2025届高考物理二轮复习第一部分专题六实验第15讲电学实验练习含解析

PAGE43-第15讲电学试验构建网络·重温真题1．电学试验学问框架2．洞悉重要电学试验的考点1．(2024·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm。(2)利用下列器材设计一个电路，尽量精确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100Ω，画出试验电路图，并标明器材代号。电源E(电动势10V，内阻约为10Ω)电流表A1(量程0～250mA，内阻R1＝5Ω)电流表A2(量程0～300mA，内阻约为5Ω)滑动变阻器R(最大阻值10Ω，额定电流2A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。答案(1)0.200(0.196～0.204均可)(2)图见解析(3)eq\f(I1R1,I2－I1)相等解析(1)d＝20.0×0.01mm＝0.200mm。(2)本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压UA1＝ImR1＝1.25V，比电源电动势小得多，故电路采纳分压式接法，电路图如图所示。(3)当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为I＝I2－I1，Rx两端电压U＝I1·R1，故Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I1R1,I2－I1)。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。2．(2024·全国卷Ⅰ)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。然后利用一标准毫安表，依据图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)。(1)依据图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，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推想出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)A．18mAB．21mAC．25mAD．28mA(3)产生上述问题的缘由可能是________。(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200ΩC．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(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只须要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________。答案(1)图见解析(2)C(3)AC(4)eq\f(99,79)解析(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。(2)串联电路中电流到处相等，毫安表示数为16.0mA时，对应微安表的示数为160μA，依据比例关系得，当微安表指针指到满量程250μA时，毫安表的示数应为25mA，即为改装后电表的量程，C正确。(3)依据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝eq\f(IgRg,R)＋Ig。产生上述问题的缘由可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有U＝(25－0.25)×10－3A×R对并联的电阻kR有U＝(20－0.25)×10－3A×kR解得k＝eq\f(99,79)。3．(2024·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路，探讨硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为志向电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100Ω)；S为开关，E为电源。试验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图b是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U­t关系曲线。回答下列问题：(1)试验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调整滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；依据图b可知，当控温炉内的温度t上升时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。(2)由图b可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝________×10－3V/℃(保留2位有效数字)。答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)、是志向电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.00×10－3V＝5.00mV。由U­t图象知，当控温炉内温度t上升时，U变小，又I＝50.0μA不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度上升时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。(2)由U­t图象的斜率可知：eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝eq\f(0.44－0.30,80－30)V/℃＝2.8×10－3V/℃。4．(2024·全国卷Ⅲ)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R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值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。(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)刻度欧姆表表盘通过计算，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________、________。(3)校准红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，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，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。答案(1)如图所示900R1(2)455(3)035000.0解析(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15kΩ，解得R＝900Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500Ω，所以滑动变阻器选R1。(2)依据闭合电路欧姆定律，得Ia＝eq\f(E,R内＋Ra)和Ib＝eq\f(E,R内＋Rb)，代入数据解得Ra＝45kΩ，Rb＝5kΩ。(3)运用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω。5．(2024·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图所示是该同学正打算接入最终一根导线(图中虚线所示)时的试验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处____________；____________。(2)试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：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8依据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R­eq\f(1,I)关系图象，由图象可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________Ω。(3)为了得到更精确的测量结果，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。调整电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω。答案(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)图象如图所示。1．37(1.30～1.44都算正确)1.20(1.0～1.4都算正确)(3)1.37(结果与(2)问第一个空格一样)1.00(结果比(2)问其次个空格小0.2)解析(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样简单烧坏电流表和电源。(2)将数据描点连线，作出一条倾斜的直线。依据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·eq\f(1,I)－r，所以图线的斜率表示电源电动势，E＝eq\f(8－－1.2,6.7－0)V＝1.37V，截距肯定值表示电源内阻：r＝0.4×3.0Ω＝1.20Ω。(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(66.0×10－3,33×10－2)Ω＝0.20Ω，考虑电表内阻对试验的影响，则E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·eq\f(1,I)－(RA＋r)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的精确值为1.37V，图线的截距肯定值表示(RA＋r)，所以内阻精确值为r＝(1.20－0.20)Ω＝1.00Ω。6．(2024·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(量程3V，内阻3kΩ)；电流表(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________(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2位小数)答案(1)试验电路原理如图所示。(2)增大增大(3)0.391.17解析(1)小灯泡的电压要求从0起先调整，滑动变阻器采纳分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联后接入电路。电路图如图所示。(2)I­U图象中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大。依据电阻定律R＝ρeq\f(L,S)，得灯丝的电阻率增大。(3)当R＝0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示。此时小灯泡功率有最大值。当R＝9Ω时，将R看作电源内阻，则等效电源内阻为10Ω，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示。此时小灯泡功率有最小值。取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：U1＝3.66V，I1＝0.319A，小灯泡的最大功率P1＝U1I1≈1.17W。取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：U2＝1.77V，I2＝0.222A，小灯泡的最小功率P2＝U2I2≈0.39W。命题特点：1.分析近几年的高考，考查的方向基本不变，主要体现在：(1)基本仪器的运用及读数。(2)电表的改装、仪器的选择。(3)以测量电阻、电源电动势为核心的电学试验。(4)试验原理的理解、试验数据的分析以及试验的设计。2．基本仪器的运用仍是今后高考中考查的热点，同时留意对试验操作过程的考查和创新设计试验的考查。思想方法：等效替代法、半偏法、限制变量法、累积法、图象法。滑动变阻器的接法：分压式、限流式。电流表的接法：内接法、外接法。高考考向1电表的改装、多用电表的原理与运用例1(2024·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表。可用的器材有：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。回答下列问题：(1)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R1＝________Ω；R2＝________Ω。(保留到个位)eq\a\vs4\al(破题关键点)(1)如何将表头改装成大量程电流表？提示：给表头并联电阻。(2)如何将电流表改装成电压表？提示：给电流表串联电阻。[解析](1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示。(2)改装电流表须要并联一个电阻，要改装1mA的电流表须要并联的电阻R1＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(0.1×900,1－0.1)Ω＝100Ω；要改装3V电压表须要串联电阻，串联电阻的阻值为R2＝eq\f(U－UA,I)＝eq\f(3－0.09,1×10－3)Ω＝2910Ω。[答案](1)见解析图(2)10029101.电表改装2.多用电表的原理及运用(1)多用电表的读数电流表、电压表的刻度是匀称的，读数时应留意量程；欧姆表的刻度是不匀称的，读数时应乘以倍率。(2)多用电表运用的几个留意事项①电流的流向：运用多用电表时不管测量电阻还是测量电流或电压，多用电表的红表笔都连内部电流表的正接线柱，黑表笔连负接线柱，电流都是从红表笔进黑表笔出。②要区分“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，用表盘下边中间的指针定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘右侧电阻刻度“0”位置，用欧姆调零旋钮调整。③测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。④选倍率：测量前应依据估计阻值选用适当的挡位。由于欧姆挡的刻度不匀称，运用欧姆挡测电阻时，指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只运用表盘中间的一段刻度范围。假如指针偏转角度太小(即指针所指的欧姆刻度值太大)，应当适当增大倍率重新欧姆调零后再测量；假如指针偏转角度太大(即指针所指的欧姆刻度值太小)，应当适当减小倍率重新欧姆调零后再测量。⑤测电阻时要将电阻与其他元件断开。测电阻时不要用手接触多用电表的表笔。⑥多用电表运用完毕应将选择开关旋至“OFF”挡或沟通电压最高挡。