第1部分專(zhuān)題六第2講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新

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1、word 第2講　電學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 多用電表的使用和讀數(shù) 多用電表是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用儀器，高考中要求正確使用儀器，會(huì)進(jìn)展正確讀數(shù)，高考考查頻率較高，是高三復(fù)習(xí)的重要知識(shí)點(diǎn)． [知識(shí)提煉] 1．電流的流向：電流從電表的“＋〞插孔(紅表筆)流入，從“－〞插孔(黑表筆)流出，即“紅進(jìn)、黑出〞． 2．“機(jī)械零點(diǎn)〞與“歐姆零點(diǎn)〞：“機(jī)械零點(diǎn)〞在表盤(pán)刻度左側(cè)“0〞位置，調(diào)整的是表盤(pán)下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)〞在表盤(pán)刻度的右側(cè)電阻刻度“0〞位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕． 3．歐姆表刻度不均勻的原因：當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計(jì)滿偏，Ig＝，此時(shí)中值

2、電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)I＝，電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻． [典題例析] 圖甲為多用電表的示意圖，現(xiàn)用它測(cè)量一個(gè)阻值約為20 Ω的電阻，測(cè)量步驟如下： (1)調(diào)節(jié)____________，使電表指針對(duì)準(zhǔn)________(填“電阻〞或“電流〞)的“0〞刻線． (2)將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω〞擋的__________位置(填“×1〞“×10〞“×100〞或“×1 k〞)． (3)將紅、黑表筆分別插入“＋〞“－〞插孔，并將兩表筆短接，調(diào)節(jié)____________，使電表指針對(duì)準(zhǔn)________(填“電阻〞或“電流〞)的“0〞刻線

3、． (4)將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接觸，假如電表讀數(shù)如圖乙所示，該電阻的阻值為_(kāi)_______Ω． 【解析】　(1)將選擇開(kāi)關(guān)撥到歐姆擋前，先要進(jìn)展機(jī)械調(diào)零．方法是調(diào)節(jié)機(jī)械定位螺絲，使電表指針指在電流等于零的刻線位置． (2)用多用電表測(cè)20 Ω的電阻時(shí)，要把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω〞擋“×1〞的位置． (3)將紅、黑表筆短接，進(jìn)展歐姆調(diào)零．調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指在“Ω〞擋的零刻線上． (4)由乙圖讀出該電阻的阻值為19 Ω． 【答案】　(1)定位螺絲　電流　(2)×1 (3)調(diào)零旋鈕　電阻　(4)19 多用電表測(cè)電阻的步驟和須知事項(xiàng) (1)使用步驟 ①選倍率，一般要

4、選擇比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率，如估計(jì)值為200 Ω就應(yīng)該選“×10〞的倍率，使指針的偏轉(zhuǎn)角度在滿偏到滿偏之間為測(cè)量值誤差較小； ②進(jìn)展歐姆調(diào)零； ③將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)展測(cè)量； ④將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值； ⑤測(cè)量完畢后，將選擇開(kāi)關(guān)扳到“OFF〞或交流電壓最高擋． (2)須知事項(xiàng) ①改換倍率必須重新進(jìn)展歐姆調(diào)零； ②通過(guò)選擇適宜倍率，指針指在刻度盤(pán)中間附近，誤差較小； ③測(cè)量電阻時(shí)，手不可接觸表筆的金屬桿局部； ④測(cè)量電阻時(shí)被測(cè)元件要與電源斷開(kāi)． (2016·巴蜀中學(xué)一診)某同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表，圖甲為電表的電路圖．選用的電流表阻Rg＝5

5、Ω、滿偏電流Ig＝25 mA，當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)為量程100 V的電壓表．該多用電表表盤(pán)如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)沒(méi)有標(biāo)出． (1)假如指針指在圖乙所示位置，選擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______；選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)其讀數(shù)為_(kāi)_______．(保存三位有效數(shù)字) (2)為了測(cè)該多用電表電阻擋的電阻和表電源的電動(dòng)勢(shì)，這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： ①將選擇開(kāi)關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏． ②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖丙，如此C處刻度應(yīng)為_(kāi)___

