第1節(jié)電路的基本概念及規(guī)律第1節(jié)電路的基本概念及規(guī)律

五年高考

三年模擬第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用

五年高考

三年模擬目錄實(shí)驗(yàn)11導(dǎo)體電阻率的測(cè)量微專題19電路的動(dòng)態(tài)分析和故障判斷第3節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)12測(cè)量電阻的幾種方法實(shí)驗(yàn)13測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)14用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量1.★★(2023全國(guó)乙,20,6分)(多選)黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線柱,接線柱1

和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流

電源。測(cè)得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5V。符合上述測(cè)量結(jié)果的

可能接法是

(

)A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間五年高考CD解題導(dǎo)引

本題考查的是電阻混聯(lián)時(shí)的電壓關(guān)系,畫出電路圖解決問題。解析

根據(jù)題意畫出電路圖,如圖所示。分析電路圖可知,選項(xiàng)A中U34>0,A錯(cuò)誤。選項(xiàng)B中U34>0,B錯(cuò)誤。選項(xiàng)C、D接法符合題

中所述測(cè)量結(jié)果,C、D正確。2.★★(2024廣西,6,4分)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無(wú)縫連接成一段導(dǎo)

體,總長(zhǎng)度為1.00m,接入圖甲電路。閉合開關(guān)S,滑片P從M端滑到N端,理想電壓表讀數(shù)

U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙,則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為

(

)

A.2∶3

B.2∶1

C.5∶3

D.1∶3

B解析

根據(jù)電阻定律可知,電阻R=ρ

,結(jié)合歐姆定律U=IR可得U=

x,則題圖乙中U-x圖線的斜率k=

∝ρ(點(diǎn)撥:兩導(dǎo)體橫截面相同,題圖甲中電路電流恒定),U-x圖線斜率在x=0.25m時(shí)發(fā)生變化,說(shuō)明此刻電阻率發(fā)生了變化,即導(dǎo)體L1長(zhǎng)0.25m,導(dǎo)體L2長(zhǎng)0.75m,可

知導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比

=

=

,B正確。3.★★★(2022江蘇,2,4分)如圖所示,電路中燈泡均正常發(fā)光,阻值分別為R1=2Ω,R2=3Ω,

R3=2Ω,R4=4Ω,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì)。四個(gè)燈泡中消耗功率最大的是

(

)A.R1

B.R2C.R3

D.R4A解析

電路中總電流I=

=3A,則UR1=IR1=6V,PR1=I2R1=18W,并聯(lián)部分電壓UR3+UR4=UR2=E-UR1=6V,則PR2=

=12W;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知R3兩端電壓UR3=2V,R4兩端電壓UR4=4V,則PR3=

=2W,PR4=

=4W,所以PR1最大,A正確。4.★★★(2024江西,7,4分)石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新

材料,具有豐富的電學(xué)性能?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一電路測(cè)量某二維石墨烯樣品的載流子(電子)濃

度。如圖(a)所示,在長(zhǎng)為a,寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度

為B,電極1、3間通以恒定電流I,電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當(dāng)I=1.00×10-3A時(shí),測(cè)得U-B

關(guān)系圖線如圖(b)所示,元電荷e=1.60×10-19C,則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近(

)A.1.7×1019

B.1.7×1015

C.2.3×1020

D.2.3×1016

D解題導(dǎo)引

人教版教材中建立立體流體模型,推導(dǎo)出了電流的微觀表達(dá)式I=nqvS,其中

n指單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)。借鑒教材知識(shí),可推導(dǎo)得出I=nevb,n為單位面積內(nèi)的自

由電荷數(shù)。解析

設(shè)電子定向移動(dòng)的平均速率為v,樣品每平方米電子數(shù)為n,建立平面流體模型,t

時(shí)間內(nèi)通過樣品的電荷量為nevtb,由電流的定義式得I=

=nevb,穩(wěn)定時(shí)電子受力平衡,有e

=evB,聯(lián)立解得U=

B,由題圖(b)可知U-B圖線的斜率k=

=

,解得n≈2.3×1016,D正確。5.★(2024屆湖南師大附中月考四)(多選)如圖所示,一根足夠長(zhǎng)的細(xì)棒均勻帶負(fù)電,棒的

橫截面積為S,單位長(zhǎng)度所帶的電荷量大小為q。當(dāng)細(xì)棒沿其所在直線向右做速度大小

為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)形成等效電流。下列選項(xiàng)正確的是

(

)A.等效電流的方向向右B.等效電流的大小為qvC.若從細(xì)棒左側(cè)向右側(cè)看,空間中磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針D.若保持細(xì)棒靜止,細(xì)棒周圍的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)三年模擬BC解析

棒沿其所在直線方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),t時(shí)間內(nèi)通過橫截面的電荷量Q

=qvt,根據(jù)電流的定義式I=

,解得I=qv,根據(jù)電流方向?yàn)樨?fù)電荷定向移動(dòng)的反方向,可知該等效電流的方向向左,B正確,A錯(cuò)誤。根據(jù)右手螺旋定則可知,從細(xì)棒左側(cè)向右側(cè)看,

空間中的磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針,C正確。若保持細(xì)棒靜止,則離細(xì)棒越遠(yuǎn),細(xì)棒產(chǎn)生的電場(chǎng)

越小,故細(xì)棒周圍的電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng),D錯(cuò)誤。6.★★(2024屆邵陽(yáng)模擬)如圖甲所示,有一種電吹風(fēng)由線圈電阻為r的小型電動(dòng)機(jī)與電

阻為R的電熱絲串聯(lián)組成,電路圖如圖乙所示,將電吹風(fēng)接在電路中,電吹風(fēng)兩端的電壓

為U,電吹風(fēng)正常工作,此時(shí)電熱絲兩端的電壓為U1,則下列判斷正確的是

(

)A.電熱絲中的電流大小為

B.電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率為

C.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為(U-U1)

D.電吹風(fēng)消耗的功率為

C解析

通過電熱絲的電流大小為IR=

,A錯(cuò)誤。電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM=U-U1,通過電動(dòng)機(jī)的電流為IM=IR=

,電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率為Pr=

r=

,B錯(cuò)誤。電動(dòng)機(jī)消耗的功率為PM=UMIM=(U-U1)

,C正確。電吹風(fēng)消耗的功率為P=UIR=U

,D錯(cuò)誤。7.★★(2024屆湖南名校聯(lián)合體聯(lián)考三)(多選)某同學(xué)利用光敏電阻設(shè)計(jì)路燈自動(dòng)控制

系統(tǒng)。如圖所示,電路中的R1和R2,其中一個(gè)是定值電阻,另一個(gè)是光敏電阻。光敏電阻

是由半導(dǎo)體材料制成的,受到光照射時(shí),其導(dǎo)電性能顯著增強(qiáng)。當(dāng)R2兩端的電壓大于U0

時(shí),路燈控制開關(guān)自動(dòng)開啟,路燈點(diǎn)亮。下列說(shuō)法正確的是

(

)A.R2為光敏電阻B.R1和R2可以互換位置C.若定值電阻的阻值越大,開啟路燈的天色越晚D.若定值電阻的阻值越大,開啟路燈的天色越早AC解析

由自動(dòng)控制路燈的工作原理可知當(dāng)光照暗到一定程度時(shí),路燈能點(diǎn)亮,R2是光敏

電阻時(shí),若光照變暗,則其阻值變大,從而使R2兩端的電壓升高,當(dāng)R2兩端的電壓大于U0

時(shí),路燈控制開關(guān)自動(dòng)開啟,A正確,B錯(cuò)誤。若定值電阻的阻值越大,相同光照條件下R2

兩端的電壓越小,則當(dāng)電阻R2阻值更大時(shí),即天色更晚時(shí),R2兩端的電壓才能大于U0,路燈

控制開關(guān)自動(dòng)開啟,路燈點(diǎn)亮,C正確,D錯(cuò)誤。8.★★(2024屆永州祁陽(yáng)四中期中)(多選)四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)電流表A

