1、1第 2 讲 电学实验考点一 电学基本仪器的使用1电流表、电压表、欧姆表的比较仪器 极性 量程选择 读数电流表电压表使指针指示超过满偏刻度的 的13位置3 V 和 3 A 量程估读到最小分度的 1/10；15 V 量程估读到最小分度的 1/5；0.6 A 量程估读到最小分度的 1/2欧姆表有正、负极的电表，电流由电表的正极流入，负极流出 使指针尽量指在表盘的中间位置左右表盘读数乘以相应挡位的倍率2.使用多用电表应注意的问题(1)电流的流向由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“”插孔(红表笔)流入，从“”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，
2、负极接的是红表笔。(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置。调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮。(3)选倍率测量前应根据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差。通常只使用表盘中间一段刻度范围，指针偏转角度在 满偏到 满偏之间为测量的有效范围。如当待测电阻约为 2 k 时，应采用13 23“100”挡。(2017 全国卷)图 621 甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池； R1、 R2、 R3、 R4和 R
3、5是固定电阻， R6是可变电阻；表头 G 的满偏电流为 250 A，内阻为 480 。虚线方框内为换挡开关， A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆100 挡。2图 621(1)图甲中的 A 端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于 R6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)。A在使用多用电表之前，调整 R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整 R6使电表指针尽可
4、能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得 R1 R2_ ， R4_ 。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时 B 端是与“1”连接的，则多用电表读数为_；若此时 B 端是与“3”连接的，则读数为 _；若此时 B 端是与“5”连接的，则读数为_。(结果均保留三位有效数字)解析 (1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。(2)R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零的作用，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。(3)换挡开关接 2 时，是量程较小的电流表，所以 R1 R2 160 IgRgI Ig换挡开关接 4 时，是量程较小的电压表
5、，这时表头与 R1、 R2并联组成新表头，新表头的内阻 r 120 ，新表头的量程是 1 mA，所以 R4 r (R1 R2)RgR1 R2 Rg U1I1 1110 3120 880 。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时 B 端是与“1”相连的，此时多用电表是量程为 2.5 mA 的电流表，则多用电表读数为 1.47 mA；若此时 B 端是与“3”相连的，此时多用电表是欧姆100 挡，则读数为 11.0100 1.1010 3 ；若此时 B 端是与“5”连的，此时多用电表是量程为 5 V 的电压表，则读数为 2.95 V。3答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (
6、4)1.47 mA 1.1010 3 2.95 V规律总结多用电表使用“五步法”1选倍率：一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为 200 ，就应该选“10”的倍率。2进行欧姆调零。3将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量。4将指针示数乘以倍率，得测量值。5测量结束后，将选择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡。特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应该适当减小倍率重新调零后再测量。【题组突破】1如图 622 所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分
7、别如图甲、乙所示。图 622(1)若使用的是 03 V 量程的电压表，读数为_ V，若使用的是 015 V 量程的电压表，读数为_ V。(2)若使用的是 00.6 A 量程的电流表，读数为_ A。若使用的是 03 A 量程的电流表，读数为_ A。解析 对于电压表，当选取 03 V 量程时，每小格为 0.1 V，读数为 1.68 V，当选取015 V 量程时，每小格为 0.5 V，读数为 8.4 V；对于电流表，当选取 00.6 A 量程时，每小格为 0.02 A，读数为 0.46 A，当选取 03 A 量程时，每小格为 0.1 A，读数为 2.30 A。答案 (1)1.68(1.671.69
8、均正确) 8.4(8.3 亦可) (2)0.46 2.30(2.292.31 均正确。)2如图 623 所示为多用电表的刻度盘，若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图 623 所示，则：4图 623(1)所测电阻的阻值为_。如果要用此多用电表测量一个阻值约为 2.0104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_(选填“10” 、“100”或“1 k”)。(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为 50 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA。(3)当选用量程为
