PAGE27-第2講電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新本部分在高考試題中每年都出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)原理、儀器的選擇、電路的分析是高考的重點(diǎn).在備考過(guò)程中要：(1)掌握基本儀器的原理和使用；(2)掌握基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛯?shí)驗(yàn)思想，如伏安法測(cè)電阻，電流表的內(nèi)、外接法及滑動(dòng)變阻器的連接方式；(3)掌握處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法，如圖象法、平均值法等．涉及電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)、電路故障分析、實(shí)物圖的連接是實(shí)驗(yàn)命題的重點(diǎn)．熱點(diǎn)題型一電表改裝與多用電表的使用實(shí)驗(yàn)儀表圖及原理圖使用方法及原理考查熱點(diǎn)練習(xí)使用多用電表及掌握內(nèi)部結(jié)構(gòu)①電壓、電流擋：相當(dāng)于電壓表、電流表②歐姆擋：閉合電路歐姆定律③調(diào)零：機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零④電流方向：紅表筆進(jìn)，黑表筆出⑤原理：串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流①考讀數(shù)：電壓、電流、電阻擋的讀數(shù)②考使用：歐姆表選擋、調(diào)零、規(guī)范操作等③考黑箱：多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的元件④電表改裝：所需電阻或改后量程的計(jì)算(2019·高考全國(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，根據(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)．(1)根據(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．由此可以推測(cè)出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是________．(填正確答案標(biāo)號(hào))A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因可能是________．(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，只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k＝________．[解析](1)量程為250μA的微安表改裝成量程為20mA的電流表，量程擴(kuò)大了80倍，需要將定值電阻與微安表并聯(lián)，然后根據(jù)題圖(a)的原理圖連線．(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0mA時(shí)，對(duì)應(yīng)的微安表讀數(shù)為160μA，說(shuō)明量程擴(kuò)大了100倍，因此所改裝的電表量程是25mA，選項(xiàng)C正確．(3)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0mA時(shí)，對(duì)應(yīng)的微安表讀數(shù)應(yīng)為200μA，而實(shí)際測(cè)量時(shí)微安表讀數(shù)為160μA，實(shí)際測(cè)量時(shí)微安表讀數(shù)偏小，若R值計(jì)算無(wú)誤，而微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，則說(shuō)明微安表實(shí)際內(nèi)阻大于1200Ω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若微安表內(nèi)阻測(cè)量無(wú)誤，而R值計(jì)算錯(cuò)誤，則并聯(lián)接入的電阻的阻值偏小，R的分流較大，導(dǎo)致微安表中電流較小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．(4)預(yù)期目的是將量程為250μA的微安表改裝成量程為20mA的電流表，量程擴(kuò)大80倍，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律有IgRg＝79IgkR；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0mA時(shí)，對(duì)應(yīng)的微安表讀數(shù)為160μA，量程擴(kuò)大了100倍，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律有IgRg＝99IgR；聯(lián)立解得k＝eq\f(99,79).[答案](1)連線如圖所示(2)C(3)AC(4)eq\f(99,79)eq\a\vs4\al()多用電表測(cè)電阻的“五步”“一注意”(1)多用電表測(cè)電阻的五步驟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讀出指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值．⑤測(cè)量結(jié)束后，將選擇開(kāi)關(guān)扳到“OFF”擋或交流電壓最高擋．(2)多用電表測(cè)電阻的注意點(diǎn)：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．Ｋ1.(2019·高考全國(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．(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)_______Ω；滑動(dòng)變阻器選________(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)_______、________．(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_(kāi)_______Ω.解析：(1)由題知當(dāng)兩表筆間接入15kΩ的電阻時(shí)，電流表示數(shù)為50μA，由閉合電路歐姆定律有eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,Rg＋r＋Rx＋R0＋R)，代入數(shù)據(jù)解得R＝900Ω，所以滑動(dòng)變阻器選擇R1.(2)歐姆表的內(nèi)阻R′g＝Rg＋r＋R0＋R＝15kΩ，當(dāng)電流為25μA時(shí)有eq\f(Ig,4)＝eq\f(E,R′g＋R′x)?R′x＝3Rx＝45kΩ；當(dāng)電流為75μA時(shí)有eq\f(3Ig,4)＝eq\f(E,R′g＋R″x)?R″x＝eq\f(1,3)Rx＝5kΩ.