《金版程》2025-高考大二轮刷题首选卷-物理专题六 考点2 专练2 以闭合电路欧姆定律为核心的实验含答案

大二轮刷题首选卷物理《金版程》2025-高考大二轮刷题首选卷-物理专练2以闭合电路欧姆定律为核心的实验考向一测量电源的电动势和内阻1．图甲为“测量某电池组电动势和内阻”的实验电路图。实验室除提供两节干电池串联的待测电池组一个、开关一个、导线若干外，还有下列器材可供选用：电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.2Ω滑动变阻器R1：0～500Ω，额定电流1A滑动变阻器R2：0～10Ω，额定电流1A(1)图甲为该同学设计的实验电路图，实验中忽略电流表和电压表内阻的影响。①为了便于实验，滑动变阻器应选用________(填写仪器的字母代号)；②实验中调节滑动变阻器，记录多组电压表示数U和电流表示数I，在坐标纸上描点连线作出U­I图像，如图乙所示。根据图乙可得该电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果均保留两位有效数字)(2)为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用U和I的函数关系进行分析。①用字母RV、RA分别表示电压表和电流表的内阻，U、I分别表示电压表和电流表的示数，E、r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，写出反映U和I真实关系的函数表达式U＝________________________(请用题目中已知字母表示)；②通过对函数表达式进行分析可得，(1)中电池组的电动势E测量值________真实值，内阻r的测量值________真实值。(均填“大于”“小于”或“等于”)答案：(1)①R2②2.92.9或3.0或3.1(2)①eq\f(RV,RV＋r)E－eq\f(RVr,RV＋r)I②小于小于解析：(1)①电流表A的示数应大于量程的eq\f(1,3)，电路中的总阻值应小于R＝eq\f(3V,\f(1,3)×0.6A)＝15Ω，所以从方便调节电路角度，滑动变阻器应选择R2。②根据图甲电路图，由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，可知，U­I图像与纵轴的交点的纵坐标表示电动势，故电动势为E＝2.9V，U­I图像的斜率绝对值表示电源内阻，则r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.0－2.9,0.63－0)))Ω＝3.0Ω。(2)①考虑电表内阻，根据图甲电路图，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))r，整理得U＝eq\f(RV,RV＋r)E－eq\f(RVr,RV＋r)I。②根据上述结果可知，U­I图像与纵轴的交点的纵坐标表示eq\f(RV,RV＋r)E，U­I图像斜率绝对值表示eq\f(RVr,RV＋r)，可知电池组的电动势E测量值小于真实值，内阻r的测量值小于真实值。2．一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①____________；②____________。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的eq\f(1,I)数据见下表。根据表中数据，在图乙中作出R­eq\f(1,I)关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为________V，内阻为________Ω。(结果均保留三位有效数字)R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池的内阻精确值应为________Ω。(结果保留三位有效数字)答案：(1)①开关未断开②电阻箱阻值为零(2)如图所示1.371.20(3)1.00(比第(2)问第3空答案小0.20)解析：(1)连接电路时要保证电路安全，开关没有断开；电阻箱的阻值为零，没有调到最大。(2)根据表中数据描点并连线作图，如答图所示。由闭合电路欧姆定律，有E＝IR＋Ir，可得R＝eq\f(1,I)·E－r，图线斜率表示干电池电动势，则有E＝eq\f(8.4－（－1.2）,7－0)V≈1.37V，纵轴截距的绝对值等于干电池内阻，有r＝1.20Ω。(3)电压表的分度值是2mV，所以电压为U＝60mV＋3.0×2mV＝66.0mV，电流表内阻为RA＝eq\f(U,I)＝0.20Ω，所以干电池的内阻精确值应为r′＝r－RA＝1.00Ω。考向二欧姆表的原理3．如图a为某物理实验兴趣小组组装的多用电表的电路示意简图。其中E是电源，不计内阻。R1、R2、R4、R5是四个定值电阻，R3是滑动变阻器。表头G的满偏电流为500μA，内阻为200Ω。虚线框内为五个换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表5个挡位分别为：直流电压2.5V挡和10V挡、直流电流1mA挡和100mA挡、欧姆×100挡。图b为改装过程中的多用电表表盘，其欧姆挡的中值刻度为15。(1)根据题给条件可得R1＋R2＝________，R4＝________。(2)在进行欧姆调零时，滑动变阻器R3阻值应调整为________。(3)图b中欧姆挡刻度尚未标识完整，图中多用电表指针位置应该标识的刻度为________。答案：(1)200Ω2400Ω(2)1400Ω(3)60解析：(1)由电流表改装可知，B端与2相连时为直流电流I2＝1mA挡，设表头G的满偏电流为Im，内阻为RG，则有eq\f(ImRG,R1＋R2)＋Im＝I2，由电压表改装可知，B端与4相接时为直流电压U4＝2.5V挡，则有ImRG＋I2R4＝U4，解得R1＋R2＝200Ω，R4＝2400Ω。(2)当B与3相连时为欧姆挡，欧姆挡为×100挡，且中值刻度为15，则可知欧姆调零后，电表内阻R内＝1500Ω，则有eq\f(ImRG,I2)＋R3＝R内，解得滑动变阻器应调整的阻值为R3＝1400Ω。(3)图b中对应电流值Ix＝0.2mA，设此时待测电阻对应值为Rx，根据闭合电路欧姆定律，有E＝Ix(Rx＋R内)，其中R内＝1500Ω，E＝I2R内，联立解得Rx＝6000Ω，则多用电表指针位置应该标识的刻度为eq\f(6000Ω,100Ω)＝60。4．某实验小组欲制作一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，使用的实验器材如下：A．电流表G(满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝180Ω)；B．定值电阻R0＝2Ω；C．定值电阻R1＝18Ω；D．滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω)；E．电源(电动势为9V)；F．单刀双掷开关S；G．红、黑表笔及导线若干。其内部结构如图所示，回答下列问题：(1)图中A接________(填“红”或“黑”)表笔。(2)将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为________(填“×1”或“×10”)。(3)现用该欧姆表测量一未知电阻Rx，选用“×10”挡位并欧姆调零后，将电阻Rx接在A、B之间，发现电流表几乎满偏，断开电路并将“×10”挡位换成“×1”挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器R2的滑片________(填“向上”或“向下”)移动，使电流表满偏，再次将电阻Rx接在A、B之间，稳定后电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处，则未知电阻Rx＝________Ω。