1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2,A1的量程小于A2的量程,V1的量程小于V2的量程,把它們接入

如圖所示的電路,閉合開關(guān)后

(

)A.A1的讀數(shù)和A2的讀數(shù)相同B.V1的讀數(shù)小于V2的讀數(shù)C.A1指針偏轉(zhuǎn)角度和A2指針偏轉(zhuǎn)角度相同D.V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大BC解析

設(shè)改裝前四個(gè)電流表的滿偏電流為Ig,內(nèi)阻為Rg。改裝成電流表時(shí)需要并聯(lián)電阻

R并,其量程為I=

+Ig,可知改裝后的電流表量程越小,R并越大,所以A1的內(nèi)阻大于A2的內(nèi)阻。根據(jù)并聯(lián)分流規(guī)律可知通過A1的電流小于通過A2的電流,所以A1的讀數(shù)小于A2

的讀數(shù),又因?yàn)樵急眍^為并聯(lián)關(guān)系,所以表頭兩端電壓相等,通過兩表頭的電流相等,

即A1指針偏轉(zhuǎn)角度和A2指針偏轉(zhuǎn)角度相同,C正確,A錯(cuò)誤。改裝成電壓表時(shí)需要串聯(lián)

電阻R串,其量程為U=Ig(R串+Rg),可知改裝后電壓表量程越小,R串越小,所以V1的內(nèi)阻小于

V2的內(nèi)阻,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知V1兩端電壓小于V2兩端電壓,所以V1的讀數(shù)小于V2的

讀數(shù),又因?yàn)樵急眍^為串聯(lián)關(guān)系,所以通過兩表頭的電流相等,即V1指針偏轉(zhuǎn)角度和V2

指針偏轉(zhuǎn)角度相同,B正確,D錯(cuò)誤。9.★★★(2024屆懷化模擬)空氣炸鍋的等效簡(jiǎn)化電路圖如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,

電源的內(nèi)阻不計(jì),小風(fēng)扇M的額定電壓為6V,額定功率為3W,內(nèi)阻為r=1Ω,電阻R1=R2=1

0Ω,則下列說(shuō)法中正確的是

(

)A.只閉合開關(guān)S1,小風(fēng)扇正常工作時(shí)電流為6AB.只閉合開關(guān)S1,小風(fēng)扇正常工作時(shí)發(fā)熱功率為2.75WC.同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,若小風(fēng)扇正常工作,則通過電阻R1的電流為0.3AD.同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,若小風(fēng)扇正常工作,則電阻R1消耗的功率為3.6WD解析由題圖可看出當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),電阻R1與R2串聯(lián),再與小風(fēng)扇M并聯(lián),且電源的

內(nèi)阻不計(jì),小風(fēng)扇M正常工作時(shí)兩端的電壓剛好為額定電壓,則PM=IME,解得IM=0.5A,則

小風(fēng)扇M正常工作時(shí)發(fā)熱功率為PM熱=

r=0.25W,A、B錯(cuò)誤。由題圖可看出同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,電阻R2被短路,則R1與小風(fēng)扇M并聯(lián),且電源的內(nèi)阻不計(jì),小風(fēng)扇正常工作時(shí)

通過電阻R1的電流為I1=

=0.6A,則電阻R1消耗的功率為P1=

R1,解得P1=3.6W,C錯(cuò)誤,D正確。方法技巧非純電阻電路的分析方法(1)抓住兩個(gè)關(guān)鍵量:確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問題的關(guān)鍵。若能求出

UM、IM,就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P=UMIM,根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r可求出熱功率Pr

=

r,最后求出輸出功率P出=P-Pr。(2)堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM:首先,對(duì)其他純電阻電路部分、電源的內(nèi)電路部分等,利

用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算,確定相應(yīng)的電壓或電流。然后,利用閉合電路的電壓關(guān)系、

電流關(guān)系間接確定非純電阻電路部分的工作電壓和電流。(3)應(yīng)用能量守恒定律分析:要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利

用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解。第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用1.★★(2020北京,12,3分)圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段

金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(lái)(圖乙),用這段金屬絲做測(cè)溫探頭,把電流表的刻度改

為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)。下列說(shuō)法正確的是

(

)A.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系B.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系C.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系D.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系五年高考B解析

根據(jù)題意,溫度計(jì)的示數(shù)與電流存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,由閉合電路歐姆定律可知,

I=

,由電阻R與溫度t的圖像關(guān)系可知R=kt+b,兩式聯(lián)立可得I=

,即t=

-

,由此判斷,溫度t與電流I是非線性關(guān)系,且tA對(duì)應(yīng)較大的電流,B正確。2.★★(2020浙江1月,6,3分)小明在一根細(xì)橡膠管中灌滿食鹽水,兩端用粗銅絲塞住管

口,形成一段封閉的鹽水柱。他將此鹽水柱接到電源兩端,電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻恒定。握

住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長(zhǎng)的1.2倍,若忽略溫度對(duì)電阻率的影響,則此鹽水

柱

(

)A.通過的電流增大B.兩端的電壓增大C.阻值增大為原來(lái)的1.2倍D.電功率增大為原來(lái)的1.44倍B解析

根據(jù)電阻定律可知R=ρ

=ρ

,橡膠管中鹽水柱的體積V不變,當(dāng)橡膠管長(zhǎng)度拉伸到原長(zhǎng)的1.2倍,則電阻變?yōu)樵瓉?lái)的1.44倍,C錯(cuò)誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=

,U=E-Ir,可知當(dāng)外電阻變大時(shí),電流變小,路端電壓變大,A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)P=I2R可知,如果電

流保持不變則電功率增大為原來(lái)的1.44倍,但是電流在變小,D錯(cuò)誤。3.★(2025屆懷化入學(xué)聯(lián)考)電源、開關(guān)、小燈泡、電壓表等連接成如圖所示的電路,小

燈泡上標(biāo)有“0.6A

1.5W”字樣,電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,電壓表為理想電表、導(dǎo)線電阻

不計(jì)。閉合開關(guān),小燈泡恰好正常發(fā)光,則電源的內(nèi)阻約為

(

)A.0.30Ω

B.0.83Ω

C.1.2Ω

D.1.5Ω三年模擬B解析

小燈泡正常發(fā)光,則路端電壓U=

=

V=2.5V,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電源的內(nèi)阻為r=

=

Ω≈0.83Ω,B正確。4.★★(2024屆廣東惠州一中期中)(多選)如圖所示的電路中,定值電阻R1=8Ω、R2=1.5

Ω,小燈泡A上標(biāo)有“3V

3W”的字樣。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E=12V,斷開開關(guān)S,小

燈泡A正常發(fā)光,假設(shè)燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.燈泡A的電阻為9ΩB.電源的內(nèi)阻為1ΩC.斷開開關(guān)S,電源的輸出功率為12WD.閉合開關(guān)S,A的實(shí)際功率為0.48WBD解析

小燈泡A的額定電流I0=

=

A=1A,燈泡A的電阻RA=

=

Ω=3Ω,A錯(cuò)誤。斷開開關(guān)S時(shí),小燈泡A正常發(fā)光,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I0(R1+RA+r),解得r=

