2024-2025學(xué)年高考物理重點(diǎn)專題講解及突破15電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析

2024-2025年高考物理重點(diǎn)專題講解及突破15：電學(xué)試驗(yàn)超重點(diǎn)1：電學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)超重點(diǎn)1：電學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)※考點(diǎn)一基本儀器的運(yùn)用及讀數(shù)1．螺旋測微器(千分尺)的構(gòu)造、原理及讀數(shù)(1)構(gòu)造：如圖所示，B為固定刻度，E為可動刻度．(2)原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm.(3)讀數(shù)①測量時(shí)被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出．②測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(留意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．③如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露，而可動刻度上的示數(shù)為15.0，最終的讀數(shù)為2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.2．游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、原理及讀數(shù)(1)構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖所示)(2)用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑．(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.3．常用電表的讀數(shù)對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過的最大電壓或電流值，然后依據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，依據(jù)指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可．(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1V和0.1A，看清晰指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位．(2)對于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V.(3)對于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.[典例1](1)如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分，它們的讀數(shù)依次為______mm、________mm、________mm.(2)運(yùn)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是______mm.(3)①如圖丙所示的電表運(yùn)用0.6A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表______A，圖中表針示數(shù)為________A；當(dāng)運(yùn)用3A量程時(shí)，對應(yīng)刻度盤中每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A.②如圖丁所示的電表運(yùn)用較小量程時(shí)，每小格表示________V，圖中表針的示數(shù)為________V．若運(yùn)用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示________V，圖中表針示數(shù)為________V.(4)旋鈕式電阻箱如圖所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為________Ω.今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡潔的操作方法是_______________.若用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為________．【解析】(1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最終結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm.中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最終結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm.最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是7×0.02mm＝0.14mm，最終結(jié)果是3mm＋0.14mm＝3.14mm.(2)固定刻度示數(shù)為1.0mm，不足半毫米的從可動刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最終的讀數(shù)為1.0mm＋15.0×0.01mm＝1.150mm.(3)①運(yùn)用0.6A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02A，表針示數(shù)為0.44A；當(dāng)運(yùn)用3A量程時(shí)，每一小格為0.1A，表針示數(shù)為2.20A.②電壓表運(yùn)用3V量程時(shí)，每小格表示0.1V，表針示數(shù)為1.70V；運(yùn)用15V量程時(shí)，每小格表示0.5V，表針示數(shù)為8.5V.(4)電阻為1987Ω，最簡潔的操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個(gè)電阻箱的最大阻值是9999Ω，用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9999Ω＝19998Ω.故用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為0～19998Ω.【答案】(1)17.723.853.14(2)1.150(1.149～1.151均可)(3)①0.020.440.12.20(2.19～2.21均可)②0.11.70(1.69～1.71均可)0.58.5(4)1987將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到00～19998Ω※考點(diǎn)二測量電路的接法及選擇1．電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差緣由電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋I(xiàn)V電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA＞Rx，測量值大于真實(shí)值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx，測量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx口訣大內(nèi)偏大(大電阻用內(nèi)接法測量，測量值偏大)小外偏小(小電阻用外接法測量，測量值偏小)2.兩種接法的選擇(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx較小，宜采納電流表外接法；若Rx較大，宜采納電流表內(nèi)接法．簡潔概括為“大內(nèi)偏大，小外偏小”．(2)臨界值計(jì)算法Rx＜eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表外接法；Rx＞eq\r(RVRA)時(shí)，用電流表內(nèi)接法．(3)試驗(yàn)摸索法：按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，假如電壓表的示數(shù)有較大的變更，而電流表的示數(shù)變更不大，則可采納電流表外接法；假如電流表的示數(shù)有較大的變更，而電壓表的示數(shù)變更不大，則可采納電流表內(nèi)接法．[典例2]在伏安法測電阻的試驗(yàn)中，待測電阻Rx約為200Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖a或圖b所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖a和圖b中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值，且測量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值．【解析】eq\f(Rx,RA)＝20，eq\f(RV,Rx)＝10，因此Rx屬于大電阻，用電流表內(nèi)接法時(shí)測量值更接近真實(shí)值，即Rx1更接近真實(shí)值；因Rx1＝eq\f(U,I)＝Rx＋RA，故Rx1>Rx，Rx2＝eq\f(U,I)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)，故Rx2<Rx.【答案】Rx1大于小于※考點(diǎn)三滑動變阻器兩種接法的選擇1．滑動變阻器兩種接法的比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)整范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調(diào)整范圍大負(fù)載R上電流調(diào)整范圍eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓電路調(diào)整范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為愛護(hù)電路元件2.滑動變阻器應(yīng)采納分壓接法的狀況(1)題設(shè)條件中所供應(yīng)的電表量程或電阻的最大允許電流不夠．(2)題設(shè)條件中的滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值．(3)題設(shè)要求回路中某部分電路兩端的電壓從零起先連續(xù)變更．3．