2020高考物理二轮复习专题七恒定电流对对练(含解析)

2020高考物理二轮复习专题七恒定电流对对练(含分析)2020高考物理二轮复习专题七恒定电流对对练(含分析)109/109膇PAGE109蚃膆袁羆肇蕿羆膄螂膃节蒈蝿膈螅袀袂莅葿螆膇蚈蒄螀袂蚆袀荿罿薁薇蚀羂薃芁蚇莇膀芆薀肂袄蚂腿肈蝿肄薀膂肅肂蒇薆腿肇节2020高考物理二轮复习专题七恒定电流对对练(含分析)恒定电流

2015年2016年2017年2018年2019年

2020年高考必备ⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考点欧姆定律及其应用17一实验:1.测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)实验:2.描绘小电珠的伏安特23性曲线考点实验:3.表头内阻测量2323232323二实验:4.测定电源的电动势和内阻实验:5.练习使用多用电表及2322原理理解实验:6.电学设计及创新实验232223232323

考点一欧姆定律及其应用

命题角度1电路的基本性质和规律

高考真题体验·对方向

(2016全国Ⅱ·17)

阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成以下列图电路.开关S断开且电流稳准时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次牢固后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比

值为()

A2B1C3D2.5.2.5.3答案C

分析S断开时等效电路图如图甲所示.

5????3??设每个电阻阻值为R,电路中总电阻R总1=3,干路电流I干1=??=5??;电容器两端电压为总111干1·??????,电路中总电阻为R,所带电荷量为11;S闭合后,等效电路图如图乙所示U=3IR=5Q=CU=5

-1-

3??????21干2·??????综上总2,干路电流I干2=??2,电容器两端电压,所带电荷量223.=2=3??U=2IR=3Q=CU=总2??=31,C选项正确.??52

分析闭合电路问题的四点注意

闭合电路欧姆定律E=U+Ir(E、r不变)和部分电路欧姆定律U=IR结合使用.

局部电阻增则总电阻增,反之总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之总电阻增.

(3)两个关系:外电压等于外电路上串通各分电压之和;总电流等于各支路电流之和.(4)涉及含电容电路时要搞清与电容并联支路的电压变化,并利用Q=CU及E=????分析.求解电路中电容器带电荷量的问题,要注意以下两点:一是把电容器看作断路简化电路图,依照电

路动向分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化.二是电路稳准时,找到与电容器

并联的电阻,而电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压.

典题演练提能·刷高分

1.

(多项选择)以下列图,电源的电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R=3Ω,R=6Ω,电容器的电容C=3.612μF,二极管D一般是由硅也许锗管组成,拥有单导游电性,以下判断正确的选项是()A.开关S1闭合,S2断开时和开关S1、S2均闭合时,电容器两端电压均为4VB.开关S1闭合,S2断开,当合上S2,待电路牢固今后,电容器上电荷量变化了1.8×10-6C12闭合,待电路牢固今后断开11-6CC.开关S、SS,流过R的电荷量为9.6×10D.开关S1、S2闭合,待电路牢固今后断开S1,流过R1的电荷量为1.44×10-5C答案BC

-2-

分析本题要抓住二极管的单导游电性,判断出其处于截止状态,对直流电路没有影响,要点是放电时,明确两个电阻是并联的,依照电流与电阻成反比来求解经过电阻的电荷量.设开关S1闭合,S2断开时,电容器两端的电压为U1,干路电流为I1,依照闭合电路欧姆定律有??6A=1.5AI1=??1+??=3+1U=IR=1.5×3V=4.5V111Q1=CU1=3.6×10-6×4.5C=1.62×10-5C合上开关S2后,电容器两端电压为U2,干路电流为I2,依照闭合电路欧姆定律有I2=??1??6??2=3×6A=2A??1+??2+??+13+6U2=I2??1??2=2×3×6V=4V??1+??23+6所以电容器上电荷量减少了12-6-6C,应选项A错Q=(U-U)C=(4.5-4)×3.6×10C=1.8×10误,选项B正确;合上S1、S2后,电容器上的电荷量为:Q=CU2=3.6×10-6×4C=1.44×10-5C.再断开S1后,1和2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比.故流过电阻1的电荷RRR量为Q1=??2Q=9.6×10-6C,应选项C正确,D错误.??1+??22.

(多项选择)硅光电池是一种太阳能电池,拥有低碳环保的优点.以下列图,图线a是该电池在某光照

强度下路端电压U和电流I变化的关系图象(电池电动势不变,内阻不是定值),图线b是某电阻R的U-I图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,以下说法中正确的选项是()A.硅光电池的内阻为8ΩB.硅光电池的总功率为0.4WC.硅光电池的内阻耗资的热功率为0.32WD.若将R换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大答案AC分析由图可知该电池的电源电动势为3.6V,由内R可知内电压为16V,硅光电池的内阻U+U=E.??内Ω=8Ω,故A正确;硅光电池的总功率为P=EI=3.6×0.2W=0.72W,故B错误;为r=??=总硅光电池的内阻耗资的热功率为P热=I2r=0.22×8W=0.32W,故C正确;若将R换成阻值更大的电阻,电路中电阻两端的电压变大,但电流变小,硅光电池的输出功率不用然增大,故D错误.故选AC.

命题角度2(储备)电路的动向分析

【典题】

-3-

(多项选择)(2019湖北武汉模拟)以下列图的电路中,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻R1<r,静

电计的金属小球经过导线与电路中的b点相连.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向右滑动一

段距离,电路牢固后,相对滑片未滑动前电压表示数的变化量为U,电流表示数的变化量为

I,且两电表均为理想电表.以下判断中正确的选项是()

A.电源的输出功率减小

B.静电计指针张角减小

C.电压表的示数U和电流表的示数I的比值不变

U与I的比值不变答案BD分析滑片向右滑,R的有效阻值增大,总外电阻R增大,但不用然大于电源内阻,故电源的2输出功率不用然减小,故A错误;由于R1两端电压U1减小,稳准时电容器两端电压减小,静电计指针张角减小,故B正确;比值??2增大,故C错误;依照-图象的斜率知,比值??1不变,??=RUI??=r+R故D正确.应选BD.

掌握闭合电路动向分析的三种常用方法

程序分析法:流程以下

R局增大减小I总减小增大U内减小增大U外增大减小

I支U支

利用结论法:即“串反并同”法.

①“串反”——即某一电阻增大(减小)时,与它串通或间接串通的电阻中的电流、两端电压、耗资的电功率都减小(增大);

-4-

②“并同”——即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、耗资的电功率都增大(减小).

极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去谈论.

典题演练提能·刷高分

1.

(多项选择)在以下列图电路中,电源内阻忽略不计,闭合开关S,滑动变阻器的滑片位于a点时,两理想电表的读数分别为U1、I1,滑动变阻器的滑片位于b点时,两理想电表的读数分别为U2、I2.

以下判断正确的选项是()

A.U1>U2,I1<I2

B.滑片位于b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为??2??2C.滑片由a滑到b,??2-??1等于滑动变阻器接入电路的阻值变化量??1-??2

D.滑片由a滑到b,??2-??1等于R1的阻值??1-??2

答案BD

分析滑片从a到b,电阻增大,电流减小,电流表示数减小;依照U=E-IR1,电压表示数增大,故A

错误;依照欧姆定律,滑动变阻器接入电路的阻值为2??2,故B正确;21等于1电压的减小R=??2U-UR量,I-I2等于R电流的减小量,??2-??1等于R的阻值,故C错误,D正确.1112.

