《金版程》2025-高考大二輪刷題首選卷-物理專題六 考點2 專練2 以閉合電路歐姆定律為核心的實驗含答案

大二輪刷題首選卷物理《金版程》2025-高考大二輪刷題首選卷-物理專練2以閉合電路歐姆定律為核心的實驗考向一測量電源的電動勢和內(nèi)阻1．圖甲為“測量某電池組電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路圖。實驗室除提供兩節(jié)干電池串聯(lián)的待測電池組一個、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干外，還有下列器材可供選用：電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ電流表A：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω滑動變阻器R1：0～500Ω，額定電流1A滑動變阻器R2：0～10Ω，額定電流1A(1)圖甲為該同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖，實驗中忽略電流表和電壓表內(nèi)阻的影響。①為了便于實驗，滑動變阻器應(yīng)選用________(填寫儀器的字母代號)；②實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器，記錄多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I，在坐標(biāo)紙上描點連線作出U-I圖像，如圖乙所示。根據(jù)圖乙可得該電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)為了研究電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，我們用U和I的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析。①用字母RV、RA分別表示電壓表和電流表的內(nèi)阻，U、I分別表示電壓表和電流表的示數(shù)，E、r分別表示電池的電動勢和內(nèi)阻的真實值?？紤]到電表內(nèi)阻的影響，寫出反映U和I真實關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式U＝________________________(請用題目中已知字母表示)；②通過對函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行分析可得，(1)中電池組的電動勢E測量值________真實值，內(nèi)阻r的測量值________真實值。(均填“大于”“小于”或“等于”)答案：(1)①R2②2.92.9或3.0或3.1(2)①eq\f(RV,RV＋r)E－eq\f(RVr,RV＋r)I②小于小于解析：(1)①電流表A的示數(shù)應(yīng)大于量程的eq\f(1,3)，電路中的總阻值應(yīng)小于R＝eq\f(3V,\f(1,3)×0.6A)＝15Ω，所以從方便調(diào)節(jié)電路角度，滑動變阻器應(yīng)選擇R2。②根據(jù)圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir，可知，U-I圖像與縱軸的交點的縱坐標(biāo)表示電動勢，故電動勢為E＝2.9V，U-I圖像的斜率絕對值表示電源內(nèi)阻，則r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.0－2.9,0.63－0)))Ω＝3.0Ω。(2)①考慮電表內(nèi)阻，根據(jù)圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律有E＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))r，整理得U＝eq\f(RV,RV＋r)E－eq\f(RVr,RV＋r)I。②根據(jù)上述結(jié)果可知，U-I圖像與縱軸的交點的縱坐標(biāo)表示eq\f(RV,RV＋r)E，U-I圖像斜率絕對值表示eq\f(RVr,RV＋r)，可知電池組的電動勢E測量值小于真實值，內(nèi)阻r的測量值小于真實值。2．一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)如圖甲所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處：①____________；②____________。(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的eq\f(1,I)數(shù)據(jù)見下表。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖乙中作出R-eq\f(1,I)關(guān)系圖像。由圖像可計算出該干電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，在測出上述數(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)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A時，電壓表的指針位置如圖丙所示，則該干電池的內(nèi)阻精確值應(yīng)為________Ω。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案：(1)①開關(guān)未斷開②電阻箱阻值為零(2)如圖所示1.371.20(3)1.00(比第(2)問第3空答案小0.20)解析：(1)連接電路時要保證電路安全，開關(guān)沒有斷開；電阻箱的阻值為零，沒有調(diào)到最大。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點并連線作圖，如答圖所示。由閉合電路歐姆定律，有E＝IR＋I(xiàn)r，可得R＝eq\f(1,I)·E－r，圖線斜率表示干電池電動勢，則有E＝eq\f(8.4－（－1.2）,7－0)V≈1.37V，縱軸截距的絕對值等于干電池內(nèi)阻，有r＝1.20Ω。(3)電壓表的分度值是2mV，所以電壓為U＝60mV＋3.0×2mV＝66.0mV，電流表內(nèi)阻為RA＝eq\f(U,I)＝0.20Ω，所以干電池的內(nèi)阻精確值應(yīng)為r′＝r－RA＝1.00Ω。考向二歐姆表的原理3．如圖a為某物理實驗興趣小組組裝的多用電表的電路示意簡圖。其中E是電源，不計內(nèi)阻。R1、R2、R4、R5是四個定值電阻，R3是滑動變阻器。表頭G的滿偏電流為500μA，內(nèi)阻為200Ω。虛線框內(nèi)為五個換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表5個擋位分別為：直流電壓2.5V擋和10V擋、直流電流1mA擋和100mA擋、歐姆×100擋。圖b為改裝過程中的多用電表表盤，其歐姆擋的中值刻度為15。(1)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________，R4＝________。(2)在進(jìn)行歐姆調(diào)零時，滑動變阻器R3阻值應(yīng)調(diào)整為________。(3)圖b中歐姆擋刻度尚未標(biāo)識完整，圖中多用電表指針位置應(yīng)該標(biāo)識的刻度為________。答案：(1)200Ω2400Ω(2)1400Ω(3)60解析：(1)由電流表改裝可知，B端與2相連時為直流電流I2＝1mA擋，設(shè)表頭G的滿偏電流為Im，內(nèi)阻為RG，則有eq\f(ImRG,R1＋R2)＋I(xiàn)m＝I2，由電壓表改裝可知，B端與4相接時為直流電壓U4＝2.5V擋，則有ImRG＋I(xiàn)2R4＝U4，解得R1＋R2＝200Ω，R4＝2400Ω。(2)當(dāng)B與3相連時為歐姆擋，歐姆擋為×100擋，且中值刻度為15，則可知歐姆調(diào)零后，電表內(nèi)阻R內(nèi)＝1500Ω，則有eq\f(ImRG,I2)＋R3＝R內(nèi)，解得滑動變阻器應(yīng)調(diào)整的阻值為R3＝1400Ω。(3)圖b中對應(yīng)電流值Ix＝0.2mA，設(shè)此時待測電阻對應(yīng)值為Rx，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝Ix(Rx＋R內(nèi))，其中R內(nèi)＝1500Ω，E＝I2R內(nèi)，聯(lián)立解得Rx＝6000Ω，則多用電表指針位置應(yīng)該標(biāo)識的刻度為eq\f(6000Ω,100Ω)＝60。4．某實驗小組欲制作一個兩擋位(“×1”“×10”)的歐姆表，使用的實驗器材如下：A．電流表G(滿偏電流Ig＝1mA，內(nèi)阻Rg＝180Ω)；B．定值電阻R0＝2Ω；C．定值電阻R1＝18Ω；D．滑動變阻器R2(最大阻值為1000Ω)；E．電源(電動勢為9V)；F．