素养培优17 电学实验综合&应用拓展9 直流电路中的STSE-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮讲义（人教版2019）

(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)在坐标纸上作出１U 与１ R 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＝　　　　　．(结果均用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　　　　．(均选填“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．１UＧ １ R 图像　　　B．UＧR 图像 C．１UＧR 图像 D．UＧR２ 图像 [解析]　(１)因电源是两节干电池,选取电压表量 程为０~３V,实物图连接如图所示． (２)由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋UR (R０＋r) 整理可得１ U＝ １ E＋ R０＋r E 􀅰１ R , 因为纵轴截距b＝１E , 所以E＝１b ,因为斜率绝对值为b a＝ R０＋r E , 可得r＝１a－R０ ; (３)由(２)问知b＝ １E测 ,① b a＝ R０＋r测 E测 ,② 若考虑电压表并非理想电压表, 则E真 ＝U＋UR并 (R０＋r真 ), 其中 １ R并 ＝ １ R＋ １ RV ,整理可得１ U ＝ １ E真 ＋ R０＋r真 E真 􀅰 １ RV ＋ R０＋r真 E真 􀅰１ R , 由此可知b＝ １E真 ＋ R０＋r真 E真 RV ,③ b a＝ R０＋r真 E真 ,④ 对比①与③,可知E真 ＞E测 , 对比②与④,可知r真 ＞r测 ; (４)由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋UR０ (R＋r), 整理可得１ U ＝ １ E＋ r ER０ ＋ １ER０ 􀅰R,所以应描绘的 是１ U－R 图像,故选C． [答案]　(１)见解析图　(２)１b　 １ a－R０　 (３)偏小 　偏小　(４)C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　学生用书　P２０１ 培优点一　 测电阻的其他几种方法 ◆[考向１]　差值法测电阻 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋１．电流表差值法(如图所示) (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＝ (I２－I１)R０ I１ ; ②若r１ 为已知量,可求得R０＝ I１r１ I２－I１ ． ２．电压表差值法(如图所示) (１)基本原理:定值电阻R０ 的电压U０＝U２－U１,电压 表 的电流I１＝ U２－U１ R０ ． (２)可测物理量: ①若R０ 为已知量,可求得电压表 的内阻 r１＝ U１ U２－U１ R０; ②若r１ 为已知量,可求得R０＝ U２－U１ U１ r１． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８６２􀅰 高考总复习　物理 [典例１]　(２０２５􀅰广东深圳光明区模拟)实验小组 测量定值电阻Rx 的阻值,实验室提供了如下实验 器材: A．电源E(电动势为９V,内阻不计); B．电流表 A１(量程为３００mA,内阻r１ 为１０Ω); C．电流表 A２(量程为２００mA,内阻r２ 为１５Ω); D．定值电阻R０(阻值为１５Ω); E．滑动变阻器R１(最大阻值为１０Ω); F．滑动变阻器R２(最大阻值为１kΩ); G．开关及导线若干． 为尽可能准确测量Rx 的阻值,实验小组设计了如 图所示的电路． (１)滑动变阻器应选择　　　　(选填“E”或“F”)． 