-(R1+RA)=1Ω,B正確。斷開開關(guān)S時(shí),電路中的電流為1A,則電源的輸出功率為P出=

(R1+RA)=11W,C錯(cuò)誤。閉合開關(guān)S時(shí),設(shè)外電路總電阻為R外,則有R外=

+R1=9Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I總=

=1.2A,燈泡兩端的電壓為UA=I總·

=1.2V,燈泡的實(shí)際功率為PA=

=0.48W,D正確。5.★★(2024屆臨澧一中第五次階段考)如圖所示的U-I圖像中,直線a表示某電源的路端

電壓U與電流I的關(guān)系,直線b、c分別表示電阻R1、R2的電壓U與電流I的關(guān)系。下列說(shuō)

法正確的是

(

)A.電阻R1、R2的阻值之比為4∶3B.該電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為3ΩC.只將R1與該電源組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率為6WD.只將R2與該電源組成閉合電路時(shí),內(nèi)、外電路消耗的電功率之比為1∶1D解析

根據(jù)圖像得R1=

Ω=4Ω,R2=

Ω=2Ω,電阻R1、R2的阻值之比為2∶1,A錯(cuò)誤。由題圖中直線a可知,該電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為r=

Ω=2Ω,B錯(cuò)誤。只將R1與該電源組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率為P1=4×1W=4W,C錯(cuò)誤。只將R2與該電源組成閉合

電路時(shí),內(nèi)、外電路消耗的電功率分別為P內(nèi)=I2r,P外=I2R2,解得P內(nèi)∶P外=1∶1,D正確。6.★★(2025屆衡陽(yáng)名校9月考)交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀如圖甲,其工作原理如圖

乙所示,傳感器的阻值R隨酒精氣體濃度的增大而減小,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,電

路中的電表均為理想電表,定值電阻R0=r。當(dāng)一位酒駕駕駛員對(duì)著測(cè)試儀吹氣時(shí),下列

說(shuō)法中正確的是

(

)A.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)減小B.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小C.電源的輸出功率減小D.電壓表示數(shù)變化量ΔU與電流表示數(shù)變化量ΔI的絕對(duì)值之比不變D解析

當(dāng)酒駕駕駛員對(duì)著測(cè)試儀吹氣時(shí),傳感器電阻減小,電路中電流增大,電源內(nèi)阻及

R0分到的電壓增大,則傳感器電阻分到的電壓減小,電壓表示數(shù)減小,A、B錯(cuò)誤。當(dāng)

內(nèi)、外電阻相等時(shí),電源輸出功率最大,當(dāng)傳感器電阻減小時(shí),外電路阻值越接近電源內(nèi)

阻,則電源輸出功率變大,C錯(cuò)誤。根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=-I(R0+r)+E,則有

=R0+r,即比值不變,D正確。7.★★★(2023屆北京八一中學(xué)期末)(多選)圖甲是某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出的

電源E的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像,圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)作出的小

燈泡L的I-U圖像。下列說(shuō)法中正確的是

(

)A.電源E的電動(dòng)勢(shì)約為3.0VB.電源E的內(nèi)阻約為12.5ΩC.電源E的路端電壓為2.0V時(shí),電源效率約為50%D.將小燈泡L接在電源E兩端組成閉合回路,此時(shí)小燈泡消耗的功率約為0.23WAD解析

由閉合電路歐姆定律有U=E-Ir,結(jié)合電源的U-I圖像可知,圖像的縱截距表示電

源電動(dòng)勢(shì),斜率大小表示電源內(nèi)阻,可得E=3.0V,r=

=

Ω≈8.33Ω,A正確,B錯(cuò)誤。電源的路端電壓U=2.0V時(shí),電源效率η=

×100%≈66.7%,C錯(cuò)誤。在小燈泡的I-U圖像上作出電源的I-U圖線,如圖所示,兩圖線的交點(diǎn)即為“工作點(diǎn)”,則燈泡的實(shí)際功

率為P=UI=0.93×0.25W≈0.23W,D正確。方法提升

利用電源的U-I圖像和電阻的U-I圖像解題,無(wú)論電阻的U-I圖像是線性還是

非線性,都要把電源和電阻的U-I圖線畫在同一坐標(biāo)系中,圖線的交點(diǎn)即電阻的“工作

點(diǎn)”,電阻的電壓和電流可求,其他的物理量也可求。8.★★★(2024屆黑龍江哈師大附中11月考)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,電源內(nèi)

阻為r,串聯(lián)的定值電阻阻值為R2,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R1,電阻大小關(guān)系為R1=R2=r,則

在滑片P從a端移動(dòng)到b端的過程中,下列描述中正確的是

(

)A.電路中的總電流先增大后減小B.電路的路端電壓先增大后減小C.電源的輸出功率先增大后減小D.滑動(dòng)變阻器上消耗的功率先減小后增大B解析

由題圖可知,滑動(dòng)變阻器滑片兩側(cè)的電阻為并聯(lián)關(guān)系,且P滑到ab中點(diǎn)時(shí)并聯(lián)電

阻最大,所以滑片P從a端移動(dòng)到b端的過程中,電路的總電阻先增大后減小,總電流先減

小后增大,A錯(cuò)誤。由于外電路總電阻先增大后減小,故路端電壓先增大后減小,B正

確。當(dāng)外電路總電阻R外=r時(shí),電源的輸出功率最大,設(shè)滑動(dòng)變阻器滑片P左、右兩部分

的并聯(lián)阻值為R1',因?yàn)镽1'+R2先增大后減小且R1'+R2≥r,故電源的輸出功率先減小后增

大,如圖1所示,C錯(cuò)誤。把定值電阻R2與電源等效為一個(gè)新電源,則新電源的電動(dòng)勢(shì)仍為

E,內(nèi)阻為R2+r,因?yàn)镽1'先增大后減小且一直小于R2+r,故滑動(dòng)變阻器上消耗的功率(新電

源的輸出功率)先增大后減小,如圖2,D錯(cuò)誤。歸納總結(jié)電阻功率極值的分析方法(1)定值電阻的功率由功率P定=I2R可知,若R為定值電阻,則P定只與流過R的電流I有關(guān)。當(dāng)I最小時(shí),P定最小,

當(dāng)I最大時(shí),P定最大。(2)變化電阻的功率可利用等效電源法把除變化電阻R變之外的其他定值電阻和電源等效成一個(gè)“新電

源”——電動(dòng)勢(shì)為E'、內(nèi)阻為r',則變化電阻的功率即“新電源”的輸出功率,當(dāng)R變=r'

時(shí),P變有最大值。若R變不能取到r'值,則當(dāng)R變?cè)浇咏黵'時(shí),P變?cè)酱蟆?.★★★(2025屆臨湘9月考)(多選)如圖甲所示,電路中電壓表為理想電表,電源電動(dòng)勢(shì)

為E、內(nèi)阻為r,L是小燈泡,C是電容器,R1是定值電阻,R2是滑動(dòng)變阻器。電源輸出功率

與外電阻的關(guān)系如圖乙所示,開關(guān)S閉合后,在滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過程中(

)A.小燈泡逐漸變暗B.電壓表示數(shù)變小C.電容器所帶電荷量減少D.電源的輸出功率一定先變大后變小BC解析

滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小,電路總電

阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知總電流增大,即流過小燈泡的電流增大,小燈泡逐漸

變亮,A錯(cuò)誤。電壓表測(cè)量路端電壓,總電流增大,電源內(nèi)阻兩端的電壓增大,可知路端電

壓減小,故電壓表示數(shù)變小,B正確?？傠娏髟龃?電源內(nèi)阻、小燈泡兩端的電壓增大,可

知電容器兩端的電壓減小(電容器兩端電壓等于與其并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器兩端的電壓),

由C=

可知,電容C不變,則電容器所帶電荷量減少,C正確。因外電阻與電源內(nèi)阻的關(guān)系未知,電源的輸出功率變化未知,D錯(cuò)誤。微專題19電路的動(dòng)態(tài)分析和故障判斷1.★★(2020江蘇,6,4分)(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路如圖所