以下列图,电源电动势E,内电阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大,C

是平行板电容器.闭合开关S,带电液滴恰好静止在C内.在温度降低的过程中,分别用I、U1、U2和U3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值.关于该电路工作状态的变化,以下说法正确的选项是()A.??1、??2、??3必然都变大??????-5-

B.????1和????3必然不变,????2必然变大

带电液滴必然向下加速运动

电源的工作效率必然变大答案D

分析依照电路知识知,V3测路端电压,V2测热敏电阻T的电压,V1测定值电阻R的电压,由R3,得??3,由2()得??2,由1得??1,故A、B错;带电液滴在平行板U=E-Ir??=rU=E-IR+r??=R+rU=IR??=R中碰到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的过程,热敏电阻RT阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻R的电流变小,所以分的电压也就变小,而路端电压增大,故V2示数增大,平行板间的电场强度也增大,以致带电液滴向上运动,故C????=??,由于路端电压增大,所以电源的工作效率必然变大,故D正确.错;η=??????

考点二实验:1.测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)

2.描绘小电珠的伏安特点曲线3.表头内阻测量4.测定电源的电动势和内阻

5.练习使用多用电表及原理理解6.电学设计及创新实验

命题角度1结合描绘小电珠的伏安特点曲线实验综合观察电路问题高考真题体验·对方向

(2017全国Ⅰ·23)某同学研究小灯泡的伏安特点,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压

V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3kΩ);电流表A(量程0.5A,内阻Ω);固

定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关

S;导线若干.

(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.

实验测得该小灯泡伏安特点曲线如图(a)所示.

图(a)

图(b)

由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),

灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”).

(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调治滑动变

阻器R的阻值,能够改变小灯泡的实质功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率

为W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)

-6-

答案(1)以下列图

(2)增大增大(3)0.391.17分析(1)由于要求电压调治范围大,故用分压式.电压表量程只有3V,故需串通R0改装为量程为4V的电压表.小灯泡电阻较小(R<√??A??V),故用外接法.L(2)图中I-图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数.随电流增大,U与原点连线的斜率减小,故电阻增大.由R=ρ????分析知电阻率增大.

当R=9Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体.

U=E-I(R+r),故U=4V-10Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75V×0.225A≈0.39W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系

U=E-Ir,故U=4V-1Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65V×0.32A≈1.17W.

1.分压和限流电路的选择原则

(1)若采用限流式接法不能够控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待

测电阻上的电流(或电压)仍高出电流表(或电压表)的量程,或高出待测电阻的额定电流(或电压),则必定采用分压式电路.

-7-

若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从

一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压式电路.

若实验中要求电压从零开始调治,则必定采用分压式电路.

两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,由于限流式接法电路简单、能耗

低.

2.控制电路、测量电路的连接

第(3)问求小灯泡耗资的实质功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,应经过闭

合电路的欧姆定律找到小灯泡实质的电流、电压值.

典题演练提能·刷高分

1.实质的二极管正向电阻其实不为零,反向电阻也不是无量大,一兴趣小组同学对某型号二极管

做了以下研究:

(1)用多用电表的欧姆挡粗测二极管的正向电阻.

①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率,多用电表的表盘以下列图,则电阻为

Ω;

②多用电表的红表笔应与二极管的极相连(选填“正”或“负”).

(2)用电压表和电流表描绘该二极管加正向0~1.5V电压时的伏安特点曲线,可供选择的器材

以下:

电压表V1(量程1.5V,内阻约2000Ω)

电压表V2(量程6V,内阻约4000Ω)

电流表A1(量程0.6A,内阻约10Ω)

电流表A2(量程40mA,内阻约0.1Ω)

滑动变阻器R1(总电阻约为10Ω)

滑动变阻器R2(总电阻约为100Ω)

电源E(电动势2V,内阻不计)

开关S,导线若干

-8-

①为调治方便,并有尽可能高的精度,请选择合适的器材,电压表、电流表、

滑动变阻器;(填写所选器材的符号)

②在虚线方框中画出实验电路原理图;

③该二极管加正向电压的伏安特点曲线以下列图,现将阻值为50Ω的定值电阻与该二极管串

联,并与一电动势为2V,内阻不计的电源组成闭合电路,二极管上的电压为正向电压,则回路中

的电流为mA.

答案(1)①130②负(2)①V1A2R1②见分析③15

分析(1)表盘上的读数为13,再乘以倍率,所以电阻为130Ω;

依照多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”,要测二极管的正向电阻时,应将红表

笔与二极管的负极相连;

因测二极管加正向0~1.5V电压,所以电压表应选V1,由二极管加正向电压的伏安特点

曲线可知,当电压凑近1.5V时,电流达到最大凑近40mA,故电流表应选A2,为调治方便,并有尽可能高的精度,滑动变阻器应用分压式,所以滑动变阻器应选总阻值较小的,即为1二极管电阻R>√??A??V,故采用电流表内接法R..电路图如图.x

将50Ω的定值电阻与电源等效为一个电动势为2V,内阻为50Ω的新电源.在灯泡的I-U图上作出新电源的I-U图线,交点纵坐标即为电路中的电流,此时电流为15mA.2某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特点曲线,要求测量数据尽量精.确、绘制曲线完满.可供该同学采用的器材除开关、导线外,还有:

-9-

电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)

电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ)

电流表A1(量程0~200mA,内阻等于10Ω)

电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.1Ω)

滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)

滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A)

定值电阻R3(阻值等于1Ω)

定值电阻R4(阻值等于10Ω)

定值电阻R5(阻值等于1kΩ)

电源E(E=6V,内阻不计)

请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.

(2)该同学描绘出的I-U图象应是图中的.

答案(1)以下列图

(2)B分析(1)描绘小灯泡的伏安特点曲线实验时,需要设计成滑动变阻器的分压接法,滑动变阻器应选择与小灯泡阻值相凑近的R1.给出的电压表V1量程小于小灯泡的额定电压,电压表V2量程又太大,所以需要将电压表V1串通一个1kΩ的定值电阻5,改装成最大量程为4V的电压表.R给出的电流表A1量程小于小灯泡的额定电流,电流表A2量程又太大,所以需要将电流表A1并联一个10Ω的定值电阻4,改装成最大量程为400mA的电流表.(2)由于小灯泡灯丝的电阻随R温度的高升而增大,所以该同学绘出的小灯泡的I-U图象应是B.3.(2019北京东城区二模)为了描绘小灯泡的伏安特点曲线,供应予下实验器材:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A)电压表V(量程3V,内阻3kΩ)电流表A(量程05A,内阻约0.5Ω).电阻箱R0(0~9999.9Ω)滑动变阻器R1(阻值0~5Ω,2A)滑动变阻器R(阻值0~200Ω,1A)2学生电源E(电动势4V,内阻不计)开关S及导线若干.(1)关于控制电路中滑动变阻器的连接方法,应选择.

-10-

A.分压式连接B.限流式连接(2)为了减小系统误差,关于测量电路中电压表和电流表的连接方式,应选择.A.安培表内接法B.安培表外接法(3)实验供应的电压表量程小于小灯泡的额定电压,需要把电压表的量程扩大到4伏,改装电压表时,应将电阻箱阻值调至Ω,并与题中所给电压表(选填“串通”或“并联”).(4)请在方框中画出该实验的电路图.(5)为操作方便,实验中滑动变阻器应选择(选填R1或R2).你的选择原因是.

