22　第一阶段　专题六　第16讲　电学实验-2025版新坐标二轮专题复习与策略物理解析版

电学实验突破点一基本仪器的读数与使用1．游标卡尺(1)弄清精确度：10分度——0.1mm，20分度——0.05mm，50分度——0.02mm。(2)读出测量结果：测量值＝主尺刻度整毫米数＋n×精确度(mm)。2．螺旋测微器测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读值)×0.01mm3．电压表、电流表(1)为减小测量误差，一般使电流表、电压表的示数超过满偏刻度的13(2)若最小分度为1、0.1、0.01等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是1、0.1、0.01等，只需要读到最小分度位即可。4．多用电表的使用(1)使用多用电表时，不管测量什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入电表，从“－”插孔(黑表笔)流出电表，即“红入黑出”。(2)测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零。(3)电阻挡的读数①为了减小读数误差，指针应指在表盘中央刻度附近；②电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积。提醒：电表的“三用”如果知道电表的内阻，电流表、电压表就既可以测电流，也可以测电压，还可以作为定值电阻来用，即“一表三用”。[典例1](基本仪器的读数)请正确填写下列基本仪器的读数：(1)图甲读数为________cm。(2)图乙读数为________mm。(3)图丙若为“×10”倍率挡，读数为________Ω。(4)图丁读数为________Ω。(5)图戊读数为________A。(6)图己读数为________V。[解析](1)游标尺零刻度线对应的主尺上整数部分为11mm，游标尺第14条刻度线与主尺25mm刻度线对齐，则游标卡尺读数为11mm＋14×0.05mm＝11.70mm＝1.170cm。(2)螺旋测微器读数为2.5mm＋48.7×0.01mm＝2.987mm。(3)多用电表测电阻时，电阻的测量值＝表的示数×倍率，故答案为24×10Ω＝240Ω。(4)电阻箱的读数方法：将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍率，从最高位依次往下读，即可得到电阻箱的实际阻值，故读数为84580.2Ω。(5)电流表使用的是0～0.6A的量程，刻度盘上每一小格表示0.02A，只需半格估读，则读数为0.34A。(6)电压表使用的是0～3V的量程，刻度盘上每一小格表示0.1V，需估读到最小分度值下一位，则读数为2.25V。[答案](1)1.170(2)2.987(2.985～2.989均正确)(3)240(4)84580.2(5)0.34(6)2.25(2.23～2.27均正确)[典例2](多用电表的使用)(2024·安徽统考一模)多用电表是一种多功能、多量程的电学仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。(1)指针式多用电表使用前应该调整____________，使指针指向“0”。(2)某电阻阻值约为几百欧姆，现用该电表测此电阻，测量前，需要以下操作，其顺序是________。(填写序号)A．将红表笔和黑表笔直接接触B．把选择开关旋转到“×10”位置C．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆“0”点正确进行实验操作后，电表的读数如图甲所示，该读数是________Ω。(3)图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的负极应接________(选填“红”或“黑”)表笔。图中G为表头，量程100μA，内阻Rg＝2.5kΩ，RT＝0.5kΩ，通过调节a、b间的触点，使G满偏。已知R2＝4.8kΩ，电池电动势为1.50V(电池内阻可忽略)，触点在a端时G满偏，则R1＝________kΩ。[解析](1)指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指向“0”。(2)用指针式多用电表测几百欧姆电阻时，应先将选择开关旋转到“×10”位置，再将红表笔和黑表笔直接接触，最后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆“0”点，所以正确的顺序是BAC。该电阻的阻值为19.3×10Ω＝193Ω。