1、1专题 16 电学实验考题一 多用电表的原理、使用及读数问题1.游标卡尺、螺旋测微器的读数技巧记住两点：一是所有读数一定以毫米为单位并注意主尺刻度对应的毫米数，根据结果再变换单位；二是以毫米为单位，小数点后数字分别是，螺旋测微器是 3 位、20 分度和 50 分度游标卡尺是 2 位、10 分度游标卡尺和毫米刻度尺是 1 位.2.电压表、电流表、多用电表的读数技巧(1)对电表读数问题，要先弄清楚电表的精确度，即每小格的数值，再确定估读的方法，是 、12还是 估读，明确读数的小数位数.15 110(2)多用电表的使用问题，在弄清其基本原理的基础上，会选择测量项目及量程、挡位，能区分机械调零和欧姆调
2、零的区别，掌握测量电阻的步骤，此外，会看多用电表表盘，最上排不均匀刻度为测电阻时读数刻度，读出表盘刻度后应乘以挡位倍率；中间刻度是均匀的，为测量电压和电流的读数刻度，下面三排数字为方便读数所标注；最下排刻度专为测量 2.5 V以下交流电压所用，一般较少使用.3.欧姆表的原理2(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”.(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律.当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器 R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏， Ig ，此时中值电阻 R 中 Rg R0 r，当两表笔接入电ERg R0 r阻 Rx时 I
3、，电阻 Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻ERg R0 r Rx度不均匀.4.欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡.例 1 (1)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：图 1在使用多用电表测量时，指针的位置如图 1 甲所示，若选择开关拨至“1”挡，则测量的结果为_ ；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为_ mA.(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为
4、E、内阻为 r， R0为调零电阻， Rg为表头内阻，电路中电流 I 与待测电阻的阻值 Rx关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为_；(3)下列根据图丙中 I Rx图线作出的解释或判断中正确的是_.A.因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大B.欧姆表调零的实质是通过调节 R0使 Rx0 时电路中的电流 I IgC.Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏3D.测量中，当 Rx的阻值为图丙中的 R2时，指针位于表盘中央位置的右侧解析 (1)所测的电阻 R181 18 .选择开关拨至“50 mA”挡，电流为 I22.6 mA.(2)根据闭合电路欧姆定
5、律得： I .ER总 Er R0 Rg Rx(3)因 Rx r R0 Rg，函数图线是非线性变化的，当电流较大时电阻较小，当电流较小EI时电阻较大，A 错误；当 Rx0， I ，此时电流为满偏电流，B 正确； Rx越小，Er R0 Rg相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏，C 正确；测量中，当 Rx的阻值为图丙中的 R2时，电流比半偏电流小，指针位于表盘中央位置的左侧，D 错误.选 B、C.答案 (1)18 22.6(22.422.8) (2) I (3)BCEr R0 Rg Rx变式训练1.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 .步骤如下：(1)用 20
6、 分度的游标卡尺测量其长度如图 2 甲所示，可知其长度为_ mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_ mm；(3)用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为_ .图 2答案 (1)50.15 (2)4.700 (3)220 解析 (1)游标卡尺的读数为 L50 mm30.05 mm50.15 mm；(2)螺旋测微器的读数为D4 mm0.5 mm20.00.01 mm4.700 mm；(3)欧姆表的读数为 R2210 220 .2.已知 G 表的内阻 Rg为 990 ，满偏电流 Ig100 A.用它改装成如图 3 所
7、示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的挡位.1、2 两个挡4位为电流表挡位，其中的大量程是小量程的 10 倍.图 3(1)关于此多用电表，下列说法错误的是_.A.当转换开关 S 旋到位置 4 时，是电阻挡B.当转换开关 S 旋到位置 6 时，是电压挡C.转换开关 S 旋到 5 的量程比旋到 6 的量程大D.A 表笔为红表笔， B 表笔为黑表笔(2)图中电源电动势均为 3.5 V，当把选择开关 S 旋到位置 4，在 AB 之间接 3 500 电阻时，表头 G 刚好半偏，该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误，则 R1_ ， R2_ .答案 (1)C (2)1
8、1 99解析 (1)当转换开关 S 旋到位置 4 时，表头与电表中的电源相连接，是电阻挡，A 正确；当转换开关 S 旋到位置 6 时，表头与电阻串联，电阻起分压作用，是电压挡，B 正确；当转换开关 S 旋到 5 串联的电阻小于旋转到 6 串联的电阻，可知旋转到 6，串联的电阻分压作用大，电压表量程大，C 错误；根据电流“红进黑出”可知， B 表笔为黑表笔， A 表笔为红表笔，D 正确.因选错误的，故选 C.(2)由题知，在 AB 之间接 3 500 电阻时，表头 G 刚好半偏，即改装后电流表的总内阻 R内 3 500 ，当转换开关 S 在 2 时(如图 a)，电流表量程为 I2g A1 mA.
