专题17电学实验

专题17电学实验知识梳理考点一电学仪器的使用1．电流表和电压表量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A与刻度尺一样，采用eq\f(1,10)估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表0～3V0.1V电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,2)估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,5)估读2.多用电表(1)电流的流向电流从多用电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进、黑出”．(2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．(3)欧姆表使用注意事项①选挡接着调零；②换挡重新调零；③待测电阻与电路、电断开；④尽量使指针指在表盘中间位置附近；⑤读数之后要乘以倍率得阻值；⑥用完后，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡．例一.(2021福建模拟)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为100~200Ω,材料未知。实验过程如下:图(a)图(b)(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为mm。

(2)对多用电表进行机械调零。(3)将多用电表的选择开关旋至倍率的电阻挡(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。

(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为Ω。

(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。(7)实验测得的该电阻丝电阻率为Ω·m(结果保留3位有效数字)。

答案(3)×10(5)160(7)3.14×104【解析】：(1)螺旋测微器的固定刻度读数1mm，可动刻度读数为0.01×41.4＝14mm，所以最终读数为1mm＋14mm＝mm，由于需要估读，因此在范围～mm内均正确；(3)因为待测电阻电阻值约为100~200Ω，且欧姆档读数在中值附近精确度较高，故将多用电表的选择开关旋至×10倍率的电阻挡；读数为16×10Ω=160Ω。(7)由电阻定律,代入数据可得考点二电阻的测量1.控制电路的选择：当滑动变阻器的最大电阻远小于待测电阻或要求电流从零开始调节时，变阻器应采用分压式接法；当滑动变阻器的最大电阻和待测电阻接近时，选用限流式接法。2.测量电路的选择：当待测电阻满足时，电流表应用外接法；当待测电阻满足时，电流表应用内接法。3.滑动变阻器的选择（1）当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器。（2）当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器。例一．（2021·山东卷）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；电E（电动势，内阻r约为）；电阻箱R（阻值范围）；滑动变阻器（最大阻值）；滑动变阻器（最大阻值）；微安表（量程，内阻等于）；开关两个，温控装置一套，导线若干。同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：①按图示连接电路；②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；④记录此时的温度和电阻箱的阻值。回答下列问题：（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）。（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。【答案】⑴⑵见解析⑶3500大于⑷减小【解析】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。（2）[2]电路连接图如图所示（3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即：可得：[4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。（4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。考点三电的电动势和内阻的测量1．测电电动势和内阻的常用方法伏安法伏阻法安阻法实验原理E＝U＋IrE＝U＋eq\f(U,R)rE＝IR＋Ir实验电路数据处理计算法由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I1r,E＝U2＋I2r))解得E、r由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解得E、r由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I1r,E＝I2R2＋I2r))解得E、r图象法U＝－rI＋Eeq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)误差来电压表的分流E测＜E真；r测＜r真电压表的分流E测＜E真；r测＜r真电流表的分压E测＝E真；r测＞r真2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I。(2)“化曲为直”思想的应用。利用图象得出电动势和内阻是常见的方法，当图线不为直线时，往往要变换坐标轴表示的物理量，使图线为直线。以安阻法为例，可作eq\f(1,I)­R图象；以伏阻法为例，可作eq\f(1,U)­eq\f(1,R)图象，也可作U­eq\f(U,R)图象等，目的是使图象是直线。故这类问题重点关注图象的斜率、截距的物理意义。例一（2021·浙江卷）在“测定电池的电动势和内阻”实验中，（1）用如图所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图所示，则该电池的电动势E=______V（保留3位有效数字）；内阻r=______（保留2位有效数字）；（2）现有如图所示的实验器材，照片中电阻箱阻值可调范围为0～9999Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0～10Ω，电流表G的量程为0～3mA、内阻为200Ω，电压表的量程有0～3V和0～15V。请在图3中选择合适的器材，在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。