兩種電路均可運(yùn)用的狀況下，應(yīng)優(yōu)先采納限流式接法：因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛啙崱⒛芎牡停甗典例3]有一個(gè)額定電壓為2.8V，功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個(gè)小燈泡的IU圖線，有下列器材供選用：A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻6kΩ)B．電壓表(0～15V，內(nèi)阻30kΩ)C．電流表(0～3A，內(nèi)阻0.1Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω)E．滑動變阻器(10Ω，2A)F．滑動變阻器(200Ω，0.5A)G．蓄電池(電動勢6V，內(nèi)阻不計(jì))(1)某同學(xué)誤將電流表和電壓表接成如圖甲所示的電路，其他部分連接正確，接通電源后，小燈泡的發(fā)光狀況是__________________．要求小燈泡的電壓從零起先增大，應(yīng)選擇圖乙中的電路圖________(選填“a”或“b”)．(2)用正確的電路進(jìn)行測量，電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________(用序號字母表示)．(3)滑動變阻器應(yīng)選用________(用序號字母表示)．(4)通過試驗(yàn)測得此小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示．由圖線可求得此小燈泡在正常工作時(shí)的電阻為______Ω.(5)若將此小燈泡與電動勢為6V、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連，要使小燈泡正常發(fā)光，需串聯(lián)一個(gè)阻值為________Ω的電阻．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【解析】(1)由于電流表內(nèi)阻很小，燈泡被短路，不發(fā)光；要使小燈泡的電壓從零起先增大，應(yīng)采納分壓電路，即圖乙中的b.(2)小燈泡額定電壓為2.8V，應(yīng)選擇0～3V量程的電壓表，小燈泡的額定電流I＝eq\f(P,U)≈0.29A，應(yīng)選擇0～0.6A量程的電流表．(3)由于采納分壓電路，故滑動變阻器選擇阻值為10Ω的滑動變阻器E.(4)由小燈泡的伏安特性曲線可知，兩端電壓為額定電壓2.8V時(shí)，通過小燈泡的電流為0.28A，由歐姆定律可知此時(shí)小燈泡電阻為10Ω.(5)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，小燈泡與電阻串聯(lián)，通過電阻的電流與通過小燈泡的電流相等，均為0.28A；小燈泡兩端電壓與電阻兩端電壓之和為6V，所以電阻兩端電壓為3.2V，由歐姆定律可知R＝eq\f(3.2,0.28)Ω≈11.4Ω.【答案】(1)不亮b(2)AD(3)E(4)10(5)11.4※考點(diǎn)四電表的改裝改裝成電壓表改裝成電流表內(nèi)部電路改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流改裝后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig量程擴(kuò)大的倍數(shù)n＝eq\f(U,Ug)n＝eq\f(I,Ig)接入電阻的阻值R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝(n－1)RgR＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,n－1)改裝后的總內(nèi)阻RV＝Rg＋R＝nRgRA＝eq\f(R·Rg,R＋Rg)＝eq\f(Rg,n)校對電路改裝成的電壓表改裝成的電流表[典例4](2024·高考海南卷)某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路．(1)已知表頭G滿偏電流為100μA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900Ω.R1、R2和R3是定值電阻．利用R1和表頭構(gòu)成1mA的電流表，然后再將其改裝為兩個(gè)量程的電壓表．若運(yùn)用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V；若運(yùn)用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V．則依據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω.(2)用量程為3V、內(nèi)阻為2500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對改裝表3V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)．所用電池的電動勢E為5V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50Ω和5kΩ.為便利試驗(yàn)中調(diào)整電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器．(3)校準(zhǔn)時(shí)，在閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近________(選填“M”或“N”)端．(4)若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值________(選填“大于”或“小于”)900Ω.【解析】(1)依據(jù)題意，R1與表頭G構(gòu)成1mA的電流表，則IgRg＝(I－Ig)R1，得R1＝100Ω；若運(yùn)用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V，則R2＝eq\f(Uab－IgRg,I)＝910Ω；若運(yùn)用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V，則R3＝eq\f(Uac－IgRg,I)－R2＝2000Ω.(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后，電阻小于2500Ω，對于分壓式電路，要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分，同時(shí)還要便于調(diào)整，故滑動變阻器選擇小電阻，即選擇50Ω的電阻．(3)在閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑動端P應(yīng)靠近M端，使并聯(lián)部分分壓為零，起到愛護(hù)作用．(4)造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，說明通過表頭G的電流偏小，則實(shí)際電阻偏大，故表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值大于900Ω.【答案】(1)1009102000(2)50(3)M(4)大于超重點(diǎn)2：測定金屬的電阻率超重點(diǎn)2：測定金屬的電阻率[考綱解讀]1．駕馭螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法．2.駕馭電流表、電壓表和滑動變阻器的運(yùn)用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法．3.會用伏安法測電阻，并能測定金屬絲的電阻率．[基本試驗(yàn)要求]1．試驗(yàn)原理依據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d，計(jì)算出橫截面積S，并用伏安法測出電阻Rx，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率．2．試驗(yàn)器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動變阻器(50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺．3．試驗(yàn)步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的試驗(yàn)電路．(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量三次，求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調(diào)整到使接入電路中的電阻值最大的位置．(5)閉合開關(guān)，變更滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)．(6)將測得的Rx、l、d值，代入公式S＝eq\f(πd2,4)和R＝ρeq\f(l,S)中，計(jì)算出金屬絲的電阻率．[規(guī)律方法總結(jié)]1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法：①用Rx＝eq\f(U,I)分別算出各次的數(shù)值，再取平均值．②用UI圖線的斜率求出．(2)計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)U、I、l、d的值代入電阻率計(jì)算式ρ＝Rxeq\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI).2．留意事項(xiàng)(1)先測直徑，再連電路：為了便利，測量直徑應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量．(2)電流表外接法：本試驗(yàn)中被測金屬絲的阻值較小，故采納電流表外接法．(3)電流限制：電流不宜過大，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在試驗(yàn)過程中變大．3．誤差分析(1)測量電阻時(shí)采納外接法，電壓表分流產(chǎn)生誤差．(2)長度和直徑的測量誤差．※考點(diǎn)一儀器的選取和電路設(shè)計(jì)1．[試驗(yàn)儀器的選取](2024·吉林長春質(zhì)檢)某同學(xué)對電阻絲的電阻與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了試驗(yàn)探究，現(xiàn)有如下器材：電源E(電動勢為4V，內(nèi)阻約為1Ω)；電流表A1(量程5mA，內(nèi)阻約為10Ω)；電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)；電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ)；電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ)；滑動變阻器R1(阻值0～2Ω)；滑動變阻器R2(阻值0～20Ω)；開關(guān)及導(dǎo)線若干．