正确连接实验电路后,闭合开关前,应将滑动变阻 器滑片调至　　　　(选填“最左端”或“最右端”)． (２)闭合开关S,调节滑动变阻器滑片的位置,使电 流表 A１ 满偏,若此时电流表 A２ 的示数为 １５０ mA,则电阻Rx 两端的电压为　　　　V,Rx 的阻 值为　　　　Ω． (３)多次测量取平均值,可减小　　　　(选填“偶 然误差”或“系统误差”)． [解析]　(１)滑动变阻器采用分压式接法,所以选 用阻值较小的E． 为保证电路的安全性,开始时应使滑动变阻器分压 阻值最小,所以应调至最左端． (２)电阻Rx 两端的电压等于电流表 A２ 与R０ 两端 的电压,则 U＝I２(r２＋R０)＝０􀆰１５×(１５＋１５)V＝４􀆰５V, 流过Rx 的电流为 I＝I１－I２＝０􀆰３A－０􀆰１５A＝０􀆰１５A, 由欧姆定律可得Rx＝ U I＝ ４．５ ０．１５Ω＝３０Ω． (３)多次测量取平均值,可减小偶然误差． [答案]　(１)E　最左端　(２)４􀆰５　３０　(３)偶然 误差 ◆[考向２]　半偏法测电表内阻 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋１．电流表半偏法 电 路 图 实 验 步 骤 ①先断开S２,再闭合S１,将R１ 由最大阻值逐 渐调小,使电流表读数等于其量程Im; ②保持R１ 不变,闭合S２,将电阻箱R２ 由最 大阻值逐渐调小,当电流表读数等于１ ２Im 时 记录下R２ 的值,则RA＝R２． 续表 实 验 原 理 当闭合S２ 时,因为R１≫RA,故总电流变化极 小,认为不变仍为Im,电流表读数为 Im ２ ,则R２ 中电流为 Im ２ ,所以RA＝R２． 误 差 分 析 ①测量值偏小:RA测 ＝R２＜RA真 ． ②原因分析: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． ③减小误差的方法:选电动势较大的电源E, 选阻值非常大的滑动变阻器 R１,满 足 R１ ≫RA． ２．电压表半偏法测电阻 电 路 图 实 验 步 骤 ①将R２ 的阻值调为零,闭合S,调节R１ 的 滑动触头,使电压表读数等于其量程Um; ②保持R１ 的滑动触头不动,调节R２,当电 压表读数等于１ ２Um 时记录下R２ 的值,则 RV＝R２． 实 验 原 理 RV≫R１,R２ 接入电路时可认为电压表和R２ 两端的总电压不变,仍为Um,当电压表示数 调为 Um ２ 时,R２ 两端电压也为 Um ２ ,则二者电 阻相等,即RV＝R２． 误 差 分 析 ①测量值偏大:RV测 ＝R２＞RV真 ． ②原因分析:当R２ 的阻值由零逐渐增大时, R２ 与电压表两端的总电压也将逐渐增大, 因此电压表读数等于１ ２Um 时,R２ 两端的电 压将大于１ ２Um ,使R２＞RV,从而造成RV 的 测量值偏大．显然电压表半偏法适用于测量 内阻较大的电压表的电阻． ③减小误差的方法:选电动势较大的电源 E,选阻值较小的滑动变阻器 R１,满足 R１ ≪RV． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９６２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第十章　电路及其应用　电能　能量守恒定律 [典例２]　可选用器材有: ①电阻箱甲,最大阻值为９９９９９􀆰９Ω; ②电阻箱乙,最大阻值为２kΩ; ③电源E,电动势约为６V,内阻不计; 另外有开关２个,导线若干,量程为１ mA 的电 流表． 现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg． (１)实验步骤的顺序为　　　　; ①合上S１,调节R,使表 A满偏 ②合上S２,调节R１,使表 A半偏, 则rg＝R１ ③断开S１、S２,将R 调到最大 (２)可变电阻R１ 应选择①、②中的　　　　(填 “①”或“②”)．