2024-2025学年高考物理重点专题讲解及突破15电学实验含解析

2024-2025年高考物理重点专题讲解及突破15：电学试验超重点1：电学试验基础超重点1：电学试验基础※考点一基本仪器的运用及读数1．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度．(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.(3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(留意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．③如图所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最终的读数为2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.2．游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺．(如图所示)(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可精确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(4)读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm.3．常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后依据表盘总的刻度数确定精确度，依据指针的实际位置进行读数即可．(1)0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V和0.1A，看清晰指针的实际位置，读到小数点后面两位．(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V.(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A.[典例1](1)如图甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为______mm、________mm、________mm.(2)运用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是______mm.(3)①如图丙所示的电表运用0.6A量程时，对应刻度盘上每一小格代表______A，图中表针示数为________A；当运用3A量程时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针示数为________A.②如图丁所示的电表运用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V．若运用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V.(4)旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简洁的操作方法是_______________.若用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为________．【解析】(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最终结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最终结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm.最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是7×0.02mm＝0.14mm，最终结果是3mm＋0.14mm＝3.14mm.(2)固定刻度示数为1.0mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最终的读数为1.0mm＋15.0×0.01mm＝1.150mm.(3)①运用0.6A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02A，表针示数为0.44A；当运用3A量程时，每一小格为0.1A，表针示数为2.20A.②电压表运用3V量程时，每小格表示0.1V，表针示数为1.70V；运用15V量程时，每小格表示0.5V，表针示数为8.5V.(4)电阻为1987Ω，最简洁的操作方法是将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9999Ω＝19998Ω.故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为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将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到00～19998Ω※考点二测量电路的接法及选择1．电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差缘由电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电阻测量值R测＝eq\f(U测,I测)＝Rx＋RA＞Rx，测量值大于真实值R测＝eq\f(U测,I测)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)＜Rx，测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2.两种接法的选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采纳电流表外接法；若Rx较大，宜采纳电流表内接法．简洁概括为“大内偏大，小外偏小”．(2)临界值计算法Rx＜eq\r(RVRA)时，用电流表外接法；Rx＞eq\r(RVRA)时，用电流表内接法．(3)试验摸索法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，假如电压表的示数有较大的变更，而电流表的示数变更不大，则可采纳电流表外接法；假如电流表的示数有较大的变更，而电压表的示数变更不大，则可采纳电流表内接法．[典例2]在伏安法测电阻的试验中，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＝eq\f(U,I)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________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．【解析】eq\f(Rx,RA)＝20，eq\f(RV,Rx)＝10，因此Rx属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即Rx1更接近真实值；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※考点三滑动变阻器两种接法的选择1．滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调整范围eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分压电路调整范围大负载R上电流调整范围eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分压电路调整范围大闭合S前触头位置b端a端都是为爱护电路元件2.滑动变阻器应采纳分压接法的状况(1)题设条件中所供应的电表量程或电阻的最大允许电流不够．(2)题设条件中的滑动变阻器的最大阻值远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻的阻值．(3)题设要求回路中某部分电路两端的电压从零起先连续变更．3．两种电路均可运用的状况下，应优先采纳限流式接法：因为限流式接法电路简洁、能耗低．[典例3]有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的IU图线，有下列器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光状况是__________________．