6、____Ω． ③計(jì)算得到多用電表電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V．(保存兩位有效數(shù)字) (3)調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，假如指針在圖乙所示位置，如此待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω．(保存兩位有效數(shù)字) [解析] (1)選擇開(kāi)關(guān)接1時(shí)測(cè)電流，多用電表為量程是25 mA的電流表，其分度值為0．5 mA，示數(shù)為17．3 mA．選擇開(kāi)關(guān)接3時(shí)測(cè)電壓，多用電表為量程100 V的電壓表，其分度值為2 V，其示數(shù)為69．0 V． (2)②由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝150 Ω． ③指針指在C處時(shí)，電流表示數(shù)為1

7、2．5 mA＝12．5×10－3A，C處電阻為中值電阻，如此電表阻為150 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝I·2R＝12．5×10－3×2×150 V≈3．8 V． (3)根據(jù)第(1)問(wèn)可知，調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，此時(shí)電路中的電流值為17．3 mA，而表電池的電動(dòng)勢(shì)為E＝3．8 V，表總電阻為150 Ω，所以待測(cè)電阻的阻值約為R＝Ω－150 Ω≈70 Ω． [答案] (1)17．3 mA(17．2～17．5 mA均正確)　69．0 V(68．8～69．2 V均正確)　(2)②150?、?．8　(3)70 以測(cè)電阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)定金屬絲的電阻率

8、、測(cè)小燈泡的電功率等實(shí)驗(yàn)，都是以測(cè)量電阻為核心，是歷年高考命題的熱點(diǎn)． [知識(shí)提煉] 1．電流表接法與外接法的判斷方法 (1)比值判斷法：假如＜，Rx為大電阻，接法誤差小，應(yīng)選用接法；假如＞，Rx為小電阻，外接法誤差小，應(yīng)選用外接法． (2) 試觸法：當(dāng)無(wú)法估計(jì)電阻的阻值，難以比擬與的大小時(shí)，可采用電壓表試觸法看電流表、電壓表變化大小來(lái)確定． 2．滑動(dòng)變阻器限流接法與分壓接法的選取原如此 (1)限流式接法選取原如此 一般在滑動(dòng)變阻器總電阻R0與用電器電阻Rx相差不大時(shí)，假如既不要求較大圍調(diào)節(jié)電流和電壓，又不要求從零開(kāi)始讀數(shù)，如此優(yōu)先選擇限流式接法． (2)分壓式接法選取原

9、如此 ①滑動(dòng)變阻器的總電阻R0遠(yuǎn)小于用電器電阻Rx或電路中串聯(lián)的其他電阻的阻值，即Rx?R0； ②要求用電器Rx的電流或電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化； ③采用限流式接法時(shí)，電路中的最小電流大于用電器Rx的額定電流，或給定的儀表量程偏小． 三條中滿足一條，采用分壓接法． [典題例析] 現(xiàn)要用伏安法描繪一只小燈泡的I－U圖線，小燈泡的額定電壓為2．5 V，小燈泡正常工作時(shí)的功率小于0．7 W．有如下器材供選用： A．電壓表(0～3 V，阻3 kΩ；0～15 V，阻10 kΩ) B．電流表(0～0．6 A，阻0．5 Ω；0～3 A，阻0．1 Ω) C．滑動(dòng)變阻器(10 Ω，2 A) D．

10、滑動(dòng)變阻器(100 Ω，1．0 A) E．蓄電池(電動(dòng)勢(shì)6 V，阻不計(jì)) (1)用如圖甲所示的電路進(jìn)展測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(用字母序號(hào)表示)．開(kāi)關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于________端(填“A〞“B〞或“AB正中間〞)． (2)按圖甲所示電路，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖乙中將實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)所需電路圖． (3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此燈泡的伏安特性曲線如圖丙所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時(shí)的電阻為_(kāi)_______Ω． 【解析】　(1)因描繪小燈泡的 I－U圖線采用滑動(dòng)變阻器分壓式連接，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用小電阻值的，故應(yīng)選用變阻器C；開(kāi)關(guān)閉合前，為了保護(hù)電