为使结果尽可能准确,可变电阻R 应 选　　　　(填“①”或“②”)． (３)认为内阻rg＝R１,此结果与rg 的真实值相比 　　　　(填“偏大”“偏小”或“相等”)． [解析]　(１)半偏法测电流表内阻的步骤为:③断 开S１、S２,将R 调到最大;①合上S１,调节R,使表 A 满 偏;② 合 上 S２,调 节 R１,使 表 A 半 偏, 则rg＝R１． (２)此实验为半偏法测电流表内阻rg,由半偏法原 理可知,当 S２ 闭合后,干路电流应恒定,由闭合电 路欧姆定律I＝ ER＋R并 知,当R≫R并 时,才能尽可 能减小R１ 并入电路后的影响,所以R 应选①,R１ 选②． (３)闭合S２,由于并联上R１,干路电流略增大些,电 流表电流为１ ２Ig ,R１ 上电流略大于 １ ２Ig ,则R１ 的电 阻略小于rg,即测量值小于真实值． [答案]　(１)③①②　(２)②　①　(３)偏小 [典例３]　某实验小组要测量一个量程为３V 的电 压表的内阻,实验室提供的实验器材如下: A．待测电压表 V(量程为３V) B．滑动变阻器R１(最大阻值为５kΩ) C．滑动变阻器R２(最大阻值为１０Ω) D．电阻箱R(０~９９９９Ω) E．电源(电动势约４􀆰５V,内阻约１Ω) F．开关两个、导线若干 回答下列问题: (１)用如图所示的电路进行测量, 应选用的滑动变阻器为　　　　 (选填“R１”或“R２”)． (２)按电路图连接好电路,开关S１ 闭合前,滑动变阻器的触头要在 　　　　端(选填“a”或“b”)． (３)闭合开关S１、S２,调节滑动变阻器,使电压表的 示数为３V．保持滑动变阻器的位置不变,断开开 关S２,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R＝２kΩ 时, 电压表的 示 数 变 为 ２ V,则 电 压 表 的 内 阻 值 为 　　　　kΩ． (４)电压表的测量值　　　　(选填“大于”“等于” 或“小于”)真实值． [解析]　(１)因为被测电压表的内阻较大,为便于 调节及减小测量误差,滑动变阻器应使用阻值较小 的R２． (２)实验前,滑动变阻器的滑动触头应在a端,使电 压表所在支路的电压为零． (３)S２ 断开后,电阻箱R 与电压表串联分压,由于 电压表支路的电阻较大,可以认为 S２ 断开前后该 支路的电压不变．根据串联分压,可求得电压表内 阻为４kΩ． (４)实际上,断开S２ 后,电压表支路的电阻变大,该 支路的电压会有所增加,电压表示数为２V 时,电 阻箱R 的电压略大于１V,即电压表的实际内阻值 略小于４kΩ,测量值大于真实值． [答案]　(１)R２　(２)a　(３)４　(４)大于 ◆[考向３]　等效替代法测电阻 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　如图所示,先让待测电阻串联后接到电动势恒定的 电源上,调节R２,使电表指针指在适当位置读出电 表示数;然后将电阻箱串联后接到同一电源上,保 持R２ 阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电表的读数 仍为原来记录读数,则电阻箱的读数即等于待测电 阻的阻值． [典例４]　如图所示的实验电路可以用来测量电阻, 可供选用的实验器材如下: A．待测电阻Rx(阻值约为５５Ω) B．定值电阻R０(阻值为１６Ω) C．电压表V１(０~３V,内阻很大,可看成理想电压表) D．电压表V２(０~１５V,内阻很大,可看成理想电压表) E．滑动变阻器R１(５Ω,２A) F．滑动变阻器R２(５０Ω,２A) G．蓄电池(电动势４􀆰０V,内阻忽略不计) H．单刀双掷开关、导线等 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０７２􀅰 高考总复习　物理 (１)要完成本实验且较准确进行测量,电压表应该 选用　　　　,滑动变阻器应该选用　　　　．(填 器材前面的序号) (２)实验步骤如下: ①按照电路图连接实验器材,单刀双掷开关空置, 把滑动变阻器触头滑到最左端; ②将单刀双掷开关掷于“１”,调节滑动变阻器触头, 使得电压表读数为２􀆰８V; ③将单刀双掷开关掷于“２”,　　　　(填“向左滑 动”“向右滑动”或“不再滑动”)滑动变阻器触头,观 察并记录电压表读数为１􀆰６V; (３)根据实验数据,被测电阻的测量值Rx＝　　　 Ω; (４)由于蓄电池内阻r的存在,Rx 测量值将　　　　 真实值(填“大于”“小于”或“等于”)． [解析]　(１)由于电动势为４􀆰０V,１５V 量程的电 压表量程太大,因此选用量程为３V 