要求小灯泡的电压从零起先增大，应选择图乙中的电路图________(选填“a”或“b”)．(2)用正确的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________(用序号字母表示)．(3)滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)．(4)通过试验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示．由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为______Ω.(5)若将此小灯泡与电动势为6V、内阻不计的电源相连，要使小灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．(结果保留三位有效数字)【解析】(1)由于电流表内阻很小，灯泡被短路，不发光；要使小灯泡的电压从零起先增大，应采纳分压电路，即图乙中的b.(2)小灯泡额定电压为2.8V，应选择0～3V量程的电压表，小灯泡的额定电流I＝eq\f(P,U)≈0.29A，应选择0～0.6A量程的电流表．(3)由于采纳分压电路，故滑动变阻器选择阻值为10Ω的滑动变阻器E.(4)由小灯泡的伏安特性曲线可知，两端电压为额定电压2.8V时，通过小灯泡的电流为0.28A，由欧姆定律可知此时小灯泡电阻为10Ω.(5)小灯泡正常发光时，小灯泡与电阻串联，通过电阻的电流与通过小灯泡的电流相等，均为0.28A；小灯泡两端电压与电阻两端电压之和为6V，所以电阻两端电压为3.2V，由欧姆定律可知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※考点四电表的改装改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝Ig(R＋Rg)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig量程扩大的倍数n＝eq\f(U,Ug)n＝eq\f(I,Ig)接入电阻的阻值R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝(n－1)RgR＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,n－1)改装后的总内阻RV＝Rg＋R＝nRgRA＝eq\f(R·Rg,R＋Rg)＝eq\f(Rg,n)校对电路改装成的电压表改装成的电流表[典例4](2024·高考海南卷)某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路．(1)已知表头G满偏电流为100μA，表头上标记的内阻值为900Ω.R1、R2和R3是定值电阻．利用R1和表头构成1mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表．若运用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V；若运用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V．则依据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω.(2)用量程为3V、内阻为2500Ω的标准电压表V对改装表3V挡的不同刻度进行校准．所用电池的电动势E为5V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50Ω和5kΩ.为便利试验中调整电压，图中R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．(3)校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近________(选填“M”或“N”)端．(4)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”)900Ω.【解析】(1)依据题意，R1与表头G构成1mA的电流表，则IgRg＝(I－Ig)R1，得R1＝100Ω；若运用a、b两个接线柱，电压表的量程为1V，则R2＝eq\f(Uab－IgRg,I)＝910Ω；若运用a、c两个接线柱，电压表的量程为3V，则R3＝eq\f(Uac－IgRg,I)－R2＝2000Ω.(2)电压表与改装电表并联之后，电阻小于2500Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值小于并联部分，同时还要便于调整，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50Ω的电阻．(3)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑动端P应靠近M端，使并联部分分压为零，起到爱护作用．(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际电阻偏大，故表头G内阻的真实值大于900Ω.【答案】(1)1009102000(2)50(3)M(4)大于超重点2：测定金属的电阻率超重点2：测定金属的电阻率[考纲解读]1．驾驭螺旋测微器的原理及读数方法．2.驾驭电流表、电压表和滑动变阻器的运用方法及电流表和电压表的读数方法．3.会用伏安法测电阻，并能测定金属丝的电阻率．[基本试验要求]1．试验原理依据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率．2．试验器材被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(50Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺．3．试验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)连接好用伏安法测电阻的试验电路．(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑动变阻器的滑片调整到使接入电路中的电阻值最大的位置．(5)闭合开关，变更滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内．(6)将测得的Rx、l、d值，代入公式S＝eq\f(πd2,4)和R＝ρeq\f(l,S)中，计算出金属丝的电阻率．[规律方法总结]1．数据处理(1)在求Rx的平均值时可用两种方法：①用Rx＝eq\f(U,I)分别算出各次的数值，再取平均值．②用UI图线的斜率求出．(2)计算电阻率：将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rxeq\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI).2．留意事项(1)先测直径，再连电路：为了便利，测量直径应在金属丝连入电路之前测量．(2)电流表外接法：本试验中被测金属丝的阻值较小，故采纳电流表外接法．(3)电流限制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在试验过程中变大．3．误差分析(1)测量电阻时采纳外接法，电压表分流产生误差．(2)长度和直径的测量误差．※考点一仪器的选取和电路设计1．[试验仪器的选取](2024·吉林长春质检)某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了试验探究，现有如下器材：电源E(电动势为4V，内阻约为1Ω)；电流表A1(量程5mA，内阻约为10Ω)；电流表A2(量程0.6A，内阻约为1Ω)；电压表V1(量程3V，内阻约为1kΩ)；电压表V2(量程15V，内阻约为3kΩ)；滑动变阻器R1(阻值0～2Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～20Ω)；开关及导线若干．他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示.编号电阻丝直径D/mm电阻丝直径的二次方D2/mm2电阻丝长度L/cm电阻R/Ω10.2800.0784100.0016.3020.2800.078450.008.1630.5600.3136100.004.07(1)他在某次测量中，用螺旋测微器测电阻丝的直径，示数如图甲所示，此示数为________mm.