9、10 V 的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_V。解析 (1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为 15，倍率为“100” ，读数为1.5103 ；测 2.0104 电阻时应选“1 k”的欧姆挡。(2)选 50 mA 直流电流挡，则每一大格表示 10 mA，每一小格表示 1 mA，测量的精确度为 1 mA，应估读到 0.1 mA(此时为 估读)，指针对应的读数为 30.8 mA；选择量程为 250 110mA 的电流挡，则每一大格表示 50 mA，每一小格表示 5 mA，测量的精确度为 5 mA，应估读到 1 mA(此时为 估读)，指针对应的读数为 154 mA。15(3)选择
10、10 V 电压挡，则每一大格表示 2 V，每一小格表示 0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到 0.1 V(此时应为 估读)，指针对应的读数为 6.2 V。12答案 (1)1.510 3 1 k (2)30.8(30.730.9 都正确) 154 (3)6.2考点二 实验器材与实验电路的选择一、滑动变阻器的使用1滑动变阻器两种连接方式的比较方式内容 限流接法 分压接法对比说明电路图 串、并联关系不同负载 R 上电压调节范围 U EERR R00 U E 分压电路调节范围大5负载 R 上电流调节范围 IER R0 ER0 IER分压电路调节范围大闭合 S 前触头位置b 端 a 端 都为了
11、保护负载2.滑动变阻器两种连接方式的选择当题中要求负载上电压或电流从零开始调节时，应采用分压式接法；当题中要求测量精确度高且调节范围大时，一般用分压式接法；当滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值的一半还小时，一般用分压式接法；负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流不要求从零可调时，一般用限流式接法；两种接法均可使用时，优先用限流式接法(节能)。二、电流表内、外接法的比较与选择1两种接法的比较比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表测量值偏大由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大测量结果 R测 RA Rx Rx，测量值偏大UIR 测
12、Rx，测量值偏小UI RVRxRV Rx适用条件 RxRA 大电阻 RxRV 小电阻2.选择电流表内、外接的方法内接法 外接法计算法 或 RxRxRA RVRx RARV 或 RxRxRA RVRx RARV若不知 Rx的大概阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示连接，空出电压表的一个接头 S，然后将 S 分别与 a、 b 接触一下试触法若电流表“相对变化”明显，说明电压表分流作用较大，采用内接法若电压表“相对变化”明显，说明电流表分压作用较大，采用外接法6(2018 郑州模拟)某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝的长度，他们查得金属丝电阻率为 ，并粗测电阻丝的电阻约为 5
13、，实验室中有以下供选择的器材：A电池组(3 V，内阻约 1 )B电流表 A1(03 A，内阻 0.012 5 )C电流表 A2(00.6 A，内阻约为 0.125 )D电压表 V1(03 V，内阻 4 k)E电压表 V2(015 V，内阻 15 k)F滑动变阻器 R1(020 ，允许最大电流 1 A)G滑动变阻器 R2(02 000 ，允许最大电流 0.3 A)H开关，导线若干(1)为了实验电路更节能，且测量结果尽量准确，测金属丝电阻时电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_。(填写仪器前字母代号)(2)将设计的电路图画在虚线框内。图 624(3)若用螺旋测微器测得金属丝直径 d 的读数如
14、图 624，则直径d_mm。(4)若用 d 表示直径，测得电阻为 R，则金属丝的长度为_。解析 (1)由于电源电动势为 3 V，电表读数要达到半偏，则电压表选 D；由 I 可知电路中最大电流约为 0.5 A，则电流表选 C；ER r为了使测量结果尽量准确，滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太大，选 F。(2)电源电压为 3 V，由 I 可知电路中最大电流约为 0.5 A，为了使测量结果尽ER r量准确，滑动变阻器采用限流接法，由 Rx ，电流表采用外接法，电路如图所示：RARV(3)主尺上读数为 0.5 mm，螺旋尺上读数为 45.00.01 mm，两者和为 0.950 mm。(4)由电阻定律
15、： R LS7而 S( )2d2得： L 。R d24答案 (1)C D F (2)见解析图 (3)0.950 (4)R d24规律总结电路选择的原则1安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行。例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流。2精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度。“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数。3运用仪器少，耗电少原则。【题组突破】1(2018郑州质检)在探究小灯泡的伏安特性时，所用小灯泡上标有“2.5 V 0.6 W”字样，实验室提供的器材有：A电流表 A1