(3)欧姆表刻度不匀称的缘由当红、黑表笔短接时，调整滑动变阻器R0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，Ig＝eq\f(E,Rg＋R0＋r)，中值电阻(欧姆表内阻)R中＝Rg＋R0＋r，当两表笔接入电阻Rx时，I＝eq\f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)，电阻Rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不匀称。1．(2024·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________(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3位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.95V解析(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。(2)在运用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；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，选项B正确；运用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调整无效，选项C错误。(3)依据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，eq\f(Rg,R1＋R2)＝eq\f(1－0.25,0.25)＝eq\f(3,1)，解得R1＋R2＝160Ω。当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120Ω，两端电压为0.12V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88V，则R4电阻为880Ω。(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表运用，量程2.5mA，读数为1.47mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表运用，读数为11×100Ω＝1.10kΩ。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表运用，量程为5V，读数为2.95V。2．(2024·四川南充三诊)如图甲为一个多用电表的表盘，图中S、K、T为三个可调整部件，该多用电表用作欧姆表的原理如图乙。(1)现用此多用表测量一个阻值约为十几欧的定值电阻，主要操作步骤如下：①调整可调整部件________，使电表指针停在表盘左侧零位置；②调整可调整部件________，选择“×1”挡；③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调整可调整部件________，使表笔指针指向右侧零位置；④将红、黑表笔的笔尖分别接触电阻的两端，由表头指针示数则得电阻值。(2)选择欧姆表的“×1k”挡，两表笔笔尖相互接触且调零时，图乙中电源电动势和内阻分别为E、r，表头G的内阻为Rg，滑动变阻器的阻值为R，则表头G的满偏电流Ig＝________(用题给符号表示)；再把表笔的笔尖和某电阻接触，欧姆表的示数如图丙，若电源电动势E＝6V，则通过表头G的电流I＝________mA。答案(1)①S②K③T(2)eq\f(E,R＋Rg＋r)0.2解析(1)①多用电表在运用时应首先进行机械调零：调整可调部件S，使电表指针停在表盘左边的零刻度位置；②调整可调部件K选择合适的挡位：因电阻约为十几欧，为使指针指在中心刻度旁边，应选择欧姆“×1”挡。③欧姆表选好挡后要进行欧姆调零，将红、黑表笔短接，调整T，使得电表指针指向右边的零刻度位置。(2)两表笔笔尖相互接触且调零时Rx＝0Ω，此时电流为满偏电流Ig，由闭合电路的欧姆定律得：E＝Ig(r＋R＋Rg)，则可得Ig＝eq\f(E,R＋Rg＋r)；欧姆表选择“×1k”挡，则中值电阻为15000Ω，即RΩ＝Rg＋R＋r＝15000Ω，而E＝6V，则Ig＝eq\f(E,RΩ)＝eq\f(6,15000)A＝0.4mA，现接待测电阻后指针所在位置读得Rx＝15×1000Ω，则I＝eq\f(E,RΩ＋Rx)＝0.2mA。高考考向2以测电阻为核心的试验例2(2024·全国卷Ⅲ)一课外试验小组用如图a所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0Ω)；可视为志向电压表。S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采纳如下步骤完成试验：(1)依据试验原理线路图a，将图b中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，变更滑动变阻器滑动端的位置，登记此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，登记此时电压表的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：(6)利用上述5次测量所得eq\f(U2,U1)的平均值，求得Rx＝________Ω。(保留一位小数)eq\a\vs4\al(破题关键点)(1)Rx两端的电压U如何表示？提示：U＝U2－U1。(2)通过Rx的电流I如何表示？提示：I＝eq\f(U1,R0)。[解析]开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I＝eq\f(U1,R0)，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(U2－U1,U1)R0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0。5次测量所得eq\f(U2,U1)的平均值为eq\f(1,5)(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，故Rx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0＝(3.41－1)×20.0Ω＝48.2Ω。[答案](1)图见解析(4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,U1)－1))R0(6)48.2测电阻试验时仪表的选择及接法(1)仪表选择的三个主要原则：平安性(量程不能太小)、精确性(量程不能太大)、便利性(滑动变阻器要便利调整)。(2)选择电流表内外接法的口诀：“大内偏大，小外偏小”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大；小电阻适合电流表外接法，测量值比实际值偏小)。若eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)，Rx为大电阻，若eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，Rx为小电阻。(3)选择滑动变阻器接法的口诀：以小控大用分压，相差无几用限流。即当滑动变阻器的阻值较小时，常采纳分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采纳限流电路。另外，必需采纳分压电路的状况有三种：①要求电压从零起先变更；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获得有区分度的多组数据。若两种电路均可，则采纳限流式，因为限流式损耗功率小。(4)电表有时可反常规运用：已知内阻的电压表可当电流表运用，已知内阻的电流表可当电压表运用。(5)定值电阻的常见用途：爱护电路、改装电压表或电流表。