答案：(1)黑(2)×10(3)向下60解析：(1)电流应从红表笔流入欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，由电路图可知A接黑表笔。(2)开关S接1时，R0与R1串联后和电流表并联，三者构成的新电流表量程Im1＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R0)＝10mA，该挡位欧姆表的内阻r1＝eq\f(E,Im1)＝900Ω，又因为欧姆表的中央示数等于该挡位时的内阻，则S接1时，欧姆挡的中值电阻为R中1＝900Ω；开关S接2时，R1与电流表串联后和R0并联，三者构成的新电流表量程Im2＝Ig＋Igeq\f(Rg＋R1,R0)＝100mA，同理得该挡位欧姆表所对应的中值电阻为R中2＝r2＝eq\f(E,Im2)＝90Ω；所以将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为“×10”。(3)欧姆调零后，欧姆表内阻等于其中值电阻，由“×10”挡位换成“×1”挡位，再次欧姆调零时，并联部分总电阻由R＝eq\f(（R0＋R1）Rg,R0＋R1＋Rg)＝18Ω减小到R′＝eq\f(（R1＋Rg）R0,R1＋Rg＋R0)＝1.98Ω，欧姆表内阻由r1＝900Ω减小到r2＝90Ω，则应减小滑动变阻器R2接入电路中的阻值，即滑片向下移动。把挡位调到“×1”，将两表笔短接欧姆调零后，测Rx阻值时，电流表示数为I＝0.6mA，则干路电流为eq\f(Im2,Ig)I＝60mA，则未知电阻Rx＝eq\f(E,60mA)－r2＝60Ω。1．(2024·北京高考)某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表(可视为理想电压表)和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图4所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图5所示，可得：该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________kΩ。(结果保留两位有效数字)答案：1.03.3解析：电路中的电流I＝eq\f(U,R)，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，联立整理得U＝－eq\f(U,R)r＋E，结合题图5可得，E＝1.0V，r＝|k|＝eq\f(1.0－0.34,（200－0）×10－6)Ω＝3.3kΩ。2．(2023·浙江6月选考)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中(1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。(2)测得的7组数据已标在如图3所示U­I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(计算结果均保留两位小数)答案：(1)B1.20(2)1.501.04解析：(1)由题图1可知，滑动变阻器与电流表、电源、开关串联，根据实验原理，电压表应测路端电压，开关应能控制电路通断，所以导线a端应连接到B接线柱上。电压表选择0～3V量程，分度值为0.1V，则题图2中电压表示数为1.20V。(2)在题图3中画出U­I图线如图所示，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，可知U­I图像纵轴截距为电源电动势，可得E＝1.50V，U­I图像斜率的绝对值等于电源内阻，可得r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.00－1.50,0.48－0)))Ω＝1.04Ω。3．(2024·甘肃高考)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程1.5V，内阻约为1.5kΩ)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。(1)考虑电流表内阻影响①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝________Ω(保留2位有效数字)。②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E＝U＋________(用I、r和RA表示)。③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U­I图像。则待测干电池电动势E＝________V(保留3位有效数字)、内阻r＝________Ω(保留1位小数)。(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________(单选，填正确答案标号)。A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数答案：(1)①1.0②I(r＋RA)③1.401.0(2)D解析：(1)①由题图2可知，电压表读数为0.60V，电流表读数为0.58A，由题图1可知，电压表测电流表两端电压，则电流表内阻为RA＝eq\f(0.60,0.58)Ω＝1.0Ω。②由题图3可知，电压表测滑动变阻器两端电压，由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势E＝U＋I(r＋RA)。③将E＝U＋I(r＋RA)变形为U＝－(r＋RA)I＋E，则题图4中图线的纵截距b＝E＝1.40V，斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.00－1.40,0.20－0)))Ω＝2.0Ω，所以待测干电池电动势为E＝1.40V，内阻为r＝|k|－RA＝1.0Ω。(2)题图5将电压表串联接在电路中，电压表内阻约为1.5kΩ，电路总电阻大于1500Ω，则电路中电流小于Imin＝eq\f(E,1500Ω)＝0.9mA，远小于电流表的量程0.6A，故无法完成实验的原因是电流太小无法读数，故选D。4．(2024·辽宁高考)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。(1)实验步骤如下：①将电阻丝拉直固定，按照图a连接电路，金属夹置于电阻丝的________(填“A”或“B”)端；②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图c中图线Ⅰ；④按照图b将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图c中图线Ⅱ。(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝________。(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若eq\f(k2,k1)＝n，则待测电池的内阻r＝________(用n和R0表示)。答案：(1)A(2)eq\f(1,b)(3)eq\f(R0,n－1)解析：(1)为了保护电路，闭合开关前，金属夹应置于电阻丝接入电路的阻值最大处，由图a可知，应该置于电阻丝的A端。