秘籍15電學(xué)實(shí)驗(yàn)高考頻度：★★★★★難易程度：★★★★☆考向一電表改裝、多用電表原理和使用真題演練【典例1】2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷）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。（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）刻度歐姆表表盤通過(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__________、__________。（3）校準(zhǔn)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)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，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__________Ω?！敬鸢浮浚?）900R1（2）455（3）035000.0【解析】（1）連線如圖：根據(jù)歐姆表的改裝原理，當(dāng)電流計(jì)滿偏時(shí)，則SKIPIF1<0，解得R=900Ω；為了滑動(dòng)變阻器的安全，則滑動(dòng)變阻器選擇R1；（2）在a處，SKIPIF1<0，解得Rxa=45kΩ；在b處，則SKIPIF1<0，解得Rxb=5kΩ；（3）校準(zhǔn)：紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指到0kΩ處；由圖可知，電阻箱接入的電阻為：R=35000.0Ω。多用電表使用“五步”法(1)選倍率：一般要選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率，如估計(jì)值為200Ω，就應(yīng)該選“×10”的倍率．(2)進(jìn)行歐姆調(diào)零．(3)將紅、黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量．(4)將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值．(5)測(cè)量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋．特別注意：用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大)，應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小)，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量．模擬精煉某同學(xué)用量程為0～1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為0～1V和0～1A的多用電表．圖中R1和R2為定值電阻，S為開關(guān)．回答下列問(wèn)題：(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線．(2)開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)；開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)．(3)表筆A應(yīng)為________色(填“紅”或“黑”)．(4)定值電阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)【答案】(1)連線如圖所示(2)電流電壓(3)黑(4)1.00880【解析】(1)見答案．(2)開關(guān)S閉合時(shí)，表頭和R2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，為電流表，因此用于測(cè)量電流；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，R2與表頭串聯(lián)，為電壓表，因此用于測(cè)電壓．(3)電流應(yīng)從紅表筆流入電表，從黑表筆流出電表，因此表筆A應(yīng)為黑色．(4)開關(guān)S斷開時(shí)為電壓表，U＝Ig(Rg＋R2)，解得R2＝880Ω；開關(guān)S閉合時(shí)為電流表，R1＝eq\f(IgRg＋R2,I－Ig)＝1.00Ω.考向二以測(cè)電阻為核心的實(shí)驗(yàn)真題演練【典例2】（2018·新課標(biāo)全國(guó)III卷）一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻（R0=20.0Ω）；V可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：（1）按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖（a），將圖（b）中實(shí)物連線_____________；（2）將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置，閉合S1；（3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2；（4）待測(cè)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)：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.49SKIPIF1<03.443.433.393.403.39（6）利用上述5次測(cè)量所得SKIPIF1<0的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數(shù)）【答案】如圖所示：SKIPIF1<048.2【解題思路】開關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過(guò)Rx的電流I=U1/R0，將開關(guān)S2擲于2端，R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2，Rx兩端電壓為U=U2–U1，由歐姆定律可得待測(cè)電阻阻值Rx=U/I=SKIPIF1<0R0=（SKIPIF1<0–1）R0。5次測(cè)量所得SKIPIF1<0的平均值，SKIPIF1<0（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（SKIPIF1<0–1）R0=（3.41–1）×20.0Ω=48.2Ω。測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)儀表的選擇及接法(1)儀表選擇的三個(gè)主要原則：安全性(量程不能太小)、準(zhǔn)確性(量程不能太大)、方便性(滑動(dòng)變阻器要方便調(diào)節(jié))(2)選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”(越接近理想電流表，其分壓的影響越小)或“內(nèi)大大”(大電阻適合電流表內(nèi)接法，測(cè)量值比實(shí)際值偏大)(3)選擇滑動(dòng)變阻器接法的口訣：“以小控大用分壓”(并聯(lián)總電阻主要由小電阻決定，并聯(lián)總電流主要由電阻小的支路決定，故并聯(lián)電路對(duì)小電阻的變化更敏感，即小電阻“控制”著大電阻)．