专题06 电学基础实验2（考点清单）-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（人教版2019）

专题06 电学基础实验2 清单01 滑动变阻器两种连接方式 (1) 滑动变阻器两种接法的对比 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上电压调节范围(不计电源内阻) ≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大 负载R上电流调节范围(不计电源内阻) ≤I≤ 0≤I≤ 分压电路调节范围大 闭合S前触头位置 b端 a端 都是为了防止电路元件被烧 (2) 滑动变阻器应接为分压电路的几种情况： ①要求电压表能从零开始读数． ②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时． ③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流． (3) 滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，一般情况下，由于限流式结构简单、耗能少，使用限流式． 清单02 实验器材的选取与实物图连接 1． 电学实验器材的选取 选择电学实验器材是选择电表、滑动变阻器、电源等，一般要考虑四方面因素： (1) 安全因素 通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流． (2) 误差因素 选用电表量程应考虑减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的 以上；使用欧姆表时应选用指针在中间刻度附近的倍率挡位． (3) 便于操作 选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既满足实验要求，又便于调节．在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到． (4) 实验实际 除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与滑动变阻器的匹配问题等． 2． 实物图连接的注意事项 (1) 画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去． (2) 连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉． (3) 要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出． 清单03 差值法测电阻 1．电流表差值法(如图1所示) 图1 (1)基本原理：定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表的电压U1＝(I2－I1)R0。 (2)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电流表的内阻r1＝。 ②若r1为已知量，可求得R0＝。 2．电压表差值法(如图2所示) 图2 (1)基本原理：定值电阻R0的电压U0＝U2－U1，电压表的电流I1＝。 (2)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电压表的内阻r1＝R0。 ②若r1为已知量，可求得R0＝r1。 清单04 “半偏法”测电阻 1．半偏法测电流表内阻 (1)实验电路图，如图4所示。 图4 (2)实验步骤 ①按如图4所示的电路图连接实验电路； ②断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程Im； ③保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于Im，然后读出R2的值，则RA＝R2。 (3)实验条件：R1≫RA。 (4)测量结果：RA测＝R2＜RA。 (5)误差分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。 2．半偏法测电压表内阻 (1)实验电路图，如图5所示。 图5 (2)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路； ②将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1，使电压表读数等于其量程Um； ③保持R1阻值不变，调节R2，使电压表读数等于Um，然后读出R2的值，则RV＝R2。 (3)实验条件：R1≪RV。 (4)测量结果：RV测＝R2＞RV。 (5)误差分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于Um时，R2两端的电压将大于Um，R2>RV，从而造成RV的测量值偏大。 测量电源的电动势和内阻 1． 实验目的 (1) 进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法． (2) 掌握用图像法求电动势和内阻的方法；知道路端电压U与干路电流I的关系图线(U－I图线)与纵、横坐标轴交点坐标所对应的量以及图线斜率所对应的量． 2． 实验原理 基于闭合电路的欧姆定律，实验电路如图1所示． 图1 图2 图3 (1) 公式法 改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝__E－Ir__可得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，解得E＝、r＝，多测几组数据，分别求出几组电动势E和r的值，然后求出它们的平均值． (2) 图像法 改变R的阻值，多测几组U、I值．至少测出6组U、I值，且变化范围要大些，然后在U－I 坐标系中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为__电动势值__，图线__斜率__的绝对值即为内阻r的值．如图2所示． 3． 实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸． 4． 实验步骤 (1) 连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接电路． (2) 测量与记录 ①把滑动变阻器的阻值调至最大． ②闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1).用同样方法测量几组I、U值． (3) 数据处理 取坐标纸，以__电流I__为横轴，__路端电压U__为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E，可以算出r＝____，如图2所示． 5． 注意事项 (1) 本实验采用伏安法，以电源为研究对象，实验电路为电流表外接法(如图1所示)，不要接成电流表内接法(如图3所示). (2) 合理选择电表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω. (3) 应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得很大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化． (4) 在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，忽略个别离直线较远的点，以减小偶然误差． (5) 干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标图中数据点呈现如图4甲所示的状况，所以可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些. 此种情况图线与横轴交点不对应短路电流. 另外，计算内阻要在直线上取两个相距较远的点，用r＝算出电池的内阻r. 甲 乙 图4 6． 误差分析 (1) 偶然误差 ①由读数不准引起的误差． ②用图像法求E和r时，由于作图不准确导致的误差． ③测量过程中通电时间很长或电流很大，都会引起E、r变化． (2) 系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差． ①如图5甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，实验中忽略了通过电压表的电流IV形成的误差，而且电压表示数越大，IV越大． 甲 乙 图5 a. 当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值． b. 当电压表示数不为零时，E测＜E真． c. 因为r测＝，所以r测＜r真． 从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图5乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真．因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uab＜E真，即E测＜E真． ②若采用如图6甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA未知，导致误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E，如图6乙所示． 甲 乙 图6 a. E为真实值． b. I短测＜I短真． c. 因为r测＝，所以r测＞r真，r测为r真和RA的串联值，由于一般情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大． 1．(2023·大湾区一模)某同学要用伏安法测一节干电池的电动势和内阻．现备有下列器材： A. 被测干电池一节 B. 电流表1：量程0～0.6 A，内阻为0.30 Ω C. 电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω D. 