(3)紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指向0處．題圖(c)中電阻箱讀數(shù)為35000.0Ω.答案：(1)如圖所示900R1(2)455(3)035000.0熱點(diǎn)題型二電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)兩種測(cè)量電路圖兩種控制電路圖考查熱點(diǎn)電阻的測(cè)量①考讀數(shù)：U、I②考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇、實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇③考數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)處理、誤差分析(2018·高考全國(guó)卷Ⅲ)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(kāi)關(guān)，S2為單刀雙擲開(kāi)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)?shù)奈恢?，閉合S1；(3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器滑動(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/V0.861.031.221.361.49eq\f(U2,U1)3.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測(cè)量所得eq\f(U2,U1)的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小數(shù))解析：開(kāi)關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過(guò)Rx的電流I＝eq\f(U1,R0)，將開(kāi)關(guān)S2擲于2端，R0和Rx兩端電壓為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＝eq\f(U,I)＝eq\f(U2－U1,U1)R0＝(eq\f(U2,U1)－1)R0.5次測(cè)量所得eq\f(U2,U1)的平均值為eq\f(1,5)(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，代入得Rx＝(3.41－1)×20.0Ω＝48.2Ω.答案：(1)實(shí)物連線如圖(4)(eq\f(U2,U1)－1)R0(6)48.2eq\a\vs4\al()測(cè)電阻的兩種典型方法(1)最精確的電阻測(cè)量方法——等效替代法電流等效替代電壓等效替代(2)最專(zhuān)一的電表內(nèi)阻測(cè)量方法——半偏法①用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電流表并聯(lián)，然后與大電阻滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，R測(cè)<R真．②若測(cè)電壓表內(nèi)阻，如圖所示，電阻箱應(yīng)和電壓表串聯(lián)，然后與小電阻滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，R測(cè)>R真．2.(2018·高考天津卷)某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值(約為10kΩ)，除了Rx、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A．電壓表(量程0～1V，內(nèi)阻約10kΩ)B．電壓表(量程0～10V，內(nèi)阻約100kΩ)C．電流表(量程0～1mA，內(nèi)阻約30Ω)D．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.05Ω)E．電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V，額定電流0.5A，內(nèi)阻不計(jì))F．電源(電動(dòng)勢(shì)12V，額定電流2A，內(nèi)阻不計(jì))G．滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)(1)為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用________，電流表選用________，電源選用________．(均填器材的字母代號(hào))(2)畫(huà)出測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖．(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實(shí)驗(yàn)原理上看，待測(cè)電阻測(cè)量值會(huì)________其真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是________________________________________________________________________．解析：若選用電動(dòng)勢(shì)為1.5V的電源，則實(shí)驗(yàn)中電流最大值僅為0.15mA，兩個(gè)電流表均無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，故選用電動(dòng)勢(shì)為12V的電源F；此時(shí)，實(shí)驗(yàn)中最大電流約為1.2mA，故電流表選用C；電壓表選用B.由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，所以電流表內(nèi)接．由于電流表的分壓作用，電阻測(cè)量值偏大，所以電阻測(cè)量值大于其真實(shí)值．答案：(1)BCF(2)如圖所示(3)大于電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓熱點(diǎn)題型三描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)原理考查熱點(diǎn)描繪小電珠的伏安特性曲線①電路：伏安法外接；滑動(dòng)變阻器分壓式②圖象：U－I圖象為曲線(溫度升高，燈絲電阻增大)①考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇、實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇②考作圖：描點(diǎn)、連線畫(huà)U－I圖象③考運(yùn)算：由U－I圖象求電阻、電功率(2017·高考全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性．