专题07 电学实验（期末复习专项训练）高一物理下学期沪科版

**基本信息** 聚焦电学实验三大核心题型，通过递进式实验设计构建从仪器使用到数据处理的完整知识链，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |导体电阻率的测量|4题（含金属丝/土壤电阻率测量）|仪器选择-电路设计-数据处理综合考查|电阻定律→实验方案设计→电阻率计算| |多用电表的使用|5题（含挡位选择与读数）|操作规范与原理应用|多用电表原理→操作流程→误差分析| |测电源的电动势和内阻|6题（含U-I图像与误差分析）|闭合电路欧姆定律的图像法应用|闭合电路欧姆定律→图像建模→参数求解|

专题07 电学实验（专项训练） 题型1 导体电阻率的测量 题型2 多用电表的使用 题型3 测电源的电动势和内阻 题型1 导体电阻率的测量 1． 【答案】（1）0.150；（2）R3， （3）250；（4）。 2． 【答案】（1）0.849；（2）微调旋钮；（3）M；（4）b，待测电阻被短路，电表无示数，无法测量。 3． 【答案】（1）①刻度尺；螺旋测微器；②a；③；（2）Ⅰ.；Ⅱ.；；Ⅲ.56.5。 4． 【答案】（1）113；（2）b、2；1；c、 题型2 多用电表的使用 5． 【答案】C 6． 【答案】C 7． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）、在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆挡的零刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，选项A正确。 B、在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零。 C、在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，在换用倍率较大的挡，选项C错误。 D、在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选择电流最大量程进行试测，若指针偏角过小，在换用较小的量程进行测量，选项D正确。 （2）、选择开关处于“10V”挡，分度值为0.2v，所以此时的读数为5.4v。 因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以10至30的中间数值一定小于20，若选择开关处于“×10”挡，由图可知其读数小于200Ω 8． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔． （2）多用电表用×1倍率测量，读数为：14.0Ω 电流表的量程是60m A，所以不能在表盘上直接读数，需要改装为10，20，30，40，50，60的表盘，然后读数为：53.0 m A 电阻箱的读数为：0×100+0×10+4×1+6×0.1＝4.6Ω （3）（4）多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，多用电表内部的电路等效的直流电源（一般为电池）、电阻、表头与待测电阻串联，当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流Ig，将Rg取为r+rg+R为多用电表的内阻，当待测电阻等于Rg时，这时表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以Rg又称为中值电阻．当选择×1倍率测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω．在（2）中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω，干路电流是53.0 m A，则电源电动势是E＝I（R内+R外）＝0.053×（15+14）＝1.54V． 则满偏电流IgmA． 9． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：a、将多用电表的选择开关旋转到电阻“×1”挡． b、将红、黑表笔分别插入“+”“一”插孔，笔尖相互接触，旋转欧姆调零旋钮；使表针指在右端的“O”刻度位置． 题型3 测电源的电动势和内阻 10． 【答案】（1）2.0；0.67；（2）B；（3）1.5；50%。 11． 【答案】C；2.8；2；D；3 12． 【答案】见试题详解内容 13． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）电路为限流接法，开始时应让电流最小，然后再逐渐增大，故开始时电阻箱应达到最大值处； （2）对比两方案可知，方案1中电阻箱电阻较大，而R0的阻值只有10Ω，故在调节电阻箱时，电流的变化不明确，误差较大；而方案2中电阻箱的阻值与R0相差不大，可以测出相差较大的多组数据，故方案2更合理； （3）由闭合电路欧姆定律可得：U ； 由函数知识可知：图象的斜率k； 故E； 图象与纵坐标的交点b； r； 14． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）根据E＝Ur，得： 图象a，截距b＝0.5，斜率K＝0.5， 故电动势E2V， 内电阻r＝E•K＝1Ω； （2）在伏安特性曲线中，图象的截距为电源电动势的倒数，从图象可知a的截距大于b的截距，故Ea＜Eb．图象的斜率表示，而a的斜率大于b的斜率，而r＝kE，由图中标度，可近似得出，b的截距约为0.2；则电动势约为5V；斜率约为；则内阻约为；故Ea＜Eb，ra＜rb，近似作出伏安特性曲线，电阻的曲线与两电源的交点为电阻的工作点；则由图可知，图中交点的电压与电流的乘积为电源的输出功率；则电源的输出功率Pa＜Pb；电源的效率ηa＞ηb； 15． 【答案】（1）10，50； 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电学实验（专项训练） 题型1 导体电阻率的测量 题型2 多用电表的使用 题型3 测电源的电动势和内阻 题型1 导体电阻率的测量 1．