9、由ER内 3.53 500题知，转换开关 S 在 1(如图 b)时，电流表的量程为 I1g10 mA，由串并联电路特点得： Ig I2g， Ig I1g ，联立解得 R111 ， R299 .IgRgR1 R2 IgRg R2R15考题二 伏安法测电阻1.仪器的选择(1)电源的选择：一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源.(2)电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电路的最大电流选择电流表；电表的指针摆动的幅度不宜较大，一般应使指针能达到半偏左右.2.电路的选择(1)测量电路的选择比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路误差来源 电流表的
10、分压 电压表的分流测量结果 R测 Rx，偏大UIR 测 Rx，偏小UI适用条件 RxRA(测大电阻 ) RVRx(测小电阻 )(2)控制电路的选择：从节能的角度考虑，优先选用限流式.以下三种情况必须用分压式：a.要求待测电路的 U、 I 从 0 变化.b.R 滑 Rx.c.选用限流式， Ux、 Ix过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等).3.伏安法测电阻的常规设计实验需要一个电流表和一个电压表，利用欧姆定律求其电阻.但有时题目中缺少电压表或缺少电流表，或电压表、电流表的量程不符，这时可以把已知内阻的电流表当作电压表来使用，把已知内阻的电压表当作电流表来使用，甚至可以把已知内阻的电流表
11、(或电压表)和电阻箱改装成符合要求的电压表(或电流表).4.定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用近几年考题当中，经常出现用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电压表，或用阻值已知的定值电阻(或电阻箱)充当电流表.例 2 发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用，如图 4 所示是一种发光二极管的实物6图，正常使用时，带“”号的一端接高电势，带“”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压 U 和通过它的电流 I 的数据如下表所示.图 4U/V0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.
12、0 19.0 30.0(1)实验室提供的器材如下：A.电压表(量程 03 V，内阻约 10 k)B.电压表(量程 015 V，内阻约 25 k)C.电流表(量程 050 mA，内阻约 50 )D.电流表(量程 00.6 A，内阻约 1 )E.滑动变阻器(阻值范围 010 ，允许最大电流 3 A)F.电源(电动势 6 V，内阻不计)G.开关，导线若干该同学做实验时，电压表选用的是_，电流表选用的是_.(填选项字母)(2)请在图 5 中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整.7图 5(3)在实验过程中，开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_端；(填“左”或“右”).(4)根据表
13、中数据，在图乙所示的坐标纸中画出该发光二极管的 I U 图线.(5)由 I U 图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而_(填“不变” “增大”或“减小”)(6)若此发光二极管的最佳工作电流为 10 mA，现将此发光二极管与电动势为 3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值 R_的电阻，才能使它工作在最佳状态.(结果保留三位有效数字)解析 (1)由表中数据可知：最大电压为 2.8 V，电压表选 A；最大电流为 30 mA，电流表选C；(2)因电压、电流要从 0 测起，滑动变阻器用分压式接法；二极管的电阻更接近电流表的内阻，故电流表用外接法，实物图的连接如图甲.(3)因滑动变阻器是分压式
14、接法，在开始前滑动变阻器的滑片应置于最左端；(4)根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来，如图乙.(5)由图线可知，二极管的电阻值随电压的增大而减小；(6)根据 U I 图线，当二极管的工作电压为 1.9 V 时，工作电流约为 10 mA，串联电阻上分到电压应为 1.1 V，故应串联的电阻为： R 110 .1.10.01答案 (1)A C (2)见解析图甲 (3)左(4)见解析图乙 (5)减小 (6)110 8变式训练3.使用理想电压表、理想电流表、滑动变阻器、直流电源等仪器，研究一只小灯泡完整的伏安特性，测得 I U 图象如图 6 甲所示.已知滑动变阻器滑动片的有效移动长度为
