2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題整合 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)訓(xùn)練.doc

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第2講　電學(xué)實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)一　電學(xué)基本儀器的使用 1．電流表、電壓表、歐姆表的比較 儀器 極性 量程選擇 讀數(shù) 電流表 有正、負(fù)極的電表，電流由電表的正極流入，負(fù)極流出 使指針指示超過(guò)滿偏刻度的的位置 3 V和3 A量程估讀到最小分度的1/10；15 V量程估讀到最小分度的1/5；0.6 A量程估讀到最小分度的1/2 電壓表 歐姆表 使指針盡量指在表盤的中間位置左右 表盤讀數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率 2.使用多用電表應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)電流的流向 由于使用多用電表時(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，所以使用歐姆擋時(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)要區(qū)分開“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)” “機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置。調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。 (3)選倍率 測(cè)量前應(yīng)根據(jù)估計(jì)阻值選用適當(dāng)?shù)膿跷弧Ｓ捎跉W姆擋刻度的非線性，使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，表頭指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小都有較大誤差。通常只使用表盤中間一段刻度范圍，指針偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測(cè)量的有效范圍。如當(dāng)待測(cè)電阻約為2 kΩ時(shí)，應(yīng)采用“100”擋。 　(2017全國(guó)卷Ⅲ)圖6－2－1甲為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)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250 μA，內(nèi)阻為480 Ω。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1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆100 Ω擋。 圖6－2－1 (1)圖甲中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用，下列說(shuō)法正確的是________________(填正確答案標(biāo)號(hào))。 A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置 B．使用歐姆擋時(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．使用電流擋時(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)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝______ Ω，R4＝______ Ω。 (4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖乙所示。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)與歐姆表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。 (2)R6是可變電阻，它的作用就是歐姆表調(diào)零的作用，也就是使用歐姆擋時(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。 (3)換擋開關(guān)接2時(shí)，是量程較小的電流表，所以R1＋R2＝＝160 Ω 換擋開關(guān)接4時(shí)，是量程較小的電壓表，這時(shí)表頭與R1、R2并聯(lián)組成新表頭，新表頭的內(nèi)阻r＝＝120 Ω，新表頭的量程是1 mA，所以R4＝ －r＝ Ω－120 Ω＝880 Ω。 (4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，此時(shí)多用電表是量程為2.5 mA的電流表，則多用電表讀數(shù)為1.47 mA；若此時(shí)B端是與“3”相連的，此時(shí)多用電表是歐姆100 Ω擋，則讀數(shù)為11.0100 Ω＝1.10103 Ω；若此時(shí)B端是與“5”連的，此時(shí)多用電表是量程為5 V的電壓表，則讀數(shù)為2.95 V。 [答案]　(1)黑　(2)B　(3)160　880　(4)1.47 mA　1.10103 Ω　2.95 V [規(guī)律總結(jié)] 多用電表使用“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200 Ω，就應(yīng)該選“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或交流電壓最高擋。 特別注意：用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太大)，應(yīng)該適當(dāng)增大倍率重新調(diào)零后再測(cè)量；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅臍W姆刻度值太小)，應(yīng)該適當(dāng)減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)量。 【題組突破】 1．如圖6－2－2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。 圖6－2－2 (1)若使用的是0～3 V量程的電壓表，讀數(shù)為________ V，若使用的是0～15 V量程的電壓表，讀數(shù)為________ V。 (2)若使用的是0～0.6 A量程的電流表，讀數(shù)為________ A。若使用的是0～3 A量程的電流表，讀數(shù)為________ A。 解析　對(duì)于電壓表，當(dāng)選取0～3 V量程時(shí)，每小格為0.1 V，讀數(shù)為1.68 V，當(dāng)選取0～15 V量程時(shí)，每小格為0.5 V，讀數(shù)為8.4 V；對(duì)于電流表，當(dāng)選取0～0.6 A量程時(shí)，每小格為0.02 A，讀數(shù)為0.46 A，當(dāng)選取0～3 A量程時(shí)，每小格為0.1 A，讀數(shù)為2.30 A。 