．若選擇開關(guān)處于“10 V”擋，其讀數(shù)為________V；若選擇開關(guān)處于“×10”擋，其讀數(shù)________(選填“大于”“等于”或“小于”)200Ω.
解析：(1)多用電表測量電阻時，更換倍率后都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，選項A正確；測量電流前需要進(jìn)行機械調(diào)零，更換量程時不需要進(jìn)行再次調(diào)零，選項B錯誤；在測量未知電阻時，要先用中等倍率的擋位試測，看指針偏角情況后再換用恰當(dāng)倍率擋測量，故選項C錯誤；在測量未知電流時，必須選擇電流最大量程進(jìn)行試測，避免
33、電表燒壞，故選項D正確．(2)若選擇開關(guān)處于“10 V”擋，則電表的最小刻度為0.2V，此時讀數(shù)為5.4V；若選擇開關(guān)處于“×10”擋，根據(jù)表盤刻盤“左密右疏”可知，此時指針指示雖未知但小于15，所以讀數(shù)應(yīng)該小于150Ω，故小于200Ω.
答案：(1)AD (2)5.4 小于
3．某同學(xué)制作了一個簡單的多用電表，圖甲為多用電表的內(nèi)部電路圖．已知選用的電流表的內(nèi)阻Rg＝5Ω、滿偏電流Ig＝25mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程為0～100V的電壓表．該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于該同學(xué)粗心，上排刻度線對應(yīng)數(shù)據(jù)沒有標(biāo)出．
(1)若指針指在圖乙所示位置，選
34、擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為________；選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為________．
(2)為了測該多用電表歐姆擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動勢，這位同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗：
①將選擇開關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1使電表指針滿偏；
②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指在C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為________Ω.
③計算得到多用電表內(nèi)電源的電動勢為________V．(保留兩位有效數(shù)字)
(3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，若指針在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
35、解析：(1)選擇開關(guān)接1時測電流，多用電表為量程是0～25mA的電流表，其分度值為0.5mA，示數(shù)為17.0mA.選擇開關(guān)接3時測電壓，多用電表為量程是0～100V的電壓表，其分度值為2V，其示數(shù)為68V.
(2)②由圖丙所示的電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1000Ω＋1×100Ω＋5×10Ω＋0×1Ω＝150Ω.
③指針指在C處時，電流表示數(shù)為12.5mA＝1.25×10－2A，C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為150Ω，電源電動勢E＝I×2R＝1.25×10－2×2×150V＝3.8V.
(3)根據(jù)第(1)問可知，調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，此時電路中的電流值為17.0mA
36、，而表內(nèi)電源的電動勢為E＝3.8V，表內(nèi)總電阻等于中值電阻，為150Ω，所以待測電阻的阻值約為R＝Ω－150Ω＝74Ω.
答案：(1)17.0mA 68V (2)②150 ③3.8 (3)74
4．某技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行抽查，檢驗負(fù)責(zé)人說：“十幾個不合格產(chǎn)品中，大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅，電阻率達(dá)不到要求……”．
(1)欲測量某捆電線的電阻率是否合格，經(jīng)查閱，純銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，取長度為100m(真實長度)的電線，橫截面積取1mm2，可供選用的器材有：
A．電源(電動勢約為6V，內(nèi)阻不計)；
37、
B．待測長度為100m的電線一捆；
C．電壓表V1(量程為0～3V，內(nèi)阻為6kΩ)；
D．電壓表V2(量程為0～15V，內(nèi)阻為20kΩ)；
E．電流表A1(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω)；
F．電流表A2(量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.025Ω)；
H．定值電阻R1＝1kΩ；
G．定值電阻R2＝6kΩ；
K．滑動變阻器(最大阻值為5Ω，允許通過的最大電流為3A)．
為使實驗盡可能準(zhǔn)確，電表的示數(shù)均要達(dá)到滿偏的以上，請你根據(jù)實驗要求在圖甲中完成實物圖的連線，注意閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
(2)請你選擇合適的器材，電壓表為________，電流表
38、為________，定值電阻為________．(填儀器前的序號)
(3)某次測量得電壓表示數(shù)為2.50V，電流表讀數(shù)如圖乙所示，為________A.