的电压表;最 大阻值为５Ω 的滑动变阻器会使得被测电阻两端 的电压超过３V 的电压表量程,因此不能选用,只 能选用最大阻值为５０Ω的滑动变阻器． (２)根据实验原理,滑动变阻器的阻值R 是不能改 变的,否则就不能解出Rx 的值． (３)根据闭合电路的欧姆定律,单刀双掷开关掷于 “１”的位置时 Ux Rx ＝ E－Ux R ,即R Rx ＝３７ , 单刀双掷开关掷于“２”的位置时 U０ R０ ＝ E－U０ R ,即R０ R＝ ２ ３ , 联立解得Rx＝５６Ω． (４)蓄电池的内电阻r与滑动变阻器电阻可当作一 个整体,则r的存在不影响Rx 的值． [答案]　(１)C　F　(２)不再滑动　(３)５６ (４)等于 ◆[考向４]　电桥法测电阻 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (１)操作:如图甲所示,实验中调节电阻箱R３,使灵敏 电流计 G的示数为０． (２)原理:当IG＝０时,有UAB ＝０,则UR１＝UR３,UR２ ＝URx;电路可以等效为如图乙所示． 根据欧姆定律有 UR１ R１ ＝ UR２ R２ ,UR１ R３ ＝ UR２ Rx ,由以上两式 解得R１Rx＝R２R３ 或 R１ R２ ＝ R３ Rx ,这就是电桥平衡的条 件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx 的阻值． [典例５]　(２０２５􀅰广东茂名市第一中学)某实验小 组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率” 实验,主要步骤如下: (１)用螺旋测微器测得金属丝横截面直径的示数如 图甲所示,则其直径D＝　　　　 mm; (２)用刻度尺量出金属丝接入电路的长度L; (３)用图乙所示的电路测量金属丝的电阻Rx、电路 中R１、R３ 为阻值未知的定值电阻,R２ 为电阻箱; ①先闭合开关S、S０,然后调整电阻箱R２ 的阻值, 使电流表 G的示数为　　　　并记下电阻箱的示 数R２１; ②然后将电阻箱与Rx 交换位置,再次调整电阻箱 R２ 的阻值,使电流表 G的示数为　　　,记下电阻 箱的示数R２２,则金属丝的电阻为Rx＝　　　　 (用R２１、R２２表示); (４)求得金属丝的电阻率ρ＝　　　　(用L、D、 R２１、R２２表示)． [解析]　(１)螺旋测微器测得金属丝的直径为 D＝１􀆰５mm＋２７􀆰６×０􀆰０１mm＝１􀆰７７６mm; (３)本实验用电桥法测电阻,在电阻箱与Rx 位置调 换前后,都应使B、D 两点间电势差为零,即使电流 表 G的示数为零,进而根据并联电路规律可得 R１ R３ ＝ R２１ Rx ＝ Rx R２２ ,解得Rx＝ R２１R２２; (４)由电阻定律得Rx＝ρ L S＝ ４ρL πD２ , 解得ρ＝ πD２ R２１R２２ ４L ． [答案]　(１)１􀆰７７６(１􀆰７７５、１􀆰７７７也可)　(３)①０ ②０　 R２１R２２　(４) πD２ R２１R２２ ４L 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１７２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第十章　电路及其应用　电能　能量守恒定律 培优点二　定值电阻在电学实验中的应用 定值电阻在电路中的主要作用 (１)保护作用:保护电表,保护电源． (２)测量作用:已知电压的定值电阻相当于电流表,已 知电流的定值电阻相当于电压表,主要有如图所 示两种情况: 图甲中流过电压表 V２ 的电流:I２＝ U１－U２ R ; 图乙中电流表 A２ 两端的电压U２＝(I１－I２)R; (３)扩大作用:测量电路中用来扩大电表量程;当待测 电阻过小时,可串联定值电阻用来扩大待测量． [典例６]　某课题研究小组准备测量一个锂电池的 电动势和内阻,实验室提供的器材有: A．待测锂电池(电动势E 约为３􀆰９V,内阻r约为 ２Ω,最大电流Im＝０􀆰６A); B．电压表 V(量程０~３V,内阻约为几千欧); C．电阻箱R１(０~９９􀆰９Ω); D．定值电阻R２＝４􀆰５Ω; E．