示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí),開關(guān)S閉合,電機(jī)工作,車燈突然變暗,此時(shí)

(

)A.車燈的電流變小

B.路端電壓變小C.電路的總電流變小

D.電源的總功率變大ABD解析

開關(guān)S閉合后外電路增加了一個(gè)并聯(lián)支路,則通過電源的總電流增大,C錯(cuò)誤。由

U=E-Ir可知路端電壓減小,B正確。再由I燈=

可知通過車燈的電流減小,A正確。由P=IE可知電源的總功率增大,D正確。2.★★★(2024屆雅禮中學(xué)一模)如圖所示,電源內(nèi)阻等于燈泡的電阻,當(dāng)開關(guān)閉合,滑動(dòng)

變阻器滑片位于某位置時(shí),水平放置的平行板電容器間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),

燈泡L正常發(fā)光,現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片由該位置向a端滑動(dòng),則

(

)A.燈泡將變亮,R中有電流流過,方向豎直向上B.液滴帶正電,在滑片滑動(dòng)過程中液滴將向下做勻加速運(yùn)動(dòng)C.電源的路端電壓增大,輸出功率也增大D.滑片滑動(dòng)過程中,帶電液滴電勢(shì)能將減小D解題導(dǎo)引

(1)帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),說(shuō)明液滴所受電場(chǎng)力豎直向上,大小等于液

滴重力,結(jié)合電源正負(fù)極可知液滴帶正電。(2)電路穩(wěn)定時(shí),與電容器串聯(lián)的電阻R相當(dāng)于導(dǎo)線。解析滑動(dòng)變阻器滑片向a端滑動(dòng)

的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增加,R總增大,I總減小,流過燈泡的電流減小,燈泡

變暗;電源內(nèi)電壓I總r降低,燈泡兩端的電壓降低,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓升高,電容器與

滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電容器兩端的電壓升高,電容器繼續(xù)充電,R中有電流流過,方向豎直向

上,A錯(cuò)誤。液滴受豎直向上的電場(chǎng)力,電容器下極板帶正電,因此液滴帶正電,由于電容

器兩端的電壓升高,電場(chǎng)強(qiáng)度增加,液滴所受電場(chǎng)力大于重力,加速向上運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,D正確,B錯(cuò)誤。由于外電阻大于內(nèi)電阻,當(dāng)外電阻增大時(shí),電源的輸出

功率減小,C錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示

(1)電路動(dòng)態(tài)分析中,燈泡的亮暗既可以通過電流的情況判斷,也可以通過燈

泡兩端電壓判斷,不必拘泥于一種思路。(2)判斷電容器的充、放電電流的方向時(shí),除了要判斷電容器是充電還是放電外,還要注

意結(jié)合電容器極板所帶的電性來(lái)確定電流方向。(3)在判斷電源的輸出功率的增減時(shí),要注意結(jié)合題目本身初始時(shí)的內(nèi)、外電阻關(guān)系進(jìn)

行判斷。比如,本題中電源內(nèi)阻等于燈泡的電阻,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻調(diào)大則

輸出功率減小。3.★★★(2023屆岳陽(yáng)二模)(多選)某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)一個(gè)滑動(dòng)變阻器發(fā)生了斷路故障,為

了檢測(cè)斷路的位置,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,a、b、c、d、e是滑動(dòng)變阻器上

間距相同的五個(gè)位置(a、e為滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)端點(diǎn))。某實(shí)驗(yàn)小組將滑動(dòng)變阻器的滑

片P分別置于a、b、c、d、x、e(x是d、e間某一位置)進(jìn)行測(cè)量,把相應(yīng)的電流表示數(shù)記

錄在表中。已知定值電阻阻值為R,,電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻可忽略。下列說(shuō)法正確的

是

(

)

CDP的位置abcdxe電流表示數(shù)(A)1.800.900.600.45

1.80A.滑動(dòng)變阻器c、d間發(fā)生了斷路B.滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.85AC.滑片P位于x處的電流表示數(shù)的可能值為0.40AD.若滑動(dòng)變阻器未斷路,其電阻絲的總電阻為4R

解題導(dǎo)引解析

若滑動(dòng)變阻器c、d間發(fā)生了斷路,P的位置在d點(diǎn)時(shí)電流應(yīng)大于在c點(diǎn)的電流,A錯(cuò)

誤;若x在斷路位置的下方,則滑動(dòng)變阻器ax部分電阻被接入電路,且電阻大于滑片接d位

置時(shí)的電阻,則電流比滑片接d點(diǎn)時(shí)的電流小,所以電流表示數(shù)可能小于0.45A,C正確;

若x在斷路位置的上方,則滑動(dòng)變阻器xe部分電阻被接入電路,此時(shí)電路中的電阻應(yīng)該

小于滑片接b點(diǎn)時(shí)的電阻,所以電路中的電流應(yīng)該大于滑片接b點(diǎn)時(shí)的電流,即大于0.90

A,但是要小于滑片接a點(diǎn)或接e點(diǎn)時(shí)的電流,因?yàn)榻觓點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中

的電阻為零,B錯(cuò)誤。若滑動(dòng)變阻器未斷路,滑動(dòng)變阻器滑片接a點(diǎn)時(shí)I=1.80A,有I=

,設(shè)滑動(dòng)變阻器電阻絲的總電阻為R',滑片接c點(diǎn)時(shí)I'=0.60A,有I'=

,解得R'=4R,D正確。4.★★★(2025屆雅禮中學(xué)9月考)(多選)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中自制了電子秤,如

圖。用理想電壓表顯示物體的質(zhì)量,托盤與電阻可忽略的金屬?gòu)椈上噙B,托盤與彈簧的

質(zhì)量均不計(jì),電流表內(nèi)阻可忽略,滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)端與彈簧上端連接。當(dāng)托盤中沒

有放物體時(shí),滑片恰好指在滑動(dòng)變阻器的最上端,此時(shí)電壓表示數(shù)為0。設(shè)滑動(dòng)變阻器

總電阻為R,總長(zhǎng)度為l,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,限流電阻阻值為R0,彈簧勁度系數(shù)為k,不

計(jì)一切摩擦和其他阻力,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是

(

)A.物體質(zhì)量m越大,電流表示數(shù)越大B.物體質(zhì)量m越小,電壓表示數(shù)越小C.該電子秤所用的彈簧勁度系數(shù)k越大越靈敏D.電壓表示數(shù)U與所稱物體質(zhì)量m的關(guān)系式為U=

BD解題導(dǎo)引

分析電路時(shí)注意,滑動(dòng)變阻器與彈簧并聯(lián)的部分被短路。解析

物體質(zhì)量m越大,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大,根據(jù)“串反并同”可知,電流

表示數(shù)越小(滑動(dòng)變阻器接入電路的部分與電流表是“串聯(lián)關(guān)系”,電流表示數(shù)變化趨

勢(shì)與滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化趨勢(shì)相反);則物體質(zhì)量m越小,電壓表示數(shù)越小

(滑動(dòng)變阻器接入電路的部分與電壓表是“并聯(lián)關(guān)系”,電壓表電壓變化趨勢(shì)與滑動(dòng)變

阻器接入電路的阻值變化趨勢(shì)相同),B正確,A錯(cuò)誤。設(shè)滑動(dòng)變阻器上端到滑動(dòng)端的長(zhǎng)

度為x,則mg=kx,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx=

R,根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=

,電壓表示數(shù)為U=IRx,聯(lián)立得U=

,彈簧勁度系數(shù)k越大,當(dāng)質(zhì)量變化量相同時(shí),電壓表示數(shù)變化越小,即越不靈敏,D正確,C錯(cuò)誤。第3節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1.(2024全國(guó)甲,23,10分)電阻型氧氣傳感器的阻值會(huì)隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變