11、表和小燈泡，應(yīng)使測(cè)量電路局部的電壓為零，即將滑片置于A端． (2)實(shí)物連接如下列圖．因?yàn)闊襞莸念~定電壓為2．5 V，由圖甲知，電壓表量程應(yīng)選0～3 V，由I＝知流經(jīng)燈泡的電流約為I≈＝ A＜0．3 A，所以電流表的量程應(yīng)選0～0．6 A． (3)由I－U關(guān)系圖象可以讀出，當(dāng)小燈泡的電壓為2．5 V時(shí)，其電流I＝0．25 A，由R＝可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R＝10 Ω． 【答案】　(1)C　A　(2)見(jiàn)解析圖　(3)10 在連實(shí)物圖時(shí)的須知事項(xiàng) (1)各導(dǎo)線都應(yīng)接在接線柱上． (2)不應(yīng)在導(dǎo)線中間出現(xiàn)分叉，且導(dǎo)線不能跨過(guò)儀器． (3)連接電表應(yīng)注意量程選用正確，正、負(fù)接

12、線柱不要接錯(cuò)． (4)開(kāi)關(guān)要控制整個(gè)電路． (2016·一模)在“描繪標(biāo)有‘9 V　5 W’小燈泡伏安特性曲線〞的實(shí)驗(yàn)中，要求測(cè)量從0 V到9．0 V的電壓下通過(guò)小燈泡的電流，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材 A．電流表A1(量程100 mA，阻1 Ω) B．電流表A2(量程0．6 A，阻0．3 Ω) C．電壓表V1(量程3．0 V，阻3 kΩ) D．電壓表V2(量程15．0 V，阻10 kΩ) E．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為50 Ω) F．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500 Ω) G．電源E(電動(dòng)勢(shì)15 V，阻忽略) H．電鍵、導(dǎo)線假如干 (1)為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度和有效性，應(yīng)選擇

13、的器材為(只需填寫(xiě)器材前面的字母即可)電流表________；電壓表________；滑動(dòng)變阻器________． (2)在如下圖給出的測(cè)量電路中，最合理的是________． [解析] (1)因?yàn)闊襞莸念~定電壓為9 V，故電壓表應(yīng)選V2；額定電流為0．56 A，故電流表應(yīng)選A2，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)該選擇最大阻值較小的，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量，應(yīng)當(dāng)選R1． (2)要求測(cè)量從0 V到9．0 V的電壓下通過(guò)小燈泡的電流，所以應(yīng)采用分壓式接法．由于燈泡電阻更接近電流表阻，所以采用電流表外接法．應(yīng)當(dāng)選B． [答案] (1)B　D　E　(2)B 以測(cè)電動(dòng)勢(shì)和阻為核心的電學(xué)實(shí)驗(yàn) 測(cè)

14、電源電動(dòng)勢(shì)和阻可以有效地考查閉合電路歐姆定律的知識(shí)以與數(shù)據(jù)分析處理能力，除了伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和阻外，對(duì)其他方法(如：安阻法、伏阻法、伏伏法、安安法等)的考查也頗受命題者的青睞． [知識(shí)提煉] 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和阻的三種常用方法 方法 原理圖 數(shù)據(jù)處理 用電壓表、電流表和可變電阻(如滑動(dòng)變阻器)測(cè)量 測(cè)出兩組U、I值，根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r，通過(guò)計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電流表、電阻箱測(cè)量 測(cè)出兩組I、R值，根據(jù)E＝I(R＋r)通過(guò)計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) 用電壓表、電阻箱測(cè)量 測(cè)出兩組U、R值，根據(jù)E＝U＋r，通過(guò)計(jì)算或利用圖象法處理數(shù)據(jù) [典題例析] (2

15、016·高考卷)用如下列圖電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和阻．實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3 V，阻約2 Ω)，保護(hù)電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線假如干． 實(shí)驗(yàn)主要步驟： ①將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)； ②逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I； ③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U－I圖線(U、I都用國(guó)際單位)； ④求出U－I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a． 回答如下問(wèn)題： (1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________． A．電壓表(0～3 V

16、，阻約15 kΩ) B．電壓表(0～3 V，阻約3 kΩ) C．電流表(0～200 mA，阻約2 Ω) D．電流表(0～30 mA，阻約2 Ω) (2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是________． A．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱 B．兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱 C．一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱 D．一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 (3)選用k、a、R1和R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和阻r的表達(dá)式E＝________，