(4)電表有時(shí)可反常規(guī)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．(5)定值電阻的常見用途：保護(hù)電路、分壓或分流．(6)電壓表量程的選擇：比電源電動(dòng)勢(shì)略大或相差不多．(7)電流表量程的選擇：電壓表量程與被測(cè)電阻比值相差不多．模擬精煉(2019·山東省青島市二模)某實(shí)驗(yàn)探究小組利用半偏法測(cè)量電壓表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供了下列實(shí)驗(yàn)器材：A．待測(cè)電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為3000Ω)B．電阻箱R1(最大阻值為9999.9Ω)C．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為10Ω，額定電流為2A)D．電源E(電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì))E．開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干(1)如圖虛線框內(nèi)為探究小組設(shè)計(jì)的部分測(cè)量電路，請(qǐng)你補(bǔ)畫完整；(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖，連接好實(shí)驗(yàn)電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)你補(bǔ)充完善下面操作步驟．首先閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電壓表達(dá)到滿偏；保持________不變，斷開開關(guān)________(選填“S1”或“S2”)，調(diào)節(jié)________的阻值，使電壓表示數(shù)達(dá)到半偏，讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0；(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的電壓表內(nèi)阻R測(cè)＝________，它與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，R測(cè)________RV(選填“＞”“＝”或“＜”)．【答案】(1)如圖所示(2)R2的滑片位置S2R1(3)R0＞【解析】(1)根據(jù)半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻的原理，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式電路，所以電路如圖所示．(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電壓表達(dá)到滿偏；保持R2的滑片位置不變，使R2左半部分的電壓不變，斷開開關(guān)“S2”，使電壓表和電阻箱串聯(lián)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，使電壓表示數(shù)達(dá)到半偏，讀取并記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0；(3)依據(jù)上述操作，被測(cè)電壓表和電阻箱分得電壓相等，即電壓表內(nèi)阻和此時(shí)電阻箱接入電路部分電阻相等，可通過(guò)讀取電阻箱接入電路部分電阻，得到被測(cè)電壓表內(nèi)阻，R測(cè)＝R0；因?yàn)?，斷開開關(guān)“S2”后總電阻增大，使R2左半部分得電壓增大，即R0兩端電壓大于被測(cè)電壓表兩端電壓，R0的阻值大于被測(cè)電壓表的內(nèi)阻，則R測(cè)＞RV.考向三以測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn)真題演練【典例3】（2018·江蘇卷）一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。（1）如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處__________；____________。（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的SKIPIF1<0數(shù)據(jù)見下表：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出SKIPIF1<0關(guān)系圖象___________。由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_________V；內(nèi)阻為__________Ω。R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26SKIPIF1<0/A–16.76.05.34.53.8（3）為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時(shí)，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_______V；內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω。【答案】（1）①開關(guān)未斷開②電阻箱阻值為零（2）圖象如圖所示：1.4（1.30~1.44都算對(duì)）1.2（1.0~1.4都算對(duì)）（3）1.4（結(jié)果與（2）問(wèn)第一個(gè)空格一致）1.0（結(jié)果比（2）問(wèn)第二個(gè)空格小0.2）【解析】（1）連接電路時(shí)電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯(cuò)誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣容易燒壞電流表和電源。（2）將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得SKIPIF1<0，所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)SKIPIF1<0V=1.37V，截距絕對(duì)值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω；用電壓表與電流表并聯(lián)，可測(cè)得電流表的內(nèi)阻SKIPIF1<0，考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則E=I(R+RA+r)，得SKIPIF1<0，所以圖線的斜率仍表示電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值為1.37V，圖線的截距表示（RA+r），所以內(nèi)阻精確值為r=（1.20–0.20）Ω=1.00Ω。