單刀雙擲開關(guān)S；G．紅、黑表筆及導(dǎo)線若干。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，回答下列問題：(1)圖中A接________(填“紅”或“黑”)表筆。(2)將單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，歐姆表的擋位為________(填“×1”或“×10”)。(3)現(xiàn)用該歐姆表測量一未知電阻Rx，選用“×10”擋位并歐姆調(diào)零后，將電阻Rx接在A、B之間，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎滿偏，斷開電路并將“×10”擋位換成“×1”擋位，再次歐姆調(diào)零時，滑動變阻器R2的滑片________(填“向上”或“向下”)移動，使電流表滿偏，再次將電阻Rx接在A、B之間，穩(wěn)定后電流表的指針對準(zhǔn)刻度盤上的0.6mA處，則未知電阻Rx＝________Ω。答案：(1)黑(2)×10(3)向下60解析：(1)電流應(yīng)從紅表筆流入歐姆表，從黑表筆流出歐姆表，由電路圖可知A接黑表筆。(2)開關(guān)S接1時，R0與R1串聯(lián)后和電流表并聯(lián)，三者構(gòu)成的新電流表量程Im1＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R0)＝10mA，該擋位歐姆表的內(nèi)阻r1＝eq\f(E,Im1)＝900Ω，又因為歐姆表的中央示數(shù)等于該擋位時的內(nèi)阻，則S接1時，歐姆擋的中值電阻為R中1＝900Ω；開關(guān)S接2時，R1與電流表串聯(lián)后和R0并聯(lián)，三者構(gòu)成的新電流表量程Im2＝Ig＋I(xiàn)geq\f(Rg＋R1,R0)＝100mA，同理得該擋位歐姆表所對應(yīng)的中值電阻為R中2＝r2＝eq\f(E,Im2)＝90Ω；所以將單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，歐姆表的擋位為“×10”。(3)歐姆調(diào)零后，歐姆表內(nèi)阻等于其中值電阻，由“×10”擋位換成“×1”擋位，再次歐姆調(diào)零時，并聯(lián)部分總電阻由R＝eq\f(（R0＋R1）Rg,R0＋R1＋Rg)＝18Ω減小到R′＝eq\f(（R1＋Rg）R0,R1＋Rg＋R0)＝1.98Ω，歐姆表內(nèi)阻由r1＝900Ω減小到r2＝90Ω，則應(yīng)減小滑動變阻器R2接入電路中的阻值，即滑片向下移動。把擋位調(diào)到“×1”，將兩表筆短接歐姆調(diào)零后，測Rx阻值時，電流表示數(shù)為I＝0.6mA，則干路電流為eq\f(Im2,Ig)I＝60mA，則未知電阻Rx＝eq\f(E,60mA)－r2＝60Ω。1．(2024·北京高考)某興趣小組利用銅片、鋅片和橘子制作了水果電池，并用數(shù)字電壓表(可視為理想電壓表)和電阻箱測量水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗電路如圖4所示。連接電路后，閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，記錄電壓表的讀數(shù)U，繪出圖像，如圖5所示，可得：該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________kΩ。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：1.03.3解析：電路中的電流I＝eq\f(U,R)，由閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r，聯(lián)立整理得U＝－eq\f(U,R)r＋E，結(jié)合題圖5可得，E＝1.0V，r＝|k|＝eq\f(1.0－0.34,（200－0）×10－6)Ω＝3.3kΩ。2．(2023·浙江6月選考)在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中(1)部分連線如圖1所示，導(dǎo)線a端應(yīng)連接到________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)接線柱上。正確連接后，某次測量中電壓表指針位置如圖2所示，其示數(shù)為________V。(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖3所示U-I坐標(biāo)系上，用作圖法求干電池的電動勢E＝________V和內(nèi)阻r＝________Ω。(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))答案：(1)B1.20(2)1.501.04解析：(1)由題圖1可知，滑動變阻器與電流表、電源、開關(guān)串聯(lián)，根據(jù)實驗原理，電壓表應(yīng)測路端電壓，開關(guān)應(yīng)能控制電路通斷，所以導(dǎo)線a端應(yīng)連接到B接線柱上。電壓表選擇0～3V量程，分度值為0.1V，則題圖2中電壓表示數(shù)為1.20V。(2)在題圖3中畫出U-I圖線如圖所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir，可知U-I圖像縱軸截距為電源電動勢，可得E＝1.50V，U-I圖像斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，可得r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.00－1.50,0.48－0)))Ω＝1.04Ω。3．(2024·甘肅高考)精確測量干電池電動勢和內(nèi)阻需要考慮電表內(nèi)阻的影響?？捎闷鞑挠校弘妷罕?量程1.5V，內(nèi)阻約為1.5kΩ)、電流表(量程0.6A)、滑動變阻器、開關(guān)、干電池和導(dǎo)線若干。某小組開展了以下實驗。(1)考慮電流表內(nèi)阻影響①用圖1所示電路測量電流表的內(nèi)阻。從圖2電壓表和電流表讀數(shù)可得電流表內(nèi)阻RA＝________Ω(保留2位有效數(shù)字)。②用圖3所示電路測量干電池電動勢和內(nèi)阻。電壓表讀數(shù)、電流表讀數(shù)、干電池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻分別用U、I、r和RA表示。則干電池電動勢E＝U＋________(用I、r和RA表示)。③調(diào)節(jié)滑動變阻器測得多組電表讀數(shù)，作出圖4所示的U-I圖像。則待測干電池電動勢E＝________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻r＝________Ω(保留1位小數(shù))。(2)考慮電壓表內(nèi)阻影響該小組也嘗試用圖5所示電路測量電壓表內(nèi)阻，但發(fā)現(xiàn)實驗無法完成。原因是________(單選，填正確答案標(biāo)號)。A．電路設(shè)計會損壞儀器 B．滑動變阻器接法錯誤C．電壓太大無法讀數(shù) D．電流太小無法讀數(shù)答案：(1)①1.0②I(r＋RA)③1.401.0(2)D解析：(1)①由題圖2可知，電壓表讀數(shù)為0.60V，電流表讀數(shù)為0.58A，由題圖1可知，電壓表測電流表兩端電壓，則電流表內(nèi)阻為RA＝eq\f(0.60,0.58)Ω＝1.0Ω。②由題圖3可知，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，由閉合電路歐姆定律可知，干電池電動勢E＝U＋I(xiàn)(r＋RA)。③將E＝U＋I(xiàn)(r＋RA)變形為U＝－(r＋RA)I＋E，則題圖4中圖線的縱截距b＝E＝1.40V，斜率的絕對值|k|＝r＋RA＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.00－1.40,0.20－0)))Ω＝2.0Ω，所以待測干電池電動勢為E＝1.40V，內(nèi)阻為r＝|k|－RA＝1.0Ω。(2)題圖5將電壓表串聯(lián)接在電路中，電壓表內(nèi)阻約為1.5kΩ，電路總電阻大于1500Ω，則電路中電流小于Imin＝eq\f(E,1500Ω)＝0.9mA，遠(yuǎn)小于電流表的量程0.6A，故無法完成實驗的原因是電流太小無法讀數(shù)，故選D。4．(2024·遼寧高考)某探究小組要測量電池的電動勢和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠校弘妷罕怼㈦娮杞z、定值電阻(阻值為R0)、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路原理圖。