电压表1：量程0～2 V，内阻约为2 kΩ E. 电压表2：量程0～10 V，内阻约为10 kΩ F. 滑动变阻器1：最大阻值为10 Ω G. 滑动变阻器2：最大阻值为100 Ω H. 开关、导线若干 甲 乙 (1) 请在上述器材中选择适当的电压表与滑动变阻器(填写器材前的字母)：电压表选择______，滑动变阻器选择______． (2) 某实验小组选用的电流表是C，请根据他们选用的器材将图甲的实物连线补充完整． (3) 另一实验小组选用的电流表是B，他们考虑了电表内阻造成的系统误差，重新连接电路后进行实验，得到了如图乙所示的U－I图像．则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω(结果均保留两位小数). 2．(2023·广州调研)某同学用图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻．图中电流表量程为0．6 A、内阻为1．0 Ω，定值电阻R0的阻值为10.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω. 甲 乙 (1) 将电阻箱的阻值调至最______(填“大”或“小”)，闭合开关S. (2) 闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数，为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将______(填“红”或“黑”)表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数．若电路中仅有一处故障，则故障是______(填选项前的字母). A. 导线ab断路　 B. 电阻箱断路 C. 导线cd断路　 D. 电阻箱短路 (3) 排除故障后按规范操作进行实验，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，根据实验数据在图乙中绘制出－R图像；根据图像可以求得电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω(结果均保留两位有效数字). 3.(2023·深圳第二次调研)某实验小组想测量一节蓄电池的电动势和内阻，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材： A. 电流表(量程0.6 A) B. 电压表(量程2.0 V) C. 定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W) D. 定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W) E. 滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A) F. 电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω) 甲 乙 丙 (1) 实验时需用如图甲所示电路改装电流表，闭合开关S1前，将滑动变阻器滑片移动到最左端，把电阻箱的电阻调至最大． (2) 断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表的读数为0.40 A；保持滑片位置不动，闭合开关S2，调节电阻箱的电阻，使电流表的示数为0.10 A，断开开关S1，不再改变电阻箱阻值，保持电流表和电阻箱并联，撤去其他线路，重新标识表盘，改装后的新电流表的量程是____A. (3) 将已改装好的电流表接在如图乙所示电路中，并用该电路测量蓄电池的电动势和内阻，其中R0为定值保护电阻． ①为保证实验结果准确且调节方便，定值保护电阻R0应选____(填器材前的字母). ②用正确选择的器材进行实验，依据数据得到U－I图像(图丙)，由图像得出该节蓄电池的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω(结果保留两位小数). (4) 旧的蓄电池，电源电动势基本不变，内阻变为r′＝0.3 Ω.要使“6.0 V　12.0 W”的用电器正常工作，至少需要____节这样的旧蓄电池串联，同时电路还需要串联一个阻值大小为____Ω的保护电阻． 4.　(2023·广州三模)某实验小组准备探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响，实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果，成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如图甲所示，实验室可供器材如下： 电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ). 电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω). 微安表(量程200 μA，内阻约1 000 Ω). 滑动变阻器(100 Ω，2 A)，电阻箱(0～99 999 Ω)，开关、导线若干． 甲 乙 丙 (1) 查阅资料知道苹果电池的电动势约为1 V，内阻约为几千欧，经过分析后发现方案甲不合适，你认为方案甲不合适的原因是______． A. 滑动变阻器起不到调节电路的作用 B. 电流表量程不够大 C. 电压表分流明显导致测量误差偏大 D. 电压表示数达不到量程的三分之一 (2) 实验小组根据方案乙进行实验，根据数据作出－R图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，纵坐标截距为b，电表内阻为rg，可求得被测电池的电动势E＝______，内阻r＝______. (3) 改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如表所示． 序号 电极插入 深度h/cm 电极间 距d/cm 电动 势E/V 内阻 r/Ω 1 4 2 1.016 5 981 2 4 4 1.056 9 508 3 2 2 1.083 11 073 分析以上数据可知水果电池电动势与电极插入深度和电极间距______(填“均有关”或“均无关”)；电极插入越深，水果电池内阻越______；电极间距越大，水果电池内阻越______． 6．(2023·海南卷)用如图所示的电路测量一个量程为100 μA、内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V，有两个电阻箱可选，R1(0～9 999.9 Ω)，R2(0～99 999.9 Ω) (1) RM应选______，RN应选______． (2) 根据电路图，请把实物连线补充完整． (3) 下列操作顺序合理排列是______． ①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值． ②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值． ③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏． ④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材． (4) 如图是RM调节后面板，则待测表头的内阻为______，该测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值． (5) 将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为______V(保留三位有效数字). (6) 某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为______(用RM、RN表示). 7． (2023·广雅中学)用以下器材尽量准确地测量待测电阻Rx的阻值． A. 待测电阻Rx，阻值约为200 Ω B. 电源E，电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计 C. 电流表A1，量程为0～10 mA，内阻r1＝20 Ω D. 电流表A2，量程为0～20 mA，内阻约为r2≈8 Ω E. 定值电阻R0，阻值R0＝80 Ω F. 滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω G. 滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω H. 单刀单掷开关S、导线若干． (1) 为了尽量准确地测量电阻Rx的阻值，设计并在虚线框内补充电路图． (2) 滑动变阻器应该选____(填器材前面的字母)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于____(填“a”或“b”)端． (3) 若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx＝____．(用题中测得物理量的符号表示) 8． (2022·山东卷)某同学利用下列器材，设计了一个测量电阻阻值的实验． 干电池E(电动势1.5 V，内阻未知) 电流表A1(量程10 mA，内阻为90 Ω) 电流表A2(量程30 mA，内阻为30 Ω) 定值电阻R0(阻值为150 Ω) 滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω) 待测电阻Rx、开关S、导线若干 测量电路如图所示． (1) 断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端．将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置．使电流表指针指在满刻度的处．该同学选用的电流表为______(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值为____Ω. (2) 断开开关，保持滑片的位置不变．