(3)电池的负极应接多用电表的负极，则应接多用电表的红表笔；触点在a端时G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为U1＝Ig(RT＋Rg)＝0.30V，根据串并联电路的特点可知R2两端的电压为U2＝E－U1＝1.20V，所以通过R2的电流为I＝U2R2＝250μA，则通过R1的电流为I1＝I－Ig＝150μA，根据部分电路欧姆定律得R1＝U1I[答案](1)指针定位螺丝(2)BAC193(3)红2[典例3](电流表和电压表改装)(2024·辽宁名校联考)在学校社团活动中，某实验小组欲将一只量程为0～250μA的微安表头G改装为能够测量电流和电压的双量程电表，首先利用如图甲所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器材有：A．待改装的微安表头G(量程为0～250μA，内阻为几百欧姆)B．微安表G1(量程为0～300μA)C．滑动变阻器R滑1(0～10kΩ)D．滑动变阻器R滑2(0～50kΩ)E．电阻箱R(0～9999Ω)F．电源E(电动势约为9V)G．开关、导线若干(1)为顺利完成实验，变阻器1应选择________，变阻器2应选择________。(从C、D、E中选择)(2)实验时，除了微安表G1的示数I1和微安表G的示数I2，还需要记录的数据是________________(写出待测物理量及其字母)，则待测微安表的内阻rg＝________(用上述物理量字母表示)。(3)现将待测微安表接入如图乙所示的电路，当接线柱1、3接入电路时，改装成的电压表的量程为________。(用待测微安表的满偏电流Ig、内阻rg及定值电阻阻值R1、R2表示)[解析](1)在该实验中，闭合开关S，当微安表G1偏转到满刻度时，电路中总电阻R总＝EIg1＝9300×10-6Ω＝30kΩ，为了确保微安表的安全，则变阻器1应该选择阻值较大的滑动变阻器，即选择D；该实验的实验原理是采用安安法测电阻，即通过两个微安表测量出通过变阻器2的电流，然后利用变阻器2求出并联部分的电压，从而求出微安表G的内阻，可知变阻器2的阻值必须能够确定，即变阻器2(2)实验时，除了微安表G1的示数I1和微安表G的示数I2，还需要记录的数据是变阻器2的阻值R，根据上述可知待测微安表的内阻为rg＝I1(3)当接线柱1、3接入电路时，微安表G与R1并联后再与R2串联，根据串并联电路规律可知，干路电流I＝Ig＋IgrgR1，则改装后电压表的量程U＝Igrg＋IR2＝Igrg[答案](1)DE(2)变阻器2的阻值RI1-I2RI2(3)I突破点二以“测电阻”为核心的实验1．滑动变阻器分压式与限流式接法的选择(1)“以小控大用分压，相差无几用限流”。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。(2)必须采用分压式接法的三种情况。①要求电压从0开始变化；②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能获取有区分度的多组数据。2．伏安法内、外接测电阻(1)简记：内接大，外接小(含义有两层：大电阻用内接，测量值偏大；小电阻用外接，测量值偏小)。(2)大小电阻判断：若Rx>RARV，为大电阻，用内接；若Rx<RARV3．测电阻的方法(1)最常用的测量方法——伏安法(及其变式)“伏安法”有电压表、电流表且电表量程恰当时选择“伏安法”“安安法”电压表不能用或没有电压表的情况下，若知道电流表内阻，可以将电流表当作电压表使用，即选择“安安法”“伏伏法”电流表不能用或没有电流表的情况下，若知道电压表内阻，可以将电压表当作电流表使用，即选择“伏伏法”“伏安加R法”在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的要求，加保护电阻的方法就应运而生，“伏安加R法”又叫“加保护电阻法”(2)最精确的测量方法——等效替代法电流等效替代电压等效替代两次调节电流表的示数不变，则R1的读数等于待测电阻的阻值。两次调节电压表的示数不变，则ΔR＝Rx(ΔR为电阻箱读数的变化量)(3)最“专一”的测量方法——半偏法测电表内阻①用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测<R真。②用半偏法测电压表内阻，如图乙所示，电阻箱和电压表串联，然后与小电阻滑动变阻器并联，R测>R真。(4)最“独特”的测量方法——电桥法其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1。同时R2和Rx两端的电压也相等，设为U2。根据欧姆定律有U1R1＝U2R2，U1R3＝U2Rx。由以上两式解得R1×Rx＝R2[典例4](测水的电阻率)(2024·江西卷)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07m和高h＝0.03m。