(2)图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路________(选填“A”或“B”)进行测量．电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．【解析】(1)螺旋测微器的读数为d＝0.5mm＋1.2×0.01mm＝0.512mm.(2)依据题图乙可知，电路中变阻器采纳限流式接法，所以变阻器应选R2.由于电源电动势为4V，所以电压表应选V1.依据表格数据可知，电路中最大电流超过5mA，所以电流表应选A2.由于待测电阻满意eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，电流表应用外接法，所以应选择电路A.【答案】(1)0.512(0.511～0.513均正确)(2)AA2V1R22．要测量某种合金的电阻率．(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．依据原理图在图丙中将实物连线补充完整．(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35V，I1＝0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92V，I2＝0.32A．依据以上测量数据推断，当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时，测量相对精确，测量值Rx＝________Ω.(结果保留两位有效数字)【解析】(1)金属丝电阻R＝eq\f(U,I)＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,π\f(D,2)2)，则电阻率ρ＝eq\f(πRD2,4L)；由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm.(3)依据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，电流表分压较大，因此必需采纳电流表外接法，即S2处于位置b时，测量相对精确，依据欧姆定律，则有Rx＝eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω.【答案】(1)eq\f(πRD2,4L)0.650(2)如图所示(3)b2.9※考点二数据处理及误差分析3．(2024·山东潍坊统考)一探究小组要测量2B铅笔芯的电阻率，所用的试验器材有：电源E(9V)，铅笔芯(最大阻值约6Ω)，滑动变阻器(最大阻值20Ω)，电流表A(量程为0.3A，内阻约为0.5Ω)，电压表V(量程为3V，内阻约为1000Ω)，开关S.(1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的试验电路图补充完整．(2)试验中，变更连入电路的铅笔芯长度L，测出对应的电阻值R，测得的5组试验数据已描点在如图甲所示的R-L坐标系中，请画出RL图线．(3)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径，如图乙所示，其读数为________mm.(4)依据画出的RL图线及测得的铅笔芯的直径，可求得铅笔芯的电阻率为________Ω·m(保留三位有效数字)．【解析】(1)由于待测电阻Rx＜eq\r(RARV)，所以电流表应采纳外接法，若滑动变阻器采纳限流式接法，Imin＞0.3A，故滑动变阻器采纳分压式接法．(3)螺旋测微器的读数为1mm＋20.0×0.01mm＝1.200mm.(4)由电阻定律得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(4L,πd2)，RL图线的斜率k＝eq\f(4ρ,πd2)，解得ρ＝3.77×10－5Ω·m.【答案】(1)如图a所示(2)如图b所示(3)1.200(4)3.77×10－54．在“测定金属的电阻率”试验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如下图所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.试验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行试验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上试验数据可知，他们测量Rx是采纳下图中的________(选填“甲”或“乙”)图．(3)下图丙是测量Rx的试验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请依据(2)所选的电路图，补充完成下图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系．如上图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω.(保留两位有效数字)(5)依据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何试验测量都存在误差．本试验所用测量仪器均已校准．下列关于误差的说法中正确的选项是________．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消退由测量仪表引起的系统误差D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【解析】(1)主尺半刻度线未露出，读数为0mm，螺旋尺的读数为39.8×0.01mm＝0.398mm，所以此螺旋测微器读数为(0＋0.398)mm＝0.398mm.(2)由图表数据可知，待测电阻阻值约为5Ω，若电路采纳限流接法，回路最小电流I＝eq\f(E,Rx＋R滑＋r)，代入数值约为0.11A，不行能达到0.020A，所以应当是分压接法．(3)实物连图时要留意：开关闭合前，滑动变阻器应处于零阻值处，以使待测电阻的电压最小；应保证开关能限制整个电路的通断；电流从电压表和电流表正极流入．(4)在坐标系中描出2、4、6次测量数据对应的点，然后连线．由于第6个数据描点偏差太大，舍弃不用；图线的斜率即为Rx的阻值，由图象可知，Rx＝4.5Ω.(5)由电阻定律知R＝ρeq\f(l,S)，则ρ＝eq\f(S,l)·R＝eq\f(π\f(d,2)2,l)R≈1×10－6Ω·m，C正确．(6)由于读数而引起的误差是偶然误差，由于电压表与电流表的内阻而引起的误差是系统误差，A、B错误．若将电流表和电压表的内阻计算在内，则消退了电表内阻对试验的影响，即消退了由测量仪表引起的系统误差，C正确．用UI图象处理数据，体现了多次测量求平均值的思想，而且剔除了个别偶然误差比较大的点，如图线中的第6个点，D正确．【答案】(1)0.398(0.397～0.399均正确)(2)甲(3)图见解析(4)图见解析4.5(4.3～4.7均正确)(5)C(6)CD超重点3：描绘小电珠的伏安特性曲线超重点3：描绘小电珠的伏安特性曲线[考纲解读]1．驾驭滑动变阻器的运用方法及连接方式．2.驾驭伏安特性曲线的描绘方法．3.理解小电珠的伏安特性曲线为什么不是一条直线．[基本试验要求]1．试验原理(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出IU图象；(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．2．试验器材小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0～3V～15V”、电流表“0～0.6A～3A”、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．3．试验步骤(1)画出电路图(照试验原理图甲)．(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成照试验原理图乙所示的电路．(3)测量与记录移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入自己设计的表格中．(4)数据处理①在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系．②在坐标纸上描出各组数据所对应的点．③将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．