2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)第一部分第16講電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新學(xué)案

PAGE32-第16講電學(xué)試驗(yàn)與創(chuàng)新1．電學(xué)量測(cè)量?jī)x器．(1)電流表、電壓表、歐姆表的對(duì)比．儀器接線柱量程選擇讀數(shù)電流表有正、負(fù)接線柱的電表，電流由電表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出．但歐姆表的正接線柱的電勢(shì)低使指針指示比滿偏刻度eq\f(1,3)多的位置若最小分度為1、0.1、0.01等，須要估讀到最小分度的下一位；假如最小分度不是1、0.1、0.01等，只須要讀到最小分度位即可電壓表使指針盡量指在表盤的中間位置取兩位有效數(shù)字并乘以相應(yīng)擋位的倍率歐姆表2.歐姆表工作原理．(1)電路：歐姆表是多用電表電阻擋的一個(gè)擋位，電路如圖所示．電流的流向：由于運(yùn)用多用電表時(shí)不管測(cè)量項(xiàng)目是什么，電流都要從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，所以運(yùn)用歐姆擋時(shí)，多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆，負(fù)極接的是紅表筆．(2)調(diào)零：當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，表頭電流表指針滿偏，此時(shí)Ig＝eq\f(E,R＋Rg＋r).(3)測(cè)量：當(dāng)紅、黑表筆之間接電阻Rx時(shí)，電路中電流I＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋Rx)，Rx的一個(gè)值對(duì)應(yīng)I的一個(gè)值，故將電流刻度標(biāo)上相應(yīng)的電阻刻度，即可干脆讀出待測(cè)電阻Rx的阻值．(4)中值電阻：當(dāng)被測(cè)電阻Rx＝R＋Rg＋r時(shí)，電流變?yōu)闈M偏電流的一半，歐姆表指針指向刻度正中心，稱為“中值電阻”．中值電阻為歐姆表的內(nèi)阻．2．電流表的內(nèi)外接法選擇．(1)兩種接法的比較．比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差緣由由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電壓表測(cè)量值偏大由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流表測(cè)量值偏大測(cè)量結(jié)果R測(cè)＝eq\f(U,I)＝RA＋Rx>Rx電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)＝eq\f(U,I)＝eq\f(RV,RV＋Rx)Rx<Rx電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件Rx?RA，大電阻Rx?RV，小電阻(2)兩種接法的推斷．①比值推斷法：若eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)，Rx為大電阻，內(nèi)接法誤差小應(yīng)選用內(nèi)接法；若eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，Rx為小電阻，外接法誤差小應(yīng)選用外接法．②臨界值推斷法：當(dāng)被測(cè)電阻Rx的大小無(wú)法干脆判定時(shí)，先求臨界電阻R0＝eq\r(RARV).若Rx>R0，則Rx為大電阻，內(nèi)接法誤差??；若Rx<R0，則Rx為小電阻，外接法誤差?。蝗鬜x＝R0，內(nèi)外接法均可．③試觸法：當(dāng)無(wú)法估計(jì)電阻的阻值，難以比較eq\f(RA,Rx)及eq\f(Rx,RV)的大小時(shí)，可采納電壓表試觸法看電流表、電壓表變更大小來(lái)確定，若電流表示數(shù)較電壓表示數(shù)變更明顯，說明外接時(shí)電壓表分流作用大，應(yīng)采納內(nèi)接法；若電壓表示數(shù)較電流表示數(shù)變更明顯，說明內(nèi)接時(shí)電流表的分壓作用大，應(yīng)采納外接法．3．滑動(dòng)變阻器連接的限流接法和分壓接法．(1)兩種接法的對(duì)比．項(xiàng)目限流接法分壓接法對(duì)比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載Rx上電壓調(diào)整范圍eq\f(RxE,Rx＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調(diào)整范圍大負(fù)載Rx上電流調(diào)整范圍eq\f(E,Rx＋R0)≤I≤eq\f(E,Rx)0≤I≤eq\f(E,Rx)分壓電路調(diào)整范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都起愛護(hù)作用額定條件下電路總功率EIE(I＋I(xiàn)P)分壓電路耗能較多(2)兩種接法的處理技巧．①滑動(dòng)變阻器限流式接法選取原則：一般在滑動(dòng)變阻器總電阻R0與Rx相差不大時(shí)，既不要求較大范圍調(diào)整電流和電壓，又不要求從零起先讀數(shù)，則優(yōu)先選擇限流式接法．②滑動(dòng)變阻器的分壓式接法選取原則．a(chǎn)．滑動(dòng)變阻器的全值電阻R0遠(yuǎn)小于用電器電阻Rx或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值，即Rx?R0.b．要求用電器Rx的電流或電壓從零起先連續(xù)變更．c．采納限流式電路時(shí)，電路中的最小電流大于用電器Rx的額定電流，或給定的儀表量程偏小．1．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)要探討一小燈泡L(3.6V，0.30A)伏安特性．所用器材有：電流表A1(量程200mA，內(nèi)阻Rg1＝10.0Ω)，電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻Rg2＝1.0Ω)、定值電阻R0(阻值R0＝10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω)、電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻很小)、開關(guān)S和若干導(dǎo)線．該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖(a)所示．(1)依據(jù)圖(a)，在圖(b)的實(shí)物圖中畫出連線．(2)若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流，利用I1、I2、Rg1和R0寫出：小燈泡兩端的電壓U＝________，流過小燈泡的電流I＝________．為保證小燈泡的平安，I1不能超過________mA.(3)試驗(yàn)時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零．逐次變更滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2.所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中給出．I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可算得，當(dāng)I1＝173mA時(shí)，燈絲電阻R＝________Ω(保留一位小數(shù))．(4)假如用另一個(gè)電阻替代定值電阻R0，其他不變，為了能夠測(cè)量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值不能小于________Ω(保留一位小數(shù))．