(2)现有实验器材：电流表(量程300μA，内阻RA＝2500Ω)、电压表(量程0～3V或10～15V，内阻未知)、直流电源(3V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。(3)连接好电路，测量26℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃水的Rx-l图线，分别如图(b)中甲、乙所示。(4)若Rx-l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝________(用k、d、h表示)。实验结果表明，温度________(选填“高”或“低”)的水更容易导电。(5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10-3m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3A，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为________m。(保留两位有效数字)[解析](2)由于电流表内阻准确已知，则电流表的分压可以求出，故电流表采用内接法，又电源电动势为3V，则电压表应以量程3V接入电路，电路连接如答图所示。(4)根据电阻定律有Rx＝ρlS，又S＝dh，联立得Rx＝ρdhl，故Rx-l图像中图线的斜率k＝ρdh，解得ρ＝kdh，根据题图(b)可知，温度高的水的Rx-l图线(图线乙(5)根据欧姆定律和电阻定律有R＝UI＝ρl'π[答案](2)如图所示(4)kdh高(5)0.46[典例5](伏伏法测电阻)(2024·新课标卷)学生实验小组要测量量程为3V的电压表的内阻RV。可选用的器材有：多用电表，电源E(电动势5V)，电压表(量程0～5V，内阻约3kΩ)，定值电阻R0(阻值为800Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，开关S，导线若干。完成下列填空：(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)；A．将红、黑表笔短接B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆C．将多用电表选择开关置于电阻挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(选填“正极、负极”或“负极、正极”)相连；电阻表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到电阻挡________(选填“×1”“×100”或“×1k”)位置。重新调节后，测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示，则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留一位小数)；(2)为了提高测量精度，他们设计了如图(b)所示的电路，其中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端；(3)闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表、待测电压表的示数分别为U1、U，则待测电压表内阻RV＝________(用U1、U和R0表示)；(4)测量得到U1＝4.20V，U＝2.78V，则待测电压表内阻RV＝________kΩ(结果保留三位有效数字)。[解析](1)使用多用电表粗测电阻的步骤应为①机械调零：使用前，若指针没有指在左端“∞”位置，要用螺丝刀转动指针定位螺丝，使指针指在“∞”位置；②选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其置于电阻挡的合适挡位；③欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处；④测量示数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。故该实验中正确的操作顺序应为CAB；由于多用电表在使用时电流流向为“红进黑出”，且通过电压表的电流流向为“正进负出”，所以在用多用电表粗测电压表内阻时多用电表的红、黑表笔应分别与待测电压表的负极、正极相连；由题图(a)中的虚线Ⅰ可知，待测电压表的内阻约为1500Ω，则为使指针指在中央刻度线附近，应将选择开关旋转到电阻挡“×100”位置；由题图(a)中的实线Ⅱ可知该电压表的内阻为R粗＝16×100Ω＝1.6kΩ。(2)由题图(b)可知，滑动变阻器用分压式接法，则为了方便调节，滑动变阻器应选最大阻值较小的R1，为了保护电路，闭合开关前测量电路部分分压应为0，即滑动变阻器的滑片应置于a端。