(2)设电阻丝单位长度的阻值为r0，则通过闭合回路的电流I＝eq\f(U,r0L)，对于电路图a，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，联立并整理可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,Er0)·eq\f(1,L)；对于电路图b，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I(r＋R0)，联立并整理可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,Er0)·eq\f(1,L)。由以上两个eq\f(1,U)与eq\f(1,L)的函数关系式可知，图c中图线的纵轴截距b＝eq\f(1,E)，解得E＝eq\f(1,b)。(3)由(2)中分析可知，k1＝eq\f(r,Er0)，k2＝eq\f(r＋R0,Er0)，又eq\f(k2,k1)＝n，联立解得r＝eq\f(R0,n－1)。5．(2023·湖北高考)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图a所示电路，所用器材如下：电压表(量程0～3V，内阻很大)；电流表(量程0～0.6A)；电阻箱(阻值0～999.9Ω)；干电池一节、开关一个和导线若干。(1)根据图a，完成图b中的实物图连线。(2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U­I图像如图c所示，则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字)、内阻为________Ω(保留2位有效数字)。(3)该小组根据记录数据进一步探究，作出eq\f(1,I)­R图像如图d所示。利用图d中图像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字)。(4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________(填“偏大”或“偏小”)。答案：(1)图见解析(2)1.580.65(3)2.5(4)偏小解析：(1)实物图连线如图所示。(2)由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，结合图c可知，干电池的电动势E＝1.58V，内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.40－1.55,0.28－0.05)))Ω＝0.65Ω。(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝I(R＋RA＋r)，整理可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)，结合图d可知eq\f(RA＋r,E)＝2A－1，解得RA＝2.5Ω。(4)电压表内阻不是无穷大，设为RV，根据闭合电路欧姆定律有E真＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))r真，变形可得U＝eq\f(RVE真,RV＋r真)－eq\f(RVr真,RV＋r真)I，则干电池内阻测量值r与真实值r真的关系为r＝eq\f(RVr真,RV＋r真)，可知实验测得的干电池内阻实际是电压表内阻与干电池内阻的并联电阻阻值，即干电池内阻的测量值偏小。1．(2024·天津市河西区高三下总复习质量调查(二))现在要测量一节干电池的内阻，有下列器材可供使用：A．待测干电池一节B．电流表1：量程0～0.6A，内阻约为0.2ΩC．电流表2：量程0～0.6A，内阻为0.2ΩD．电压表：量程0～3V，内阻未知E．滑动变阻器：阻值范围为0～10Ω，允许通过的最大电流2AF．开关、导线若干(1)由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。要尽可能准确地测量电池的内阻，在上述器材中，电流表应选择________(填写器材前的字母)，且同时选择图________(选填“甲”或“乙”)作为实验电路。(2)实验中根据电流表和电压表的读数得到了如图丙所示的U­I图像。在修正实验系统误差后，可以计算出这节干电池的内阻r＝________Ω。答案：(1)C甲(2)1.05解析：(1)由于电流表1内阻未知而电流表2内阻已知，则电流表应选择C；电流表内阻已知时，因电流表的分压而产生的系统误差可以消除，则应选择图甲作为实验电路。(2)根据图甲电路图，由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋I(RA＋r)，整理得U＝－I(RA＋r)＋E，其中RA＝0.2Ω，可知U­I图像的斜率绝对值为|k|＝RA＋r＝eq\f(1.4－0.9,0.4)Ω＝1.25Ω，解得r＝1.05Ω。2．(2024·宁夏中卫市高三下一模)小李同学计划测量一未知型号电池的电动势和内阻。(1)小李先用多用电表直流电压5V挡直接接在该电池两极粗测电池的电动势，多用电表的示数如图甲所示，则该电池的电动势为________V。(2)为了精确测量该电池的电动势和内阻，小李从实验室里借到了以下实验器材：A．电流表A1，量程为2A，内阻r1＝0.2Ω；B．电流表A2，量程为20mA，内阻r2＝10Ω；C．滑动变阻器R(0～5Ω)；D．定值电阻R1＝0.8Ω；E．定值电阻R2＝20Ω；F．定值电阻R3＝190Ω；G．开关一个、导线若干。为了较准确地测量该电池的电动势和内阻，小李设计了如图乙所示的实验电路。①与电流表A2串联的电阻应当选择________(选填“R2”或“R3”)。②闭合开关，调整滑动变阻器的滑片位置，把电流表A1的示数记作I1、电流表A2的示数记作I2，记录多组实验数据，利用数据作出I1­I2图像如图丙所示。根据图丙，可知该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果均保留两位小数)答案：(1)3.90(2)①R3②3.460.31解析：(1)用直流电压5V挡测量时，分度值为0.1V，由图甲示数可知电池电动势为3.90V。(2)①电流表A2及与其串联的电阻两端所测最大电压应接近电池电动势，则r2＋R串＝eq\f(3.90V,20mA)，解得R串＝185Ω，所以电流表A2应与R3串联。②由闭合电路欧姆定律可知E＝I1(R1＋r1＋r)＋I2(r2＋R3)，整理可得I1＝eq\f(E,R1＋r1＋r)－eq\f(R3＋r2,R1＋r1＋r)I2，则I1­I2图像斜率的绝对值|k|＝eq\f(R3＋r2,r1＋R1＋r)＝eq\f(2.64A,17.3×10－3A)，纵轴截距b＝eq\f(E,r1＋R1＋r)＝2.64A，解得E＝3.46V，r＝0.31Ω。3.(2024·黑龙江省齐齐哈尔市高三下三模)在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表内阻的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻R0＝2Ω。(1)实验中，定值电阻R0的作用有________(填字母)。A．保护电源B．在电流变化时使电压表示数变化明显C．在电压变化时使电流表示数变化明显(2)实验操作步骤如下：①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置；②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U­I的值，断开开关S0；③将滑动变阻器滑片滑到最左端位置；④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U­I的值，断开开关S0；⑤分别作出两种情况所对应的U­I图像。