16、(内阻约为 5 、量程为 025 mA)B电流表 A2(内阻约为 1 、量程为 0300 mA)C电压表 V1(内阻约为 5 k、量程为 03 V)D电压表 V2(内阻约为 15 k、量程为 015 V)E滑动变阻器 R1(最大阻值为 10 、额定电流为 0.6 A)F滑动变阻器 R2(最大阻值为 1 000 、额定电流为 0.2 A)G稳压电源 E(电动势为 9.0 V、内阻可忽略)H开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题：(1)实验前设计的电路图如图 625 甲所示。为了减小实验误差，该实验所用的电流表、电压表、滑动变阻器应分别为_(选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯
17、泡，应在电路中串联的定值电阻 R0合适的电阻值应为_(选填“1 ” 、 “10 ” 、“30 ” 、 “100 ”)。(2)请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后，在图乙中用笔画线代替导线，将实物完整连接起来。8图 625(3)连接好电路后，通过改变滑动变阻器的滑片位置，并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势 E3 V、内阻r5 的电源上，每个小灯泡所消耗的实际功率为_W。(结果保留两位有效数字)。解析 (1)由小灯泡的标称可知，其额定电流为 I A0.24 A240 mA，即电PU 0.62.5流表应选 B，电压表应选 C，滑动变阻器
18、以分压式接入电路，则滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择 E，由于电源的电动势为 9.0 V，为了保护电路，定值电阻应选择 10 。(2)电压表的内阻远大于小灯泡的电阻值，测量电路部分应选择电流表外接，即接在 a 点，用笔画线代替导线将实物图连接，如答图甲所示。(3)设每只灯泡加上的实际电压和实际电流分别为 U 和 I，在闭合电路中， E U2 Ir，则 U E2 Ir310 I，即 I ，在题310 U10图丙坐标系内作出 I U 图像如答图乙所示，由图像可知，两图像交点坐标为 U1.2 V、 I0.18 A，每只灯泡的实际功率 P UI1.20.08 W0.22 W。答案 (1)B、C、E
19、10 (2)如答图甲 (3)0.222实验电路的设计电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表 V(量程 3 V，内阻约为 3 000 )，电阻箱 R0(最大阻值为 99 999.9 )，9滑动变阻器 R1(最大阻值 100 ，额定电流 2 A)，电源 E(电动势 6 V，内阻不计)，开关2 个，导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。图 626(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为 RV，与电压表内阻的真实值 RV相比
20、，RV_ RV(填“” 、 “”或“”)，主要理由是_。解析 (1)电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小，闭合开关S1、S 2，调节 R1，使电压表 V 指针满偏，保证滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关 S2，调节电阻箱 R0使电压表的指针半偏，读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻；(3)R V RV，电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，故电阻箱分压大于计算值，则会引起测量值的偏大。答案 见解析考点三 数据处理与实物连接(2018 全国卷)一课外实验小组用如图 627 所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值，图中 R0为标准定值
21、电阻( R020.0 )； V 可视为理想电压表；S 1为单刀开关，S 2为单刀双掷开关； E 为电源； R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；10图 627(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1；(3)将开关 S2掷于 1 端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表 V 的示数U1；然后将 S2掷于 2 端，记下此时电压表 V 的示数 U2；(4)待测电阻阻值的表达式 Rx_(用 R0、 U1、 U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：1 2 3 4 5U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44U
22、2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39(6)利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx_ 。(保留 1 位小数)U2U1解析 本题考查测量电阻的实验。(1)实验连线如图所示(4)将开关 S2掷于 1 端，可测得流经 R0的电流为 ，将开关 S2掷于 2 端，可测得流经U1R0R0和 Rx的电流为 。由于 V 可视为理想电压表，对电路没有影响，则两种情况下，电U2R0 Rx流相等，即 ，解得： Rx R0。U1R0 U2R0 Rx (U2U1 1)11(6)根据所给数据，计算 的平均值为 3.41，且 R020.0
23、，则 Rx(3.411)U2U120.0 48.2 。答案 (1)图见解析 (4)( 1) R0 (6)48.2U2U1【题组突破】1(2017全国卷)某同学利用如图 628(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A ，内阻大约为 2 500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器 R1， R2(其中一个阻值为 20 ，另一个阻值为 2 000 )；电阻箱 Rz(最大阻值为 99 999.9 )；电源E(电动势约为 1.5 V)；单刀开关 S1和 S2。 C、 D 分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。图 628(2)完成下列填空： R1的阻值为_ (填