(1)實驗步驟如下：①將電阻絲拉直固定，按照圖a連接電路，金屬夾置于電阻絲的________(填“A”或“B”)端；②閉合開關(guān)S，快速滑動金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U，斷開開關(guān)S，記錄金屬夾與B端的距離L；③多次重復(fù)步驟②，根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖c中圖線Ⅰ；④按照圖b將定值電阻接入電路，多次重復(fù)步驟②，再根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖c中圖線Ⅱ。(2)由圖線得出縱軸截距為b，則待測電池的電動勢E＝________。(3)由圖線求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分別為k1、k2，若eq\f(k2,k1)＝n，則待測電池的內(nèi)阻r＝________(用n和R0表示)。答案：(1)A(2)eq\f(1,b)(3)eq\f(R0,n－1)解析：(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，金屬夾應(yīng)置于電阻絲接入電路的阻值最大處，由圖a可知，應(yīng)該置于電阻絲的A端。(2)設(shè)電阻絲單位長度的阻值為r0，則通過閉合回路的電流I＝eq\f(U,r0L)，對于電路圖a，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir，聯(lián)立并整理可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,Er0)·eq\f(1,L)；對于電路圖b，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E－I(r＋R0)，聯(lián)立并整理可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,Er0)·eq\f(1,L)。由以上兩個eq\f(1,U)與eq\f(1,L)的函數(shù)關(guān)系式可知，圖c中圖線的縱軸截距b＝eq\f(1,E)，解得E＝eq\f(1,b)。(3)由(2)中分析可知，k1＝eq\f(r,Er0)，k2＝eq\f(r＋R0,Er0)，又eq\f(k2,k1)＝n，聯(lián)立解得r＝eq\f(R0,n－1)。5．(2023·湖北高考)某實驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖a所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電流表(量程0～0.6A)；電阻箱(阻值0～999.9Ω)；干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)圖a，完成圖b中的實物圖連線。(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖c所示，則干電池的電動勢為________V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為________Ω(保留2位有效數(shù)字)。(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出eq\f(1,I)-R圖像如圖d所示。利用圖d中圖像的縱軸截距，結(jié)合(2)問得到的電動勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為________Ω(保留2位有效數(shù)字)。(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實驗干電池內(nèi)阻的測量值________(填“偏大”或“偏小”)。答案：(1)圖見解析(2)1.580.65(3)2.5(4)偏小解析：(1)實物圖連線如圖所示。(2)由閉合電路歐姆定律可得U＝E－Ir，結(jié)合圖c可知，干電池的電動勢E＝1.58V，內(nèi)阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.40－1.55,0.28－0.05)))Ω＝0.65Ω。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝I(R＋RA＋r)，整理可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)，結(jié)合圖d可知eq\f(RA＋r,E)＝2A－1，解得RA＝2.5Ω。(4)電壓表內(nèi)阻不是無窮大，設(shè)為RV，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E真＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))r真，變形可得U＝eq\f(RVE真,RV＋r真)－eq\f(RVr真,RV＋r真)I，則干電池內(nèi)阻測量值r與真實值r真的關(guān)系為r＝eq\f(RVr真,RV＋r真)，可知實驗測得的干電池內(nèi)阻實際是電壓表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻的并聯(lián)電阻阻值，即干電池內(nèi)阻的測量值偏小。1．(2024·天津市河西區(qū)高三下總復(fù)習(xí)質(zhì)量調(diào)查(二))現(xiàn)在要測量一節(jié)干電池的內(nèi)阻，有下列器材可供使用：A．待測干電池一節(jié)B．電流表1：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2ΩC．電流表2：量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.2ΩD．電壓表：量程0～3V，內(nèi)阻未知E．滑動變阻器：阻值范圍為0～10Ω，允許通過的最大電流2AF．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。要盡可能準(zhǔn)確地測量電池的內(nèi)阻，在上述器材中，電流表應(yīng)選擇________(填寫器材前的字母)，且同時選擇圖________(選填“甲”或“乙”)作為實驗電路。(2)實驗中根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖像。在修正實驗系統(tǒng)誤差后，可以計算出這節(jié)干電池的內(nèi)阻r＝________Ω。答案：(1)C甲(2)1.05解析：(1)由于電流表1內(nèi)阻未知而電流表2內(nèi)阻已知，則電流表應(yīng)選擇C；電流表內(nèi)阻已知時，因電流表的分壓而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差可以消除，則應(yīng)選擇圖甲作為實驗電路。(2)根據(jù)圖甲電路圖，由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋I(xiàn)(RA＋r)，整理得U＝－I(RA＋r)＋E，其中RA＝0.2Ω，可知U-I圖像的斜率絕對值為|k|＝RA＋r＝eq\f(1.4－0.9,0.4)Ω＝1.25Ω，解得r＝1.05Ω。2．(2024·寧夏中衛(wèi)市高三下一模)小李同學(xué)計劃測量一未知型號電池的電動勢和內(nèi)阻。(1)小李先用多用電表直流電壓5V擋直接接在該電池兩極粗測電池的電動勢，多用電表的示數(shù)如圖甲所示，則該電池的電動勢為________V。(2)為了精確測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，小李從實驗室里借到了以下實驗器材：A．電流表A1，量程為2A，內(nèi)阻r1＝0.2Ω；B．電流表A2，量程為20mA，內(nèi)阻r2＝10Ω；C．滑動變阻器R(0～5Ω)；D．定值電阻R1＝0.8Ω；E．定值電阻R2＝20Ω；F．定值電阻R3＝190Ω；G．開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。為了較準(zhǔn)確地測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，小李設(shè)計了如圖乙所示的實驗電路。①與電流表A2串聯(lián)的電阻應(yīng)當(dāng)選擇________(選填“R2”或“R3”)。②閉合開關(guān)，調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，把電流表A1的示數(shù)記作I1、電流表A2的示數(shù)記作I2，記錄多組實驗數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)作出I1-I2圖像如圖丙所示。根據(jù)圖丙，可知該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))答案：(1)3.90(2)①R3②3.460.31解析：(1)用直流電壓5V擋測量時，分度值為0.1V，由圖甲示數(shù)可知電池電動勢為3.90V。