用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为____Ω. (3) 此过程中未考虑电池内阻，对Rx的测量值______(填“有”或“无”)影响 9.(2022·广东卷)弹性导电绳逐步成为控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，过程如下： (1) 装置安装和电路连接 如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中． 甲 乙 丙 (2) 导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L. ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端．断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置．记录两表的示数U和I1. ③闭合S2，电压表的示数______(填“变大”或“变小”).调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx ＝ ______(用I1、I2和U表示). ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复②和③. (3) 该电压表内阻对导电绳电阻的测量值____(填“有”或“无”)影响． (4) 图丙是根据部分数据描绘的Rx－L图线．将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx＝1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为____cm，即为机械臂弯曲后的长度． 10．(2023·茂名二模)智能手机中都配有气压传感器，传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化．某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究气压传感器的电阻值Rx随气压变化的规律． A. 阻值随气压而变化的气压传感器一个(阻值变化范围从几十欧到几百欧) B. 直流电源，电动势6 V，内阻不计 C. 电压表V1，量程为0～3 V，内阻为3 kΩ D. 电压表V2，量程为0～15 V，内阻为15 kΩ E. 电流表A1，量程为0～0.6 A，内阻忽略不计 F. 电流表A2，量程为0～60 mA，内阻忽略不计 G. 定值电阻R1＝3 kΩ H. 定值电阻R2＝12 kΩ I. 滑动变阻器R，最大电阻值约为50 Ω J. 开关与导线若干 甲 乙 丙 (1) 小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择____，电流表应选择____，定值电阻应选择____．(填实验器材代号) (2) 请在图乙中将实物连线补充完整． (3) 当气压传感器所处环境压强为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U＝2.30 V和I＝23.0 mA，则气压传感器阻值Rx＝____.(计算结果保留三位有效数字) (4) 当环境压强p改变时，测得不同的Rx值，绘成图像如图丙所示，由图可得Rx和压强p的关系表达式为Rx＝______Ω. 11．(2023·佛山质检一)2022北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，温度传感器的主要部件通常是热敏电阻．某同学网购了一个热敏电阻，想用其自制一个简易电子温度计．该热敏电阻的说明书显示其电阻随温度变化关系Rt－t如图甲所示． 甲 乙 丙 (1) 该同学想判断说明书显示的电阻跟温度关系是否准确，于是用多用电表对裸露在室内的热敏电阻进行测量，结果如图乙表盘所示，即其阻值为______Ω，若用测量准确的温度计测定此时的室温为______℃，则可判断室温下Rt－t对应关系是准确的． (2) 该同学利用实验室的仪器，设计了如图丙所示的电路图，准备在电压表表盘标注相应的温度，制成“温度计”，他进行了以下的操作． ①设计实验数据记录表格如下，并将Rt－t图的温度与对应的电阻值填入表中． 温度/℃ －10 －5 0 5 10 15 20 Rt阻值/Ω 100 55 34 22 13 8 5 电压表读数/V ②按照电路图连接实验仪器，闭合开关S1，将开关S2拨到______(填“a”或“b”)端，按照上表电阻值，将______(填“电阻箱”或“热敏电阻”)调到相应阻值并将电压表读数一一对应填到上表的空格处． ③将电压表读数对应的温度，标注在电压表的表盘上． ④闭合开关S1，将开关S2拨到______(填“a”或“b”)端，则可以使用该“温度计”测量温度了． (3)电压表示数U与热敏电阻的阻值Rt的关系式是________(用电路图中各物理量字母符号表示). (4)若图丙中干电池用久了，则用该“温度计”测得的温度会出现怎样的偏差？为什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________. 1．(2023·上海师大附中月考)为了测定电阻的阻值，实验室提供下列器材：待测电阻R(阻值约100 Ω)、滑动变阻器R1(0～100 Ω)、滑动变阻器R2(0～10 Ω)、电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)、理想电流表A(量程50 mA)、直流电源E(3 V，忽略内阻)、导线、开关若干。 某同学设计图1甲所示的电路进行实验。 (1)请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接； (2)滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)； 图1 (3)实验操作时，先将滑动变阻器的滑动头移到________(选填“左”或“右”)端，再接通开关S；保持S2断开，闭合S1，调节R1使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流I1； (4)断开S1，保持R1不变，调整电阻箱R0阻值在100 Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值使得电流表读数为________时，R0的读数即为待测电阻R的阻值。 2．某同学利用图2(a)所示电路测量量程为2．5 V的电压表INCLUDEPICTURE"圈V.TIF"的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。 实验步骤如下： ①按电路原理图(a)连接线路； (a) ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。 (2)根据图(a)所示电路图将图(b)中实物图连线。 (b) 图2 (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。 A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA 3． (2024·广州阶段检测)某同学用伏安法测量一电池的内阻．已知该电池的电动势E约为9 V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的实验器材有： A. 电压表V1(量程5 V) B. 电压表V2(量程10 V) C. 电流表A1(量程50 mA) D. 电流表A2(量程100 mA) E. 滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω) F. 滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω) G. 开关S H. 导线若干 (1) 该同学设计了如图甲所示的电路，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填写所选器材的符号) 甲 乙 　 (2) 根据测量数据，在坐标纸上绘制出U－I图线如图乙所示，则电池的内阻为________Ω. (3) 在上述电路中，产生系统误差的主要原因是________． A. 电流表的分压 B. 电压表的分流 C. 电流表的分压和电压表的分流 4． (2023·浙江卷)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中： 甲 　 乙　 (1) 部分连线如图甲所示，导线a端应连接到________(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乙所示，其示数为________V. (2) 测得的7组数据已标在如图丙所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω.(结果均保留两位小数) 丙 4． (2023·河源期末)在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个定值电阻R0、一个电阻箱、一个开关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示． 甲 乙　 (1) 改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压U.实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好． (2) 作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势E＝________，内阻r＝________．(结果用a、b和R0表示) (3) 若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比________；内阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”“相等”或“偏小”) (4) 另一位同学将图甲电压表的导线改接在R0的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘________． A. －图　　 B. U－R图 C. －R图　 D. U－R2图 5． (2023·湛江测试一)当今人工智能技术迅猛发展，电池是新型人工智能机器人的重要部分．