(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多。(7)电流表量程的选择：和电压表量程与被测电阻的比值相差不多。3．(2024·四川省成都市高三模拟)(1)某同学用多用电表欧姆挡粗测一电阻Rx的阻值。选择“×1”挡时，指针指示如图甲所示，则示数为________Ω。(取一位有效数字)(2)为精确测量Rx的阻值，现取来两节干电池(总电动势为3V，总内阻为0.4Ω)、开关和若干导线及下列器材：A．电压表(0～3V，内阻约10kΩ)B．电流表(0～0.6A，内阻很小，可不计)C．电流表(0～3A，内阻很小，可不计)D．滑动变阻器(0～5Ω，额定电流为0.5A)E．滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为1A)(ⅰ)电流表应选________；(填序号字母)(ⅱ)要求滑动变阻器分压连接，滑动变阻器应选________；(填序号字母)(ⅲ)试验中该同学的实物连线如图乙所示，其中有一处不妥，不妥处为________。(填①至⑧的序号)(3)该同学将(2)中的错误订正并测出Rx的阻值后，又进行了以下试验：将导线③连接在电池负极的一端改为连接在开关的右端，闭合开关，当滑片P移到某位置c(图乙中未标出)时，读出电压表示数为2.2V，电流表示数为0.4A，则变阻器的ca与cb段的电阻之比Rca∶Rcb＝________。答案(1)6(2)(ⅰ)B(ⅱ)E(ⅲ)⑦(3)4∶1或1∶4解析(1)由表盘读出指针示数为6，又因为挡位选择“×1”挡，故电阻的大小为Rx＝6×1Ω＝6Ω。(2)(ⅰ)利用欧姆定律，测量电路最大电流约为eq\f(3,6)A＝0.5A，故电流表应选B；(ⅱ)要求滑动变阻器分压连接，通过滑动变阻器的电流要超过0.5A，故滑动变阻器应选E；(ⅲ)因为电流表内阻可以不计，故测量电路电流表应选择内接法，故⑦处连接不妥。(3)设滑动变阻器连入电路的电阻为R，则由闭合电路欧姆定律，得：E＝U＋I(r＋R)，滑动变阻器两部分并联连入电路，由并联电路电阻关系，有：R＝eq\f(RcaRcb,Rca＋Rcb)①，且Rca＋Rcb＝10Ω②，联立①②并代入数据解得：Rca＝2Ω，Rcb＝8Ω或Rca＝8Ω，Rcb＝2Ω，故Rca∶Rcb＝1∶4或Rca∶Rcb＝4∶1。4．(2024·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。试验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。(3)图2中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置。(4)为测量Rx，利用图2所示的电路，调整滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1­I1关系图象如图4所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请依据表中的数据，在方格纸上作出U2­I2图象。(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________Ω。依据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。答案(1)C(2)不同(3)见图甲(4)见图乙(5)23.5(23.0～24.0都算对)解析(1)旋转微调旋钮C。(2)电阻丝的粗细不肯定匀称，为减小测量误差，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。(3)滑动变阻器采纳分压式接入电路，留意线不能交叉，如答案图甲所示。(4)依据所给的5组数据在U­I图象中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，如答案图乙所示。(5)由题意知：eq\f(U1,I1)＝Rx＋RA＋R0，由U1­I1图线的斜率可得eq\f(U1,I1)＝49.0Ω。eq\f(U2,I2)＝RA＋R0，由作出的U2­I2图线的斜率可得eq\f(U2,I2)＝25.5Ω。故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5Ω。高考考向3以测电源电动势和内阻为核心的试验例3(2024·黑龙江省大庆试验中学高三适应性考试)两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻。(1)方案一：用内阻为3kΩ、量程为1V的电压表、爱护电阻R0、电阻箱R、定值电阻R1、开关S测量一节干电池的电动势和内阻。①由于一节干电池的电动势约为1.5V，须要把量程为1V的电压表扩大量程。若定值电阻R1可供选择的阻值有1kΩ、1.5kΩ、2kΩ，其中最合适的是________。②请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图，并完成图a中剩余的连线。(2)方案二：依据图b的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1＝RA，爱护电阻的阻值为R0，若电流表读数为I，则通过电源的电流为________。依据测得的数据作出eq\f(1,I)­R图象，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝________，内阻r＝________。eq\a\vs4\al(破题关键点)(1)题中电压表V的量程改成多少最合适？提示：电源电动势为1.5V，电压表量程改成1.5V最合适。(2)如何得到eq\f(1,I)­R图象的解析式？提示：依据闭合电路欧姆定律列出关系式，将关系式变形得到eq\f(1,I)­R图象的解析式。[解析](1)①若将电压表改装为量程为1.5V的电压表，则需串联的分压电阻两端的电压为0.5V，因电压表内阻为3kΩ，则需串联的定值电阻为1.5kΩ；②电路原理图以及实物连线如下图所示：[答案](1)①1.5kΩ②图见解析(2)2Ieq\f(2,k)eq\f(b,k)－R0－eq\f(1,2)RA5．(2024·黑龙江哈尔滨三中二模)(1)某同学依据如图1所示的装置测量某电源的电动势和内阻，测得电压表的读数为U1时电阻箱的读数为R1；当电压表的读数为U2时电阻箱的读数为R2，则电源的电动势E＝________。(2)为减小电压表读数带来的试验误差，该同学结合试验室的器材对原电路稍作了改进如图2所示：请依据电路图将图3所示器材连接成电路。(3)闭合开关后，调整电阻箱接入电路的阻值，得到多组电阻箱接入电路的阻值R和对应的电压表的示数U，为了比较精确地得出试验结论，该同学打算用直线图象来处理试验数据，依据测得的多组电阻箱的阻值R和记录的对应电压表的读数U，作出eq\f(1,U)­eq\f(1,R)图象如图4所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为－0.2Ω－1和0.5V－1，定值电阻的阻值R0＝4.5Ω。则可得该电源的电动势为________，内阻为________。答案(1)eq\f(U1U2R1－R2,R1U2－R2U1)(2)图见解析(3)2V0.5Ω解析(1)依据闭合电路欧姆定律：E＝U1＋eq\f(U1,R1)r，E＝U2＋eq\f(U2,R2)r，联立可得：E＝eq\f(U1U2R1－R2,R1U2－R2U1)。(2)连接电路如图所示：(3)依据闭合电路欧姆定律：E＝U＋eq\f(U,R)(r＋R0)，变形可得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)，由图可知斜率为：k＝eq\f(R0＋r,E)，即eq\f(R0＋r,E)＝eq\f(0.5,0.2)，截距为：0.5＝eq\f(1,E)，解得：E＝2V，r＝0.5Ω。