所使用的器材有：小燈泡L(額定電壓3.8V，額定電流0.32A)；電壓表V(量程3V，內(nèi)阻3kΩ)；電流表A(量程0.5A，內(nèi)阻0.5Ω)；固定電阻R0(阻值1000Ω)；滑動(dòng)變阻器R(阻值0～9.0Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻不計(jì))；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干．(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．Ｋ(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率________(填“增大”“不變”或“減小”)．(3)用另一電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率．閉合開(kāi)關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_(kāi)_______W，最大功率為_(kāi)_______W．(結(jié)果均保留2位小數(shù))[解析](1)要實(shí)現(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，則滑動(dòng)變阻器需要設(shè)計(jì)成分壓接法；電壓表V應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián)，將量程改為4V．由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω，所以需將電流表外接．(2)由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大．根據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大．(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大為9.0Ω時(shí)，流過(guò)小燈泡的電流最小，小燈泡的實(shí)際功率最小，把滑動(dòng)變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在題圖(a)中畫(huà)出等效電源E′0(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00Ω＋9.0Ω＝10Ω)的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U＝4－10I(V)，圖線如圖中Ⅰ所示，故小燈泡的最小功率為Pmin＝U1I1＝1.75×0.225W≈0.39W．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，流過(guò)小燈泡的電流最大，小燈泡的實(shí)際功率最大，在題圖(a)中畫(huà)出電源E0(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00Ω)的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U＝4－I(V)，圖線如圖中Ⅱ所示，故小燈泡的最大功率為Pmax＝U2I2＝3.68×0.318W≈1.17W.[答案](1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示(2)增大增大(3)0.391.17eq\a\vs4\al()描繪小電珠的伏安特性曲線電路的連接方式(1)電流表應(yīng)采用外接法：因?yàn)樾‰娭?3.8V，0.3A)的電阻很小，與量程為0.6A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大．(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從0開(kāi)始連續(xù)變化．3.(2019·高考全國(guó)卷Ⅱ)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(kāi)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(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－t關(guān)系曲線．回答下列問(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|eq\f(ΔU,Δt)|＝________×10－3V/℃(保留2位有效數(shù)字)．解析：(1)實(shí)驗(yàn)中硅二極管與定值電阻R0串聯(lián)，由歐姆定律可知，定值電阻兩端電壓U1＝IR0＝50.0μA×100Ω＝5.00mV；由圖(b)可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)溫度升高時(shí)，硅二極管兩端電壓減小，又圖(b)對(duì)應(yīng)的電流恒為50.0μA，可知硅二極管的正向電阻變小，由“串反”規(guī)律可知，定值電阻R0兩端電壓增大，即電壓表V1示數(shù)增大，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值以減小電路中的電流，從而使電壓表V1示數(shù)保持不變，故應(yīng)將R的滑片向B端移動(dòng)．(2)由圖(b)可知eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝eq\f(0.44－0.30,80－30)V/℃＝2.8×10－3V/℃.答案：(1)5.00變小增大B(2)2.8熱點(diǎn)題型四測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)原理考查熱點(diǎn)測(cè)定金屬的電阻率①測(cè)Rx∶Rx＝eq\f(U,I)(伏安法)②算ρ：Rx＝ρeq\f(L,S)，ρ＝eq\f(SRx,L)①考讀數(shù)：U、I、L及d②考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇、實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇③考運(yùn)算：由U－I圖象求Rx，ρ(2019·高考天津卷)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______mm.(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)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，畫(huà)出實(shí)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(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＝__________．從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)．