第十章　電路-2014-2023十年高考物理真題分類匯編彩繪課件

第十章電路考點(diǎn)2014~2018年2019年2020年2021年2022年2023年合計全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷72.電路的基本概念和規(guī)律0102030101101873.電路的動態(tài)分析0300000000000374.含電容器電路的分析1000000001001175.實驗:長度的測量及測量工具的選用0200000000000276.實驗:測量金屬絲的電阻率1201100200002577.實驗:電阻的測量41010102151261278.實驗:描繪小燈泡伏安曲線的原型實驗1200000000102279.實驗:描繪小燈泡伏安曲線的創(chuàng)新實驗1000111100003280.實驗:測定電源電動勢和內(nèi)阻的原型實驗0300040000000781.實驗:測定電源電動勢和內(nèi)阻的創(chuàng)新實驗2200001201003582.實驗:多用電表的使用1000000100001183.實驗:電表的改裝和校準(zhǔn)2220000102004584.實驗:傳感器類實驗1100000000001185.實驗:拓展與創(chuàng)新實驗10101002000133命題分析與備考建議1.命題熱度:本章屬于熱點(diǎn)內(nèi)容,10年來,從命題頻次上看,全國卷10年27考,地方卷57考。2.考查方向:本章單獨(dú)考查電路知識的時候很少,主要考查科學(xué)探究素養(yǎng),通過實驗考查電路知識的掌握情況。實驗的原理、儀器的選擇、電路的分析是高考的重點(diǎn).測量電阻類實驗、測量電源電動勢和內(nèi)阻類的實驗、電路設(shè)計等創(chuàng)新類實驗是高考命題的熱點(diǎn)。3.明智備考:(1)一定要把握實驗的靈魂——原理,會分析并弄清每個實驗的原理,在原理掌握之后,學(xué)會數(shù)據(jù)的處理和誤差分析的方法。在備考中要立足教材中的基本實驗,弄透教材中的各種實驗儀器的使用方法。(2)加強(qiáng)實驗“可參與”環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。高考實驗試題非常重視對實驗可參與環(huán)節(jié)的考查,因此要加強(qiáng)對基本儀器的讀數(shù)、點(diǎn)跡處理、圖像法、電路連接、電路改裝與設(shè)計、誤差分析及有效數(shù)字等的訓(xùn)練。(3)加強(qiáng)實驗原理的理解與常規(guī)實驗的變式訓(xùn)練。雖然高考實驗題很少有與教材實驗一模一樣的問顆,但高考實驗題涉及的實驗原理、處理數(shù)據(jù)的方法、實驗技能和教材實驗的實驗原理、處理實驗數(shù)據(jù)的方法等實驗基礎(chǔ)知識基本是相同的。因此復(fù)習(xí)備考必須立足教材實驗的拓展與創(chuàng)新,掌握常規(guī)實驗應(yīng)該怎么做、還能怎么做、還能做什么、是否真正做,關(guān)注同一實驗的不同設(shè)計方法,關(guān)注同一儀器各種用途,并能靈活運(yùn)用所學(xué)的實驗理論和方法解決實驗中遇到的新問題。第1節(jié)

電路的基本概念和規(guī)律應(yīng)用考點(diǎn)72

電路的基本概念和規(guī)律應(yīng)用

1.(2023·全國乙,20,6分,難度★★★)(多選)黑箱外有編號為1、2、3、4的四個接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個電阻,在接線柱間還接有另外一個電阻R和一個直流電源。測得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5V。符合上述測量結(jié)果的可能接法是(CD)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之間解析由于1、2間的電勢差為正,所以1要接電源正極。若電源接在1、4之間,如圖甲所示,不管電阻R接在1、3之間還是接在2、4之間,3、4間的電勢差一定是正的,即U34>0,與題目已知條件不符合,選項A、B錯誤。因此電源接在1、3之間,若電阻R接在1、4之間,如圖乙所示,則U13=U12+U23=5.5V,同時U13=U14+U43,因為U43=-U34=1.5V,所以只要UR=U14=4V就能滿足題目要求,選項C正確。若電阻R接在2、4之間,如圖丙所示,則U23=2.5V,同時U23=U24+U43,因為U43=-U34=1.5V,所以只要UR=U24=1V就能滿足題目要求,選項D正確。2.(2022·北京,13,3分,難度★★)某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示,電路中的R1和R2,其中一個是定值電阻,另一個是壓力傳感器(可等效為可變電阻)。水位越高,對壓力傳感器的壓力越大,壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時,控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警;當(dāng)a、b兩端的電壓小于U2(U1、U2為定值)時,控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是(C)A.U1<U2B.R2為壓力傳感器C.若定值電阻的阻值越大,開啟高水位預(yù)警時的水位越低D.若定值電阻的阻值越大,開啟低水位預(yù)警時的水位越高甲乙丙丁5.(2020·海南,4,3分,難度★★)一車載加熱器(額定電壓為24V)發(fā)熱部分的電路如圖所示,a、b、c是三個接線端點(diǎn),設(shè)ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、Pbc,則 (D)A.Pab>Pbc