15、30 cm，变阻器的最大阻值为 22.5 ，电源电动势为 6 V，内阻不计.图 6(1)在图乙的虚线框内，不改变滑动变阻器和电源的位置，补上电压表、电流表、灯泡，画出完整的电路图.要求滑动变阻器的滑动片向左滑动时，灯泡的电压增大.(2)根据 I U 图象可知：从 A 到 B 的过程中灯泡的电阻逐渐_(选填“增大”或“减小”)，改变的阻值为_ .(3)在获得 A B 段图线数据的过程中，滑动变阻器的滑动片向左移动了_ cm 的长度.答案 (1)电路图如图所示 (2)增大 5 (3)10解析 (1)滑动变阻器采用分压接法，电流表内、外接法均可，滑动片左移灯泡电压变大，电路图如图所示.(2)由 IU
16、 图象可知，从 A 到 B 的过程中灯泡的电阻逐渐增大，由欧姆定律得：电阻的改变量 R RB RA 5 .UBIB UAIA(3)由 IU 图象可知，灯泡两端电压为 U 并 3 V，滑动变阻器左半段电压为 6 V3 V3 V，通过灯泡的电流为 IL0.2 A，由串并联电路特点有( 0.2)(22.5 R)3，得 R15 3R；与灯泡并联的滑动变阻器电阻丝长度 30 cm20 cm，在获得 A B 段图线数据的1522.5过程中，滑动变阻器的滑动片向左移动了 30 cm20 cm10 cm.4.某待测电阻 Rx的阻值在 80100 之间，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：9图 7A.电流表 A
17、1(量程 30 mA，内阻 r110 )B.电流表 A2(量程 150 mA，内阻 r2约为 30 )C.电压表 V(量程 15 V，内阻约为 10 k)D.定值电阻 R020 E.滑动变阻器 R(最大电阻约 10 )F.电源 E(电动势为 4 V)G.开关 S 和导线若干(1)如果用图 7 甲来测量 Rx，测得的电阻将_真实值(填“大于” “小于”或“等于”)；(2)如果用图乙来测量 Rx，测量电流表 A1和 A2的读数分别为 I1和 I2，则 Rx_；(3)根据提供的器材要完成此实验，甲、乙两同学分别设计了如图甲、乙两种电路，你认为图_更合适.答案 (1)小于 (2) R0 r1 (3)乙
18、I2 I1I1解析 (1)因待测电阻 Rx是小电阻，如果用图甲来测量 Rx，由于电压表的分流作用，故测得的电阻将小于真实值.(2)如果用乙图来测量 Rx，根据欧姆定律有，并联部分电压为： U( I2 I1)R0；且 U I1(Rx r1)，故 Rx R0 r1.I2 I1I1考题三 测定电源的电动势和内阻测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直” ，常用的方法有三种：1.伏安法利用电压表和电流表.闭合电路方程为 E U Ir，利用两组数据，联立方程求解 E 和 r；也可作出 U I 图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻.2
19、.伏阻法利用电压表和电阻箱.闭合电路方程为 E U(1 ).利用两组数据联立方程求rR10解或将方程线性化，处理为 或 U r E，作 图象或 U 图象，利用图线1U rE 1R 1E UR 1U 1R UR的截距和斜率求 E 和 r.3.安阻法利用电流表和电阻箱.闭合电路方程为 E I(R r)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为 R ，作 R 图象，利用图线的截距和斜率求 E 和 r.1I 1E rE 1I例 3 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A.被测干电池一节B.电流表 1：量程 00.6 A，内阻 r0.3 C.电流表 2：量程 00.6 A，内
20、阻约为 0.1 D.电压表 1：量程 03 V，内阻未知E.电压表 2：量程 015 V，内阻未知F.滑动变阻器 1：010 ，2 AG.滑动变阻器 2：0100 ，1 AH.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)：电流表选择_，电压表选择_，滑动变阻器选择_.(2)实验电路图应选择图 8 中的_(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的 U I 图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电