图(a)

图(b)

实验中获得小灯泡的伏安特点曲线如图(a)所示,由实验曲线可知,随着电压的增加小灯泡

的电阻(选填“增大”“不变”或“减小”).

(7)现将与题中完满相同的两个小灯泡与另一电源E0(电动势4V,内阻1.0Ω)和一阻值为9Ω

的定值电阻连接成如图(b)所示电路.此电路中每个小灯泡两端的实质电压为V(结

果保留两位有效数字).

答案(1)A(2)B(3)1000.0串通(4)见分析图

(5)R1选择R1时,搬动滑片,小灯泡两端的电压示数变化比较平均(线性关系较好)(6)增大

(7)1.1

分析(1)因要获得从零开始连续可调的多组电压,控制电路中滑动变阻器的连接方法,应选择

分压式连接,应选A.??(2)小灯泡的电阻R=??=

Ω≈12Ω?RV,为了减小系统误差,测量电路中电压表和电

流表的连接方式,应选择电流表外接法,应选B.(3)电压表的量程为3V,内阻为3kΩ,则要把电压表的量程扩大到4V,改装电压表时,4V-3V应将电阻箱阻值调至3k3VΩ=1kΩ,并与题中所给电压表串通.实验的电路图.

-11-

图1

(5)为操作方便,实验中滑动变阻器应选择阻值较小的R1.选择原因是:选择R1时,搬动滑片,

小灯泡两端的电压示数变化比较平均(线性关系较好).

由实验曲线可知,随着电压的增加I-U线的斜率逐渐减小,则小灯泡的电阻增大.

设每个灯泡两端电压为U,电流为I,则由闭合电路的欧姆定律:E=2U+I(r+R),即

4210,即25,将此函数关系画在灯泡的伏安特点曲线上,如图2,交点坐标为11V,=U+IU=-IU=.即此电路中每个小灯泡的两端的实质电压为1.1V.

图2

4.小明用如图甲所示的电路研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特点曲线.

(1)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应该移到(选填“a”或“b”)端.(2)按该电路测出的灯泡电阻值与真实值对照偏(选填“大”或“小”).按此方案测得的数据描绘出I-U图象如图乙所示,图象是一条曲线而不是直线的原因

是.(4)若将两个这样的相同灯泡并联,与电源组成图丙所示的电路,已知电源的电动势30V,E=.内阻r=1.5Ω,定值电阻R=1.0Ω,则每个灯泡的实质功率为W(结果保留两位小数).答案(1)a(2)小(3)小灯泡的电阻随温度的高升而增大(4)0.40(0.36~0.44)分析(1)闭合开关前,应将滑片置于输出电压最小的a端,以保护电流表;(2)依照欧姆定律,电????阻测量值为R测=??,若考虑电压表内阻影响,待测电阻的真实值为R真=??-??V,比较可知R测<R真,??1所以测出的灯泡电阻值比真实值偏小;依照欧姆定律应有I=??=??U,可见I-U图象上的点与原点连线斜率的倒数等于灯泡的电阻,由于连线的斜率逐渐减小,所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大,即I-图象是一条曲线而不是直线的原因是小灯泡的电阻随温度的高升而增大;(3)U若将两个相同的灯泡并联后,接入题中所给的电源,设每只灯泡加上的实质电压和实质电流分

-12-

别为U和I,在闭合电路中,则有E=U+2I(r+R),变形得U=-2I(r+R)+E,代入数据得U=-5I+3,故

在图乙中作出电源的I-U图象,以下列图

由图可知交点横坐标为灯泡两端的电压U=1.0V,交点纵坐标为流过灯泡的电流I=0.40A,则每个灯泡的实质功率为P=UI=0.40W.命题角度2(储备)结合测定金属的电阻率实验观察伏安法应用问题【典题】在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=????计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则(填“Rx1”或“Rx2”)更凑近待测电阻的真实值,且测量值Rx1(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值x2(填“大于”“等于”或“小R于”)真实值.

答案Rx1大于小于

??V????,所以R更凑近真实值.测量值R实质??Ax1x1上是待测电阻与电流表的电阻之和,所以Rx1大于真实值.测量值Rx2实际上是待测电阻与电压表的并联电阻值,所以x2小于真实值.R

-13-

1.滑动变阻器两种接法的比较方式比较限流接法分压接法内说明容两种串、接并法联关电系路不相同图负载分压R电上RE≤U≤E≤≤路调电R+R00UE节压范围调大节

-14-

范

围

负

载

R上分压电路电E≤I≤E0≤I≤E调治流R+R0RR范调围大节范围闭合都是S为了前a端保护b端滑电路片元件位置

2.器材选择的三个主要原则:安全性(量程不能够太小)、正确性(量程不能够太大)、方便性(滑

动变阻器要方便调治).

3.选择电流表内外接法的口诀:“内大外小”(内接法测大电阻,外接法测小电阻);选择

滑动变阻器接法口诀:“以小控大用分压”(变阻器阻值小于待测电阻).

4.电表有时可反老例使用:已知内阻的电压表可当电流表使用,已知内阻的电流表可当电

压表使用.

典题演练提能·刷高分

1.〔(2018天津卷·9(3)〕某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx、开

关S、导线外,还有以下器材供采用:A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)

B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)D.电流表(量程006A,内阻约005Ω)~..E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)G.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)0①为使测量尽量正确,电压表采用,电流表采用,电源选用.(均填器材的字母代号)②画出测量R阻值的实验电路图.x③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是.答案①BCF②以下列图-15-

③大于电压表的读数大于待测电阻两端实质电压(其他正确表述也可)

分析①由于待测电阻约为10kΩ太大,电源电动势为12V时,电路中电流才大体1.2mA,故电流表选C,电源选F.由于待测电阻约为10kΩ,电路中电流约为1.2mA,则待测电阻两端电压约为12V,所以电压表选B.

②由于待测电阻阻值远大于所选电流表内阻,而略小于电压表内阻,故实验测量电路设计

时用内接法;而滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻的阻值,故控制电路中滑动变阻器使用限

流式接法根本起不到调治作用,滑动变阻器只能采用分压式接法.电路图见答案.

2.(2019吉林长春质检)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金

属丝直径以及电流表、电压表的读数以下列图,则金属丝的直径的读数是,电流表

的读数是,电压表的读数是.

已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20

kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率情况下使用),电动势E=4.5V,内阻很小.则下边电

路图中(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应该采用的最正确电路.但用此最正确

电路测量的结果依旧会比真实值偏(选填“大”或“小”).

(3)若已知实验所用的电流表内阻的正确值RA是已知的,那么正确测量金属丝电阻Rx的最正确电路应是图中的电路(填电路图下方的字母代号).此时测得电流为I、电压为,则金U属丝电阻Rx=(用题中字母代号表示).答案(1)0.881mm0.42A2.25V(2)A小(3)B??-RA分析(1)螺旋测微器先读固定部分为0.5mm,可动部分可估读为38.1×0.01mm=0.381mm,故示数为:(0.5+0.381)mm=0.881mm;电流表量程为0.6A,则最小刻度为0.02A,读数为0.42A;电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为2.25V.因电源不能够在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法;同时电压表内电阻较

大,由以上读数可知,待测金属丝的电阻约为5Ω,故采用电流表外接法误差较小,应选A;在实验中电压表示数正确,但电流表测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小.(3)因已知电流表内阻的正确值,则能够利用电流表内接法正确求出待测电阻,故应选B电路;待测金属丝及电流表总电阻????R=,则待测金属丝电阻R=R-R=-R.??xAA??