[解析](1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知，該金屬絲的直徑應(yīng)為0mm＋20.0×0.01mm＝0.200mm；(2)對(duì)提供的實(shí)驗(yàn)器材分析可知，由于滑動(dòng)變阻器的總電阻比待測(cè)電阻的阻值小得多，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由于沒(méi)有提供電壓表，因此可以用內(nèi)阻已知的電流表充當(dāng)電壓表，即將A1作為電壓表，由于A1的內(nèi)阻已知，因此A2應(yīng)采用外接法；(3)由電路圖可知，Rx＝eq\f(I1R1,I2－I1)，由于A1的內(nèi)阻已知，因此該實(shí)驗(yàn)不存在系統(tǒng)誤差，測(cè)量值與真實(shí)值相等．[答案](1)0.200(0.196～0.204均可)(2)如圖(3)eq\f(I1R1,I2－I1)相等eq\a\vs4\al()測(cè)金屬絲電阻率的三點(diǎn)說(shuō)明(1)在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法：①用Rx＝eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值．②用U－I圖線的斜率求出．(2)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法．(3)電流控制：電流不宜過(guò)大，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過(guò)高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大．4.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，被測(cè)金屬絲的電阻大約為6Ω，先用刻度尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l以及金屬絲的直徑d，接著用伏安法測(cè)出金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I，計(jì)算出它的電阻，再根據(jù)電阻公式計(jì)算出該金屬材料的電阻率．在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的金屬絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻很??；電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.125Ω；電流表A2：量程0～3A，內(nèi)阻為0.025Ω；電壓表V1：量程0～3V，內(nèi)阻為3kΩ；電壓表V2：量程0～15V，內(nèi)阻為15kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10Ω，允許通過(guò)的最大電流為0.2A；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω，允許通過(guò)的最大電流為1.0A；開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干．要求有較高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)．(1)在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是________，應(yīng)該選用的電壓表是________，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是________(填器材符號(hào))．(2)根據(jù)所選的器材，在如圖所示虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．(3)用測(cè)得的物理量表示電阻率的表達(dá)式為ρ＝________(用字母表示)．解析：(1)電源電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，被測(cè)金屬絲電阻約為6Ω，干路中的最大電流約為0.75A，故電流表選A1，電壓表選V1，滑動(dòng)變阻器R1的最大允許電流0.2A太小，影響測(cè)量的范圍，所以滑動(dòng)變阻器選R2.(2)待測(cè)金屬絲電阻較小，電流表應(yīng)采用外接法，要求能測(cè)得多組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示．(3)由R＝eq\f(U,I)及R＝ρeq\f(l,S)，又S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)＝eq\f(πd2,4)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(\f(U,I)·\f(πd2,4),l)＝eq\f(Uπd2,4Il).答案：(1)A1V1R2(2)見(jiàn)解析圖(3)eq\f(Uπd2,4Il)熱點(diǎn)題型五測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)原理考查熱點(diǎn)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻①伏安法：E＝U＋I(xiàn)r②安阻法：E＝I(R＋r)③伏阻法：E＝U＋eq\f(U,R)r①考電路：電路設(shè)計(jì)或選擇、實(shí)物連線或改錯(cuò)，器材選擇②考作圖：描點(diǎn)連線畫(huà)圖線③考運(yùn)算：由U－I或I－1－R或U－1－R－1圖象，求E、r(2019·日照模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)，可供選擇的器材如下：A．待測(cè)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(dòng)變阻器R1(阻值為0～5Ω)E．滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選________，定值電阻應(yīng)該選________．(填器材后面的代號(hào))(2)請(qǐng)完善圖(a)中的電路圖．(3)根據(jù)圖(b)中已描出的點(diǎn)畫(huà)出U－I圖象，由圖象得該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)[解析](1)因?yàn)殡姵氐膬?nèi)阻較小，約為幾歐，故為了能起到控制調(diào)節(jié)作用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用總阻值為30Ω的R2；因?yàn)榻o出的電流表量程為0～60mA，量程偏小，為了能準(zhǔn)確測(cè)量，可以采用串聯(lián)定值電阻的方法來(lái)減小電流，需要的電阻R＝eq\f(1.5V,60×10－3A)＝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＋eq\f(IgRA,R3)＝60mA＋eq\f(60×18,2)mA＝600mA，符合實(shí)驗(yàn)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(diǎn)畫(huà)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(diǎn)即為電源的電動(dòng)勢(shì)，故E＝1.49V，圖線的斜率k＝eq\f(1.49－0.9,0.056)Ω＝10r，則r＝1.05Ω.