21、动势 E_ V，内电阻 r_ .图 8解析 (1)一节干电池的电动势约为 1.5 V，电压表选 D；电流表的量程为 00.6 A，且明确电流表内阻，电流表选 B；滑动变阻器阻值较小利于电表的数值变化，滑动变阻器选 F.11(2)因电流表 B 的内阻已知，可将电流表内阻等效为电源内阻，求出等效电阻后，再求出实际电源内阻，故选用甲图；(3)由 U I 图可知，电源的电动势 E1.5 V；等效内电阻 r 1 ；则干电池内阻 U I为 r1 0.3 0.7 .答案 (1)B D F (2)甲 (3)1.5 0.7变式训练5.某同学设计了如图 9 甲所示的电路来测量电源电动势 E 及电阻 R1和 R2的
22、阻值.实验器材有：待测电源 E(不计内阻)，待测电阻 R1，待测电阻 R2，电压表 V(量程为 3 V，内阻很大)，电阻箱 R(099.99 )，单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干.图 9(1)先测电阻 R1的阻值.请将该同学的操作补充完整：A.闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 U1.B.保持电阻箱示数不变，_，读出电压表的示数 U2.C.则电阻 R1的表达式为 R1_.(2)该同学已经测得电阻 R13.2 ，继续测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值，其做法是：闭合 S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和
23、对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的 图线，则电源电动势 E_ V，电阻 R2_ .1U 1R答案 (1)将 S2切换到 b R0 (2)2 0.8U2 U1U1解析 (1)由题知，为了多测数据，应将 S2切换到 b；由欧姆定律有： U2 I(R0 R1)，U1 IR0，联立解得： R1 R0；U2 U1U1(2)根据 E U (R1 R2)，变形得： ，对比图象有： 0.5，得： E2 UR 1U 1E 1R R1 R2E 1EV； 2.0， R13.2 ，得： R20.8 . R1 R2E 1.5 0.50.56.甲同学利用如图 10 所示的电路测定电源的电动势和内阻，提
24、供的器材有：A.干电池两节，每节电动势约为 1.5 V，内阻未知12B.直流电压表 V1、V 2，内阻很大C.直流电流表 A，内阻可忽略不计D.定值电阻 R0，阻值未知，但不小于 5 E.滑动变阻器F.导线和开关(1)请根据所给电路图，以笔画线代表导线，在图 11 的实物图上将所缺导线画上.图 10图 11(2)甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，导致一只电压表始终没有读数，因此只记录了一只电压表和电流表的示数，如下表所示：U/V 2.62 2.48 2.34 2.20 2.06 1.92I/A 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28利用表格中的数据在图
25、12 中作出 U I 图象.图 12(3)由图象可知，两节干电池总电动势为_ V，总内阻为_ .由计算得到的13数据可以判断，能够示数的电压表应为表_(选填“V 1”或“V 2”).答案 (1)、(2)见解析图(3)2.90 3.50 V 1解析 (1)根据电路图，在给出的实物图上画出所缺的导线，如图甲所示；(2)将( I， U)作为坐标值将各点描出，并用直线将各点相连，作图象如图乙所示；(3)由 U E Ir 知；对比图象得 E2.90 V， r 3.50 ；若示数为 V2的，2.90 1.920.28则测量的内电阻一定有 R0，而定值电阻大于 5 ，故说明读数只能是 V1的.考题四 电学创
26、新拓展实验高考中电学实验要拿到满分，考生应注意以下“三”个方面：第一：认真完成课本上的每一个实验.知道每一个实验的目的，掌握每一个实验的原理，熟悉每一个实验步骤，领会每一个实验步骤的作用，学会每一个实验仪器的使用，学会每一个实验的处理方法，弄清每一个实验误差的来源等.第二：对于给出实验电路图的创新性实验，要注意从原理出发，理解实验方法，找出图象中两个物理量之间的关系，理想图象中图线的斜率和截距的物理意义.第三：对于设计性实验，要注意从原理出发找方法，选器材，定方案.高考中，对设计性实验的考查，一般不直接采用课本上的设计方案，但是其设计理念均取材于课本中的必考实验，14因此考生要对课本上的每一个
27、实验做到心中有数.例 4 某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为 E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC 热敏电阻 Rt(PTC 线性热敏电阻的阻值与摄氏温度 t的关系为 Rt a kt， a0， k0).设计电路如图 13 所示，并按如下步骤进行操作：图 13(1)按电路图连接好实验器材； (2)将滑动变阻器滑片 P 滑到 a 端，单刀双掷开关 S 掷于 c 端，调节滑片 P 使电流表满偏，并在以后的操作中保持滑片 P 位置不动，设此时电路总电阻为 R，断开电路；(3)容器中倒