______【答案】（均可）（均可）（2）[3]见解析【解析】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律可得将题干中得图线延长与横纵轴分别相交，如图可知图像与纵轴交点即为电动势，即：[2]图像斜率的绝对值为电内阻，即：（2）[3]电流表量程太小，使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量，电路图如图根据闭合电路欧姆定律：变形得：绘制图像，可知图像斜率为，与纵轴截距为，从而求解电动势和内阻；也可以通过电阻箱改装电流表，扩大电流表得量程，实现电流得测量，电路图如图I为改变量程之后的电流表示数，根据闭合电路欧姆定律：可以绘制图像求解电动势和内阻。例二．（2021·全国卷）一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约）和内阻r（小于）。图中电压表量程为，内阻：定值电阻；电阻箱R，最大阻值为；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选___________（填“5.0”或“15.0”）；（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；（3）根据图（a）所示电路，用R、、、E和r表示，得___________；（4）利用测量数据，做图线，如图（b）所示：（5）通过图（b）可得___________V（保留2位小数），___________（保留1位小数）；（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电电动势为，由此产生的误差为___________%。【答案】⑴15.0⑶⑸1.551.0⑹5【解析】（1）[1]为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电表满偏电压大，则由并联电路分压可得：代入数据解得：，因此选。（3）[2]由闭合回路的欧姆定律可得：化简可得：（5）[3][4]由上面公式可得：，由图象计算可得：，代入可得：，（6）[5]如果电压表为理想电压表，则可有：则此时：因此误差为：考点四电学创新实验高考试题中出现的电学创新实验，大都是在教材常规实验的基础上，进行重组、包装、拓展、创新，它们于教材，但高于教材，解决这类创新实验时，应注意以下三点：(1)实验仪器的选取，电流表内、外接法的判断，滑动变阻器的分压电路与限流电路的分析。(2)在解决设计型实验时，要注意条件的充分利用，如对于给定确切阻值的电压表和电流表，电压表可当作电流表使用，电流表也可当作电压表使用。(3)对一些特殊电阻的测量，如电流表或电压表内阻的测量，电路设计有其特殊性，即首先要注意到其自身量程对电路的影响，其次要充分利用其“自报电流”或“自报电压”的功能。例一．（2021·浙江卷）小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。（1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数，电流表的示数如图2所示，其读数___________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为，。由此可知应采用电流表___________（填“内”或“外”）接法。（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：①器材间连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图___________；②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻___________。此方法___________（填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是___________。【答案】⑴0.34外⑵①见解析②5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其它合理解释）【解析】（1）[1]由电流表的表盘可知电流大小为[2]电压表的百分比变化为⑩电流表的百分比变化为⑩因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，采用外接法（2）①[3]电路图如图②[4]两次实验中电路电流相同，因此可有⑩可得⑩读数可得⑩[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为，则实验只能测得其为，误差较大。例二．（2021·广东卷）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。（2）再按图连接好电路进行测量。①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。【答案】短接减小b大于【解析】（1）[1][2]选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。（2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为：即：可知R01大于R02。能力训练1、（2021·北京二模）如图所示为某实验小组设计的一个简易多用电表的电路图，已知欧姆挡的倍率为“×100”，所用的器材如下：A.干电池（电动势为，内阻为）B.电流表A（满偏电流为200μA，内阻为500Ω）C.定值电阻R1（阻值为）D.定值电阻R2（阻值为125Ω）E.滑动变阻器R3（最大阻值2kΩ）F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干根据实验电路和实验器材，请回答下列问题：（1）若测量电流，开关S应与______（填“1”、“2”或“3”）相接，量程为0~__________mA。（2）欧姆挡刻度盘的中央刻度值为“___________________”（3）欧姆挡的刻度值是按电池电动势为刻制的，当电池的电动势下降到、内阻增大到5Ω时，欧姆调零后，若指针指向刻度盘上的“12”，则这个电阻的真实值是________________Ω。【答案】：(1).1(2).1(3).15(4).1120Ω【解析】：（1）[1]由图示电路图可知，开关接1时电流表G与电阻并联，是测量电流。[2]电流表的量程为：（2）[3]由闭合电路欧姆定律：满偏时根据：半偏时：则：欧姆挡的倍率为“×100”，则欧姆挡刻度盘的中央刻度值为：15（3）[4]由闭合电路欧姆定律：电动势为，欧姆表内部的中性电阻电动势变为，调零后，欧姆表内部的中性电阻：指针指向刻度盘上的“12”，电阻值为，则有：解得：2、（2021·河南省洛阳市高三下学5月三模）在练习使用游标卡尺和螺旋测微器的实验中，测量一枚1元硬币的直径和厚度，如图a所示。（1）用游标卡尺测量其直径，如图b所示，直径是__________mm；（2）用螺旋测微器测量其厚度，如图c所示，厚度是_________mm。【答案】【解析】：（1）[1]用游标卡尺测量其直径是；（2）[2]用螺旋测微器测量其厚度是。3.(2021湖北新高考适应卷)某物理学习小组做测定某金属丝的电阻率实验。(1)已知金属丝长度为L,利用螺旋测微器测金属丝直径d,如图甲所示,则d=mm。