(3)由题图(b)可知，流过待测电压表和流过定值电阻R0的电流相等，则结合欧姆定律和串联电路分压规律有URV＝U1-UR0(4)将U1＝4.20V、U＝2.78V、R0＝800Ω代入(3)中表达式，可得RV＝2.78×8004.20-2.78Ω≈1.57kΩ[答案](1)CAB负极、正极×1001.6(2)R1a(3)UR0突破点三“以测电源的电动势和内阻”为核心的实验测电动势和内阻的常用方法：1．伏安法测电动势和内阻(1)闭合电路方程为E＝U＋Ir，利用两组数据，联立方程求解E和r；(2)作出U-I图像，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。2．安阻法测电动势和内阻(1)闭合电路方程为E＝I(R＋r)，利用两组数据联立方程求解；(2)将方程线性化处理为1I＝1ER＋rE，作1I-R图像，利用图线的截距和斜率求3．伏阻法测电动势和内阻(1)闭合电路方程为E＝U1+r(2)将方程线性化处理为1U＝rE·1R+1E或U＝－rUR＋E，作14．等效电源法测电源内阻当电源内阻r过小时，如果直接测量，测出电源的内阻误差较大，可以用等效电源法来测量。如图所示，用一个适当的定值电阻R0与电源串联，并把它们看成一个等效电源，这个等效电源的内阻r0＝R0＋r，其中r是被测电源的内阻。测出这个等效电源的内阻r0，则被测电源的内阻r＝r0－R0。提醒：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)利用图像得出电动势和内阻是常见的方法，对于不同的电路设计，在作图像时都要画出倾斜直线，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解。[典例6](伏阻法测电源电动势和内阻)(2024·吉林卷)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________(选填“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)由图线可求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若k2k1＝n，则待测电池的内阻r＝______(用n和R0[解析](1)为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻最大处，即A端。(2)(3)设金属丝的总电阻为R，总长度为x，对题图(a)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋URLxr，可得1U＝1E+xrER·1L，对题图(b)有E＝U＋URLx(r＋R0)，可得1U＝1E+xr+R0ER·1L，结合题图(c)可知b＝1[答案](1)A(2)1b(3)[典例7](安阻法测电源的电动势和内阻)(2024·河南洛阳测试卷)一个同学想要测定某电源的电动势和内阻，所使用的器材有：待测电源、电流表A(量程0～0.6A，内阻RA小于1Ω)、电流表A1(内阻未知)、电阻箱R1(0～999.99Ω)、滑动变阻器R2(0～10Ω)、电阻表、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个、导线若干。(计算结果均保留两位有效数字)(1)该同学先用电阻表粗略测量电流表A的内阻，如图甲所示，电阻表内部电源电动势为4.50V，表盘中间刻线示数为“15”，将该电阻表红、黑表笔接在电流表两接线柱上，则黑表笔应接在电流表______(选填“正”或“负”)接线柱，电阻表选取“×1”挡位时，电阻表指针偏转角度为满偏的1415，可知电流表A的内阻约为________Ω(2)该同学又设计了如图乙所示电路进行实验操作。①实物电路图有一处未连接好，请在图丙中补全电路。②利用该电路测电流表A的内阻：闭合开关K，将开关S与D接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，读取电流表A的示数为0.24A、电流表A1的示数为0.60A，电阻箱R1的示数为0.64Ω，则电流表A的内阻RA＝________Ω。③利用步骤②测得电流表A的内阻阻值后，继续测量电源的电动势和内阻：断开开关K，将开关S接C，调节电阻箱R1，记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1重新实验，并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。如图丁所示是由实验数据绘出的1I-R图像，由此求出电源电动势E＝________V、内阻r＝________Ω[解析](1)电阻表黑表笔接内部电源的正极，故黑表笔应与电流表正接线柱连接，电阻表选取“×1”挡位时，电阻表内部电阻为15Ω，根据闭合电路欧姆定律有Ig＝E内R内，1415Ig＝E(2)①实物连接如图所示。