(2)①電流表A2及與其串聯(lián)的電阻兩端所測最大電壓應(yīng)接近電池電動勢，則r2＋R串＝eq\f(3.90V,20mA)，解得R串＝185Ω，所以電流表A2應(yīng)與R3串聯(lián)。②由閉合電路歐姆定律可知E＝I1(R1＋r1＋r)＋I(xiàn)2(r2＋R3)，整理可得I1＝eq\f(E,R1＋r1＋r)－eq\f(R3＋r2,R1＋r1＋r)I2，則I1-I2圖像斜率的絕對值|k|＝eq\f(R3＋r2,r1＋R1＋r)＝eq\f(2.64A,17.3×10－3A)，縱軸截距b＝eq\f(E,r1＋R1＋r)＝2.64A，解得E＝3.46V，r＝0.31Ω。3.(2024·黑龍江省齊齊哈爾市高三下三模)在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時，因為電壓表和電流表內(nèi)阻的影響，不論使用何種接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，某實驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實驗電路進(jìn)行測量。已知定值電阻R0＝2Ω。(1)實驗中，定值電阻R0的作用有________(填字母)。A．保護(hù)電源B．在電流變化時使電壓表示數(shù)變化明顯C．在電壓變化時使電流表示數(shù)變化明顯(2)實驗操作步驟如下：①將滑動變阻器滑片滑到最左端位置；②接法Ⅰ：單刀雙擲開關(guān)S與1接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U-I的值，斷開開關(guān)S0；③將滑動變阻器滑片滑到最左端位置；④接法Ⅱ：單刀雙擲開關(guān)S與2接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U-I的值，斷開開關(guān)S0；⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的U-I圖像。(3)單刀雙擲開關(guān)接1時，某次讀取電表數(shù)據(jù)時，電壓表指針如圖乙所示，此時U＝________V。(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù)，作出兩U-I圖像分別如圖丙、丁所示，根據(jù)圖像可知圖丙對應(yīng)的接法為________(選填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)。(5)綜合可求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))答案：(1)AB(3)1.50(4)接法Ⅰ(5)1.800.25解析：(1)定值電阻R0有保護(hù)電源的作用；由于電源內(nèi)阻很小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U＝E－I(r＋R0)，可知加了定值電阻R0后可以達(dá)到電流變化時使電壓表的示數(shù)變化明顯的效果，故選A、B。(3)根據(jù)(4)中所作圖像可知，電壓表最大量程應(yīng)為3V，則由圖乙可知電壓表的讀數(shù)為1.50V。(4)接法Ⅰ中，由閉合電路歐姆定律有E＝U＋I(xiàn)(R0＋RA＋r)，整理得U＝E－(R0＋RA＋r)I，接法Ⅱ中，由閉合電路歐姆定律有E＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))(r＋R0)，整理得U＝eq\f(RV,RV＋r＋R0)E－eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)I，因為R0＋RA＋r>R0＋r>eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)，比較圖丙和圖丁可知，圖丙所示圖像的斜率絕對值更大，由此可知圖丙對應(yīng)的接法為接法Ⅰ。(5)由(4)分析知，接法Ⅰ對應(yīng)圖丙的縱截距等于電源電動勢真實值，則E＝1.80V，而接法Ⅱ?qū)?yīng)U＝eq\f(RV,RV＋r＋R0)E－eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)I，則U＝0時，I＝eq\f(E,r＋R0)，即其短路電流為真實值，由圖丁可知I短＝0.80A，則電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)－R0＝eq\f(1.80,0.80)Ω－2Ω＝0.25Ω。4．(2024·安徽省皖北8校高三下大聯(lián)考)如圖1所示為某多用電表的歐姆“×10”擋內(nèi)部電路示意圖。表頭G滿偏電流10mA、內(nèi)阻10Ω，電源的電動勢設(shè)計值為1.50V。(1)該多用電表的A表筆應(yīng)為________(填“紅”或“黑”)表筆。(2)由于長時間未使用，該多用電表內(nèi)部電源電動勢發(fā)生了變化，但仍可歐姆調(diào)零。為了測得其內(nèi)部電源的電動勢，實驗步驟如下：①將選擇開關(guān)旋至歐姆“×10”擋位，紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零；②將一電阻箱串聯(lián)在兩表筆間，實驗電路如圖2所示，為使測量過程指針偏轉(zhuǎn)范圍盡量大些，電阻箱應(yīng)選用________(填字母序號)；A．最大阻值99.99Ω B．最大阻值999.9Ω③調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)多用電表的指針如圖3所示時，通過表頭G的電流為________mA；④連續(xù)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電阻箱阻值R和通過毫安表的電流I，作出R-eq\f(1,I)圖像如圖4所示，則現(xiàn)在的電源電動勢E＝________V。(3)用該歐姆表測得一定值電阻的阻值為300Ω，如果操作無誤，不考慮偶然誤差的情況下，則該定值電阻的實際阻值為________Ω。答案：(1)紅(2)②B③6.0④1.4(3)280解析：(1)電流從紅表筆流入多用電表，黑表筆流出多用電表，所以該多用電表的A表筆應(yīng)為紅表筆。(2)②為使測量過程指針偏轉(zhuǎn)范圍盡量大些，電阻箱應(yīng)選用最大阻值較大的，即回路中電阻變化范圍較大，則電流變化范圍大，故選B。③表頭G滿偏電流為10mA，選擇中間刻度線，由圖3可知，每一小格為0.2mA，所以通過表頭G的電流為6.0mA。④根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝I(r＋Rg＋R0＋R)，整理得R＝E·eq\f(1,I)－(r＋Rg＋R0)，結(jié)合R-eq\f(1,I)圖像可得斜率k＝E＝eq\f(0－（－140）,100－0)V＝1.4V。(3)當(dāng)電源的電動勢為1.5V時，有I＝eq\f(E設(shè)計,R內(nèi)＋Rx)＝eq\f(1.5V,R內(nèi)＋300Ω)，Ig＝eq\f(E設(shè)計,R內(nèi))，當(dāng)電動勢為1.4V時，有I＝eq\f(E,R內(nèi)′＋Rx′)＝eq\f(1.4V,R內(nèi)′＋Rx′)，Ig＝eq\f(E,R內(nèi)′)，聯(lián)立解得Rx′＝280Ω。(2022·湖南高考)小夢同學(xué)自制了一個兩擋位(“×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，電流計示數(shù)變?yōu)镮n，則Im________In(填“大于”或“小于”)；(2)將單刀雙擲開關(guān)S與n接通，此時歐姆表的擋位為________(填“×1”或“×10”)；(3)若從“×1”擋位換成“×10”擋位，調(diào)整歐姆零點(歐姆零點在電流計滿偏刻度處)時，調(diào)零電阻R0的滑片應(yīng)該________調(diào)節(jié)(填“向上”或“向下”)；(4)在“×10”擋位調(diào)整歐姆零點后，在①②間接入阻值為100Ω的定值電阻R1，穩(wěn)定后電流計的指針偏轉(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)因為Rm<Rn，所以開關(guān)與m接通時電路的總電阻小于開關(guān)與n接通時電路的總電阻，電源電動勢E不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R總)可知Im干大于In干，因撥動開關(guān)前后并聯(lián)部分電路相同，可知電流計的示數(shù)Im大于In。(2)(3)從“×1”擋位換成“×10”擋位，①②短接歐姆調(diào)零后，歐姆表內(nèi)部電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，干路滿偏電流減小，而通過電流計的滿偏電流不變，則通過Rs支路的電流減小，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)知，電流計所在支路的電阻減小，所以需要將R0的滑片向上調(diào)節(jié)。根據(jù)上述分析可知，從“×1”擋位換成“×10”擋位歐姆調(diào)零后，并聯(lián)部分的滿偏電壓U并g減小，干路滿偏電流I干g減小，根據(jù)E＝U并g＋I(xiàn)干g(R＋r)，R應(yīng)增大，即擋位電阻應(yīng)從Rm切換到Rn，所以S與n接通時，歐姆表的擋位為“×10”。(4)在“×10”擋位歐姆調(diào)零后，設(shè)歐姆表內(nèi)部電路總電阻為R內(nèi)，有I干g＝eq\f(E,R內(nèi))，其中I干g為滿偏時的干路電流。因測量過程中干路電流與通過的電流成正比，則在①②間接入R1＝100Ω時，有eq\f(2,3)I干g＝eq\f(E,R內(nèi)＋R1)，在①②間接入Rx時，有eq\f(1,3)I干g＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx)，聯(lián)立解得Rx＝400Ω。