-16-

3.某同学经过实验测定一捆长度约为100m的铜导线(电阻约为1.5Ω)的实质长度,第一利用

螺旋测微器测量其直径,如图甲所示,再利用图乙所示的电路测出铜导线的电阻.

可供使用的器材有:电流表:量程0.6A,内阻约02Ω;.电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R:最大阻值20Ω;2定值电阻:R=3Ω0电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干回答以下问题:(1)由图甲可知,铜导线的直径D=mm;实验中滑动变阻器应选(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至

(选填“a”或“b”)端;

依照图乙所示的实物图,在方框内画出其电路图;(铜导线用电阻元件符号表示)

调治滑动变阻器,电压表的示数为U,电流表的示数为I,铜的电阻率为ρ,不考虑电表内阻

对实验的影响,则导线的长度为(用已知和所测量的字母表示).

答案(1)1.170(2)R2a(3)图见分析(??-??)π??2(4)??0

分析(1)球的直径为1mm1700.01mm1170mmD=+.×=..(2)由于待测电阻是1.5Ω,电流表量程0.6A,电路中最大电流约为0.6A,电路中最小电流最幸好0.2A以上,为了更好地控制电路,所以选择R2比较合理,闭合开关前应该保证回路中电流最小,则接入滑动变阻器的阻值就最大,所以应该在a端.由于待测电阻阻值较小,采用电流表外接的方式,定值电阻R0与Rx串通能够使得电压表

的读数在量程的1以上,所以为了减小误差,要把R0与Rx串通用,电路图以下列图.3

-17-

由电路结构可得U=I(R0+Rx)

??由电阻定律Rx=ρ??2π(2)

(??-??0)π??2解得l=??.4??

4.某实验小组计划测量一未知电阻的阻值,已经连接好实物图如图甲所示.

甲

乙

丙(1)请依照实物图在图乙所示方框中画出该实验的电路图,并注明表示各元件的字母.(2)图丙中电阻箱的读数是Ω;若是将电阻箱的阻值由10.00Ω调治到9.00Ω,应.①先使电阻箱阻值调至如图丙所示,再将S2接到A,闭合S1,记录下对应的电压表示数为

2.20V,尔后断开1S;②保持电阻箱示数不变,将S2切换到,闭合S1,此时电压表的读数为280V,尔后断开S1,不计B.电源内阻,电压表可视为理想电表,据此可知,定值电阻R1的阻值为Ω(计算结果保留三位有效数字).答案(1)图见分析(2)20.00先将“×1”挡调到9,再将“×10”挡调到0(3)5.45分析(1)实验电路图以下列图;

-18-

电阻箱的读数为R=(0×0.01+0×0.1+0×1+2×10)Ω=20.00Ω;若是将电阻箱的阻值由10.00Ω调治到9.00Ω,先将“×1”挡调到9,再将“×10”挡调到0;

由于不计所有内阻,将S2切换到B,闭合S1时,电阻R1两端的电压为U=(2.80-2.20)

??V=0.6V;当将S接到A时,经过R的电流为I=20A=0.11A,故R=??=Ω≈5.45Ω.2115.现有一个阻值大体为20Ω的电阻,为了更精确地测量其电阻,实验室给出了以下器材:①电流表G1(0~50mA,内阻r1=3Ω)②电流表G(0~100mA,内阻r2=1Ω)2③定值电阻R1(R1=150Ω)④定值电阻2(215Ω)RR=⑤滑动变阻器R(0~5Ω)⑥干电池(1.5V,内阻不计)⑦开关S及导线若干(1)某同学设计了如图甲所示的电路图,其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻,请问图中电阻(填“”或“”)为被测电阻,定值电阻应选(填“1”或ABR“R2”).

(2)若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2,则被测电阻的大小为(用已知和测量物理量的符号表示).(3)若经过调治滑动变阻器,该同学测得多组I1、I2的实验数据,依照实验数据作出I1、I2的图象如图乙所示,并求得图象的斜率k=1.85,则被测电阻的大小为Ω(保留三位有效数字).??(??+)答案(1)BR(2)11??2(3)21.22??2-??1分析(1)G1和定值电阻A串通相当于电压表,两电流表读数之差可测出流过被测电阻B的电流,从而计算出被测电阻B的阻值.故图中电阻B为被测电阻.为使两电流表偏转比率周边,两支路电阻应周边,则定值电阻应选2R.(2)被测电阻的电流I=I2-I1,被测电阻的电压U=I1(r1+R2),则被测电阻的阻值??1(??1+??2)R=??-??.21??1(??1+??2)??1+??2??1+??2=1.85,解得3+1521Ω≈21.2Ω.

-19-

6某同学要测定某金属丝的电阻率..(1)如图甲先用游标卡尺测其长度为cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为mm,如图丙尔后用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为Ω.

为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材以下:A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)

B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)

C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)

.5V的干电池两节,内阻不计

E.开关S,导线若干

①请设计合理的电路图,并画在以下列图方框内.

②用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻,可依照表达式ρ=算出所测金属的电R阻率.

答案(1)6.0151.773(1.771~1.775)6

(2)①见分析图②π??2??

4??

分析(1)由图示游标卡尺可知,其示数l=60mm+3×1mm=60.15mm=6.015cm;20

由图示螺旋测微器可知,其读数d=1.5mm+27.3×0.01mm=1.773mm;由图示多用电表可知,待测电阻阻值是6×1Ω=6Ω;

①由于电流表内阻和被测电阻相凑近,所以采用电流表外接法,由于滑动变阻器较小,

为了方便操作,故采用分压接法,电路图以下列图.

-20-

??????π??2??②由电阻定律R=ρ??,有ρ=??=4??.

命题角度3测量表头电阻及电表改装问题

高考真题体验·对方向

1.(2019全国Ⅰ·23)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装.尔后利用一标准毫安表,依照图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).

图(a)图(b)

依照图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线.

(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针地址如图(c)所示.由此能够推测出所改

装的电表量程不是预期值,而是.(填正确答案标号)

图(c)

(3)产生上述问题的原因可能是.(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误,实质内阻大于1200Ω

B.微安表内阻测量错误,实质内阻小于1200Ω

C.R值计算错误,接入的电阻偏小

D.R值计算错误,接入的电阻偏大

要达到预期目的,无论测得的内阻值可否正确,都不用重新测量,只要要将阻值为R的电阻

换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=.

答案(1)连线以下列图

(2)C(3)AC(4)9979

分析(1)量程为250μA的微安表改装成量程为20mA电流表时应将电阻与微安表并联.依照电路图,从电源正极出发,电表正极对应电源正极,依次连接,注意连线不要交织.

(2)经过电流表的电流与偏角成正比,表盘160μA对应16mA,则表盘250μA对应25mA.