(3)单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图乙所示，此时U＝________V。(4)根据测得数据，作出两U­I图像分别如图丙、丁所示，根据图像可知图丙对应的接法为________(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)。(5)综合可求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果均保留两位小数)答案：(1)AB(3)1.50(4)接法Ⅰ(5)1.800.25解析：(1)定值电阻R0有保护电源的作用；由于电源内阻很小，根据闭合电路的欧姆定律有U＝E－I(r＋R0)，可知加了定值电阻R0后可以达到电流变化时使电压表的示数变化明显的效果，故选A、B。(3)根据(4)中所作图像可知，电压表最大量程应为3V，则由图乙可知电压表的读数为1.50V。(4)接法Ⅰ中，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(R0＋RA＋r)，整理得U＝E－(R0＋RA＋r)I，接法Ⅱ中，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(U,RV)))(r＋R0)，整理得U＝eq\f(RV,RV＋r＋R0)E－eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)I，因为R0＋RA＋r>R0＋r>eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)，比较图丙和图丁可知，图丙所示图像的斜率绝对值更大，由此可知图丙对应的接法为接法Ⅰ。(5)由(4)分析知，接法Ⅰ对应图丙的纵截距等于电源电动势真实值，则E＝1.80V，而接法Ⅱ对应U＝eq\f(RV,RV＋r＋R0)E－eq\f(RV（r＋R0）,RV＋r＋R0)I，则U＝0时，I＝eq\f(E,r＋R0)，即其短路电流为真实值，由图丁可知I短＝0.80A，则电源内阻r＝eq\f(E,I短)－R0＝eq\f(1.80,0.80)Ω－2Ω＝0.25Ω。4．(2024·安徽省皖北8校高三下大联考)如图1所示为某多用电表的欧姆“×10”挡内部电路示意图。表头G满偏电流10mA、内阻10Ω，电源的电动势设计值为1.50V。(1)该多用电表的A表笔应为________(填“红”或“黑”)表笔。(2)由于长时间未使用，该多用电表内部电源电动势发生了变化，但仍可欧姆调零。为了测得其内部电源的电动势，实验步骤如下：①将选择开关旋至欧姆“×10”挡位，红、黑表笔短接进行欧姆调零；②将一电阻箱串联在两表笔间，实验电路如图2所示，为使测量过程指针偏转范围尽量大些，电阻箱应选用________(填字母序号)；A．最大阻值99.99Ω B．最大阻值999.9Ω③调节电阻箱的阻值，当多用电表的指针如图3所示时，通过表头G的电流为________mA；④连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值R和通过毫安表的电流I，作出R­eq\f(1,I)图像如图4所示，则现在的电源电动势E＝________V。(3)用该欧姆表测得一定值电阻的阻值为300Ω，如果操作无误，不考虑偶然误差的情况下，则该定值电阻的实际阻值为________Ω。答案：(1)红(2)②B③6.0④1.4(3)280解析：(1)电流从红表笔流入多用电表，黑表笔流出多用电表，所以该多用电表的A表笔应为红表笔。(2)②为使测量过程指针偏转范围尽量大些，电阻箱应选用最大阻值较大的，即回路中电阻变化范围较大，则电流变化范围大，故选B。③表头G满偏电流为10mA，选择中间刻度线，由图3可知，每一小格为0.2mA，所以通过表头G的电流为6.0mA。④根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(r＋Rg＋R0＋R)，整理得R＝E·eq\f(1,I)－(r＋Rg＋R0)，结合R­eq\f(1,I)图像可得斜率k＝E＝eq\f(0－（－140）,100－0)V＝1.4V。(3)当电源的电动势为1.5V时，有I＝eq\f(E设计,R内＋Rx)＝eq\f(1.5V,R内＋300Ω)，Ig＝eq\f(E设计,R内)，当电动势为1.4V时，有I＝eq\f(E,R内′＋Rx′)＝eq\f(1.4V,R内′＋Rx′)，Ig＝eq\f(E,R内′)，联立解得Rx′＝280Ω。(2022·湖南高考)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表，其内部结构如图所示，R0为调零电阻(最大阻值为R0m)，Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs＋R0m<Rm<Rn)，电流计的内阻为RG(Rs≪RG)。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：(1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通，电流计示数为Im；保持电阻R0滑片位置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电流计示数变为In，则Im________In(填“大于”或“小于”)；(2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的挡位为________(填“×1”或“×10”)；(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆零点(欧姆零点在电流计满偏刻度处)时，调零电阻R0的滑片应该________调节(填“向上”或“向下”)；(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为100Ω的定值电阻R1，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的eq\f(2,3)；取走R1，在①②间接入待测电阻Rx，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的eq\f(1,3)，则Rx＝________Ω。答案：(1)大于(2)×10(3)向上(4)400解析：(1)因为Rm<Rn，所以开关与m接通时电路的总电阻小于开关与n接通时电路的总电阻，电源电动势E不变，根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R总)可知Im干大于In干，因拨动开关前后并联部分电路相同，可知电流计的示数Im大于In。(2)(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位，①②短接欧姆调零后，欧姆表内部电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路满偏电流减小，而通过电流计的满偏电流不变，则通过Rs支路的电流减小，根据电路结构知，电流计所在支路的电阻减小，所以需要将R0的滑片向上调节。根据上述分析可知，从“×1”挡位换成“×10”挡位欧姆调零后，并联部分的满偏电压U并g减小，干路满偏电流I干g减小，根据E＝U并g＋I干g(R＋r)，R应增大，即挡位电阻应从Rm切换到Rn，所以S与n接通时，欧姆表的挡位为“×10”。(4)在“×10”挡位欧姆调零后，设欧姆表内部电路总电阻为R内，有I干g＝eq\f(E,R内)，其中I干g为满偏时的干路电流。因测量过程中干路电流与通过的电流成正比，则在①②间接入R1＝100Ω时，有eq\f(2,3)I干g＝eq\f(E,R内＋R1)，在①②间接入Rx时，有eq\f(1,3)I干g＝eq\f(E,R内＋Rx)，联立解得Rx＝400Ω。