24、“20”或“2 000”)为了保护微安表，开始时将 R1的滑片 C 滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将 R2的滑片 D 置于中间位置附近。将电阻箱 Rz的阻值置于 2 500.0 ，接通 S1。将 R1的滑片置于适当位置，再反复调节 R2的滑片 D 的位置、最终使得接通 S2前后，微安表的示数保持不变，这说明 S2接通前 B 与 D 所在位置的电势_(填“相等”或“不相等” 。)将电阻箱 Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 Rz的阻值置于 2 601.0 时，在接通 S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_ (结果保留到个位)。(3)
25、写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。解析 (2) R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即 R1的电阻为 20 ，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器 R1的滑片 C 应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节 D 的位置，使闭合 S2前后微安表的示数不变，说明闭合后 S2中没有电流通12过， B、 D 两点电势相等；将电阻箱 Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 R2的阻值置于 2 601 .0 时，在接通 S2前后，微安表的示数也保持不变，说明 ，则解得 RA 2 550 。2 500 .0 R A R A2 601.0 (3)要提高测量微安表内阻的精度，可调
26、节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。答案 (1)连线如图(2)20 左 相等 2 550(3)调节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程2(2018江苏单科)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图 629 所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。图 629(2)实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及计算的 数据见下表：1I13R/ 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26A11I6.7 6.0 5.3 4.5 3.8根据表中数据，在方格纸 6210
27、图上作出 R 关系图像。1I由图像可计算出该干电池的电动势为_ V；内阻为_ 。图 6210(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的指针位置如图 6211 所示，则该干电池的电动势应为_ V；内阻应为_ 。图 6211解析 本题考查测量干电池的电动势和内阻。(1)在连接电路过程中，要求开关处于断开状态；在闭合开关前，要求电阻箱接入电路的电阻最大。(2)依照表中数据，描点连线。如答案图所示。由闭合电路欧姆定律可得 I ，整ER r理可得 R E r，与图像对应，则 E1
28、.4 V， r1.2 。1I(3)由题图可知电压表的读数为 66 mV，由欧姆定律可得电流表的内阻 r U/I0.2 ，则由闭合电路欧姆定律可得 I ，整理可得 R E ( r r)，与图像对ER r r 1I应，则 E1.4 V， r1.0 。答案 (1)开关未断开；电阻箱阻值为零。14(2)如图所示 1.4(1.301.44 都算对) 1.2(1.01.4 都算对)(3)1.4结果与(2)问第一个空格一致 1.0结果比(2)问第二个空格小 0.2考点四 电学实验的创新与设计1对于电学实验的创新，要注意以下问题(1)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表
29、，电压表可当作电流表使用。电流表也可当作电压表使用，利用这一特点，可以拓展伏安法测电阻的方法，如伏伏法、安安法等。(2)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性。即首先要注意到其自身电阻对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流或自报电压”的功能，因此在测电压表内阻时无需另并联电压表，测电流表内阻时无需再串联电流表。2解决电学设计型实验常用的方法转换法将不易测量的物理量转换成易于测量的物理量进行测量，然后再求待测物理量的值的方法叫转换测量法(简称转换法)。如在测量金属丝电阻率的实验中，虽然无法直接测量电阻率，但可通过测量金属丝的长度和直径，并将金属丝接入电路测出其电阻
30、，然后再计算出它的电阻率替代法用一个标准的已知量替代被测量，通过调整标准量，使整个测量系统恢复到替代前的状态。则被测量等于标准量控制变量法研究一个物理量与其他几个物理量的关系时，要使其中的一个或几个物理量不变，分别研究这个物理量与其他各物理量的关系，然后再归纳总结。如探究电阻的决定因素实验国标(GB/T) 规定自来水在 15 时电阻率应大于 13 m。某同学利用图6212 所示电路测量 15 自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K，以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为