②开关S与D接通，电流表A的示数为0.24A、电流表A1的示数为0.60A，电阻箱R1的示数为0.64Ω，则(I1－I)R1＝IRA，解得RA＝0.96Ω。③断开开关K，将开关S接C，记录电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I，多次重复实验得到多组数据，根据闭合电路欧姆定律有I＝ER+RA+r，即1I＝1ER＋RA+rE，结合题图丁图线有k＝1E＝5.0-2.08.70V-1，b＝RA[答案](1)正1.1(2)①见解析图②0.96③2.94.81．(创新考法：电桥法测电阻)在“测量金属丝的电阻率”实验中，某小组的同学用刻度尺测出待测金属丝接入电路的长度l＝0.5m，用游标卡尺测量金属丝的直径d，并设计了如图(a)所示的实验电路图测量金属丝的电阻。(1)用游标卡尺测量金属丝横截面的直径时，示数如图(b)所示，则金属丝横截面的直径d＝______mm。(2)图(a)所示电路中，R2为阻值已知的定值电阻，AC为一段粗细均匀的电阻丝，闭合开关，调节滑动触头使电流计示数为0，则要测出金属丝的电阻Rx，还需要测量的物理量有________，金属丝电阻的阻值Rx＝________(用上一空所填及题中所给物理量的字母表示)。(3)若测得待测金属丝的阻值Rx＝0.52Ω，则待测金属丝的电阻率为ρ＝________Ω·m(结果保留三位有效数字)。(4)若改用另一个实验电路，测得该金属丝接入电路的长度为l1，金属丝横截面的直径为d1，金属丝两端的电压和通过它的电流分别为U、I，则金属丝的电阻率可表示为ρ1＝πd12UA．金属丝横截面的直径B．金属丝两端的电压C．通过金属丝的电流D．金属丝的长度[解析](1)该游标卡尺为20分度，由游标卡尺的读数规则可知，金属丝横截面的直径d＝1mm＋7×0.05mm＝1.35mm。(2)当电流计示数为0时有RxR2＝lABlBC，可得待测电阻Rx＝R2lABlBC，故需要测量的物理(3)由电阻定律Rx＝ρlS可得ρ＝RxSl＝Rxπ×d2(4)由电阻率的表达式可知，ρ1与U是正比关系，与I、l1都是反比关系，与d1的平方是正比关系，故金属丝横截面的直径d1对电阻率的测量影响最大，A正确，BCD错误。[答案](1)1.35(2)AB和BC的长度lAB、lBCR2lABlBC(3)1.492．(结合半偏法测电流表内阻来测电池组电动势和内阻)某探究小组为了测量一个电池组的电动势和内阻，实验室提供下列器材：A．电池组(电动势约为3.0V，内阻约为0.3Ω)；B．直流毫安表(量程为0～10mA，内阻约为100Ω)；C．电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)；D．电阻箱R2(最大阻值为999.9Ω)；E．定值电阻R0(阻值为100Ω)；F．开关、导线若干。设计了如图甲所示的电路。(1)请用笔画线代替导线，根据图甲的电路图，在图乙中完成实物连线。(2)闭合开关S1，调节电阻箱R1的阻值，使毫安表的示数为10mA，再闭合开关S2，调节电阻箱R2使毫安表的示数为5mA，记下电阻箱的阻值为R2，可认为毫安表的内阻RA＝________。调节R1的阻值，得到多组毫安表的读数I和R1的阻值，则通过电池组的电流为________。(3)根据测得的数据作出1I-R1图像，若已知图线的斜率为k，纵截距为b，则电池组电动势E＝______，内阻r＝____________(4)采用这种方法测毫安表内阻，测量结果与真实值比较，会________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。[解析](1)实物连线如图所示。(2)闭合开关S1，调节电阻箱R1的阻值，使毫安表的示数为满偏电流10mA，再闭合开关S2，调节电阻箱R2，使毫安表的示数为5mA，电流减半了，可认为毫安表的内阻RA＝R2。调节R1的阻值，得到多组毫安表的读数I和R1的阻值，则通过电池组的电流是通过毫安表电流的2倍，应为2I。(3)根据闭合电路欧姆定律得E＝2IRA2+R1+R0+r＝2IR22+R1+R0+r，解得1I＝2R(4)闭合开关S2，接入电阻箱R2后，R2与RA并联，使电路总电阻减小，总电流增大，毫安表示数即为通过毫安表的电流，所以毫安表半偏时通过电阻箱R2的电流大于满偏电流的一半，RA的测量值偏小。[答案](1)见解析图(2)R22I(3)2kbk-R专题限时集训(十六)1．(2024·江苏连云港统考一模)精密仪器中常用到金属膜电阻，它是通过金属电镀工艺将金属层溅射到绝缘陶瓷基底的表面形成的。如图甲所示，某金属膜电阻长度为L，金属膜厚度为h。