第17講電學(xué)實(shí)驗(yàn)命題規(guī)律1.命題角度：(1)電阻的測量；(2)導(dǎo)體電阻率的測量；(3)用多用電表測量電學(xué)中的物理量；(4)測量電源的電動勢和內(nèi)電阻；(5)利用傳感器制作簡單的自動控制裝置.2.常用方法：伏安法、內(nèi)接法、外接法、替代法、半偏法、電橋法、公式法、圖像法．考點(diǎn)一以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)伏安法測電阻R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx，適合測量大電阻R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx，適合測量小電阻導(dǎo)體電阻率的測量1.測電阻Rx＝eq\f(U,I)2.測電阻率ρ，Rx＝ρeq\f(L,S)，而S＝eq\f(πD2,4)，Rx＝eq\f(U,I)，聯(lián)立得ρ＝eq\f(πUD2,4IL)例1(2022·湖北省新高考聯(lián)考協(xié)作體高三期末)音箱線用于連接功放與音箱，用單晶銅作音箱線，音響的音質(zhì)會更清晰，因?yàn)閱尉с~電阻率比普通銅低，下面是測量單晶銅電阻率的實(shí)驗(yàn)方案．(1)用螺旋測微器測量一單晶銅絲的直徑，示數(shù)如圖(a)所示，可讀得單晶銅絲的直徑為________mm；(2)圖(b)為實(shí)驗(yàn)電路，為了保證兩個(gè)電表的示數(shù)從零開始變化，請畫線將滑動變阻器正確接入電路；(3)電路接好后，閉合開關(guān)S，滑動變阻器觸頭從左移到右，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化很大，電流表示數(shù)總為零，這可能是線夾P處發(fā)生______(選填“短路”或“斷路”)；(4)線夾P的問題解決后，閉合開關(guān)S，滑動變阻器觸頭移到合適位置不動，再把線夾P從a向b移動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)很小且變化不大，這時(shí)應(yīng)該把連接電壓表負(fù)接線柱的導(dǎo)線改接在________，再重新把線夾P從a向b移動，讀出多組電壓表和電流表示數(shù)，計(jì)算電阻，把多組電阻值與接入電路長度值畫成如圖(c)的R－x關(guān)系圖線，根據(jù)圖線可知R0＝______Ω，單晶銅的電阻率為________Ω·m(π取3，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．答案(1)0.084(0.083～0.085均可)(2)見解析圖(3)斷路(4)R0左端的接線柱上201.7×10－8解析(1)單晶銅絲的直徑為d＝0＋8.4×0.01mm＝0.084mm.(2)為了保證兩個(gè)電表的示數(shù)從零開始變化，滑動變阻器必須采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．(3)線夾P處發(fā)生斷路，銅絲沒有接入電路中，使得電流表示數(shù)總為零(4)因?yàn)閱尉с~絲的電阻很小，所以電壓表的讀數(shù)很小且變化不大，這時(shí)應(yīng)該把連接電壓表負(fù)接線柱的導(dǎo)線改接在R0左端的接線柱上，電壓表的測量值等于R0和銅絲的總電壓；根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(x,S)＋R0S＝eq\f(1,4)πd2聯(lián)立解得R＝eq\f(4ρ,πd2)x＋R0根據(jù)圖像知R0＝20Ωeq\f(4ρ,πd2)＝eq\f(25－20,1.6)Ω·m－1解得ρ＝1.7×10－8Ω·m.考點(diǎn)二以閉合電路歐姆定律為核心的實(shí)驗(yàn)用多用電表測量電學(xué)中的物理量1.原理：閉合電路歐姆定律，I＝eq\f(E,Rx＋R內(nèi))(其中R內(nèi)＝Rg＋R＋r，I與Rx成一一對應(yīng)關(guān)系)2.中值電阻R中＝Rg＋R＋r3.紅、黑表筆短接，歐姆調(diào)零，Ig＝eq\f(E,Rg＋R＋r)4.電流方向：“紅進(jìn)黑出”測量電源的電動勢和內(nèi)電阻伏安法1.原理：U＝E－Ir2.誤差來源：電壓表的分流3.誤差分析：E測<E真，r測<r真(r測＝eq\f(RV·r,RV＋r))伏安法1.原理：U＝E－Ir2.誤差來源：電流表的分壓3.誤差分析：E測＝E真，r測>r真(r測＝r＋RA)伏阻法1.原理：E＝U＋eq\f(U,R)r2.關(guān)系式：eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)3.誤差分析：E測<E真，r測<r真(r測＝eq\f(RV·r,RV＋r))安阻法1.原理：E＝IR＋I(xiàn)r2.關(guān)系式：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)或R＝E·eq\f(1,I)－r3.