31、 3 V，内阻可忽略)，电压表 V1(量程为 3 V，内阻很大)，电压表 V2(量程为 3 V，内阻很大)，定值电阻 R1(阻值 4 k) ，定值电阻 R2(阻值 2 k)，电阻箱 R(最大阻值 9 999 )，单刀双掷开关 S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。15图 6212实验步骤如下：A用游标卡尺测量玻璃管的内径 d；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L；C把 S 拨到 1 位置，记录电压表 V1示数；D把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1示数相同，记录电阻箱的阻值 R；E改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤 C、D，记录每一次水柱长度 L 和
32、电阻箱阻值 R；F断开 S，整理好器材。图 6213(1)测玻璃管内径 d 时游标卡尺示数如图 6213 甲图所示，则 d_mm。(2)玻璃管内水柱的电阻 Rx的表达式为： Rx_。(用 R1、 R2、 R 表示)(3)利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图 6213乙图所示的 R 关系图像。自来水的电阻率 _m。(保留两位有效数字)1L(4)本实验中若电压表 V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_。(填“偏大” 、 “不变”或“偏小”)解析 (1)根据游标卡尺的读数规则，玻璃管内径 d30 mm00.05 mm30.00 mm。(2)把 S 拨到 1 位
33、置，记录电压表 V1示数，得到通过水柱的电流 I1 。由闭合电路UR1欧姆定律， E U Rx；把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表 V1UR116示数相同，记录电阻箱的阻值 R，得到该支路的电流 I2 。由闭合电路欧姆定律， E UURR2，联立解得：URRx 。R1R2R(3)由电阻定律 Rx ， Rx ，联立解得： R 。 R 关系图像斜率 LS R1R2R R1R2S 1L 1Lk400 m，又 k ， S ，解得： 14 m。R1R2S d24 R1R2 d24k(4)本实验中若电压表 V1内阻不是很大，则通过水柱的电流 I1大于测量值，则 RxUR1R
34、2，得到 Rx ，即自来水电阻测量值偏大，则自来水电阻率测量结果将偏大。UR R1R2R答案 (1)30.00 (2) (3)14 (4)偏大R1R2R【题组突破】1(2018阜阳一模)某同学利用两个电流传感器(相当于理想电流表)和定值电阻R02 k 以及滑动变阻器、待测电池，设计了如图 6 214 所示的电路测定电池电动势和内阻，进行实验。该同学测出的实验数据如下表所示：次数 1 2 3 4 5I1/mA 1.35 1.30 1.20 1.10 1.05I2/A 0.30 0.40 0.60 0.80 0.90表中， I1和 I2分别是通过电流传感器 1 和 2 的电流。该电流的值通过数据采
35、集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可忽略。17图 6214(1)在图 b 中绘出 I1 I2图线；(2)由 I1 I2图线得出，被测电池的电动势为_V，内阻为_。(保留两位有效数字)解析 (1)根据描点法可得出相对应的图像如图所示。(2)由题图 a 利用闭合电路欧姆定律可得I1R0 E( I1 I2)r变形可得I1 I2ER0 r rR0 r则由图像可知， 1.510 3 ，ER0 r 103 0.510 3 ，rR0 r 1.35 1.050.9 0.3解得 E3.0 V， r1.0 。答案 (1)图见解析 (2)3.0 1.02在一次课外实践活动中，某课题研究小组收集到数码
36、相机、手机等电子产品的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件。现从这些材料中选18取两个待测元件，一是电阻 R0(约为 2 k)，二是手机中常用的锂电池(电动势 E 标称值为3.7 V，允许最大放电电流为 500 mA)。在操作台上还准备了如下实验器材：A电压表 V(量程 4 V，电阻 Rv约为 4.0 k)B电流表 A1(量程 500 mA，内阻不计)C电流表 A2(量程 2 mA，内阻不计)D滑动变阻器 R1(02 k，额定电流 0.1 A)E电阻箱 R2(0999.9 )F开关 S 一只，导线若干。(1)为了测定电阻 R0的阻值，小组的一位成员设计了如图 621
37、5 甲所示的电路原理图，所选取的相应器材(电源用待测的锂电池)均标在图上，其器材选取中有不妥之处。你认为应该怎样调整？图 6215(2)如果在实际操作过程中，发现滑动变阻器 R1、电压表 V 已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势 E 和内阻 r。画出实验电路原理图(标注所用器材符号)；该课题研究小组的同学在实验中测得多组数据，然后通过作出如图乙所示的线性图线处理数据，则电源电动势为_V，内阻为_。解析 (1)由 I 可得 I A1.85 mA。据此可知电流表不能选 A1而应选ER0 3.72103A2。(2)电压表损坏后， R0两端的电压不能测定； R1损坏后就不能再调节电路中的电阻，这时
38、电流表，仍能测定电路中的电流，可选用电阻箱 R2来调节电路中的电阻，进而作出R 图线，实现电源电动势 E 和内阻 r 的测量，实验电路原理图如图所示。根据 I1I可得 R E r。可见在 R 图线上，斜率等于电动势 E，则 E3.5 V；纵轴上的截距ER r 1I 1I为 r，则 r7 。19答案 (1)用 A2替换 A1(2)图见解析 3.5 7一、单项选择题1(2018全国卷)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头(量程100 A ，内阻 900 )；电阻箱 R1(阻值范围 0999.9 )；电阻箱 R2(阻值范围 099 999.9 )；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程