高考考向4传感器及创新试验例4(2024·全国卷Ⅱ)某试验小组利用如图a所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽视)；电压表(量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。试验时，先按图a连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通，闭合S1，调整R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调整R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，登记此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃。试验得到的R2­t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1)在闭合S1前，图a中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；(2)在图b的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2­t曲线；(3)由图b可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性。当t＝44.0℃时，可得RT＝________Ω；(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图c所示，该读数为________Ω，则手心温度为________℃。eq\a\vs4\al(破题关键点)(1)开关S2接2端并调整R2后，电路中的电流变更吗？提示：因为R0两端的电压始终为U0，所以电流不变。(2)热敏电阻RT的阻值等于什么？提示：R2。[解析](1)图a的电路滑动变阻器采纳限流接法，在闭合S1前，R1应当调整到接入电路部分的电阻值最大，使电路中电流最小，即图a中的R1的滑片应移到b端。(2)将t＝60℃和t＝70℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2­t图象，如图所示。(3)依据题述试验过程可知，测量的R2数据等于热敏电阻RT对应温度的电阻值。由画出的R2­t图象可知，当t＝44.0℃时，对应的RT＝450Ω。(4)由画出的R2­t图象可知，RT＝620.0Ω，则手心温度t＝33.0℃。[答案](1)b(2)见解析图(3)450(4)620.033.0电学试验创新一般是基于教材中的基础试验，对试验目的、试验器材、试验原理进行创新，有时也结合传感器进行命题。这类题目千变万化，解题关键是驾驭基本电学规律和几个基本试验，多加练习。6．(2024·全国卷Ⅱ)某同学利用如图a所示的电路测量一微安表(量程为100μA，内阻大约为2500Ω)的内阻。可运用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω)；电源E(电动势约为1.5V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图a将图b中的实物连线。(2)完成下列填空：①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”)。②为了爱护微安表，起先时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置旁边。③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调整R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)。④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发觉将Rz的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)见解析图(2)①20②左③相等④2550(3)调整R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)依据原理图a，将图b中的实物连线如图所示。(2)①滑动变阻器R1在试验中为限制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20Ω。②为了爱护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故起先时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。③接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。④试验过程中，由于测量电路，即由Rz、、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，电路如图所示。由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RμA＝I2R′I1Rz1＝I2R，即eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(R′,R)对于图乙，I1Rz2＝I2R′I1RμA＝I2R，即eq\f(Rz2,RμA)＝eq\f(R′,R)所以eq\f(RμA,Rz1)＝eq\f(Rz2,RμA)所以RμA＝eq\r(Rz1Rz2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω。(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调整R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。7．(2024·陕西咸阳三模)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)。正温度系数电阻器(PTC)在温度上升时电阻值增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度上升时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，经常应用在限制电路中。某试验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变更的特点。A．电流表A1(量程100mA，内阻约1Ω)B．电流表A2(量程0.6A，内阻约0.3Ω)C．电压表V1(量程3.0V，内阻约3kΩ)D．电压表V2(量程15.0V，内阻约10kΩ)E．滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)F．滑动变阻器R′(最大阻值为500Ω)G．电源E(电动势15V，内阻忽视)H．开关、导线若干(1)试验中变更滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零起先渐渐增大，请在所供应的器材中选择必需的器材，应选择的器材为：电流表________；电压表________；滑动变阻器________。(只需填写器材前面的字母即可)(2)请在所供应的器材中选择必需的器材，在如图虚线框内画出该小组设计的电路图。(3)该小组测出热敏电阻R1的U­I图线如图2曲线Ⅰ所示，请分析说明该热敏电阻是________(填“PTC”或“NTC”)热敏电阻。(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U­I图线如图2曲线Ⅱ所示。然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成电路如图3所示。