誤差分析：E測＝E真，r測>r真(r測＝r＋RA)例2(2022·全國甲卷·22)某同學(xué)要測量微安表內(nèi)阻，可利用的實(shí)驗(yàn)器材有：電源E(電動勢1.5V，內(nèi)阻很小)，電流表(量程10mA，內(nèi)阻約10Ω)，微安表(量程100μA，內(nèi)阻Rg待測，約1kΩ)，滑動變阻器R(最大阻值10Ω)，定值電阻R0(阻值10Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)將圖中所示的器材符號連線，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖；(2)某次測量中，微安表的示數(shù)為90.0μA，電流表的示數(shù)為9.00mA，由此計(jì)算出微安表內(nèi)阻Rg＝________Ω.答案(1)見解析圖(2)990解析(1)為了準(zhǔn)確測出微安表兩端的電壓，可以讓微安表與定值電阻R0并聯(lián)，再與電流表串聯(lián)，通過電流表的電流與微安表的電流之差，即為流過定值電阻R0的電流，從而求出微安表兩端的電壓，進(jìn)而求出微安表的內(nèi)阻，由于電源電壓過大，并且為了測量多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓式接法，實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示．(2)流過定值電阻R0的電流，I＝IA－IG＝9.00mA－0.09mA＝8.91mA加在微安表兩端的電壓U＝IR0＝8.91×10－2V微安表的內(nèi)阻Rg＝eq\f(U,IG)＝eq\f(8.91×10－2,90.0×10－6)Ω＝990Ω.例3(2022·廣東肇慶市二模)某同學(xué)用以下器材組裝一簡易歐姆表．毫安表A(量程0～50mA)電阻箱R(阻值0～999.9Ω)學(xué)生電源(輸出電壓0～16V)紅、黑表筆各一只導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)用導(dǎo)線將毫安表A、電阻箱R、學(xué)生電源串聯(lián)起來，兩只表筆一只接毫安表的負(fù)極，一只接學(xué)生電源負(fù)極，為使電流從黑色表筆流出，和毫安表相連的表筆應(yīng)為________(選填“紅”或“黑”)表筆；(2)將學(xué)生電源的電壓調(diào)至2V，電阻箱調(diào)到100.0Ω，將兩表筆短接，發(fā)現(xiàn)毫安表指針向右偏轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，當(dāng)阻值為35.0Ω時(shí)，發(fā)現(xiàn)毫安表恰好滿偏，此時(shí)電路中的總電阻為________Ω；(結(jié)果保留一位小數(shù))(3)斷開兩表筆，他在毫安表0刻度處標(biāo)記“∞”，“50mA”刻度處標(biāo)記“0”，并在其他刻度處標(biāo)上正確阻值成為一個(gè)簡易歐姆表，則25mA處應(yīng)標(biāo)記________Ω；(結(jié)果保留一位小數(shù))(4)將學(xué)生電源的電壓調(diào)至6V，將兩表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱直到毫安表滿偏，此時(shí)該歐姆表的倍率為________(選填“×2”“×3”或“×10”)，將一未知電阻接入兩表筆之間，發(fā)現(xiàn)毫安表指在25mA處，該電阻的阻值為________Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))．答案(1)黑(2)40.0(3)40.0(4)×3120.0解析(1)根據(jù)電流流向，可以判斷與毫安表相連的應(yīng)為黑表筆．(2)毫安表滿偏，根據(jù)R總＝eq\f(E,Ig)，解得R總＝40.0Ω.(3)毫安表指向25mA時(shí)，毫安表半偏，待測電阻等于內(nèi)阻，此處標(biāo)記40.0Ω.(4)學(xué)生電源的電壓調(diào)至6V，歐姆表的內(nèi)阻為120.0Ω，故歐姆表的倍率為×3，毫安表指在25mA處，該電阻的阻值為40.0×3Ω＝120.0Ω.例4(2022·黑龍江省哈師大附中高三期末)某探究小組采用如圖甲所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)量程為0～3V的電壓表出現(xiàn)故障不能正常使用，實(shí)驗(yàn)臺上有一個(gè)量程為0～500μA、內(nèi)阻Rg＝200Ω的靈敏電流計(jì)和一個(gè)電阻箱R(0～9999Ω)．(1)為了把靈敏電流計(jì)改裝成量程為0～3V的電壓表繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，電阻箱R應(yīng)調(diào)至______Ω.