答案　(1)1.68(1.67～1.69均正確)　8.4(8.3亦可)　(2)0.46　2.30(2.29～2.31均正確。) 2．如圖6－2－3所示為多用電表的刻度盤，若選用倍率為“100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí)，表針指示如圖6－2－3所示，則： 圖6－2－3 (1)所測(cè)電阻的阻值為________Ω。如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0104 Ω的電阻，為了使測(cè)量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是________(選填“10”、“100”或“1 k”)。 (2)用此多用電表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為________mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為________mA。 (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測(cè)電壓為________V。 解析　(1)歐姆表讀數(shù)：對(duì)應(yīng)最上一行刻度值為15，倍率為“100”，讀數(shù)為1.5103 Ω；測(cè)2.0104 Ω電阻時(shí)應(yīng)選“1 k”的歐姆擋。 (2)選50 mA直流電流擋，則每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，測(cè)量的精確度為1 mA，應(yīng)估讀到0.1 mA(此時(shí)為估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為30.8 mA；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA，測(cè)量的精確度為5 mA，應(yīng)估讀到1 mA(此時(shí)為估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為154 mA。 (3)選擇10 V電壓擋，則每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，測(cè)量的精確度為0.2 V，應(yīng)估讀到0.1 V(此時(shí)應(yīng)為估讀)，指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為6.2 V。 答案　(1)1.5103　1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正確)　154　(3)6.2 考點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)電路的選擇 一、滑動(dòng)變阻器的使用 1．滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的比較 　　方式 內(nèi)容　　 限流接法 分壓接法 對(duì)比 說(shuō)明 電路圖 串、并聯(lián)關(guān)系不同 負(fù)載R上電 壓調(diào)節(jié)范圍 ≤U≤E 0≤U≤E 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 負(fù)載R上電 流調(diào)節(jié)范圍 ≤I≤ 0≤I≤ 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大 閉合S前 觸頭位置 b端 a端 都為了保護(hù)負(fù)載 2.滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的選擇 ①當(dāng)題中要求負(fù)載上電壓或電流從零開始調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)采用分壓式接法； ②當(dāng)題中要求測(cè)量精確度高且調(diào)節(jié)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； ⑤兩種接法均可使用時(shí)，優(yōu)先用限流式接法(節(jié)能)。 二、電流表內(nèi)、外接法的比較與選擇 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 誤差原因 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)＝＝RA＋Rx＞Rx，測(cè)量值偏大 R測(cè)＝＝＜Rx，測(cè)量值偏小 適用條件 Rx?RA　大電阻 Rx?RV　小電阻 2.選擇電流表內(nèi)、外接的方法 內(nèi)接法 外接法 計(jì)算法 ＞或Rx＞ ＜或Rx＜ 試觸法 若不知Rx的大概阻值，可采用“試觸法”，將電路如圖所示連接，空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下 若電流表“相對(duì)變化”明顯，說(shuō)明電壓表分流作用較大，采用內(nèi)接法 若電壓表“相對(duì)變化”明顯，說(shuō)明電流表分壓作用較大，采用外接法 　(2018鄭州模擬)某興趣小組用“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)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5 Ω，實(shí)驗(yàn)室中有以下供選擇的器材： A．電池組(3 V，內(nèi)阻約1 Ω) B．電流表A1(0～3 A，內(nèi)阻0.012 5 Ω) C．電流表A2(0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.125 Ω) D．電壓表V1(0～3 V，內(nèi)阻4 kΩ) E．電壓表V2(0～15 V，內(nèi)阻15 kΩ) F．滑動(dòng)變阻器R1(0～20 Ω，允許最大電流1 A) G．滑動(dòng)變阻器R2(0～2 000 Ω，允許最大電流0.3 A) H．開關(guān)，導(dǎo)線若干 (1)為了實(shí)驗(yàn)電路更節(jié)能，且測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)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)。 圖6－2－4 (3)若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖6－2－4，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3 V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D； 由I＝可知電路中最大電流約為0.5 A，則電流表選C； 為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F。 (2)電源電壓為3 V，由I＝可知電路中最大電流約為0.5 A，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，由Rx＜，電流表采用外接法，電路如圖所示： (3)主尺上讀數(shù)為0.5 mm，螺旋尺上讀數(shù)為45.00.01 mm，兩者和為0.950 mm。 (4)由電阻定律：R＝ρ 而S＝π()2 得：L＝。 [答案]　(1)C　D　F　(2)見(jiàn)解析圖　(3)0.950　(4) [規(guī)律總結(jié)] 電路選擇的原則 1．安全性原則 選用儀器組成電路，首先要保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。例如通過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不得超過(guò)其量程，滑動(dòng)變阻器、被測(cè)電阻不得超過(guò)其額定電流。 2．精確性、方便性原則 “精確”是指選用儀器組成實(shí)驗(yàn)電路時(shí)要盡可能減小測(cè)量誤差，提高精確度。 “方便”是指實(shí)驗(yàn)中便于調(diào)節(jié)控制，便于讀數(shù)。 3．運(yùn)用儀器少，耗電少原則。 【題組突破】 1．(2018鄭州質(zhì)檢)在探究小燈泡的伏安特性時(shí)，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5 V 0.6 W”字樣，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有： A．電流表A1(內(nèi)阻約為5 Ω、量程為0～25 mA) B．電流表A2(內(nèi)阻約為1 Ω 、量程為0～300 mA) C．電壓表V1(內(nèi)阻約為5 kΩ、量程為0～3 V) D．電壓表V2(內(nèi)阻約為15 kΩ、量程為0～15 V) E．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10 Ω、額定電流為0.6 A) F．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為1 000 Ω、額定電流為0.2 A) G．穩(wěn)壓電源E(電動(dòng)勢(shì)為9.0 V、內(nèi)阻可忽略) H．開關(guān)一個(gè)、定值電阻若干、導(dǎo)線若干 由以上信息回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)的電路圖如圖6－2－5甲所示。為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，該實(shí)驗(yàn)所用的電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器應(yīng)分別為________(選填器材前的字母)。為保護(hù)滑動(dòng)變阻器和燈泡，應(yīng)在電路中串聯(lián)的定值電阻R0合適的電阻值應(yīng)為________(選填“1 Ω”、“10 Ω”、“30 Ω”、“100 Ω”)。 (2)請(qǐng)確定測(cè)量電路中電壓表右側(cè)導(dǎo)線的正確位置后，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物完整連接起來(lái)。 圖6－2－5 (3)連接好電路后，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，并通過(guò)計(jì)算機(jī)描繪了該小燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示。若將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后直接接在電動(dòng)勢(shì)E＝3 V、內(nèi)阻r＝5 Ω的電源上，每個(gè)小燈泡所消耗的實(shí)際功率為________W。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 解析　(1)由小燈泡的標(biāo)稱可知，其額定電流為I＝＝ A＝0.24 A＝240 mA，即電流表應(yīng)選B，電壓表應(yīng)選C，滑動(dòng)變阻器以分壓式接入電路，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的，即選擇E，由于電源的電動(dòng)勢(shì)為9.0 V，為了保護(hù)電路，定值電阻應(yīng)選擇10 Ω。(2)電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小燈泡的電阻值，測(cè)量電路部分應(yīng)選擇電流表外接，即接在a點(diǎn)，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接，如答圖甲所示。(3)設(shè)每只燈泡加上的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I，在閉合電路中，E＝U＋2Ir，則U＝E－2Ir＝3－10I，即I＝－，在題圖丙坐標(biāo)系內(nèi)作出I－U圖像如答圖乙所示，由圖像可知，兩圖像交點(diǎn)坐標(biāo)為U＝1.2 V、I＝0.18 A，每只燈泡的實(shí)際功率P′＝UI＝1.20.08 W≈0.22 W。 答案　(1)B、C、E　10 Ω　(2)如答圖甲　(3)0.22 2．實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì) 電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)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)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： 待測(cè)電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約為3 000 Ω)，電阻箱R0(最大阻值為99 999.9 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 Ω，額定電流2 A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6 V，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。 圖6－2－6 (2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，RV′________RV(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)節(jié)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)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(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(jiàn)解析 考點(diǎn)三　數(shù)據(jù)處理與實(shí)物連接 　(2018全國(guó)卷Ⅲ)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖6－2－7所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0 Ω)；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(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)： (1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a)，將圖(b)中實(shí)物連線； 圖6－2－7 (2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)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(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2； (4)待測(cè)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)： 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值，求得Rx＝______ Ω。