17、r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值． 【解析】　(1)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和阻的原理為閉合電路的歐姆定律，即U＝E－Ir，I是電路中的總電流，實(shí)際測(cè)量時(shí)電壓表的分流作用會(huì)引起系統(tǒng)誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)選用阻較大的電壓表，即選A；由于電路中的最大電流約為I＝＝ A≈0．176 A＝176 mA，應(yīng)選C． (2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，說(shuō)明滑動(dòng)過(guò)程中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，因此說(shuō)明一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱，C項(xiàng)正確． (3)圖象斜率絕對(duì)值k＝r＋R2，圖象與橫軸的截距為電壓表短路時(shí)的電流，即a＝，因此電

18、源的阻r＝k－R2，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝ka． 【答案】　(1)A　C　(2)C　(3)akk－R2 兩種數(shù)據(jù)處理方法：聯(lián)立方程求解法和圖象處理法，對(duì)伏安法利用電源的U－I圖象求電動(dòng)勢(shì)和阻；對(duì)伏阻法和安阻法需對(duì)閉合電路歐姆定律方程E＝U和E＝I(R＋r)適當(dāng)變形作線性處理，并利用直線方程的截距和斜率求電動(dòng)勢(shì)或阻等物理量． (2016·二模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和阻r與電阻R1的阻值． 實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源，待測(cè)電阻R1，電壓表V(量程0～3 V，阻很大)，電阻箱R(0～99．99 Ω)，單刀單擲開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2，導(dǎo)線假如干． (1)先測(cè)

19、電阻R1的阻值．請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整： A．閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R0和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U1． B．________________，將S2切換到b，讀出電壓表的示數(shù)U2． C．如此電阻R1的表達(dá)式為R1＝____________． (2)該同學(xué)已經(jīng)測(cè)得電阻R1＝3．2 Ω，繼續(xù)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和阻r，其做法是：閉合S1，將S2切換到a，屢次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的－圖線，如此電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V，阻r＝________Ω． [解析] (1)由實(shí)驗(yàn)電路圖分析可知在切換S2時(shí)，應(yīng)使

20、電路中的電流保持不變，如此應(yīng)保持電阻箱示數(shù)不變．S2切換到a時(shí)，電壓表測(cè)量的是電阻箱R兩端的電壓，如此有U1＝IR0，當(dāng)S2接b時(shí)，電壓表測(cè)量的是電阻箱R和R1兩端的電壓，如此有U2＝I(R0＋R1)，解得R1＝R0． (2)電阻箱兩端的電壓U＝R，如此＝＋·，再由圖乙中縱軸截距可得＝0．5 V－1，得E＝2．0 V，圖線斜率＝Ω/V＝2 Ω/V，又知R1＝3．2 Ω，解得r＝0．8 Ω． [答案] (1)保持電阻箱示數(shù)不變　R0 (2)2．0　0．8 電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的分析 通過(guò)對(duì)近幾年的高考實(shí)驗(yàn)試題的研究發(fā)現(xiàn)，高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：第一，基于教材中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，著重考查

21、實(shí)驗(yàn)原理的改良、實(shí)驗(yàn)步驟、誤差分析；第二，重視電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，問(wèn)題設(shè)置結(jié)合科技、生產(chǎn)、生活的實(shí)際；因此，理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)方法，是解決電學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵． [典題例析] (2016·省第二次質(zhì)檢)為了測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)E(約為3 V)和阻r，選用的器材如下： A．電流表G1(量程為2 mA，電阻為100 Ω) B．電流表G2(量程為1 mA，電阻為200 Ω) C．電阻箱R1(0～99．99 Ω) D．電阻箱R2(0～9 999 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R3(0～1 000 Ω，允許最大電流1 A) F．待測(cè)電池 G．開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線假如干 (1)某同學(xué)利用上述器材，采用圖甲

22、的電路測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和阻，請(qǐng)按照?qǐng)D甲將圖乙所示的實(shí)物圖連線． (2)圖甲中利用電阻箱R1，將電流表G1改裝成了量程為0．5 A的電流表，利用電阻箱R2將電流表G2改裝成了量程為3 V的電壓表，如此電阻箱R1的阻值調(diào)到______Ω． (3)以G2示數(shù)I2為縱坐標(biāo)，G1示數(shù)I1為橫坐標(biāo)，作出I2－I1圖象如圖丙所示，結(jié)合圖象可得出電源的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V，電源的阻為_(kāi)_______Ω(結(jié)果均保存兩位有效數(shù)字)． [思路點(diǎn)撥] 【解析】　(1)如下列圖 (2)根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有： I＝I1g＋，解得R1≈0．4 Ω， 由U＝I2g(r2＋R2)，