测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A，则该电池组的电动势为________V，内阻为________Ω。(结果均保留三位有效数字)答案(1)BDE(2)图见解析(3)PTC(4)10.0(9.60～10.4)6.67(6.00～8.00)解析(1)电压从零起先渐渐增大，故滑动变阻器采纳分压接法，为便利试验操作，滑动变阻器应选阻值较小的E；电源电压为15V，故电压表选D；为了使电流表指针偏转幅度较大，电流表选择B。(2)加在热敏电阻两端的电压从零起先渐渐增大，滑动变阻器应采纳分压接法；由于eq\f(RV2,Rx)>eq\f(Rx,RA2)，所以电流表应用外接法，电路图如图所示。(3)由图2曲线Ⅰ所示图线可知，随电压增大，电流增大，电阻实际功率增大，温度上升，电压与电流的比值增大，电阻阻值增大，该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。(4)在闭合电路中，电源电动势：E＝U＋Ir，由图2曲线可知，电流为0.30A时，电阻R1两端电压为8V，电流为0.60A时，电阻R2两端电压为6.0V，则有：E＝8＋0.30r，E＝6＋0.60r，解得：E＝10.0V，r＝6.67Ω。易错警示求非线性元件的实际电阻和功率例(2024·广西钦州市4月测试)某同学想要描绘标有“3.8V0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求试验尽量精确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：电压表V：量程0～5V，内阻约5kΩ电流表A1：量程0～500mA，内阻约0.5Ω电流表A2：量程0～100mA，内阻约4Ω滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流2.0A滑动变阻器R2：最大阻值100Ω，额定电流1.0A直流电源E：电动势约6V，内阻可忽视不计(1)上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(填写所选器材的字母符号)(2)该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证明验顺当进行，并使误差尽量小，试验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：①______________________________________________________________；②_____________________________________________________________。(3)该同学正确连接电路后，经过正确的试验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(选填“不变”“增大”或“减小”)。(4)该同学完成试验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，干脆接在电动势为4V、内阻为8Ω的电源上组成闭合回路。请你依据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为__________W(结果保留两位有效数字)。分析与解(1)灯泡额定电流为0.3A，故电流表应选择A1；由于本试验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零起先，滑动变阻器必需采纳分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。(2)由于灯泡内阻较小，即eq\f(RV,RL)>eq\f(RL,RA1)，为了减小试验误差，故电流表只能采纳外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零起先，滑动变阻器必需采纳分压接法。(3)I­U图象中图象某点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡电阻随电压的增大而增大。(4)设每只灯泡两端的电压为U，通过的电流为I，则两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得：U＝E－2Ir，代入数据可得：U＝4.0－16I，在原伏安特性曲线图象中作函数U＝4.0－16I的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示：则由图可知，每只灯泡两端的电压为1.05V，电流为0.185A，则灯泡的功率P＝UI＝1.05×0.185W≈0.19W。答案(1)A1R1(2)①电流表应采纳外接的方法②滑动变阻器应采纳分压的接法(3)增大(4)0.19(0.17～0.21均可)易错警示对于非线性元件的实际电阻和电功率，只能依据伏安特性曲线求解，假如同时给出电动势和内阻确定的电源，应当先依据电路结构结合闭合电路欧姆定律列出电源的U­I关系式，然后在非线性元件的U­I图中画图，两图线的交点即电路的工作点，依据此状态点的横、纵坐标即可计算出所求电阻和电功率。参见2024年全国卷Ⅰ电学试验。配套作业限时：80分钟满分：100分试验题(本题共10小题，每小题10分，共100分)1．(2024·天津高考)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，还有下列器材供选用：A．电压表(量程0～1V，内阻约为10kΩ)B．电压表(量程0～10V，内阻约为100kΩ)C．电流表(0～1mA，内阻约为30Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻约为0.05Ω)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R0(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)(1)为使测量尽量精确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________。(均填器材的字母代号)(2)画出测量Rx阻值的试验电路图。(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从试验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，缘由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)BCF(2)(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)解析(1)若选用电源1.5V，由于被测电阻很大，电路中电流特别小，不利于试验，即电源选用电动势为12V的，即F；则电压表就应当选取B；电路中的最大电流为I＝eq\f(12,10000)A＝1.2mA，故选用电流表C。(2)因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω，若采纳滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变更不明显，故采纳滑动变阻器的分压接法；由于eq\f(RV,Rx)＜eq\f(Rx,RA)，所以采纳电流表内接法，电路图如答案所示。(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是精确的，依据Rx＝eq\f(U,I)可知测量值偏大。2．(2024·河北唐山三模)某试验小组，通过试验测量某种电阻丝材料的电阻率，可供运用的器材有：A．一段长1m左右、电阻约为20Ω的电阻丝；B．带有刻度尺的长木板及金属夹；C．电池组E(电动势为3.0V，内阻约1Ω)；D．电压表V(量程0～3.0V，内阻约3kΩ)；E．