他對電阻絲做了有關(guān)測量，數(shù)據(jù)如下表所示.編號電阻絲直徑D/mm電阻絲直徑的二次方D2/mm2電阻絲長度L/cm電阻R/Ω10.2800.0784100.0016.3020.2800.078450.008.1630.5600.3136100.004.07(1)他在某次測量中，用螺旋測微器測電阻絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為________mm.(2)圖乙是他測量編號為2的電阻絲電阻的備選原理圖，則該同學(xué)應(yīng)選擇電路________(選填“A”或“B”)進(jìn)行測量．電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d＝0.5mm＋1.2×0.01mm＝0.512mm.(2)依據(jù)題圖乙可知，電路中變阻器采納限流式接法，所以變阻器應(yīng)選R2.由于電源電動勢為4V，所以電壓表應(yīng)選V1.依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，電路中最大電流超過5mA，所以電流表應(yīng)選A2.由于待測電阻滿意eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，電流表應(yīng)用外接法，所以應(yīng)選擇電路A.【答案】(1)0.512(0.511～0.513均正確)(2)AA2V1R22．要測量某種合金的電阻率．(1)若合金絲長度為L，直徑為D，阻值為R，則其電阻率ρ＝________.用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖甲所示，讀數(shù)為________mm.(2)圖乙是測量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)．依據(jù)原理圖在圖丙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整．(3)閉合S1，當(dāng)S2處于位置a時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1＝1.35V，I1＝0.30A；當(dāng)S2處于位置b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2＝0.92V，I2＝0.32A．依據(jù)以上測量數(shù)據(jù)推斷，當(dāng)S2處于位置________(選填“a”或“b”)時(shí)，測量相對精確，測量值Rx＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)金屬絲電阻R＝eq\f(U,I)＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\(zhòng)f(D,2)2)，則電阻率ρ＝eq\f(πRD2,4L)；由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm.(3)依據(jù)eq\f(ΔU,U1)＝eq\f(1.35－0.92,1.35)≈0.32，而eq\f(ΔI,I1)＝eq\f(0.32－0.30,0.30)≈0.07，可知，電流表分壓較大，因此必需采納電流表外接法，即S2處于位置b時(shí)，測量相對精確，依據(jù)歐姆定律，則有Rx＝eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω.【答案】(1)eq\f(πRD2,4L)0.650(2)如圖所示(3)b2.9※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．(2024·山東濰坊統(tǒng)考)一探究小組要測量2B鉛筆芯的電阻率，所用的試驗(yàn)器材有：電源E(9V)，鉛筆芯(最大阻值約6Ω)，滑動變阻器(最大阻值20Ω)，電流表A(量程為0.3A，內(nèi)阻約為0.5Ω)，電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為1000Ω)，開關(guān)S.(1)將虛線框內(nèi)測量鉛筆芯電阻的試驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整．(2)試驗(yàn)中，變更連入電路的鉛筆芯長度L，測出對應(yīng)的電阻值R，測得的5組試驗(yàn)數(shù)據(jù)已描點(diǎn)在如圖甲所示的R-L坐標(biāo)系中，請畫出RL圖線．(3)用螺旋測微器測量鉛筆芯的直徑，如圖乙所示，其讀數(shù)為________mm.(4)依據(jù)畫出的RL圖線及測得的鉛筆芯的直徑，可求得鉛筆芯的電阻率為________Ω·m(保留三位有效數(shù)字)．【解析】(1)由于待測電阻Rx＜eq\r(RARV)，所以電流表應(yīng)采納外接法，若滑動變阻器采納限流式接法，Imin＞0.3A，故滑動變阻器采納分壓式接法．(3)螺旋測微器的讀數(shù)為1mm＋20.0×0.01mm＝1.200mm.(4)由電阻定律得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(4L,πd2)，RL圖線的斜率k＝eq\f(4ρ,πd2)，解得ρ＝3.77×10－5Ω·m.【答案】(1)如圖a所示(2)如圖b所示(3)1.200(4)3.77×10－54．在“測定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如下圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測量的平均值)．(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.試驗(yàn)所用器材為：電池組(電動勢3V，內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行試驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采納下圖中的________(選填“甲”或“乙”)圖．(3)下圖丙是測量Rx的試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請依據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成下圖丙中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系．如上圖丁所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)(5)依據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項(xiàng)前的符號)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何試驗(yàn)測量都存在誤差．本試驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)．下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是________．A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消退由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D．用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差【解析】(1)主尺半刻度線未露出，讀數(shù)為0mm，螺旋尺的讀數(shù)為39.8×0.01mm＝0.398mm，所以此螺旋測微器讀數(shù)為(0＋0.398)mm＝0.398mm.(2)由圖表數(shù)據(jù)可知，待測電阻阻值約為5Ω，若電路采納限流接法，回路最小電流I＝eq\f(E,Rx＋R滑＋r)，代入數(shù)值約為0.11A，不行能達(dá)到0.020A，所以應(yīng)當(dāng)是分壓接法．(3)實(shí)物連圖時(shí)要留意：開關(guān)閉合前，滑動變阻器應(yīng)處于零阻值處，以使待測電阻的電壓最小；應(yīng)保證開關(guān)能限制整個(gè)電路的通斷；電流從電壓表和電流表正極流入．(4)在坐標(biāo)系中描出2、4、6次測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)，然后連線．由于第6個(gè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)偏差太大，舍棄不用；圖線的斜率即為Rx的阻值，由圖象可知，Rx＝4.5Ω.(5)由電阻定律知R＝ρeq\f(l,S)，則ρ＝eq\f(S,l)·R＝eq\f(π\(zhòng)f(d,2)2,l)R≈1×10－6Ω·m，C正確．(6)由于讀數(shù)而引起的誤差是偶然誤差，由于電壓表與電流表的內(nèi)阻而引起的誤差是系統(tǒng)誤差，A、B錯誤．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，則消退了電表內(nèi)阻對試驗(yàn)的影響，即消退了由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差，C正確．用UI圖象處理數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了多次測量求平均值的思想，而且剔除了個(gè)別偶然誤差比較大的點(diǎn)，如圖線中的第6個(gè)點(diǎn)，D正確．【答案】(1)0.398(0.397～0.399均正確)(2)甲(3)圖見解析(4)圖見解析4.5(4.3～4.7均正確)(5)C(6)CD超重點(diǎn)3：描繪小電珠的伏安特性曲線超重點(diǎn)3：描繪小電珠的伏安特性曲線[考綱解讀]1．駕馭滑動變阻器的運(yùn)用方法及連接方式．2.駕馭伏安特性曲線的描繪方法．3.理解小電珠的伏安特性曲線為什么不是一條直線．[基本試驗(yàn)要求]1．試驗(yàn)原理(1)測多組小電珠的U、I的值，并繪出IU圖象；(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關(guān)系．2．試驗(yàn)器材小電珠“3.8V,0.3A”、電壓表“0～3V～15V”、電流表“0～0.6A～3A”、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆．3．試驗(yàn)步驟(1)畫出電路圖(照試驗(yàn)原理圖甲)．(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成照試驗(yàn)原理圖乙所示的電路．(3)測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置，測出12組左右不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中．