專練3傳感器的應(yīng)用、電學(xué)創(chuàng)新實驗等考向一觀察電容器的充、放電現(xiàn)象探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器開始在中學(xué)實驗室逐漸普及。某同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗，電路如圖甲所示。(1)先使開關(guān)K與1端相連，電源向電容器充電，這個過程很快完成，充滿電的電容器上極板帶________電。(2)然后把開關(guān)K擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流電壓信息傳入計算機(jī)，經(jīng)處理后得到電流和電壓隨時間變化的I-t、U-t曲線，如圖乙所示。(3)由圖乙可知，電容器充滿電時的電荷量為________C，電容器的電容為________F。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)若將電路中的電阻換成一阻值更大的電阻，把開關(guān)K擲向2端電容器放電，請在圖乙的左圖中定性地畫出I-t曲線。答案：(1)正(3)3.5×10－34.4×10－4(4)圖見解析解析：(1)開關(guān)K接1時，電容器上極板與電源正極相連，充滿電后上極板帶正電。(3)I-t圖線與t軸圍成的面積表示電容器所放電量，一小格的電量為q＝0.25mA×1s＝2.5×10－4C，圖乙中I-t曲線與t軸所圍區(qū)域總共約14小格，所以電容器充滿電時的電荷量為Q＝14q＝3.5×10－3C。由圖乙U-t曲線知，電容器充滿電后兩端電壓為U＝8V，則電容器的電容為C＝eq\f(Q,U)＝4.4×10－4F。(4)將電路中的電阻換成一阻值更大的電阻，電容器充滿電后兩端電壓不變，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，t＝0時的放電電流會減小，所放電荷量不變，時間會延長，將其繪至在題圖乙左圖后如圖所示。2．某同學(xué)為“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，他在實驗室準(zhǔn)備了可拆變壓器(如圖甲所示)、低壓交流電源、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是________(選填選項前的字母)。A．控制變量法 B．等效替代法C．整體隔離法 D．理想實驗法(2)該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無誤后，其中一次測量電壓時選擇2.5V擋位，多用電表讀數(shù)如圖乙所示，此時電表讀數(shù)為________V。(3)某次實驗中線圈N1接“0”“4”，線圈N2接“2”“14”，測得線圈N1兩端的電壓U1＝2.30V，線圈N2兩端的電壓U2＝7.60V，分析可知________(選填“N1”或“N2”)是原線圈。(4)實驗發(fā)現(xiàn)原、副線圈電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是________________________。答案：(1)A(2)2.00(3)N2(4)存在漏磁(或鐵芯和線圈發(fā)熱)解析：(1)為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的是控制變量法，故選A。(2)交流電壓時選擇2.5V擋位，選擇第三行刻度表，則此時讀數(shù)為U＝2.00V。(3)由題意可知變壓器兩線圈的匝數(shù)分別為n1＝4n匝、n2＝(14－2)n匝，測得線圈N1兩端的電壓U1＝2.30V，線圈N2兩端的電壓U2＝7.60V，則有eq\f(U1,U2)<eq\f(n1,n2)，即U1<eq\f(n1,n2)U2，又因為變壓器不是理想的，副線圈電壓的實際值小于理論值，則N1是副線圈，N2是原線圈。(4)eq\f(U1,U2)≠eq\f(n1,n2)，是因為變壓器不是理想的，具體可能的原因是存在漏磁、鐵芯和線圈發(fā)熱?？枷蚨鞲衅鞯膽?yīng)用3．某同學(xué)用熱敏電阻制作了一個簡易自動報警器，熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖像如圖甲所示，簡易自動報警器的電路圖如圖丙所示，請回答以下問題：(1)用多用電表歐姆擋測繼電器線圈ed(圖乙所示)的電阻時，將選擇開關(guān)旋至“×100”位置，歐姆調(diào)零，測線圈ed電阻發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，則應(yīng)把選擇開關(guān)旋至________(填“×10”或“×1k”)進(jìn)行測量，經(jīng)正確操作，多用電表示數(shù)如圖丁所示，則所測繼電器的阻值為________Ω。(2)為使溫度在達(dá)到報警溫度時，簡易報警器響起，單刀雙擲開關(guān)c應(yīng)該接________(選填“a”或“b”)。(3)流過繼電器線圈ed的電流I0≥10mA才會報警，若直流電源電動勢E1為18V(內(nèi)阻不計)，欲實現(xiàn)溫度達(dá)到或超過60℃報警器響起，則滑動變阻器規(guī)格應(yīng)該選擇________。A．0～200Ω B．0～500ΩC．0～1500Ω答案：(1)×10220(2)a(3)C解析：(1)測電阻時指針偏轉(zhuǎn)角度過大，則讀數(shù)太小誤差較大，需要選擇小倍率讓讀數(shù)變大點才能減小誤差，所以應(yīng)把選擇開關(guān)旋至×10擋進(jìn)行測量。所測繼電器的阻值為：表盤刻度讀數(shù)×倍率＝22Ω×10＝220Ω。(2)由于溫度升高熱敏電阻阻值減小，通過繼電器的電流增大，其產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，把鐵片向左吸引，所以要讓報警器響起，則單刀雙擲開關(guān)c應(yīng)該接a。(3)流過繼電器線圈ed的電流I0≥10mA才會報警，若直流電源電動勢E1為18V，則報警時圖丙左側(cè)控制電路的總電阻的最大阻值為Rmax＝eq\f(18,10×10－3)Ω＝1.8×103Ω，欲實現(xiàn)溫度達(dá)到或超過60℃報警器響起，即熱敏電阻的最大阻值為580Ω，所以滑動變阻器電阻的最大值至少為1.8×103Ω－580Ω－220Ω＝1000Ω，應(yīng)選C。4．(2023·湖南高考)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖a所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無窮大)。(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數(shù)如圖b所示，對應(yīng)的讀數(shù)是________Ω；(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時，RF的阻值為________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小)，讀出電壓傳感器示數(shù)U，所測數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖c上描點，繪制U-m關(guān)系圖線；(4)完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，電壓傳感器示數(shù)為200mV，則F0大小是________N(重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)；(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測量C、D間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1，此時非理想毫伏表讀數(shù)為200mV，則F1________F0(填“>”“＝”或“<”)。