(2)学习小组的A同学先用多用电表测得该金属丝的电阻大约为50Ω,实验室提供了如下器材。电E:电动势约为5.0V,内阻可忽略不计电压表V1:量程为0~5V,内阻r1约为10kΩ电压表V2:量程为0~3V,内阻r2=1000Ω电流表A:量程为0~0.6A,内阻r3约为1Ω定值电阻R0:阻值为25Ω滑动变阻器R1:最大阻值为500Ω滑动变阻器R2:最大阻值为10Ω开关S一个,导线若干。为了进一步准确测量金属丝的电阻Rx,A同学选择了电压表V1、电流表A、滑动变阻器R1、电、开关、导线若干,连接成如图乙所示的电路。根据伏安法测电阻的知识分析一下,A同学应该将电压表右侧接线端P接点(填“a”或“b”),从系统误差角度分析,Rx的测量值Rx测与其真实值Rx真比较,Rx测(填“>”“=”或“<”)Rx真。

(3)B同学发现电流表量程太大,实验中读数误差会比较大,又重新选择了实验器材,测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的13,并能测量多组数据,设计了如图丙所示的电路。但发现电压表V2的可用范围较小,请你在虚线框内画出改进后的测量金属丝电阻Rx【答案】均可)(2分)(2)a(2分)<(2分)(3)如图所示(2分)【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为5.5×0.01mm=0.055mm,所以最终读数为0.5mm+0.055mm=0.555mm。(2)由于Rx≪r1,电流表用外接法误差较小,应接a,由于电压表分流导致流过金属丝的电流小于电流表读数,故测量值偏小。(3)电压表V2并联在定值电阻两端时,当U1=5V时,U2≈53V≈1.67V,U1=3V时,U2约为1V;电压表V2并联在金属丝两端时,U1=4.5V时,U2约为3V,U1=53V时,U2约为1.1V,故电压表V2并联在金属丝两端时,测量范围大一些,此外,滑动变阻器应采用分压接法,应选择阻值较小的R4、（2021·山东省济南市高三下学期压轴卷）小强同学网购了一块太阳能电池板，查阅资料得知太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，而在没有光照时，可以视为一个电学器件。（1）小强先根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究太阳能电池板在没有光照时的特性。所用的器材包括：太阳能电池板、电E、电流表A、电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干；为了达到上述目的，实验电路应选用图甲、乙中的图______（填“甲”或“乙”）。（2）小强为了研究太阳能电池板的电动势和内阻跟光照强度的关系，选用的器材有电流表（200μA，500Ω）、电阻箱、开关、导线等。①实验器材如图丙所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整；（）②以白炽灯为光，太阳能电池板距离灯分别为40cm和60cm时进行测量。并用图像法研究太阳能电池板的电动势和内阻，在坐标系中描点、作图如图丁所示，“·”和“”分别表示太阳能电池板距离灯40cm和60cm两种光照条件下的数据点，请计算当太阳能电池板离灯40cm时的电动势为_______V（保留两位有效数字）；③通过图像，可判断光照强度对太阳能电池板的电动势的影响是________。【答案】(1).甲(2).见解析(3).0.82(4).光照强度越大，太阳能电池板的电动势也越大【解析】（1）[1]描绘电学器件的伏安特性曲线要求电表示数从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，故应选择甲实验电路图。（2）①[2]实物图如图所示②[3]根据实验电路图，由闭合电路欧姆定律得：变形为：根据关系式结合题图丁可得斜率：解得：③[4]太阳能电池板距离灯40cm和60cm的图像中，40cm对应的斜率比60cm对应的斜率小，即40cm对应的电动势比60cm对应的电动势大，离太阳能电池板越近光照强度越强，太阳能电池板的电动势也越大，即可得出光照强度越强，太阳能电池板的电动势也越大的结论。