(4)數(shù)據(jù)處理①在坐標(biāo)紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標(biāo)系．②在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn)．③將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，就得到小電珠的伏安特性曲線．[規(guī)律方法總結(jié)]1．滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較兩種接法的電路圖負(fù)載R上電壓的調(diào)整范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E負(fù)載R上電流的調(diào)整范圍eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)2.留意事項(xiàng)(1)電路的連接方式①電流表應(yīng)采納外接法：因?yàn)樾‰娭?3.8V0.3A)的電阻很小，與量程為0.6A的電流表串聯(lián)時(shí)，電流表的分壓影響很大．②滑動變阻器應(yīng)采納分壓式接法：目的是使小電珠兩端的電壓能從0連續(xù)變更．(2)閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為0的一端，使開關(guān)閉合時(shí)小電珠的電壓能從0起先變更，同時(shí)也是為了防止開關(guān)剛閉合時(shí)因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲．(3)IU圖線在U0＝1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U＝1.0V左右繪點(diǎn)要密，以防出現(xiàn)較大誤差．3．誤差分析(1)由于電壓表不是志向電表，內(nèi)阻并非無窮大，會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實(shí)值．(2)測量時(shí)讀數(shù)帶來誤差．(3)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差．※考點(diǎn)一試驗(yàn)原理與操作1．如圖為“描繪小燈泡伏安特性曲線”試驗(yàn)的實(shí)物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5V.(1)完成下列試驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)前，調(diào)整滑動變阻器的滑片，______________________________；②閉合開關(guān)后，漸漸移動變阻器的滑片，_____________________________；③斷開開關(guān)……依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡的伏安特性曲線．(2)在虛線框中畫出與實(shí)物電路對應(yīng)的電路圖．【解析】(1)①滑動變阻器的滑片在最左端時(shí)，小燈泡兩端電壓最小，為了愛護(hù)小燈泡不被燒壞，因此在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在最左端；②在調(diào)整滑動變阻器時(shí)，應(yīng)凝視電壓表的示數(shù)，不能超過小燈泡的額定電壓．【答案】(1)①使它靠近變阻器左端的接線柱②增加小燈泡兩端的電壓，記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù)，直至電壓達(dá)到額定電壓(2)如圖所示2．有一個(gè)小電珠上標(biāo)有“4V,2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)小電珠的IU圖線，現(xiàn)有下列器材供選用：A．電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B．電壓表(0～15V，內(nèi)阻20kΩ)C．電流表(0～3A，內(nèi)阻0.4Ω)D．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻1.0Ω)E．滑動變阻器(10Ω，2A)F．滑動變阻器(500Ω，1A)G．學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)試驗(yàn)時(shí)，選用圖甲而不選用圖乙的電路圖來完成試驗(yàn)，請說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)試驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用________，電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________．(用序號字母表示)(3)把如圖所示的試驗(yàn)器材按正確的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線連接成實(shí)物電路圖．【解析】(1)由于測量數(shù)據(jù)要從零起先，故采納題圖甲所示的分壓式電路，且能便利地多測幾組數(shù)據(jù)．(2)因小電珠額定電壓為4V，則電壓表選量程為0～5V的電壓表．小燈泡的額定電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A，則電流表選D.滑動變阻器應(yīng)選最大阻值較小的E，這樣在試驗(yàn)中移動滑片時(shí)能使電路中的電流和電壓有明顯的變更，從而減小讀數(shù)誤差．(3)實(shí)物電路如圖所示．【答案】(1)描繪小電珠的IU圖線所測數(shù)據(jù)需從零起先，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE(3)圖見解析※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．(2024·高考全國卷Ⅰ)某同學(xué)探討小燈泡的伏安特性．所運(yùn)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(jì))；開關(guān)S；導(dǎo)線若干．(1)試驗(yàn)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，畫出試驗(yàn)電路原理圖．(2)試驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示．由試驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________(選填“增大”“不變”或“減小”)，燈絲的電阻率________(選填“增大”“不變”或“減小”)．(3)用另一電源E0(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路，調(diào)整滑動變阻器R的阻值，可以變更小燈泡的實(shí)際功率．閉合開關(guān)S，在R的變更范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為________W，最大功率為________W．(結(jié)果均保留兩位小數(shù))【解析】(1)要實(shí)現(xiàn)在0～3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，則滑動變阻器須要設(shè)計(jì)成分壓接法；電壓表V應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián)，將量程改為4V．由于小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω，所以需將電流表外接．(2)由小燈泡伏安特性曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻增大．依據(jù)電阻定律可知，燈絲的電阻率增大．(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大為9.0Ω時(shí)，流過小燈泡的電流最小，小燈泡的實(shí)際功率最小，把滑動變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在題圖(a)中畫出等效電源E0′(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω＋9.0Ω＝10Ω)的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U＝4－10I(V)，圖線如圖中Ⅰ所示，故小燈泡的最小功率為Pmin＝U1I1＝1.75×0.225W≈0.39W．當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為零時(shí)，流過小燈泡的電流最大，小燈泡的實(shí)際功率最大，在題圖(a)中畫出電源E0(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω)的伏安特性曲線，函數(shù)表達(dá)式為U＝4－I(V)，圖線如圖中Ⅱ所示，故小燈泡的最大功率為Pmax＝U2I2＝3.68×0.318W≈1.17W.【答案】(1)試驗(yàn)電路原理圖如圖所示(2)增大增大(3)0.391.174．物理愛好小組的同學(xué)們從試驗(yàn)室中找到一只小燈泡，其標(biāo)稱功率值為0.75W，額定電壓值已模糊不清．他們想測定其額定電壓值，于是先用歐姆表干脆測出該燈泡的電阻約為2Ω，然后依據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓U＝eq\r(PR)＝eq\r(0.75×2)V＝1.22V．他們懷疑所得電壓值不精確，于是，再利用下面可供選擇的試驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，測量通過燈泡的電流和它兩端的電壓并依據(jù)測量數(shù)據(jù)來繪制燈泡的U-I圖線，進(jìn)而分析燈泡的額定電壓．A．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)B．電流表A1(量程150mA，內(nèi)阻約2Ω)C．電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻約0.6Ω)D．滑動變阻器R1(0～20Ω)E．滑動變阻器R2(0～100Ω)F．電源E(電動勢4.0V，內(nèi)阻不計(jì))G．開關(guān)S和導(dǎo)線若干H．