-21-

??(3)依照IgRg=(I-Ig)R得I=(1+??g)Ig,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,其实质内阻Rg大于1200Ω;也许由于定值电阻的阻值R计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻阻值偏小.应选AC.(4)并联电路电压相等,??g??=(I-Ig)R,即160μA·Rg=(16mA-160μA)R;200gμA·g(16mA200μA),得99R=-kRk=79.2.(2019全国Ⅲ·23)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度.可选用的器材还有:定值电阻0(阻值14kΩ),滑动变阻器1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器2(最RRR大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干.

图(a)

(1)欧姆表设计

将图(a)中的实物连线组成欧姆表.欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为

Ω;滑动变阻器选(填“R1”或“R2”).

(2)刻度欧姆表表盘经过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为、.

图(b)

(3)校准

红、黑表笔短接,调治滑动变阻器,使欧姆表指针指向kΩ处;将红、黑表笔与电阻

箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,达成校准数据测量.若

校准某刻度时,电阻箱旋钮地址如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为Ω.

图(c)

答案(1)连线以下列图9001(2)455(3)035000.0R

-22-

分析(1)把图中各元件串通起来,注意电流从红表笔进,从黑表笔出.15kΩ为中值电阻,也是欧姆表内阻,RΩ-R0-r-Rg=15000Ω-14000Ω-1.5Ω-98.5Ω=900Ω,R1最大值为1500Ω,能供应900Ω的电阻,应选R1.(2)??=25μA,联立求得R=45000Ω=45kΩ,a处的刻度标为R+R=??1,R=15kΩ,IΩx1Ω1x1??45.RΩ+Rx2=??2,I2=75μA,联立求得Rx2=5000Ω=5kΩ,b处的刻度标为5.欧姆表欧姆调零时调到0Ω;读数就是箭头指的数乘以倍数,尔后再加起来,求得和为

35000.0Ω.3(2015全国Ⅱ·23)电压表满偏时经过该表的电流是半偏时经过该表电流的两倍.某同学利.用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室供应的器材以下:待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干.(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完满.

(2)依照设计的电路,写出实验步骤:

.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV对照,RV'RV(填“”“”或“”),主要原因是.>=<答案(1)实验电路图以下列图

(2)搬动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调治R,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的地址不变,断开S,调治电阻箱R使电压表的120指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻(3)>

-23-

断开S2,调治电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV

测量电表内阻常用的几种方法

1.伏安法以下列图,闭合开关S,调治R1的阻值,记下电流表的示数I,电压表的示数U,则Rg=??-????1.??2.等效取代法

-24-

以下列图,此方法一般要采用一个量程比电流表G稍大的电流表A.先闭合S和S1,调治R1的阻值使电流表A的示数为I.尔后断开S1,接通S2,调治2的阻值使电流表A的示数仍为I,则Rg2R=R.3.半偏法

(1)半偏法近似测量电流表内阻.

以下列图,测量电流表A的内阻,操作步骤以下:①断开S2、闭合S1,调治R0,使A表满偏为I0;②保持0不变,闭合S2,调治,使A表读数为??0;③由上得ARR2R=R.(2)半偏法近似测量电压表内阻.

以下列图,测量电压表V的内阻,操作步骤以下:①滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大;②闭合S1、S2,调治0,使V表示数指到满偏刻度;③断开S2,保持0不变,调治RRR,使V表指针指到满刻度的一半;④由上可得R=R.V典题演练提能·刷高分1.现有一块电流表A1,量程IA1=300mA,内阻r1约为5Ω,要把它改装成较大量程的电流表.首先要测量其内阻的正确值.实验室备有以下器材:电流表A2:量程IA2600mA,内阻约为21Ω=r=电压表V:量程15V,内阻约为3kΩ;定值电阻:05Ω;R=滑动变阻器R:最大电阻值10Ω,额定电流为1A1滑动变阻器R2:最大电阻值250Ω,额定电流为0.3A电源E:电动势为3V,内阻较小开关和导线若干.

-25-

有同学依照供应的器材,设想把电压表直接和电流表并联测量电流表A1的内阻,如图甲所示,

仔细分析后发现是不能行的,其原因是

.

请你选择合适的器材,设计一个测量电流表A1内阻的电路原理图,要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能减少误差.

(3)若测得电流表A1的内阻150Ω,就可以将A1改装成06A和3A两个量程的电流表.如r=..图乙所示,则电阻R=Ω,R=Ω.ab答案(1)电压表的量程为15V,而电流表的满偏电压只有1.5V,显然测量误差较大,不能够达到测量精确值的目的(2)图见分析(3)14分析(1)电压表的量程为15V,而电流表的满偏电压只有1.5V,显然测量误差较大,不能够达到测量精确值的目的;

(2)测量电流表的内阻的要点是测量电流表两端的电压,定值电阻R0的阻值为5Ω,定值电阻R0和电流表A1并联能够间接计算出电流表A1两端的电压;以下列图,题目中明确要求“电流表A的示数从零开始变化”,所以采用滑动变阻器的分压接法,以下列图.1(3)当电流表改装成06A的量程时,有I1??A1??1+IA1,当电流表改装成3A的量程时,有.=??+????????(??+??)2=A1??+IA1,代入数据可得1Ω,4Ω.????ab2.某物理兴趣小组围绕一个量程为3mA,内阻Rg约为100Ω的电流计G张开研究,可供选择的器材有电阻箱0,最大阻值为9999.9Ω,滑动变阻器甲,最大阻值为10kΩ,滑动变阻器乙,R最大阻值为2kΩ,电源E,电动势为1.5V,内阻较小,电源E,电动势为9V,内阻较小;开关212个,导线若干.

为测量该电流计的内阻,小明设计了如图甲所示电路,实验步骤以下:

①断开S1和S2;将R调到最大;②合上S调治R使G满偏;1③合上S2,调治0的值到0使G半偏,此时辰以为G的内阻g0RR'R=R'在上述可供选择的器材中,为了使测量尽量精确,滑动变阻器应入选择(选填“甲”或“乙”);电源应入选(选填“E1”或“E2”),在实验中以为电流计G内阻R=R',此结果与R的真实值对照(选填“偏大”“偏小”或“相等”).g0g若测的电流计G的内阻Rg=100Ω,小芳用电源E1、电阻箱R0和电流计G连接了如图乙所示的电路,在电流计两端接上两个表笔,设计出一个简单的欧姆表,并将表盘的电流刻度转变成电阻刻度;闭合开关,将两表笔断开;调治电阻箱,使指针指在“3mA”处,此处刻度应标阻值为

-26-

Ω(选填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不相同阻值的已知电阻找出对

应的电流刻度,则“2mA”处对应表笔间电阻阻值为Ω.

答案(1)甲E2偏小(2)∞160

分析(1)依照半偏法的实验原理,为保证测量精确度要求滑动变阻器接入电路电阻远大于电流

计内阻,以减小因闭合S2而引起总电流的变化量,从而减小误差,而当电动势越大的时候要使电流计满偏,则滑动变阻器接入电路电阻越大,所以电源选E2,滑动变阻器应选甲;闭合S2以致闭合回路总电阻减小则总电流增大,调治R0使G半偏,则此时流过电阻箱的电流大于流过电流计

的电流,电阻箱的阻值小于电流计的实质内阻,此结果与Rg的真实值对照偏小.