(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙的實(shí)物電路連接．(3)探究小組中一個(gè)同學(xué)用靈敏電流計(jì)和電阻箱設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路，同樣測出了干電池的電動勢和內(nèi)阻．①多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄靈敏電流計(jì)的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，干電池的電動勢和內(nèi)阻分別用E和r表示，則eq\f(1,I)和R的關(guān)系式為________________．②然后以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，以R為橫坐標(biāo)，作出了eq\f(1,I)－R圖線為一直線，如圖丁所示，測得直線在縱軸上的截距b＝144，直線的斜率k＝eq\f(5,7)，則該干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.答案(1)5800(2)見解析圖(3)①eq\f(1,I)＝eq\f(Rg＋r,E)＋eq\f(R,E)②1.41.6解析(1)為了把靈敏電流計(jì)改裝成量程為0～3V的電壓表繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，電阻箱R應(yīng)調(diào)至R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝5800Ω(2)如圖所示．(3)①根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝I(R＋Rg＋r)整理得eq\f(1,I)＝eq\f(Rg＋r,E)＋eq\f(R,E)②由題意可得b＝eq\f(Rg＋r,E)＝144A－1k＝eq\f(1,E)＝eq\f(5,7)V－1解得E＝1.4Vr＝1.6Ω考點(diǎn)三創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)1．測量電阻創(chuàng)新方案對比安安法如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1＋R0,I2)伏伏法兩電表的滿偏電流接近時(shí)，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))替代法單刀雙擲開關(guān)分別與1、2相接，調(diào)節(jié)電阻箱R1，保證電流表兩次讀數(shù)相等，則R1的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值半偏法測量電流表內(nèi)阻閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R1使G表滿偏；再閉合S2，只調(diào)節(jié)R2，使G表半偏(R1?R2)，則R2＝R測，R測<R真測量電壓表內(nèi)阻使R2＝0，閉合S，調(diào)節(jié)R1使V表滿偏；只調(diào)節(jié)R2使V表半偏(RV?R1)，則R2＝R測，R測>R真電橋法調(diào)節(jié)電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢相等時(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，根據(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：R1·Rx＝R2·R3，這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值2．傳感器的應(yīng)用例5(2022·江蘇連云港市高三期末)某同學(xué)用如圖甲所示的電路測量未知電阻Rx的阻值．已知電源電動勢約為4.5V，內(nèi)阻約為1.5Ω，電壓表滿偏電壓為3V，定值電阻R0＝3.5Ω，電阻箱R最大阻值為99.9Ω.電阻R/Ω1.02.04.06.08.010.0電壓U/V0.751.282.002.452.763.00(1)將S2接1，閉合開關(guān)S1前，該同學(xué)首先將電阻箱的阻值調(diào)到最大，這樣操作是________(選填“正確”或“錯誤”)的；(2)多次改變電阻箱R的阻值，得到對應(yīng)電壓表的示數(shù)U如表格所示，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中作出U－R關(guān)系圖像；(3)斷開S1，將S2接2，再閉合S1，電壓表示數(shù)為1.60V，利用(2)中測繪的U－R圖像可得Rx＝________Ω，考慮到電壓表為非理想電表，則Rx測量值________真實(shí)值(選填“大于”“小于”或“等于”)．