专练3传感器的应用、电学创新实验等考向一观察电容器的充、放电现象探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1．随着传感器技术的不断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。(1)先使开关K与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带________电。(2)然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的I­t、U­t曲线，如图乙所示。(3)由图乙可知，电容器充满电时的电荷量为________C，电容器的电容为________F。(结果保留两位有效数字)(4)若将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，把开关K掷向2端电容器放电，请在图乙的左图中定性地画出I­t曲线。答案：(1)正(3)3.5×10－34.4×10－4(4)图见解析解析：(1)开关K接1时，电容器上极板与电源正极相连，充满电后上极板带正电。(3)I­t图线与t轴围成的面积表示电容器所放电量，一小格的电量为q＝0.25mA×1s＝2.5×10－4C，图乙中I­t曲线与t轴所围区域总共约14小格，所以电容器充满电时的电荷量为Q＝14q＝3.5×10－3C。由图乙U­t曲线知，电容器充满电后两端电压为U＝8V，则电容器的电容为C＝eq\f(Q,U)＝4.4×10－4F。(4)将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，电容器充满电后两端电压不变，由欧姆定律I＝eq\f(U,R)可知，t＝0时的放电电流会减小，所放电荷量不变，时间会延长，将其绘至在题图乙左图后如图所示。2．某同学为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，他在实验室准备了可拆变压器(如图甲所示)、低压交流电源、多用电表、开关和导线若干。(1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是________(选填选项前的字母)。A．控制变量法 B．等效替代法C．整体隔离法 D．理想实验法(2)该同学认真检查电路无误后，其中一次测量电压时选择2.5V挡位，多用电表读数如图乙所示，此时电表读数为________V。(3)某次实验中线圈N1接“0”“4”，线圈N2接“2”“14”，测得线圈N1两端的电压U1＝2.30V，线圈N2两端的电压U2＝7.60V，分析可知________(选填“N1”或“N2”)是原线圈。(4)实验发现原、副线圈电压比与匝数比不相等，可能的原因是________________________。答案：(1)A(2)2.00(3)N2(4)存在漏磁(或铁芯和线圈发热)解析：(1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的是控制变量法，故选A。(2)交流电压时选择2.5V挡位，选择第三行刻度表，则此时读数为U＝2.00V。(3)由题意可知变压器两线圈的匝数分别为n1＝4n匝、n2＝(14－2)n匝，测得线圈N1两端的电压U1＝2.30V，线圈N2两端的电压U2＝7.60V，则有eq\f(U1,U2)<eq\f(n1,n2)，即U1<eq\f(n1,n2)U2，又因为变压器不是理想的，副线圈电压的实际值小于理论值，则N1是副线圈，N2是原线圈。(4)eq\f(U1,U2)≠eq\f(n1,n2)，是因为变压器不是理想的，具体可能的原因是存在漏磁、铁芯和线圈发热。考向二传感器的应用3．某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：(1)用多用电表欧姆挡测继电器线圈ed(图乙所示)的电阻时，将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至________(填“×10”或“×1k”)进行测量，经正确操作，多用电表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为________Ω。(2)为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关c应该接________(选填“a”或“b”)。(3)流过继电器线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，若直流电源电动势E1为18V(内阻不计)，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择________。A．0～200Ω B．0～500ΩC．0～1500Ω答案：(1)×10220(2)a(3)C解析：(1)测电阻时指针偏转角度过大，则读数太小误差较大，需要选择小倍率让读数变大点才能减小误差，所以应把选择开关旋至×10挡进行测量。所测继电器的阻值为：表盘刻度读数×倍率＝22Ω×10＝220Ω。(2)由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁场磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关c应该接a。(3)流过继电器线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，若直流电源电动势E1为18V，则报警时图丙左侧控制电路的总电阻的最大阻值为Rmax＝eq\f(18,10×10－3)Ω＝1.8×103Ω，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，即热敏电阻的最大阻值为580Ω，所以滑动变阻器电阻的最大值至少为1.8×103Ω－580Ω－220Ω＝1000Ω，应选C。4．(2023·湖南高考)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图a所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。(1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图b所示，对应的读数是________Ω；(2)适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小)，读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量m/g0.00.51.01.52.02.5电压U/mV057115168220280根据表中数据在图c上描点，绘制U­m关系图线；(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是________N(重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字)；(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1________F0(填“>”“＝”或“<”)。