B.Pab=PacC.Pac=Pbc

D.Pab<Pac6.(2020·北京,12,3分,難度★★★)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(圖乙),用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡易溫度計。下列說法正確的是 (B)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78.(2019·江蘇,3,4分,難度★★)如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為(

A

)A.1Ω B.2Ω

C.3Ω D.4Ω

9.(2018·浙江,5,3分,難度★★)杭州市正將主干道上的部分高壓鈉燈換成LED燈。已知高壓鈉燈功率為400W,LED燈功率為180W,若更換4000盞,則一個月可節(jié)約的電能約為(

B

)A.9×103

kW·h B.3×105

kW·hC.6×105

kW·h D.1×1012

kW·h解析每盞燈節(jié)約的電功率為0.22kW,每天亮燈時間大約12h,因此4000盞燈一個月節(jié)約的電能W=0.22×4000×12×30kW·h≈3.2×105

kW·h,選B。第2節(jié)

閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用考點(diǎn)73電路的動態(tài)分析1.(2018·海南,10,5分,難度★★★)(多選)如圖,三個電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻r<R,c為滑動變阻器的中點(diǎn)。閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動,下列說法正確的是

(

CD

)A.R2消耗的功率變小

B.R3消耗的功率變大C.電源輸出的功率變大

D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大解析把等效電路畫出,如下2.(2016·上海,18,4分,難度★★★)(多選)如圖所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計。閉合電鍵,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I;在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中(

BC

)A.U先變大后變小B.I先變小后變大C.U與I比值先變大后變小D.U變化量與I變化量比值等于R3解析不計電源內(nèi)阻,電路的路端電壓等于電源電動勢,A選項錯誤;滑動變阻器的上半部分和下半部分并聯(lián),在滑片由a端滑到b端的過程中,該并聯(lián)值先變大再變小,電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值為該并聯(lián)值和電阻R2之和,C選項正確;根據(jù)電阻的變化可判斷電路中電流先變小再變大,B選項正確;U的變化量與I變化量比值等于R2支路總電阻,D選項錯誤。3.(2018·北京,23,18分,難度★★★)如圖1所示,用電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖,并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。(2)a.請在圖2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點(diǎn),畫出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率;b.請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請寫出電源電動勢定義式,并結(jié)合能量守恒定律證明:電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。

解析(1)U=E-I·r所以U與I為一次函數(shù)關(guān)系,U-I圖像為直線,截距為E,斜率為-r與縱軸交點(diǎn):I=0,U=E,即電動勢;與橫軸交點(diǎn):U=0,I=Er,即電源短路時的電流。(3)電動勢定義式:E=W非q①在時間t內(nèi)通過電路的電荷量為q=It②根據(jù)能量守恒定律,非靜電力做的功應(yīng)該等于內(nèi)外電路產(chǎn)生的焦耳熱的總和。即W非=Q內(nèi)+Q外③在時間t內(nèi):Q外=I2Rt,④Q內(nèi)=I2rt⑤聯(lián)立①②③④⑤式,EIt=I2Rt+I2rt即E=IR+Ir得到:E=U外+U內(nèi)其中U外即外電路電勢降落,U內(nèi)即內(nèi)電路電勢降落?？键c(diǎn)74

含電容器電路的分析1.(2022·北京,9,3分,難度★★)利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象,其中E為電源,R為定值電阻,C為電容器,為電流表,為電壓表。下列說法正確的是(B)A.充電過程中,電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定B.充電過程中,電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定C.放電過程中,電流表的示數(shù)均勻減小至零D.放電過程中,電壓表的示數(shù)均勻減小至零解析本題考查電容器的充、放電過程及其特點(diǎn)。充電過程中,隨著電容器C兩極板電荷量的積累,電路中的電流逐漸減小,電容器充電結(jié)束后,電流表示數(shù)為零,選項A錯誤;電壓表測量電容器兩端的電壓,充電過程中,隨著電容器C兩極板電荷量的積累,電容器兩端的電壓迅速增大,電容器充電結(jié)束后,電壓趨于穩(wěn)定,選項B正確;電容器放電過程幾乎在瞬間完成,所以電流表和電壓表的示數(shù)不是均勻減小至零的,選項C、D錯誤。2.(2016·全國2,17,6分,難度★★★)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時,C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(

C

)解析S斷開時等效電路圖如圖a所示。圖a圖b

第3節(jié)

實驗：長度的測量及測量工具的選用考點(diǎn)75實驗:長度的測量及測量工具的選用1.(2017·海南,11,6分,難度★)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑,游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖(a)和圖(b)所示。由圖可讀出,圓管內(nèi)壁的直徑為

cm,圓管外壁的直徑為

cm;由此可計算出金屬圓管橫截面的面積。

答案2.23

2.99解析圖(a)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22

mm,游標(biāo)尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為3×0.1

mm=0.3

mm,所以最終讀數(shù)為22

mm+0.3

mm=22.3

mm=2.23

cm;圖(b)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為29

mm,游標(biāo)尺上第9個刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為9×0.1

mm=0.9

mm,所以最終讀數(shù)為29

mm+0.9

mm=29.9

mm=2.99

cm。故答案為2.23

cm;2.99

cm。2.(2015·海南,11,4分,難度★)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為

cm,高度為

mm。

圖(a)圖(b)答案1.220

6.860第4節(jié)