5、（2021·山东省烟台市高三下学期适应性练习）某实验小组欲测定一硅光电池的电动势和内电阻，可供选择的实验器材如下：待测硅光电池E（电动势约为，内阻约为100Ω）；直流电流表A1（量程0~12mA，内阻为50Ω）；直流电流表A2（量程0~24mA，内阻为5Ω）；电压表V1（量程0~3V，内阻约为3kΩ）；电压表V2（量程，内阻约为）；滑动变阻器R1（最大电阻200Ω，额定电流）；滑动变阻器R2（最大电阻20Ω，额定电流1A）；开关S、导线若干。（1）为了完成上述实验，电流表应选___________，电压表选___________，滑动变阻器选___________（选填所给器材符号）。（2）请在图甲虚线框中将实验电路图补充完整___________。（3）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的U—I图像。则该硅光电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。（结果均保留三位有效数字）（4）已知某非线性元件的伏安特性曲线如图丙所示，将该元件与所测硅光电池组成闭合回路，则该电池的效率为___________%。（结果保留两位有效数字）【答案】(1).A1(2).V2(3).R1(4).见解析(5).1.20(6).100(7).25【解析】(1)[1]实验电路中短路电流约为：故电流表选A1。[2]待测硅光电池电动势约。故选电压表V2。[3]该实验电路为限流式接法，为了保护电路，需要选用最大阻值较大的变阻器，故选R1。(2)[4]根据上面的分析，补充完整后电路如图(3)[5]乙图中，纵轴截距为该硅光电池的电动势，即：[6]图线的斜率绝对值表示硅电池的内阻与电流表内阻之和，即：整理，可得：(4)[7]乙图和丙图的两段图像放到一个图中，找到交点为坐标为，0.30V)则6、（2021·河北省实验中学高三下学期调研）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题。（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经正确操作后，指针指在图甲中的位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡__________挡（选填“”或“”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图甲中的位置，则待测电阻约为_______。（2）图乙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，选择“”挡测量某二极管的阻值，指针指在图甲中的位置，则与表笔相连的是二极管的____________（选填“正极”或“负极”）。（3）该欧姆表的刻度值是按电池电动势为，内阻为进行标度的，若该欧姆表中的表头G满偏电流为、内阻为，变阻器的阻值范围为，由于电池老化，当电池电动势下降到、内阻增大到时，欧姆表仍可调零，则调零后接入电路的电阻将变________选填“大”或“小”），若用重新调零后的此欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻的真实阻值为______。【答案】(1).(2).20(3).正极(4).小(5).840【解析】(1)[1][2]选择开关拨至欧姆挡“×10”挡，由图甲位置所示可知，指针偏角很大，说明电阻值偏小，这样倍率档选择较大，则为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“×1”档；待测电阻为：20×1Ω＝20Ω；(2)[3]该欧姆表的两只表笔中，B表笔内部接电的正极，在外部电路，电路从B表笔到二极管再到A表笔，指针指在图甲中的c位置，电阻特别大，相当于断路，则二极管是反向接入电路，则B表笔接二极管负级，A表笔接二极管正级；(3)[4]电池电动势为、内阻为1Ω时，调零电阻：电池的电动势下降到1.4V、内阻增大到5Ω时调零电阻：则调零后R0接入电路的电阻将变小；[5]电动势为调零后，欧姆表内部的中值电阻的：电动势变为调零后，欧姆表内部的中值电阻：则：解得，对应电阻：7、（2021·广东省普宁二中适应性考试）现要测量某一直流电的电动势和内阻及金属丝的电阻率，实验提供的实验器材有：待测直流电（电动势E约30V，内阻r约）定值电阻R0；电流表A（量程，内阻约）电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）金属丝R（带有