实验室提供的器材有：干电池2节，电压表V(量程0～3V，内阻约3kΩ)，电流表(0～5mA，内阻约为50Ω)，滑动变阻器(最大阻值10Ω)，开关S，导线若干。某同学用图乙所示电路测量该金属膜电阻的电阻率，请回答以下问题：(1)闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“a”或“b”)端。(2)用螺旋测微器测量镀膜后的陶瓷管直径D，示数如图丙所示，则D＝________mm。(3)闭合开关后，移动滑片，测出多组电表示数的U、I值，并画出U-I图像如图丁所示，可得金属膜电阻的阻值R＝________Ω。(4)用字母D、L、R、h表示金属膜电阻的电阻率ρ＝________。(5)金属膜电阻的电阻率测量值偏大，试写出产生误差的主要原因____________________________________________________________________。[解析](1)分压式接法滑片置于待测电路分压最小的位置，目的是保护待测电路。闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于a端，从而使闭合开关之后分压部分电路电压从零开始变化。(2)根据螺旋测微器读数规则，由题图丙可知固定刻度为3.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm，得镀膜后的陶瓷管直径D为D＝3.5mm＋20.0×0.01mm＝3.700mm。(3)如图所示U-I图像的斜率为电阻大小，得R＝2.584×10-3Ω(4)根据电阻定律有R＝ρLS，而金属膜的横截面积为S＝πD24－πD-2h24＝πh(D－h(5)如题图乙所示，电流表采用内接法，在电路中电流表会分压，使得电压表读数偏大，由欧姆定律R＝UI，得测量的电阻值偏大，由ρ＝π[答案](1)a(2)3.700(3)645(4)πhRD-hL2．(2024·1月九省联考贵州卷)掺氟氧化锡(FTO)玻璃在太阳能电池研发、生物实验、电化学实验等领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d，某兴趣小组开展了如下实验：(1)选取如图(a)所示的一块长条形FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为b。(2)用电阻表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻Rx约为40Ω。为了获得多组数据，进一步精确测量Rx的阻值，有如下器材可供选用：A．电源E(电动势为3V，内阻约为0.2Ω)；B．电压表V(量程0～1V，已测得内阻RV＝1000Ω)；C．电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)；D．电流表A2(量程0～100mA，内阻约为3Ω)；E．滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)；F．定值电阻R1＝20Ω；G．定值电阻R2＝2000Ω；H．开关一个，导线若干。(3)其中，电流表应选________(选填“A1”或“A2”)，定值电阻应选________(选填“R1”或“R2”)。(4)根据以上要求，将图(b)所示的器材符号连线，组成测量电路图。(5)已知该薄膜的电阻率为ρ，根据以上实验，测得其电阻值为Rx，则该薄膜的厚度d＝________(用ρ、L、b和Rx表示)。(6)实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，其原因可能是________(填正确答案前的序号)。①电压表内阻RV测量值比实际值偏大②电压表内阻RV测量值比实际值偏小③选用的定值电阻标定值比实际值偏大④选用的定值电阻标定值比实际值偏小[解析](3)由欧姆定律可得Imax＝ERx＝340A＝75mA，故电流表选A2。由于电压表量程较小，需串联一个电阻，即该串联的电阻为R0＝EUVRV－RV＝(4)由题意可知，滑动变阻器应采用分压式接法，又因为RV已知，无系统误差，所以电流表采用外接法，故电路图如图所示。(5)由电阻定律有Rx＝ρLS＝ρLbd，可得该薄膜的厚度为d＝(6)实验后发现，所测薄膜的厚度偏大，则所测电阻Rx偏小，可能原因为电压表内阻RV测量值比实际值偏大，则串联的电阻偏大，电压表内阻偏大，则测量电压时读数偏小，电阻测量值偏小；或选用的定值电阻标定值比实际值偏小，则电压的测量值偏小，故选①④。[答案](3)A2R2(4)见解析图(5)ρLbRx3．(2024·河北卷)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”电阻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