某新型机器人上的一节电池的电动势约为3 V，内阻约为2～7 Ω，某课外活动小组利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r.使用的器材有： A. 待测电池　　　　 B. 电流表G(量程3 mA，内阻未知) C. 滑动变阻器R1(阻值范围0～1 000 Ω)　　　　 D. 电阻箱R2(0～99.99 Ω) E. 电阻箱R3(0～999.99 Ω)　　　　 F. 定值电阻R4＝1 Ω G. 开关一个、导线若干 由于考虑到电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该电流表G的内阻Rg，再利用图乙的电路测量电池的电动势E和内阻r. (1) 该小组连接好电路后，首先对电流表G的内阻Rg进行测量，请完善测量步骤． 甲 乙 丙 ①保持S2断开，闭合S1，调节R1的滑片位置使其阻值由最大逐渐减小，直到电流表示数等于其量程Im. ②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R3使其阻值由最大逐渐减小，当电流表读数等于 Im时记录下R3的值为199 Ω，则Rg＝________Ω. (2) 用图甲所示的方法测得的电流表的内阻Rg与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”). (3) 该小组测得电流表的内阻Rg之后，利用图乙实验装置测量得到电阻箱R2的电阻R和电流表的读数I以及计算出的多组数据后，作出了如图丙所示的－R图像．根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留一位小数) 6． (2023·汕头质监)为测量某电源的电动势E(约为3 V)和内阻r(约为2 Ω)，小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图，并完成了图甲电路图的实物连接，如图丙所示．已知电流表的内阻约为1 Ω，电压表的内阻约为 3 kΩ，变阻器最大电阻为20 Ω、额定电流为1 A，定值电阻R0＝2 Ω.请回答下列问题： 甲 　 乙 丙 　 丁 (1) 闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最________(填“左”或“右”)端． (2) 闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I. (3) 接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置，就完成了图乙电路图的实物连接，请问改变的是哪根导线________(填导线编号). (4) 重复步骤(1)(2).把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出U－I图像，如图丁所示，可知图中标记为Ⅰ的图线是采用实验电路________(填“甲”或“乙”)测量得到的． (5) 不管是采用图甲还是图乙实验电路，实验测出的电源内阻r均存在系统误差，从减小系统误差角度考虑，该实验宜选用图________(填“甲”或“乙”)实验电路． (6) 利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻r＝________(U1、U2、I1、I2、R0均已知). 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 电学基础实验2 清单01 滑动变阻器两种连接方式 (1) 滑动变阻器两种接法的对比 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上电压调节范围(不计电源内阻) ≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大 负载R上电流调节范围(不计电源内阻) ≤I≤ 0≤I≤ 分压电路调节范围大 闭合S前触头位置 b端 a端 都是为了防止电路元件被烧 (2) 滑动变阻器应接为分压电路的几种情况： ①要求电压表能从零开始读数． ②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时． ③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流． (3) 滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化，一般情况下，由于限流式结构简单、耗能少，使用限流式． 清单02 实验器材的选取与实物图连接 1． 电学实验器材的选取 选择电学实验器材是选择电表、滑动变阻器、电源等，一般要考虑四方面因素： (1) 安全因素 通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流． (2) 误差因素 选用电表量程应考虑减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的 以上；使用欧姆表时应选用指针在中间刻度附近的倍率挡位． (3) 便于操作 选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既满足实验要求，又便于调节．在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到． (4) 实验实际 除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与滑动变阻器的匹配问题等． 2． 实物图连接的注意事项 (1) 画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去． (2) 连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉． (3) 要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出． 清单03 差值法测电阻 1．电流表差值法(如图1所示) 图1 (1)基本原理：定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表的电压U1＝(I2－I1)R0。 (2)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电流表的内阻r1＝。 ②若r1为已知量，可求得R0＝。 2．电压表差值法(如图2所示) 图2 (1)基本原理：定值电阻R0的电压U0＝U2－U1，电压表的电流I1＝。 (2)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电压表的内阻r1＝R0。 ②若r1为已知量，可求得R0＝r1。 清单04 “半偏法”测电阻 1．半偏法测电流表内阻 (1)实验电路图，如图4所示。 图4 (2)实验步骤 ①按如图4所示的电路图连接实验电路； ②断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程Im； ③保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于Im，然后读出R2的值，则RA＝R2。 (3)实验条件：R1≫RA。 (4)测量结果：RA测＝R2＜RA。 (5)误差分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。 2．半偏法测电压表内阻 (1)实验电路图，如图5所示。 图5 (2)实验步骤 ①按如图所示的电路图连接实验电路； ②将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1，使电压表读数等于其量程Um； ③保持R1阻值不变，调节R2，使电压表读数等于Um，然后读出R2的值，则RV＝R2。 (3)实验条件：R1≪RV。 (4)测量结果：RV测＝R2＞RV。 (5)误差分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于Um时，R2两端的电压将大于Um，R2>RV，从而造成RV的测量值偏大。 测量电源的电动势和内阻 1． 实验目的 (1) 进一步理解闭合电路欧姆定律，掌握用电压表和电流表测量电源电动势和内阻的方法． (2) 掌握用图像法求电动势和内阻的方法；知道路端电压U与干路电流I的关系图线(U－I图线)与纵、横坐标轴交点坐标所对应的量以及图线斜率所对应的量． 2． 实验原理 基于闭合电路的欧姆定律，实验电路如图1所示． 图1 图2 图3 (1) 公式法 改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I值，由U＝__E－Ir__可得E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，解得E＝、r＝，多测几组数据，分别求出几组电动势E和r的值，然后求出它们的平均值． (2) 图像法 改变R的阻值，多测几组U、I值．至少测出6组U、I值，且变化范围要大些，然后在U－I 坐标系中描点作图，所得直线与纵轴的交点即为__电动势值__，图线__斜率__的绝对值即为内阻r的值．如图2所示． 3． 实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸． 4． 实验步骤 (1) 连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图1连接电路． (2) 测量与记录 ①把滑动变阻器的阻值调至最大． ②闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1).用同样方法测量几组I、U值． (3) 数据处理 取坐标纸，以__电流I__为横轴，__路端电压U__为纵轴，描绘出所记录的各组I、U值的对应点，连成U－I图线．延长U－I图线，它与坐标轴有两个交点，读取E，可以算出r＝____，如图2所示． 