[答案](1)R2R3(2)圖見(jiàn)解析(3)圖見(jiàn)解析1.49(1.47～1.49均可)1.05(1.04～1.07均可)eq\a\vs4\al()用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的處理方法(1)列方程求解：由U＝E－Ir得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r.(2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示．①圖線與縱軸交點(diǎn)為E；②圖線與橫軸交點(diǎn)為I短＝eq\f(E,r)；③圖線的斜率表示r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.5.某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)備有下列器材：A．被測(cè)干電池一節(jié)B．電流表1：量程0～0.6A，內(nèi)阻r＝0.3ΩC．電流表2：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1ΩD．電壓表1：量程0～3V，內(nèi)阻未知E．電壓表2：量程0～15V，內(nèi)阻未知F．滑動(dòng)變阻器1：0～10Ω，2AG．滑動(dòng)變阻器2：0～100Ω，1AH．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差，在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．(1)在上述器材中請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?填寫(xiě)器材前的字母)：電流表選擇__________，電壓表選擇________，滑動(dòng)變阻器選擇________．(2)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的__________(填“甲”或“乙”)．(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U－I圖象，則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后，干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝__________V，內(nèi)電阻r＝__________Ω.解析：(1)因?yàn)橐还?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5伏左右，故電壓表選擇D；通過(guò)電源的電流不超過(guò)0.6A，因B電流表的內(nèi)阻已知，故電流表選擇B，滑動(dòng)變阻器選擇F.(2)因電流表內(nèi)阻已知，故實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇圖中的甲．(3)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)電阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)－RA＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5－1.0,0.5)－0.3))Ω＝0.7Ω.答案：(1)BDF(2)甲(3)1.50.7熱點(diǎn)題型六傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)原理考查熱點(diǎn)傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)①考熱敏：熱敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)②考光敏：光敏電阻特性(歐姆表法、伏安法)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警．提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)．已知U約為18V，Ic約為10mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時(shí)阻值為650.0Ω.(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線．(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)_______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________________________________________________________________________．②將開(kāi)關(guān)向______(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________．(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用．[解析](1)根據(jù)題述，應(yīng)該采用滑動(dòng)變阻器的限流接法，連接的電路如答案圖所示．(2)根據(jù)題述，流過(guò)報(bào)警器的工作電流超過(guò)10mA時(shí)，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為R＝eq\f(U,Ic)＝eq\f(18,10×10－3)Ω＝1800Ω，因此在電路中應(yīng)選用最大阻值為2000Ω的滑動(dòng)變阻器R2.(3)①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為熱敏電阻在60℃時(shí)的阻值650.0Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大處，即b端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a端，則導(dǎo)致閉合開(kāi)關(guān)后，報(bào)警器中電流大于20mA，報(bào)警器可能損壞．②將開(kāi)關(guān)向c端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警．