待測燈泡L(額定功率0.75W，額定電壓未知)(1)在下面所給的虛線框中畫出他們進(jìn)行試驗(yàn)的電路原理圖，指出上述器材中，電流表選擇________(選填“A1”或“A2”)；滑動變阻器選擇________(選填“R1”或“R2”)．(2)在試驗(yàn)過程中，該同學(xué)將燈泡兩端的電壓由零緩慢地增加，當(dāng)電壓達(dá)到1.23V時(shí)，發(fā)覺燈泡亮度很暗，當(dāng)達(dá)到2.70V時(shí)，發(fā)覺燈泡已過亮，便馬上斷開開關(guān)，并將所測數(shù)據(jù)記錄在下表中.次數(shù)1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310請你依據(jù)表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)在下圖中作出燈泡的U-I圖線．(3)由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為________V；這一結(jié)果大于1.22V，其緣由是________________________________________________________________________．【解析】(1)依據(jù)P＝I2R，估算出燈泡的電流大約是600mA，因此電流表應(yīng)選A2；本試驗(yàn)要描繪出燈泡的U-I圖線，須要測量多組數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器應(yīng)接成分壓式，所以應(yīng)選阻值較小的R1；小燈泡電阻較小，電流表應(yīng)外接．(2)如圖所示(3)由P＝UI＝0.75W，再結(jié)合圖象可知U額＝2.5V；大于1.22V的緣由是燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻．【答案】(1)電路原理圖如圖所示A2R1(2)圖見解析(3)2.5(2.4～2.6均可)燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻(或燈泡電阻隨溫度上升而變大)超重點(diǎn)4：測定電源的電動勢和內(nèi)阻超重點(diǎn)4：測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.駕馭用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法．2.駕馭用圖象法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．3.駕馭實(shí)物圖連接的技巧.[基本試驗(yàn)要求]1.試驗(yàn)原理(1)試驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律．(2)E和r的求解：由U＝E－Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r.(3)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖所示．①圖線與縱軸交點(diǎn)為E；②圖線與橫軸交點(diǎn)為I短＝eq\f(E,r)；③圖線的斜率表示r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.2.試驗(yàn)器材電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙和刻度尺．3.基本操作(1)電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按試驗(yàn)原理圖連接好電路．(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端．(3)閉合開關(guān)，調(diào)整滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)．用同樣的方法再測量幾組I、U值，填入表格中．(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.[規(guī)律方法總結(jié)]1.試驗(yàn)數(shù)據(jù)求E、r的處理方法(1)列多個(gè)方程組求解，再求E、r的平均值．(2)圖象法處理：以路端電壓U為縱軸，干路電流I為橫軸，建坐標(biāo)系、描點(diǎn)、連線，縱軸截距為電動勢E，直線斜率k的肯定值為內(nèi)阻r.2.留意事項(xiàng)(1)為了使路端電壓變更明顯，可運(yùn)用內(nèi)阻較大的舊電池．(2)電流不要過大，應(yīng)小于0.5A，讀數(shù)要快．(3)要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，變更范圍要大些．(4)若UI圖線縱軸刻度不從零起先，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)依據(jù)r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|確定．3.誤差來源(1)偶然誤差：用圖象法求E和r時(shí)作圖不精確．(2)系統(tǒng)誤差：電壓表分流．※考點(diǎn)一試驗(yàn)原理與操作1.[試驗(yàn)原理及操作](2024·浙江杭州五校聯(lián)盟診測)在“測電池的電動勢和內(nèi)阻”的試驗(yàn)中，測量對象為一節(jié)新的干電池．(1)用圖甲所示電路測量時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)整滑動變阻器，發(fā)覺電壓表讀數(shù)變更不明顯，緣由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)為了提高試驗(yàn)精度，采納圖乙所示電路，供應(yīng)的器材有：量程3V的電壓表V；量程0.6A的電流表A(具有肯定內(nèi)阻)；定值電阻R0(阻值未知，大約幾歐姆)；滑動變阻器R1(0～10Ω)；滑動變阻器R2(0～200Ω)；單刀單擲開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干．①電路中，加接電阻R0有兩方面的作用，一是便利試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測量，二是____________________________．②為便利試驗(yàn)調(diào)整且能較精確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”).③起先試驗(yàn)之前，S1、S2都處于斷開狀態(tài)．現(xiàn)在起先試驗(yàn)：a.閉合S1，S2打向1，測得電壓表的讀數(shù)U0，電流表的讀數(shù)為I0，則eq\f(U0,I0)＝________.(電流表內(nèi)阻用RA表示)b.閉合S1，S2打向2，變更滑動變阻器的阻值，當(dāng)電流表讀數(shù)為I1時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)為I2時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2.則干電池電動勢的表達(dá)式為E＝________，內(nèi)阻的表達(dá)式r＝________.【解析】由閉合電路歐姆定律有E＝U＋I(xiàn)(eq\f(U0,I0)＋r)，將U1、I1和U2、I2代入可解得電動勢E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)，內(nèi)阻r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)－eq\f(U0,I0).【答案】(1)電源內(nèi)阻很小(2)①愛護(hù)電路②R1③a.R0＋RAb.eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)eq\f(U1－U2,I2－I1)－eq\f(U0,I0)2.用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．試驗(yàn)器材：待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，愛護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．試驗(yàn)主要步驟：(ⅰ)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ⅱ)漸漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，登記電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；(ⅲ)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線(U、I都用國際單位)；(ⅳ)求出U-I圖線斜率的肯定值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題：(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________．A.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D.電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)覺電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接狀況是________．A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值．【解析】(1)電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的電壓表A；當(dāng)滑動變阻器接入電阻最小時(shí)通過電流表電流最大，此時(shí)通過電流表電流大小約為I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以選量程為200mA的電流表C.(2)由電路分析可知，若滑動變阻器的滑片右移電壓表示數(shù)變大，則滑動變阻器接入電路部分阻值增大，選項(xiàng)C符合題意．(3)由E＝U＋I(xiàn)(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對比伏安特性曲線可知，圖象斜率的肯定值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq\f(E,r＋R2)＝eq\f(E,k)，由題意知與橫軸截距為a，所以a＝I＝eq\f(E,k)，則E＝ka.【答案】(1)AC(2)C(3)kak－R2※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3.小明利用如圖所示的試驗(yàn)裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻．(1)圖中電流表的示數(shù)為________A．(2)調(diào)整滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44請依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在上面的方格紙上作出UI圖線．由圖線求得：電動勢E＝________V；內(nèi)阻r＝________Ω.(3)試驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行了多次測量，花費(fèi)了較長時(shí)間，測量期間始終保持電路閉合．其實(shí)，從試驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)開_________________________________.【解析】(1)由圖可知，電流表的量程為0.6A，精度為0.02A，因此電流表的示數(shù)為0.02A×22＝0.44A.(2)由圖象與縱軸的截距得電動勢為1.60V，斜率即內(nèi)阻為r＝eq\f(1.60－1.0,0.49)Ω＝1.22Ω.(3)假如始終保持電路閉合，干電池長時(shí)間運(yùn)用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變更，導(dǎo)致試驗(yàn)誤差增大．【答案】(1)0.44(2)U-I圖線如圖1.60(1.58～1.62都算對)1.22(1.18～1.26都算對)(3)干電池長時(shí)間運(yùn)用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變更，導(dǎo)致試驗(yàn)誤差增大4．(2024·陜西八校聯(lián)考)在“測定一節(jié)干電池電動勢和內(nèi)阻”的試驗(yàn)中：(1)第一組同學(xué)利用如圖a所示的試驗(yàn)裝置測量，電壓表應(yīng)選擇量程________(選填“3V”或“15V”)，試驗(yàn)后得到了如圖b所示的UI圖象，則電池內(nèi)阻為________Ω.(電壓表、電流表均為志向電表)(2)其次組同學(xué)也利用圖a所示的試驗(yàn)裝置測量另一節(jié)干電池，初始時(shí)滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)覺滑片P向左滑過一段距離x后電流表有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖象，如圖c所示，則依據(jù)圖象可知，電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.【解析】(1)因測一節(jié)干電池的電動勢(1.5V)，故電壓表選擇量程3V；由UI圖象可讀出電動勢為1.45V，由E＝U＋I(xiàn)r可得，r＝|eq\f(1.45－1.00,0.30－0)|Ω＝1.5Ω.(2)由圖c可知當(dāng)I1＝0.15A時(shí)U1＝1.35V，當(dāng)I2＝0.30A時(shí)U2＝1.20V．依據(jù)U＝E－Ir可得，1.35V＝E－0.15A·r,1.20V＝E－0.30A·r.解得E＝1.5V，r＝1Ω.【答案】(1)3V1.5(2)1.51超重點(diǎn)5：練習(xí)運(yùn)用多用電表超重點(diǎn)5：練習(xí)運(yùn)用多用電表[考綱解讀]1.了解多用電表的構(gòu)造和原理．2.駕馭多用電表的運(yùn)用方法，會運(yùn)用多用電表測電壓、電流及電阻．3.會用多用電表探究黑箱中的電學(xué)元件.[基本試驗(yàn)要求]1.試驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個(gè)．2.試驗(yàn)步驟(1)視察：視察多用電表的外形，相識選擇開關(guān)的測量項(xiàng)目及量程．(2)機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置．若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零．(3)將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔．(4)測量小燈泡的電壓和電流．①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓．②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流．(5)測量定值電阻①依據(jù)被測電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，視察指針是否指在歐姆表的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處；②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)；③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果；④測量完畢，將選擇開關(guān)置于溝通電壓最高擋或“OFF”擋.[規(guī)律方法總結(jié)]1.運(yùn)用多用電表的留意事項(xiàng)(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，留意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入”“黑出”．(2)區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”．機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲；歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕．(3)由于歐姆擋表盤難以估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)留意乘以相應(yīng)擋位的倍率．(4)運(yùn)用多用電表時(shí)，手不能接觸表筆的金屬桿，特殊是在測電阻時(shí)，更應(yīng)留意不要用手接觸表筆的金屬桿．(5)測量電阻時(shí)待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表．(6)測電阻時(shí)每換一擋必需重新歐姆調(diào)零．(7)運(yùn)用完畢，選擇開關(guān)要置于溝通電壓最高擋或“OFF”擋．長期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取出．2.多用電表對電路故障的檢測(1)斷路故障的檢測方法①將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表運(yùn)用．a(chǎn).將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，若電壓表示數(shù)為零，說明電源損壞．b.在電源完好時(shí)，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián)．若電壓表示數(shù)等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn)．②將多用電表撥到直流電流擋作為電流表運(yùn)用，將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路．③用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路．不能用歐姆表檢測電源的狀況．(2)短路故障的檢測方法①將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路．②用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路．※考點(diǎn)一多用電表的原理、運(yùn)用及讀數(shù)1.[多用電表的原理]若一多用電表的內(nèi)部電路如圖所示，已知表頭G的內(nèi)阻為400Ω，滿偏電流為2mA；兩個(gè)電池的電動勢分別為E＝1.5V，E′＝9V．(1)若R1＝1.0Ω，R2＝99Ω，當(dāng)選擇開關(guān)置于“1”時(shí)，多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測量的最大值(量程)為________．(2)在(1)的條件下，若R5＝0.92×103Ω，R6＝9.0×103Ω，當(dāng)選擇開關(guān)置于“6”時(shí)，多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)，其測量的最大值(量程)為________．(3)當(dāng)選擇開關(guān)置于“3”時(shí)，多用電表測量的是________(選填“電流”“電壓”或“電阻”)；若要測量的是阻值為幾千歐姆的電阻，應(yīng)當(dāng)把選擇開關(guān)置于“________”．【解析】(1)當(dāng)選擇開關(guān)置于“1”時(shí)，表頭與R2串聯(lián)后與R1并聯(lián)，多用電表測量的是電流．設(shè)測量的最大值(量程)為I，則有(400Ω＋99Ω)×2×10－3A＝(I－2×10－3A)×1.0Ω，解得I＝1.0A．(2)表頭兩端電壓U0＝400×2×10－3V＝0.8V，當(dāng)選擇開關(guān)置于“6”時(shí)，表頭與R1和R2并聯(lián)，然后與R5和R6串聯(lián)，多用電表測量的是電壓．流過R5和R6的最大電流為I′＝2×10－3A＋eq\f(0.8V,1Ω＋99Ω)＝0.01A，測量的最大值(量程)為U＝I′(R5＋R6)＋U0＝100V．(3)當(dāng)選擇開關(guān)置于“3”時(shí)，多用電表測量的是電阻；若要測量的是阻值為幾千歐姆的大電阻，多用電表中值電阻應(yīng)當(dāng)為幾千歐姆，須要的電池電動勢比較大，所以應(yīng)當(dāng)把選擇開關(guān)置于4.【答案】(1)電流1.0A(2)電壓100V(3)電阻42.如圖甲為多用電表的示意圖．(1)同學(xué)甲用該多用電表測量一個(gè)阻值約為20Ω的電阻，其測量步驟如下：①調(diào)整________，使指針停在刻度盤________(選填“左端”或“右端”)的“0”位置．②將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的________(選填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)擋位．③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔，并將兩表筆短接，調(diào)整________，使指針對準(zhǔn)刻度盤________(選填“左端”或“右端”)的“0”位置．④將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為________．