答案(1)錯誤(2)見解析圖(3)2.8(2.7～2.9均可)等于解析(1)當(dāng)電阻箱電阻調(diào)到最大時(shí)，閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表兩端電壓為U＝eq\f(ERm,r＋R0＋Rm)＝eq\f(4.5×99.9,1.5＋3.5＋99.9)V≈4.28V超過了電壓表的量程，則該操作錯誤；(2)作出U－R圖像如圖；(3)電壓表示數(shù)為1.60V，利用(2)中測繪的U－R圖像可得Rx＝2.8Ω，該方法為等效替代法，電壓表內(nèi)阻對Rx的測量無影響，則Rx測量值等于真實(shí)值．例6(2022·山東卷·14)某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量電阻阻值的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)器材：干電池E(電動勢1.5V，內(nèi)阻未知)；電流表A1(量程10mA，內(nèi)阻為90Ω)；電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻為30Ω)；定值電阻R0(阻值為150Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為100Ω)；待測電阻Rx；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．測量電路如圖所示．(1)斷開開關(guān)，連接電路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端．將定值電阻R0接入電路；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置．使電流表指針指在滿刻度的eq\f(1,2)處．該同學(xué)選用的電流表為________(選填“A1”或“A2”)；若不考慮電池內(nèi)阻．此時(shí)滑動變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為________Ω.(2)斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變．用Rx替換R0，閉合開關(guān)后，電流表指針指在滿刻度的eq\f(3,5)處，則Rx的測量值為________Ω.(3)本實(shí)驗(yàn)中未考慮電池內(nèi)阻，對Rx的測量值________(選填“有”或“無”)影響．答案(1)A160(2)100(3)無解析(1)若不考慮電池內(nèi)阻，且在電池兩端只接R0時(shí)，電路中的電流約為I＝eq\f(E,R0)＝eq\f(1.5,150)A＝10mA，由題知，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，要使電流表指針指在滿刻度的eq\f(1,2)處，則該同學(xué)選到的電流表應(yīng)為A1；當(dāng)不考慮電池內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝eq\f(Im,2)(R＋R0＋RA1)，計(jì)算出R＝60Ω.(2)斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變，用Rx替換R0，閉合開關(guān)后，有E＝eq\f(3Im,5)(R＋Rx＋RA1)代入數(shù)據(jù)有Rx＝100Ω.(3)若考慮電池內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有E＝eq\f(Im,2)[(R＋r)＋R0＋RA1]E＝eq\f(3Im,5)[(R＋r)＋Rx＋RA1]聯(lián)立計(jì)算出的Rx不受電池內(nèi)阻r的影響.1．(2022·甘肅張掖市高三期末)已知電流計(jì)G的量程約為幾毫安，內(nèi)阻很小，現(xiàn)要將其量程擴(kuò)大為原來的3倍，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：A．電源(E1＝3V)B．電源(E2＝15V)C．滑動變阻器R1(阻值為0～1kΩ)D．滑動變阻器R2(阻值為0～15kΩ)E．電阻箱F．開關(guān)、導(dǎo)線．(1)電源應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．(均填器材前所對應(yīng)的字母)(2)改裝步驟如下，請將步驟補(bǔ)充完整：①按電路圖連接各器材，把滑動變阻器的滑片調(diào)至最________(選填“左”或“右”)端；②將開關(guān)S2斷開，S1閉合；③調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流計(jì)G滿偏；④保持________不變，再閉合開關(guān)S2，把電阻箱調(diào)到適當(dāng)值，使電流計(jì)________；⑤不再改變電阻箱的阻值，保持電流計(jì)G和電阻箱并聯(lián)，撤去其他電路，即可將電流計(jì)G的量程擴(kuò)大為原來的3倍．