答案：(1)1000(2)eq\f(R1R3,R2)(3)图见解析(4)1.7×10－2(5)>解析：(1)欧姆表读数为10×100Ω＝1000Ω。(2)当电压传感器示数为0时，C、D两点电势相等，则UCB＝UDB，即eq\f(UAB,R1＋RF)RF＝eq\f(UAB,R2＋R3)R3，解得RF＝eq\f(R1R3,R2)。(3)描点并绘制出U­m关系图线如图。(4)由图像可知，当电压传感器的示数为200mV时，对应所放物体质量为1.77g，则F0＝mg＝1.77×10－3×9.8N＝1.7×10－2N。(5)可将C、D间以外的电路等效为新的电源，C、D两点间电压看作路端电压，换用非理想毫伏表且读数为200mV时，实际C、D间断路(接理想电压传感器)时的电压大于200mV，则此时压力传感器所受压力F1>F0。考向三电学创新实验5．(2023·江苏高考)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池(电动势约1.5V，内阻不计)2节；两量程电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ；量程0～15V，内阻约15kΩ)1个；滑动变阻器(最大阻值50Ω)1个；定值电阻(阻值50Ω)21个；开关1个及导线若干。实验电路如图1所示。(1)电压表量程应选用________(选填“3V”或“15V”)。(2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”“D”)连接，再闭合开关，开始实验。(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压。某次测量时，电压表指针位置如图3所示，其示数为________V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如图4中实线所示。(4)在图1所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为R1，定值电阻的总阻值为R2，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝________(用E、R1、R2、R表示)，据此作出U­R理论图线如图4中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小。(5)分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因。你是否同意他的观点？请简要说明理由。答案：(1)3V(2)D(3)1.50(4)eq\f(ER,R1＋R2)(5)不同意，理由见解析解析：(1)所用电源为两节干电池，电动势约为1.5V×2＝3V，则电压表量程应选用3V。(2)闭合开关之前，滑动变阻器接入电路的阻值应该调到最大，则由图2可知，电池盒上的接线柱A应该与滑动变阻器的接线柱D连接。(3)电压表最小刻度为0.1V，则示数为15.0×0.1V＝1.50V。(4)由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I＝eq\f(E,R1＋R2)，当被测电阻为R时，其两端的电压U＝IR，联立得U＝eq\f(ER,R1＋R2)。(5)根据题意可知，阻值为RV≈3000Ω的电压表与R并联，然后与(R1＋R2－R)串联。R2＝50Ω×21＝1050Ω，当R较大时，R与R2相差不大，则电压表的分流不可忽略，电压表内阻对测量结果的影响不可忽略，所以该同学的观点错误。R并＝eq\f(RVR,RV＋R)，当R较大时，(R1＋R2－R)与R并和R相比都很小，所以此时U的实测值与理论值都接近电源电动势E，相差较小。1．(2024·重庆高考)探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E，定值电阻R0，电容器C，单刀双掷开关S。(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I的变化情况，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测________(选填“电流”或“电压”)仪器。(2)连接电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为________。(3)根据测得的数据，某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示，该过程为________(选填“充电”或“放电”)。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R0消耗的功率为________W。答案：(1)电压(2)0(3)放电0.32解析：(1)位置②与电容器并联，应该接入测电压仪器。(2)开始时应给电容器充电，当电压表示数最大时，电容器充电完毕，电路中没有电流，电流表示数为零。(3)电容器充电时电容器两端电压U＝E－IR0，电容器放电时电容器两端电压U＝IR0，则题图乙所示过程为电容器放电过程。由题图丙可知，t＝0.2s时电容器两端电压即R0两端电压为U＝8V，由题图乙可知，当U＝8V时，放电电流即R0中电流I＝40mA＝0.04A，则此时电阻R0消耗的功率为P＝UI＝0.32W。2．(2024·广西高考)某同学为探究电容器充、放电过程，设计了图甲实验电路。器材如下：电容器，电源E(电动势6V，内阻不计)，电阻R1＝400.0Ω，电阻R2＝200.0Ω，电流传感器，开关S1、S2，导线若干。实验步骤如下：(1)断开S1、S2，将电流传感器正极与a节点相连，其数据采样频率为5000Hz，则采样周期为________s；(2)闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I­t曲线如图乙，由图乙可知开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为________mA(结果保留3位有效数字)；(3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为________V；(4)实验得到放电过程的I­t曲线如图丙，I­t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0188C，则电容器的电容C为________μF。图丙中I­t曲线与横坐标、直线t＝1s所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0038C，则t＝1s时电容器两极板间电压为________V(结果保留2位有效数字)。答案：(1)eq\f(1,5000)(2)15.0(3)2(4)4.7×1032.8解析：(1)根据题意可得，采样频率f＝5000Hz，则采样周期为T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,5000)s。(2)由图乙可知，开关S1闭合瞬间流经电阻R1的电流为15.0mA。(3)保持S1闭合，再闭合S2，电容器放电结束后相当于断路，电路中R1与R2串联接在电源两端，电容器与R2并联，则电容器两极板间电压等于R2两端电压，为UC＝eq\f(E,R1＋R2)·R2＝2V。(4)只闭合S1时，电容器充电结束后两极板间电压为UC′＝E＝6V，上极板带正电荷；再闭合S2，电容器开始放电，最终电容器两极板间电压为UC＝2V，上极板带正电；由题知，电容器放电过程释放的电荷量ΔQ＝0.0188C，则根据电容的定义式C＝eq\f(Q,U)，可得C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(ΔQ,UC′－UC)＝4.7×103μF。