定值电阻R３＝４５Ω; F．开关S一个,导线若干． (１)该小组成员设计了如图甲所示电路．为了防止 调节电阻箱过程中电池烧坏且方便测量,定值电阻 R０ 应选取　　　　　　(选填“R２”或“R３”)． (２)多次改变电阻箱的阻值R１,读出电压U,根据 测得的数据作出１ U － １ R１ 图像,如图乙所示,则电源 电动势E＝　　　　 V,r＝　　　　 Ω(结果均保 留２位有效数字)． [解析]　(１)为了确保电源安全,电路总电阻的最 小值约为Rmin＝ E Im ＝３．９０．６Ω＝６􀆰５Ω ,由于锂电池内 阻r约为２Ω,则接入的定值电阻值约为６􀆰５Ω－ ２Ω＝４􀆰５Ω,即为了防止调节电阻箱过程中电池烧 坏且方便测量,定值电阻R０ 应选取R２． (２)多次改变电阻箱的阻值R１,读出电压U, 根据U＝E－I(r＋R２)＝E－ U R１ (r＋R２), 变形有１ U＝ １ E＋ r＋R２ E 􀅰１ R１ , 结合题图乙有１ E＝０􀆰２５V －１, r＋R２ E ＝ １．８５－０．２５ １ Ω 􀅰V－１ 解得E＝４􀆰０V,r＝１􀆰９Ω． [答案]　(１)R２　(２)４􀆰０　１􀆰９ [典例７]　要精确测量电流表 A１ 的内阻r１,实验室 提供的器材有: 电流表 A１(量程为１５０mA,内阻约为１０Ω) 电流表 A２(量程为３００mA,内阻约为５Ω) 电压表 V(量程为１５V,内阻约为３kΩ) 定值电阻R０(阻值为１０Ω) 滑动变阻器R１(０~１０Ω,额定电流为２A) 滑动变阻器R２(０~２５０Ω,额定电流为０􀆰３A) 电源E(电动势为３V,内阻较小) 电键,导线若干 (１)有人拟将电压表 V和待测电流表 A１ 并联接入 电压合适的测量电路中,测出 A１ 的电压和电流,再 计算出r１．该方案实际上不可行,其最主要的原因 是 　 　． (２)若实验时要求电流表 A１ 的示数从零开始变化, 且能测出多组数据,尽可能准确地测量出电流表 A１ 的内阻r１．请在虚线方框中画出实验电路图,并 在图中标出所用器材的代号． 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋(３)若选取测量数据中的一组来计算电流表 A１ 的 内阻r１,则r１＝　　　　　　,式中各符号的意义 是 　 　． [解析]　(１)电压表的满偏电压为１５V,根据电表 的读数在半偏左右读数最准确,但此电路中电源电 压为３V,远小于电压表的读数要求,即两者并联 时,电压表的读数过小,所以该方案不可行． (２)电流表 A１ 的示数从零开始变化,且能测出多组 数据,滑动变阻器只有用分压接法才能办到,电压 表不能用,要再用一个电流表测电流,由U＝IR 求 得电压,代替电压表的作用,电路如图: (３)根据电路图,设通过电流表 A１、A２ 的电流分别 为I１、I２,R０ 为定值电阻,电阻R０ 两端的电压与电 流表 A１ 的电压相等,即UA１＝UR０＝(I２－I１)R０, 通过电流表 A１ 的电流由表盘读出大小为I１,根据 R＝UI ,代入解得r１＝ (I２－I１)R０ I１ ＝ １０(I２－I１) I１ ． [答案]　(１)电压表 V不能准确测出电流表 A１ 两 端 电 压 　 (２)见 解 析 图 　 (３) (I２－I１)R０ I１ 或 １０(I２－I１) I１ I１、I２ 分别表示电流表 A１、A２ 的读数,R０ 为１０Ω 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２７２􀅰 高考总复习　物理 学生用书　P２０５ 　　理论联系生产、生活实际,学以致用,不仅是新课改的教学理念,也是高考命题改革的重要方向．高考试题 往往以实际中鲜活的材料为背景构建问题情境,这就要求我们能将实际问题抽象为物理模型,并提炼出有用信 息,从而有效地分析求解此类问题． 　　汽车启动过程远、近光灯的分析 [典例１]　(多选)某汽车的电源 与启动电机、车灯连接的简化 电路如图所示．