實驗:測定金屬的電阻率

電阻的測量考點(diǎn)76實驗:測量金屬絲的電阻率1.(2021·海南,14,10分,難度★★★)在伏安法測電阻的實驗中,提供以下實驗器材:電源E(電動勢約6V、內(nèi)阻約1Ω),待測電阻Rx(阻值小于10Ω),電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),電流表(量程0.6A、內(nèi)阻約1Ω),滑動變阻器(最大阻值20Ω),單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上述實驗器材設(shè)計如圖所示的測量電路。回答下列問題:(1)閉合開關(guān)S1前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到

(填“a”或“b”)端;

(2)實驗時,為使待測電阻的測量值更接近真實值,應(yīng)將S2撥向

(填“c”或“d”);在上述操作正確的情況下,引起實驗誤差的主要原因是

(填正確選項前的標(biāo)號);

A.電流表分壓

B.電壓表分流

C.電源內(nèi)阻分壓(3)實驗時,若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω,在此情況下,為使待測電阻的測量值更接近真實值,應(yīng)將S2撥向

(填“c”或“d”);讀得電壓表的示數(shù)為2.37V,電流表的示數(shù)為0.33A,則Rx=

Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)b

(2)c

B

(3)d

6.02.(2021·北京,16,10分,難度★★★)在“測量金屬絲的電阻率”實驗中,某同學(xué)用電流表和電壓表測量一金屬絲的電阻。(1)該同學(xué)先用歐姆表“×1”擋粗測該金屬絲的電阻,示數(shù)如圖1所示,對應(yīng)的讀數(shù)是

Ω。

圖1圖2

(2)除電源(電動勢3.0V,內(nèi)阻不計)、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)、開關(guān)、導(dǎo)線若干外,還提供如下實驗器材:A.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)B.電流表(量程0~3.0A,內(nèi)阻約0.02Ω)C.滑動變阻器(最大阻值10Ω,額定電流2A)D.滑動變阻器(最大阻值1kΩ,額定電流0.5A)為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確,實驗中電流表應(yīng)選用

,滑動變阻器應(yīng)選用

。(選填實驗器材前對應(yīng)的字母)

(3)該同學(xué)測量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I,得到多組數(shù)據(jù),并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出,如圖2所示。請作出該金屬絲的U-I圖線

,根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=

Ω(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

(4)用電流傳感器測量通過定值電阻的電流,電流隨時間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為小燈泡,電流隨時間變化的圖線如圖4所示,請分析說明小燈泡的電流為什么隨時間呈現(xiàn)這樣的變化。圖3圖4答案(1)6

(2)A

C5.83(4)剛閉合開關(guān)時,燈絲溫度較低,電阻較小,電流較大;隨著燈絲溫度升高,電阻逐漸增大,電流逐漸減小;當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時,溫度不變,電阻不變,電流保持不變3.(2020·全國1,22,6分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ,電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學(xué)采用兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖甲所示電路的O、P兩點(diǎn)之間,另一種是跨接在O、Q兩點(diǎn)之間。測量得到如圖乙所示的兩條U-I圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。回答下列問題:甲(1)圖乙中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在

(選填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測量得到的。

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖乙可判斷,由圖線

(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,結(jié)果為

Ω(保留1位小數(shù))。

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響,需對(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正,修正后待測電阻的阻值為

Ω(保留1位小數(shù))。

注意有效數(shù)字的位數(shù)和圖線上點(diǎn)的選取。4.(2019·江蘇,11,8分,難度★★★)某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如下:(1)螺旋測微器如圖1所示。在測量電阻絲直徑時,先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間,再旋動

(選填“A”“B”或“C”),直到聽見“喀喀”的聲音,以保證壓力適當(dāng),同時防止螺旋測微器的損壞。

(2)選擇電阻絲的

(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測量,取其平均值作為電阻絲的直徑。

圖1(3)圖2甲中Rx為待測電阻絲。請用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器接入圖2乙實物電路中的正確位置。甲圖2乙圖2U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0(4)為測量R,利用圖2甲所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值,作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖3所示。接著,將電壓表改接在a、b兩端,測得5組電壓U2和電流I2的值,數(shù)據(jù)見下表:請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U2-I2圖像。(5)由此,可求得電阻絲的Rx=

Ω。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。

圖3答案(1)C

(2)不同(3)(4)(5)23.5(23.0~24.0都算對)解析(1)在測量時,為了不損壞被測物體,最后也改用微調(diào)方旋鈕即C,直到聽見“喀喀”的響聲;(2)為了減小測量誤差,應(yīng)選用電阻絲不同位置進(jìn)行多次測量;(3)按照原理圖,將實物圖連線如圖1。圖1(4)將表格中各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出,再連成一條直線,如圖2。圖25.(2018·天津,9(3),10分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10kΩ),除了Rx、開關(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(電動勢1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計)F.電源(電動勢12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計)G.滑動變阻器R0(阻值范圍0~10Ω,額定電流2A)①為使測量盡量準(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)

②畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。③該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會

其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是

。答案①B

C

F②如圖所示③大于

電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際電壓(其他正確表述也可)解析①由于待測電阻約為10

kΩ太大,電源電動勢為12

V時,電路中電流才大約1.2

mA,故電流表選C,電源選F。由于待測電阻約為10

kΩ,電路中電流約為1.2

mA,則待測電阻兩端電壓約為12

V,所以電壓表選B。②由于待測電阻阻值遠(yuǎn)大于所選電流表內(nèi)阻,而略小于電壓表內(nèi)阻,故實驗測量電路設(shè)計時用內(nèi)接法;而滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻的阻值,故控制電路中滑動變阻器使用限流式接法根本起不到調(diào)節(jié)作用,滑動變阻器只能采用分壓式接法。電路圖見答案。6.(2017·海南,12,12分,難度★★★)某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值,現(xiàn)有器材為:待測電阻R(阻值約為5Ω);電源(電動勢3V),滑動變阻器(阻值范圍0~10Ω),電流表(量程0.6A,3A);電壓表(量程3V,15V),開關(guān),導(dǎo)線若干。實驗要求在測量電路中將電流表內(nèi)接,滑動變阻器起分壓作用,回答下列問題:圖(a)(1)按照實驗要求在圖(a)中畫出實物連線圖。(2)若已按實驗要求接線,閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)在0~3V范圍內(nèi)明顯變化,電流表的示數(shù)始終為0,寫出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個原因

。

(3)在連線正確并排除故障后,閉合開關(guān),電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示,由圖可知,電壓表讀數(shù)為

V,電流表讀數(shù)為

A,由此可得待測電阻的阻值為

Ω(最后一空計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案(1)電路圖如圖所示(2)電阻R斷路或電流表斷路(3)2.30

0.46

5.00解析(1)電路圖如圖所示:(2)若已按實驗要求接線,閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)在0~3

V范圍內(nèi)明顯變化,電流表的示數(shù)始終為0,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是電阻R斷路或電流表斷路。(3)由于電源電動勢為3

V,所以電壓表選用了3

V的量程,電流大約為0.6

A,所以電流表選用了0.6

A的量程;根據(jù)電壓表和電流表的讀數(shù)原則知:電壓表的讀數(shù)為2.30

V,電流表的讀數(shù)為0.46

A,待測電阻的阻值為R=

==5.00

Ω。圖(a)圖(b)考點(diǎn)77

創(chuàng)新實驗1.(2023·全國乙,23,10分,難度★★★)一學(xué)生小組測量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率?，F(xiàn)有實驗器材:螺旋測微器、刻度尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動變阻器R、待測金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖甲是學(xué)生設(shè)計的實驗電路原理圖。完成下列填空:(1)實驗時,先將滑動變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大,閉合S。甲乙(2)將K與1端相連,適當(dāng)減小滑動變阻器R接入電路的電阻,此時電壓表讀數(shù)記為U1,然后將K與2端相連,此時電壓表讀數(shù)記為U2。由此得到流過待測金屬絲的電流I=

,金屬絲的電阻r=

。(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)

(3)繼續(xù)微調(diào)R,重復(fù)(2)的測量過程,得到多組測量數(shù)據(jù),如下表所示:U1/mV0.570.710.851.141.43U2/mV0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù),得到金屬絲的電阻r=14.2Ω。(5)用刻度尺測得金屬絲長度l=50.00cm。用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑,某次測量的示數(shù)如圖乙所示,該讀數(shù)為d=

mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰與d相等。

(6)由以上數(shù)據(jù)可得,待測金屬絲所用材料的電阻率ρ=

×10-7Ω·m。(保留2位有效數(shù)字)

2.(2023·江蘇,12,15分,難度★★★小明通過實驗探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響。所用器材有:干電池(電動勢約1.5V,內(nèi)阻不計)2節(jié);兩量程電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ;量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)1個;滑動變阻器(最大阻值50Ω)1個;定值電阻(阻值50Ω)21個;開關(guān)1個及導(dǎo)線若干。實驗電路如圖甲所示。甲

(1)電壓表量程應(yīng)選用

(選填“0~3V”或“0~15V”)。

(2)圖乙為該實驗的實物電路(右側(cè)未拍全)。先將滑動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與滑動變阻器的接線柱

(選填“B”“C”或“D”)連接,再閉合開關(guān),開始實驗。

乙

(3)將滑動變阻器滑片移動到合適位置后保持不變,依次測量電路中O與1,2,…,21之間的電壓。某次測量時,電壓表指針位置如圖丙所示,其示數(shù)為

V。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測電阻值R的關(guān)系圖線,如圖丁中實線所示。

丙丁(4)在圖甲所示的電路中,若電源電動勢為E,電壓表視為理想電壓表,滑動變阻器接入的阻值為R1,定值電阻的總阻值為R2,當(dāng)被測電阻為R時,其兩端的電壓U=