[答案](1)連線如圖所示(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20mA，報(bào)警器可能損壞②c報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警6.(2019·德州模擬)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)．(2)如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)．請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻RPeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(符號(hào)\a\vs4\al()，阻值見(jiàn)上表))；直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干．解析：(1)光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖甲所示．特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減?。?2)控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，即此時(shí)光敏電阻阻值為20kΩ，兩端電壓為2V，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，所以應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10kΩ，即選用R1，電路原理圖如圖乙所示．答案：見(jiàn)解析熱點(diǎn)題型七創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)解決電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的三種方法轉(zhuǎn)換法將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成可以(或易于)測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，然后再反求待測(cè)物理量的值，這種方法叫轉(zhuǎn)換測(cè)量法(簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換法)．如在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然無(wú)法直接測(cè)量電阻率，但可通過(guò)測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑，并將金屬絲接入電路測(cè)出其電阻，然后再計(jì)算出它的電阻率替代法用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測(cè)量，通過(guò)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)，則被測(cè)量等于標(biāo)準(zhǔn)量控制變量法研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變，分別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)，如探究影響導(dǎo)體電阻的因素實(shí)驗(yàn)(2018·高考全國(guó)卷Ⅰ)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25～80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性．所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱(chēng)值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Ω；電源E(6V，內(nèi)阻可忽略)；電壓表V(量程150mV)；定值電阻R0(阻值20.0Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～999.9Ω)；單刀開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0℃.將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開(kāi)S1，記下此時(shí)R2的讀數(shù)．逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0℃.實(shí)驗(yàn)得到的R2－t數(shù)據(jù)見(jiàn)下表．t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問(wèn)題：(1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到________(填“a”或“b”)端；(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并做出R2－t曲線；圖(a)圖(b)圖(c)(3)由圖(b)可得到RT在25～80℃范圍內(nèi)的溫度特性．當(dāng)t＝44.0℃時(shí)，可得RT＝________Ω；(4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為_(kāi)_______Ω，則手心溫度為_(kāi)_______℃.[解析](1)題圖(a)的電路滑動(dòng)變阻器采用限流接法，在閉合S1前，R1應(yīng)該調(diào)節(jié)到接入電路部分的阻值最大，使電路中電流最小，即題圖(a)中R1的滑片應(yīng)移到b端．(2)將t＝60℃和t＝70℃對(duì)應(yīng)的兩組數(shù)據(jù)畫(huà)在坐標(biāo)圖上，然后用平滑曲線過(guò)盡可能多的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫(huà)出R2－t曲線．(3)根據(jù)題述實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，測(cè)量的R2的數(shù)據(jù)等于對(duì)應(yīng)的熱敏電阻RT的阻值．由畫(huà)出的R2－t曲線可知，當(dāng)t＝44.0℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的RT＝450Ω.(4)由畫(huà)出的R2－t曲線可知，當(dāng)RT＝620.0Ω時(shí)，手心溫度t＝33.0℃.[答案](1)b(2)如圖(3)450(4)620.033.07.某實(shí)驗(yàn)小組為了研究小燈泡的伏安特性曲線，先按照?qǐng)D甲所示的電路圖連接電路，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范，測(cè)量準(zhǔn)確，得到一系列數(shù)據(jù)，如圖乙中的散點(diǎn)．