【名師點(diǎn)睛】本題考查應(yīng)用電流表和電阻箱測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，本題創(chuàng)新之處在于用一個(gè)電壓表并聯(lián)在電流表的兩端測(cè)出電流表的電阻，從而提高測(cè)量電源內(nèi)阻的精確度。測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法(1)三種常用實(shí)驗(yàn)方法和原理，伏安法E＝U＋I(xiàn)r、伏阻法E＝U(1＋r/R)、安阻法E＝I(R＋r)．(2)兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖像處理法，對(duì)伏安法利用電源的UI圖像求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；對(duì)伏阻法和安阻法需對(duì)方程E＝U(1＋r/R)和E＝I(R＋r)適當(dāng)變形作線性處理，并利用直線方程的截距和斜率求電動(dòng)勢(shì)或內(nèi)阻等物理量．模擬精煉(2020·河南省濮陽(yáng)市第三次模擬)現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動(dòng)勢(shì)E為9V左右，內(nèi)阻r大約為40Ω，為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的量程為6V，內(nèi)阻為20kΩ，R1為電阻箱，阻值范圍0～999Ω，R0為定值電阻．(1)實(shí)驗(yàn)室備有以下四種規(guī)格的定值電阻A．100Ω B．1000ΩC．2000Ω D．20000Ω為使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，R0應(yīng)選________(填字母序號(hào))．(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖所示的圖線．根據(jù)圖線可求得該電池電動(dòng)勢(shì)E為________V，內(nèi)阻r為________Ω.【答案】(1)D(2)1041.7【解析】(2)定值電阻阻值與電壓表內(nèi)阻相等，則電壓表與定值電阻串聯(lián)電壓是電壓表示數(shù)的兩倍，在閉合電路中，E＝U外＋I(xiàn)r＝2U＋eq\f(2U,R1)r，則eq\f(1,U)＝eq\f(2,E)＋eq\f(2r,E)·eq\f(1,R1)，由圖像可知，圖像截距b＝eq\f(2,E)＝0.2，斜率k＝eq\f(2r,E)＝eq\f(Δ\f(1,U),Δ\f(1,R1))＝eq\f(1.2－0.2,0.12)≈8.33，則電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，r≈41.7Ω.考向四電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)真題演練【典例4】（2019·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷）某小組利用圖（a）所示的電路，研究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為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻（阻值100Ω）；S為開關(guān)，E為電源。實(shí)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?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中，為保證流過(guò)二極管的電流為50.0μA，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表V1的示數(shù)為U1=mV；根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí)，硅二極管正向電阻（填“變大”或“變小”），電壓表V1示數(shù)（填“增大”或“減小”），此時(shí)應(yīng)將R的滑片向（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SKIPIF1<0=×10–3V/℃（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）5.00變小增大B（2）2.8【解析】（1）U1=IR0=100Ω×50×10–6A=5×10–3V=5mV由SKIPIF1<0，I不變，溫度升高，U減小，故R減?。挥捎赗變小，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，故華東變阻器向右調(diào)節(jié)，即向B短調(diào)節(jié)。（2）由圖可知，SKIPIF1<0=2.8×10–3V/℃解決電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的思維方法解答創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，需要具有較強(qiáng)的遷移能力．遷移能力是在靈活把握教材的基本實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上培養(yǎng)出來(lái)的，復(fù)習(xí)時(shí)要夯實(shí)基礎(chǔ)，以不變應(yīng)萬(wàn)變，無(wú)論試題情境如何變化，都要在理解實(shí)驗(yàn)原理、弄清實(shí)驗(yàn)操作、明確實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上分析誤差來(lái)源．模擬精煉(2020·江西協(xié)作體一模，23)某同學(xué)用化學(xué)課所學(xué)的知識(shí)，用檸檬自制了一個(gè)水果電池，用多用電表粗測(cè)得知它的電動(dòng)勢(shì)E約為3V，內(nèi)阻r約為40Ω，若該電池允許輸出的最大電流為20mA，為了測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)準(zhǔn)備了如下器材：A．待測(cè)電池B．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻RV≈15kΩC．電流表A：量程0～1mA，內(nèi)阻RA＝38ΩD．電阻箱R：0～999.9ΩE．定值電阻R1＝2ΩF．定值電阻R2＝19ΩG．定值電阻R3＝72ΩH．定值電阻R4＝108ΩI．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)的部分電路如圖甲所示，圖中保護(hù)電阻R0應(yīng)選擇器材中的________(填寫器材前的選項(xiàng)字母)．(2)選擇合適的器材，將虛線框中的電路補(bǔ)充完整，并在電路中注明所選器材的符號(hào)．