(4)經(jīng)分析計算，這捆電線電阻率是否達(dá)標(biāo)________．(選填“是”或“否”)
解析：(1)該捆電線的電阻約為Rx＝ρ＝1.7Ω，小于滑動變阻器的最大電阻，故滑動變阻器采用限流式接法；電路中的最大電流大于0.6A，故電流表選量程較大的A2；閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大端，電壓表V1的量程太小，有被燒壞的危險，而電壓表V2的量程又太大，示數(shù)達(dá)不到滿偏量程的以上，故應(yīng)把R2與V1串聯(lián)起來，擴大V1的量程；電流表采用外接
39、法．測量電路如圖所示．
(2)由(1)中分析可知電壓表選C，電流表選F，定值電阻選G.
(3)電流表的讀數(shù)I＝2.50A.
(4)被測電線的電阻R＝＝Ω＝2.0Ω，電阻率ρ＝＝Ω·m＝2.0×10－8Ω·m>1.7×10－8Ω·m，故該電線電阻率不達(dá)標(biāo)．
答案：(1)圖見解析 (2)C F G (3)2.50 (4)否
5．實驗小組要測定一個電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，并測量保護(hù)電阻的阻值Rx.已知電池組的電動勢約為6V，電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐，可選用的實驗器材有：
電流表A1(量程0～30mA)
電流表A2(量程0～100mA)
電壓表V1和電壓表V2(量程均為0
40、～6V)
滑動變阻器R1(阻值0～5Ω)
滑動變阻器R2(阻值0～300Ω)
開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干
某同學(xué)設(shè)計的實驗過程如下：
①實驗電路圖如圖甲所示，正確連接電路；將滑動變阻器R接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；
②逐漸減小滑動變阻器R的阻值，測量并記錄多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)U1、U2、I.
根據(jù)上面信息，回答下列問題：
(1)實驗中電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．
(2)如圖乙所示是根據(jù)步驟②的測量數(shù)據(jù)作出的U1-I圖象，由圖象可知，電源電動勢E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3
41、)用U1、U2、I表示待測保護(hù)電阻的阻值Rx＝________，考慮到電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，實驗中待測電阻的測量值與真實值相比________(選填“偏小”“偏大”或“相等”)．
解析：(1)由題意可知，電動勢約為6V，而電池內(nèi)阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐，為了保證實驗的安全，電流表應(yīng)該選取A2，由電路圖可知，滑動變阻器是用來調(diào)節(jié)電流的大小，R1的阻值小于待測電阻的阻值較多，故只能選取R2.(2)由圖象可知，圖線在縱軸上的截距表示電動勢大小，可知E＝5.9V，圖線的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小，故r＝||＝25Ω.(3)由部分電路的歐姆定律得Rx＝，由于電壓表的分流作用，電流表的示數(shù)小于實
42、際通過待測電阻Rx的電流I1，Rx的真實值為Rx0＝，其中I
43、變阻器，使電壓表滿偏；
④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，記下電阻箱的阻值．
回答下列問題：
(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器______________(填“R1”或“R2”)．
(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線．
(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為______Ω(結(jié)果保留到個位)．
(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標(biāo)號)．
A．100μA B.250μA C．500μA D．1mA
解析：(1)滑動變阻器R1的阻值較小，在分壓電路中便于調(diào)節(jié)，故實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器R1.
(2)實物圖連線如圖所示．
(3)電阻箱阻值為0時，電壓表滿偏電壓Ug＝2.5V，電阻箱阻值R＝630.0Ω時，電壓表的示數(shù)UV＝2.00V，此時電阻箱兩端的電壓UR＝Ug－UV＝0.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可得＝，
故Rg＝R＝×630.0Ω＝2520Ω.
(4)電壓表的滿偏電流為Ig，則IgRg＝Ug，
故Ig＝＝A≈1mA，選項D正確．
答案：(1)R1 (2)圖見解析 (3)2520 (4)D
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2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實驗技能與創(chuàng)新 第2講 電學(xué)實驗學(xué)案