定值电阻R0＝15Ω；F．电阻箱R(0～999.9Ω)；G．开关、导线若干。试验操作步骤如下：①将电阻丝固定在长木板上，金属夹夹在电阻丝的不同位置变更电阻丝连入电路的长度；②用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；③将试验器材依据图甲所示电路连接，并将电阻箱阻值调至最大；④将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，并记录电压表示数U，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；⑤变更金属夹位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电压表示数再次为U，重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；⑥断开开关，整理好器材。(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________mm，试验时电压表示数如图丙所示，则U＝________V。(2)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，描绘出了如图丁所示的R­L关系图线，结合图中所标数据及测出的电阻丝直径d，电阻丝的电阻率表达式为ρ＝________。(3)本试验中，电压表不是志向电表，对电阻率的测量结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。答案(1)1.1962.00(2)eq\f(aπd2,4b)(3)无影响解析(1)由图乙可知螺旋测微器的固定刻度为1mm，可动刻度为19.6×0.01mm＝0.196mm，故电阻丝直径为1mm＋0.196mm＝1.196mm；电压表量程为0～3V，其分度值为0.1V，读数要估读到0.01V，故电压表读数为2.00V。(2)设电阻丝电阻为RL，则由题意并结合R­L图象可知，电阻丝电阻和电阻箱电阻之和为肯定值a，故当电阻丝连入电路长为b时，电阻丝的电阻为a，依据电阻定律，得a＝ρeq\f(4b,πd2)，整理得：ρ＝eq\f(aπd2,4b)。(3)由电阻丝电阻率表达式可知，电阻丝的电阻率与电压表是否为志向电表无关，故电压表不是志向电表对电阻率的测量结果无影响。3．(2024·吉林省吉林市三模)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，试验室供应的器材如下：待测电压表(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)，开关两个，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，将电路图补充完整。(2)依据设计的电路进行的试验步骤是：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压________(填“最大”或“最小”)；闭合开关S1、S2，调整R1，使电压表的指针________(填“满偏”或“半偏”)；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R0，使电压表的指针________(填“满偏”或“半偏”)；读取电阻箱所示的电阻值，此值即为测得的电压表内阻。(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相比，RV′________(填“＞”“＝”或“＜”)RV。答案(1)图见解析(2)最小满偏半偏(3)＞解析(1)待测电压表电阻(3000Ω)远大于滑动变阻器R1的电阻值(100Ω)，故滑动变阻器R1采纳分压式接法；电路图如图所示。(2)为了爱护电路，移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在的支路分压最小；依据半偏法测电阻的原理，闭合开关S1、S2，调整R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此值即为测得的电压表内阻。(3)本试验电压表串联电阻箱后认为该支路电压不变，而实际该支路电阻变大，分得的电压变大，则电阻箱分得的电压大于计算值，则会引起测量值偏大，故RV′>RV。4．(2024·甘肃靖远一中高三下学期二模)如图甲是用高电阻放电法测电容的试验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C。该试验的操作步骤如下：①按电路图甲接好试验电路；②接通开关S，调整电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，登记这时的电压表读数U0＝6.2V和微安表读数I0＝490μA；③断开开关S并同时起先计时，每隔5s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；④依据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(如图乙中用“×”表示)，则：(1)依据图乙中的描点作出图线。(2)图乙中i­t图线与t轴所围的“面积”所表示的物理意义是：____________________________________________。(3)依据以上试验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0时所带的电量Q0＝________，并计算电容器的电容C＝________。(两空均保留两位小数)答案(1)图见解析(2)电容器两端电压为U0时所带电量Q(3)8.25×10－3C1.33×10－3F解析(1)依据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，作出图象，如图所示。(2)由ΔQ＝i·Δt知，电荷量为i­t图线与t轴所包围的面积，则i­t图线与t轴所围的“面积”为电容器在刚起先放电时所带的电荷量，即电容器两端电压为U0时所带电量Q。(3)由图象可知，“面积”格数约33格，每个小格所代表的电量q＝50×5×10－6C＝2.5×10－4C，则电容器电压为U0时，所带的电荷量Q＝33×2.5×10－4C＝8.25×10－3C。电容器的电容C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(8.25×10－3,6.2)F≈1.33×10－3F。5．(2024·吉林省长春市二模)现要较精确地测量量程为0～3V、内阻大约为3kΩ的电压表V1的内阻RV，试验室供应的器材如下：电流表A1(量程0～0.6A，内阻约0.1Ω)；电流表A2(量程0～1mA，内阻约100Ω)；电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)；定值电阻R1(阻值200Ω)；定值电阻R2(阻值2kΩ)；滑动变阻器R3(最大阻值100Ω，最大电流1.5A)；电源E1(电动势6V，内阻约0.5Ω)；电源E2(电动势3V，内阻约0.5Ω)；开关S，导线若干。(1)选用上述的一些器材，甲、乙两个同学分别设计了图甲、乙两个电路。在图甲的电路中，电源选择E1，则定值电阻R应当选择________；在图乙的电路中，电源选择E2，电流表应当选择________。(填写对应器材的符号)(2)依据图甲电路，多次测量得到多组电压表V1和V2的读数U1、U2，用描点法得到U1­U2图象，若图象的斜率为k1，定值电阻的阻值为R，则电压表V1的内阻RV＝________；依据图乙电路，多次测量得到多组电压表V1和电流表A的读数U1′、I，用描点法得到U1′­I图象，若图象的斜率为k2，则电压表V1的内阻RV′＝________。(用题中所给字母表示)(3)从试验测量精度的角度分析，用图________电路较好，缘由是________________________。