化。在保持流過傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下,通過測(cè)量不同氧氣含量下

傳感器兩端的電壓,建立電壓與氧氣含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這一過程稱為定標(biāo)。一同學(xué)

用圖(a)所示電路對(duì)他制作的一個(gè)氧氣傳感器定標(biāo)。實(shí)驗(yàn)器材有:裝在氣室內(nèi)的氧氣傳

感器(工作電流1mA)、毫安表(內(nèi)阻可忽略)、電壓表、電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)

線若干、5個(gè)氣瓶(氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟并填空:(1)將圖(a)中的實(shí)驗(yàn)器材間的連線補(bǔ)充完整,使其能對(duì)傳感器定標(biāo);(2)連接好實(shí)驗(yàn)器材,把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口;(3)把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到

端(填“a”或“b”),閉合開關(guān);(4)緩慢調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片位置,使毫安表的示數(shù)為1mA,記錄電壓表的示數(shù)U;(5)斷開開關(guān),更換氣瓶,重復(fù)步驟(3)和(4);a

(6)獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖(b)中;氧氣含量為20%

時(shí)電壓表的示數(shù)如圖(c),該示數(shù)為

V(結(jié)果保留2位小數(shù))?，F(xiàn)測(cè)量一瓶待測(cè)氧氣含量的氣體,將氣瓶接到氣體入口,調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片位置使毫

安表的示數(shù)為1mA,此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.50V,則此瓶氣體的氧氣含量為

%

(結(jié)果保留整數(shù))。1.40

17答案

(1)如圖所示解析

(1)測(cè)量過程中,電壓變化范圍可能較大,故題圖(a)中滑動(dòng)變阻器用分壓式接法;

因毫安表內(nèi)阻可忽略,不會(huì)因分壓而產(chǎn)生誤差,故毫安表采用內(nèi)接法;接b接線柱的導(dǎo)線

也可接a接線柱。(3)滑動(dòng)變阻器為分壓式接法,為了保護(hù)電路的安全,使氧氣傳感器中的電流從0逐漸增

大到1mA,應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端后再閉合開關(guān)。(6)電壓表的分度值為0.1V,需要估讀到下一位,故示數(shù)為1.40V。在圖(b)中描上點(diǎn)(20,

1.40),然后將圖(b)中的點(diǎn)用平滑的曲線連接,讀圖線可得當(dāng)電壓表示數(shù)為1.50V時(shí),此瓶

氣體的氧氣含量為17%。2.[2023天津,9(2)]某同學(xué)測(cè)量金屬絲的電阻。①首先使用多用電表的歐姆擋進(jìn)行粗測(cè),用“×1”擋正確測(cè)量,指針偏轉(zhuǎn)如圖所示,對(duì)

應(yīng)的讀數(shù)為

Ω;②該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,再次開展測(cè)量,除學(xué)生電源(輸出電壓為4V)、滑動(dòng)變

阻器、開關(guān)、導(dǎo)線外,還提供如下器材:7A.電壓表(量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ);B.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);C.電流表(量程0~3A,內(nèi)阻約0.025Ω);D.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω)。(ⅰ)為了測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用

測(cè)量電壓U,應(yīng)選用

測(cè)量電流I;(選

填器材前對(duì)應(yīng)的字母)(ⅱ)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列哪些說(shuō)法是正確的

。A.電壓表內(nèi)阻分流引起的誤差是系統(tǒng)誤差B.閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于b端C.滑動(dòng)變阻器采用圖示接法電壓U可以調(diào)為零D.通過測(cè)量多組數(shù)據(jù)繪制U-I圖像可減小系統(tǒng)誤差BDAC解析

①由多用電表歐姆擋的讀數(shù)規(guī)則可知,該電阻的大小應(yīng)為表盤的讀數(shù)與所選擋

位的乘積,即7×1Ω=7Ω;②(ⅰ)由于同學(xué)們使用的是學(xué)生電源(4V),為減小誤差,則電壓表應(yīng)選擇B,流過電流表

的最大電流約為I=

=

A≈0.43A,則電流表應(yīng)選擇D;(ⅱ)電壓表分流是器材本身帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,屬于系統(tǒng)誤差(點(diǎn)撥:系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是,多

次重復(fù)測(cè)量的結(jié)果總是大于或小于被測(cè)量的真實(shí)值,呈現(xiàn)單一傾向),A正確;為保護(hù)電

路,開關(guān)閉合時(shí)應(yīng)使電阻兩端電壓最小,滑動(dòng)變阻器選用的是分壓式接法,則閉合開關(guān)前

滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于a端,此時(shí)電壓U為零,B錯(cuò)誤,C正確;實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)量多組數(shù)據(jù)

繪制U-I圖像,目的是減小偶然誤差,但無(wú)法減小系統(tǒng)誤差,D錯(cuò)誤。3.(2024屆五市十一所聯(lián)考二)小明準(zhǔn)備測(cè)量一個(gè)阻值約為100Ω的粗細(xì)均勻金屬絲的

電阻率ρ。(1)小明先找到了游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器。用游標(biāo)卡尺測(cè)得該金屬絲的長(zhǎng)度(該游標(biāo)卡

尺的游標(biāo)尺上除前幾根刻度線模糊外,其他刻度線精準(zhǔn)),如圖甲所示,讀數(shù)L=

mm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該金屬絲的直徑如圖乙所示,讀數(shù)D=

mm。

50.500.900(2)可供選擇的器材如下:A.電壓表V(量程為15V,內(nèi)阻r0約為2kΩ)B.電流表A1(量程為15mA,內(nèi)阻r1為5Ω)C.電流表A2(量程為30mA,內(nèi)阻r2約為5Ω)D.定值電阻R(阻值為195Ω)E.滑動(dòng)變阻器R1(10Ω,2A)F.滑動(dòng)變阻器R2(2Ω,0.5A)G.滑動(dòng)變阻器R3(2kΩ,0.5A)H.電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻很小)I.開關(guān)S,帶夾子的導(dǎo)線若干(3)請(qǐng)根據(jù)給出的儀器在虛線框中畫出測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)出所選器材代號(hào),要求盡量減小誤差,獲得較多的數(shù)據(jù),且電表的示數(shù)均能超過量程的三分之一。(4)若用I1、I2分別表示所選電流表A1、A2的讀數(shù),該金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為D,電流表

A1的內(nèi)阻為r1,定值電阻為R,則該金屬絲的電阻率表達(dá)式為ρ=

(用上述物理量的字母表示)。答案

(3)見解析圖

解析

(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)L=60mm-10×0.95mm=50.50mm;螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為D=0.5mm+0.01×40.0mm=0.900mm。(3)電源電動(dòng)勢(shì)為3V,電壓表量程太大,示數(shù)無(wú)法超過量程的三分之一,所以需要改裝電