[规律方法总结]1．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载R上电压的调整范围eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E负载R上电流的调整范围eq\f(E,R＋R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)2.留意事项(1)电路的连接方式①电流表应采纳外接法：因为小电珠(3.8V0.3A)的电阻很小，与量程为0.6A的电流表串联时，电流表的分压影响很大．②滑动变阻器应采纳分压式接法：目的是使小电珠两端的电压能从0连续变更．(2)闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端，使开关闭合时小电珠的电压能从0起先变更，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．(3)IU图线在U0＝1.0V左右将发生明显弯曲，故在U＝1.0V左右绘点要密，以防出现较大误差．3．误差分析(1)由于电压表不是志向电表，内阻并非无穷大，会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值．(2)测量时读数带来误差．(3)在坐标纸上描点、作图带来误差．※考点一试验原理与操作1．如图为“描绘小灯泡伏安特性曲线”试验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V.(1)完成下列试验步骤：①闭合开关前，调整滑动变阻器的滑片，______________________________；②闭合开关后，渐渐移动变阻器的滑片，_____________________________；③断开开关……依据试验数据在方格纸上作出小灯泡的伏安特性曲线．(2)在虚线框中画出与实物电路对应的电路图．【解析】(1)①滑动变阻器的滑片在最左端时，小灯泡两端电压最小，为了爱护小灯泡不被烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端；②在调整滑动变阻器时，应凝视电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压．【答案】(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱②增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)如图所示2．有一个小电珠上标有“4V,2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小电珠的IU图线，现有下列器材供选用：A．电压表(0～5V，内阻10kΩ)B．电压表(0～15V，内阻20kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.4Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻1.0Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(500Ω，1A)G．学生电源(直流6V)、开关、导线若干(1)试验时，选用图甲而不选用图乙的电路图来完成试验，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)试验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)(3)把如图所示的试验器材按正确的电路图用笔画线代替导线连接成实物电路图．【解析】(1)由于测量数据要从零起先，故采纳题图甲所示的分压式电路，且能便利地多测几组数据．(2)因小电珠额定电压为4V，则电压表选量程为0～5V的电压表．小灯泡的额定电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,4)A＝0.5A，则电流表选D.滑动变阻器应选最大阻值较小的E，这样在试验中移动滑片时能使电路中的电流和电压有明显的变更，从而减小读数误差．(3)实物电路如图所示．【答案】(1)描绘小电珠的IU图线所测数据需从零起先，并要多取几组数据(2)ADE(3)图见解析※考点二数据处理及误差分析3．(2024·高考全国卷Ⅰ)某同学探讨小灯泡的伏安特性．所运用的器材有：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0.5A，内阻0.5Ω)；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)试验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出试验电路原理图．(2)试验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．由试验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(选填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(选填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源E0(电动势4V，内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调整滑动变阻器R的阻值，可以变更小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变更范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留两位小数)【解析】(1)要实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器须要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12Ω，所以需将电流表外接．(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．依据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图(a)中画出等效电源E0′(电动势4V，内阻1.00Ω＋9.0Ω＝10Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I(V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为Pmin＝U1I1＝1.75×0.225W≈0.39W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图(a)中画出电源E0(电动势4V，内阻1.00Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I(V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为Pmax＝U2I2＝3.68×0.318W≈1.17W.【答案】(1)试验电路原理图如图所示(2)增大增大(3)0.391.174．物理爱好小组的同学们从试验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表干脆测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后依据公式计算出该灯泡的额定电压U＝eq\r(PR)＝eq\r(0.75×2)V＝1.22V．他们怀疑所得电压值不精确，于是，再利用下面可供选择的试验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并依据测量数据来绘制灯泡的U-I图线，进而分析灯泡的额定电压．A．电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)B．电流表A1(量程150mA，内阻约2Ω)C．电流表A2(量程500mA，内阻约0.6Ω)D．滑动变阻器R1(0～20Ω)E．滑动变阻器R2(0～100Ω)F．电源E(电动势4.0V，内阻不计)G．开关S和导线若干H．