該實(shí)驗(yàn)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖丙所示，將小燈泡L的玻璃罩敲碎，燈絲保存完好，仍然置于燈座上，取一個(gè)大小合適的玻璃杯，將燈座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的燈絲剛好完全沒(méi)入水中，電路的其余部分均不接觸水，再將該燈座依然接入圖甲中小燈泡L處，這樣接通電路以后，燈絲不至于熱到發(fā)光，溫度可以基本控制在25℃.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范，測(cè)量準(zhǔn)確，得到一組數(shù)據(jù)，如圖丁中的一組散點(diǎn)．已知水的電阻遠(yuǎn)大于燈絲的電阻．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙上描繪小燈泡的伏安特性曲線K1；曲線K1表明，隨著電壓升高，小燈泡的電阻________(填“越來(lái)越小”“基本不變”或“越來(lái)越大”)．(2)請(qǐng)?jiān)趫D丁上描繪小燈泡燈絲的伏安特性曲線K2；曲線K2表明，隨著電壓升高，水中燈絲電阻________(填“越來(lái)越小”“基本不變”或“越來(lái)越大”)．(3)對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)表明，在同樣的電壓值下，曲線K1的電流值基本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于曲線K2的電流值，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)用平滑的曲線將各點(diǎn)相連，如圖1所示；圖I－U圖象中圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故由圖1可知，隨著電壓升高，電阻越來(lái)越大．(2)同理作出圖象如圖2所示，由圖2可知，電阻基本保持不變．(3)由兩I－U圖象可知，在同樣的電壓下，曲線K1的電流值基本都遠(yuǎn)小于曲線K2的電流值，即曲線K1的電阻值明顯大于曲線K2對(duì)應(yīng)的電阻值，原因是描繪曲線K2時(shí)燈絲保持恒溫，而描繪曲線K1時(shí)燈絲的溫度高于描繪曲線K2時(shí)燈絲的溫度，而金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大．答案：(1)如解析圖1所示越來(lái)越大(2)如解析圖2所示基本不變(3)描繪曲線K2時(shí)燈絲保持恒溫，而描繪曲線K1時(shí)燈絲的溫度發(fā)生變化，且一直高于描繪曲線K2時(shí)燈絲的溫度1．(2018·高考全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表．可選用的器材有：微安表頭(量程100μA，內(nèi)阻900Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9Ω)；導(dǎo)線若干．要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表．組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋．回答下列問(wèn)題：(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱．(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到個(gè)位)解析：(1)微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻，電流表改裝成一個(gè)電壓表需要串聯(lián)一個(gè)大電阻，所以并聯(lián)的電阻箱應(yīng)為R1，串聯(lián)的電阻箱應(yīng)為R2，電路如答案圖所示．(2)微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻R1＝eq\f(Igrg,I－Ig)＝100Ω，電流表改裝成一個(gè)電壓表應(yīng)串聯(lián)一個(gè)大電阻R2＝eq\f(U－Igrg,I)＝2910Ω.答案：(1)如圖所示(2)10029102．(2019·湖南五校聯(lián)考)為了精確測(cè)量一電阻的阻值Rx，現(xiàn)有以下器材：蓄電池組E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，電阻箱RP，開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：a．閉合S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表的示數(shù)適當(dāng)，記下兩表示數(shù)分別為I1、U1；b．保持S1閉合、RP阻值不變，閉合S2，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I2、U2.(1)按圖甲所示的電路圖將如圖乙所示的實(shí)物連成電路．(2)被測(cè)電阻的阻值Rx＝________(用兩電表的示數(shù)表示)．(3)由于電流表、電壓表都不是理想電表，則被測(cè)電阻的阻值Rx的測(cè)量值________真實(shí)值(選填“大于”“小于”或“等于”)．解析：(1)如圖所示．(2)由題意易知RP＝eq\f(U1,I1)，又RP、Rx并聯(lián)的阻值為R并＝eq\f(U2,I2)，又eq\f(1,RP)＋eq\f(1,Rx)＝eq\f(1,R并)，聯(lián)立解得Rx＝eq\f(U1U2,U1I2－U2I1).(3)若考慮電流表和電壓表不是理想電表，則在分析時(shí)應(yīng)考慮電壓表的內(nèi)阻，即在第(2)問(wèn)的分析中eq\f(U1,I1)表示的就是RP和RV并聯(lián)時(shí)的總電阻，結(jié)合后面的分析可知此時(shí)Rx的測(cè)量值仍等于真實(shí)值．答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)eq\f(U1U2,U1I2－U2I1)(3)等于3．(2017·高考全國(guó)卷Ⅲ)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開(kāi)關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤(pán)右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝____________Ω，R4＝____________Ω.(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_(kāi)_______；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為_(kāi)_______；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_(kāi)_______．