某同学想测量一段金属丝的电阻率，可供选择的实验器材有： A．电流表A1（量程为0～15mA，内阻r1约为2Ω）； B．电流表A2（量程为0～3mA，内阻r2＝100Ω）； C．定值电阻R1＝900Ω； D．定值电阻R2＝9900Ω； E.滑动变阻器R3（0～20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F.滑动变阻器R4（0～100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G.蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H.开关S及若干导线。 （1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，则金属丝的直径D＝　 　 mm。 （2）为了更准确地测量该金属丝的阻值Rx，滑动变阻器应选择　 （填“R3”或“R4”）；在虚线框内将图乙所示的电路补充完整，并标明各器材的符号。 （3）调节滑动变阻器，测得多组电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2，并作出I1﹣I2图像如图丙所示，则该金属丝的阻值Rx＝　 　 Ω。 （4）测得金属丝的长度为L，可知该金属丝的电阻率ρ＝　 　 。（用Rx、L、D表示） 2．采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 （1）用螺旋测微器（千分尺）测某金属丝直径时，示数如图所示，该金属丝直径为　 　 mm。 （2）实验时，用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转　 　 ，直到听见“喀喀”的声音为止。 （3）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在　 　 （填“M”或“N”）端。 （4）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为　 　 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有　 　 。 3． 土壤的电阻率 电阻率的测定有非常重要的意义，如为满足集成电路的性能要求，对金属导体、半导体等电阻率进行测定；又如土壤电阻率是表征土壤电导性能的指标，被广泛应用于雷电风险评估、研究土壤的腐蚀性等方面。 （1）“测量金属丝的电阻率”实验的电路如图（a）所示。实验过程中： ①用　 　 测量金属丝长度，用　 　 测量金属丝的直径，为减少误差进行多次测量求平均值，得到金属丝长度L和直径d。（均选填“刻度尺”或“螺旋测微器”） ②连接好实验电路，开关S处于断开状态，滑动变阻器滑动片滑到　 　 （选填“a”或“b”）端。闭合开关，调节滑动变阻器，读取并记录多组电压和电流数据。 ③根据实验数据，可画出U﹣I图像，其中图线的斜率就表示金属丝的阻值R。金属丝的电阻率ρ＝　 （用L、d、R表示）。 （2）由于土壤的电阻率一般较大，小青同学在测量土壤样品的电阻率时，改用如图（b）所示的电路。图中圆柱形玻璃管两端有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材有电源（电动势为E，内阻可忽略），电压表V1、V2（均可视为理想电表），定值电阻R1（阻值为4.00kΩ），定值电阻R2（阻值为2.00kΩ），电阻箱R（最大阻值9999Ω），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃管的内径d＝60.00mm； ②将玻璃管内填满土壤，并测量土壤长度L； ③把S拨到1位置，记录电压表V1示数U1； ④把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使V2示数与V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； ⑤改变玻璃管内土壤长度L，重复步骤，记录每次的L和R的值； ⑥断开S，整理好器材。 Ⅰ.步骤③中通过土壤的电流为 　 （用U1、R1表示）。 Ⅱ.步骤④中的V2示数为 　 （用E、R2、R表示）。玻璃管内土壤的电阻Rx＝　　 （用R1、R2、R表示）。 Ⅲ.利用记录的多组土壤长度L和电阻R的数据，绘制了如图（c）所示的R关系图像，则所测土壤样品的电阻率为　 　 Ω•m。（保留3位有效数字） 4． （1）测量土壤的电阻率。 已知盛满土壤样品的玻璃管的内径d＝60mm，改变土壤样品长度，测量每次土壤长度L和土壤的阻值R；利用记录的多组土壤长度L和电阻R的数据，绘制如图所示的R﹣L关系图像。由图像可求土壤样品的电阻率为 　 　 Ω•m。（保留3位有效数字） （2）如图所示，利用圆柱体容器及相关电路测量盐水的电阻率。 a.用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d，由玻璃管侧壁的刻度尺测出压缩后盐水的高度h。 b.闭合开关S1，开关S2接 　 　 （填“1”或“2”）端，调节滑动变阻器R，使电压表的读数为U1，滑动变阻器滑片不动，然后将开关S2接 　 　 （填“1”或“2”）端，再次记录电压表的读数为U2，发现U1＞U2。则电阻R0两端的电压为 　 。 c.已知定值电阻R0，根据（1）（2）测量的数据，计算得待测盐水的电阻率为 　 　 。 题型2 多用电表的使用 5．关于多用电表的使用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中用直流电压挡测量的是电源的电压，表笔接法正确 B．甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法正确 C．乙图中用电阻挡测量电阻时，至少要将电阻一端断开与电路的连接 D．乙图中用电阻挡测量电阻时要注意红黑表笔不要接反 6．