23、代入數(shù)據(jù)解得： R2＝2．8×103Ω． (3)縱坐標(biāo)截距0．9 mA，對(duì)應(yīng)著電源電動(dòng)勢(shì)E＝×3 V＝2．7 V；橫坐標(biāo)截距0．4 mA，對(duì)應(yīng)著流過(guò)電源的電流為0．4 mA＋ mA＋0．6 mA＝0．101 A；電源阻為r＝＝Ω≈8．9 Ω． 【答案】　(1)見(jiàn)解析圖　(2)0．4　(3)2．7　8．9 對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題 (1)在解決設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意條件的充分利用，如對(duì)于給定確切阻值的電壓表和電流表，電壓表可當(dāng)作電流表使用，電流表也可當(dāng)作電壓表使用，利用這一特點(diǎn)，可以拓展伏安法測(cè)電阻的方法，如伏伏法、安安法等． (2)對(duì)一些特殊電阻的測(cè)量，如電流表或電壓

24、表阻的測(cè)量，電路設(shè)計(jì)有其特殊性，即首先要注意到其自身量程對(duì)電路的影響，其次要充分利用其“自測(cè)電流或自測(cè)電壓〞的功能，因此在測(cè)電壓表阻時(shí)無(wú)需另并聯(lián)電壓表，測(cè)電流表阻時(shí)無(wú)需再串聯(lián)電流表． (2016·八校二聯(lián))現(xiàn)有一個(gè)電壓表有刻度但無(wú)刻度值，提供以下可選用的器材與導(dǎo)線假如干，要求盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量一個(gè)電壓表的滿偏電壓Ug． A．待測(cè)電壓表V1，滿偏電壓約為3 V， 電阻RV1＝3 000 Ω，刻度均勻、總格數(shù)為N； B．電流表A：量程0．6 A、阻RA約為0．1 Ω； C．電壓表V2：量程15 V、阻RV2約為15 kΩ； D．標(biāo)準(zhǔn)電阻R1＝10 Ω； E．標(biāo)準(zhǔn)電阻R2＝10 kΩ

25、； F．滑動(dòng)變阻器R：最大阻值200 Ω； G．學(xué)生電源E，電動(dòng)勢(shì)15 V，阻不計(jì)； H．開(kāi)關(guān)一個(gè)． (1)虛線框中已畫(huà)出局部實(shí)驗(yàn)電路圖，請(qǐng)你完成剩余的局部電路圖，并標(biāo)上題目中所給儀器的字母代號(hào)． (2)測(cè)出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電壓表V1的指針偏轉(zhuǎn)了n個(gè)格，可計(jì)算出滿偏電壓Ug為_(kāi)_______(用字母表示)，式中除題目已給的物理量外，其他字母符號(hào)表示的物理量的物理意義是________________________________________________________________________． [解析] (1)因待測(cè)電壓表的滿偏電壓較小，故應(yīng)串聯(lián)一

26、個(gè)定值電阻分壓，又知RV1＝3 000 Ω，故串聯(lián)的定值電阻應(yīng)選R2，而電壓值需用電壓表V2測(cè)出，故要和V2并聯(lián)，設(shè)計(jì)成如答案(1)中的電路圖． (2)V2的示數(shù)為V1和R2兩端的總電壓，按照串聯(lián)分壓關(guān)系，如此有V1兩端的電壓為U(U為電壓表V2的讀數(shù))，除以格數(shù)n即可得到每偏轉(zhuǎn)1個(gè)格的電壓值，再乘以總格數(shù)N即可得滿偏電壓． [答案] (1)如下列圖 (2)U為電壓表V2的讀數(shù) 專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練[學(xué)生用書(shū)P161(單獨(dú)成冊(cè))] 1． (2016·濱州一模)(1)某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的直徑，如下列圖，直徑d為_(kāi)_______mm． (2)該同學(xué)用多用電表測(cè)