(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)解析：(1)A端與電池正極相連，電流從A端流出，A端與黑表筆相連．(2)使用多用電表前，應(yīng)機(jī)械調(diào)零，即應(yīng)調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指在表盤(pán)左端電流“0”位置，與R6無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)；使用歐姆擋時(shí)，需要紅、黑表筆短接，使電表指針指在表盤(pán)右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B對(duì)；使用電流擋時(shí)，B端與“1”或“2”相連，與R6無(wú)關(guān)，C錯(cuò)．(3)B端與“1”“2”相連時(shí)，該多用電表?yè)跷环謩e為直流2.5mA擋、直流1mA擋，如圖1所示，由電表的改裝原理可知，B端與“2”相連時(shí)，有I2＝IG＋eq\f(IGrG,R1＋R2)，解得R1＋R2＝160Ω；B端與“4”相連時(shí)，如圖2所示，多用電表為直流電壓1V擋，表頭并聯(lián)部分電阻R0＝eq\f(IGrG,I2)，R4＝eq\f(U4,I2)－R0＝880Ω.(4)B端與“1”相連時(shí)，電表讀數(shù)為1.47mA；B端與“3”相連時(shí)，多用電表為歐姆×100Ω擋，讀數(shù)為11.0×100Ω＝1.10×103Ω；B端與“5”相連時(shí)，多用電表為直流電壓5V擋，讀數(shù)為eq\f(147.5,250)×5V＝2.95V.答案：(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10×103Ω2.95V4．(2019·河南師范大學(xué)附屬中學(xué)檢測(cè))某同學(xué)做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)：(1)該同學(xué)先用多用電表粗測(cè)小燈泡的電阻，他將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)打到歐姆擋“×1”倍率擋處，測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，則小燈泡的燈絲電阻為R＝________Ω.(2)他根據(jù)測(cè)量結(jié)果連接好了如圖乙所示的實(shí)物圖，請(qǐng)根據(jù)圖乙畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到了兩組電流表和兩組電壓表的示數(shù)如圖中的①②③④所示，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，所示讀數(shù)為①________、②________、③________、④________．兩組數(shù)據(jù)得到的電阻分別是________和________．解析：(1)根據(jù)多用電表讀數(shù)的規(guī)則可知，小燈泡的電阻為R＝10Ω.(2)從實(shí)物圖中可知電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，電流表采用外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，故電路圖如圖所示．(3)電流表的量程為0～0.6A，所以每小格的分度值為0.02A，故①的讀數(shù)為0.10A，②的讀數(shù)為0.24A；電壓表的量程為0～3V，則每一小格表示0.1V，所以③的讀數(shù)為2.00V，在④中電壓表接0～3V量程時(shí)，指針在0～1V之間，固定刻度值是0.2V，估讀數(shù)為0.07V，則總讀數(shù)為0.27V．根據(jù)歐姆定律可知①④為同一組數(shù)據(jù)，故得到的電阻為R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(0.27,0.10)Ω＝2.7Ω；②③為同一組數(shù)據(jù)，故得到的電阻為R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(2.00,0.24)Ω≈8.3Ω.答案：(1)10(2)見(jiàn)解析圖(3)0.10A0.24A2．00V0.27V2.7Ω8.3Ω5．小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．(1)圖中電流表的示數(shù)為_(kāi)_______A.(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在上面的方格紙上作出U－I圖線．由圖線求得：電動(dòng)勢(shì)E＝________V；內(nèi)阻r＝____________Ω.(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行了多次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)量期間一直保持電路閉合．其實(shí)，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)開(kāi)_________________________________．解析：(1)由圖可知，電流表的量程為0.6A，精度為0.02A，因此電流表的示數(shù)為0.02A×22＝0.44A.(2)U－I圖線如圖所示，由圖象與縱軸的截距得電動(dòng)勢(shì)為1.60V，斜率即內(nèi)阻為r＝eq\f(1.60－1.0,0.49)Ω＝1.22Ω.(3)如果一直保持電路閉合，干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大．答案：(1)0.44(2)U－I圖線如解析圖1.60(1.58～1.62都算對(duì))1.22(1.18～1.26都算對(duì))(3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大6．(2019·山東六校聯(lián)考)某同學(xué)利用圖甲所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V)，開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按電路原理圖甲連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開(kāi)關(guān)S；③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動(dòng)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(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中選擇滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R