(3)將電阻箱的阻值調(diào)整到最大，閉合開關(guān)．(4)調(diào)節(jié)電阻箱的電阻，使所選電表指針指到某一位置，記錄此時(shí)電阻箱的阻值R和所選電表的讀數(shù)x，電表讀數(shù)用國(guó)際單位制單位(A或V)．(5)重復(fù)步驟(4)獲得多組R和x的值．(6)斷開開關(guān)，整理器材．(7)根據(jù)所得數(shù)據(jù)在eq\f(1,x)－R坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，如圖乙所示．根據(jù)圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果均保留一位小數(shù))【答案】(1)H(2)如圖所示(7)3.242.1【解析】(1)保護(hù)電阻R0的阻值R0＝eq\f(E,Im)－r＝110Ω，接近108Ω，故選H.(2)由于電壓表量程太大，故不采用；電流表量程太小，必須擴(kuò)大量程，根據(jù)電表改裝原理，應(yīng)給電流表并聯(lián)一定值電阻，R＝eq\f(IARA,Im－IA)＝2Ω，故并聯(lián)電阻R1；電路如答案圖．(7)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝20x(R0＋r＋R＋R并)，其中R并為電流表內(nèi)阻與R1的并聯(lián)值，大小為1.9Ω，整理可得eq\f(1,x)＝eq\f(20,E)(R0＋r＋R并)＋eq\f(20,E)R，結(jié)合圖像可知斜率k＝20/E，截距eq\f(20,E)(R0＋r＋r并)＝950A－1，聯(lián)立可得E＝3.2V，r＝42.1Ω.橫掃千軍1．某同學(xué)想用如圖甲所示的實(shí)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)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流表的讀數(shù)始終符合實(shí)驗(yàn)要求．(1)為了測(cè)量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至____________(填“最大”或“最小”)，然后閉合開關(guān)K1，將開關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開關(guān)K2撥至2位置．保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)調(diào)節(jié)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＝____________Ω(2)為了測(cè)量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計(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，將開關(guān)K2調(diào)至2位置，閉合開關(guān)K1；然后多次調(diào)節(jié)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；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫出了如圖乙所示的圖象；利用圖象中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA＝____________Ω，電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)E＝____________V．【答案】(1)最大34.2(2)0.54【解析】(1)為了保證電路中用電器的安全，在閉合開關(guān)之前應(yīng)該將兩個(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)根據(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圖象的斜率和截距可得E＝4V，RA＝0.5Ω．2．(2019·北京通州區(qū)模擬)為測(cè)定電流表內(nèi)電阻Rg，實(shí)驗(yàn)中備用的器件有：()A．電流表(量程0～100μA)B．標(biāo)準(zhǔn)伏特表(量程0～5V)C．電阻箱(阻值范圍0～999Ω)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)，還有若干開關(guān)和導(dǎo)線．(1)如果采用如圖所示的電路測(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____________，可變電阻R2應(yīng)選用____________，電源應(yīng)選用____________(用字母代號(hào)填寫)．(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有：a．合上開關(guān)K1；b．合上開關(guān)K2；c．觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調(diào)到最大；d．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；e．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；f．記下R2的阻值．把以上步驟的字母按實(shí)驗(yàn)的合理順序?yàn)椋篲___________．(3)如果在步驟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____________Ω．(4)如果再給出：H.電源(電動(dòng)勢(shì)8V)；I.電源(電動(dòng)勢(shì)12V)，電源應(yīng)選擇____________(選填選項(xiàng)前的字母)．(5)某同學(xué)認(rèn)為步驟e中不需要保證“電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半”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)的判斷是否可行．____________【答案】(1)DCF(2)cadbef(3)600(4)H(5)可行【解析】(1)該實(shí)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，如果干路電流變化不大，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．要保證兩次實(shí)驗(yàn)干路的電流變化不大，就需要保證兩次實(shí)驗(yàn)電路的總電阻變化不大，也就是說(shuō)，在給電流表并聯(lián)上一個(gè)電阻箱后導(dǎo)致的電阻變化，對(duì)整個(gè)電路影響不大．要達(dá)到這個(gè)效果，R1就需要選一個(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．