28、入适量开水，观察标准温度计，每当标准电流表的示数下降 5 ，就将开关 S置于 d 端，并记录此时的温度 t 和对应的电流表的示数 I，然后断开开关，请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式 I_(用题目中给定的符号)；(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表，根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在_侧(填“左”或“右”)，刻度线分布是否均匀？_(填“是”或“否”).解析 (3)由题知 Rt a kt，由闭合电路的欧姆定律可得， I .ER Rt ER a kt(4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，则低温刻度在表盘的右侧；由于
29、电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的.答案 (3) (4)右 否ER a kt变式训练7.图 14 甲图是乙图所示多用电表欧姆1 k 挡的工作电池，外壳上印着标称电动势 9 V，但A、 B 两极极性没有标示.15图 14(1)实验小组甲同学选择多用电表的直流电压挡对电池测量：将()()表笔分别与 A、 B 相连时电表指针反偏；对调连接，电表有了正常示数；再在 A、 B 两极间接入一只 200 电阻，电表示数减小(如电表刻度盘所示).由以上测量可以确定电池的正极是_(填“ A”或“B”).(2)接着要测量这个电池的电动势 E 和内电阻 r.乙同学说至少还需要电流表、电压表、滑动
30、变阻器；丙同学说至少还需要电阻箱；丁同学说不再需要什么，利用甲的实验数据就可以了.显然丁同学设计的方案不再需要实验操作，他能得到电池的电动势和内电阻么？若能，写出结论；若不能，简述理由_.(3)最后按图丙所示电路对该电池进行放电实验.实验中通过适时调整滑动变阻器，保持电流表示数为 10 mA 不变，每分钟记录一次电压表示数，实验历时 20 分钟.将各组电压时间数据在坐标纸上描点作图，经拟合，可认为电压由 6.2 V 均匀下降到 5.8 V.则这次放电过程中通过电流表的电量是_ C，电流表和变阻器消耗的电能是_ J.答案 (1) B (2) E7.0 V r80 (3)12 72解析 (1)电压
31、表接入电路中时，正极应与电源正极相连，将()()表笔分别与 A、 B 相连时电表指针反偏；对调连接，电表有了正常示数，说明 B 极为正极；(2)电池外壳上印着标称电动势 9 V，则直流电压表的量程取 10 V，直接接在电源两端时，测量电源电动势，由图乙可知 E7.0 V，在 A、 B 两极间接入一只 200 电阻时，由图乙可知，电压表示数为 5.0 V，根据闭合电路欧姆定律得： U E r，代入数据得：UR5.07.0 r，得： r80 .5.0200(3)这次放电过程中通过电流表的电量是 q It12 C，电流表和变阻器的平均电压 U16V6 V，则电流表和变阻器消耗的电能 Q It612
32、J72 J.6.2 5.82 U专题规范练1.在探究规格为“4.0 V 2.0 W”的小灯泡 L 的伏安特性曲线实验中，可供选用的器材如下：小灯泡 L：“4.0 V 2.0 W” ； 电流表 A1：量程 3.0 A，内阻约为 0.1 ；电流表 A2：量程 0.6 A，内阻约为 0.2 ；电压表 V：量程 3.0 V，内阻 RV9.0 k；定值电阻 R1：阻值 2.0 k；定值电阻 R2：阻值 4.5 k；定值电阻 R3：阻值 12.0 k；定值电阻 R4：阻值 18.0 k；滑动变阻器 R：阻值范围 010 ；学生电源 E：电动势 6.0 V，内阻不计；开关 S 及导线若干.(1)电流表应选_
33、，定值电阻选_(在 R1、 R2、 R3、 R4中选一个).(2)在方框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.(3)小雨同学采用同样的方法进行实验，检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下，检查电路故障，应使用多用电表_(选填“欧姆10” “直流电压 10 V”或“直流电流 2.5 mA”)挡，检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“” 、 “”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是_.答案 (1)A 2 R2 (2)见解析图 (3)直流电压 10 V 电流表断路解析 (1)由题知，小灯泡额定电流