待测灯泡L(额定功率0.75W，额定电压未知)(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行试验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(选填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(选填“R1”或“R2”)．(2)在试验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23V时，发觉灯泡亮度很暗，当达到2.70V时，发觉灯泡已过亮，便马上断开开关，并将所测数据记录在下表中.次数1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你依据表中试验数据在下图中作出灯泡的U-I图线．(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.22V，其缘由是________________________________________________________________________．【解析】(1)依据P＝I2R，估算出灯泡的电流大约是600mA，因此电流表应选A2；本试验要描绘出灯泡的U-I图线，须要测量多组数据，因此滑动变阻器应接成分压式，所以应选阻值较小的R1；小灯泡电阻较小，电流表应外接．(2)如图所示(3)由P＝UI＝0.75W，再结合图象可知U额＝2.5V；大于1.22V的缘由是灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻．【答案】(1)电路原理图如图所示A2R1(2)图见解析(3)2.5(2.4～2.6均可)灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度上升而变大)超重点4：测定电源的电动势和内阻超重点4：测定电源的电动势和内阻1.驾驭用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法．2.驾驭用图象法处理试验数据的方法．3.驾驭实物图连接的技巧.[基本试验要求]1.试验原理(1)试验依据：闭合电路欧姆定律．(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)用作图法处理数据，如图所示．①图线与纵轴交点为E；②图线与横轴交点为I短＝eq\f(E,r)；③图线的斜率表示r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.2.试验器材电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺．3.基本操作(1)电流表用0.6A的量程，电压表用3V的量程，按试验原理图连接好电路．(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端．(3)闭合开关，调整滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)．用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中．(4)断开开关，拆除电路，整理好器材.[规律方法总结]1.试验数据求E、r的处理方法(1)列多个方程组求解，再求E、r的平均值．(2)图象法处理：以路端电压U为纵轴，干路电流I为横轴，建坐标系、描点、连线，纵轴截距为电动势E，直线斜率k的肯定值为内阻r.2.留意事项(1)为了使路端电压变更明显，可运用内阻较大的旧电池．(2)电流不要过大，应小于0.5A，读数要快．(3)要测出不少于6组的(I，U)数据，变更范围要大些．(4)若UI图线纵轴刻度不从零起先，则图线和横轴的交点不再是短路电流，内阻应依据r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|确定．3.误差来源(1)偶然误差：用图象法求E和r时作图不精确．(2)系统误差：电压表分流．※考点一试验原理与操作1.[试验原理及操作](2024·浙江杭州五校联盟诊测)在“测电池的电动势和内阻”的试验中，测量对象为一节新的干电池．(1)用图甲所示电路测量时，在较大范围内调整滑动变阻器，发觉电压表读数变更不明显，缘由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)为了提高试验精度，采纳图乙所示电路，供应的器材有：量程3V的电压表V；量程0.6A的电流表A(具有肯定内阻)；定值电阻R0(阻值未知，大约几欧姆)；滑动变阻器R1(0～10Ω)；滑动变阻器R2(0～200Ω)；单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2，导线若干．①电路中，加接电阻R0有两方面的作用，一是便利试验操作和数据测量，二是____________________________．②为便利试验调整且能较精确地进行测量，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”).③起先试验之前，S1、S2都处于断开状态．现在起先试验：a.闭合S1，S2打向1，测得电压表的读数U0，电流表的读数为I0，则eq\f(U0,I0)＝________.(电流表内阻用RA表示)b.闭合S1，S2打向2，变更滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2.则干电池电动势的表达式为E＝________，内阻的表达式r＝________.【解析】由闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(eq\f(U0,I0)＋r)，将U1、I1和U2、I2代入可解得电动势E＝eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)，内阻r＝eq\f(U1－U2,I2－I1)－eq\f(U0,I0).【答案】(1)电源内阻很小(2)①爱护电路②R1③a.R0＋RAb.eq\f(U1I2－U2I1,I2－I1)eq\f(U1－U2,I2－I1)－eq\f(U0,I0)2.用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．试验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，爱护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．试验主要步骤：(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ⅱ)渐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，登记电压表的示数U和相应电流表的示数I；(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)；(ⅳ)求出U-I图线斜率的肯定值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A.电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C.电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D.电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发觉电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接状况是________．A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．【解析】(1)电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的电压表A；当滑动变阻器接入电阻最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以选量程为200mA的电流表C.(2)由电路分析可知，若滑动变阻器的滑片右移电压表示数变大，则滑动变阻器接入电路部分阻值增大，选项C符合题意．(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，对比伏安特性曲线可知，图象斜率的肯定值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq\f(E,r＋R2)＝eq\f(E,k)，由题意知与横轴截距为a，所以a＝I＝eq\f(E,k)，则E＝ka.