答案(1)R2A2(2)eq\f(k1,1－k1)Rk2(3)乙图甲中V2的读数相对误差较大解析(1)在图甲的电路中，由于电源电动势为6V，电阻R起到串联分压的作用，则应当选择阻值为2kΩ的定值电阻R2；图乙中，电源电动势为3V，通过电压表的最大电流约为1mA，所以电流表应选择量程为0～1mA的A2。(2)在图甲的电路中，定值电阻两端的电压为U2－U1，通过定值电阻的电流为：I＝eq\f(U2－U1,R)，依据欧姆定律有RV＝eq\f(U1,I)＝eq\f(U1R,U2－U1)，变形得：U1＝eq\f(RV,R＋RV)U2，则eq\f(RV,R＋RV)＝k1，整理可得：RV＝eq\f(k1,1－k1)R；在图乙中依据欧姆定律可得：U1′＝IRV′，即RV′＝k2。(3)两个电路都没有由于仪器引起的系统误差，但用甲图测量时，电压表V2的电压变更范围约为0～5V，用量程为0～15V的电压表V2读数时，相对误差较大，所以用乙图较好。6．(2024·江西九校重点中学协作体高三第一次联考)某同学用化学课所学的学问，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3V，内阻r约为40Ω，假设该电池允许输出的最大电流为20mA。为了测定该电池的电动势和内阻，某同学打算了如下器材：A．待测电池；B．电压表V：量程0～15V，内阻RV≈15kΩ；C．电流表A：量程0～1mA，内阻RA＝38Ω；D．电阻箱R：0～999.9Ω；E．定值电阻R1＝2Ω；F．定值电阻R2＝19Ω；G．定值电阻R3＝72Ω；H．定值电阻R4＝108Ω；I．开关、导线若干。(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中爱护电阻R0应选择器材中的________。(填写器材前的选项字母)(2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整，并在电路中注明所选器材的符号。(3)将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关。(4)调整电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位(A或V)作单位。(5)重复步骤(4)获得多组R和x的值。(6)断开开关，整理器材。(7)依据所得数据在eq\f(1,x)­R坐标系中描点连线，如图乙所示。依据图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果均保留一位小数)答案(1)H(2)图见解析(7)3.242.1解析(1)本试验中，当电阻箱接入电路的阻值为0时，电池输出的电流最大，则电路中的最小固定电阻值约为eq\f(3V,20×10－3A)＝150Ω，因电池内阻约为40Ω，故爱护电阻约为110Ω，所以该爱护电阻应选器材中的H。(2)因本试验中给定的电压表量程太大，故不行以运用；又因为给定电流表的量程太小，故须要将量程扩大到接近20mA，设并联电阻的阻值为R′，则(20mA－1mA)·R′＝1mA·38Ω，则须要并联的电阻阻值为：R′＝eq\f(38,20－1)Ω＝2Ω，所以选定值电阻R1与电流表A并联，就可改装成一个量程为20mA的电流表。将虚线框中的电路补充完整后电路图如图所示。(7)由以上分析可知，题目中提到的x，指的是电流表读数I，依据闭合电路欧姆定律可得：E＝IRA＋20I(R0＋R＋r)，整理方程得：eq\f(1,I)＝eq\f(20,E)R＋eq\f(RA＋20R0＋20r,E)，代入数值并整理得：eq\f(1,I)＝eq\f(20,E)R＋eq\f(2198＋20r,E)结合eq\f(1,x)­R图象可得：eq\f(20,E)＝eq\f(1575－950,100)eq\f(2198＋20r,E)＝950，解得：E＝3.2V，r＝42.1Ω。7．(2024·江西高三九校3月联考)某同学欲将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表。(1)先用如图甲所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽视不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为________V，由以上数据可得电压表的内阻RV＝________kΩ。(2)将图甲的电路稍作变更，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示。为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调整电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为________(选填“0”或“∞”)；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为________kΩ。(3)若该欧姆表运用一段时间后，电池内阻不能忽视且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调整电阻箱，指针仍能满偏，按正确运用方法再进行测量，其测量结果将________。A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定答案(1)1.506(2)∞1(3)C解析(1)由图乙所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，故电压表读数为1.50V；电源内阻不计，由图甲所示电路图可知，电源电动势E＝U＋IR＝U＋eq\f(U,RV)R，由题意可知：E＝3＋eq\f(3,RV)×3000①，E＝1.5＋eq\f(1.5,RV)×12000②，联立①②解得RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V。(2)电压表的示数为3V，则与之并联部分相当于断路，此处刻度应标阻值为∞。电压表示数为1V时，电压表与外接电阻Rx构成并联电路，并联总电阻为R并＝eq\f(RVRx,RV＋Rx)。因并联部分电压为1V，电源电动势为4.5V，则此时电阻箱分压为3.5V，此时电阻箱电阻为3kΩ，依据eq\f(1V,R并)＝eq\f(3.5V,3kΩ)，解得Rx＝1kΩ。(3)考虑电池内阻r，调整电阻箱使电压表指针满偏(即电压表示数达到Ug)，则有E＝Ug＋eq\f(Ug,RV)(R＋r)，当内阻r变大、电动势不变时，由此式可知(R＋r)不变。设测量电阻Rx时电压表示数为U，则有eq\f(E－U,R＋r)＝eq\f(U,\f(RVRx,RV＋Rx))，虽然r增大，但(R＋r)不变，由此式可知Rx不变，即r的增大不影响测量结果，C正确。8．(2024·天津南开区二模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中，需测量一个“2.5V0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材：直流电源(电动势3.0V，内阻不计)电流表A1(量程3A，内阻约0.1Ω)电流表A2(量程600mA，内阻约5Ω)电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)滑动变阻器R1(阻值0～10Ω，额定电流1A)滑动变阻器R2(阻值0～1kΩ，额定电流300mA)(1)在该试验中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________。(2)为了减小试验误差，应选择以下哪个试验电路进行试验________。(3)下表是某同学在试验中测出的数据，该同学依据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点，请你在I­U图象