⑤測量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置．(2)同學(xué)乙選用“100mA”直流電流擋測量電路中的電流，若指針偏轉(zhuǎn)狀況如圖乙所示，則電路中的電流為________；同學(xué)丙選用“50V”直流電壓擋測量某兩點(diǎn)間電壓，若指針偏轉(zhuǎn)狀況如圖乙所示，則該電壓為________．【解析】(1)運(yùn)用多用電表時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，調(diào)整指針定位螺絲，使指針停在刻度盤左端的“0”位置；測量阻值約為20Ω的電阻時(shí)，要運(yùn)用歐姆擋“×1”擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將兩表筆短接，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針停在刻度盤右端的“0”位置；依據(jù)題圖乙可知，被測電阻的阻值為19Ω.(2)用“100mA”的直流電流擋測電流時(shí)，讀數(shù)為44mA，用“50V”直流電壓擋測量某兩點(diǎn)間電壓時(shí)，讀數(shù)應(yīng)為22.0V．【答案】(1)①指針定位螺絲左端②×1③歐姆調(diào)零旋鈕右端④19Ω(2)44mA22.0V3.(2024·高考全國卷Ⅲ)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．(1)圖(a)中的A端與________(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的運(yùn)用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號)．A.在運(yùn)用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.運(yùn)用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.運(yùn)用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)依據(jù)題給條件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝________Ω.(4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”連接的，則多用電表讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“3”連接的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”連接的，則讀數(shù)為________．(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)【解析】(1)A端與電池正極相連，電流從A端流出，A端與黑表筆相連．(2)運(yùn)用多用電表前，應(yīng)機(jī)械調(diào)零，即應(yīng)調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指在表盤左端電流“0”位置，與R6無關(guān)，選項(xiàng)A錯；運(yùn)用歐姆擋時(shí)，須要紅、黑表筆短接，使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B對；運(yùn)用電流擋時(shí)，B端與“1”或“2”相連，與R6無關(guān)，C錯．(3)B端與“1”“2”相連時(shí)，該多用電表擋位分別為直流2.5mA擋、直流1mA擋，如圖a所示，由電表的改裝原理可知，B端與“2”相連時(shí)，有I2＝IG＋eq\f(IGrG,R1＋R2)，解得R1＋R2＝160Ω；B端與“4”相連時(shí)，如圖b所示，多用電表為直流電壓1V擋，表頭并聯(lián)部分電阻R0＝eq\f(IGrG,I2)，R4＝eq\f(U4,I2)－R0＝880Ω.(4)B端與“1”相連時(shí)，電表讀數(shù)為1.47mA；B端與“3”相連時(shí)，多用電表為歐姆×100Ω擋，讀數(shù)為11.0×100Ω＝1.10×103Ω；B端與“5”相連時(shí)，多用電表為直流電壓5V擋，讀數(shù)為2.94V．【答案】(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.94V題組突破訓(xùn)練題組突破訓(xùn)練1．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)果如圖甲和乙所示．該工件的直徑為______cm，高度為________mm.【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝主尺讀數(shù)＋游標(biāo)尺讀數(shù)：12mm＋4×0.05mm＝12.20mm＝1.220cm.螺旋測微器讀數(shù)＝固定刻度＋可動刻度：6.5mm＋36.2×0.01mm＝6.862mm.【答案】1.2206.862(6.861～6.863均正確)2．分別讀出下表中的電壓表和電流表的示數(shù)，并填在表格中.電表所選量程測量值0～3V0～15V0～3A0～0.6A【解析】0～3V的最小分度為0.1V，讀數(shù)為2.17V；0～15V的最小分度為0.5V，讀數(shù)為10.8V；0～3A的最小分度為0.1A，讀數(shù)為0.80A；0～0.6A的最小分度為0.02A，讀數(shù)為0.16A.【答案】2.17(2.15～2.19均可)V10.8(10.6～10.9均可)V0．80(0.79～0.81均可)A0.16A3．一個(gè)未知電阻，無法估計(jì)其電阻值，某同學(xué)用伏安法測量此電阻，用如圖所示甲、乙兩種電路各測一次，用圖甲測得的數(shù)據(jù)是3.0V,3.0mA.用圖乙測得的數(shù)據(jù)是2.9V，4.0mA.由此可知，用圖____________測得Rx的誤差較小，測量值Rx＝____________.【解析】對比兩次測量中電壓和電流的變更量，電壓的變更量為原電壓的eq\f(1,30)，電流的變更量為原電流的eq\f(1,3)，說明電壓的變更量遠(yuǎn)小于電流的變更量．因此，電流表分壓不明顯，即電流表內(nèi)阻RA?Rx，所以采納圖甲測量時(shí)誤差較小，且Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.0,3.0×10－3)Ω＝1000Ω.【答案】甲1000Ω4．為測量“12V,5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，給定了以下器材：電源：12V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表：量程0～0.6A、0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω；電壓表：量程0～3V、0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ；滑動變阻器：0～20Ω，允許最大電流1A；開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．試驗(yàn)要求加在小燈泡上的電壓可從零起先調(diào)整．(1)以下四個(gè)電路圖你認(rèn)為最合適的是________．(2)在本試驗(yàn)中，電流表的量程可選____________．【解析】(1)C與D電路圖不符合電壓從零起先調(diào)整的要求．小燈泡的電阻RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(122,5)Ω＝28.8Ω，eq\f(RL,RA)＝144，eq\f(RV,RL)＝520.8，由于eq\f(RL,RA)<eq\f(RV,RL)，故電流表應(yīng)采納外接法，應(yīng)選A.(2)小燈泡的額定電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,12)A≈0.4A，故電流表量程可選0～0.6A.【答案】(1)A(2)0～0.6A5．圖甲為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路．(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為1mA；R1和R2為阻值固定的電阻．若運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱，電表量程為3mA；若運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱，電表量程為10mA.由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.(2)現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為150Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對改裝電表的3mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA.電池的電動勢為1.5V，內(nèi)阻忽視不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300Ω和1000Ω；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750Ω和3000Ω.則R0應(yīng)選用阻值為________Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為________Ω的滑動變阻器．(3)若電阻R1和R2中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖乙的電路可以推斷出損壞的電阻．圖乙中的R′為愛護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖甲虛線框內(nèi)的電路，則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱________(選填“b”或“c”)相連．推斷依據(jù)是_______________________．【解析】(1)若運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱，則有eq\f(IgRg,R1＋R2)＝I1－Ig.若運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱，則有eq\f(IgRg＋R2,R1)＝I2－Ig，解得R1＝15Ω，R2＝35Ω.(2)3mA的改裝電表的內(nèi)阻為R內(nèi)＝eq\f(IgRg,Iab)＝eq\f(100,3)Ω，若R0選1000Ω，則最大電流小于1.5mA，取不到3mA，故R0選300Ω.