答案：(1)1000(2)eq\f(R1R3,R2)(3)圖見解析(4)1.7×10－2(5)>解析：(1)歐姆表讀數(shù)為10×100Ω＝1000Ω。(2)當(dāng)電壓傳感器示數(shù)為0時，C、D兩點電勢相等，則UCB＝UDB，即eq\f(UAB,R1＋RF)RF＝eq\f(UAB,R2＋R3)R3，解得RF＝eq\f(R1R3,R2)。(3)描點并繪制出U-m關(guān)系圖線如圖。(4)由圖像可知，當(dāng)電壓傳感器的示數(shù)為200mV時，對應(yīng)所放物體質(zhì)量為1.77g，則F0＝mg＝1.77×10－3×9.8N＝1.7×10－2N。(5)可將C、D間以外的電路等效為新的電源，C、D兩點間電壓看作路端電壓，換用非理想毫伏表且讀數(shù)為200mV時，實際C、D間斷路(接理想電壓傳感器)時的電壓大于200mV，則此時壓力傳感器所受壓力F1>F0。考向三電學(xué)創(chuàng)新實驗5．(2023·江蘇高考)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1所示。(1)電壓表量程應(yīng)選用________(選填“3V”或“15V”)。(2)圖2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”“D”)連接，再閉合開關(guān)，開始實驗。(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3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4中實線所示。(4)在圖1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4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？請簡要說明理由。答案：(1)3V(2)D(3)1.50(4)eq\f(ER,R1＋R2)(5)不同意，理由見解析解析：(1)所用電源為兩節(jié)干電池，電動勢約為1.5V×2＝3V，則電壓表量程應(yīng)選用3V。(2)閉合開關(guān)之前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)該調(diào)到最大，則由圖2可知，電池盒上的接線柱A應(yīng)該與滑動變阻器的接線柱D連接。(3)電壓表最小刻度為0.1V，則示數(shù)為15.0×0.1V＝1.50V。(4)由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流I＝eq\f(E,R1＋R2)，當(dāng)被測電阻為R時，其兩端的電壓U＝IR，聯(lián)立得U＝eq\f(ER,R1＋R2)。(5)根據(jù)題意可知，阻值為RV≈3000Ω的電壓表與R并聯(lián)，然后與(R1＋R2－R)串聯(lián)。R2＝50Ω×21＝1050Ω，當(dāng)R較大時，R與R2相差不大，則電壓表的分流不可忽略，電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響不可忽略，所以該同學(xué)的觀點錯誤。R并＝eq\f(RVR,RV＋R)，當(dāng)R較大時，(R1＋R2－R)與R并和R相比都很小，所以此時U的實測值與理論值都接近電源電動勢E，相差較小。1．(2024·重慶高考)探究電容器充放電規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示，有電源E，定值電阻R0，電容器C，單刀雙擲開關(guān)S。(1)為測量電容器充放電過程電壓U和電流I的變化情況，需在①、②處接入測量儀器，位置②應(yīng)該接入測________(選填“電流”或“電壓”)儀器。(2)連接電路并接通開關(guān)，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時，電流表示數(shù)為________。(3)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，某過程中電容器兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖如圖乙所示，該過程為________(選填“充電”或“放電”)。放電過程中電容器兩端電壓U隨時間t變化關(guān)系如圖丙所示。0.2s時R0消耗的功率為________W。答案：(1)電壓(2)0(3)放電0.32解析：(1)位置②與電容器并聯(lián)，應(yīng)該接入測電壓儀器。(2)開始時應(yīng)給電容器充電，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時，電容器充電完畢，電路中沒有電流，電流表示數(shù)為零。(3)電容器充電時電容器兩端電壓U＝E－IR0，電容器放電時電容器兩端電壓U＝IR0，則題圖乙所示過程為電容器放電過程。由題圖丙可知，t＝0.2s時電容器兩端電壓即R0兩端電壓為U＝8V，由題圖乙可知，當(dāng)U＝8V時，放電電流即R0中電流I＝40mA＝0.04A，則此時電阻R0消耗的功率為P＝UI＝0.32W。2．(2024·廣西高考)某同學(xué)為探究電容器充、放電過程，設(shè)計了圖甲實驗電路。器材如下：電容器，電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)，電阻R1＝400.0Ω，電阻R2＝200.0Ω，電流傳感器，開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。實驗步驟如下：(1)斷開S1、S2，將電流傳感器正極與a節(jié)點相連，其數(shù)據(jù)采樣頻率為5000Hz，則采樣周期為________s；(2)閉合S1，電容器開始充電，直至充電結(jié)束，得到充電過程的I-t曲線如圖乙，由圖乙可知開關(guān)S1閉合瞬間流經(jīng)電阻R1的電流為________mA(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；(3)保持S1閉合，再閉合S2，電容器開始放電，直至放電結(jié)束，則放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓為________V；(4)實驗得到放電過程的I-t曲線如圖丙，I-t曲線與坐標(biāo)軸所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0188C，則電容器的電容C為________μF。圖丙中I-t曲線與橫坐標(biāo)、直線t＝1s所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0038C，則t＝1s時電容器兩極板間電壓為________V(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。答案：(1)eq\f(1,5000)(2)15.0(3)2(4)4.7×1032.8解析：(1)根據(jù)題意可得，采樣頻率f＝5000Hz，則采樣周期為T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,5000)s。(2)由圖乙可知，開關(guān)S1閉合瞬間流經(jīng)電阻R1的電流為15.0mA。(3)保持S1閉合，再閉合S2，電容器放電結(jié)束后相當(dāng)于斷路，電路中R1與R2串聯(lián)接在電源兩端，電容器與R2并聯(lián)，則電容器兩極板間電壓等于R2兩端電壓，為UC＝eq\f(E,R1＋R2)·R2＝2V。(4)只閉合S1時，電容器充電結(jié)束后兩極板間電壓為UC′＝E＝6V，上極板帶正電荷；再閉合S2，電容器開始放電，最終電容器兩極板間電壓為UC＝2V，上極板帶正電；由題知，電容器放電過程釋放的電荷量ΔQ＝0.0188C，則根據(jù)電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，可得C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(ΔQ,UC′－UC)＝4.7×103μF。設(shè)t＝1s時電容器兩極板間電壓為UC″，由題知，t＝1s后電容器釋放的電荷量ΔQ′＝0.0038C，根據(jù)上述分析，同理有C＝eq\f(ΔQ′,UC″－UC)，代入數(shù)據(jù)解得UC″＝2.8V。3．(2024·全國甲卷)電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下，通過測量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對應(yīng)關(guān)系，這一過程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖a所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標(biāo)。