解析：(2)依據(jù)電路圖可知燈泡兩端的電壓為電流表A1和R0的總電壓，故依據(jù)歐姆定律有U＝I1(Rg1＋R0)，流過小燈泡的電流為I＝I2－I1，小燈泡的額定電壓為3.6V，由U額＝I1(Rg1＋R0)可得I1＝180mA，即為了保證小燈泡的平安，I1不能超過180mA.(3)燈絲的電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(I1（Rg1＋R0）,I2－I1)，當(dāng)I1＝173mA時(shí)，I2＝470mA，解得R＝11.6Ω.(4)燈光的額定電壓為U額＝3.6V，由Ig1(Rg1＋R)≥U額，可得R≥8.0Ω.答案：(1)(2)I1(Rg1＋R0)I2－I1180(3)11.6(4)8.02．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變更關(guān)系．所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為志向電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)．(1)在如圖所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖．(2)試驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度限制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值．若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為________kΩ(保留兩位有效數(shù)字)．試驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變更的曲線如圖(a)所示．(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ.由圖(a)求得，此時(shí)室溫為________℃(保留三位有效數(shù)字)．(4)利用試驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖(b)所示．圖中，E為直流電源(電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻可忽視)；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警．若要求起先報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃，則圖中________(選填“R1”或“R2”)應(yīng)運(yùn)用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為__________kΩ(保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)滑動(dòng)變阻器由用分壓式，電壓表可視為志向表，所以用電流表外接．連線如圖(2)由部分電路歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,0.3×10－3)Ω≈1.8kΩ.(3)由該電阻的阻值隨溫度變更的曲線干脆可讀得：25.5℃.(4)溫度上升時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓削減．而溫度高時(shí)輸出電壓要上升，以觸發(fā)報(bào)警，所以R1為熱敏電阻．由圖線可知，溫度為50℃時(shí)，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2kΩ.答案：(1)圖見解析(2)1.8(3)25.5(4)R1(5)1.23．(2024·江蘇卷)某同學(xué)描繪一種電子元件的I-U關(guān)系圖象，采納的試驗(yàn)電路圖如圖1所示，為電壓表，為電流表，E為電源(電動(dòng)勢(shì)約6V)，R為滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)，R0為定值電阻，S為開關(guān)．(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2所示的實(shí)物電路連接完整．(2)調(diào)整滑動(dòng)變阻器，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表：電壓U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750電流/mA0.000.100.250.601.704.307.50請(qǐng)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該元件IU的圖線．(3)依據(jù)作出的I-U圖線可知，該元件是________(選填“線性”或“非線性”)元件．(4)在上述測(cè)量中，假如用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0，會(huì)導(dǎo)致的兩個(gè)后果是________．A．電壓和電流的測(cè)量誤差增大B．可能因電流過大燒壞待測(cè)元件C．滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)整范圍變小D．待測(cè)元件兩端電壓的可調(diào)整范圍變小解析：(4)電壓和電流的測(cè)量的肯定誤差不變，因測(cè)量值變大，相對(duì)誤差變小，A錯(cuò)誤；因沒有愛護(hù)電阻，可能因電流過大燒壞待測(cè)元件，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器從左端滑動(dòng)到右端過程，待測(cè)元件兩端電壓從0到U，U＝E·eq\f(\f(（Rx＋R0）R,Rx＋R0＋R),r＋\f(（Rx＋R0）R,Rx＋R0＋R))·eq\f(Rx,Rx＋R0)可調(diào)整到U′＝E·eq\f(\f(RxR,Rx＋R),r＋\f(RxR,Rx＋R))，可調(diào)整范圍變大，D錯(cuò)誤；因待測(cè)元件兩端電壓的可調(diào)整范圍變大，所以滑動(dòng)變阻器允許的調(diào)整范圍變小，C正確．答案：(1)如圖所示(2)如圖所示(3)非線性(4)BC考點(diǎn)一多用電表試驗(yàn)儀器的運(yùn)用和讀數(shù)1．歐姆表的原理．(1)歐姆表內(nèi)有電源，紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連，故其電流方向?yàn)椤凹t表筆流進(jìn)，黑表筆流出”．(2)測(cè)電阻的原理是閉合電路歐姆定律．當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R.(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計(jì)滿偏，Ig＝eq\f(E,Rg＋R0＋r)，此時(shí)中值電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)，I＝eq\f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)，電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不勻稱．2．多用電表運(yùn)用“五步”法．(1)選倍率，一般要選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率，如估計(jì)值為200Ω，就應(yīng)當(dāng)選×10的倍率．(2)進(jìn)行歐姆調(diào)零．(3)將紅、黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量．(4)將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值．(5)測(cè)量結(jié)束后，將選擇開關(guān)扳到OFF或溝通電壓最高擋．