39、为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。回答下列问题。(1)在虚线框内画出电路图并标出 R1和 R2，其中*为公共接线柱， a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱。图 6216(2)电阻箱的阻值应取 R1_ ， R2_ 。(保留到个位)解析 (1)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻，电流表改装成一个电压表需要串联一个大电阻，所以并联的电阻箱应为 R1，串联的电阻箱应为 R2，电路如答图所示。如图所示。(2)微安表头改装成电流表需要并联一个小电阻 R1 100 ，电流表改装成一IgrgI Ig个
40、电压表应串联一个大电阻 R2 2 910 。U IgrgI答案 (1)如图所示(2)100 2 9102(2018银川模拟)某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应” 。现用如下图6217 所示的电路研究某长薄板电阻 Rx的压阻效应。已知 Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A电源 E(3 V，内阻约为 1 )20B电流表 A1(00.6 A，内阻 r1约为 1 )C电流表 A2(00.6 A，内阻 r25 )D开关 S，定值电阻 R0图 6217(1)为了较准确地测量电阻 Rx的阻值，请完成虚线框内
41、的电路图的设计。(2)在电阻 Rx上加一个竖直向下的力 F(设竖直向下为正方向)，闭合开关 S，记下电表读数，A 1的读数为 I1，A 2的读数为 I2，得 Rx_(用字母表示)。(3)改变力的大小，得到不同的 Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的 Rx值，最后绘成的图像如上图 6217 所示。当 F 竖直向下(设竖直向下为正方向)时，可得 Rx与所受压力 F 的数值关系是 Rx_。(各物理量单位均为国际单位)(4)定值电阻 R0的阻值应该选用_。A1 B5 C10 D20 解析 (1)由于题目中没有电压表，为了比较准确测量电阻 Rx的阻值，由于知道电流表 A2的阻
42、值，所以用电流表 A2的作为电压表使用，电流表 A1连在干路上即可求出电阻 Rx的阻值。电路图如图所示(2)根据串并联和欧姆定律得： I2r2( I1 I2)Rx，解得：Rx ；I2r2I1 I2(3)从图像上可以看出压力方向改变，其阻值不变，其电阻与压力关系为一次函数，由图像可得： Rx162 F；(4)电路图知，当定值电阻过大，会使其分压过大，实验操作中会使电流表的示数过小，产生较大误差，故选用较小的定值电阻，故选 B。21答案 (1)(2) (3)162 F (4)BI2r2I2 I13(2018河北一模)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：图 6218(1)在使用多
43、用电表测量时，若选择开关拨至“1 A”挡，指针的位置如图 6218(a)所示，则测量结果为_A；(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示，电池的电动势为 E， R0为调零电阻，某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流 I 与电阻箱的阻值 Rx关系如图(c)所示，则此时多用电表的内阻为_，该电源的电动势 E_V。(3)下列判断正确的是_。A在图(b)中，电表的左、右插孔处分别标注着“” 、 “”B因为图(c)是非线性变化的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C欧姆表调零的实质是通过调节 R0，使 Rx0 时电路中的电流达到满偏电流D电阻 Rx的变化量相同时， Rx越小，则对应的电流变
44、化量就越大解析 (1)选择开关置于“1 A”时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为 0.02 A，对应刻度示数为 23，故测量结果为 0.02230.46 A；(2)根据 Ig ， I ，由图可得 Ig0.6 A，当 I0.3 A 时， Rx15 k，ER内 ER内 Rx22解得R 内 15 k1.510 4 ， E9.0 V；(3)根据电流红进黑出，在图(b)中，电表的右、左插孔处分别标注着“” 、 “” ，故A 错误；函数图像是非线性变化，导致欧姆表刻度不均匀，示数左大右小是由于外电阻增大，电路电流减小造成的，故 B 项错误。欧姆表调零通过调节滑动变阻器 R0，调节至待测电阻 Rx为零(
45、即两表笔短接)时，电流表满偏，对应欧姆表示数为零，故 C 正确；欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化，而且 I Rx切线斜率大小随待测电阻值增大而减小，即 Rx阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小，欧姆表刻度左密右疏，故 D 正确。答案 (1)0.46 (2)1.510 4 9.0 (3)CD4(2018开封一模)某同学为了将一量程为 3 V 的电压表改装成可测量电阻的仪表欧姆表(1)先用如图 6219a 所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到 3 k 时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到 12 k 时，电压表指针指在如图 b 所示的位置，则电压表的读数为_V。由以上数据可得电压表的内阻 Rv_k；图 6219(2)将图 a 的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图 c 所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.0 V”处，此处刻度应标阻值为_(填“0”或“”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知
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