当汽车启动时, 开关S闭合,电机工作,车灯突 然变暗,此时 (　　) A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 [解析]　ABD　[开关S闭合,电机工作,外电路的 总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知电路中的总 电流增大,电源的内阻分压增大,路端电压减小,则 车灯两端的电压减小,通过车灯的电流减小,A、B 正确,C错误;电路中的总电流增大,由 P＝EI可 知,电源的总功率增大,D正确．] 　　报警器电路故障检测 [典例２]　(２０２５􀅰广州高三调研)一报警器电路如 图甲所示,该电路用标称值为１２V 的蓄电池为电 源(内阻不计),各导线接触良好,热敏电阻Rt 的阻 值随温度升高而减小．当通过报警器的电流超过某 一值时,报警器(内阻不计)就会报警．(１)断开开关S, 用多用电表直流“５０V”挡测a、b间电压,稳定后多用 电表的指针位置如图乙所示,其读数为　　　　V． (２)闭合开关S后,发现无论温度高低,报警器都在报 警,由此可判断电路中某器件发生　　　　(填“短路” 或“断路”)． (３)保持开关S闭合,维修人员仍使用多用电表直流 “５０V”挡检测故障,将红表笔接在a点,黑表笔接d 点时多用电表示数为零,黑表笔接c点时多用电表 示数也如图乙所示,由此可判定发生故障的器件是 　　　(填“热敏电阻Rt”“开关S”或“定值电阻R”)． [解析]　(１)多用电表采用直流“５０V”挡,根据图 乙中指针的位置,可知a、b间电压为１１．５V． (２)闭合开关S后,无论温度高低报警器都在报警, 说明电路中电流过大,根据欧姆定律可知电路中电 阻过小,所以应是某器件发生短路． (３)根据(２)中分析知,电路发生短路故障,多用电 表接a、d时,无示数,说明a、d间短路;接a、c时示 数如图乙,说明a、b、c间电路电阻不为零．即定值 电阻正常工作,故只有a、d 间短路,发生故障的器 件是热敏电阻Rt． [答案]　(１)１１．５　(２)短路　(３)热敏电阻Rt 　　测量番茄电池的电动势和内阻 [典例３]　(２０２５􀅰四川成都诊断)将铜片和锌片插 入水果中可制成水果电池,现要测量番茄电池的电 动势和内阻,三位同学一起进行实验研究． (１)甲同学先用量程为０~３V的电压表,直接测量 番茄电池两极的电压,电压表的示数为０．７８V,则 番茄电池的电动势应　　　　(选填“大于”“等于” 或“小于”)０．７８V． (２)乙同学用以下器材设计了如图(a)所示的电路: A．电压表(量程０~３V,内阻约３kΩ) B．电流表(量程０~０．６A,内阻为几欧) C．滑动变阻器(０~５０Ω) D．开关１个、导线若干 闭合开关后,发现左右滑动滑动变阻器的滑片,电 流表与电压表都几乎没有示数(经检查,电路无故 障),请分析电表无示数的原因: 　． (３)丙同学分析乙同学的实验结果后,使用１个电 阻箱(０~９９９９Ω)和１个微安表(量程０~３００μA, 内阻为RA＝１００Ω),设计了如图(b)所示的实验电 路,改变电阻箱的阻值R 得到多组微安表的示数 I,以R 为纵坐标,１I 为横坐标,得到如图(c)所示的 图像,根据图像可得到番茄电池的电动势 E 为 　　　　V,内阻r为　　　　Ω． [解析]　(１)由于番茄电池有内阻,所以电压表的 示数为外电压,小于电源电动势,即番茄电池的电 动势应大于０．７８V． (２)电路无故障,外电压几乎为零,说明外电阻远小 于内阻,即番茄电池的内阻很大,滑动变阻器所分 得的电压很小,电路中电流也很小, (３)由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋RA＋r),变 形可得R＝E􀅰１I－ (RA＋r),所以R－ １ I 图像的斜 率表示E,即E＝ (７．５＋１．５)×１０３ ８．０×１０３ V＝１．１２５V,纵 截距 的 绝 对 值 为 RA ＋r＝１．５×１０３ Ω,则 r＝１４００Ω． [答案]　(１)大于　(２)番茄电池的内阻很大,滑动 变阻器所分得的电压很小 (３)１．１２５　１４００ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３７２􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第十章　电路及其应用　电能　能量守恒定律