(保留1位小數(shù)) [解析]　本題考查測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)。 (1)實(shí)驗(yàn)連線如圖所示 (4)將開關(guān)S2擲于1端，可測(cè)得流經(jīng)R0的電流為，將開關(guān)S2擲于2端，可測(cè)得流經(jīng)R0和Rx的電流為。由于V可視為理想電壓表，對(duì)電路沒(méi)有影響，則兩種情況下，電流相等，即＝，解得：Rx＝R0。 (6)根據(jù)所給數(shù)據(jù)，計(jì)算的平均值為3.41，且R0＝20.0 Ω，則Rx＝(3.41－1)20.0 Ω＝48.2 Ω。 [答案]　(1)圖見(jiàn)解析　(4)(－1)R0　(6)48.2 【題組突破】 1．(2017全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用如圖6－2－8(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€(gè)滑動(dòng)變阻器R1，R2(其中一個(gè)阻值為20 Ω，另一個(gè)阻值為2 000 Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω)；電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V)；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。 　 圖6－2－8 (2)完成下列填空： ①R1的阻值為________ Ω(填“20”或“2 000”) ②為了保護(hù)微安表，開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的________端(填“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。 ③將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，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(shuō)明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)________(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)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 Ω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)選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，即R1的電阻為20 Ω，為了保護(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)節(jié)D的位置，使閉合S2前后微安表的示數(shù)不變，說(shuō)明閉合后S2中沒(méi)有電流通過(guò)，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)現(xiàn)將R2的阻值置于2 601 .0 Ω時(shí)，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變，說(shuō)明＝，則解得RμA＝2 550 Ω。 (3)要提高測(cè)量微安表內(nèi)阻的精度，可調(diào)節(jié)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)①20　②左?、巯嗟取、? 550 (3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程 2．(2018江蘇單科)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)如圖6－2－9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(shí)的實(shí)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。 圖6－2－9 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 A－1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙6－2－10圖上作出R－關(guān)系圖像。 由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為______ V；內(nèi)阻為______ Ω。 圖6－2－10 (3)為了得到更準(zhǔn)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100 mV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0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如圖6－2－11所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為______ V；內(nèi)阻應(yīng)為______ Ω。 圖6－2－11 解析　本題考查測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)在連接電路過(guò)程中，要求開關(guān)處于斷開狀態(tài)；在閉合開關(guān)前，要求電阻箱接入電路的電阻最大。 (2)依照表中數(shù)據(jù)，描點(diǎn)連線。如答案圖所示。由閉合電路歐姆定律可得I＝，整理可得R＝E－r，與圖像對(duì)應(yīng)，則E＝1.4 V，r＝1.2 Ω。 (3)由題圖可知電壓表的讀數(shù)為66 mV，由歐姆定律可得電流表的內(nèi)阻r′＝U/I＝0.2 Ω，則由閉合電路歐姆定律可得I＝，整理可得R＝E－(r＋r′)，與圖像對(duì)應(yīng)，則E＝1.4 V，r＝1.0 Ω。 答案　(1)①開關(guān)未斷開；②電阻箱阻值為零。 (2)如圖所示　1.4(1.30～1.44都算對(duì))　1.2(1.0～1.4都算對(duì)) (3)1.4[結(jié)果與(2)問(wèn)第一個(gè)空格一致]　1.0[結(jié)果比(2)問(wèn)第二個(gè)空格小0.2] 考點(diǎn)四　電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì) 1．