27、量其電阻阻值約為5 Ω，現(xiàn)用伏安法進(jìn)一步準(zhǔn)確測(cè)量其電阻，備有以下器材： 直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約4．5 V，阻很?。? 直流電流表A1：量程0～3 A，阻約0．025 Ω； 直流電流表A2：量程0～0．6 A，阻約0．125 Ω； 直流電壓表V：量程0～3 V，阻約3 kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值為50 Ω； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假如干． ①在可選擇的器材中應(yīng)選用的電流表是________．(選填“A1〞或“A2〞) ②僅從實(shí)驗(yàn)原理上看實(shí)驗(yàn)電路電阻的測(cè)量值________真實(shí)值．(選填“大于〞“小于〞或“等于〞) ③如下列圖實(shí)物連接圖，還有兩根導(dǎo)線沒(méi)有連接，請(qǐng)補(bǔ)充完整． [解析]

28、(1)讀數(shù)為4 mm＋48．7×0．01 mm＝4．487 mm． (2)①流過(guò)電流表的最大電流為Imax＝A＝0．6 A，故電流表選A2． ②因?yàn)楸粶y(cè)電阻較小，電流表應(yīng)外接，由于電壓表的分流，電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值． ③電路可采用限流式，電流表外接． [答案] (1)4．487(±0．002)　(2)①A2②小于 ③如下列圖 2．(2016·濰坊模擬)為測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約1．5 V，阻約1．0 Ω)的電動(dòng)勢(shì)和阻，實(shí)驗(yàn)室備有電流計(jì)G(滿偏電流為3 mA，阻為25 Ω)、定值電阻R0＝0． Ω、開(kāi)關(guān)和假如干導(dǎo)線與以下器材： A．量程0～3 V，阻約1 000 Ω的電壓表

29、 B．量程0～15 V，阻約1 500 Ω的電壓表 C．總阻值為10 Ω、額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 D．總阻值為100 Ω、額定電流為1 A的滑動(dòng)變阻器 (1)因電流計(jì)量程太小，需將R0與電流計(jì)________以擴(kuò)大量程． (2)電壓表應(yīng)選擇________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________．(填代號(hào)) (3)請(qǐng)?jiān)谔摼€框完成實(shí)驗(yàn)電路圖． (4)根據(jù)所畫(huà)出的電路圖，分析引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是 ________________________________________________________________________ ______________

30、__________________________________________________________． [解析] 此題中給出了電壓表，雖沒(méi)有電流表，但給了電流計(jì)，且阻，同時(shí)還給出了定值電阻，因此需考慮將電流計(jì)改裝成電流表，即將電流計(jì)與定值電阻并聯(lián)，然后用伏安法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可畫(huà)出電路圖；根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的大約值，可選擇使用量程為3 V的電壓表；又因?yàn)殡娫醋韬苄?，假如滑?dòng)變阻器的總阻值遠(yuǎn)大于電源阻，如此在減小滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，開(kāi)始電壓表示數(shù)幾乎不變，最后電壓表和電流表會(huì)突然變化，造成讀數(shù)誤差很大，故應(yīng)選用總阻值為10 Ω的滑動(dòng)變阻器；本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用，使

31、得改裝后的電流表測(cè)得的電流偏小(讀數(shù)只是通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流)，造成測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和阻均偏小． [答案] (1)并聯(lián)　(2)AC (3) (4)由于電壓表的分流作用造成改裝后電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小 3．(2016·高考全國(guó)卷乙)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60 ℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警．提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999．9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線假如干．

32、在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展調(diào)節(jié)．U約為18 V，Ic約為10 mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時(shí)阻值為650．0 Ω． (1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線． (2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________(填“R1〞或“R2〞)． (3)按照如下步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)： ①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)_______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______(填“a〞或“b〞)端附近，不能置于另一端的原因是 ________________________________________

33、________________________________ ____________________________________． ②將開(kāi)關(guān)向______(填“c〞或“d〞)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________． (4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用． [解析] (1)根據(jù)題述，應(yīng)該采用滑動(dòng)變阻器的限流接法，連接的電路如答案圖所示． (2)根據(jù)題述，流過(guò)報(bào)警器的工作電流超過(guò)10 mA時(shí)，報(bào)警

34、器就會(huì)報(bào)警，可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為R＝＝Ω＝1 800 Ω，因此在電路中應(yīng)選用最大阻值為2 000 Ω的滑動(dòng)變阻器R2． (3)①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為熱敏電阻在60 ℃時(shí)的阻值650．0 Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大處，即b端附近，不能置于另一端的原因是：假如置于a端，如此導(dǎo)致閉合開(kāi)關(guān)后，報(bào)警器中電流大于20 mA，報(bào)警器可能損壞． ②將開(kāi)關(guān)向c端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警． [答案] (1)連線如下列圖 (2)R2　(3)①650．0　b　接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20 mA，報(bào)警