答案(1)BD(2)①右④滑動變阻器滑片的位置讀數(shù)為滿偏電流的三分之一解析(1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求在閉合開關(guān)S2后，干路電流幾乎不變，所以滑動變阻器接入電阻越大越好，所以在電流計(jì)滿偏時(shí)，電動勢越大，滑動變阻器接入電阻才越大，所以電源應(yīng)選B，電流計(jì)G滿偏電流約為幾毫安，所以干路總電阻約為幾千歐姆，所以滑動變阻器的最大阻值選15kΩ的合適，故選D；(2)①為了保證電流表的安全，則把滑動變阻器的滑片調(diào)至最右端，使得接入電路的阻值最大，電流最?。虎芤氡３指陕冯娏鞑蛔?，要求滑動變阻器的阻值不能再改變；使電流計(jì)讀數(shù)為滿偏電流的三分之一，此時(shí)電阻箱的分流為三分之二的干路電流，其阻值為電流計(jì)的二分之一，改裝后的總電阻為之前的三分之一，則量程變?yōu)樵瓉淼?倍．2．(2022·福建龍巖市三模)為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值R隨光的照度I的變化而發(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)．(1)某光敏電阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D甲的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并判斷光敏電阻的阻值R與照度I是否成反比關(guān)系．答________(填“是”或“否”)．照度I/lx0.20.40.60.81.01.2阻值R/kΩ5.83.72.72.32.01.8(2)圖乙為街道路燈自動控制電路，利用直流電源E為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電．為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在________(填“AB”或“CD”)之間．(3)已知線圈的電阻為140Ω，直流電源E的電動勢E＝36V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．當(dāng)線圈中的電流大于10mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，滑動變阻器R′的阻值應(yīng)調(diào)為________Ω，才能使天色漸暗、照度低于1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈．(4)使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮?xí)r就已點(diǎn)亮了，為了使路燈能按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮和熄滅，變阻器R′的阻值應(yīng)適當(dāng)調(diào)________(選填“大”或“小”)些．答案(1)見解析圖否(2)AB(3)1460(4)小解析(1)如圖所示若光敏電阻的阻值R與照度I成反比關(guān)系，則有RI為定值，由圖像中點(diǎn)的數(shù)據(jù)可得5.8×0.2<3.7×0.4<2.7×0.6<2.3×0.8<2.0×1.0<1.8×1.2可知光敏電阻的阻值R與照度I不是反比關(guān)系；(2)由于天亮?xí)r照度較大，光敏電阻的阻值較小，電路中的電流較大，銜鐵被吸下，AB間斷開，CD間接通，故燈泡應(yīng)接在AB間；(3)由題意可知，當(dāng)照度降到1.0lx時(shí)，要求電路電流降低到10mA，此時(shí)電路中的總電阻為R總＝eq\f(E,I)＝eq\f(36,10×10－3)Ω＝3600Ω此時(shí)光敏電阻的阻值為R＝2000Ω，則滑動變阻器R′的阻值應(yīng)調(diào)為R′＝R總－R－R線＝3600Ω－2000Ω－140Ω＝1460Ω；(4)使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮?xí)r就已點(diǎn)亮了，說明在天色更亮?xí)r電路電流就降到了10mA，為了使路燈能按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮和熄滅，應(yīng)使天色更亮?xí)r電路電流大于10mA，應(yīng)使電路的總電阻適當(dāng)減小，故應(yīng)將變阻器R′的阻值適當(dāng)調(diào)小些．專題強(qiáng)化練[保分基礎(chǔ)練]1．(2022·北京市東城區(qū)高三期末)(1)某實(shí)驗(yàn)小組想要測定某種金屬的電阻率，他們選取了該材料一段粗細(xì)均勻的金屬絲進(jìn)行粗測，選用多用電表“×1”歐姆擋測量其阻值，示數(shù)如圖．