【答案】(1)AC(2)C(3)kak－R2※考点二数据处理及误差分析3.小明利用如图所示的试验装置测量一干电池的电动势和内阻．(1)图中电流表的示数为________A．(2)调整滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44请依据表中的数据，在上面的方格纸上作出UI图线．由图线求得：电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.(3)试验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间始终保持电路闭合．其实，从试验误差考虑，这样的操作不妥，因为__________________________________.【解析】(1)由图可知，电流表的量程为0.6A，精度为0.02A，因此电流表的示数为0.02A×22＝0.44A.(2)由图象与纵轴的截距得电动势为1.60V，斜率即内阻为r＝eq\f(1.60－1.0,0.49)Ω＝1.22Ω.(3)假如始终保持电路闭合，干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生变更，导致试验误差增大．【答案】(1)0.44(2)U-I图线如图1.60(1.58～1.62都算对)1.22(1.18～1.26都算对)(3)干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生变更，导致试验误差增大4．(2024·陕西八校联考)在“测定一节干电池电动势和内阻”的试验中：(1)第一组同学利用如图a所示的试验装置测量，电压表应选择量程________(选填“3V”或“15V”)，试验后得到了如图b所示的UI图象，则电池内阻为________Ω.(电压表、电流表均为志向电表)(2)其次组同学也利用图a所示的试验装置测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发觉滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图象，如图c所示，则依据图象可知，电池的电动势为________V，内阻为________Ω.【解析】(1)因测一节干电池的电动势(1.5V)，故电压表选择量程3V；由UI图象可读出电动势为1.45V，由E＝U＋Ir可得，r＝|eq\f(1.45－1.00,0.30－0)|Ω＝1.5Ω.(2)由图c可知当I1＝0.15A时U1＝1.35V，当I2＝0.30A时U2＝1.20V．依据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超重点5：练习运用多用电表超重点5：练习运用多用电表[考纲解读]1.了解多用电表的构造和原理．2.驾驭多用电表的运用方法，会运用多用电表测电压、电流及电阻．3.会用多用电表探究黑箱中的电学元件.[基本试验要求]1.试验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个．2.试验步骤(1)视察：视察多用电表的外形，相识选择开关的测量项目及量程．(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．(4)测量小灯泡的电压和电流．①按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．(5)测量定值电阻①依据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，视察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调整欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；④测量完毕，将选择开关置于沟通电压最高挡或“OFF”挡.[规律方法总结]1.运用多用电表的留意事项(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，留意电流的实际方向应为“红入”“黑出”．(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时留意乘以相应挡位的倍率．(4)运用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特殊是在测电阻时，更应留意不要用手接触表笔的金属杆．(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．(6)测电阻时每换一挡必需重新欧姆调零．(7)运用完毕，选择开关要置于沟通电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．2.多用电表对电路故障的检测(1)断路故障的检测方法①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表运用．a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．b.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点．②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表运用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．③用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．不能用欧姆表检测电源的状况．(2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．②用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．※考点一多用电表的原理、运用及读数1.[多用电表的原理]若一多用电表的内部电路如图所示，已知表头G的内阻为400Ω，满偏电流为2mA；两个电池的电动势分别为E＝1.5V，E′＝9V．(1)若R1＝1.0Ω，R2＝99Ω，当选择开关置于“1”时，多用电表测量的是________(选填“电流”“电压”或“电阻”)，其测量的最大值(量程)为________．(2)在(1)的条件下，若R5＝0.92×103Ω，R6＝9.0×103Ω，当选择开关置于“6”时，多用电表测量的是________(选填“电流”“电压”或“电阻”)，其测量的最大值(量程)为________．(3)当选择开关置于“3”时，多用电表测量的是________(选填“电流”“电压”或“电阻”)；若要测量的是阻值为几千欧姆的电阻，应当把选择开关置于“________”．【解析】(1)当选择开关置于“1”时，表头与R2串联后与R1并联，多用电表测量的是电流．设测量的最大值(量程)为I，则有(400Ω＋99Ω)×2×10－3A＝(I－2×10－3A)×1.0Ω，解得I＝1.0A．(2)表头两端电压U0＝400×2×10－3V＝0.8V，当选择开关置于“6”时，表头与R1和R2并联，然后与R5和R6串联，多用电表测量的是电压．流过R5和R6的最大电流为I′＝2×10－3A＋eq\f(0.8V,1Ω＋99Ω)＝0.01A，测量的最大值(量程)为U＝I′(R5＋R6)＋U0＝100V．(3)当选择开关置于“3”时，多用电表测量的是电阻；若要测量的是阻值为几千欧姆的大电阻，多用电表中值电阻应当为几千欧姆，须要的电池电动势比较大，所以应当把选择开关置于4.【答案】(1)电流1.0A(2)电压100V(3)电阻42.如图甲为多用电表的示意图．(1)同学甲用该多用电表测量一个阻值约为20Ω的电阻，其测量步骤如下：①调整________，使指针停在刻度盘________(选填“左端”或“右端”)的“0”位置．②将选择开关旋转到欧姆挡的________(选填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)挡位．③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调整________，使指针对准刻度盘________(选填“左端”或“右端”)的“0”位置．④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________．⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．