金属夹和刻度尺）开关S及导线若干请按要求作答：（1）实验测量电路如图所示，图中用一处导线未连接，请图中用笔画线代替导线______；（2）闭合开关S，移动金属夹的位置，测得多组电压表示数U和电流表示数I，用描点法作出U—I图像如图所示，求出电电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果均保留两位小数）；（3）用螺旋测微器测量金属丝直径D时，示数如图所示，则D=______mm；（4）现将电流表两端用导线短路，移动金属夹的位置，测得多组电压表示数Ux和金属丝接入电路的长度x的数据，用描点法作出图像，如图所示，可求出该金属丝的电阻率为______Ω·m（结果均保留两位小数）。【答案】(1).见解析(2).2.50(3).0.50(4).2.000(5).6.28×106【解析】(1)[1]因为电压表内阻很大，电流表内阻较小与待测阻值接近，故采用外接法，实物图如下(2)[2][3]根据：由图示电UI图象可知，电电动势为：E电内阻：(3)[4]由图所示螺旋测微器可知，其示数为：(4)[5]根据：，整理：所以图像斜率：代入数据：Ω·m8、（2021·福建省南平市高三下学期第二次质检）某科学探究小组在参加废水处理厂的社会实践活动后，准备测定废水的电阻率。该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，在容器左、右内侧面紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱M、N，在容器外侧垂直底面粘一透明刻度尺，其0刻度与容器内底面对齐，如图。容器内底面长、宽分别为a、b。（1）废水注满容器后，将多用电表选择开关拨到欧姆档档位，正确使用多用电表，测得废水的电阻如图所示，则废水的电阻约为_________Ω。（2）为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组采用如下实验器材设计实验。A．直流电E（电动势E约，内阻r0约）；B．电流表A1（量程0~3mA，内阻r1=100Ω）；C．电流表A2（量程0~5mA，内阻r2约40Ω）；D．电阻箱R1（）E．滑动变阻器R2（阻值范围0~50Ω，允许通过的最大电流）F．开关S一个，导线若干。请从下图中选出最合理的实验电路图______（3）根据合理的实验电路图正确连接实验电路后，调节电阻箱阻值使R1=900Ω，该实验小组完成以下操作步骤：①倒出适量废水，测出并记录废水深度，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，分别记录电流表A1的读数和电流表A2的读数；②断开开关S，再倒出适量废水，测出并记录废水深度，然后闭合开关S，调节滑动变阻器R2，使电流表Al的读数与步骤①中电流表A1的读数相同，记录电流表A2的读数；③重复第②步操作多次，记录每次测量中的废水深度h和电流表A2的读数I，并描点作出I—h图像如图所示。④图中直线的纵截距为I0，斜率为k，则该容器内废水电阻率的表达式为_________。（用题中所给物理量的符号I0、k、a、b、r1、R1表示）【答案】(1).1600或1.6×103(2).C(3).【解析】：(1)[1]由图可知读数为：Rx=16.0×100Ω=1600Ω(2)[2]因为待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，滑动变阻器采用限流式起不到调节作用，故应选用分压电路；回路中的最大电流为：故电流表应选C，因为没有电压表，所以用内阻已知B与电阻箱改装电压表，电压表内阻已知，故采用外接法，故电路图选C。(3)[3]根据图示电路图，由欧姆定律可知，废水的电阻：:废水电阻:整理得：由图示Ih图象可知，纵轴截距:I0=I1图象的斜率:解得，废水的电阻率：9.(2021湖南新高考适应卷)太阳能电池是一种可将光能转换为电能的器件。一同学用图(a)所示电路测量某单晶硅太阳能电池的输出电流I和输出电压U之间的关系,探究该电池的伏安特性。用一定强度的光照射太阳能电池,闭合开关S。调节电阻箱,测得实验数据如下表所示。图(a)U/VI/mA(1)请在图(b)中补齐上表中后4组数据点,并作出该太阳能电池的伏安特性曲线;图(b)(2)根据所作伏安特性曲线可知,电池电阻(填“是”或“不是”)常数,短路电流为mA,电动势为V(结果均保留2位有效数字)