讀出金屬絲的電阻值為________Ω.(2)已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ.電源為干電池組，則以下電路圖中應(yīng)當(dāng)采用________(選填“甲”或“乙”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．但用該電路測量電阻的結(jié)果仍然會有誤差，會比真實(shí)值偏________．(3)實(shí)驗(yàn)正確操作獲得金屬絲的長度L、直徑D、電流表讀數(shù)I、電壓表讀數(shù)U，則此材料電阻率的表達(dá)式為ρ＝__________(用題中字母表示)．答案(1)6.0(2)甲小(3)eq\f(πUD2,4IL)解析(1)由于選用的是“×1”歐姆擋，因此電阻值為6.0Ω.(2)由于待測電阻較小，因此采用電流表外接法，故選甲．根據(jù)R＝eq\f(U,I)，電壓的測量值準(zhǔn)確，但電流表測量的是電壓表和待測電阻的總電流，測量值偏大，導(dǎo)致電阻的測量值偏?。?3)根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，而S＝eq\f(πD2,4)，R＝eq\f(U,I)，聯(lián)立解得ρ＝eq\f(πUD2,4IL).2.(2022·遼寧營口市高三期末)某興趣小組想測量電阻Rx的阻值(約為1千歐)(1)該小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖，其中電流表滿偏電流為I0，內(nèi)阻為RA.在該實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為當(dāng)變阻器的滑片P不動時(shí)，無論電阻箱的阻值如何增減，a、P兩點(diǎn)間的電壓保持不變；請從下列滑動變阻器中選擇最恰當(dāng)?shù)氖莀_____(填“A”“B”或“C”)；A．變阻器A(0～2000Ω)B．變阻器B(0～200Ω)C．變阻器C(0～5Ω)(2)連接好線路后，先將變阻器滑片P調(diào)到最左端，并將電阻箱R的阻值調(diào)到________(填“0”或“最大”)，然后閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)P，使電流表滿偏，此后滑片P保持不動；(3)在保證滑動變阻器滑片不動的前提下，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，記錄多組電阻箱R的阻值和對應(yīng)的電流值，以R為橫坐標(biāo)、eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)進(jìn)行描點(diǎn)、連線得到一條傾斜直線，已知該直線的斜率為k，則待測電阻Rx＝________(用題中給出的字母表示)．答案(1)C(2)0(3)eq\f(1,kI0)－RA解析(1)當(dāng)變阻器的滑片P不動時(shí)，無論電阻箱的阻值如何增減，a、P兩點(diǎn)間的電壓保持不變，滑動變阻器分壓式連接，待測阻值較大，滑動變阻器阻值越小越好，故選C；(2)滑動變阻器分壓式連接到電路中，滑動變阻器調(diào)到最左端a、P兩點(diǎn)間的電壓為零，電阻箱R的阻值調(diào)到0，然后閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)P，使電流表滿偏．(3)認(rèn)為a、P兩點(diǎn)間的電壓保持不變，根據(jù)歐姆定律可得I0(RA＋Rx)＝I(Rx＋R＋RA)整理得eq\f(1,I)＝eq\f(R,I0RA＋Rx)＋eq\f(Rx＋RA,I0RA＋Rx)以R為橫坐標(biāo)、eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)進(jìn)行描點(diǎn)、連線得到一條傾斜直線，已知該直線的斜率為k，即eq\f(1,I0RA＋Rx)＝k，故待測電阻Rx＝eq\f(1,kI0)－RA.3．(2022·江蘇泰州市高三期末)圖甲為某同學(xué)測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路圖．(1)若電路中電阻箱R1的示數(shù)如圖乙所示，其阻值為________Ω.(2)虛線框內(nèi)為用毫安表改裝成電流表的電路，已知：毫安表內(nèi)阻為10Ω、滿偏電流為100mA，若R1阻值為2.5Ω，則改裝后電流表的量程為________mA.(3)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將滑動變阻器R的滑片移到________端(選填“左”或“右”)；②閉合開關(guān)S，將電阻箱R1的阻值由圖乙阻值調(diào)為2.5Ω，操作正確的是________(選填選項(xiàng)前字母)；A．先將“×10擋”中3調(diào)至0，再將“×1擋”調(diào)至2，“×0.1擋”調(diào)至5B．