由此欧姆表测量的是两表笔间的电阻,所以当将两表笔断开,两表笔间的电阻无量大,

则指针指在“3mA”处,此处刻度应标阻值为∞,闭合开关,将两表笔断开,调治电阻箱,使指针

指在Ig=3mA处,则此时Ig=??+??1,代入数据解得r+R0=400Ω,当两表笔间接入R时,电流计+g????0??+??0总Rggr01Rg+0????Ω.此流过R的电流IR=I总-I=1.25mA,则R=g=160????3.某物理学习兴趣小组为了测量待测电阻R,设计了以下实验,用到的实验器材有:学生电源、x矫捷电流计、电流表、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干.

(1)按设计方案达成以下实验步骤:①依照图甲所示的原理图连接好实验电路;②将滑动变阻器R2滑片调至合适地址,滑动变阻器R3滑片调至最左端,闭合开关S;③调整3逐渐增大输出电压,并屡次调整1和2使矫捷电流计G读数为零,此时电流表A2的示RRR数为120mA,电阻箱R和电流表A示数如图乙和丙所示;11④实验达成,整理器材.(2)依照上述实验回答以下问题:11mA;①电阻箱R的读数为Ω,电流表A的示数为②待测电阻Rx的阻值为Ω(计算结果保留三位有效数字);③电流表的内阻对测量结果影响(选填“有”或“无”);④为提高本实验的精确度可采用的措施:.答案(2)①50.0180②75.0③无④在保证电表安全的情况下,合适增大滑动变阻器R3的输出电压11分析(2)①电阻箱R的读数为50.0Ω,电流表A的示数为180mA;-27-

②电阻箱R1两端电压等于待测电阻Rx两端的电压,即I1R1=I2Rx,解得Rx=??1R1=180×50??2120

=75.0Ω;

③由实验原理可知,电流表的内阻对测量结果无影响;④为提高本实验的精确度可采用的措施:在保证电表安全的情况下,合适增大滑动变阻器3的输出电压.R4.(2019湖南长沙模拟)现要测量电流表G的内阻,给出以下器材:1电流表G1(量程0~5mA,内阻r1约为150Ω左右);电流表G2(量程0~10mA,内阻r2约为100Ω左右);定值电阻R1=100Ω;定值电阻R2=10Ω;滑动变阻器R3(0~200Ω);干电池E(1.5V,内阻未知);单刀单掷开关S;导线若干.(1)定值电阻选;在方框中已画出部分实验电路设计图,请补充完满,并注明所用器材的代号;

(3)若选测量数据中的一组计算r1,所用的表达式r1=,式中各符号的意义是.答案(1)1(2)电路图见分析(3)??2-??11I1、2分别表示电流表G1、G2的示数,1表示定值R??1RIR电阻1的阻值R分析(1)若选R2,则其阻值太小,电流过大,而R1与G1内阻相当,应选R1.电路图以下列图:G2的示数与G1的示数之差为经过R1的电流值.

(3)由串、并联电路特点:111(21),得1??2-??11,I1、2分别表示电流表G1、G2的示Ir=RI-Ir=??RI1数,1表示定值电阻1的阻值.RR5.

某实验小组在测量金属圆柱体的电阻率的实验中,先用螺旋测微器测量圆柱体直径.再用伏安

法测量圆柱体的电阻,已知圆柱体的电阻大体为300Ω.

(1)用螺旋测微器测量其直径时的刻度地址以下列图,由图可知其直径为mm.

在用伏安法测定圆柱体的电阻时,除被测金属圆柱体外,还有以下供选择的实验器材:

A.电流表A1(量程为20mA,内阻约为10Ω)

B.电流表A2(量程为5mA,内阻r=20Ω)

C.电压表V(量程为3V,内阻RV约为4kΩ)

D.定值电阻R1=10Ω

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E.定值电阻R2=20Ω

F.滑动变阻器R3(0~20Ω)

G.滑动变阻器R4(0~300Ω)

H.直流电源E(电动势为6V,内阻很小)

开关S一个,导线若干

为使测量结果尽量正确,减少误差,实验中要求电表偏转最少半偏以上,要达成实验,除了

待测圆柱体、电压表(C)、直流电源(H)、开关导线(I)以外,还需要的器材是(填

写器材前的字母编号);

请画出实验电路图;

若电压表、电流表示数分别为U、I,用题中所给符号写出待测圆柱体的电阻表达式

Rx=.答案(1)4.698(4.698~4.700)????2(2)BEF(3)见分析图(4)2??-2分析(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度是4.5mm,可动刻度是19.8×0.01mm=0.198mm,螺旋测微器的示数,即金属丝直径d=4.5mm+0.198mm=4.698mm;??3V(2)电压表量程是3V,电阻两端最大电压U=3V,电路最大电流约为I=??=300Ω=10mA,电路最大电流为20mA的二分之一,电流表A(量程为20mA,内阻约为10Ω)不吻合题中要求,1所以电流表应选电流表A2(量程为5mA,内阻r=20Ω)与定值电阻R2=20Ω并联改装的电流表;两个滑动变阻器都能够保证电路安全,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器F,还需要的器材是BEF;

(3)由于290000104000,电流表应采用内接法,滑动变阻器最大阻值为20Ω,????AV待测电阻阻值约为300Ω,滑动变阻器采用分压接法,搬动滑片电路电流变化范围较大,能够进行多次实验,测出多组实验数据,电路图以下列图;(4)依照欧姆定律和电路结构,待测圆柱体的电阻表达式x????2.R=2??-2命题角度4(储备)测定电源的电动势和内阻【典题】利用如图(a)所示电路,能够测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:

图(a)

待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S.

实验步骤以下:

①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;

-29-

②多次调治电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;

11????

④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.

回答以下问题:

(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则??1与R的关系式为.

实验获得的部分数据以下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读

出数据,达成下表.答:①,②.

R/Ω1020304.05.06.07.0...I/A01430125①0.1000.0910.0840.077..I-1/A-16.998.00②10.011.011.913.0

图(b)

图(c)(3)在图(c)的坐标纸大将所缺数据点补充完满并作图,依照图线求得斜率k=A-1·Ω-1,截距b=A-1.(4)依照图线求得电源电动势E=V,内阻r=Ω.答案(1)1??A+??11[A??A+??1(0)]或写成1(5.0+r)??=????1R+??R+??1r+R??=??R+??(2)①0.110②9.09(3)见分析图1.0(或在0.96~1.04之间)6.0(或在5.9~6.1之间)(4)3.0(或在2.7~3.3之间)1.0(或在0.6~1.4之间)分析(1)依照闭合电路欧姆定律有????A??A??1+R+r+R),1??A+??11??A+??1(r+R)]或写成1A??10A01113.??0R+??(5.0+r).1(2)电流表示数为110mA,即I=0.110A,其倒数为??=9.09A-1.

-30-

(3)作图以下列图.在图线上取两点可得图线斜率k=A-1·Ω-1=1.0A-1·Ω-1,截距b=6.0A-1.

1结合??与R的关系式,有k=??,b=??(5.0+r),解得,E=3.0V,r=1.0Ω.

数形结合型——“巧”变公式找函数在实验数据的办理时,平时利用相关实验的原理公式进行巧妙变形,变成和图象信息一致的一元一次函数形式,依照图象的斜率、截距结合函数关系式得出所需的数据.典题演练提能·刷高分1测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,为一段粗细平均、电阻率较大的电阻丝,.MN定值电阻R=1.0Ω.调治滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了0-图象如图乙所示.UI

(1)由图乙求得电池的电动势E=V,内阻r=Ω.(2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).