(用E、R1、R2、R表示),據(jù)此作出U-R理論圖線如圖丁中虛線所示。小明發(fā)現(xiàn)被測電阻較小或較大時,電壓的實測值與理論值相差較小。

(5)分析可知,當(dāng)R較小時,U的實測值與理論值相差較小,是因為電壓表的分流小,電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果影響較小。小明認(rèn)為,當(dāng)R較大時,U的實測值與理論值相差較小,也是因為相同的原因。你是否同意他的觀點(diǎn)?請簡要說明理由。3.(2023·遼寧,12,6分,難度★★)導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?，F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長樣品(固態(tài)),某同學(xué)欲測量其電阻率,設(shè)計了如圖(a)所示的電路圖,實驗步驟如下:

圖(a)a.測得樣品截面的邊長a=0.20cm;b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁間左右移動;c.將丙調(diào)節(jié)至某位置,測量丙和某探針之間的距離L;d.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表示數(shù)I=0.40A,讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S;e.改變丙的位置,重復(fù)步驟c、d,測量多組L和U,作出U-L圖像如圖(b)所示,得到直線的斜率k。圖(b)

回答下列問題:(1)L是丙到

(填“甲”“乙”或“丁”)的距離;

(2)寫出電阻率的表達(dá)式ρ=

(用k、a、I表示);

(3)根據(jù)圖像計算出該樣品的電阻率ρ=

Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。

4.(2022·全國甲,22,5分,難度★★★)某同學(xué)要測量微安表內(nèi)阻,可利用的實驗器材有電源E(電動勢1.5V,內(nèi)阻很小),電流表A(量程10mA,內(nèi)阻約10Ω),微安表G(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,畫出實驗電路原理圖。(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,由此計算出微安表內(nèi)阻Rg=

Ω。

答案(1)電路圖連接如圖所示。(2)9905.(2022·山東,14,8分,難度★★★)某同學(xué)利用實驗室現(xiàn)有器材,設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗,實驗器材: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處。該同學(xué)選擇的電流表為

(選填“A1”或“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻,此時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處,則Rx的測量值為

Ω。

(3)本實驗中未考慮電池內(nèi)阻,對Rx的測量值

(選填“有”或“無”)影響。

答案(1)A1

60

(2)100

(3)無6.(2022·廣東,12,9分,難度★★★)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,實驗過程如下:(1)裝置安裝和電路連接:如圖甲所示,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)線接入如圖乙所示的電路中。甲乙丙(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。斷開開關(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)圖丙是根據(jù)部分實驗數(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。

7.(2022·北京,15,8分,難度★★★)物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。(1)用電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)和電流表(內(nèi)阻約為0.1Ω)測量一個電阻的阻值(約為5Ω)。要求盡量減小實驗誤差,應(yīng)該選擇的測量電路是圖1中的

(選填“甲”或“乙”)。

圖1(2)一多用電表表盤上的電阻刻度線正中間標(biāo)有“15”字樣。用它測量約20kΩ電阻的阻值,下列實驗步驟正確的操作順序為

(填各實驗步驟前的字母)。

A.將選擇開關(guān)置于“×1k”位置B.將選擇開關(guān)置于“OFF”位置C.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端,讀出其阻值后隨即斷開D.將兩表筆直接接觸,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向“0”圖2(3)圖2是“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗的電路圖。某同學(xué)在實驗中,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無論怎么移動滑動變阻器的滑片,電壓表有示數(shù)且不變,電流表始終沒有示數(shù)。為查找故障,在其他連接不變的情況下,他將電壓表連接a位置的導(dǎo)線端分別試觸b、c、d三個位置,發(fā)現(xiàn)試觸b、c時,電壓表有示數(shù);試觸d時,電壓表沒有示數(shù)。若電路中僅有一處故障,則

(選填選項前的字母)。

A.導(dǎo)線ab斷路 B.滑動變阻器斷路C.導(dǎo)線cd斷路 D.滑動變阻器短路答案(1)甲

(2)ADCB

(3)C該題屬于電學(xué)實驗的基礎(chǔ)問題——要理解并記住各類電表的使用方法、電表的連接方法和注意事項等。8.(2022·湖北,13,9分,難度★★★)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后,為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率,進(jìn)行了如下實驗探究。(1)該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為

mm。再用游標(biāo)卡尺測得其長度L。

甲

乙R/ΩI/A5.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50(3)該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的-R圖像,還可以求得電源電動勢E=

V,內(nèi)阻r=

Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(4)持續(xù)使用后,電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會

(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

9.(2022·重慶,11,6分,難度★★★)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實驗電路如圖所示,實驗設(shè)定恒定電流為50.0μA,主要實驗器材有恒壓直流電源E、加熱器、測溫儀、熱敏電阻RT、可變電阻R1、電流表

、電壓表

。(1)用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后,為使電流表的示數(shù)仍為50.0μA,須調(diào)節(jié)

(選填一種給定的實驗器材)。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時,電流表示數(shù)為50.0μA;連接電壓表后,電流表示數(shù)顯著增大,須將原電壓表更換為內(nèi)阻

(選填“遠(yuǎn)大于”“接近”“遠(yuǎn)小于”)RT阻值的電壓表。

(2)測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示,由圖可得溫度從35.0℃變化到40.0℃的過程中,RT的阻值隨溫度的平均變化率是

kΩ·℃-1(保留2位有效數(shù)字)。

答案(1)可變電阻R1

遠(yuǎn)大于

(2)1.210.(2021·浙江,18,7分,難度★★★)小李在實驗室測量一電阻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。