該實(shí)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)大概的最大值，即：Emax＝IgmaxRImax＝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：實(shí)驗(yàn)前，將R1的阻值調(diào)到最大；合上開關(guān)K1；調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；保持R1的阻值不變，合上開關(guān)K2；調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；記下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)根據(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，這樣可以減小實(shí)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)的判斷可行．只需保證步驟abcd不變．例如在步驟e中，可以調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的三分之二，記下此時(shí)R2的阻值，根據(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：Rg′＝eq\f(R2,2)，同樣可以測(cè)得電流表的內(nèi)阻．3．(2019·湖南懷化模擬)某一小型電風(fēng)扇額定電壓為5.0V，額定功率為2.5W．某實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的伏安特性曲線．實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A．電源E(電動(dòng)勢(shì)為6.0V)B．電壓表V(量程為0～6V，內(nèi)阻約為8kΩ)C．電流表A1(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)；E．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值5kΩ，額定電流100mA)F．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值25Ω，額定電流1A)(1)為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用____________滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____________(填所選儀器前的字母序號(hào))．(2)請(qǐng)你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路圖畫在圖甲中的虛線框內(nèi)(小電風(fēng)扇的電路符號(hào)如圖甲所示)____________．(3)操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，小電風(fēng)扇通電后受阻力作用，電壓表讀數(shù)小于0.5V時(shí)電風(fēng)扇沒啟動(dòng)．該小組測(cè)繪出的小電風(fēng)扇的伏安特性曲線如圖乙所示，由此可以判定，小電風(fēng)扇的電阻為____________Ω，正常工作時(shí)的發(fā)熱功率為____________W，機(jī)械功率為____________W【答案】(1)CF(2)見解析圖(3)2.5Ω0.6251.875【解析】(1)電風(fēng)扇的額定電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2.5,5.0)A＝0.5A，從讀數(shù)誤差的角度考慮，電流表選擇C，電風(fēng)扇的電阻比較小，則滑動(dòng)變阻器選擇總電阻為25Ω的誤差較小，即選擇F．(2)因?yàn)殡妷?、電流需從零開始測(cè)起，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電風(fēng)扇的電阻為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(52,2.5)Ω＝10Ω，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法．電路圖如圖所示．(3)電壓表讀數(shù)小于0.5V時(shí)電風(fēng)扇沒啟動(dòng)．根據(jù)歐姆定律得：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.5,0.2)Ω＝2.5Ω正常工作時(shí)電壓為5V，根據(jù)圖象知電流為0.5A，則電風(fēng)扇發(fā)熱功率為：P＝I2R＝0.52×2.5W＝0.625W，則機(jī)械功率P′＝UI－I2R＝2.5W－0.625W＝1.875W．4．(2019·四川成都模擬)(1)某同學(xué)用多用電表歐姆擋粗測(cè)一電阻Rx的阻值．選擇“×1”擋時(shí)，指針指示如圖甲所示，則示數(shù)為____________Ω(取一位有效數(shù)字)．(2)為精確測(cè)量Rx的阻值，現(xiàn)取來(lái)兩節(jié)干電池(總電動(dòng)勢(shì)為3V，總內(nèi)阻為0.4Ω)、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻很小，可不計(jì))C．電流表(0～3A，內(nèi)阻很小，可不計(jì))D．滑動(dòng)變阻器(0～5Ω，額定電流為0.5A)E．滑動(dòng)變阻器(0～10Ω，額定電流為1A)(i)電流表應(yīng)選____________(填序號(hào)字母)；(ii)要求滑動(dòng)變阻器分壓連接，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________(填序號(hào)字母)；(iii)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)的實(shí)物連線如圖乙所示，其中有一處不妥，不妥處為____________(填①至⑧的序號(hào))．(3)該同學(xué)將(2)中的錯(cuò)誤糾正并測(cè)出Rx的阻值后，又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：將導(dǎo)線③連接在電池負(fù)極的一端改為連接在開關(guān)的右端，閉合開關(guān)，當(dāng)滑片P移到某位置c(圖乙中未標(biāo)出)時(shí)，讀出電壓表示數(shù)為2.2V，電流表示數(shù)為0.4A，則變阻器的ca與cb段的電阻之比Rca∶Rcb＝____________．