在“用多用电表测电阻”的实验中，选择“×10”挡测电阻时，指针停留在如图所示位置．下面的操作选项最合适的是 （　　） A．无需换挡，直接读数 B．应选择“×1”挡，重新测量 C．应选择“×100”挡，重新测量 D．应选择“×1k”挡，重新测量 7．在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中 （1）（多选题）用多用电测电流或电阻的过程中正确的是 　 　 （A）在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零 （B）在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零 （C）在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测 （D）在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测 （2）测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡，其读数为 　 　 V；若选择开关处于“×10”挡，其读数 　 　 200Ω（选填：“大于”，“等于”或“小于”）。 8．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空： （1）仪器连线如图1所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为　 　 （填“红”或“黑”）色． （2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示，则多用电表的读数为　 　 Ω，电流表的读数为　 　 mA，电阻箱的读数为　 　 Ω． （3）计算得到多用电表内电池的电动势为 　 V． （4）将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为　 　 mA． 9．要用多用电表直接测量一个定值电阻的阻值（约为20～30Ω）．如图为多用电表的示意图，请在横线上填完具体操作步骤： a．将多用电表的　 　 旋转到电阻“　 　 ”（选填“×1”、“×10”、“×100”或“×1K”）挡． b．将红、黑表笔分别插入“+”“一”插孔，笔尖相互接触，旋转　 　 ；使表针指在　 　 （选填“右”或“左”）端的“O”刻度位置． c．将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，读出相应的示数． 题型3 测电源的电动势和内阻 10．某同学利用如图甲所示电路来测量一节蓄电池的电动势和内阻，实验时共记录了5组电压表和电流表的示数（电表均视为理想电表），并绘得如图乙所示的图线。 （1）由图线可知该电池的电动势E＝ 　 　 V，内阻r＝ 　 　 Ω。 （2）该同学选用的滑动变阻器标有“10Ω，2.5A”字样，实验过程中操作规范。他在记录第1组数据时，滑片大约移动了 　 　 个滑动变阻器的长度。 A. B. C. D. E. （3）电源的最大输出功率为 　 　 W，此时电源效率为 　 　 。（保留2位有效数字） 11．在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中 （1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a）所示，图中未接导线的A端应接在 　 　 点（选填“B”、“C”、“D”或“E”）。 （2）实验得到的U﹣I关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 　 V，内电阻的阻值 为 　 　 Ω。 （3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 　 　 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U﹣I的关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为 　 Ω。 12．某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a．重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b． （1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝　 　 V，内阻ra＝　 　 Ω． （2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa　 　 Pb（填“大于”、“等于”或“小于”）． 13．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。 （1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到 　 　 。（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） （2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 　 　 。（选填“1”或“2”） 方案编号 电阻箱的阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 （3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝　 　 ，内阻r＝　 。（用k、b和R0表示） 14．某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电流传感器测得端电流I，并在计算机上显示出如图2所示的R关系图线a．