5． 注意事项 (1) 本实验采用伏安法，以电源为研究对象，实验电路为电流表外接法(如图1所示)，不要接成电流表内接法(如图3所示). (2) 合理选择电表量程．测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3 V量程，电流表选0.6 A量程，滑动变阻器选0～10 Ω. (3) 应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得很大；每次读完I和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化． (4) 在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，忽略个别离直线较远的点，以减小偶然误差． (5) 干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标图中数据点呈现如图4甲所示的状况，所以可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些. 此种情况图线与横轴交点不对应短路电流. 另外，计算内阻要在直线上取两个相距较远的点，用r＝算出电池的内阻r. 甲 乙 图4 6． 误差分析 (1) 偶然误差 ①由读数不准引起的误差． ②用图像法求E和r时，由于作图不准确导致的误差． ③测量过程中通电时间很长或电流很大，都会引起E、r变化． (2) 系统误差 由于电压表和电流表内阻影响而导致的误差． ①如图5甲所示，在理论上E＝U＋(IV＋IA)r，其中电压表示数U是准确的电源两端电压，实验中忽略了通过电压表的电流IV形成的误差，而且电压表示数越大，IV越大． 甲 乙 图5 a. 当电压表示数为零时，IV＝0，IA＝I短，短路电流测量值＝真实值． b. 当电压表示数不为零时，E测＜E真． c. 因为r测＝，所以r测＜r真． 从电路的角度看，电压表应看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这一整体的等效内阻和电动势(r测和E测)，如图5乙所示，因为电压表和电池并联，所以r测小于电池内阻r真．因为外电阻R断开时，a、b两点间电压Uab等于电动势E测，此时电源与电压表构成回路，所以Uab＜E真，即E测＜E真． ②若采用如图6甲所示的电路，IA为电源电流真实值，理论上有E＝U＋UA＋IAr，其中UA未知，导致误差，而且电流表示数越大，UA越大，当电流为零时，UA＝0，电压为准确值，等于E，如图6乙所示． 甲 乙 图6 a. E为真实值． b. I短测＜I短真． c. 因为r测＝，所以r测＞r真，r测为r真和RA的串联值，由于一般情况下电池的内阻较小，所以这时r测的测量误差非常大． 1．(2023·大湾区一模)某同学要用伏安法测一节干电池的电动势和内阻．现备有下列器材： A. 被测干电池一节 B. 电流表1：量程0～0.6 A，内阻为0.30 Ω C. 电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω D. 电压表1：量程0～2 V，内阻约为2 kΩ E. 电压表2：量程0～10 V，内阻约为10 kΩ F. 滑动变阻器1：最大阻值为10 Ω G. 滑动变阻器2：最大阻值为100 Ω H. 开关、导线若干 甲 乙 (1) 请在上述器材中选择适当的电压表与滑动变阻器(填写器材前的字母)：电压表选择______，滑动变阻器选择______． (2) 某实验小组选用的电流表是C，请根据他们选用的器材将图甲的实物连线补充完整． (3) 另一实验小组选用的电流表是B，他们考虑了电表内阻造成的系统误差，重新连接电路后进行实验，得到了如图乙所示的U－I图像．则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω(结果均保留两位小数). 答案：(1) D　F　(2) 见解析　(3) 1.48　0.50 解析：(1) 一节干电池的电动势大约为1.5 V，故选择电压表D；电池内阻较小，故选择滑动变阻器F. (2) 由于干电池内阻很小，电压表测的是路端电压，且电流表内阻未知，若将电流表内接(相对于电源)，则内阻误差较大，所以电流表采用外接法(相对于电源)，故实物图如图所示 (3) 由图乙可知，电源电动势为E＝1.48 V，内阻为r＝－RA＝Ω－0.30 Ω＝0.50 Ω. 2．(2023·广州调研)某同学用图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻．图中电流表量程为0．6 A、内阻为1．0 Ω，定值电阻R0的阻值为10.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω. 甲 乙 (1) 将电阻箱的阻值调至最______(填“大”或“小”)，闭合开关S. (2) 闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数，为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将______(填“红”或“黑”)表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数．若电路中仅有一处故障，则故障是______(填选项前的字母). A. 导线ab断路　 B. 电阻箱断路 C. 导线cd断路　 D. 电阻箱短路 (3) 排除故障后按规范操作进行实验，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，根据实验数据在图乙中绘制出－R图像；根据图像可以求得电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω(结果均保留两位有效数字). 答案：(1) 大　(2) 红　C　(3) 6.0　1.6 解析：(1) 把电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，起保护电路作用． (2) e与电源正极相连，应将红表笔接触e位置；试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，说明导线cd断路，故选C. (3) 根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋R0＋RA＋r)，整理可得＝·R＋，则k＝＝，＝2.1，解得E＝6.0 V，r＝1.6 Ω. 3.(2023·深圳第二次调研)某实验小组想测量一节蓄电池的电动势和内阻，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材： A. 电流表(量程0.6 A) B. 电压表(量程2.0 V) C. 定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W) D. 定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W) E. 滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A) F. 电阻箱(阻值范围0～9 999.9 Ω) 甲 乙 丙 (1) 实验时需用如图甲所示电路改装电流表，闭合开关S1前，将滑动变阻器滑片移动到最左端，把电阻箱的电阻调至最大． (2) 断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表的读数为0.40 A；保持滑片位置不动，闭合开关S2，调节电阻箱的电阻，使电流表的示数为0.10 A，断开开关S1，不再改变电阻箱阻值，保持电流表和电阻箱并联，撤去其他线路，重新标识表盘，改装后的新电流表的量程是____A. (3) 将已改装好的电流表接在如图乙所示电路中，并用该电路测量蓄电池的电动势和内阻，其中R0为定值保护电阻． ①为保证实验结果准确且调节方便，定值保护电阻R0应选____(填器材前的字母). ②用正确选择的器材进行实验，依据数据得到U－I图像(图丙)，由图像得出该节蓄电池的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω(结果保留两位小数). (4) 旧的蓄电池，电源电动势基本不变，内阻变为r′＝0.3 Ω.要使“6.0 V　12.0 W”的用电器正常工作，至少需要____节这样的旧蓄电池串联，同时电路还需要串联一个阻值大小为____Ω的保护电阻． 答案：(2) 2.4　(3) C　2.00　0.07　(4) 5　0.5 解析：(2) 由闭合电路欧姆定律可知改装后的新电流表的量程是 ×0.60 A＝2.4 A. (3) ①由于电源内阻较小，保护电阻不宜太大，否则会使电流表、电压表偏转角度较小，测量误差较大，故定值保护电阻R0应选C. ②由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，得U＝－Ir＋E，由图像得出该节蓄电池的电动势E＝b＝2.00 V，内阻r＝k＝ Ω＝0.07 Ω. (4) 旧的蓄电池，电源电动势基本不变，内阻变为r′＝0.3 Ω.用电器正常工作时的电阻R＝＝3 Ω，设至少需要n节这样的旧蓄电池串联，则nE＝I(R＋R0＋nr′)，U＝IR，代入数据解得n＝5，R0＝0.5 Ω. 4.　(2023·广州三模)某实验小组准备探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响，实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果，成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如图甲所示，实验室可供器材如下： 电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ). 电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω). 微安表(量程200 μA，内阻约1 000 Ω). 滑动变阻器(100 Ω，2 A)，电阻箱(0～99 999 Ω)，开关、导线若干． 