34、约为 I A0.5 A，故选 A2；PU 2.04.0因电压表量程为 3 V，小于灯泡的额定电压，为了完成测量，要串联定值电阻扩大量程，且17改装后量程略大于 4 V，由改装原理得：串联电阻至少应 R k3 k，故选 R2；4 339(2)小灯泡电阻 R 8 ，为小电阻，电流表用外接法，且变阻器用分压式接法，U2P 422故原理图如图所示.(3)由题知，在不断开电路测量时，只能用电压挡测量，故选用直流电压 10 V 挡；检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“” 、 “”接线柱接触时，多用电表指针发生较大偏转，说明电路故障是电流表断路.2.某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们
35、想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为 1113 V，内阻小于 3 ，由于直流电压表量程只有 3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为 15 V 的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路如图 1 甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为 3 V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_ V第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和
36、电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为 15 V 的电压表.图 118(2)实验可供选择的器材有：A.电压表(量程为 3 V，内阻约 2 k)B.电流表(量程为 3 A，内阻约 0.1 )C.电阻箱(阻值范围 09 999 )D.电阻箱(阻值范围 0999 )E.滑动变阻器(阻值为 020 ，额定电流 2 A) F.滑动变阻器(阻值为 020 k)则电阻箱应选_，滑动变阻器应选_.(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势 E 和内阻 r，实验电路如图乙所示，得到多组电压 U 和电流 I 的值，并作出 U I 图线如图丙所示，可知电池的电动势为_ V，内阻为_ .答案 (1)
37、0.6 (2)C E (3)11.5 2.5解析 (1)将 3 V 电压表改装成 15 V 量程，串联电阻箱后的内阻是原来内阻的 5 倍，由于滑动变阻器的位置不变，分压部分的两端电压仍为 3 V，此时电压表读数为 0.6 V.(2)改装电压表需要串联大电阻，故选 C；在分压电路中为方便调节，选用阻值较小的滑动变阻器，故选 E.(3)由图丙知，当外电路断路时，电压表的电压为 U2.3 V，电源的电动势为 E2.35 V11.5 V，内阻为 r 2.5 . U I 2.3 1.551.63.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件. 某实验小组欲探究通过热敏电阻 R1(常温下阻值约为 10 )的电流随其
38、两端电压变化的特点.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小，现提供下列器材：A.电流表 A1(量程 100 mA，内阻约 1 )B.电流表 A2(量程 1.0 A，内阻约 0.3 )C.电压表 V1(量程 3.0 V，内阻约 3 k)D.电压表 V2(量程 10.0 V，内阻约 10 k)E.滑动变阻器 R(最大阻值为 10 )F.电源 E(电动势 15 V，内阻忽略)G.开关，导线若干(1)该小组测出热敏电阻 R1的 U I 图线如图 2 曲线所示，该热敏电阻是_热
39、敏电阻(填“PTC”或“NTC”).19图 2(2)请在所提供的器材中选择必需的器材，电流表应选_，电压表应选_(填写器材前面的字母)；并在虚线框中画出该小组设计的电路图.(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻 R2的 U I 图线如曲线所示.然后将热敏电阻R1、 R2分别与某电池组连成如图 3 所示电路.测得通过 R1和 R2的电流分别为 0.30 A 和 0.60 A，则该电池组的电动势为_ V.(结果保留三位有效数字)图 3答案 (1)PTC (2)B D 见解析图 (3)10.0解析 (1)由图知，电阻随温度的升高而增大， R1为 PTC 热敏电阻；(2)电路最大电流约为 I A1.