设t＝1s时电容器两极板间电压为UC″，由题知，t＝1s后电容器释放的电荷量ΔQ′＝0.0038C，根据上述分析，同理有C＝eq\f(ΔQ′,UC″－UC)，代入数据解得UC″＝2.8V。3．(2024·全国甲卷)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图a所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器(工作电流1mA)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为1%、5%、10%、15%、20%)。(1)将图a中的实验器材间的连线补充完整，使其能对传感器定标；(2)连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口；(3)把滑动变阻器的滑片滑到________端(填“a”或“b”)，闭合开关；(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为1mA，记录电压表的示数U；(5)断开开关，更换气瓶，重复步骤(3)和(4)；(6)获得的氧气含量分别为1%、5%、10%和15%的数据已标在图b中；氧气含量为20%时电压表的示数如图c，该示数为________V(结果保留2位小数)。现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1mA，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为________%(结果保留整数)。答案：(1)如图所示(3)a(6)1.4017解析：(1)由题图a可知，滑动变阻器采用分压式接法(这种接法使传感器两端电压的调节范围较大)，电流表采用内接法(可以准确测定通过传感器的电流，也不影响传感器两端电压的测量)。实物连接图如答图所示(电压表负接线柱连接滑动变阻器a端亦可)。(3)为了保护电路，闭合开关后，电阻型氧气传感器两端的电压应为零，故应把滑动变阻器的滑片滑到a端再闭合开关。(6)由题图c可知，电压表的分度值为0.1V，需要估读到0.01V，则读数为1.40V。在题图b中描出点(20%，1.40V)，用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示。根据图线可得，电压表示数为1.50V时，氧气含量为17%。4．(2024·广东高考)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路，所用器材有：电源E(电动势3V)；电压表和(量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大)；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图，图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上，控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。(1)电路连接。图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表、间的实物图连线。(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。①将图甲中R的滑片置于________端。用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。的示数如图丙所示，读数U1为________V，的示数U2为1.17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值________(填“较大”或“较小”)。③断开S。(3)光源跟踪测试。①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。②闭合S，并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1<U2，图乙中的电动机带动电池板________(填“逆时针”或“顺时针”)转动，直至________时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。答案：(1)如图所示(2)①b②1.60较大(3)②逆时针U1＝U2解析：(1)由题图甲可知，滑动变阻器采用分压式接法，RG1与RG2串联，、分别测RG1、RG2两端电压，又电源电动势为3V，所以电压表选择0～3V量程，据此完成实物图连线如答图所示。(2)①为了保证电路的安全，实验开始前，应使闭合开关S后分压电路两端电压为0，则要将R的滑片置于b端。②电压表量程为3V，由题图丙知精度为0.1V，则读数为1.60V；电压表比电压表的示数大，根据串联电路分压规律可知，RG1＞RG2，结合题中信息可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。(3)②两电压表的示数U1＜U2，根据(2)分析可知，RG1表面的光照强度比RG2表面的大，则手电筒的光应从左上方斜射下来，因此电动机应带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2时停止转动，从而使电池板正对手电筒发出的光。5．(2023·重庆高考)一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器RP的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源(能输出电压峰值不变、频率可调的交流电)。(1)闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数________(选填“变大”“不变”或“变小”)。(2)保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图2所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为________(保留3位有效数字)。(3)闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50Hz、1000Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U­R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000Hz时，R0两端的电压为________mV；当频率为50Hz时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为________Ω的电阻串联。(均保留3位有效数字)答案：(1)变大(2)12.6(3)27212.0解析：(1)由题图1可知，闭合S1，滑动变阻器RP采用分压接法，线圈L1与滑片P左侧部分并联，然后与滑片P右侧部分串联，滑片P向右滑动，并联部分电阻变大，P右侧部分电阻变小，由串联电路分压规律可知，线圈L1两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。