甲 乙 丙 (1) 查阅资料知道苹果电池的电动势约为1 V，内阻约为几千欧，经过分析后发现方案甲不合适，你认为方案甲不合适的原因是______． A. 滑动变阻器起不到调节电路的作用 B. 电流表量程不够大 C. 电压表分流明显导致测量误差偏大 D. 电压表示数达不到量程的三分之一 (2) 实验小组根据方案乙进行实验，根据数据作出－R图像如图丙所示，已知图像的斜率为k，纵坐标截距为b，电表内阻为rg，可求得被测电池的电动势E＝______，内阻r＝______. (3) 改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如表所示． 序号 电极插入 深度h/cm 电极间 距d/cm 电动 势E/V 内阻 r/Ω 1 4 2 1.016 5 981 2 4 4 1.056 9 508 3 2 2 1.083 11 073 分析以上数据可知水果电池电动势与电极插入深度和电极间距______(填“均有关”或“均无关”)；电极插入越深，水果电池内阻越______；电极间距越大，水果电池内阻越______． 答案：(1) AD　(2) 　－rg　(3) 均有关　小　大 解析：(1) 滑动变阻器最大阻值只有100 Ω，而苹果电池的内阻约为几千欧，则滑动变阻器起不到调节的作用，故A正确；苹果电池的电动势约为1 V，内阻约为几千欧，由闭合电路的欧姆定律可知，电路最大电流不会超过0.001 A＝1 mA，则电流表几乎没有示数，故B错误；电压表内阻远大于滑动变阻器的电阻，电压表的分流不明显，故C错误；苹果电池的电动势约为1 V，电压表示数达不到量程的三分之一，故D正确． (2) 根据图乙电路图，由闭合回路欧姆定律有E＝I(r＋rg＋R)，整理可得＝·R＋，结合图丙可得＝k，＝b，解得E＝，r＝－rg. (3) 由表中实验数据可知，水果电池电动势与电极插入深度和电极间距均有关；由表中第1组与第3组实验数据可知，在电极间距离相等时，电极插入越深，水果电池内阻越小；由表中第1组与第2组数据可知，在电极插入深度相同时，电极间的距离越大，水果电池内阻越大． 6．(2023·海南卷)用如图所示的电路测量一个量程为100 μA、内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V，有两个电阻箱可选，R1(0～9 999.9 Ω)，R2(0～99 999.9 Ω) (1) RM应选______，RN应选______． (2) 根据电路图，请把实物连线补充完整． (3) 下列操作顺序合理排列是______． ①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值． ②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值． ③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏． ④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材． (4) 如图是RM调节后面板，则待测表头的内阻为______，该测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值． (5) 将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为______V(保留三位有效数字). (6) 某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为______(用RM、RN表示). 答案：(1) R1　R2　(2) 见解析　(3) ①③②④ (4) 1 998.0 Ω　小于　(5) 1.30　(6) 解析：(1) 根据半偏法的测量原理可知，RM与微安表内阻相当，当闭合S2之后，变阻器上方的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微．故RM应选R1，RN应选R2. (2) 根据电路图连接实物图如下 (3) 根据半偏法，实验步骤应为： ①将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值． ③断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏． ②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值． ④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材． (4) RM调节后面板读数为1 998.0 Ω. 闭合S2后，相当于RM由无穷大变成有限值，变小了，则流过RN的电流大于原来的电流，则流过RM的电流大于，故待测表头的内阻的测量值小于真实值． (5) 微安表读数为65 μA，根据比例关系可得＝，解得U′＝1.30 V. (6) 根据题意OP间电压不变，可得I(RA＋RN)＝RN＋·RA，解得RA＝. 7． (2023·广雅中学)用以下器材尽量准确地测量待测电阻Rx的阻值． A. 待测电阻Rx，阻值约为200 Ω B. 电源E，电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计 C. 电流表A1，量程为0～10 mA，内阻r1＝20 Ω D. 电流表A2，量程为0～20 mA，内阻约为r2≈8 Ω E. 定值电阻R0，阻值R0＝80 Ω F. 滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω G. 滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω H. 单刀单掷开关S、导线若干． (1) 为了尽量准确地测量电阻Rx的阻值，设计并在虚线框内补充电路图． (2) 滑动变阻器应该选____(填器材前面的字母)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于____(填“a”或“b”)端． (3) 若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx＝____．(用题中测得物理量的符号表示) 答案：(1) 见解析　(2) F　b　(3) 解析：(1) 没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1与定值电阻串联测电压，用电流表A2测电流，故虚线框内的电路图如图所示． (2) 滑动变阻器采用分压接法，要选择阻值较小的，故滑动变阻器应选择R1，选F；滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前滑片应置于b端． (3) 由图示电路图可知，待测电阻阻值为Rx＝＝ 8． (2022·山东卷)某同学利用下列器材，设计了一个测量电阻阻值的实验． 干电池E(电动势1.5 V，内阻未知) 电流表A1(量程10 mA，内阻为90 Ω) 电流表A2(量程30 mA，内阻为30 Ω) 定值电阻R0(阻值为150 Ω) 滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω) 待测电阻Rx、开关S、导线若干 测量电路如图所示． (1) 断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端．将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置．使电流表指针指在满刻度的处．该同学选用的电流表为______(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值为____Ω. (2) 断开开关，保持滑片的位置不变．用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为____Ω. (3) 此过程中未考虑电池内阻，对Rx的测量值______(填“有”或“无”)影响 答案：(1) A1　60　(2) 100　(3) 无 解析：(1) 若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0，电路中的最大电流约为I＝＝ A＝10 mA，由题知，闭合开关，调节滑片位置，若使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选的电流表为A1；若不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝(R＋R0＋RA1)，计算出R＝60 Ω. (2) 断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有E＝(R＋Rx＋RA1)，代入数据有Rx＝100 Ω. (3) 若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有 E＝[(R＋r)＋R0＋RA1]，E＝[(R＋r)＋Rx＋RA1]，联立计算出的Rx与电源内阻r无关． 9.(2022·广东卷)弹性导电绳逐步成为控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，过程如下： (1) 装置安装和电路连接 如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中． 甲 乙 丙 (2) 导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L. ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端．断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置．记录两表的示数U和I1. ③闭合S2，电压表的示数______(填“变大”或“变小”).调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx ＝ ______(用I1、I2和U表示). ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复②和③. (3) 该电压表内阻对导电绳电阻的测量值____(填“有”或“无”)影响． (4) 图丙是根据部分数据描绘的Rx－L图线．将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx＝1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为____cm，即为机械臂弯曲后的长度． 答案：(2) ③变小　　(3) 无　(4) 51.80 解析：(2) ③闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小；加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2－I1，因此导电绳的电阻Rx＝. (3) 在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响． (4) 由图丙可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm. 10．(2023·茂名二模)智能手机中都配有气压传感器，传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化．某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究气压传感器的电阻值Rx随气压变化的规律． A. 阻值随气压而变化的气压传感器一个(阻值变化范围从几十欧到几百欧) B. 直流电源，电动势6 V，内阻不计 C. 电压表V1，量程为0～3 V，内阻为3 kΩ D. 电压表V2，量程为0～15 V，内阻为15 kΩ E. 电流表A1，量程为0～0.6 A，内阻忽略不计 F. 电流表A2，量程为0～60 mA，内阻忽略不计 G. 定值电阻R1＝3 kΩ H. 定值电阻R2＝12 kΩ I. 滑动变阻器R，最大电阻值约为50 Ω J. 开关与导线若干 甲 乙 丙 (1) 小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择____，电流表应选择____，定值电阻应选择____．(填实验器材代号) (2) 请在图乙中将实物连线补充完整． (3) 当气压传感器所处环境压强为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U＝2.30 V和I＝23.0 mA，则气压传感器阻值Rx＝____.(计算结果保留三位有效数字) (4) 当环境压强p改变时，测得不同的Rx值，绘成图像如图丙所示，由图可得Rx和压强p的关系表达式为Rx＝______Ω. 答案：(1) C　F　G　(2)见解析　(3) 200 Ω (4) 1 000－8×10-3p 解析：(1) 电源电动势为6 V，电压表读数时要在量程三分之一以上才更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C；气压传感器阻值变化范围从几十欧到几百欧，流经电流表的电流大概在几十毫安，故电流表选F；串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到6 V即可，电压表内阻为3 kΩ，定值电阻选G. (2)如图所示． (3) 据欧姆定律Rx＝＝200 Ω. (4) 设Rx＝R0－kp，代入数据可得Rx＝(1 000－8×10-3p) Ω. 11．(2023·佛山质检一)2022北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，温度传感器的主要部件通常是热敏电阻．某同学网购了一个热敏电阻，想用其自制一个简易电子温度计．该热敏电阻的说明书显示其电阻随温度变化关系Rt－t如图甲所示． 甲 乙 丙 (1) 该同学想判断说明书显示的电阻跟温度关系是否准确，于是用多用电表对裸露在室内的热敏电阻进行测量，结果如图乙表盘所示，即其阻值为______Ω，若用测量准确的温度计测定此时的室温为______℃，则可判断室温下Rt－t对应关系是准确的． (2) 该同学利用实验室的仪器，设计了如图丙所示的电路图，准备在电压表表盘标注相应的温度，制成“温度计”，他进行了以下的操作． ①设计实验数据记录表格如下，并将Rt－t图的温度与对应的电阻值填入表中． 温度/℃ －10 －5 0 5 10 15 20 Rt阻值/Ω 100 55 34 22 13 8 5 电压表读数/V ②按照电路图连接实验仪器，闭合开关S1，将开关S2拨到______(填“a”或“b”)端，按照上表电阻值，将______(填“电阻箱”或“热敏电阻”)调到相应阻值并将电压表读数一一对应填到上表的空格处． ③将电压表读数对应的温度，标注在电压表的表盘上． ④闭合开关S1，将开关S2拨到______(填“a”或“b”)端，则可以使用该“温度计”测量温度了． (3)电压表示数U与热敏电阻的阻值Rt的关系式是________(用电路图中各物理量字母符号表示). (4)若图丙中干电池用久了，则用该“温度计”测得的温度会出现怎样的偏差？为什么？ _______________________________________________________ _______________________________________________________. 答案：(1) 15　8.6　(2) ② a　电阻箱　④ b　(3) U＝·Rt　(4) 测得的温度偏大，因电池用旧，其内阻变大，热敏电阻分得的电压变小，根据电压表读数与Rt及t对应关系可知，测得的温度偏大 解析：(1) 由图可知，多用电表选择的“×1”挡，则其阻值为15×1 Ω＝15 Ω；对照图甲可知，温度约为8.6 ℃时，电阻的阻值为15 Ω. (2) ② 按照电路图连接实验仪器，闭合开关S1，将开关S2拨到a端，按照上表电阻值，将电阻箱调到相应阻值并将电压表读数一一对应填到上表的空格处． ④ 闭合开关S1，将开关S2拨到b，则可以使用该“温度计”测量温度了． (3) 根据闭合电路欧姆定律可得I＝，电压表示数U＝IRt＝·Rt. (4) 干电池用久了，其内阻变大，根据U＝·Rt可知热敏电阻分得的电压变小，根据电压表读数与Rt及t对应关系可知，测得的温度偏大． 1．(2023·上海师大附中月考)为了测定电阻的阻值，实验室提供下列器材：待测电阻R(阻值约100 Ω)、滑动变阻器R1(0～100 Ω)、滑动变阻器R2(0～10 Ω)、电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)、理想电流表A(量程50 mA)、直流电源E(3 V，忽略内阻)、导线、开关若干。 某同学设计图1甲所示的电路进行实验。 (1)请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接； (2)滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)； 图1 (3)实验操作时，先将滑动变阻器的滑动头移到________(选填“左”或“右”)端，再接通开关S；保持S2断开，闭合S1，调节R1使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流I1； (4)断开S1，保持R1不变，调整电阻箱R0阻值在100 Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值使得电流表读数为________时，R0的读数即为待测电阻R的阻值。 答案　(1)见解析图　(2)R2　(3)左　(4)I1 解析　(1)连线如图。 (2)甲同学采用了分压电路及等效替代法测电阻，采用分压电路时滑动变阻器的阻值小于并联部分的电阻，便于实验调节，故选择R2。 (3)分压电路为保护并联部分电阻，应使并联部分电压从0开始，滑动头应处于左端。 (4)由于实验采用了等效替代法，必须满足两次实验的效果相同，即两次电流表的示数相同，即为I1。 2．某同学利用图2(a)所示电路测量量程为2．5 V的电压表INCLUDEPICTURE"圈V.TIF"的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干。 实验步骤如下： ①按电路原理图(a)连接线路； (a) ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： (1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。 (2)根据图(a)所示电路图将图(b)中实物图连线。 (b) 图2 (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。 A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA 答案　(1)R1　(2)见解析图　(3)2 520　(4)D 解析　(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。 (2)滑动变阻器为分压式接法，实物图连线如图所示。 (3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00 V和0.50 V，则RV＝4R＝2 520 Ω。 (4)电压表的满偏电流Ig＝＝ A≈1 mA，故选项D正确。 3． (2024·广州阶段检测)某同学用伏安法测量一电池的内阻．已知该电池的电动势E约为9 V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的实验器材有： A. 电压表V1(量程5 V) B. 电压表V2(量程10 V) C. 电流表A1(量程50 mA) D. 电流表A2(量程100 mA) E. 滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω) F. 滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω) G. 开关S H. 