35、器可能損壞 ②c　報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警 4．(2016·高考全國(guó)卷甲)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2．5 V的電壓表V的阻(阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999．9 Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V)，開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線假如干． 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開(kāi)關(guān)S； ③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2．00 V，記下

36、電阻箱的阻值． 回答如下問(wèn)題： (1) 實(shí)驗(yàn)中選擇滑動(dòng)變阻器________(填“R1〞或“R2〞)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物圖連線． (3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630．0 Ω，假如認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變．計(jì)算可得電壓表的阻為_(kāi)_______Ω(結(jié)果保存到個(gè)位)． (4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為_(kāi)_______(填正確答案標(biāo)號(hào))． A．100 μA　　　　　　 B．250 μA C．500 μA D．1 mA [解析] (1)為了使電阻箱調(diào)節(jié)時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變化很小，分壓電路

37、中滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小越好，因此應(yīng)選用R1． (2)見(jiàn)答案圖． (3)如果認(rèn)為滑動(dòng)變阻器分得的電壓不變，如此調(diào)節(jié)電阻箱后，電壓表兩端的電壓為2．00 V，電阻箱兩端的電壓為0．5 V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，＝，求得電壓表的阻RV＝4×630．0Ω＝2 520Ω． (4)如果此電壓表由一個(gè)表頭與一個(gè)電阻串聯(lián)組成，可知此表頭的滿偏電流為Ig＝＝1 mA，D項(xiàng)正確． [答案] (1)R1　(2)連線如下列圖　(3)2 520　(4)D 5．(2016·黃岡模擬)小明在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一個(gè)外觀上像電阻的未知元件D，設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求回答如下問(wèn)題： (1

38、)小明按圖甲連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器滑片緩慢地從a端移到b端，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，假如D為電阻元件，如此該過(guò)程中它的電阻值的變化情況可能是________． A．阻值一直為0 B．阻值先不變，后階段變小 C．阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2 D．阻值先不變，后階段變大 (2)根據(jù)元件D銘牌上的局部信息，小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管，它有正負(fù)極之分，在電路中當(dāng)D的正極接高電勢(shì)時(shí)，其i－u線如圖乙中OC所示，當(dāng)D的負(fù)極接高電勢(shì)時(shí)，其i－u線如圖乙中OAB所示，其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū)，由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的________極

39、(填“正〞或“負(fù)〞)． (3)小明接著設(shè)計(jì)了用多用電表歐姆擋按圖丙對(duì)該元件進(jìn)展探究，圖丙中虛線框局部是其部等效電路，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9 V，電表滿偏電流Ig＝3 mA．實(shí)驗(yàn)時(shí)小明先進(jìn)展歐姆調(diào)零，如此調(diào)零后多用電表部總電阻為_(kāi)___________Ω；調(diào)零后按圖丙連接元件D進(jìn)展測(cè)量，假如D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，如此此時(shí)測(cè)得元件D的阻值應(yīng)為_(kāi)___________Ω． [解析] (1)因在滑片移動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變，如此知元件阻值先不變，后階段變小，故B正確． (2)結(jié)合第(1)問(wèn)中所給條件，可知D元件黑色局部為負(fù)極． (3)由R總＝，解

40、得R總＝3 000 Ω；D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時(shí)，其兩端電壓U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω． [答案] (1)B　(2)負(fù)　(3)3 000(或3×103) 6 000(或6×103) 6．(2016·八校一聯(lián))太陽(yáng)能是一種清潔、“綠色〞能源．在我國(guó)舉辦的世博會(huì)上，大量利用了太陽(yáng)能電池．太陽(yáng)能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒(méi)有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件．某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽(yáng)能電池在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的I－U特性圖線．所用的器材包括：太陽(yáng)能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動(dòng)變阻器R，開(kāi)關(guān)S與導(dǎo)線假如干． (1)為

41、了達(dá)到上述目的，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的________圖(填“a〞或“b〞)． (2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖乙所示的I－U圖象．由圖可知，當(dāng)電壓小于2．00 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻________(填“很大〞或“很小〞)；當(dāng)電壓為2．80 V時(shí)，太陽(yáng)能電池的電阻約為_(kāi)_______Ω． (3)當(dāng)有光照射時(shí)，太陽(yáng)能電池板作為電源，其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示，分析該曲線可知，該電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V，假如把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，在有光照射情況下，該電池板的效率是________%．(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)