【答案】(1)6(2)BE⑦(3)4∶1或1∶4【解析】(1)由表盤讀出指針示數(shù)為6，又擋位選擇“×1”擋，故電阻的大小為Rx＝6×1＝6Ω；(2)(i)利用歐姆定律，測(cè)量電路最大電流約為eq\f(3,6)A＝0.5A，故電流表應(yīng)選B；(ii)要求滑動(dòng)變阻器分壓連接，滑動(dòng)變阻器電流要超過(guò)0.5A，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E；(iii)因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻可以不計(jì)，故測(cè)量電路電流表應(yīng)選擇內(nèi)接法，故⑦處連接不妥；(3)設(shè)滑動(dòng)變阻器連入電路電阻為R，則由閉合電路歐姆定律，得：E＝U＋I(xiàn)(r＋R)，滑動(dòng)變阻器兩部分并聯(lián)連入電路，由并聯(lián)電路電阻關(guān)系，有：R＝eq\f(RcaRcb,Rca＋Rcb)，Rca＋Rcb＝10Ω聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：Rca＝2Ω，Rcb＝8Ω或Rca＝8Ω，Rcb＝2Ω，故Rca∶Rcb＝1∶4或Rca∶Rcb＝4∶1．5．(2019·山東濟(jì)寧一模)某實(shí)驗(yàn)小組為了測(cè)量某一電阻Rx的阻值，他們先用多用電表進(jìn)行粗測(cè)，測(cè)量出Rx的阻值約為18Ω.為了進(jìn)一步精確測(cè)量該電阻，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上備有以下器材：甲A．電流表(量程15mA，內(nèi)阻未知)B．電阻箱(0～99.99Ω)C．電阻箱(0～999.9Ω)D．電源(電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約1Ω)E．開關(guān)2只F．導(dǎo)線若干(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)原理圖并連接好實(shí)驗(yàn)器材，按照如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：a．先將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R1和電流表的示數(shù)I；b．保持開關(guān)S1閉合，再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R2．(i)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)器材規(guī)格可知，電阻箱應(yīng)選擇____________(選填器材前的字母)；(ii)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，待測(cè)電阻Rx＝____________(用步驟中所測(cè)得的物理量表示)．乙(2)乙同學(xué)認(rèn)為該電路也可以用來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．若已知所選電流表的內(nèi)阻為RA，同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，讀出多組電阻值R和電流I的數(shù)據(jù)；由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的eq\f(1,I)-R圖象如圖乙所示，圖象的斜率為k、截距為b，由此可求得電源電動(dòng)勢(shì)E＝____________，內(nèi)阻r＝____________(用本題所給物理量表示)．【答案】(1)(ⅰ)C(ⅱ)R2－R1(2)eq\f(1,k)eq\f(b,k)－RA【解析】(1)電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電流表量程為15mA＝0.015A，由歐姆定律：I＝eq\f(U,R)可知，電路中的最小電阻應(yīng)為：Rmin＝eq\f(E,IA)＝eq\f(3,0.015)＝200Ω，所以電阻箱應(yīng)選C；②根據(jù)閉合電路歐姆定律得：S2斷開時(shí)有：E＝I(Rx＋R1＋RA＋r)，S2閉合時(shí)有：E＝I(R2＋RA＋r)，解得：Rx＝R2－R1；(2)閉合開關(guān)S2，由閉合電路歐姆定律得：E＝I(R＋RA＋r)，整理得：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(RA＋r,E).由eq\f(1,I)-R圖象可知：k＝eq\f(1,E)，b＝eq\f(RA＋r,E)，而已知RA，解得E＝eq\f(1,k)，r＝eq\f(b,k)－RA．6．(2019·湖南衡陽(yáng)模擬)指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在使用多用電表測(cè)量時(shí)，若選擇開關(guān)扳至“25V“擋，指針的位置如圖(a)所示，則測(cè)量結(jié)果為____________V；(2)多用電表測(cè)量未知電阻阻值的電路如圖(b)所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，R0為調(diào)零電阻．某次將待測(cè)電阻用電阻箱代替時(shí)，電路中電流I與電阻箱的阻值Rx關(guān)系圖象如圖(c)所示，則此時(shí)多用電表的內(nèi)阻為____________Ω，該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝____________V．(3)下列判斷正確的是____________A．在圖(b)中、電表的左、右插孔處分別標(biāo)注著“－”、“＋”B．由圖線(c)的特點(diǎn)可知，歐姆表的刻度盤上的數(shù)字左小右大C．歐姆表調(diào)零的實(shí)質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)R，使Rx＝0時(shí)電路中的電流達(dá)到滿偏電流D．電阻Rx的變化量相同時(shí)，Rx越小，則對(duì)應(yīng)的電流變化量就越小(4)如果隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，該多用電表內(nèi)部的電源電動(dòng)勢(shì)減少，內(nèi)阻增大，但仍然能夠歐姆調(diào)零，如仍用該表測(cè)電阻，則測(cè)量結(jié)果是____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．【答案】(1)11.5(2)1.5×10412(3)AC(4)偏大【解析】(1)選擇開關(guān)置于“25V”時(shí)，選擇表盤第二排刻度進(jìn)行讀數(shù)，分度值為0.5V，對(duì)應(yīng)刻度示數(shù)為：11.5V．(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：Ig＝eq\f(E,R內(nèi))，I＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx)由題圖可得Ig＝0.8mA，當(dāng)I＝0.4mA時(shí)，Rx＝15kΩ，解得R內(nèi)＝15kΩ＝1.5×104Ω，E＝12V．(3)根據(jù)電流紅進(jìn)黑出，在題圖(b)中，電表的右、左插孔處分別標(biāo)注著“＋”“－”，故A正確；函數(shù)圖象是非線性變化，導(dǎo)致歐姆表刻度不均勻，歐姆表的刻