-31-

??(3)依照实验数据可绘出-x图象,如图丙所示.图象斜率为k,电阻丝横截面积为S,可求得电??

阻丝的电阻率ρ=,电表内阻对电阻率的测量(选填“有”或“没有”)影

响.答案(1)1.490.45(2)小于(3)kS没有分析(1)由闭合电路欧姆定律可知:(0),而依照图乙的图象与纵坐标间的交点坐标表U=E-IR+r示电动势可知149V,图象的斜率表示内电阻,则0Ω,解得r=0.45Ω.E=.r+R=由图示可知,伏安法测电阻相关于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,

电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图象以下列图,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值.

????????(3)依照欧姆定律可知,电阻R=??=??;则可知k=??;解得ρ=kS;若考虑电表内阻,则图象的斜率不变,所以得出的电阻率没有影响.2(2019河南郑州模拟)甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻1和2的.RR阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S,单刀双掷开关S,导线若干.12(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完满:闭合S1,将S2切换到a,调治电阻箱,读出其示数0和对应的电压表示数1保持电阻箱示数不变,,读出电压表的示数2则RU.U.电阻R的表达式为R=.11

(2)甲同学已经测得电阻R=4.80Ω,连续测电源电动势E和电阻R的阻值,该同学的做法是:12闭合S1,将S2切换到a,多次调治电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,用测得11E=V,电阻R2=的数据,绘出了如图乙所示的??-??图线,则电源电动势Ω(结果保留3位有效数字).答案(1)将S2切换到b??2-??1R0(2)1.431.20??1分析(1)保持电阻箱示数不变,将S2切换到,由于0和1串通,所以经过1的电流??1,1两端bRRRI=??R0??2-??1=??2-??1R.211????10

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(2)依照闭合电路欧姆定律,E=????(4.8+R2+R),所以??1=??1·(4.8+R2)??1+??1,由此式看111-112Ω/V=4.2Ω/V,由以上两式出,??-??图线的纵截距为??=0.7V,斜率k=??·(4.8+R)=得,E≈1.43V,R2=1.20Ω.

3(2017天津)某研究性学习小组利用以下列图的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表.A的内阻r=1.0kΩ,电阻R=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串通一个R=3.0Ω的电1110阻.(1)按图甲所示电路进行连接后,发现aa'、bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量、a'间电压,若读数不为零,则必然是导线断开;若读数为零,则a必然是导线断开.

甲

(2)消除故障后,该小组顺利达成实验.经过多次改变滑动变阻器滑片地址,获得电流表A1和A2

的多组I1、I2数据,作出图象如乙图.由I1-I2图象获得电池的电动势E=V,内阻r=

Ω.

乙答案(1)aa'bb'(2)1.4(1.36~1.44均可)0.5(0.4~0.6均可)分析(1)用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,可知a、b'间存在断路;若测量、a'间电压,读数不为零,则aa'段存在断路,反之bb'段存在断路.a依照题中电路图可得

E=I1(11)(1+I2)(0)r+R+Ir+R整理后可得I1=-????+??0I2+??+??+??1++??1++1????01????0结合题中I-I2图象可得1=-????+??0260+??1++1????0=0.14×10-3A??1+??1+??+??0

联立上式,代入数值解得E≈1.4V,r≈0.5Ω.

-33-

4.(2019山西太原模拟)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片、苹果制作了水果电池,

他们想经过实验的方法测量这种电池的电动势E和内阻r.现有以下实验器材:多用电表一个;

高阻值电阻箱R一个;保护电阻R0一只;导线、开关若干;

如图甲,已知锌比铜爽朗,所以锌片失电子作负极,铜片得电子作正极.为了估计此苹果电

池的电动势,某同学直接使用多用电表直流电压挡测量,则应将红表笔与(选填

“铜”或“锌”)片连接.经过上网查察可知水果电池的内阻与水果的种类、两电极之间的距离及电极面积大小相关,一般在几百至几千欧姆之间.为了估测此苹果电池的内阻,

(选填“能”或“不能够”)使用多用电表的欧姆挡进行初步测量.

由于缺少电流表与电压表,研究小组依旧使用多用电表进行实验,某同学连接如图乙的实

验电路,将多用电表当电流表使用(不计其内阻).调治电阻箱R可测得多组多用电表读数I,为

1了减罕有时误差,该同学作??-R图象进行数据办理.若是图象的斜率为k,截距为b,则由图象可

得该苹果电池的电动势E=,内阻r=.(用k、b和R0表示)答案(1)铜不能够1??(2)??-R0分析(1)电压表红表笔应接电源的正极,故电压表红表笔应接电源铜片;因多用电表经过测量电流得出电阻,而电源自己有电动势,故无法直接测量电源的内阻.??(2)由闭合电路欧姆定律可知:I=??+??+??,0??????则??1=??+??+??0;由公式及数学知识可得:图象中的k=1,b=??+??0;??????

1??解得:E=??,r=??-R0.

5.在“测量电源电动势”的实验中,实验室供应的器材以下:待测电源E(放电电流不能够太大),

电压表(量程大于待测电源电动势),标有刻度的平均电阻丝ab(电阻约15Ω),开关S,一端连

有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干.

(1)实验中,用导线1、2、3、4、5和6按图甲所示方式连接电路,电路中所有元器件都圆满,

且电压表已调零.闭合开关从前,鳄鱼夹P应置于(选填“a”或“b”)端.

-34-

闭合开关后,屡次改变鳄鱼夹P的地址,电压表都有较大的示数但几乎不变,则断路的导线

为(填数字代号).

消除故障此后,闭合开关,改变鳄鱼夹P的地址,读出多组电压表读数U和对应的电阻丝长

11度L,由测得的数据,绘出了如图乙所示??-??的图线,则电源电动势E=V(计算结果保

留三位有效数字).应用该实验中的数据(选填“能”或“不能够”)测出该电源的内阻

r.

(4)若考虑到电压表内阻对测量的影响,则电源电动势的测量值(选填“等于”“大

于”或“小于”)真实值.

答案(1)b(2)1(3)2.86不能够(4)小于

分析(1)由电路图可知,电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压;若开始时P滑到a端,则ab

被短路,则电源被短路,故为了保证安全,P应置于b端;

电压表有示数说明与电源是相通的,即2、6是圆满的;而示数几乎不变,说明P无法与所测左半部分相连,故说明1导线没有正确接好;

(3)设单位长度的电阻为0,由闭合电路欧姆定律可得??·0,变形可得11RU=????+??RL??=??+0??1,则可知10-1,35V,解得≈286V;图象的斜率可求,但由于单位长度的电阻值不知??????0??故无法求出内阻r;(4)可用“等效电源法”分析误差大小:能够把电源与电压表看作一等效电源,则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压,由于电压表不是理想电表,所以有电流经过“电源”,所以路端电压要小于电动势,所以电动势测量值小于真实值即偏小.6.多用电表中使用的电池除了一节1.5伏的干电池外,还有一块方形的电池(层叠电池),如图甲所示,标称电动势为9V.某同学想要测量该电池实质的电动势和内阻,实验室供应了以下器材:

待测方形的电池

电压表(量程为3V,内阻约为4kΩ)

电流表(量程为0.6A,内阻为1.5Ω)

电流表(量程为3A,内阻为1.0Ω)

电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)

电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω)

G.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流为3A)

H.滑动变阻器(阻值为020kΩ,额定电流为0.6A)~开关、导线若干

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该同学依照现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图.依照此电路图,为达成该实验,

电流表应选,电阻箱应选,滑动变阻器应选(用器材前字母表

示).