重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b． （1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝　 　 V，内阻ra＝　 　 Ω． （2）若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接，两电池的效率分别为ηa和ηb，则　 　 A．ηa一定小于ηb B．ηa一定大于ηb C．ηa可能等于ηb D．ηa可能大于ηb （3）若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接，两电池的输出功率分别为Pa和Pb，则　 　 A．Pa一定小于Pb B．Pa一定大于Pb C．Pa可能等于Pb D．Pa一定等于Pb． 15．现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，R0为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝　 　 V，内阻r＝　 　 Ω。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 电学实验（专项训练） 题型1 导体电阻率的测量 题型2 多用电表的使用 题型3 测电源的电动势和内阻 题型1 导体电阻率的测量 1．某同学想测量一段金属丝的电阻率，可供选择的实验器材有： A．电流表A1（量程为0～15mA，内阻r1约为2Ω）； B．电流表A2（量程为0～3mA，内阻r2＝100Ω）； C．定值电阻R1＝900Ω； D．定值电阻R2＝9900Ω； E.滑动变阻器R3（0～20Ω，允许通过的最大电流为200mA）； F.滑动变阻器R4（0～100Ω，允许通过的最大电流为50mA）； G.蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）； H.开关S及若干导线。 （1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，则金属丝的直径D＝　 　 mm。 （2）为了更准确地测量该金属丝的阻值Rx，滑动变阻器应选择　 （填“R3”或“R4”）；在虚线框内将图乙所示的电路补充完整，并标明各器材的符号。 （3）调节滑动变阻器，测得多组电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2，并作出I1﹣I2图像如图丙所示，则该金属丝的阻值Rx＝　 　 Ω。 （4）测得金属丝的长度为L，可知该金属丝的电阻率ρ＝　 　 。（用Rx、L、D表示） 【答案】（1）0.150；（2）R3， （3）250；（4）。 【详解】解：（1）根据螺旋测微器的读数规则，可知金属丝的直径D＝0+15.0×0.01mm＝0.150mm （2）为准确测量Rx，需要测量较多的数据，所以滑动变阻器采用分压式接法，为方便调节，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R3； 因题中没有提供电压表，故需要将电流表A2与定值电阻R1＝900Ω串联，改成一个电压表，其量程为 而电流表A1放在干路中，完整的电路图如图所示。 （3）根据欧姆定律，有 化简可得 根据图丙可知，斜率 解得Rx＝250Ω （4）根据电阻定律，有 其中 解得 2．采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 （1）用螺旋测微器（千分尺）测某金属丝直径时，示数如图所示，该金属丝直径为　 　 mm。 （2）实验时，用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转　 　 ，直到听见“喀喀”的声音为止。 （3）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在　 　 （填“M”或“N”）端。 （4）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为　 　 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有　 　 。 【答案】（1）0.849；（2）微调旋钮；（3）M；（4）b，待测电阻被短路，电表无示数，无法测量。 【详解】解：（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图可知该金属丝直径为 0.5mm+34.9×0.01mm＝0.849mm （2）实验时，用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转微调旋钮，直到听见“喀喀”的声音为止。 （3）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在M端，使电表示数从零变化。 （4）闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为b，该导线应接在滑动变阻器左下端；若闭合开关，该错误连接会带来的问题是待测电阻被短路，电表无示数，无法测量。 3． 土壤的电阻率 电阻率的测定有非常重要的意义，如为满足集成电路的性能要求，对金属导体、半导体等电阻率进行测定；又如土壤电阻率是表征土壤电导性能的指标，被广泛应用于雷电风险评估、研究土壤的腐蚀性等方面。 （1）“测量金属丝的电阻率”实验的电路如图（a）所示。实验过程中： ①用　 　 测量金属丝长度，用　 　 测量金属丝的直径，为减少误差进行多次测量求平均值，得到金属丝长度L和直径d。（均选填“刻度尺”或“螺旋测微器”） ②连接好实验电路，开关S处于断开状态，滑动变阻器滑动片滑到　 　 （选填“a”或“b”）端。闭合开关，调节滑动变阻器，读取并记录多组电压和电流数据。 ③根据实验数据，可画出U﹣I图像，其中图线的斜率就表示金属丝的阻值R。金属丝的电阻率ρ＝　 （用L、d、R表示）。 （2）由于土壤的电阻率一般较大，小青同学在测量土壤样品的电阻率时，改用如图（b）所示的电路。