导线若干 (1) 该同学设计了如图甲所示的电路，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填写所选器材的符号) 甲 乙 　 (2) 根据测量数据，在坐标纸上绘制出U－I图线如图乙所示，则电池的内阻为________Ω. (3) 在上述电路中，产生系统误差的主要原因是________． A. 电流表的分压 B. 电压表的分流 C. 电流表的分压和电压表的分流 答案：(1) V2　A1　R2　(2) 53　(3) B 解析：(1) 电池的电动势E约为9 V，所以电压表选量程10 V的V2.电路中允许输出的最大电流为50 mA，所以电流表选量程50 mA的A1.根据R＝＝180 Ω，可知为保护电路的安全，需要选择总阻值较大的滑动变阻器，即R2. (2) 由图乙可知，电池的内阻为r＝＝ Ω＝53 Ω. (3) 由实验电路图可知，相对于电源，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表所测电流小于电路电流，所以电压表的分流是产生系统误差的主要原因，故选B. 4． (2023·浙江卷)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中： 甲 　 乙　 (1) 部分连线如图甲所示，导线a端应连接到________(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乙所示，其示数为________V. (2) 测得的7组数据已标在如图丙所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω.(结果均保留两位小数) 丙 答案：(1) B　1.20　(2) 1.50　1.04 解析：(1) 电压表测量的电压应为路端电压，开关应能控制电路，所以导线a端应连接到B处；一节干电池电动势约为1.5 V，电压表选择0～3 V量程，分度值为0.1 V，题图中电压表读数为1.20 V. (2) 作出U－I图线如图所示 根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知U－I图像纵轴截距为电源电动势E＝1.50 V，U－I图像斜率的绝对值等于电源内阻r＝ Ω＝1.04 Ω.　 4． (2023·河源期末)在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个定值电阻R0、一个电阻箱、一个开关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示． 甲 乙　 (1) 改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压U.实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好． (2) 作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势E＝________，内阻r＝________．(结果用a、b和R0表示) (3) 若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比________；内阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”“相等”或“偏小”) (4) 另一位同学将图甲电压表的导线改接在R0的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘________． A. －图　　 B. U－R图 C. －R图　 D. U－R2图 答案：(1) 见解析　(2) 　－R0　(3) 偏小　偏小　(4) C 解析：(1) 实物图连接如图所示 (2) 由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋(R0＋r)，整理可得＝＋·.因此纵轴截距b＝，所以E＝；因为斜率＝，可得r＝－R0. (3) 由(1)问知b＝，＝.若考虑电压表并非理想电压表，E真＝U＋(R0＋r真)；其中＝＋.整理可得＝＋·＋·.由此可知b＝＋，＝.对比可知E真>E测，r真>r测． (4) 由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋(R＋r)，整理可得＝＋＋·R，所以应描绘的是－R图． 5． (2023·湛江测试一)当今人工智能技术迅猛发展，电池是新型人工智能机器人的重要部分．某新型机器人上的一节电池的电动势约为3 V，内阻约为2～7 Ω，某课外活动小组利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r.使用的器材有： A. 待测电池　　　　 B. 电流表G(量程3 mA，内阻未知) C. 滑动变阻器R1(阻值范围0～1 000 Ω)　　　　 D. 电阻箱R2(0～99.99 Ω) E. 电阻箱R3(0～999.99 Ω)　　　　 F. 定值电阻R4＝1 Ω G. 开关一个、导线若干 由于考虑到电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该电流表G的内阻Rg，再利用图乙的电路测量电池的电动势E和内阻r. (1) 该小组连接好电路后，首先对电流表G的内阻Rg进行测量，请完善测量步骤． 甲 乙 丙 ①保持S2断开，闭合S1，调节R1的滑片位置使其阻值由最大逐渐减小，直到电流表示数等于其量程Im. ②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R3使其阻值由最大逐渐减小，当电流表读数等于 Im时记录下R3的值为199 Ω，则Rg＝________Ω. (2) 用图甲所示的方法测得的电流表的内阻Rg与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”). (3) 该小组测得电流表的内阻Rg之后，利用图乙实验装置测量得到电阻箱R2的电阻R和电流表的读数I以及计算出的多组数据后，作出了如图丙所示的－R图像．根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留一位小数) 答案：(1) ②199　(2) 偏小　(3) 3.0(2.8～3.2均可)　5.0(4.6～5.4均可) 解析：(1) ②保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R3由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于Im时，由于总电流Im不变，R3通过的电流也为Im，所以Rg＝R3＝199 Ω. (2) 实际操作中，闭合S2后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过R3的电流大于原来总电流的Im，所以该实验测出的电流表内阻要小于电流表内阻的真实值． (3) 改装后的电流表的内阻Rg′＝ Ω≈1.0 Ω，由闭合电路欧姆定律E＝200I×10-3(R＋r＋Rg′)＝0.2I(R＋r＋Rg′)，解得＝R＋，结合图像可知＝，＝0.4，解得E＝3.0 V，r＝5.0 Ω. 6． (2023·汕头质监)为测量某电源的电动势E(约为3 V)和内阻r(约为2 Ω)，小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图，并完成了图甲电路图的实物连接，如图丙所示．已知电流表的内阻约为1 Ω，电压表的内阻约为 3 kΩ，变阻器最大电阻为20 Ω、额定电流为1 A，定值电阻R0＝2 Ω.请回答下列问题： 甲 　 乙 丙 　 丁 (1) 闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最________(填“左”或“右”)端． (2) 闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I. (3) 接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置，就完成了图乙电路图的实物连接，请问改变的是哪根导线________(填导线编号). (4) 重复步骤(1)(2).把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出U－I图像，如图丁所示，可知图中标记为Ⅰ的图线是采用实验电路________(填“甲”或“乙”)测量得到的． (5) 不管是采用图甲还是图乙实验电路，实验测出的电源内阻r均存在系统误差，从减小系统误差角度考虑，该实验宜选用图________(填“甲”或“乙”)实验电路． (6) 利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻r＝________(U1、U2、I1、I2、R0均已知). 答案：(1) 左　(3) ③　(4) 乙　(5) 甲 (6) －R0 解析：(1) 闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最左端，保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大，用以保护电路． (3) 将导线③连接在定值电阻R0的一端改接到电流表负接线柱上，便可实现图乙电路图的实物连接． (4) 对图甲而言，根据闭合欧姆定律可得U＝E－(R0＋r)，整理可得U＝－I·＋E·，当I为零时，对应U甲＝E·，对图乙而言，根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－I·(RA＋R0＋r)，当I为零时，对应U乙＝E>U甲，故可知标记为Ⅰ的图线是采用实验电路乙测量得到的． (5) 当采用图甲所示电路时，相对误差大小为e1＝＝≈×100%≈0.133%，当采用图乙所示电路时，相对误差大小为e2＝≈×100%＝25%，该相对误差远大于图甲所示电路，故宜选用图甲所示电路． (6) 曲线Ⅰ对应的U1和I1满足U1＝E，I1＝，曲线Ⅱ对应的U2和I2满足U2＝E·，I2＝，因此可以解得R0＋r＝＝，则r＝－R0. 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$