先將“×1擋”調(diào)至2，“×0.1擋”調(diào)至5，再將“×10擋”中3調(diào)至0③多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I.某次測量時(shí)毫安表的示數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)為________mA；④以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作出U－I圖像如圖丁所示，根據(jù)圖像求得干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.答案(1)30.0(2)500(3)①左②B③58④1.46(1.45～1.47均可)0．40(0.39～0.41均可)解析(1)電阻箱阻值為3×10Ω＋0×1Ω＋0×0.1Ω＝30.0Ω.(2)改裝后電流表的量程為I＝Ig＋eq\f(IgRg,R1)＝0.5A＝500mA.(3)①為防止電路中電流過大，燒壞電流表，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器R的滑片移到最大阻值處，即移到左端；②為防止電阻箱短路，電阻箱操作時(shí)應(yīng)先將“×1擋”調(diào)至2，“×0.1擋”調(diào)至5，再將“×10擋”中3調(diào)至0，故選B；③毫安表量程為100mA，由題圖丙所示毫安表表盤可知，其分度值為2mA，示數(shù)為58mA；④改裝后的電流表內(nèi)阻為RA＝eq\f(RgR1,Rg＋R1)＝2Ω根據(jù)改裝原理可知，實(shí)際電流為電流表讀數(shù)的5倍，由閉合電路歐姆定律可知U＝E－5I(r＋RA)由題圖丁可知，電源的電動勢E＝1.46Vr＋RA＝eq\f(1.46－0.5,80×10－3×5)Ω＝2.40Ω則干電池內(nèi)阻為r＝2.40Ω－2Ω＝0.40Ω.[爭分提能練]4．(2022·廣東卷·12)彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件，某同學(xué)測量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)裝置安裝和電路連接如圖(a)所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖(b)所示的電路中．(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長度L及其電阻Rx的測量①將導(dǎo)電繩拉伸后，用刻度尺測量并記錄A、B間的距離，即為導(dǎo)電繩拉伸后的長度L.②將滑動變阻器R的滑片滑到最右端．?dāng)嚅_開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置．記錄兩表的示數(shù)U和I1.③閉合S2，電壓表的示數(shù)____________(選填“變大”或“變小”)．調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U，記錄電流表的示數(shù)I2，則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻Rx＝__________(用I1、I2和U表示)．④斷開S1，增大導(dǎo)電繩拉伸量，測量并記錄A、B間的距離，重復(fù)步驟②和③.(3)該電壓表內(nèi)阻對導(dǎo)電繩電阻的測量值______(選填“有”或“無”)影響．(4)圖(c)是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的Rx－L圖線．將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂上，當(dāng)機(jī)械臂彎曲后，測得導(dǎo)電繩的電阻Rx為1.33kΩ，則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長度為________cm，即為機(jī)械臂彎曲后的長度．答案(2)③變小eq\f(U,I2－I1)(3)無(4)51.80解析(2)③閉合S2后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電壓表的示數(shù)變小．加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U，流過導(dǎo)電繩的電流為I2－I1，因此導(dǎo)電繩的電阻Rx＝eq\f(U,I2－I1).(3)在閉合S2之前，電流表I1的示數(shù)包括流過定值電阻的電流和電壓表分得的電流，閉合S2之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過電壓表和定值電阻的總電流仍為I1，故流過導(dǎo)電繩的電流是I2－I1，與電壓表內(nèi)阻無關(guān)，電壓表內(nèi)阻對測量沒有影響．