(2)完成上述實驗后,小李進(jìn)一步嘗試用其他方法進(jìn)行實驗:①器材與連線如圖3所示,請在虛線框中畫出對應(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,則待測電阻Rx=

Ω。此方法

(填“有”或“無”)明顯的實驗誤差,其理由是

。

答案(1)0.34(0.33~0.34)

外

(2)①見解析

②5

有

電阻箱的最小分度與待測電阻比較接近(或其他合理解釋)替代法測電阻實驗原理簡單,看似沒有系統(tǒng)誤差,但考慮到電阻箱不能連續(xù)調(diào)節(jié),往往很難保證電壓表、電流表的讀數(shù)不變,因此伏安法測電阻是最重要的測量電阻的方法。11.(2021·山東,14,8分,難度★★★)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。可供選擇的器材有:

甲待測熱敏電阻RT(實驗溫度范圍內(nèi),阻值為幾百歐到幾千歐);電源E(電動勢1.5V,內(nèi)阻r約為0.5Ω);電阻箱R(阻值范圍0~9999.99Ω);滑動變阻器R1(最大阻值20Ω);滑動變阻器R2(最大阻值2000Ω);微安表(量程100μA,內(nèi)阻等于2500Ω);開關(guān)兩個,溫控裝置一套,導(dǎo)線若干。同學(xué)們設(shè)計了如圖甲所示的測量電路,主要實驗步驟如下:①按圖示連接電路;②閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,使微安表指針滿偏:③保持滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表指針半偏;④記錄此時的溫度和電阻箱的阻值。回答下列問題:(1)為了更準(zhǔn)確地測量熱敏電阻的阻值,滑動變阻器應(yīng)選用

(填“R1”或“R2”)。

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

Ω(結(jié)果保留到個位),該測量值

(填“大于”或“小于”)真實值。

(4)多次實驗后,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”)。

乙答案(1)R1

(2)如圖所示

(3)3500

大于

(4)減小解析(1)用半偏法測量熱敏電阻的阻值,盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后保持不變,由于該支路與滑動變阻器前半部分并聯(lián),滑動變阻器的阻值越小,S2閉合前、后該部分電阻變化越小,從而電壓的值變化越小,故滑動變阻器應(yīng)選R1。(2)電路連接圖如圖所示(3)微安表半偏時,該支路的總電阻為原來的2倍,即RT+RμA=6000Ω可得RT=3500Ω當(dāng)斷開S2,微安表半偏時,由于該支路的電阻增加,電壓略有升高,根據(jù)歐姆定律,總電阻比原來2倍略大,也就是電阻箱的阻值略大于熱敏電阻與微安表的總電阻,而認(rèn)為電阻箱的阻值等于熱敏電阻與微安表的總電阻,因此熱敏電阻的測量值比真實值偏大。(4)由于是lnRT-圖像,當(dāng)溫度T升高時,減小,從圖中可以看出lnRT減小,從而RT減小,因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小。12.(2020·海南,15,10分,難度★★★)在測量定值電阻阻值的實驗中,提供的實驗器材如下:電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻r1=3.0kΩ),電壓表V2(量程5V,內(nèi)阻r2=5.0kΩ),滑動變阻器R(額定電流1.5A,最大阻值100Ω),待測定值電阻Rx,電源E(電動勢6.0V,內(nèi)阻不計),單刀開關(guān)S,導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)采用

(填“限流”或“分壓”)接法;

(2)將虛線框中的電路原理圖補(bǔ)充完整;(3)根據(jù)下表中的實驗數(shù)據(jù)(U1、U2分別為電壓表V1、V2的示數(shù)),在圖(a)給出的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并繪制U2-U1圖像;測量次數(shù)12345U1/V1.001.502.002.503.00U2/V1.612.413.214.024.82(4)由U2-U1圖像得到待測定值電阻的阻值Rx=

Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

(5)完成上述實驗后,若要繼續(xù)采用該實驗原理測定另一個定值電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值,在不額外增加器材的前提下,要求實驗精度盡可能高,請在圖(b)的虛線框內(nèi)畫出你改進(jìn)的電路圖。答案(1)分壓(2)(3)(4)1.83×103(5)解析(1)電壓表V1和Rx串聯(lián)再和V2并聯(lián),并聯(lián)的總電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器電阻,為了調(diào)節(jié)變阻器時,電表示數(shù)變化明顯,且能獲得更多組數(shù)據(jù),選擇分壓接法。(2)完整的電路圖,如圖所示。(3)根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),繪制的U2-U1圖像,如圖所示。(5)因待測電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值較小,若仍與電壓表V1串聯(lián),則所分得的電壓過小,不利于測量,故待測電阻Ry與其中一個電壓表并聯(lián),由于電源電動勢只有6V,為讓待測電阻分得較大電壓,故待測電阻Ry應(yīng)與電壓表V2并聯(lián),再與電壓表V1串聯(lián),故改進(jìn)后的電路圖,如圖所示。13.(2019·海南,11,8分,難度★★★)用實驗室提供的器材設(shè)計一個測量電流表內(nèi)阻的電路。實驗室提供的器材為:待測電流表A(量程10mA,內(nèi)阻約為50Ω),滑動變阻器R1,電阻箱R,電源E(電動勢約為6V,內(nèi)阻可忽略),開關(guān)S1和S2,導(dǎo)線若干。圖(a)圖(b)(1)根據(jù)實驗室提供的器材,在圖(a)所示虛線框內(nèi)將電路原理圖補(bǔ)充完整,要求滑動變阻器起限流作用;(2)將圖(b)中的實物按設(shè)計的原理圖連線;(3)若實驗提供的滑動變阻器有兩種規(guī)格①10Ω,額定電流2A