對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，要注意以下問(wèn)題 (1)在解決設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意條件的充分利用，如對(duì)于給定確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當(dāng)作電流表使用。電流表也可當(dāng)作電壓表使用，利用這一特點(diǎn)，可以拓展伏安法測(cè)電阻的方法，如伏伏法、安安法等。 (2)對(duì)一些特殊電阻的測(cè)量，如電流表或電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，電路設(shè)計(jì)有其特殊性。即首先要注意到其自身電阻對(duì)電路的影響，其次要充分利用其“自報(bào)電流或自報(bào)電壓”的功能，因此在測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí)無(wú)需另并聯(lián)電壓表，測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)無(wú)需再串聯(lián)電流表。 2．解決電學(xué)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)常用的方法 轉(zhuǎn)換法 將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，然后再求待測(cè)物理量的值的方法叫轉(zhuǎn)換測(cè)量法(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)換法)。如在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，雖然無(wú)法直接測(cè)量電阻率，但可通過(guò)測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑，并將金屬絲接入電路測(cè)出其電阻，然后再計(jì)算出它的電阻率 替代法 用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的已知量替代被測(cè)量，通過(guò)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)恢復(fù)到替代前的狀態(tài)。則被測(cè)量等于標(biāo)準(zhǔn)量 控制變量法 研究一個(gè)物理量與其他幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，要使其中的一個(gè)或幾個(gè)物理量不變，分別研究這個(gè)物理量與其他各物理量的關(guān)系，然后再歸納總結(jié)。如探究電阻的決定因素實(shí)驗(yàn) 　國(guó)標(biāo)(GB/T)規(guī)定自來(lái)水在15 ℃時(shí)電阻率應(yīng)大于13 Ωm。某同學(xué)利用圖6－2－12所示電路測(cè)量15 ℃自來(lái)水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門K，以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有：電源(電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻可忽略)，電壓表V1(量程為3 V，內(nèi)阻很大)，電壓表V2(量程為3 V，內(nèi)阻很大)，定值電阻R1(阻值4 kΩ)，定值電阻R2(阻值2 kΩ)，電阻箱R(最大阻值9 999 Ω)，單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。 圖6－2－12 實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d； B．向玻璃管內(nèi)注滿自來(lái)水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度L； C．把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)； D．把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R； E．改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D，記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R； F．?dāng)嚅_S，整理好器材。 圖6－2－13 (1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖6－2－13甲圖所示，則d＝________mm。 (2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻Rx的表達(dá)式為：Rx＝________。(用R1、R2、R表示) (3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖6－2－13乙圖所示的R－關(guān)系圖像。自來(lái)水的電阻率ρ＝________Ωm。(保留兩位有效數(shù)字) (4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將________。(填“偏大”、“不變”或“偏小”) [解析]　(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，玻璃管內(nèi)徑d＝30 mm＋00.05 mm＝30.00 mm。 (2)把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)，得到通過(guò)水柱的電流I1＝。由閉合電路歐姆定律，E＝U＋Rx；把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R，得到該支路的電流I2＝。由閉合電路歐姆定律，E＝U＋R2，聯(lián)立解得： Rx＝。 (3)由電阻定律Rx＝，Rx＝，聯(lián)立解得：R＝。R－關(guān)系圖像斜率k＝400 Ωm，又k＝，S＝，解得：ρ＝＝14 Ωm。 (4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則通過(guò)水柱的電流I1大于測(cè)量值，則Rx＜R2，得到Rx＜，即自來(lái)水電阻測(cè)量值偏大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大。 [答案]　(1)30.00　(2)　(3)14　(4)偏大 【題組突破】 1．(2018阜陽(yáng)一模)某同學(xué)利用兩個(gè)電流傳感器(相當(dāng)于理想電流表)和定值電阻R0＝2 kΩ以及滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電池，設(shè)計(jì)了如圖6－2－14所示的電路測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該同學(xué)測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示： 次數(shù) 1 2 3 4 5 I1/mA 1.35 1.30 1.20 1.10 1.05 I2/A 0.30 0.40 0.60 0.80 0.90 表中，I1和I2分別是通過(guò)電流傳感器1和2的電流。