特殊留意：用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，假如指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量；假如指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)某同學(xué)欲將內(nèi)阻為98.5Ω、量程為100μA的電流表改裝成歐姆表并進(jìn)行刻度和校準(zhǔn)，要求改裝后歐姆表的15kΩ刻度正好對(duì)應(yīng)電流表表盤的50μA刻度．可選用的器材還有：定值電阻R0(阻值14kΩ)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500Ω)，電阻箱(0～99999.9Ω)，干電池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，紅、黑表筆和導(dǎo)線若干．(1)歐姆表設(shè)計(jì)．將圖(a)中的實(shí)線連線組成歐姆表．歐姆表改裝好后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻應(yīng)為________Ω；滑動(dòng)變阻器選________(選填“R1”或“R2”)．圖(a)(2)刻度歐姆表表盤．通過計(jì)算，對(duì)整個(gè)表盤進(jìn)行電阻刻度，如圖(b)所示．表盤上a、b處的電流刻度分別為25和75，則a、b處的電阻刻度分別為________、________．圖(b)(3)校準(zhǔn)．紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指向________kΩ處；將紅、黑表筆與電阻箱連接，記錄多組電阻箱接入電路的電阻值及歐姆表上對(duì)應(yīng)的測(cè)量值，完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)測(cè)量．若校準(zhǔn)某刻度時(shí)，電阻箱旋鈕位置如圖(c)所示，則電阻箱接入的阻值為________Ω.解析：(1)歐姆表內(nèi)各元件串聯(lián)，且紅表筆接電源負(fù)極，黑表筆接電源正極．歐姆表的中值刻度為歐姆表的內(nèi)阻，即R內(nèi)＝r＋R0＋RA＋R＝15kΩ，解得R＝900Ω.由于滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為500Ω，所以滑動(dòng)變阻器選R1.(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，得Ia＝eq\f(E,R內(nèi)＋Ra)和Ib＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rb)，代入數(shù)據(jù)解得Ra＝45kΩ，Rb＝5kΩ.(3)運(yùn)用歐姆表測(cè)量電阻時(shí)，首先要進(jìn)行電阻調(diào)零，此時(shí)應(yīng)將紅、黑表筆短接，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使歐姆表指針指在0kΩ處．電阻箱的阻值為(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω.答案(1)如圖所示900R1(2)455(3)035000.0考向電壓表和電流表讀數(shù)1．如圖所示為電壓表和電流表的刻度盤示意圖，指針位置分別如圖甲、乙所示．(1)若運(yùn)用的是0～3V量程的電壓表，讀數(shù)為________V．若運(yùn)用的是0～15V量程的電壓表，讀數(shù)為________V.(2)若運(yùn)用的是0～0.6A量程的電流表，讀數(shù)為________A．若運(yùn)用的是0～3A量程的電流表，讀數(shù)為________A.解析：對(duì)于電壓表，當(dāng)選取0～3V量程時(shí)，每小格為0.1V，讀數(shù)為1.68V，當(dāng)選取0～15V量程時(shí)，每小格為0.5V，讀數(shù)為8.4V；對(duì)于電流表，當(dāng)選取0～0.6A量程時(shí)，每小格為0.02A，讀數(shù)為0.46A，當(dāng)選取0～3A量程時(shí)，每小格為0.1A，讀數(shù)為2.30A.答案：(1)1.688.4(2)0.462.30考向多用電表原理及運(yùn)用2．(1)為了測(cè)量電阻，現(xiàn)取一只已經(jīng)完成機(jī)械調(diào)零的多用電表，如圖甲所示，請(qǐng)依據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：①將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置．②將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件________(選填“C”或“D”)，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線．③將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測(cè)量一電學(xué)元件P的電阻，P的兩端分別為a、b，指針指示位置如圖甲所示．為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)旋到________(選填“×1”“×10”或“×1k”)的倍率擋位上，并重新調(diào)零，再進(jìn)行測(cè)量．(2)多用電表電阻擋的內(nèi)部電路如圖乙虛線框中所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R0為調(diào)零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流I與待測(cè)電阻的阻值Rx的關(guān)系式為________．(3)某同學(xué)想通過多用電表中的歐姆擋去測(cè)量一量程為3V的電壓表內(nèi)阻．該同學(xué)將歐姆擋的選擇開關(guān)撥至“×1k”的倍率擋，并將紅、黑表筆短接調(diào)零后，應(yīng)選用圖中________(選填“A”或“B”)方式連接．解析：(1)②將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件D，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線；③指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太大，應(yīng)換“×10”擋．(2)依據(jù)圖乙，多用電表測(cè)電阻的原理是閉合電路歐姆定律，則有：I＝eq\f(E,Rg＋R0＋Rx＋r).(3)歐姆表的正極插孔與內(nèi)部電源的負(fù)極相連，與電壓表構(gòu)成一閉合回路，電流從負(fù)極流出，進(jìn)入電壓表的正極，所以選擇圖A正確．答案：(1)D“×10”(2)I＝eq\f(E,Rg＋R0＋Rx＋r)(3)A考點(diǎn)二以測(cè)電阻為核心的試驗(yàn)1．測(cè)電阻試驗(yàn)時(shí)儀表的選擇及接法．(1)儀表選擇的三個(gè)主要原則：平安性(量程不能太小)、精確性(量程不能太大)、便利性(滑動(dòng)變阻器要便利調(diào)整)．(2)選擇電流表內(nèi)外接法的口訣：“好表要內(nèi)接”(越接近志向電流表，其分壓的影響越小)或“內(nèi)大大”(大電阻適合電流表內(nèi)接法，測(cè)量值比實(shí)際值偏大)．(3)選擇滑動(dòng)變阻器接法的口訣：“以小控大用分壓”(并聯(lián)總電阻主要由小電阻確定，并聯(lián)總電流主要由電阻小的支路確定，故并聯(lián)電路對(duì)小電阻的變更更敏感，即小電阻“限制”著大電阻)．(4)電表有時(shí)可反常規(guī)運(yùn)用：已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表運(yùn)用，已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表運(yùn)用．(5)定值電阻的常見用途：愛護(hù)電路、分壓或分流．(6)電壓表量程的選擇：比電源電動(dòng)勢(shì)略大或相差不多．(7)電流表量程的選擇：電壓表量程與被測(cè)電阻比值相差不多．2．最常用的電阻測(cè)量方法．