(2)同学乙选用“100mA”直流电流挡测量电路中的电流，若指针偏转状况如图乙所示，则电路中的电流为________；同学丙选用“50V”直流电压挡测量某两点间电压，若指针偏转状况如图乙所示，则该电压为________．【解析】(1)运用多用电表时，应先进行机械调零，调整指针定位螺丝，使指针停在刻度盘左端的“0”位置；测量阻值约为20Ω的电阻时，要运用欧姆挡“×1”挡位，然后进行欧姆调零，即将两表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针停在刻度盘右端的“0”位置；依据题图乙可知，被测电阻的阻值为19Ω.(2)用“100mA”的直流电流挡测电流时，读数为44mA，用“50V”直流电压挡测量某两点间电压时，读数应为22.0V．【答案】(1)①指针定位螺丝左端②×1③欧姆调零旋钮右端④19Ω(2)44mA22.0V3.(2024·高考全国卷Ⅲ)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、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．(1)图(a)中的A端与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接．(2)关于R6的运用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．A.在运用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.运用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.运用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)依据题给条件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________．(结果均保留三位有效数字)【解析】(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连．(2)运用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；运用欧姆挡时，须要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；运用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错．(3)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5mA挡、直流1mA挡，如图a所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝IG＋eq\f(IGrG,R1＋R2)，解得R1＋R2＝160Ω；B端与“4”相连时，如图b所示，多用电表为直流电压1V挡，表头并联部分电阻R0＝eq\f(IGrG,I2)，R4＝eq\f(U4,I2)－R0＝880Ω.(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为11.0×100Ω＝1.10×103Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5V挡，读数为2.94V．【答案】(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.94V题组突破训练题组突破训练1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示．该工件的直径为______cm，高度为________mm.【解析】游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数：12mm＋4×0.05mm＝12.20mm＝1.220cm.螺旋测微器读数＝固定刻度＋可动刻度：6.5mm＋36.2×0.01mm＝6.862mm.【答案】1.2206.862(6.861～6.863均正确)2．分别读出下表中的电压表和电流表的示数，并填在表格中.电表所选量程测量值0～3V0～15V0～3A0～0.6A【解析】0～3V的最小分度为0.1V，读数为2.17V；0～15V的最小分度为0.5V，读数为10.8V；0～3A的最小分度为0.1A，读数为0.80A；0～0.6A的最小分度为0.02A，读数为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)A0.16A3．一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用如图所示甲、乙两种电路各测一次，用图甲测得的数据是3.0V,3.0mA.用图乙测得的数据是2.9V，4.0mA.由此可知，用图____________测得Rx的误差较小，测量值Rx＝____________.【解析】对比两次测量中电压和电流的变更量，电压的变更量为原电压的eq\f(1,30)，电流的变更量为原电流的eq\f(1,3)，说明电压的变更量远小于电流的变更量．因此，电流表分压不明显，即电流表内阻RA≪Rx，所以采纳图甲测量时误差较小，且Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.0,3.0×10－3)Ω＝1000Ω.【答案】甲1000Ω4．为测量“12V,5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源：12V，内阻不计；电流表：量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω；电压表：量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ；滑动变阻器：0～20Ω，允许最大电流1A；开关一个，导线若干．试验要求加在小灯泡上的电压可从零起先调整．(1)以下四个电路图你认为最合适的是________．(2)在本试验中，电流表的量程可选____________．【解析】(1)C与D电路图不符合电压从零起先调整的要求．小灯泡的电阻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)，故电流表应采纳外接法，应选A.(2)小灯泡的额定电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5,12)A≈0.4A，故电流表量程可选0～0.6A.【答案】(1)A(2)0～0.6A5．图甲为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若运用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若运用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据，可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5mA、1.0mA、1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA.电池的电动势为1.5V，内阻忽视不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图乙的电路可以推断出损坏的电阻．图乙中的R′为爱护电阻，虚线框内未画出的电路即为图甲虚线框内的电路，则图中的d点应和接线柱________(选填“b”或“c”)相连．推断依据是_______________________．【解析】(1)若运用a和b两个接线柱，则有eq\f(IgRg,R1＋R2)＝I1－Ig.若运用a和c两个接线柱，则有eq\f(IgRg＋R2,R1)＝I2－Ig，解得R1＝15Ω，R2＝35Ω.(2)3mA的改装电表的内阻为R内＝eq\f(IgRg,Iab)＝eq\f(100,3)Ω，若R0选1000Ω，则最大电流小于1.5mA，取不到3mA，故R0选300Ω.若R选750Ω，电路中串联的最大电阻Rmax＝R内＋RA＋R0＋R≈1233.3Ω＜eq\f(1.5V,0.5mA)＝3000Ω，故R选3000Ω.(3)选c，若电流表有示数，则表示R1损坏，若电流表无示数，则表示R2损坏；若选b，则电流表肯定有示数，故无法推断．【答案】(1)1535(2)3003000(3)c见解析6．现有一合金制成的圆柱体．为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示．