該電流的值通過(guò)數(shù)據(jù)采集器輸入到計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)對(duì)原電路的影響可忽略。 圖6－2－14 (1)在圖b中繪出I1－I2圖線； (2)由I1－I2圖線得出，被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)為______V，內(nèi)阻為______Ω。(保留兩位有效數(shù)字) 解析　(1)根據(jù)描點(diǎn)法可得出相對(duì)應(yīng)的圖像如圖所示。 (2)由題圖a利用閉合電路歐姆定律可得 I1R0＝E－(I1＋I(xiàn)2)r 變形可得 I1＝－I2 則由圖像可知，＝1.510－3， ＝10－3＝0.510－3， 解得E＝3.0 V，r＝1.0 Ω。 答案　(1)圖見(jiàn)解析　(2)3.0　1.0 2．在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，某課題研究小組收集到數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品的一些舊電池以及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容、電感線圈等電子元件?，F(xiàn)從這些材料中選取兩個(gè)待測(cè)元件，一是電阻R0(約為2 kΩ)，二是手機(jī)中常用的鋰電池(電動(dòng)勢(shì)E標(biāo)稱值為3.7 V，允許最大放電電流為500 mA)。在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材： A．電壓表V(量程4 V，電阻Rv約為4.0 kΩ) B．電流表A1(量程500 mA，內(nèi)阻不計(jì)) C．電流表A2(量程2 mA，內(nèi)阻不計(jì)) D．滑動(dòng)變阻器R1(0～2 kΩ，額定電流0.1 A) E．電阻箱R2(0～999.9 Ω) F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干。 (1)為了測(cè)定電阻R0的阻值，小組的一位成員設(shè)計(jì)了如圖6－2－15甲所示的電路原理圖，所選取的相應(yīng)器材(電源用待測(cè)的鋰電池)均標(biāo)在圖上，其器材選取中有不妥之處。你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？ 　 圖6－2－15 (2)如果在實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R1、電壓表V已損壞，請(qǐng)用余下的器材測(cè)量鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。 ①畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(標(biāo)注所用器材符號(hào))； ②該課題研究小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)，然后通過(guò)作出如圖乙所示的線性圖線處理數(shù)據(jù)，則電源電動(dòng)勢(shì)為________V，內(nèi)阻為________Ω。 解析　(1)由I＝可得I＝ A＝1.85 mA。據(jù)此可知電流表不能選A1而應(yīng)選A2。 (2)①電壓表?yè)p壞后，R0兩端的電壓不能測(cè)定；R1損壞后就不能再調(diào)節(jié)電路中的電阻，這時(shí)電流表，仍能測(cè)定電路中的電流，可選用電阻箱R2來(lái)調(diào)節(jié)電路中的電阻，進(jìn)而作出R－圖線，實(shí)現(xiàn)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示。②根據(jù)I＝可得R＝E－r。可見(jiàn)在R－圖線上，斜率等于電動(dòng)勢(shì)E，則E＝3.5 V；縱軸上的截距為－r，則r＝7 Ω。 答案　(1)用A2替換A1 　(2)①圖見(jiàn)解析?、?.5　7 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表?？蛇x用的器材有：微安表頭(量程100 μA，內(nèi)阻900 Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9 Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99 999.9 Ω)；導(dǎo)線若干。 要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋?；卮鹣铝袉?wèn)題。 (1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱。 圖6－2－16 (2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝______ Ω，R2＝______ Ω。(保留到個(gè)位) 解析　(1)微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻，電流表改裝成一個(gè)電壓表需要串聯(lián)一個(gè)大電阻，所以并聯(lián)的電阻箱應(yīng)為R1，串聯(lián)的電阻箱應(yīng)為R2，電路如答圖所示。如圖所示。 (2)微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻R1＝＝100 Ω，電流表改裝成一個(gè)電壓表應(yīng)串聯(lián)一個(gè)大電阻R2＝＝2 910 Ω。 答案　(1)如圖所示 (2)100　2 910 2．(2018銀川模擬)某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”?，F(xiàn)用如下圖6－2－17所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)。已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材： A．電源E(3 V，內(nèi)阻約為1 Ω) B．電流表A1(0～0.6 A，內(nèi)阻r1約為1 Ω) C．電流表A2(0～0.6 A，內(nèi)阻r2＝5 Ω) D．開關(guān)S，定值電阻R0 圖6－2－17 (1)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值，請(qǐng)完成虛線框內(nèi)的電路圖的設(shè)計(jì)。 (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)S，記下電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，得Rx＝________(用字母表示)。 (3)改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值，最后繪成的圖像如上圖6－2－17所示。當(dāng)F豎直向下(設(shè)豎直向下為正方向)時(shí)，可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝____________。