42、 [解析] (1)用a圖電路可以在電池板上得到從零開(kāi)始的電壓，故應(yīng)選a圖． (2)由圖可知，當(dāng)電壓小于2．00 V時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能電池的電流為零，故太陽(yáng)能電池的電阻很大；當(dāng)電壓為2．80 V時(shí)，電流為2．8 mA，如此可知太陽(yáng)能電池的電阻為R＝＝＝1．0×103Ω． (3)由U－I圖線可知，電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為2．80 V；假如把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，如此在圖丙中畫(huà)出此電阻的U－I圖線，其與電池板的U－I圖線交于一點(diǎn)，讀出交點(diǎn)坐標(biāo)：U＝1．8 V，I＝1．8 mA，如此該電池板的效率是η＝×100%＝×100%≈64．3%． [答案] (1)a　(2)很大

43、　1．0×103 (3)2．80　64．3(64．1～64．5之間均算對(duì)) 7．(2016·調(diào)研)某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和阻． A．待測(cè)干電池兩節(jié)，每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1．5 V，阻約幾歐姆 B．直流電壓表V1、V2，阻約為3 kΩ C．阻值為5 Ω的定值電阻R0 D．滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為Rm E．導(dǎo)線和開(kāi)關(guān) (1)根據(jù)下面的電路原理圖完成電路實(shí)物圖的連接； (2)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)紙中描繪出U1－U2圖象； 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 U1(V) 0．50

44、 0．81 1．00 1．50 1．85 2．30 U2(V) 2．15 2．21 2．32 2．50 2．69 2．76 (3)根據(jù)描繪出的U1－U2圖象，求得兩節(jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，總阻r＝________Ω．(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字) [解析] 根據(jù)閉合電路歐姆定律可得 E＝U2＋I(xiàn)r＝U2＋r 整理得U1＝U2－E 由U1－U2圖象可得圖線斜率k＝3， 如此＋1＝3，又知R0＝5 Ω，得r＝2．5 Ω 由U1－U2圖象可知，當(dāng)U2＝2 V時(shí)，U1＝0，代入 U1＝U2－E 解得E＝3．0 V． [答案] (1)實(shí)物連

45、接如下列圖 (2)U1－U2圖象如下列圖 (3)3．0　2．5 8．(2016·八市質(zhì)檢)為了測(cè)量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率，提供的器材有： A．電流表G，阻Rg＝120 Ω，滿偏電流Ig＝6 mA B．電壓表V，量程為0～6 V C．螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺 D．電阻箱R0(0～99．99 Ω) E．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為5 Ω) F．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為6 V，阻約為0．05 Ω) G．一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線假如干 (1)用多用電表粗測(cè)電阻絲的阻值，當(dāng)用“×10〞擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，應(yīng)該換用________擋(填“×1〞或“×100〞)，進(jìn)展一系列正確操作

46、后，指針靜止時(shí)位置如圖甲所示． (2)把電流表G與電阻箱并聯(lián)改裝成量程為0～0．6 A的電流表使用，如此電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0＝________Ω．(結(jié)果保存三位有效數(shù)字) (3)為了用改裝好的電流表測(cè)量電阻絲Rx的阻值，請(qǐng)根據(jù)提供的器材和實(shí)驗(yàn)需要，將圖乙中電路圖補(bǔ)畫(huà)完整． (4)測(cè)得電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻絲的直徑為d，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適宜位置，電壓表V的示數(shù)為U，電流表G的示數(shù)為I．請(qǐng)用量和測(cè)量量的字母符號(hào)，寫(xiě)出計(jì)算電阻率的表達(dá)式ρ＝____________． [解析] (1)因?yàn)橛谩啊?0〞擋時(shí)指針偏角過(guò)大，說(shuō)明電阻絲阻值較小，所以應(yīng)換用“×1〞擋． (2)RgIg＝(IA－Ig)R0 得R0＝＝1．21 Ω． (3)圖見(jiàn)答案． (4)Rx＝ Rx＝ρ RgI＝(Ix－I)R0 解得ρ＝． [答案] (1)×1　(2)1．21 (3)如下列圖 (4) 24 / 24