②1500Ω,額定電流0.5A實驗中應(yīng)該取

。(填“①”或“②”)

答案(1)電路圖見解析(2)實物連線見解析(3)②解析(1)電路原理圖如圖;(2)實物連線如圖:14.(2018·全國3,23,9分,難度★★★)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻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為單刀開關(guān),S2為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗:(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線;圖(a)圖(b)

12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1;(3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表V的示數(shù)U2;(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx=

(用R0、U1、U2表示);

(5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù):(6)利用上述5次測量所得U2U1的平均值,求得Rx=

Ω。(保留1位小數(shù))

答案(1)實物連線如圖15.(2018·浙江,18,5分,難度★★★)(1)小明用多用電表測量一小段2B鉛筆芯的電阻Rx,正確的操作順序是

(填字母);

A.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到歐姆零點(diǎn)C.把紅、黑表筆分別接在Rx兩端,然后讀數(shù)D.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的擋位,將紅、黑表筆接觸E.把紅、黑表筆分別插入多用電表“+”“-”插孔,用螺絲刀調(diào)節(jié)指針定位螺絲,使指針指0(2)小明正確操作后,多用電表的指針位置如圖所示,則Rx=

Ω;

(3)小張認(rèn)為用多用電表測量小電阻誤差太大,采用伏安法測量?，F(xiàn)有實驗器材如下:電源(電動勢3V,內(nèi)阻可忽略),電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ),多用電表(2.5mA擋、25mA擋和250mA擋,對應(yīng)的內(nèi)阻約40Ω、4Ω和0.4Ω),滑動變阻器RP(0~10Ω),定值電阻R0(阻值10Ω),開關(guān)及導(dǎo)線若干。答案(1)EDBCA

(2)2.9

(3)B

250mA解析(1)多用電表應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再進(jìn)行歐姆調(diào)零,用完電表后再把電表擋位調(diào)整到交流電壓最高擋或者off擋。機(jī)械調(diào)零的步驟是E,歐姆調(diào)零的步驟是DB,測電阻是C,最后步驟是A。(2)所選擋位為“×1”,最小精度0.2

Ω,所以只能讀到小數(shù)點(diǎn)后一位,答案為2.9

Ω。(3)C項中,電壓表量程0~3

V,電源電動勢3

V,不能使電壓表發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),故C錯誤;A項中,被測總電阻是13

Ω左右,電源電壓為3

V,最大電流在230

mA左右,選量程為0~250

mA多用電表測電流,電表內(nèi)阻與待測電阻相比相差不太大,應(yīng)采用電流表外接法,A錯;D項中電壓表兩端測的就是電源電壓,不會隨滑動變阻器變化而變化,故D錯誤。經(jīng)分析,應(yīng)選B。16.(2017·全國2,23,9分,難度★★★)圖(a)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μA,內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻。可使用的器材有:兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20Ω,另一個阻值為2000Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω);電源E(電動勢約為1.5V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢

(填“相等”或“不相等”)。

④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為

Ω(結(jié)果保留到個位)。

(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:

。

解答創(chuàng)新類電學(xué)實驗的基本方法以上幾題,有的是根據(jù)電路原理圖在實物圖上連線;有的是設(shè)計電路圖,并涉及選擇器材和電路,該類試題基本上是在規(guī)定實驗的基礎(chǔ)上,在基本實驗方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展遷移?；镜膶嶒灧椒ò?實驗原理的設(shè)計方法、實驗誤差的控制方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法,而考題往往將基本的實驗方法和物理原理合理遷移,設(shè)計出測量不同的物理量、可探究不同問題的實驗方案。教材中所學(xué)過的物理規(guī)律、物理公式中只要含有某一物理量,則該規(guī)律、公式就可作為研究或測定該物理量的原理基礎(chǔ)而進(jìn)行相應(yīng)的實驗方法設(shè)計。如用伏安法測電阻,R=,也可遷移到測電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻上去測定電源的電動勢和內(nèi)阻。17.(2016·全國2,23,9分,難度★★★)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為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),滑動變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ),直流電源E(電動勢3V),開關(guān)1個,導(dǎo)線若干。圖(a)實驗步驟如下:①按電路原理圖(a)連接線路;②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;③調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;④保持滑動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。