(各物理量單位均為國(guó)際單位) (4)定值電阻R0的阻值應(yīng)該選用________。 A．1 Ω　　　　B．5 Ω　　　　C．10 Ω　　　　D．20 Ω 解析　(1)由于題目中沒(méi)有電壓表，為了比較準(zhǔn)確測(cè)量電阻Rx的阻值，由于知道電流表A2的阻值，所以用電流表A2的作為電壓表使用，電流表A1連在干路上即可求出電阻Rx的阻值。電路圖如圖所示 (2)根據(jù)串并聯(lián)和歐姆定律得：I2r2＝(I1－I2)Rx，解得： Rx＝； (3)從圖像上可以看出壓力方向改變，其阻值不變，其電阻與壓力關(guān)系為一次函數(shù)，由圖像可得：Rx＝16－2F； (4)電路圖知，當(dāng)定值電阻過(guò)大，會(huì)使其分壓過(guò)大，實(shí)驗(yàn)操作中會(huì)使電流表的示數(shù)過(guò)小，產(chǎn)生較大誤差，故選用較小的定值電阻，故選B。 答案　(1) (2)　(3)16－2F　(4)B 3．(2018河北一模)指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 圖6－2－18 (1)在使用多用電表測(cè)量時(shí)，若選擇開關(guān)撥至“1 A”擋，指針的位置如圖6－2－18(a)所示，則測(cè)量結(jié)果為________A； (2)多用電表測(cè)未知電阻阻值的電路如圖(b)所示，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，R0為調(diào)零電阻，某次將待測(cè)電阻用電阻箱代替時(shí)，電路中電流I與電阻箱的阻值Rx關(guān)系如圖(c)所示，則此時(shí)多用電表的內(nèi)阻為________Ω，該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V。 (3)下列判斷正確的是______。 A．在圖(b)中，電表的左、右插孔處分別標(biāo)注著“＋”、“－” B．因?yàn)閳D(c)是非線性變化的，所以對(duì)應(yīng)歐姆表的刻度盤上的數(shù)字左小右大 C．歐姆表調(diào)零的實(shí)質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)R0，使Rx＝0時(shí)電路中的電流達(dá)到滿偏電流 D．電阻Rx的變化量相同時(shí)，Rx越小，則對(duì)應(yīng)的電流變化量就越大 解析　(1)選擇開關(guān)置于“1 A”時(shí)，選擇表盤第二排刻度進(jìn)行讀數(shù)，分度值為0.02 A，對(duì)應(yīng)刻度示數(shù)為23，故測(cè)量結(jié)果為0.0223＝0.46 A； (2)根據(jù)Ig＝，I＝，由圖可得Ig＝0.6 A，當(dāng)I＝0.3 A時(shí)，Rx＝15 kΩ，解得 R內(nèi)＝15 kΩ＝1.5104 Ω，E＝9.0 V； (3)根據(jù)電流紅進(jìn)黑出，在圖(b)中，電表的右、左插孔處分別標(biāo)注著“＋”、“－”，故A錯(cuò)誤；函數(shù)圖像是非線性變化，導(dǎo)致歐姆表刻度不均勻，示數(shù)左大右小是由于外電阻增大，電路電流減小造成的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。歐姆表調(diào)零通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0，調(diào)節(jié)至待測(cè)電阻Rx為零(即兩表筆短接)時(shí)，電流表滿偏，對(duì)應(yīng)歐姆表示數(shù)為零，故C正確；歐姆表刻度不均勻的原因是待測(cè)電阻和電路電流關(guān)系非線性變化，而且I－Rx切線斜率大小隨待測(cè)電阻值增大而減小，即Rx阻值變化量對(duì)應(yīng)電流變化量隨待測(cè)電阻增大而減小，歐姆表刻度左密右疏，故D正確。 答案　(1)0.46　(2)1.5104　9.0　(3)CD 4．(2018開封一模)某同學(xué)為了將一量程為3 V的電壓表改裝成可測(cè)量電阻的儀表－歐姆表 (1)先用如圖6－2－19a所示電路測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，圖中電源內(nèi)阻可忽略不計(jì)，閉合開關(guān)，將電阻箱阻值調(diào)到3 kΩ時(shí)，電壓表恰好滿偏；將電阻箱阻值調(diào)到12 kΩ時(shí)，電壓表指針指在如圖b所示的位置，則電壓表的讀數(shù)為________V。由以上數(shù)據(jù)可得電壓表的內(nèi)阻Rv＝______kΩ； 圖6－2－19 (2)將圖a的電路稍作改變，在電壓表兩端接上兩個(gè)表筆，就改裝成了一個(gè)可測(cè)量電阻的簡(jiǎn)易歐姆表，如圖c所示，為將表盤的電壓刻度轉(zhuǎn)換為電阻刻度，進(jìn)行了如下操作：將兩表筆斷開，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3.0 V”處，此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為____(填“0”或“∞”)；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不同阻值的已知電阻找出對(duì)應(yīng)的電壓刻度，則“1 V”處對(duì)應(yīng)的電阻刻度為______kΩ； (3)若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池內(nèi)阻不能忽略且變大，電動(dòng)勢(shì)不變，但將兩表筆斷開時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱，指針仍能滿偏，按正確使用方法再進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果將________。 A．偏大　　　B．偏小　　　C．不變　　　D．無(wú)法確定 解析　(1)由圖(b)所示電壓表表盤可知，其分度值為0.1 V，示數(shù)為1.50 V；電源內(nèi)阻不計(jì)，由圖(a)所示電路圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E＝U＋I(xiàn)R＝U＋R，由題意可知： E＝3＋3 000，E＝1.5＋12 000，解得：RV＝6 000 Ω＝6 kΩ，E＝4.5 V； (2)兩表筆斷開，處于斷路情況，相當(dāng)于兩表筆之間的電阻無(wú)窮大，故此處刻度應(yīng)標(biāo)阻值為∞，當(dāng)指針指向3 V時(shí)，此時(shí)電阻箱的阻值為R＝3 kΩ，當(dāng)電壓表示數(shù)為1 V時(shí)，由U＝R并＝解得Rx＝1 kΩ。 (3)設(shè)電池內(nèi)阻為r時(shí)，電阻箱電阻調(diào)為R，電壓表滿偏，則Ig＝ 當(dāng)電池內(nèi)阻變?yōu)閞′時(shí)，電阻箱電阻調(diào)為R′，電壓表滿偏，則Ig＝以上兩式可知，r＋R＝r′＋R′ 當(dāng)測(cè)某個(gè)電阻Rx時(shí)，有U＝U′＝比較可知，若電壓相同則R′x＝Rx，即測(cè)量結(jié)果不變，C正確。 答案　(1)1.50　6　(2)∞　1　(3)C 5．(2018鄭州一模)在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用的測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm。 