图中圆柱形玻璃管两端有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材有电源（电动势为E，内阻可忽略），电压表V1、V2（均可视为理想电表），定值电阻R1（阻值为4.00kΩ），定值电阻R2（阻值为2.00kΩ），电阻箱R（最大阻值9999Ω），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃管的内径d＝60.00mm； ②将玻璃管内填满土壤，并测量土壤长度L； ③把S拨到1位置，记录电压表V1示数U1； ④把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使V2示数与V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； ⑤改变玻璃管内土壤长度L，重复步骤，记录每次的L和R的值； ⑥断开S，整理好器材。 Ⅰ.步骤③中通过土壤的电流为 　 （用U1、R1表示）。 Ⅱ.步骤④中的V2示数为 　 （用E、R2、R表示）。玻璃管内土壤的电阻Rx＝　　 （用R1、R2、R表示）。 Ⅲ.利用记录的多组土壤长度L和电阻R的数据，绘制了如图（c）所示的R关系图像，则所测土壤样品的电阻率为　 　 Ω•m。（保留3位有效数字） 【答案】（1）①刻度尺；螺旋测微器；②a；③；（2）Ⅰ.；Ⅱ.；；Ⅲ.56.5。 【详解】解：（1）①根据实验原理，需要用刻度尺测量金属丝长度，用螺旋测微器测量金属丝的直径； ②为了保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器滑动片滑到a端； ③根据电阻定律 金属丝的电阻率 （2）Ⅰ.把S拨到1位置，根据串联电路的特点和欧姆定律，通过土壤的电流 Ⅱ.把S拨到2位置，根据闭合电路欧姆定律 根据欧姆定律，电压表示数 由于使V2示数与V1示数相同，根据电路的特点可知 解得 Ⅲ.根据电阻定律 联立化简得 R﹣L﹣1图像的斜率 结合函数斜率的含义，图像斜率 代入数解得电阻率ρ＝56.5Ω•m。 4． （1）测量土壤的电阻率。 已知盛满土壤样品的玻璃管的内径d＝60mm，改变土壤样品长度，测量每次土壤长度L和土壤的阻值R；利用记录的多组土壤长度L和电阻R的数据，绘制如图所示的R﹣L关系图像。由图像可求土壤样品的电阻率为 　 　 Ω•m。（保留3位有效数字） （2）如图所示，利用圆柱体容器及相关电路测量盐水的电阻率。 a.用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d，由玻璃管侧壁的刻度尺测出压缩后盐水的高度h。 b.闭合开关S1，开关S2接 　 　 （填“1”或“2”）端，调节滑动变阻器R，使电压表的读数为U1，滑动变阻器滑片不动，然后将开关S2接 　 　 （填“1”或“2”）端，再次记录电压表的读数为U2，发现U1＞U2。则电阻R0两端的电压为 　 。 c.已知定值电阻R0，根据（1）（2）测量的数据，计算得待测盐水的电阻率为 　 　 。 【答案】（1）113；（2）b、2；1；c、 【详解】（1）根据（1）的详解可得，R﹣L图像的表达式：R 由图像的斜率可得：Ω/m 其中：d＝60mm＝0.060m 解得土壤样品的电阻率为ρ＝113Ω•m。 （2）b.因被测盐水与电阻R0串联，故开关S2接2端时电压表的读数大于开关S2接1端时的电压表的读数，已知U1＞U2，故先将开关S2接的是2端，后将开关S2接的是1端。 根据串联电路的特点可知电阻R0两端的电压为U1﹣U2。 c.根据欧姆定律可得通过盐水的电流为：I 盐水的电阻为：R 根据电阻定律可得：R＝ρ，其中：S＝π 联立解得待测盐水的电阻率为ρ。 题型2 多用电表的使用 5．关于多用电表的使用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中用直流电压挡测量的是电源的电压，表笔接法正确 B．甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法正确 C．乙图中用电阻挡测量电阻时，至少要将电阻一端断开与电路的连接 D．乙图中用电阻挡测量电阻时要注意红黑表笔不要接反 【答案】C 【详解】解：AB．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，电流应从黑表笔流出，从红表笔流入，所以表笔接法错误，故AB错误； CD．乙图中用电阻挡测量电阻时，被测电阻要与原电路断开连接，至少要将电阻一端断开与电路的连接，红黑表笔分别接在电阻两端即可，此时红黑表笔是否接反对电阻测量不影响，故C正确，D错误。 6．在“用多用电表测电阻”的实验中，选择“×10”挡测电阻时，指针停留在如图所示位置．下面的操作选项最合适的是 （　　） A．无需换挡，直接读数 B．应选择“×1”挡，重新测量 C．应选择“×100”挡，重新测量 D．应选择“×1k”挡，重新测量 【答案】C 【详解】解：由图可知，第一次测量时指针偏转较小，故说明所选倍率过小，故应选择大倍率，选择“×100”挡，重新测量，换挡位后应注意进行欧姆调零，故C正确； 7．在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中 （1）（多选题）用多用电测电流或电阻的过程中正确的是 　 　 （A）在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零 （B）在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零 （C）在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测 （D）在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测 （2）测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡，其读数为 　 　 V；若选择开关处于“×10”挡，其读数 　 　 200Ω（选填：“大于”，“等于”或“小于”）。 