(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內(nèi)阻為

Ω(結(jié)果保留到個位)。

(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為

(填正確答案標(biāo)號)。

A.100μA B.250μAC.500μA D.1mA

18.(2015·全國2,23,9分,難度★★★)電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實測量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實驗室提供的器材如下:待測電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約為3000Ω),電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω),滑動變阻器R1(最大阻值

100Ω,額定電流2A),電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計),開關(guān)2個,導(dǎo)線若干。(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。(2)根據(jù)設(shè)計的電路,寫出實驗步驟:

。

(3)將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RV',與電壓表內(nèi)阻的真實值RV相比,RV'

(填“>”“=”或“<”)RV,主要理由是

答案(1)實驗電路圖如圖所示。(2)移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最小;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿偏;保持滑動變阻器滑片的位置不變,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值,此即為測得的電壓表內(nèi)阻(3)>

斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路總電阻增大,分得的電壓也增大;此時R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故RV'>RV(其他合理說法也可)第5節(jié)

實驗:描繪小燈泡的伏安曲線考點(diǎn)78實驗:描繪小燈泡伏安曲線的原型實驗1.(2023·全國甲,22,5分,難度★★)某同學(xué)用伏安法測繪一額定電壓為6V、額定功率為3W的小燈泡的伏安特性曲線,實驗所用電壓表內(nèi)阻約為6kΩ,電流表內(nèi)阻約為1.5Ω,實驗中有圖甲和圖乙所示的兩個電路圖供選擇。甲乙丙(1)實驗中得到的電流I和電壓U的關(guān)系曲線如圖丙所示,該同學(xué)選擇的電路圖是圖

(選填“甲”或“乙”)。

(2)若選擇另一個電路圖進(jìn)行實驗,在圖丙中用實線畫出實驗中應(yīng)得到的關(guān)系曲線的示意圖。答案(1)甲(2)如圖實線所示2.(2017·全國1,23,10分,難度★★★★)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);滑動變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動勢5V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導(dǎo)線若干。(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實驗電路原理圖。(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示?？键c(diǎn)79實驗:描繪小燈泡伏安曲線的創(chuàng)新實驗1.(2021·全國甲,23,10分,難度★★★)某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)、電壓表(量程300mV,內(nèi)阻300Ω)、電流表(量程300mA,內(nèi)阻0.27Ω)、定值電阻R0、滑動變阻器R1(阻值0~20Ω)、電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成下列填空:

圖(a)

圖(b)(1)有3個阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻可供選擇,為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線,R0應(yīng)選取阻值為

Ω的定值電阻;

(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的

(選填“a”或“b”)端;

(3)在流過電流表的電流較小時,將電阻箱R2的阻值置零,改變滑動變阻器滑片的位置,讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I,結(jié)果如圖(b)所示。當(dāng)流過電流表的電流為10mA時,小燈泡的電阻為

Ω(保留1位有效數(shù)字）；(4)為使得電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學(xué)經(jīng)計算知,應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為

Ω。然后調(diào)節(jié)滑動變阻器R1,測得數(shù)據(jù)如下表所示:

U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0(5)由圖(b)和上表可知,隨流過小燈泡電流的增加,其燈絲的電阻

(選填“增大”“減小”或“不變”);

(6)該同學(xué)觀測到小燈泡剛開始發(fā)光時流過電流表的電流為160mA,可得此時小燈泡電功率W1=

W(保留2位有效數(shù)字);當(dāng)流過電流表的電流為300mA時,小燈泡的電功率為W2,則=

(保留至整數(shù))。答案(1)10(2)a(3)0.7(4)2700(5)增大(6)7.4×10-210解析(1)描繪小燈泡的伏安曲線,需要達(dá)到額定功率,其最大電阻為

=11.7Ω,只能選10Ω的,其他的調(diào)不到。(2)將滑片置于a端,整個電路電阻最大,待測燈泡電壓為零,這種接法最安全。(3)根據(jù)電阻定義

。(4)電壓表的滿偏電流

,串聯(lián)的電阻

=2700Ω。(5)根據(jù)分壓原理,,即UL=10UV。再根據(jù)電阻定義

可算出電阻變大。(6)由(5)可知,小燈泡電功率W1=U1I1=46×10×160×10-6W=7.4×10-2W,小燈泡電功率W2=U2I2=250×10×300×10-6W=0.75W,

2.(2021·河北,11,6分,難度★★★)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性。實驗室提供的器材有:小燈泡(6.3V,0.15A),直流電源(9V),滑動變阻器,量程合適的電壓表和電流表,開關(guān)和導(dǎo)線若干。設(shè)計的電路如圖1所示。(1)參照圖1,完成圖2中的實物連線。圖3(2)按照圖1連線后,閉合開關(guān),小燈泡閃亮一下后熄滅,觀察發(fā)現(xiàn)燈絲被燒斷,原因可能是

(單項選擇,填正確答案標(biāo)號)。

A.電流表短路B.滑動變阻器的滑片接觸不良C.滑動變阻器滑片的初始位置在b端(3)更換小燈泡后,該同學(xué)正確完成了實驗操作,將實驗數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,得到I-U圖像,其中一部分如圖3所示。根據(jù)圖像計算出P點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為

Ω。(保留三位有效數(shù)字)

答案(