(1)“伏安法”有電壓表、電流表且電表量程恰當(dāng)時(shí)選擇“伏安法”．(2)“安安法”電壓表不能用或沒有電壓表的情形下，若知道電流表內(nèi)阻，可以將電流表當(dāng)作電壓表運(yùn)用，即選擇“安安法”．(3)“伏伏法”電流表不能用或沒有電流表的狀況下，若知道電壓表內(nèi)阻，可以將電壓表當(dāng)作電流表運(yùn)用，即選擇“伏伏法”．(4)“伏安加R法”在運(yùn)用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿意平安、精確的要求，加愛護(hù)電阻的方法就應(yīng)運(yùn)而生，“伏安加R法”又叫作“加愛護(hù)電阻法”．(5)滑動(dòng)變阻器限流式、分壓式接法的選擇．①當(dāng)題中要求負(fù)載上電壓或電流從零起先調(diào)整時(shí)，應(yīng)采納分壓式接法；②當(dāng)題中要求測(cè)量精確度高且調(diào)整范圍大時(shí)，一般用分壓式接法；③當(dāng)滑動(dòng)變阻器的總電阻比待測(cè)電阻阻值的一半還小時(shí)，一般用分壓式接法；④負(fù)載電阻的阻值小于滑動(dòng)變阻器的總電阻或相差不多，且電壓、電流不要求從零可調(diào)時(shí)，一般用限流式接法；⑤兩種接法均可運(yùn)用時(shí)，優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能)．(6)電表的“三用”：假如知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測(cè)電流，也可以測(cè)電壓，還可以作為定值電阻來(lái)用，即“一表三用”．3．最為精確的電阻測(cè)量方法——等效替代法．等效替代法測(cè)電阻：測(cè)量某電阻(或電流表、電壓表的內(nèi)阻)時(shí)，用電阻箱替換待測(cè)電阻，若二者對(duì)電路所起的作用相同(如電流或電壓相等)，則待測(cè)電阻與電阻箱是等效的．(1)電流等效替代．(2)電壓等效替代．4．電表內(nèi)阻測(cè)量最常用的方法——半偏法．(1)電流表半偏法——“并聯(lián)分流且并聯(lián)電路電壓相同”．①試驗(yàn)步驟．a(chǎn)．按如圖所示連接試驗(yàn)電路．b．?dāng)嚅_S2，閉合S1，調(diào)整R1，使電流表讀數(shù)等于其量程Im.c．保持R1不變，閉合S2，調(diào)整R2，使電流表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Im，然后讀出R2的值，若滿意R1?RA，則可認(rèn)為RA＝R2.②試驗(yàn)條件：R1?RA.③測(cè)量結(jié)果：RA測(cè)＝R2<RA.④誤差分析．當(dāng)閉合S2時(shí)，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時(shí)電流表半偏，所以流經(jīng)R2的電流比電流表所在支路的電流大，R2的電阻比電流表的電阻小，而我們把R2的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測(cè)得的電流表的內(nèi)阻偏?。?2)電壓表半偏法——“串聯(lián)分壓且串聯(lián)電路電流相同”．①試驗(yàn)步驟．a(chǎn)．按如圖連接試驗(yàn)電路．b．將R2的值調(diào)為零，閉合S，調(diào)整R1的滑動(dòng)觸頭，使電壓表讀數(shù)等于其量程Um.c．保持R1的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)，調(diào)整R2，使電壓表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Um，然后讀出R2的值，若R1?RV，則可認(rèn)為RV＝R2.②試驗(yàn)條件：R1?RV.③測(cè)量結(jié)果：RV測(cè)＝R2>RV.(4)誤差分析．當(dāng)R2的值由零漸漸增大時(shí)，R2與電壓表兩端的電壓也將漸漸增大，因此電壓表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Um時(shí)，R2兩端的電壓將大于eq\f(1,2)Um，使R2>RV，從而造成RV的測(cè)量值偏大．明顯半偏電壓法適于測(cè)量?jī)?nèi)阻較大的電壓表的電阻．5．電橋同等法測(cè)電阻．電橋法是測(cè)量電阻的一種特殊方法，其測(cè)量電路如圖所示：試驗(yàn)中調(diào)整電阻箱R3，當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)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，依據(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，由該平衡條件也可求出被測(cè)電阻Rx的阻值．在上面的電路圖中：(1)當(dāng)eq\f(R1,R2)＝eq\f(R3,Rx)時(shí)，UAB＝0，IG＝0.(2)當(dāng)eq\f(R1,R2)<eq\f(R3,Rx)時(shí)，UAB>0，IG≠0，且方向：A→B.(3)當(dāng)eq\f(R1,R2)>eq\f(R3,Rx)時(shí)，UAB<0，IG≠0，且方向B→A.(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)用伏安法測(cè)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)采納兩種測(cè)量方案，一種是將電壓表跨接在圖(a)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(cè)量得到如圖(b)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：(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采納電壓表跨接在________(選填“O、P”或“O、Q”)兩點(diǎn)的方案測(cè)量得到的．(2)依據(jù)所用試驗(yàn)器材和圖(b)可推斷，由圖線________(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，結(jié)果為________Ω(保留一位小數(shù))．(3)考慮到試驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響，需對(duì)(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正，修正后待測(cè)電阻的阻值為________Ω(保留一位小數(shù))．解析：(1)若將電壓表接在O、P之間，I＝eq\f(U,RV)＋eq\f(U,Rx)，則U＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)·I，依據(jù)一次函數(shù)關(guān)系可知對(duì)應(yīng)斜率為eq\f(RxRV,Rx＋RV).若將電壓表接在O、Q之間，電流表分壓為UA＝IRA，依據(jù)歐姆定律變形可知R＝eq\f(U－IRA,I)，解得U＝I(R＋RA)．依據(jù)一次函數(shù)可知對(duì)應(yīng)斜率為(R＋RA)，對(duì)比圖象的斜率可知kⅠ>kⅡ，所以Ⅱ圖線是采納電壓表跨接在O、P之間．(2)因?yàn)榇郎y(cè)電阻為幾十歐姆的電阻，通過圖象斜率大致估算待測(cè)電阻為50Ω左右，可知Rx>eq\r(RARV)，所以用電流表內(nèi)接法測(cè)量的結(jié)果誤差較小，即由圖線Ⅰ得到的結(jié)果更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，測(cè)量結(jié)果Rx1＝eq\f(ΔU,ΔI)＝50.5Ω.(3)因?yàn)镽x1＝Rx＋RA，所以Rx＝Rx1－RA＝50.0Ω.答案：(1)O、P(2)Ⅰ50.5(3)50.0考向伏安法測(cè)電阻1．某愛好小組用“測(cè)定金屬絲的電阻率”的試驗(yàn)方法測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度，他們查得金屬絲電阻率為ρ，并粗測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，試驗(yàn)室中有以下供選擇的器材：A．電池組(3V，內(nèi)阻約1Ω)B．電流表A1(0～3A，內(nèi)阻0.0125Ω)C．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω)D．電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻4kΩ)E．電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻15kΩ)F．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω，允許最大電流1A)G．滑動(dòng)變阻器R2(0～2000Ω，允許最大電流0.3A)H．開關(guān)，導(dǎo)線若干(1)為了試驗(yàn)電路更節(jié)能，且測(cè)量結(jié)果盡量精確，測(cè)金屬絲電阻時(shí)電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填寫儀器前字母代號(hào))(2)將設(shè)計(jì)的電路圖畫在虛線框內(nèi)．(3)若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖，則直徑d＝________mm.(4)若用d表示直徑，測(cè)得電阻為R，則金屬絲的長(zhǎng)度為________．解析：(1)由于電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D；由I＝eq\f(E,R＋r)可知電路中最大電流約為0.5A，則電流表選C；為了使測(cè)量結(jié)果盡量精確，滑動(dòng)變阻器采納限流接法，故電阻不能太大，選F.(2)電源電壓為3V，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電路中最大電流約為0.5A，為了使測(cè)量結(jié)果盡量精確，滑動(dòng)變阻器采納限流接法，由Rx＜eq\r(RARV)，電流表采納外接法，電路如圖所示：(3)主尺上讀數(shù)為0.5mm，螺旋尺上讀數(shù)為45.0×0.01mm，兩者和為0.950mm.(4)由電阻定律：R＝ρeq\f(L,S)而S＝π(eq\f(d,2))2得：L＝eq\f(Rπd2,4ρ).答案：(1)CDF(2)見解析圖(3)0.950(4)eq\f(Rπd2,4ρ)考向替代法測(cè)電阻2．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某試驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25℃～80℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性．所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值(25℃時(shí)的阻值)為900.0Ω；電源E(6V，內(nèi)阻可忽視)；電壓表(量程150mV)；定值電阻R0(阻值20.0Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～999.9Ω)；單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2.試驗(yàn)時(shí)，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0℃.將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)整R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)整R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，登記此時(shí)R2的讀數(shù)．逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0℃.試驗(yàn)得到的R2t數(shù)據(jù)見下表．t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題：(1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到________(選填“a”或“b”)端．(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2-t曲線．(3)由圖(b)可得到RT在25℃～80℃范圍內(nèi)的溫度特性．當(dāng)t＝44.0℃時(shí)，可得RT＝________Ω.(4)將RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為________Ω，則手心溫度為________℃.解析：(1)閉合開關(guān)S1前，應(yīng)讓滑片移動(dòng)到b端，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大．(3)由圖象可知t＝44.0℃時(shí)，電阻的阻值為450.0Ω.(4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0Ω，由圖象可得溫度約為33.0℃.答案：(1)b(2)如圖所示(3)450.0(4)620.033.0考向電表半偏法測(cè)電阻3．某愛好小組在學(xué)習(xí)了多用電表后，在試驗(yàn)室找到一個(gè)電流表G，嘗試自己動(dòng)手改裝一個(gè)電壓表．(1)先用半偏法測(cè)量電流表G的內(nèi)阻，試驗(yàn)電路圖如圖所示，打算有下列器材：A．待測(cè)電流表G(量程1mA，內(nèi)阻約幾十歐)B．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100Ω)C．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～20kΩ)D．電阻箱(0～999.9Ω)E．電阻箱(0～9999Ω)F．電源(電動(dòng)勢(shì)9V，有內(nèi)阻)G．開關(guān)、導(dǎo)線①試驗(yàn)中要求有較高的精確度，在以上器材中，R1應(yīng)選用________，R2應(yīng)選用________．②試驗(yàn)要進(jìn)行的步驟有：A．閉合開關(guān)S1B．閉合開關(guān)S2C．將R1的阻值調(diào)到最大D．調(diào)整R1的阻值，使電流表指針滿偏E．調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處F．登記R2的阻值并斷開S1G．按圖所示連接好試驗(yàn)電路以上步驟，合理的依次是__________(用步驟前的英文字母表示)．③若在步驟F中讀得R2的阻值是50.0Ω，則電流表內(nèi)阻Rg＝________Ω.(2)要將該電流表改裝成量程是3V的電壓表，則應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值是________Ω的電阻．解析：(1)①為精確測(cè)量電流表的內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，這樣才可近似認(rèn)為開關(guān)S2閉合前后干路中的總電流是不變的，所以滑動(dòng)變阻器R1應(yīng)選擇C；最終電阻箱阻值應(yīng)調(diào)到與電流表內(nèi)阻相等，為精確測(cè)量電流表的內(nèi)阻，電阻箱R2應(yīng)選擇D.②先按圖所示連接好試驗(yàn)電路，將R1的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1，調(diào)整R1的阻值，使電流表指針滿偏；閉合開關(guān)S2，調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處，登記R2的阻值并斷開S1，整理電路．則合理的依次為GCADBEF.③滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，近似認(rèn)為開關(guān)S2閉合前后干路中的總電流不變．調(diào)整R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處時(shí)，流過R2的電流與流過電流表的電流相等，R2與電流表并聯(lián)，電流相等，則電阻相等，讀得R2的阻值是50.0Ω，則Rg＝R2＝50.0Ω.(2)將該電流表改裝成量程是3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)電阻的阻值R′＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(3,1×10－3)Ω－50Ω＝2950Ω.答案：(1)①CD②GCADBEF③50.0(2)29504．電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法)，試驗(yàn)室供應(yīng)的器材如下：待測(cè)電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為3000Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100Ω，額定電流2A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì))，開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)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)依據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出試驗(yàn)步驟：________________________________________________________________________________________.(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為R′V，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，R′V________RV(選填“>”“＝”或“<”)，主要理由是_________________________________________________________________________解析：(1)電路圖如圖所示：(2)移動(dòng)滑動(dòng)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)整R1，使電壓表V指針滿偏，保證滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開開關(guān)S2，調(diào)整電阻箱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(cè)得的電壓表內(nèi)阻．(3)R′V＞RV，電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變，而實(shí)際該支路電壓變大，故電阻箱分壓大于計(jì)算值，則會(huì)引起測(cè)量值的偏大．答案：見解析考向電橋平衡法測(cè)電阻5．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻．可運(yùn)用的器材有：兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1，R2(其中一個(gè)阻值為20Ω，另一個(gè)阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V)；單刀開關(guān)S1和S2.C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片．(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線．(2)完成下列填空：①R1的阻值為________Ω(選填“20”或“2000”)．②為了愛護(hù)微安表，起先時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的________端(選填“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置旁邊．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)整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(shì)________(選填“相等”或“不相等”)．④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)覺將Rz的阻值置于2601.0Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變．待測(cè)微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)．(3)寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議：________．解析：(2)R1起分壓作用，應(yīng)選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器，即R1的電阻為20Ω.為了愛護(hù)微安表，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器R1的滑片C應(yīng)移到左端，確保微安表兩端電壓為零．反復(fù)調(diào)整D的位置，使閉合S2前后微安表的示數(shù)不變，說明閉合后S2中沒有電流通過，B、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等．將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)覺將R2的阻值置于2601.0Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變，說明eq\f(2500.0Ω,RμA)＝eq\f(RμA,2601.0Ω)，則解得RμA＝2550Ω.(3)要提高測(cè)量微安表內(nèi)阻的精度，可調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程．答案：(1)連線如圖(2)①20②左③相等④2550(3)調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程考向伏伏法測(cè)電表的內(nèi)阻6．用以下器材可測(cè)量電阻Rx的阻值．待測(cè)電阻Rx：阻值約為600Ω；電源E：電動(dòng)勢(shì)約為6.0V，內(nèi)阻可忽視不計(jì)；電壓表V1：量程為0～500mV，內(nèi)阻r1＝1000Ω；電壓表V2：量程為0～6V內(nèi)阻r2約為10kΩ；電流表A：量程為0～0.6A，內(nèi)阻r3約為1Ω；定值電阻R0：R0＝60Ω；滑動(dòng)變阻器R：最大阻值為150Ω；單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)測(cè)量中要求兩只電表的讀數(shù)都不小于其量程的eq\f(1,3)，并能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出測(cè)量電阻Rx的試驗(yàn)電路圖．(2)若選擇測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算Rx，則由已知量和測(cè)量物理量計(jì)算Rx的表達(dá)式為Rx＝________，式中各符號(hào)的意義是__________________________．(全部物理量用題中代表符號(hào)表示)解析：(1)電路的最大電流為I＝eq\f(6V,600Ω)＝0.01A，電流表量程太大，可以把電壓表V1并聯(lián)一個(gè)定值電阻改裝成電流表，電壓表選擇V2即可，要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器需用分壓式接法，電路如圖所示．(2)流過被測(cè)電阻的電流為I＝eq\f(U1,r1)＋eq\f(U1,R0)＝eq\f(U1（R0＋r1）,R0r1)，被測(cè)電阻值為Rx＝eq\f(U2－U1,I)＝eq\f(（U2－U1）R0r1,U1（R0＋r1）).答案：(1)圖見解析(2)eq\f(（U2－U1）R0r1,U1（R0＋r1）)U1為電壓表V1的讀數(shù)，U2為電壓表V2的讀數(shù)，r1為電壓表V1的內(nèi)阻，R0為定值電阻考向安安法測(cè)電表的內(nèi)阻7．用安安法測(cè)定一個(gè)待測(cè)電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω)，試驗(yàn)室供應(yīng)如下器材：電池組E：電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表A1：量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω；電流表A2：量程0～300μA，內(nèi)阻為1000Ω；滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A；電阻箱R2：阻值范圍0～9999Ω，額定電流1A；開關(guān)S、導(dǎo)線若干．要求試驗(yàn)中盡可能精確地測(cè)量Rx的阻值，請(qǐng)回答下列問題：(1)為了測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓，可以將電流表________(填寫器材代號(hào))與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到________Ω，這樣可以改裝成一個(gè)量程為3.0V的電壓表．(2)在圖中畫完整測(cè)量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)．(3)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是________mA，電流表A2的示數(shù)是________μA，測(cè)得待測(cè)電阻Rx的阻值是________Ω.解析：(1)把A2和R2串聯(lián)起來(lái)充當(dāng)電壓表，此電壓表量程為3V，R2＝eq\f(3,300×10－6)Ω－1000Ω＝9000Ω.(3)由圖可知，電流表A1的示數(shù)為8.0mA，電流表A2的示數(shù)是150μA，待測(cè)電阻阻值為Rx＝eq\f(150×10－6×（1000＋9000）,8.0×10－3－150×10－6)Ω≈191Ω.答案：(1)A29000(2)如圖所示(3)8.0150191考點(diǎn)三以測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為核心的電學(xué)試驗(yàn)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理是閉合電路歐姆定律，數(shù)據(jù)處理的主要思想方法是“化曲為直”，常用的方法有三種．1．測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的三種方法．方法原理圖數(shù)據(jù)處理用電壓表、電流表和可變電阻(如滑動(dòng)變阻器)測(cè)量測(cè)出兩組U、I值，依據(jù)E＝U＋I(xiàn)r，通過計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù)用電流表、電阻箱測(cè)量測(cè)出兩組I、R值，依據(jù)E＝I(R＋r)通過計(jì)算或利用圖象處理數(shù)據(jù)用電壓表、電阻箱測(cè)量測(cè)出兩組U、R值，依據(jù)E＝U＋eq\f(U,R)r，通過計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù)2.“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法．本試驗(yàn)在利用圖象處理數(shù)據(jù)時(shí)，要明確：(1)如圖所示圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流I增大時(shí)，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U＝E－Ir.(2)電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持肯定，而這里的UI圖線中，E、r不變，外電阻R變更，正是R的變更，才有I和U的變更．(3)將圖線兩側(cè)延長(zhǎng)，縱軸截距點(diǎn)意味著斷路狀況，它的數(shù)值就等于電源電動(dòng)勢(shì)E，橫軸截距點(diǎn)(路端電壓U＝0)意味著短路狀況，它的數(shù)值等于短路電流eq\f(E,r).(4)圖線斜率的肯定值表示電源內(nèi)阻，由于r一般很小，故得到的圖線斜率的肯定值就較?。疄榱耸箿y(cè)量結(jié)果精確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零起先，計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得．[2024·新高考卷Ⅰ(山東卷)，改編]試驗(yàn)方案對(duì)試驗(yàn)測(cè)量的精度有干脆的影響，某學(xué)習(xí)小組對(duì)“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的試驗(yàn)方案進(jìn)行了探究．試驗(yàn)室供應(yīng)的器材有：干電池一節(jié)(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻小于1Ω)；電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω)；滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)；定值電阻R1(阻值2Ω)；定值電阻R2(阻值5Ω)；開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)該小組依據(jù)圖甲所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，通過調(diào)整滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)漸漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)在U－I坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)覺電壓表示數(shù)的變更范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要緣由是________(單選，填正確答案標(biāo)號(hào))．A．電壓表分流B．干電池內(nèi)阻較小C．滑動(dòng)變阻器最大阻值較小D．電流表內(nèi)阻較小(2)針對(duì)電壓表示數(shù)的變更范圍比較小的問題，該小組利用試驗(yàn)室供應(yīng)的器材改進(jìn)了試驗(yàn)方案，重新測(cè)量得到的數(shù)據(jù)如下表所示．序號(hào)1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請(qǐng)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問題：①圖丙上已標(biāo)出前3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D丙上標(biāo)出后4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出U-I圖象．②依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為________(選填“R1”或“R2”)．③用筆畫線代替導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上依據(jù)改進(jìn)后的方案，將實(shí)物圖連接成完整電路．解析：(1)電壓表示數(shù)變更過小，則緣由是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故B正確．(2)①依據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖象如圖；②由圖象可知r＋R定＝eq\f(1.58,0.6)＝2.63Ω，電源內(nèi)阻小于1Ω，則定值電阻大于1.63Ω，可知定值電阻為R1；③定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖；答案：見解析考向伏安法1．(2024·天津卷)某試驗(yàn)小組選用以下器材測(cè)定電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量精確．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約1Ω)滑動(dòng)變阻器(0～20Ω，額定電流1A)待測(cè)電池組(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)該小組連接的實(shí)物電路如圖所示，經(jīng)細(xì)致檢查，發(fā)覺電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的編號(hào)是________．(2)改正這條導(dǎo)線的連接后起先試驗(yàn)，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________端(選填“a”或者“b”)．(3)試驗(yàn)中發(fā)覺調(diào)整滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表讀數(shù)變更明顯但電壓表讀數(shù)變更不明顯．為了解決這個(gè)問題，在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個(gè)阻值為5Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U-I圖象，如圖所示．依據(jù)圖象可知，電池組的電動(dòng)勢(shì)為__________V，內(nèi)阻為__________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)因?yàn)殡娫磧?nèi)阻較小，故對(duì)于電源來(lái)說應(yīng)當(dāng)采納電流表外接法，圖中采納的是電流表內(nèi)接；故導(dǎo)線5連接不當(dāng)，應(yīng)當(dāng)從電壓表正接線柱接到電流表正接線柱；(2)起先試驗(yàn)前應(yīng)當(dāng)讓滑動(dòng)變阻器連入電路阻值最大，故應(yīng)將滑片置于a端；(3)由圖線可知圖線與縱軸的交點(diǎn)即為電源電動(dòng)勢(shì)，故E＝2.9V；圖線與橫軸的交點(diǎn)為短路電流I＝0.50A，故可得等效內(nèi)阻為r＝eq\f(E,I)＝eq\f(2.9,0.5)Ω＝5.80Ω，又因?yàn)樵陂_關(guān)和電池負(fù)極之間接有5Ω的電阻，在計(jì)算過程中等效為內(nèi)阻，故電源內(nèi)阻為r′＝5.8Ω－5Ω＝0.80Ω.答案：(1)5(2)a(3)2.90.80考向安阻法2．一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．(1)如圖所示是該同學(xué)正打算接入最終一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的試驗(yàn)電路．請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處：__________；__________．(2)試驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的eq\f(1,I)數(shù)據(jù)見下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出R-eq\f(1,I)關(guān)系圖象，由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為________V；內(nèi)阻為________Ω.(3)為了得到更精確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)整電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時(shí)，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為________V；內(nèi)阻應(yīng)為________Ω.解析：(1)連接電路時(shí)電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯(cuò)誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣簡(jiǎn)潔燒壞電流表和電源．(2)將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，作出一條傾斜的直線．依據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·eq\f(1,I)－r，所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)，E＝eq\f(8－（－1.2）,6.7－0)V＝1.37V，截距肯定值表示電源內(nèi)阻：r＝1.20Ω.(3)用電壓表與電流表并聯(lián)，可測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(66.0×10－3,33×10－2)Ω＝0.20Ω，考慮電表內(nèi)阻對(duì)試驗(yàn)的影響，則E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·eq\f(1,I)－(RA＋r)，所以圖線的斜率仍表示電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的精確值為1.37V，圖線的截距肯定值表示(RA＋r)，所以內(nèi)阻精確值為r＝(1.20－0.20)Ω＝1.00Ω.答案：(1)開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零(2)圖象如圖所示．1．37(1.30～1.44都算正確)1.20(1.0～1.4都算正確)(3)1.37[結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一樣]1.00[結(jié)果比(2)問其次個(gè)空格小0.2]考向伏阻法3．現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動(dòng)勢(shì)E為9V左右，內(nèi)阻r大約為40Ω，為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，圖中電壓表的量程為6V，內(nèi)阻為20kΩ，R1為電阻箱，阻值范圍0～999Ω，R0為定值電阻．(1)試驗(yàn)室備有以下四種規(guī)格的定值電阻A．100ΩB．1000ΩC．2000ΩD．20000Ω為使試驗(yàn)?zāi)茼槷?dāng)進(jìn)行，R0應(yīng)選________(填字母序號(hào))．(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖所示的圖線．依據(jù)圖線可求得該電池電動(dòng)勢(shì)E為________V，內(nèi)阻r為________Ω.解析：(2)定值電阻阻值與電壓表內(nèi)阻相等，則電壓表與定值電阻串聯(lián)電壓是電壓表示數(shù)的兩倍，在閉合電路中，E＝U外＋I(xiàn)r＝2U＋eq\f(2U,R1)r，則eq\f(1,U)＝eq\f(2,E)＋eq\f(2r,E)·eq\f(1,R1)，由圖象可知，圖象截距b＝eq\f(2,E)＝0.2，斜率