(2)实验需要把电压表量程扩大为9V.该同学按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将R1

滑片移到最左端,将电阻R2调为0,断开K3,闭合K1,将K2接a,合适搬动R1,电压表示数为2.70V;

保持R1地址不变,改变R2阻值,当电压表示数为V时,达成扩大量程;断开K1.

(3)保持电阻箱R2阻值不变,开关K2接b,闭合K3、K1,从左到右调治R1,测出多组U、I,并作出

U-I图线如图丙所示,由图得该电池的电动势为V,内电阻为Ω.

答案(1)DEG(2)0.9(3)9.32.0

分析(1)实验中电流表的示数会大于0.6A,则电流表应选D;电压表要把量程扩大到9V,则需

串通电阻约为8kΩ,则电阻箱应选E;滑动变阻器要用分压电路,应选阻值较小的G;

开始时电压表示数为2.70V,则保持R1地址不变,改变R2阻值时,电压表和R2两端的电

压之和为2.7V,则当电压表示数为0.9V时,R2上分压1.8V;则当电压表示数为3V时,电压表和R2两端的电压之和为9V,达成扩大量程;

由U-I图象可知,E=3×3.1V=9.3V;r=(3.1-1.0)×3Ω-RA=2.0Ω.命题角度5练习使用多用电表和原理理解高考真题体验·对方向1(2017全国Ⅲ·23)图(a)为某同学组装达成的简单多用电表的电路图.图中E是电池;1、2、.RRR3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡.

图(a)

-36-

图(b)

(1)图(a)中的A端与(选填“红”或“黑”)色表笔相连接.

(2)关于R6的使用,以下说法正确的选项是(填正确答案标号).

A.在使用多用电表从前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”地址

B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”地址

C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大地址

(3)依照题给条件可得R1+R2=Ω,R4=Ω.

某次测量时该多用电表指针地址如图(b)所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读

数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连

的,则读数为.(结果均保留三位有效数字)

答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA或1.48mA1100Ω2.95V或2.96V分析(1)依照电流从红表笔进入多用表,结合欧姆挡知,A与黑表笔相连.

在使用多用电表从前,调治机械定位螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”地址,A

选项错;使用欧姆挡时,将两表笔短接,调整R0进行欧姆调零,B选项正确;电流挡中电路与R6无

关,C选项错.

当B端接“2”时,电流表的量程为1mA,此时,R1、R2串通后与表头并联,R1+R2肩负的电流为I-Ig=0.75mA,由IgRg=(I-Ig)(R1+R2),可得R1+R2=160Ω;当B端接“4”时,电压表量程为1V,表头与R4串通,表头部分肩负的电压Ug=IgRg=250×10-6×480V=0.12V,故R4肩负的电

压为0.88V,所以4Ω880Ω.R=-3=1×10(4)B端与“1”连接时,电流表最大量程为2.5mA,表盘上每1小格表示0.05mA,指针约在第29.6格,则电流表读数为148mA;B端与“3”连接时,多用表为欧姆表,示数为11×100.R=Ω=1100Ω;B端与“5”连接时,多用表为量程5V的电压表,每1小格表示0.1V,则读数为2.96V.2(2018全国Ⅱ·22)某同学组装一个多用电表.可采用的器材有:微安表头(量程100μA,内.阻900Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99999.9Ω);导线若干.

要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V

的直流电压表,组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡.

回答以下问题:

在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱.

(2)电阻箱的阻值应取R1=Ω,R2=Ω.(保留到个位)

答案(1)见分析图(2)1002910

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分析(1)微安表改装为1mA的电流表,需要并联小于其内阻的电阻,起分流作用,应选R1;改后

的电流表再改装为大量程的电压表时需要串通较大的电阻,起分压作用,应选R2.电路如图所

示.

(2)微安表与R1并联,有Igrg=(I-Ig)R1,其中I=1mA,Ig=100μA,rg=900Ω,代入得R1=100Ω.改装后的电流表量程为I=1mA,内阻为Rg=??1??g=90Ω;??1+??g

改装后的电流表与2串通,有2g,其中3V,得22910Ω.RIR=U-IRU=R=

多用电表使用的“四注意”

1.电流的流向:使用欧姆挡时,多用电表内部电池的正极接黑表笔,负极接红表笔,从电源外面看,电流从红表笔流入,从黑表笔流出.

2.区分“机械调零”和“欧姆调零”:“机械调零”在表盘刻度左侧“0”地址,调整表

盘下边的中间定位螺丝;“欧姆调零”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”地址,调整欧姆调零

旋钮.

3.倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,表头指针过大或过小均有较大误差(指针偏转角度在

量程的1~2之间读数较正确,比方待测电阻约为2kΩ,则应采用“×100”挡).若是指针偏转33

角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大),应该合适增大倍率重新调零后再测量;若是指针偏

转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小),应该合适减小倍率重新调零后再测量.

4.测量结束后,将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡.

典题演练提能·刷高分

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1(2019山西二模)某多用电表内欧姆“×1”挡倍率的内部电路图如图甲的虚线框所示.一学.习小组将电阻箱和电压表并联后接到多用电表两表笔A、B上,采用图甲的电路测量多用电表欧姆挡“×1”倍率正常工作时的内阻RΩ和其内部电池的电动势E(电压表的内阻很大,它在该电路中的分流作用能够忽略),实验操作步骤以下:

先调整“指针定位螺丝”再将选择开关调至欧姆“×1”挡,红黑表笔短接调治“欧姆调

零旋钮”使指针指在表盘(选填“左”或“右”)侧零刻度处.(2)电阻箱和电压表并联后的两端分别接在表笔A和B上,正确的接法是:电压表的正接线柱要接在多用电表的表笔(选填“A”或“B”)上.11(3)改变电阻箱的阻值,分别读出多组电压表和电阻箱的示数U、R,并将对应的??和??的值计算出来并记录在表格中,再画出1-1图象如图乙所示,若图乙中图线的斜率为k1、与纵轴的截距????为b,则所测内部电池的电动势E=,欧姆“×1”挡正常工作时的内阻1RΩ=.(用k1、b1表示)(4)一位同学提出了数据办理的另一种思路??尔后画-??.由图丙:先计算出,图象如图丙所示??U??获得图线斜率为k2、与纵轴的截距为b2,则电池的电动势E=,欧姆“×1”挡正常工作时的内阻RΩ=.(用k2、b2表示)答案(1)右(2)B(3)1??1(4)2-k2??1??1b分析(1)先调整“指针定位螺丝”,再将选择开关转至欧姆“×1”挡处,红黑表笔短接调治“欧姆调零旋钮”使指针指在表盘右侧零刻度处.(2)由图甲所示电路图可知,电压表的正接线柱要接在多用电表的表笔B上.(3)由闭合电路欧姆定律可知??:E=U+IRΩ=U+RΩ??整理得:1=??Ω11111??Ω????????????11????电源电动势为:E=1,欧姆表内阻为:RΩ=??1;??1??1由欧姆定律可知:I=??,??为电路电流,U-??图象,即U-I图象,由