40、5 A，电流表选 B；电源电动势为 15 V，电压表选 D；ER 1510加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，滑动变阻器用分压接法，由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，电流表用外接法，电路图如图所示；20(3)因 E U Ir，由题图曲线可知，电流为 0.30 A 时，电阻 R1两端电压为 8.0 V，电流为0.60 A 时，电阻 R2两端电压为 6.0 V，则有： E8.00.3 r， E6.00.6 r，联立得E10.0 V.4.为了测定一段由均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在 200250 之间)，现给定电压表 V(量程 6 V、内阻约为 5 k)、电流表 A(量程 30 mA、内
41、阻约为 40 )、滑动变阻器R(015 )、电源( E6 V)、开关 S 及导线若干.(1)设计测量圆柱体电阻 Rx的电路图，并画在虚线框内；(2)如图 4 所示中的 6 个点分别表示实验中测得的 6 组电压表 U 和电流表 I 的值，试根据图求出圆柱体电阻 Rx_ (结果保留 2 位有效数字)；图 4(3)用 50 分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度 l 如图 5 甲所示，则 l_ mm；用螺旋测微计测圆柱体的直径 d 如图乙所示，则 d_ mm.21图 5(4)由以上数据求出 _ m(保留两位有效数字).答案 (1)见解析图 (2)2.310 2 (3)11.06 2.000 (4)6.51
42、0 2解析 (1)由题知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表用外接法，为测多组实验数据，滑动变阻器用分压接法，电路图如图甲所示：(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图乙所示：由图象可知，待测电阻阻值： Rx 2.310 2 ；UI 4.6 V0.020 A(3)游标卡尺的读数l11 mm30.02 mm11.06 mm；螺旋测微器的读数d2.0 mm00.01 mm2.000 mm；(4)由 Rx ，得lS l d22 6.510 2 m. Rxd24l5.某实验小组设计了如图 6 甲的电路，其中 RT为热敏电阻，电压表量程为 3 V，内阻 RV约2210 k，电流表量程为 0.5 A，内阻
43、 RA4.0 ， R 为电阻箱.图 6(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关，调节电阻箱，记录不同情况下电压表示数 U1、电流表的示数 I 和电阻箱的阻值 R，在 I U 坐标系中，将各组 U1、 I 的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图乙中曲线所示.为了完成该实验，应将导线 c 端接在_(选填“ a”或“ b”)点；(2)利用(1)中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压 U2， U2的计算式为_；(用 U1、 I、 R 和 RA表示)(3)实验小组利用(2)中的公式，计算出各组的 U2，将 U2和 I 的数据也描绘在 I U
44、坐标系中，如图乙中直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势 E_ V，内电阻 r_ ；(4)实验中，当电阻箱的阻值调到 8.5 时，热敏电阻消耗的电功率 P_ W.(保留两位有效数字)答案 (1) a (2) U2 U1 I(R RA) (3)6.0 5.0 (4)0.48解析 (1)利用伏安法测电阻，由图象可知热敏电阻的阻值远小于电压表电阻，所以采用电流表外接法，故导线 c 端应接在 a 点；(2)路端电压 U2等于外部各部分上的电压之和，由串并联电路规律得外电压： U2 U1 I(R RA)(3)由伏安特性曲线得，电源的电动势为 E6.0 V，内电阻 r 5.0 .6 40.4(4)把电流
45、表、电阻箱和电源作为等效电源，其等效电源内阻 r04.0 8.5 5.0 17.5 ；在 I U 图象中作等效电源的伏安特性曲线，如图所示；与热敏电阻的伏安特性曲线的交点坐标(2.4,0.2)，故热敏电阻的电功率 P2.40.2 W0.48 W.236.一位同学想测量一个有清晰刻度，但没有示数，量程、内电阻未知的电流表 Ax，为了测量电流表 Ax的量程和内电阻，可以使用的实验器材如下： 图 7A.电源(电动势约 4 V，内电阻忽略不计)B.待测电流表 Ax (量程和内电阻未知)C.标准电流表 A0(量程 0.6 A，内电阻未知)D.电阻箱(阻值范围 0999.9 )E.滑动变阻器(阻值为 02
46、0 )F.滑动变阻器(阻值为 020 k)G.开关 S 和导线若干 该同学的实验操作过程为： (1)将实验仪器按图 7 所示电路连接，滑动变阻器 R0应选_(选填仪器前的字母序号); (2)将电阻箱 R1的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片 P 移至某一位置，闭合开关 S；接着调节电阻箱，直至电流表 Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表 A0的示数； (3)移动滑片 P 至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱 R1直至电流表 Ax满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表 A0的示数； (4)重复步骤(3)35 次； (5)该同学记录了各组标准电流表 A0的示数 I 和电阻箱的阻值 R1的数据，并作出 I 图线；1R1(6)根据图 8 图线可以求得电流表 Ax的量程为_ A，内电阻为_ .将电流表 Ax与一个阻值为_ 的电阻串联就可以组成量程为 3 V 的电压表.24图 8答案 (1)E (6)0.3 0.5 9.5解析 (1)滑动变阻器因接成分压电路，故 R0应选阻值较小的 E；(6)由并联电路的特点可知：(I Ig)R1 IgRg，解得 I IgRg Ig，