實驗器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器(工作電流1mA)、毫安表(內(nèi)阻可忽略)、電壓表、電源、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、5個氣瓶(氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%)。(1)將圖a中的實驗器材間的連線補(bǔ)充完整，使其能對傳感器定標(biāo)；(2)連接好實驗器材，把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口；(3)把滑動變阻器的滑片滑到________端(填“a”或“b”)，閉合開關(guān)；(4)緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為1mA，記錄電壓表的示數(shù)U；(5)斷開開關(guān)，更換氣瓶，重復(fù)步驟(3)和(4)；(6)獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖b中；氧氣含量為20%時電壓表的示數(shù)如圖c，該示數(shù)為________V(結(jié)果保留2位小數(shù))?，F(xiàn)測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為1mA，此時電壓表的示數(shù)為1.50V，則此瓶氣體的氧氣含量為________%(結(jié)果保留整數(shù))。答案：(1)如圖所示(3)a(6)1.4017解析：(1)由題圖a可知，滑動變阻器采用分壓式接法(這種接法使傳感器兩端電壓的調(diào)節(jié)范圍較大)，電流表采用內(nèi)接法(可以準(zhǔn)確測定通過傳感器的電流，也不影響傳感器兩端電壓的測量)。實物連接圖如答圖所示(電壓表負(fù)接線柱連接滑動變阻器a端亦可)。(3)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)后，電阻型氧氣傳感器兩端的電壓應(yīng)為零，故應(yīng)把滑動變阻器的滑片滑到a端再閉合開關(guān)。(6)由題圖c可知，電壓表的分度值為0.1V，需要估讀到0.01V，則讀數(shù)為1.40V。在題圖b中描出點(20%，1.40V)，用平滑的曲線將各點連接起來，如圖所示。根據(jù)圖線可得，電壓表示數(shù)為1.50V時，氧氣含量為17%。4．(2024·廣東高考)某科技小組模仿太陽能發(fā)電中的太陽光自動跟蹤系統(tǒng)，制作光源跟蹤演示裝置，實現(xiàn)太陽能電池板方向的調(diào)整，使電池板正對光源。圖甲是光照方向檢測電路，所用器材有：電源E(電動勢3V)；電壓表和(量程均有3V和15V，內(nèi)阻均可視為無窮大)；滑動變阻器R；兩個相同的光敏電阻RG1和RG2；開關(guān)S；手電筒；導(dǎo)線若干。圖乙是實物圖，圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板，隔板兩側(cè)裝有光敏電阻，電池板固定在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上，控制單元與檢測電路的連接未畫出，控制單元對光照方向檢測電路無影響。請完成下列實驗操作和判斷。(1)電路連接。圖乙中已正確連接了部分電路，請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關(guān)S和電壓表、間的實物圖連線。(2)光敏電阻阻值與光照強(qiáng)度關(guān)系測試。①將圖甲中R的滑片置于________端。用手電筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照強(qiáng)度比RG2表面的小。②閉合S，將R的滑片緩慢滑到某一位置。的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)U1為________V，的示數(shù)U2為1.17V。由此可知，表面光照強(qiáng)度較小的光敏電阻的阻值________(填“較大”或“較小”)。③斷開S。(3)光源跟蹤測試。①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。②閉合S，并啟動控制單元。控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓，控制電動機(jī)轉(zhuǎn)動。此時兩電壓表的示數(shù)U1<U2，圖乙中的電動機(jī)帶動電池板________(填“逆時針”或“順時針”)轉(zhuǎn)動，直至________時停止轉(zhuǎn)動，電池板正對手電筒發(fā)出的光。答案：(1)如圖所示(2)①b②1.60較大(3)②逆時針U1＝U2解析：(1)由題圖甲可知，滑動變阻器采用分壓式接法，RG1與RG2串聯(lián)，、分別測RG1、RG2兩端電壓，又電源電動勢為3V，所以電壓表選擇0～3V量程，據(jù)此完成實物圖連線如答圖所示。(2)①為了保證電路的安全，實驗開始前，應(yīng)使閉合開關(guān)S后分壓電路兩端電壓為0，則要將R的滑片置于b端。②電壓表量程為3V，由題圖丙知精度為0.1V，則讀數(shù)為1.60V；電壓表比電壓表的示數(shù)大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，RG1＞RG2，結(jié)合題中信息可知，表面光照強(qiáng)度較小的光敏電阻的阻值較大。(3)②兩電壓表的示數(shù)U1＜U2，根據(jù)(2)分析可知，RG1表面的光照強(qiáng)度比RG2表面的大，則手電筒的光應(yīng)從左上方斜射下來，因此電動機(jī)應(yīng)帶動電池板逆時針轉(zhuǎn)動，直至U1＝U2時停止轉(zhuǎn)動，從而使電池板正對手電筒發(fā)出的光。5．(2023·重慶高考)一興趣小組擬研究某變壓器的輸入和輸出電壓之比，以及交流電頻率對輸出電壓的影響。圖1為實驗電路圖，其中L1和L2為變壓器的原、副線圈，S1和S2為開關(guān)，P為滑動變阻器RP的滑片，R為電阻箱，E為正弦式交流電源(能輸出電壓峰值不變、頻率可調(diào)的交流電)。(1)閉合S1，用多用電表交流電壓擋測量線圈L1兩端的電壓?；琍向右滑動后，與滑動前相比，電表的示數(shù)________(選填“變大”“不變”或“變小”)。(2)保持S2斷開狀態(tài)，調(diào)整E輸出的交流電頻率為50Hz，滑動滑片P，用多用電表交流電壓擋測得線圈L1兩端的電壓為2500mV時，用示波器測得線圈L2兩端電壓u隨時間t的變化曲線如圖2所示，則線圈L1兩端與L2兩端的電壓比值為________(保留3位有效數(shù)字)。(3)閉合S2，滑動P到某一位置并保持不變。分別在E輸出的交流電頻率為50Hz、1000Hz的條件下，改變R的阻值，用多用電表交流電壓擋測量線圈L2兩端的電壓U，得到U-R關(guān)系曲線如圖3所示。用一個阻值恒為20Ω的負(fù)載R0替換電阻箱R，由圖可知，當(dāng)頻率為1000Hz時，R0兩端的電壓為________mV；當(dāng)頻率為50Hz時，為保持R0兩端的電壓不變，需要將R0與一個阻值為________Ω的電阻串聯(lián)。(均保留3位有效數(shù)字)答案：(1)變大(2)12.6(3)27212.0解析：(1)由題圖1可知，閉合S1，滑動變阻器RP采用分壓接法，線圈L1與滑片P左側(cè)部分并聯(lián)，然后與滑片P右側(cè)部分串聯(lián)，滑片P向右滑動，并聯(lián)部分電阻變大，P右側(cè)部分電阻變小，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，線圈L1兩端的電壓增大，因此與滑動前相比，電表的示數(shù)變大。(2)由題圖2可知，線圈L2兩端電壓的峰值為Um2＝280mV，根據(jù)正弦式交流電峰值與有效值的關(guān)系可知，線圈L2兩端電壓的有效值為U2＝eq\f(Um2,\r(2))＝eq\f(280,\r(2))mV，由題意可知，此時線圈L1兩端電壓的有效值為U1＝2500mV，則線圈L1兩端與L2兩端的電壓比值為eq\f(U1,U2)＝12.6。(3)由題圖3的U-R關(guān)系曲線可得，當(dāng)頻率為1000Hz、將R替換為R0＝20Ω時，R0兩端的電壓為UR0＝272mV；當(dāng)頻率為50Hz時，若保持R0兩端電壓不變，仍為UR0，設(shè)此時線圈L2所接總電阻為R(單位為Ω)，其兩端電壓為U(單位為mV)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律，有eq\f(UR0,R0)＝eq\f(U,R)，可得U＝13.6R，在題圖3中作出該函數(shù)的圖線如圖所示，該圖線與頻率為50Hz時U-R曲線的交點，即表示滿足題述條件時電路的工作點，由圖可知，此時L2所在電路的總電阻R＝32.0Ω，則需要給R0串聯(lián)一個阻值為R1＝R－R0＝12.0Ω的電阻。