圖6－2－20 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，某一次測(cè)量結(jié)果(接近多次測(cè)量的平均值)如圖1所示，其讀數(shù)為______mm。 (2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx的阻值(約為15 Ω)，實(shí)驗(yàn)提供了如下器材： A．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻約為1 Ω) B．電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω) C．電流表A2(量程為0～3 A，內(nèi)阻約為0.02 Ω) D．電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) E．電壓表V2(量程為0～15 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) F．電阻箱R(阻值范圍為0～999.9 Ω，額定電流為1 A) G．開關(guān)S，導(dǎo)線若干 為使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________；(填器材前的字母標(biāo)號(hào))應(yīng)采用圖2給出的________電路進(jìn)行測(cè)量。 (3)根據(jù)記錄的電阻箱阻值R及對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，在坐標(biāo)紙上作－圖像如圖3所示，根據(jù)圖像可得金屬絲的電阻Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 (4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算金屬絲的電阻率約為______(填選項(xiàng)前的字母標(biāo)號(hào))。 A．410－2Ωm　　　　　　　B．410－3Ωm C．410－6Ωm D．410－8Ωm (5)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說(shuō)法中正確的是______(填選項(xiàng)前的字母標(biāo)號(hào))。 A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C．若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差 D．用－圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差 解析　(1)由圖示螺旋測(cè)微器可知，其讀數(shù)為：0 mm＋39.90.01 mm＝0.399 mm。 (2)電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，則電壓表選D電壓表V1(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為5 kΩ)；通過(guò)電阻絲的最大電流約為：Imax≈＝ A＝0.2 A，電流表選擇B電流表A1(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω)； 由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)選擇外接法；由題意可知，待測(cè)電阻阻值約為15 Ω，電阻箱最大阻值為99.99 Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電阻箱應(yīng)與待測(cè)電阻并聯(lián)，如果串聯(lián)所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少，應(yīng)選擇圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路。 (3)由圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律得：I＝＋，整理得：＝＋，－圖像的截距：b＝＝0.06 Ω－1，則待測(cè)電阻阻值：Rx＝≈17 Ω。 (4)由電阻定律可知：Rx＝ρ＝ρ，則電阻率ρ＝＝ Ωm≈410－6 Ωm，故選C。 (5)讀數(shù)引起的誤差是由人為因素引起的，屬于偶然誤差，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，不是偶然誤差，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差，故C項(xiàng)正確；用－圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差，不能消除系統(tǒng)誤差，故D項(xiàng)正確。 答案　(1)0.399　(2)B　D　甲　(3)17　(4)C　(5)CD 6．(2018長(zhǎng)沙一模)指針式多用表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)量?jī)x器，請(qǐng)完成下列問(wèn)題： (1)在使用多用電表測(cè)量時(shí)，指針的位置如圖6－2－21甲所示，若選擇開關(guān)撥至“1”擋，則測(cè)量的結(jié)果為________；若選擇開關(guān)撥至“50 mA”擋，則測(cè)量結(jié)果為________。 圖6－2－21 (2)多用電表測(cè)未知電阻阻值的電路如圖乙所示，電池的電動(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關(guān)系圖像如圖丙所示，則該圖像的函數(shù)關(guān)系式為________； (3)(多選)下列根據(jù)圖丙中I－Rx圖線做出的解釋或判斷中正確的是________。 A．因?yàn)楹瘮?shù)圖線是非線性變化的，所以歐姆表的示數(shù)左小右大 B．歐姆表調(diào)零的實(shí)質(zhì)是通過(guò)調(diào)節(jié)R0使Rx＝0時(shí)電路中的電流I＝Ig C．Rx越小，相同的電阻變化量對(duì)應(yīng)的電流變化量越大，所以歐姆表的示數(shù)左密右疏 D．測(cè)量中，當(dāng)Rx的阻值為圖丙中的R2時(shí)，指針位于表盤中央位置的左側(cè) 解析　(1)所測(cè)的電阻R＝181＝18 Ω。 選擇開關(guān)撥至“50 mA”擋，則電流為I＝22.3 mA。 (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得，I＝＝。 (3)因?yàn)镽x＝－r－R0－Rg，當(dāng)電流比較大時(shí)，則電阻比較小，當(dāng)電流比較小時(shí)，則電阻比較大，所以歐姆表示數(shù)左大右小，而圖線是非線性變化，影響的是刻度的疏密，故A錯(cuò)誤。當(dāng)Rx＝0，I＝，此時(shí)電流為滿偏電流，故B正確。Rx越小，相同的電阻變化量對(duì)應(yīng)的電流變化量越大，所以歐姆表的示數(shù)左密右疏，故C正確。測(cè)量中，當(dāng)Rx的阻值為圖乙中的R2時(shí)，電流比半偏電流小，指針位于表盤中央位置的左側(cè)，故D正確。 答案　(1)18 Ω　22.3 mA　(2)I＝　(3)BCD