壓表,根據(jù)器材,電流表A1與定值電阻串聯(lián)可以得到量程為(195+5)Ω×15mA=3V的電

壓表;若電源只與金屬絲串聯(lián)組成閉合回路,流過金屬絲的電流為I=

≈30mA,故電流表選擇A2,因?yàn)锳1改裝后的電壓表內(nèi)阻已知,所以應(yīng)使用電流表A2外接法;滑動(dòng)變阻器R3

的最大阻值太大,不方便調(diào)節(jié),R2額定電流太小,不能保證安全,只能選擇滑動(dòng)變阻器R1,R1

的最大阻值遠(yuǎn)小于金屬絲的阻值,故滑動(dòng)變阻器使用分壓式接法,電路圖如圖所示。

(4)金屬絲的電阻為Rx=

,根據(jù)電阻定律得Rx=ρ

=ρ

,聯(lián)立解得ρ=

。實(shí)驗(yàn)11導(dǎo)體電阻率的測(cè)量1.(2024山東,14,8分)某學(xué)習(xí)小組對(duì)兩種型號(hào)鉛筆芯的電阻率進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)器材如下:學(xué)生電源(輸出電壓0~16V);滑動(dòng)變阻器(最大阻值10Ω,額定電流2A);電壓表V(量程3V,內(nèi)阻未知);電流表A(量程3A,內(nèi)阻未知);待測(cè)鉛筆芯R(X型號(hào)、Y型號(hào));游標(biāo)卡尺,螺旋測(cè)微器,開關(guān)S,單刀雙擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。回答以下問題:(1)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量鉛筆芯直徑,某次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示,該讀數(shù)為

mm;(2)把待測(cè)鉛筆芯接入圖乙所示電路,閉合開關(guān)S后,將滑動(dòng)變阻器滑片由最右端向左調(diào)

節(jié)到合適位置,將單刀雙擲開關(guān)K分別擲到1、2端,觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示

數(shù)變化更明顯,則測(cè)量鉛筆芯電阻時(shí)應(yīng)將K擲到

(填“1”或“2”)端;(3)正確連接電路,得到Y(jié)型號(hào)鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示,求得電阻RY=

Ω(保留3位有效數(shù)字);采用同樣方法得到X型號(hào)鉛筆芯的電阻為1.70Ω;2.45011.92(1.90~1.95均可)(4)使用游標(biāo)卡尺測(cè)得X、Y型號(hào)鉛筆芯的長(zhǎng)度分別為40.68mm、60.78mm,使用螺旋

測(cè)微器測(cè)得X、Y型號(hào)鉛筆芯直徑近似相等,則X型號(hào)鉛筆芯的電阻率

(填“大

于”或“小于”)Y型號(hào)鉛筆芯的電阻率。大于解析

(1)讀數(shù)為2mm+45.0×0.01mm=2.450mm。(2)電壓表示數(shù)變化更明顯,說(shuō)明待測(cè)電阻與電流表內(nèi)阻相差較小,故應(yīng)把電流表外接,

即K應(yīng)擲到1端。(3)選圖線上某點(diǎn)坐標(biāo)[如(2.50V,1.30A)],由歐姆定律可得電阻RY=

Ω≈1.92Ω。(4)由電阻定律R=ρ

得

=

×

=

×

>1,故ρX>ρY。2.(2024江西,12,7分)某小組欲設(shè)計(jì)一種電熱水器防觸電裝置,其原理是:當(dāng)電熱管漏電

時(shí),利用自來(lái)水自身的電阻,可使漏電電流降至人體安全電流以下。為此,需先測(cè)量水的

電阻率,再進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。(1)如圖(a)所示,在絕緣長(zhǎng)方體容器左右兩側(cè)安裝可移動(dòng)的薄金屬板電極,將自來(lái)水倒入

其中,測(cè)得水的截面寬d=0.07m和高h(yuǎn)=0.03m。(2)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:電流表(量程300μA,內(nèi)阻RA=2500Ω)、電壓表(量程3V或15V,內(nèi)阻未知)、直流電源(3V)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。請(qǐng)?jiān)趫D(a)中畫線完成電路實(shí)物連接。(3)連接好電路,測(cè)量26℃的水在不同長(zhǎng)度l時(shí)的電阻值Rx。將水溫升到65℃,重復(fù)測(cè)

量。繪出26℃和65℃水的Rx-l圖線,分別如圖(b)中甲、乙所示。(4)若Rx-l圖線的斜率為k,則水的電阻率表達(dá)式為ρ=

(用k、d、h表示)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表明,溫度

(填“高”或“低”)的水更容易導(dǎo)電。(5)測(cè)出電阻率后,擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出

水量不變,選用內(nèi)直徑為8.0×10-3m的水管。若人體的安全電流為1.0×10-3A,熱水器出

水溫度最高為65℃,忽略其他電阻的影響(相當(dāng)于熱水器220V的工作電壓直接加在水

管兩端),則該水管的長(zhǎng)度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為

m。(保留兩位有效數(shù)字)答案

(2)見解析圖kdh高0.46解題導(dǎo)引

①考查伏安法測(cè)電阻時(shí)電流表內(nèi)外接的選取,若電流表內(nèi)阻已知,則一定采

用電流表內(nèi)接法,待測(cè)電阻Rx=

-RA;②考查通過圖像表示物理公式間的聯(lián)系,線性關(guān)系中的截距和斜率的物理意義是考查的重點(diǎn)。解析

(2)因電流表內(nèi)阻已知,故采用電流表內(nèi)接法,因直流電源電壓為3V,故將電壓表

的“+3”接線柱與電流表的“+”接線柱連接,如圖所示。(4)由電阻定律得Rx=ρ

,故Rx-l圖像中圖線的斜率k=

,解得ρ=kdh。由題圖(b)可知,溫度高時(shí)對(duì)應(yīng)圖線的斜率較小,故其電阻率較小,更容易導(dǎo)電。(5)水管內(nèi)水的最小電阻Rmin=

=

=2.2×105Ω,而Rmin=ρ

,其中ρ=kdh,代入數(shù)據(jù)解得水管長(zhǎng)度的最小值lmin≈0.46m。3.(2023江蘇,12,15分)小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。所用器材有:

干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻不計(jì))2節(jié);兩量程電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ;量程0~15

V,內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè);滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè);定值電阻(阻值50Ω)21個(gè);開關(guān)1個(gè)

及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。(1)電壓表量程應(yīng)選用

(填“3V”或“15V”)。3V

(2)圖2為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全)。先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位

置,然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱

(填“B”“C”或

“D”)連接,再閉合開關(guān),開始實(shí)驗(yàn)。

D(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變,依次測(cè)量電路中O與1,2,…,21之間

的電壓。某次測(cè)量時(shí),電壓表指針位置如圖3所示,其示數(shù)為

V。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)

作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線,如圖4中實(shí)線所示。1.50(4)在圖1所示的電路中,若電源電動(dòng)勢(shì)為E,電壓表視為理想電壓表,滑動(dòng)變阻器接入的

阻值為R1,定值電阻的總阻值為R2,當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí),其兩端的電壓U=

(用E、

R1、R2、R表示),據(jù)此作出U-R理論圖線如圖4中虛線所示。小明發(fā)現(xiàn)被測(cè)電阻較小或

較大時(shí),電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小。(5)分析可知,當(dāng)R較小時(shí),U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小,是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍?電壓表

內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小。小明認(rèn)為,當(dāng)R較大時(shí),U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小,也是

因?yàn)橄嗤脑颉Ｄ闶欠裢馑挠^點(diǎn)?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。答案

(5)不同意。理由見解析R

解析

(1)兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)之和約為3V,則電壓表量程應(yīng)選用3V。(2)閉合開關(guān)前應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)至最大,根據(jù)滑片的位置和右側(cè)導(dǎo)

線的接法可知電池盒上接線柱A應(yīng)該與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接。(3)電壓表的分度值為0.1V,需要估讀到下一位,題圖3中電壓表的示數(shù)為1.50V。(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=

,當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí),其兩端的電壓U=IR=

R。(5)解法一:不同意。當(dāng)R較大時(shí),R與電壓表內(nèi)阻接近,電壓表與R并聯(lián)后的總電阻遠(yuǎn)大于

滑動(dòng)變阻器的阻值,故分到的電壓越來(lái)越接近電源電動(dòng)勢(shì),也就與理論值相差較小。解法二:不同意。當(dāng)R較大時(shí),如果按照小明的觀點(diǎn),電壓表分流較大,U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較大,所以這個(gè)觀點(diǎn)不正確。當(dāng)R較大時(shí),電壓表的內(nèi)阻不能忽略,則電路中的電