6．(2024·河北高考)某種花卉喜光，但陽光太強(qiáng)時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強(qiáng)報警器，以便在光照過強(qiáng)時提醒花農(nóng)。該實驗用到的主要器材如下：學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表(0～20V)、數(shù)字電流表(0～20mA)、滑動變阻器R(最大阻值50Ω，1.5A)、白熾燈、可調(diào)電阻R1(0～50kΩ)、發(fā)光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關(guān)和若干導(dǎo)線等。(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置(見圖2)；對調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖2)，由此判斷M端為二極管的________(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進(jìn)行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導(dǎo)線L1、L2和L3的另一端應(yīng)分別連接滑動變阻器的________、________、________接線柱(以上三空選填接線柱標(biāo)號“A”“B”“C”或“D”)。②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到的光敏電阻伏安特性曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而________(填“增大”或“減小”)。(3)組裝光強(qiáng)報警器電路并測試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度后，三極管被導(dǎo)通)等元件設(shè)計的電路。組裝好光強(qiáng)報警器后，在測試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報警值時，發(fā)光二極管并不發(fā)光，為使報警器正常工作，應(yīng)________(填“增大”或“減小”)可調(diào)電阻R1的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光。答案：(1)負(fù)極(2)①AAD(或AAC，或CAB，或DAB)②減小(3)增大解析：(1)根據(jù)多用電表中的電流“紅進(jìn)黑出”，當(dāng)多用電表作為歐姆表使用時，黑表筆接內(nèi)部電源正極，由題可知，當(dāng)黑表筆接M端時，二極管電阻為無窮大，當(dāng)黑表筆接N端時，二極管的電阻較小，二極管正常導(dǎo)通，所以M端為二極管的負(fù)極。(2)①實驗要求電壓表、電流表讀數(shù)從零開始，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故L2應(yīng)接滑動變阻器A接線柱；結(jié)合電表的正、負(fù)接線柱可知，L1、L3的另一端有多種接法可供選擇：L1接A接線柱時，L3可以接C接線柱或D接線柱，L3接B接線柱時，L1可以接C接線柱或D接線柱。②根據(jù)R＝eq\f(U,I)可知，題圖I-U圖線斜率的倒數(shù)表示RG的阻值，結(jié)合題給信息可知，隨著光照強(qiáng)度增加，光敏電阻的阻值減小。(3)當(dāng)照射到光敏電阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報警值時，發(fā)光二極管并不發(fā)光報警，說明b、e間電壓未達(dá)到三極管導(dǎo)通條件。為了使報警器正常工作，在RG阻值不變的狀態(tài)下，應(yīng)增大R1兩端電壓，而RG與R1串聯(lián)，由串聯(lián)電路分壓原理可知，應(yīng)增大R1的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光。1．(2024·廣東省茂名市高三下二模)某同學(xué)利用熱敏電阻自制了一個簡易溫度計，其內(nèi)部電路裝置如圖甲所示，使用的器材有：直流電源(E＝6.0V，內(nèi)阻不計)、毫安表(量程10mA，內(nèi)阻不計)、電阻箱R、熱敏電阻Rt一個、開關(guān)S1和S2、導(dǎo)線若干。該熱敏電阻阻值Rt隨溫度t變化的曲線如圖乙所示。(1)根據(jù)圖甲電路圖用筆劃線代替導(dǎo)線，把圖丙中實物電路圖補(bǔ)充完整。(2)先斷開開關(guān)S1，將電阻箱的阻值調(diào)到________(選填“最大值”或“最小值”)，然后將開關(guān)S2接至a端，閉合開關(guān)S1，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，根據(jù)圖乙把毫安表改裝為溫度計。(3)將開關(guān)S2接至b端，閉合開關(guān)S1，該溫度計便可正常使用。若毫安表指針偏轉(zhuǎn)至圖丁所示，則通過毫安表的電流為________mA，溫度為________℃。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(4)當(dāng)溫度計使用一段時間后，其電源有一定程度的老化，內(nèi)阻增大，此時該溫度計測量值比真實值________(選填“偏大”“偏小”或“相同”)。答案：(1)如圖所示(2)最大值(3)7.550(4)偏小解析：(1)根據(jù)題圖甲電路圖，完整實物連線如答圖所示。(2)為了保證電路安全，先斷開開關(guān)S1，將電阻箱的阻值調(diào)到最大值，之后才能閉合開關(guān)。(3)由圖丁可知，通過毫安表的電流為I＝7.5mA。根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,Rt)，可得此時熱敏電阻阻值為Rt＝eq\f(E,I)＝eq\f(6.0,7.5×10－3)Ω＝800Ω＝0.8kΩ，結(jié)合圖乙可知，此時溫度為50℃。(4)當(dāng)溫度計使用一段時間后，其電源有一定程度的老化，內(nèi)阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,Rt真＋r)，可得Rt真＝eq\f(E,I)－r<eq\f(E,I)＝Rt測，可知熱敏電阻阻值測量值比真實值偏大，結(jié)合圖乙可知，此時該溫度計測量值比真實值偏小。2．(2024·北京市朝陽區(qū)高三下質(zhì)量檢測一模)某同學(xué)用圖甲所示的電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。所用器材有：電源E、電流表A、電壓表V、電容器C、定值電阻R、單刀雙擲開關(guān)S、導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)圖甲，將圖乙中的實物連線補(bǔ)充完整。(2)將圖乙中的電流表換成電流傳感器，可以在電腦端記錄電流隨時間變化的圖線。先將開關(guān)接1，待電路穩(wěn)定后再接2。已知電流從左向右流過電阻R時為正，則與本次實驗相符的I-t圖像是________。(3)將圖乙中的電壓表換成電壓傳感器，可以在電腦端記錄放電過程中電壓隨時間變化的圖線，如圖丙所示。已知開關(guān)接2瞬間開始計時，此時電壓傳感器記錄數(shù)據(jù)為Um，利用數(shù)據(jù)處理軟件得到U-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積為S0。根據(jù)該實驗數(shù)據(jù)曲線可以粗測實驗中電容器的電容C＝________。(用題中已知物理量Um、R和S0表示)答案：(1)如圖所示(2)A(3)eq\f(S0,UmR)解析：(1)根據(jù)電路圖補(bǔ)充實物連線如答圖所示。(2)先將開關(guān)接1時，電源給電容器充電，電流從左向右流過電阻R，即為正向電流，由于充電后電容器下極板帶正電，則將開關(guān)接2時電容器通過R放電時，電流從右向左流過電阻R，即為負(fù)向電流，故選A。(3)放電過程中I-t圖線與t軸所圍面積表示開始放電時電容器所帶電荷量q，又U＝IR，則U-t圖線與t軸圍成的面積S0＝q·R，根據(jù)電容的定義式有C＝eq\f(q,Um)，聯(lián)立得電容器的電容為C＝eq\f(S0,UmR)。3．(2024·遼寧省高三下三模)材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)可以制作壓敏電阻。某中學(xué)創(chuàng)新小組準(zhǔn)備從實驗室中兩個壓敏電阻m、n中選擇一個，與電磁繼電器組成電路為學(xué)校食堂設(shè)計一個小型“可自動注水的儲水池”，主要步驟如下：(1)利用圖甲所示電路測量壓敏電阻的阻值隨壓力