(3)根据所作伏安特性曲线,估算该太阳能电池的最大输出功率为mW(结果保留1位小数)。

【答案】（1）如图所示(2)不是【解析】：(1)如答案图所示,根据题给数据描点画图,并用平滑曲线连接。(2)伏安特性曲线不是直线,故内阻不是常数,由答案图可知,短路电流为7.0mA,电电动势为2.7V。(3)输出功率P=UI,由答案图可知I=6.6mA,U=2.2V时输出功率P有最大值,P=UI≈14.5mW。10.(2021辽宁新高考适应卷)某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系,设计了如图(a)所示的电路。所用器材有:置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻RG、小灯泡和刻度尺;阻值为R的定值电阻;理想电压表;电动势为E、内阻为r的电;开关S;导线若干。图(a)实验时,先按图(a)连接好电路,然后改变暗箱中光到光敏电阻的距离d,记录电压表的示数U,获得多组数据如表。回答下列问题∶(1)光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG=(用E、r、R、U表示);

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点,并作出Ud的非线性曲线;图(b)(3)依据实验结果可推断:光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而(填“增大”或“减小”);

(4)该同学注意到智能有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度大时屏幕变亮,反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性,实现“有光照射光敏电阻时,小灯泡变亮;反之变暗”的功能,设计了如图(c)所示电路,则电路中(填“R1”或“R2”)为光敏电阻,另一个为定值电阻。

图(c)【答案】(1)ERURr(2)如图所示(3)增大(4)R【解析】(1)由闭合电路欧姆定律得E=U+UR(RG+r),解得RG=ER(2)补齐数据点,利用平滑曲线连接各点如答案图所示。(3)当距离d变大时,光照强度减小,由图线分析知,电压表示数变小,则光敏电阻两端电压增大,其电阻阻值增大,所以光敏电阻阻值随光照强度的减小而增大。(4)有光照时光敏电阻的阻值减小,根据“串反并同”的规律可知光敏电阻应和小灯泡串联,有光照时串联支路电流变大,小灯泡变亮,所以R2为光敏电阻。11.(2022届广东六校联考)超级电容器(一般容量可达1~5000F)能够在电动汽车启动时快速提供强大的电流(一般可达100~1500A);物理兴趣小组利用高电阻放电法测一标示模糊的电容器的电容。实验步骤如下:(步骤1)按图甲电路图连接好电路;(步骤2)先使开关S与2端相连,电向电容器充电,这个过程可在短时间内完成;(步骤3)断开开关,把多用电表调到电压挡,调零后测量电容器两端的电压;(步骤4)再把开关S与1端相连,同时开始计时并测量数据,每隔5s或10s读一次电流I的值,将测得数据填入预先设计的表格中;(步骤5)在如图乙所示的坐标纸上标出测量的数据点,并用平滑的曲线把数据点连接起来。根据实验回答以下问题:(1)以下电子元件中,属于电容器的是;

(2)使用多用电表测量电容器电压时,红表笔应接在点(选填“M”或“N”);

(3)若多用电表测得电容器两端的电压为8V,可估算电容器的电容为F(结果保留两位有效数字);

(4)兴趣小组在实验中发现,使用多用电表电压挡测量电容器电压,若测量时间过长时,会发现电表指针读数在缓慢减小,请分析产生这种现象的可能原因:。

【答案】(1)A(2)N(3)9.7×104~1.0×103(4)多用电表不是理想电表,测量时电容器通过电表内阻放电,电容器两端电压减小【解析】(1)由电学元件的形状进行识别,A图为电容,B图为电阻,C图为电二极管,D图为电感线圈;(2)由题图可知N点电势高,所以红表笔应接在N点;(3)图像中每个小方格代表电荷量q=50×106×5C=2.5×104C,共有31个小方格,因此电容器充电完成时储存的电荷量Q=31q=31×2.5×104C=7.75×103C,电容器电容的测量值C=QU=7.75×10-(4)实验中发现,使用多用电表电压挡测量电容器电压,若测量时间过长时,会发现电表指针读数在缓慢减小,原因是多用电表不是理想电表,测量时电容器通过电表内阻放电,电容器两端电压减小。12.(2020广州天河一模)龙泉中学某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有