(2)由题图2可知，线圈L2两端电压的峰值为Um2＝280mV，根据正弦式交流电峰值与有效值的关系可知，线圈L2两端电压的有效值为U2＝eq\f(Um2,\r(2))＝eq\f(280,\r(2))mV，由题意可知，此时线圈L1两端电压的有效值为U1＝2500mV，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为eq\f(U1,U2)＝12.6。(3)由题图3的U­R关系曲线可得，当频率为1000Hz、将R替换为R0＝20Ω时，R0两端的电压为UR0＝272mV；当频率为50Hz时，若保持R0两端电压不变，仍为UR0，设此时线圈L2所接总电阻为R(单位为Ω)，其两端电压为U(单位为mV)，根据串联电路的规律，有eq\f(UR0,R0)＝eq\f(U,R)，可得U＝13.6R，在题图3中作出该函数的图线如图所示，该图线与频率为50Hz时U­R曲线的交点，即表示满足题述条件时电路的工作点，由图可知，此时L2所在电路的总电阻R＝32.0Ω，则需要给R0串联一个阻值为R1＝R－R0＝12.0Ω的电阻。6．(2024·河北高考)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表(0～20V)、数字电流表(0～20mA)、滑动变阻器R(最大阻值50Ω，1.5A)、白炽灯、可调电阻R1(0～50kΩ)、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。(1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2)，由此判断M端为二极管的________(填“正极”或“负极”)。(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的________、________、________接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而________(填“增大”或“减小”)。(3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应________(填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。答案：(1)负极(2)①AAD(或AAC，或CAB，或DAB)②减小(3)增大解析：(1)根据多用电表中的电流“红进黑出”，当多用电表作为欧姆表使用时，黑表笔接内部电源正极，由题可知，当黑表笔接M端时，二极管电阻为无穷大，当黑表笔接N端时，二极管的电阻较小，二极管正常导通，所以M端为二极管的负极。(2)①实验要求电压表、电流表读数从零开始，所以滑动变阻器应采用分压式接法，故L2应接滑动变阻器A接线柱；结合电表的正、负接线柱可知，L1、L3的另一端有多种接法可供选择：L1接A接线柱时，L3可以接C接线柱或D接线柱，L3接B接线柱时，L1可以接C接线柱或D接线柱。②根据R＝eq\f(U,I)可知，题图I­U图线斜率的倒数表示RG的阻值，结合题给信息可知，随着光照强度增加，光敏电阻的阻值减小。(3)当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光报警，说明b、e间电压未达到三极管导通条件。为了使报警器正常工作，在RG阻值不变的状态下，应增大R1两端电压，而RG与R1串联，由串联电路分压原理可知，应增大R1的阻值，直至发光二极管发光。1．(2024·广东省茂名市高三下二模)某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源(E＝6.0V，内阻不计)、毫安表(量程10mA，内阻不计)、电阻箱R、热敏电阻Rt一个、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。(1)根据图甲电路图用笔划线代替导线，把图丙中实物电路图补充完整。(2)先断开开关S1，将电阻箱的阻值调到________(选填“最大值”或“最小值”)，然后将开关S2接至a端，闭合开关S1，逐渐调节电阻箱的阻值，根据图乙把毫安表改装为温度计。(3)将开关S2接至b端，闭合开关S1，该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示，则通过毫安表的电流为________mA，温度为________℃。(结果均保留两位有效数字)(4)当温度计使用一段时间后，其电源有一定程度的老化，内阻增大，此时该温度计测量值比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。答案：(1)如图所示(2)最大值(3)7.550(4)偏小解析：(1)根据题图甲电路图，完整实物连线如答图所示。(2)为了保证电路安全，先断开开关S1，将电阻箱的阻值调到最大值，之后才能闭合开关。(3)由图丁可知，通过毫安表的电流为I＝7.5mA。根据闭合电路欧姆定律可得I＝eq\f(E,Rt)，可得此时热敏电阻阻值为Rt＝eq\f(E,I)＝eq\f(6.0,7.5×10－3)Ω＝800Ω＝0.8kΩ，结合图乙可知，此时温度为50℃。(4)当温度计使用一段时间后，其电源有一定程度的老化，内阻增大，根据闭合电路欧姆定律，有I＝eq\f(E,Rt真＋r)，可得Rt真＝eq\f(E,I)－r<eq\f(E,I)＝Rt测，可知热敏电阻阻值测量值比真实值偏大，结合图乙可知，此时该温度计测量值比真实值偏小。2．(2024·北京市朝阳区高三下质量检测一模)某同学用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。所用器材有：电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。(1)根据图甲，将图乙中的实物连线补充完整。(2)将图乙中的电流表换成电流传感器，可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1，待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正，则与本次实验相符的I­t图像是________。(3)将图乙中的电压表换成电压传感器，可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线，如图丙所示。已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，利用数据处理软件得到U­t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C＝________。(用题中已知物理量Um、R和S0表示)答案：(1)如图所示(2)A(3)eq\f(S0,UmR)解析：(1)根据电路图补充实物连线如答图所示。(2)先将开关接1时，电源给电容器充电，电流从左向右流过电阻R，即为正向电流，由于充电后电容器下极板带正电，则将开关接2时电容器通过R放电时，电流从右向左流过电阻R，即为负向电流，故选A。(3)放电过程中I­t图线与t轴所围面积表示开始放电时电容器所带电荷量q，又U＝IR，则U­t图线与t轴围成的面积S0＝q·R，根据电容的定义式有C＝eq\f(q,Um)，联立得电容器的电容为C＝eq\f(S0,UmR)。3．(2024·辽宁省高三下三模)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个，与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”，主要步骤如下：(1)利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力