流I=

,電壓表的讀數(shù)U=

·

=

,由題可知,R≤R2,當(dāng)R=R2時(shí)U=

=

,由題意可知RV≈3kΩ,R1的最大值為50Ω,則RV?R1,

≈0,則當(dāng)R較大時(shí)電壓表的讀數(shù)U≈

=

=

,即此時(shí)U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小。實(shí)驗(yàn)12測(cè)量電阻的幾種方法1.(2024湖南,11,7分)某實(shí)驗(yàn)小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律,搭建了如圖

(a)所示的裝置。電阻測(cè)量原理如圖(b)所示,E是電源,

為電壓表,

為電流表。(1)保持玻璃管內(nèi)壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,電流表示數(shù)為100mA,電壓表量程為3V,表盤

如圖(c)所示,示數(shù)為

V,此時(shí)金屬絲阻值的測(cè)量值R為

Ω(保留3位有效數(shù)字);考法1伏安法1.23(1.22~1.25均可)

12.3(12.2~12.5均可,要與上一空對(duì)應(yīng))(2)打開抽氣泵,降低玻璃管內(nèi)氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數(shù)U,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的金

屬絲阻值;(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線,如圖(d)所示;(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,保持電流為100mA,電壓表指針應(yīng)該在圖(c)指針位置的

側(cè)(填“左”或“右”);(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測(cè)量值

真實(shí)值(填“大于”“小

于”或“等于”)。右小于解析

(1)由題圖(c)可知,電壓表的分度值為0.1V,估讀到0.01V,則示數(shù)為1.23V。此時(shí)

金屬絲阻值的測(cè)量值R=

=

=12.3Ω;(4)由題圖(d)可知?dú)鈮簻p小,金屬絲的阻值R增大,電流不變,則電壓U=IR增大,指針向右

偏;(5)由于電壓表分流,導(dǎo)致電流測(cè)量值偏大,則金屬絲電阻的測(cè)量值偏小。2.(2024屆長(zhǎng)沙市一中二模)某同學(xué)想要測(cè)量一新材料制成的粗細(xì)均勻電阻絲的電阻率,

設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,測(cè)得其直徑D=

mm。考法2差值法2.150(2.149~2.151均可)(2)用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值。選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋“×100”擋,進(jìn)行歐姆調(diào)零

后測(cè)量,指針靜止時(shí)位置如圖乙所示,此測(cè)量值為

Ω。(3)為了精確地測(cè)量電阻絲的電阻Rx,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:A.電流表A1(量程500μA,內(nèi)阻r1=1kΩ)B.電流表A2(量程10mA,內(nèi)阻r2約為0.1Ω)C.滑動(dòng)變阻器R1(0~500Ω,額定電流0.5A)D.滑動(dòng)變阻器R2(0~10Ω,額定電流1A)E.電阻箱R(阻值范圍為0~9999.9Ω)F.電源(電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻約0.2Ω)G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干600

①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示。由于沒有電壓表,需要把電流表A1與電阻

箱R串聯(lián)改為量程為3V的電壓表,則電阻箱的阻值R=

Ω?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)選擇

(選填“R1”或“R2”)。②正確連接電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示

數(shù)為I2,測(cè)得電阻絲接入電路的長(zhǎng)度為L(zhǎng),則電阻絲的電阻率ρ=

(用題中所給或

所測(cè)得的物理量的符號(hào)表示)。R25000解析

(1)D=(2+15.0×0.01)mm=2.150mm。(2)由題意可知,其倍率為“×100”,所以其讀數(shù)為6×100Ω=600Ω。(3)①電流表A1與電阻箱R串聯(lián)改為量程為3V的電壓表,由3V=Ig(R+r1),解得R=5000Ω。由于滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,所以為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇最大阻

值較小的R2。②電阻絲兩端的電壓為U=I1(r1+R),流過電阻絲的電流為I=I2-I1,由歐姆定律有Rx=

,由電阻定律有Rx=ρ

,整理有ρ=

。考法3半偏法3.(2021山東,14,8分)熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件,某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏電

阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律?？晒┻x擇的器材有:待測(cè)熱敏電阻RT(實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),阻值幾百歐到幾千歐);電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻r約為0.5Ω);電阻箱R(阻值范圍0~9999.99Ω);滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω);滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2000Ω);微安表(量程100μA,內(nèi)阻等于2500Ω);開關(guān)兩個(gè),溫控裝置一套,導(dǎo)線若干。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏;③保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉栴}:(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

(填“R1”或“R2”)。(2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖(不含溫控裝置)連接成完整電路。(3)某溫度下微安表半偏時(shí),電阻箱的讀數(shù)為6000.00Ω,該溫度下熱敏電阻的測(cè)量值為

Ω(結(jié)果保留到個(gè)位),該測(cè)量值

(填“大于”或“小于”)真實(shí)值。(4)多次實(shí)驗(yàn)后,學(xué)習(xí)小組繪制了如圖乙所示的圖像。由圖像可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸

(填“增大”或“減小”)。R13500大于減小答案

(2)見解析

解析

(1)對(duì)于分壓式電路,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用總阻值較小的,以保證測(cè)量電路所在支路

電阻發(fā)生變化時(shí)對(duì)電壓的影響較小。(2)根據(jù)電路圖,連接后如圖所示

(3)由實(shí)驗(yàn)步驟可知R=RT+RμA,解得RT=3500Ω,由題圖甲知斷開S2后熱敏電阻的測(cè)量值

偏大。(4)

增大時(shí)T減小,此時(shí)lnRT增大,即RT增大,說(shuō)明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高逐漸減小?？挤?等效替代法4.(2021浙江6月,18,7分)小李在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量一電阻Rx的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來(lái)判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,

合上開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1,電壓表的讀

數(shù)U1=1.65V,電流表的示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)I1=

A;將K擲到2,電壓表和電流

表的讀數(shù)分別為U2=1.75V,I2=0.33A。由此可知應(yīng)采用電流表

(填“內(nèi)”或

“外”)接法。

0.33~0.34外(2)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小李進(jìn)一步嘗試用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①器材與連線如圖3所示,請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖;②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊,調(diào)節(jié)電阻

箱的阻值,使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同,電阻箱的示數(shù)如圖3所示,則待測(cè)電阻Rx=

Ω。此方法,

(填“有”或“無(wú)”)明顯的實(shí)驗(yàn)誤差,其理由是

。答案

(2)①如圖所示

5有電阻箱的分度值與待測(cè)電阻比較接近(或其他合理解釋)解析

(1)由圖示電流表可知,電流I1=0.33A;比較兩次測(cè)量結(jié)果可知,電壓表的示數(shù)有

較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,說(shuō)明待測(cè)電阻的阻值較小,應(yīng)采用電流表外接

法。(2)①對(duì)應(yīng)的電路圖如答案圖所示。②電阻箱的讀數(shù)為5Ω,則Rx的阻值也為5Ω。受電

阻箱取值限制,阻值只能精確到個(gè)位數(shù),電阻箱的分度值與待測(cè)電阻比較接近,有明顯的

實(shí)驗(yàn)誤差。易錯(cuò)警示基本儀器的讀數(shù)原則最小刻度是“1”的儀器,要再往下估讀一位;最小刻度是“2”和“5”的儀器,只要求

讀到最小刻度所在的這一位,不再往下估讀?？挤?電橋法5.(2023湖南,12,9分)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微

小壓力的裝置,其電路如圖(a)所示,R1、R2、R3為電阻箱,RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感

器,C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無(wú)窮大)。

(1)先用歐姆表“×100”擋粗測(cè)RF的阻值,示數(shù)如圖(b)所示,對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是