若R選750Ω，電路中串聯(lián)的最大電阻Rmax＝R內(nèi)＋RA＋R0＋R≈1233.3Ω＜eq\f(1.5V,0.5mA)＝3000Ω，故R選3000Ω.(3)選c，若電流表有示數(shù)，則表示R1損壞，若電流表無示數(shù)，則表示R2損壞；若選b，則電流表肯定有示數(shù)，故無法推斷．【答案】(1)1535(2)3003000(3)c見解析6．現(xiàn)有一合金制成的圓柱體．為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度．螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示．(1)由圖(a)(b)讀得圓柱體的直徑為________mm，長度為________cm.(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________.【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm；游標(biāo)卡尺讀數(shù)為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm.(2)由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)知，eq\f(U,I)＝ρeq\f(L,π\(zhòng)f(D,2)2)，得ρ＝eq\f(πD2U,4IL).【答案】(1)1.844(1.842～1.846)4.240(2)eq\f(πD2U,4IL)7．在“測定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5Ω，電流表A內(nèi)阻約為1Ω，為了減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖甲中________(選填“a”或“b”)為該試驗(yàn)的電路圖，并按所選擇的電路圖把實(shí)物圖乙用導(dǎo)線連接起來．【解析】因A的內(nèi)阻不能滿意遠(yuǎn)小于Rx，電流表應(yīng)外接，故選圖b.實(shí)物連接如圖所示．【答案】b實(shí)物圖連接見解析8．(2024·河南六市一聯(lián))某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測定金屬絲電阻率的試驗(yàn)電路如圖所示．a(chǎn)b是一段粗細(xì)勻稱的金屬電阻絲，R0是阻值為6Ω的愛護(hù)電阻，學(xué)生電源的輸出電壓為10V，電流表可視為志向電表．(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖所示，其直徑為________mm.(2)先接通電源，后閉合開關(guān)，發(fā)覺電流表的示數(shù)為零，利用多用電表檢查故障(電路中故障只有一處)，先將選擇開關(guān)旋至直流電壓擋，測得各點(diǎn)間的電壓如下表格.e、d間電壓e、c間電壓e、b間電壓e、a間電壓e、h間電壓0V10V10V10V10V由此可以推斷電路發(fā)生的故障是________．(3)解除故障后進(jìn)行試驗(yàn)，閉合開關(guān)K，調(diào)整線夾的位置，記錄金屬電阻絲ab接入電路的長度L和對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，依據(jù)得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了eq\f(1,I)-L圖象．由圖象和測得的數(shù)據(jù)可估算出該金屬絲的電阻率為________Ω·m.(π取3，保留一位有效數(shù)字)(4)若電流表不能視為志向電表，考慮電流表的電阻，則電阻率的測量值________真實(shí)值．(選填“大于”“等于”或“小于”)．【解析】(1)直徑d＝0.5mm＋40.0×0.01mm＝0.900mm.(2)因e、c間電壓為10V，而e、d間電壓為0V，則可推斷發(fā)生的故障是c、d間斷路．(3)由歐姆定律有I＝eq\f(U,R0＋RL)，又RL＝ρeq\f(L,S)，S＝π(eq\f(d,2))2，得eq\f(1,I)＝eq\f(4ρ,πd2U)L＋eq\f(R0,U)，再結(jié)合圖象得出eq\f(4ρ,πd2U)＝1.0A－1·m－1，解得ρ＝6×10－6Ω·m.(4)若考慮電流表內(nèi)阻，則由歐姆定律有I＝eq\f(U,R0＋RA＋RL)，又RL＝ρeq\f(L,S)，S＝π(eq\f(d,2))2，得eq\f(1,I)＝eq\f(4ρ,πd2U)L＋eq\f(R0＋RA,U)，可知電流表內(nèi)阻對電阻率的測量值沒有影響．【答案】(1)0.900(±0.001均可)(2)c、d間斷路(3)6×10－6(4)等于9．有一根瘦長而勻稱的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω，橫截面如圖甲所示．(1)用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，金屬管線的外徑為________mm.(2)現(xiàn)有如下器材：A．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)B．電流表(量程3A，內(nèi)阻約為0.03Ω)C．電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ)D．滑動變阻器(1000Ω，0.3A)E．滑動變阻器(15Ω，3A)F．蓄電池(6V，內(nèi)阻很小)G．開關(guān)，帶夾子的導(dǎo)線若干試驗(yàn)采納限流式接法，請將圖丙所示的實(shí)際測量電路補(bǔ)充完整．電路中的電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________(只填代號字母)．(3)已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形態(tài)不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還須要精確測量的物理量是________(所測物理量用字母表示并用文字說明)，計(jì)算中空部分截面積的表達(dá)式為S＝________.【解析】(1)螺旋測微器的讀數(shù)等于0.5mm＋0.01×40.0mm＝0.900mm.(2)電路中的最大電流大約為I＝eq\f(6,6)A＝1A，若用3A量程誤差太大，所以電流表選擇A；待測電阻較小，若選用大電阻滑動變阻器，測量誤差較大，所以滑動變阻器選擇E.待測電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表實(shí)行外接法．滑動變阻器采納限流式接法．(3)還須要測量的物理量是管線長度L，依據(jù)R＝ρeq\f(L,S實(shí))，得S實(shí)＝eq\f(ρL,R)，則中空部分的截面積S＝eq\f(πd2,4)－eq\f(ρL,R).【答案】(1)0.900(2)如圖所示AE(3)管線長度Leq\f(πd2,4)－eq\f(ρL,R)10．電流表A1的量程為0～200μA、內(nèi)電阻約為500Ω，現(xiàn)要測其內(nèi)阻，除若干開關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下：電流表A2：與A1規(guī)格相同；滑動變阻器R1：阻值0～20Ω；電阻箱R2：阻值0～9999Ω；愛護(hù)電阻R3：阻值約為3kΩ；電源：電動勢E約1.5V、內(nèi)阻r約2Ω.(1)如圖所示，某同學(xué)想用替代法測量電流表內(nèi)阻，他設(shè)計(jì)了部分測量電路，在此基礎(chǔ)上請你將滑動變阻器接入電路中，使試驗(yàn)可以完成．(2)電路補(bǔ)充完整后，請你完善以下測量電流表A1內(nèi)電阻的試驗(yàn)步驟．a(chǎn)．先將滑動變阻器R1的滑動端移到使電路平安的位置，再把電阻箱R2的阻值調(diào)到________(選填“最大”或“最小”)．b．閉合開關(guān)S1、S，調(diào)整滑動變阻器R1，使兩電流表的指針在滿偏旁邊，記錄電流表A2的示數(shù)I.c．?dāng)嚅_S1，保持S閉合、R1不變，再閉合S2，調(diào)整電阻箱R2，使電流表A2的示數(shù)________，讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)R2，則電流表A1內(nèi)阻r＝________.【解析】(1)滑動變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測電流表內(nèi)阻，因此必需采納分壓接法．(2)a.試驗(yàn)前R2應(yīng)當(dāng)調(diào)整到最大，以保證電表平安；c.替代法最簡潔的操作是讓A2示數(shù)不變，則可干脆從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值．【答案】(1)如圖所示(2)a.最大c．再次為I(或仍為I)R211．某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變更，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變更的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”．現(xiàn)用如圖所示的電路探討某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變更范圍為幾歐到幾十歐，試驗(yàn)室中有下列器材：電源E(3V，內(nèi)阻約為1Ω)電流表A1(0.6A，內(nèi)阻r1＝5Ω)電流表A2(0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)定值電阻R0(1)為了比較精確測量電阻Rx，請完成電路圖中虛線框內(nèi)的部分．(2)在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開關(guān)K，登記電表讀數(shù)，得Rx＝________.(3)變更力的大小，得到不同的Rx值．然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并變更力的大小，得到不同的Rx值，最終繪成圖象如圖所示．除視察到電阻Rx的阻值隨壓力F增大而勻稱減小外，還可得到的結(jié)論是：____________________________________________.當(dāng)F豎直向下時(shí)可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝________.(4)定值電阻R0應(yīng)選用()A．1Ω B．5ΩC．10Ω D．20Ω【解析】由于電流表A1內(nèi)阻已知，故用電流表A1作為電壓表運(yùn)用，電流表A2連在干路上，即可測出Rx的電阻值；從圖象可以看出壓力方向變更時(shí)，其阻值不變，其電阻與壓力關(guān)系為一次