(4)由題圖(c)可知，導(dǎo)電繩拉伸后的長度為51.80cm.5．(2022·黑龍江齊齊哈爾市一模)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究某熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)室可提供的器材：熱敏電阻Rx、學(xué)生電源(通過調(diào)節(jié)可輸出0～12V的電壓)、溫控箱(能顯示溫度并可調(diào)節(jié)溫度)、電流表A1(量程為0.6A，內(nèi)阻r1＝5Ω)、電流表A2(量程為0.6A，內(nèi)阻r2約為1Ω)、定值電阻R0、開關(guān)和導(dǎo)線若干．(1)為了更準(zhǔn)確地描述出熱敏電阻Rx隨溫度變化的關(guān)系，請將電流表A1和A2填在如圖甲所示的電路圖圓圈中的合適位置．(2)閉合開關(guān)S，記下電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2＝________A(如圖乙所示)，則Rx＝________________(用題中所給相關(guān)物理量的字母表示)．(3)實(shí)驗(yàn)中多次改變溫控箱的溫度，分別測出了熱敏電阻在不同溫度下的阻值，得到了如圖丙所示的Rx－t圖像．根據(jù)所給的Rx－t圖像可以看出，該熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系式是Rx＝______Ω.由圖像分析可知，當(dāng)溫控箱中的溫度達(dá)到525℃時(shí)(熱敏電阻仍遵循此規(guī)律)，此時(shí)熱敏電阻的阻值為Rx＝______Ω(保留3位有效數(shù)字)．答案(1)見解析圖(2)0.50eq\f(I1r1,I2－I1)(3)7.5＋eq\f(1,30)t25.0解析(1)電流表A1的內(nèi)阻已知，可以當(dāng)成電壓表使用，電流表A2內(nèi)阻未知，可以用來測干路電流，電路設(shè)計(jì)如圖所示．(2)電流表A2的讀數(shù)為I2＝0.50A熱敏電阻的阻值為Rx＝eq\f(U,I)又因?yàn)閁＝I1r1，I＝I2－I1解得Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1).(3)題圖丙中圖像的斜率為k＝eq\f(17.5－7.5,300－0)Ω/℃＝eq\f(1,30)Ω/℃該熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系式為Rx＝7.5＋eq\f(1,30)t(Ω)當(dāng)溫控箱中的溫度達(dá)到525℃時(shí)(熱敏電阻仍遵循此規(guī)律)，熱敏電阻的阻值為Rx＝7.5Ω＋eq\f(1,30)×525Ω＝25.0Ω.6.(2022·湖南卷·12)小夢同學(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)G的內(nèi)阻為RG(Rs?RG)．用此歐姆表測量一待測電阻的阻值，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)G示數(shù)為Im；保持電阻R0滑片位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，電流計(jì)G示數(shù)變?yōu)镮n，則Im________In(選填“大于”或“小于”)；(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，此時(shí)歐姆表的擋位為________(選填“×1”或“×10”)；(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調(diào)整歐姆零點(diǎn)(歐姆零點(diǎn)在電流計(jì)G滿偏刻度處)時(shí)，調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該________調(diào)節(jié)(選填“向上”或“向下”)；(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(2,3)；取走R1，在①②間接入待測電阻Rx，穩(wěn)定后電流計(jì)G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的eq\f(1,3)，則Rx＝________Ω.答案(1)大于(2)×10(3)向上(4)400解析(1)根據(jù)題意可知Rm<Rn，所以開關(guān)撥向m時(shí)電路的總電阻小于開關(guān)撥向n時(shí)電路的總電阻，電源電動勢E不變，根據(jù)I＝eq\f(E,R總)可知Im>In；(2)當(dāng)開關(guān)S撥向n時(shí)，全電路的總電阻較大，中值電阻較大，能夠接入待測電阻的阻值也更大，所以開關(guān)S撥向n時(shí)對應(yīng)歐姆表的擋位倍率較大，即×10；(3)從“×1