Ω;(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3,使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí),RF的阻值為

(用R1、R2、R3表示);1000(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼

重力大小),讀出電壓傳感器示數(shù)U,所測(cè)數(shù)據(jù)如表所示:根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn),繪制U-m關(guān)系圖線;次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后,該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜

壓力傳感器上施加微小壓力F0,電壓傳感器示數(shù)為200mV,則F0大小

是

N(重力加速度取9.8m/s2,保留2位有效數(shù)字);(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測(cè)量C、D間電壓,在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施

加微小壓力F1,此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV,則F1

F0(填“>”“=”或

“<”)。答案

(3)見解析0.018(0.017或0.018)

>解析

(1)歐姆表選擇“×100”擋,由題圖(b)可知讀數(shù)為1000Ω。(2)由題圖(a)可知,要使電壓傳感器示數(shù)為0,上、下兩條支路中R1和R2的分壓應(yīng)相等,即

=

,可得RF=

。(3)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,注意使圖線通過盡量多的點(diǎn),如圖所示。(4)由圖可得200mV的電壓對(duì)應(yīng)砝碼的質(zhì)量約為1.8g,則F0=mg≈0.018N。(5)非理想毫伏表測(cè)得的電壓偏小,即要達(dá)到相同的電壓,所需壓力會(huì)偏大,則F1>F0。實(shí)驗(yàn)13測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.(2024黑吉遼,11,6分)某探究小組要測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠?電壓

表、電阻絲、定值電阻(阻值為R0)、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們?cè)O(shè)計(jì)

了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將電阻絲拉直固定,按照?qǐng)D(a)連接電路,金屬夾置于電阻絲的

(填“A”或

“B”)端;A

②閉合開關(guān)S,快速滑動(dòng)金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S,記錄金屬夾

與B端的距離L;③多次重復(fù)步驟②,根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線Ⅰ;④按照?qǐng)D(b)將定值電阻接入電路,多次重復(fù)步驟②,再根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作

出圖(c)中圖線Ⅱ。(2)由圖線得出縱軸截距為b,則待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=

。(3)由圖線求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分別為k1、k2,若

=n,則待測(cè)電池的內(nèi)阻r=

(用n和R0表示)。解析

(1)①金屬夾應(yīng)置于電阻絲的A端,此時(shí)接入電路中的阻值最大,起到保護(hù)電路的

作用。(2)(3)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電阻絲橫截面積為S,電阻率為ρ,電阻絲接入電路的

電阻為R,長(zhǎng)度為L(zhǎng),對(duì)于圖線Ⅰ可得U=E-

×r,對(duì)于圖線Ⅱ可得U=E-

×(R0+r),其中R=ρ

,對(duì)圖線Ⅰ表達(dá)式整理可得

=

+

×

,對(duì)圖線Ⅱ表達(dá)式整理可得

=

+

×

,可得

=b,

=

=n,解得E=

,r=

。2.(2021湖南,12,9分)某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測(cè)電池、

一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為R0)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電

阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺

少刻度尺,無(wú)法測(cè)量電阻絲長(zhǎng)度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻

絲繞在該表盤上,利用圓心角來(lái)表示接入電路的電阻絲長(zhǎng)度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接;(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的

端(填“a”或“b”);(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ和電流表

示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù);(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為k,與縱軸截距為

d,設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為r0,該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=

,r=

;(用R0、RA、k、d、r0表示)(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值r0。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn),在圖(c)方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示);(6)利用測(cè)出的r0,可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。b

-(R0+RA)

答案

(5)見解析解析

(2)為保護(hù)電路,開關(guān)閉合前應(yīng)使電阻絲接入電路中的阻值最大,即金屬夾應(yīng)夾在

電阻絲的b端。(4)由閉合電路歐姆定律,結(jié)合電路結(jié)構(gòu)有E=I(r+RA+θr0+R0),整理可得

=

θ+

,故可得k=

,d=

,聯(lián)立解得E=

,r=

-(R0+RA)。(5)現(xiàn)有器材中只有一個(gè)電流表,但有一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和阻值已知的定值電阻,故考慮

采用替代法測(cè)電阻,設(shè)計(jì)電路如圖所示。操作步驟:先將開關(guān)置于1,記錄下電流表示數(shù)I,再將開關(guān)置于2,調(diào)節(jié)金屬夾位置,使電流表示數(shù)仍為I,記錄下電阻絲接入電路部分對(duì)應(yīng)的圓心角θ,則有r0=

。3.(2023湖北,12,10分)某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電

路,所用器材如下:電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻很大);電流表(量程0~0.6A);電阻箱(阻值0~999.9Ω);干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)的

電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖(c)所示,則干電池的電

動(dòng)勢(shì)為

V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為

Ω(保留2位有效數(shù)字)。1.58

0.64(0.63~0.65均可)(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究,作出

-R圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距,結(jié)合(2)問得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,還可以求出電流表內(nèi)阻為

Ω(保留2位

有效數(shù)字)。(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大,本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測(cè)量值

(填“偏大”或“偏

小”)。2.4偏小答案

(1)見解析

解析

(1)根據(jù)電路圖,連線如圖所示。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,由圖線與縱軸的交點(diǎn)知E=1.58V,由圖線斜率知內(nèi)阻r=

=

Ω=0.64Ω。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(R+RA+r),因此

=

R+

+

,由題圖(d)知,圖線縱軸截距為

+

=1.9A-1,解得RA≈2.4Ω。(4)本實(shí)驗(yàn)中干電池內(nèi)阻的測(cè)量值等于干電池內(nèi)阻的真實(shí)值與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)阻值,

故測(cè)量值偏小。4.(2024屆長(zhǎng)沙市一中月考五)在“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中,某小組同學(xué)設(shè)計(jì)

了兩種方案。(1)方案一:利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所

示。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖乙所示。通過圖像乙可求出電池的電動(dòng)勢(shì)E=

V,內(nèi)阻r=

Ω。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

1.50.83(2)方案二:實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示。

其中電流表A1和A2、電壓表V1和V2都是非理想電表,且電表內(nèi)阻未知。閉合開關(guān)S,通

過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2的滑片,使靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為0,讀出電流表示數(shù)I1和I2,以

及電壓表示數(shù)U1和U2,多次測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù),繪制圖像,以(I1+I2)為橫坐標(biāo),以

為縱坐標(biāo),得到的圖像為直線,其縱軸截距為b,斜率為k,則電源電動(dòng)勢(shì)E=

,電源

內(nèi)阻r=

。從設(shè)計(jì)思路看,該方案電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相比

(選填

“偏小”“偏大”或“相等”)。(U1+U2)b-k相等解析

(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=E-Ir,結(jié)合圖像的縱截距和斜率可得E=1.5V,r=

≈0.83Ω。(2)根據(jù)題意可知靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為0,則E=U1+U2+(I1+I2)r,整理可得(U1+U2)=E-(I1+I

2)r,以(I1+I2)為橫坐標(biāo),以(U1+U2)為縱坐標(biāo),得到的圖像為直線。根據(jù)上式可知E=b,r=

-k。本設(shè)計(jì)思路考慮了所用電表的內(nèi)阻,并沒有系統(tǒng)誤差,電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相

等。實(shí)驗(yàn)14用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量1.(2022湖南,12,9分)小夢(mèng)同學(xué)自制了一個(gè)兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表,其內(nèi)部結(jié)

構(gòu)如圖所示,R0為調(diào)零電阻(最大阻值為R0m),Rs、Rm、Rn為定值電阻(Rs+R0m<Rm<Rn),電

流計(jì)

的內(nèi)阻為RG(Rs?RG)。用此歐姆表測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值,回答下列問題:(1)短接①②,將單刀雙擲開關(guān)S與m接通,電流計(jì)