(1)由图(a)(b)读得圆柱体的直径为________mm，长度为________cm.(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________.【解析】(1)螺旋测微器的读数为1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm；游标卡尺读数为42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm.(2)由电阻定律R＝ρeq\f(L,S)知，eq\f(U,I)＝ρeq\f(L,π\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“测定金属的电阻率”的试验中，待测金属导线的电阻Rx约为5Ω，电流表A内阻约为1Ω，为了减小试验误差，应选用图甲中________(选填“a”或“b”)为该试验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来．【解析】因A的内阻不能满意远小于Rx，电流表应外接，故选图b.实物连接如图所示．【答案】b实物图连接见解析8．(2024·河南六市一联)某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的试验电路如图所示．ab是一段粗细匀称的金属电阻丝，R0是阻值为6Ω的爱护电阻，学生电源的输出电压为10V，电流表可视为志向电表．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示，其直径为________mm.(2)先接通电源，后闭合开关，发觉电流表的示数为零，利用多用电表检查故障(电路中故障只有一处)，先将选择开关旋至直流电压挡，测得各点间的电压如下表格.e、d间电压e、c间电压e、b间电压e、a间电压e、h间电压0V10V10V10V10V由此可以推断电路发生的故障是________．(3)解除故障后进行试验，闭合开关K，调整线夹的位置，记录金属电阻丝ab接入电路的长度L和对应的电流表的示数I，依据得到的试验数据，作出了eq\f(1,I)-L图象．由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为________Ω·m.(π取3，保留一位有效数字)(4)若电流表不能视为志向电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值________真实值．(选填“大于”“等于”或“小于”)．【解析】(1)直径d＝0.5mm＋40.0×0.01mm＝0.900mm.(2)因e、c间电压为10V，而e、d间电压为0V，则可推断发生的故障是c、d间断路．(3)由欧姆定律有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)，再结合图象得出eq\f(4ρ,πd2U)＝1.0A－1·m－1，解得ρ＝6×10－6Ω·m.(4)若考虑电流表内阻，则由欧姆定律有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)，可知电流表内阻对电阻率的测量值没有影响．【答案】(1)0.900(±0.001均可)(2)c、d间断路(3)6×10－6(4)等于9．有一根瘦长而匀称的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω，横截面如图甲所示．(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________mm.(2)现有如下器材：A．电流表(量程0.6A，内阻约为0.1Ω)B．电流表(量程3A，内阻约为0.03Ω)C．电压表(量程3V，内阻约为3kΩ)D．滑动变阻器(1000Ω，0.3A)E．滑动变阻器(15Ω，3A)F．蓄电池(6V，内阻很小)G．开关，带夹子的导线若干试验采纳限流式接法，请将图丙所示的实际测量电路补充完整．电路中的电流表应选________，滑动变阻器应选________(只填代号字母)．(3)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形态不规则的中空部分的截面积S，在前面试验的基础上，还须要精确测量的物理量是________(所测物理量用字母表示并用文字说明)，计算中空部分截面积的表达式为S＝________.【解析】(1)螺旋测微器的读数等于0.5mm＋0.01×40.0mm＝0.900mm.(2)电路中的最大电流大约为I＝eq\f(6,6)A＝1A，若用3A量程误差太大，所以电流表选择A；待测电阻较小，若选用大电阻滑动变阻器，测量误差较大，所以滑动变阻器选择E.待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表实行外接法．滑动变阻器采纳限流式接法．(3)还须要测量的物理量是管线长度L，依据R＝ρeq\f(L,S实)，得S实＝eq\f(ρL,R)，则中空部分的截面积S＝eq\f(πd2,4)－eq\f(ρL,R).【答案】(1)0.900(2)如图所示AE(3)管线长度Leq\f(πd2,4)－eq\f(ρL,R)10．电流表A1的量程为0～200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1：阻值0～20Ω；电阻箱R2：阻值0～9999Ω；爱护电阻R3：阻值约为3kΩ；电源：电动势E约1.5V、内阻r约2Ω.(1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，他设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使试验可以完成．(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的试验步骤．a．先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路平安的位置，再把电阻箱R2的阻值调到________(选填“最大”或“最小”)．b．闭合开关S1、S，调整滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏旁边，记录电流表A2的示数I.c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调整电阻箱R2，使电流表A2的示数________，读出此时电阻箱的示数R2，则电流表A1内阻r＝________.【解析】(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必需采纳分压接法．(2)a.试验前R2应当调整到最大，以保证电表平安；c.替代法最简洁的操作是让A2示数不变，则可干脆从R2的读数得到电流表的内阻值．【答案】(1)如图所示(2)a.最大c．再次为I(或仍为I)R211．某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变更，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变更的现象称为“压阻效应”．现用如图所示的电路探讨某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变更范围为几欧到几十欧，试验室中有下列器材：电源E(3V，内阻约为1Ω)电流表A1(0.6A，内阻r1＝5Ω)电流表A2(0.6A，内阻约为1Ω)定值电阻R0(1)为了比较精确测量电阻Rx，请完成电路图中虚线框内的部分．(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关K，登记电表读数，得Rx＝________.(3)变更力的大小，得到不同的Rx值．然后让力反向从下向上挤压电阻，并变更力的大小，得到不同的Rx值，最终绘成图象如图所示．除视察到电阻Rx的阻值随压力F增大而匀称减小外，还可得到的结论是：____________________________________________.当F竖直向下时可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝________.(4)定值电阻R0应选用()A．1Ω B．5ΩC．10Ω D．20Ω【解析】由于电流表A1内阻已知，故用电流表A1作为电压表运用，电流表A2连在干路上，即可测出Rx的电阻值；从图象可以看出压力方向变更时，其阻值不变，其电阻与压力关系为一次