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）、在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆挡的零刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，选项A正确。 B、在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零。 C、在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，在换用倍率较大的挡，选项C错误。 D、在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选择电流最大量程进行试测，若指针偏角过小，在换用较小的量程进行测量，选项D正确。 （2）、选择开关处于“10V”挡，分度值为0.2v，所以此时的读数为5.4v。 因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以10至30的中间数值一定小于20，若选择开关处于“×10”挡，由图可知其读数小于200Ω 8．使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空： （1）仪器连线如图1所示（a和b是多用电表的两个表笔）．若两电表均正常工作，则表笔a为　 　 （填“红”或“黑”）色． （2）若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a），（b），（c）所示，则多用电表的读数为　 　 Ω，电流表的读数为　 　 mA，电阻箱的读数为　 　 Ω． （3）计算得到多用电表内电池的电动势为 　 V． （4）将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为　 　 mA． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）多用电表在使用时必须使电流从红表笔（正接线柱）流进，黑表笔（负接线柱）流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔． （2）多用电表用×1倍率测量，读数为：14.0Ω 电流表的量程是60m A，所以不能在表盘上直接读数，需要改装为10，20，30，40，50，60的表盘，然后读数为：53.0 m A 电阻箱的读数为：0×100+0×10+4×1+6×0.1＝4.6Ω （3）（4）多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，多用电表内部的电路等效的直流电源（一般为电池）、电阻、表头与待测电阻串联，当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流Ig，将Rg取为r+rg+R为多用电表的内阻，当待测电阻等于Rg时，这时表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以Rg又称为中值电阻．当选择×1倍率测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω．在（2）中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω，干路电流是53.0 m A，则电源电动势是E＝I（R内+R外）＝0.053×（15+14）＝1.54V． 则满偏电流IgmA． 9．要用多用电表直接测量一个定值电阻的阻值（约为20～30Ω）．如图为多用电表的示意图，请在横线上填完具体操作步骤： a．将多用电表的　 　 旋转到电阻“　 　 ”（选填“×1”、“×10”、“×100”或“×1K”）挡． b．将红、黑表笔分别插入“+”“一”插孔，笔尖相互接触，旋转　 　 ；使表针指在　 　 （选填“右”或“左”）端的“O”刻度位置． c．将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，读出相应的示数． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：a、将多用电表的选择开关旋转到电阻“×1”挡． b、将红、黑表笔分别插入“+”“一”插孔，笔尖相互接触，旋转欧姆调零旋钮；使表针指在右端的“O”刻度位置． 题型3 测电源的电动势和内阻 10．某同学利用如图甲所示电路来测量一节蓄电池的电动势和内阻，实验时共记录了5组电压表和电流表的示数（电表均视为理想电表），并绘得如图乙所示的图线。 （1）由图线可知该电池的电动势E＝ 　 　 V，内阻r＝ 　 　 Ω。 （2）该同学选用的滑动变阻器标有“10Ω，2.5A”字样，实验过程中操作规范。他在记录第1组数据时，滑片大约移动了 　 　 个滑动变阻器的长度。 A. B. C. D. E. （3）电源的最大输出功率为 　 　 W，此时电源效率为 　 　 。（保留2位有效数字） 【答案】（1）2.0；0.67；（2）B；（3）1.5；50%。 【详解】解：（1）由图甲所示电路图可知：U＝E﹣Ir，由图乙所示图像可知，电池电动势E＝2.0V，电池内阻rΩ≈0.67Ω。 （2）闭合开关前滑动变阻器滑片置于阻值最大处，测第一组数据时电路总电阻最大，电流电流最小，由图乙所示图像可知，第一组电流值约为I＝0.25A， 由闭合电路的欧姆定律得I，代入数据解得R≈7.3Ω，则，解得，故B正确，ACD错误。 故选：B。 （3）当外电阻R＝r＝0.67Ω时电源的输出功率最大，此时电路电流IA≈1.49A， 电源的最大输出功率Pmax＝I2R＝1.492×0.67W≈1.5W 此时电源的效率η100%100%100%＝50% 11．在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中 （1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a）所示，图中未接导线的A端应接在 　 　 点（选填“B”、“C”、“D”或“E”）。 （2）实验得到的U﹣I关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 　 V，内电阻的阻值 为 　 　 Ω。 （3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 　 　 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U﹣I的关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为 　 Ω。 【答案】C；2.8；2；D；3 【详解】解：（1）应用伏安法测电源电动势与内阻实验，电压表应测路端电压，由图a所示电路图可知，导线应接在C点。 （2）由图（b）中的直线Ⅰ所示电源U﹣I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是2.8，则电源电动势E＝2.8V，电源内阻为：r2Ω。 （3）可以把定值电阻与电源组成的整体作为等效电源，测出等效电源的内阻，然后求出定值电阻阻值，由图（a）所示电路图可知， 导线应接在D点，通过电压传感器来测量滑动变阻器的电压，从而算出定值电阻的电压； 由（b）中的直线Ⅱ所示可知：k＝R+r5Ω， 则定值电阻阻值：R＝k﹣r＝5﹣2＝3Ω； 12．某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a．重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b． （1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝　 　 V，内阻ra＝　 　 Ω． （2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa　 　 Pb（填“大于”、“等于”或“小于”）． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）根据E＝Ur，得： 图象a，截距b＝0.5，斜率K＝0.25， 故电动势E2V， 内电阻r＝E•K＝0.5Ω； （2）在原图象中取相同横坐标，表示接入电路中电阻大小相等，此时b的电压U大，根据P，可得b的功率大，所以有功率Pa小于Pb 13．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。 （1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到 　 　 。（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） （2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 　 　 。（选填“1”或“2”） 方案编号 电阻箱的阻值R/Ω 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 （3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝　 　 ，内阻r＝　 。（用k、b和R0表示） 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）电路为限流接法，开始时应让电流最小，然后再逐渐增大，故开始时电阻箱应达到最大值处； （2）对比两方案可知，方案1中电阻箱电阻较大，而R0的阻值只有10Ω，故在调节电阻箱时，电流的变化不明确，误差较大；而方案2中电阻箱的阻值与R0相差不大，可以测出相差较大的多组数据，故方案2更合理； （3）由闭合电路欧姆定律可得：U ； 由函数知识可知：图象的斜率k； 故E； 图象与纵坐标的交点b； r； 14．某同学利用DIS，定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电流传感器测得端电流I，并在计算机上显示出如图2所示的R关系图线a．重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b． （1）由图线a可知电池a的电动势Ea＝　 　 V，内阻ra＝　 　 Ω． （2）若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接，两电池的效率分别为ηa和ηb，则　 　 A．ηa一定小于ηb B．ηa一定大于ηb C．ηa可能等于ηb D．ηa可能大于ηb （3）若用同一个电阻先后与电池a及电池b连接，两电池的输出功率分别为Pa和Pb，则　 　 A．Pa一定小于Pb B．Pa一定大于Pb C．Pa可能等于Pb D．Pa一定等于Pb． 【答案】见试题详解内容 【详解】解：（1）根据E＝Ur，得： 图象a，截距b＝0.5，斜率K＝0.5， 故电动势E2V， 内电阻r＝E•K＝1Ω； （2）在伏安特性曲线中，图象的截距为电源电动势的倒数，从图象可知a的截距大于b的截距，故Ea＜Eb．图象的斜率表示，而a的斜率大于b的斜率，而r＝kE，由图中标度，可近似得出，b的截距约为0.2；则电动势约为5V；斜率约为；则内阻约为；故Ea＜Eb，ra＜rb，近似作出伏安特性曲线，电阻的曲线与两电源的交点为电阻的工作点；则由图可知，图中交点的电压与电流的乘积为电源的输出功率；则电源的输出功率Pa＜Pb；电源的效率ηa＞ηb； 15．现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，R0为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝　 　 V，内阻r＝　 　 Ω。 【答案】（1）10，50； 【详解】解：（1）根据闭合电路欧姆定律有E＝I（R+R0+r） 整理得 由图乙所示的图线 解得电源的电动势和内阻分别为E＝10V，r＝50Ω。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $