第36讲 量阻求真・电学测阻实验大通关题型 专项训练-2027届高考物理一轮复习
2026-08-27
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摘要:
**基本信息**
以“解题口诀+高考考向+题型专练”构建电学测阻实验方法体系,覆盖静态测量、动态特性、多用电表操作及传感器应用,逻辑递进且突出实验建模与误差分析。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|静态测电阻率|多题覆盖|测长测径算面积,内外接法细辨析;滑动分压限流择,ρ值公式莫忘记|基于电阻定律,结合仪器读数与电路选择,培养科学探究能力|
|动态伏安特性|多题覆盖|灯泡升温电阻变,伏安曲线弯向前;必用分压来供电,逐点描点绘曲线|从线性到非线性电阻,通过图像分析强化科学思维与数据处理|
|多用电表粗测|多题覆盖|选档欧姆先调零,红黑表笔内接负;换挡重调看刻度,用完拨至交流档|仪器操作规范与电路故障排查,落实科学态度与实验责任|
|传感元件探秘|多题覆盖|光热气磁改阻值,传感元件辨特性;电路接法循常规,抓住阻变找规律|联系实际情境,综合应用测阻方法,提升物理观念与创新应用|
内容正文:
第36讲 量阻求真・电学测阻实验大通关题型专项训练
〖组卷模式:解题口诀+高考考向+题型专练〗
题型01 静态测电阻率——刻度尺下的电阻溯源 1
题型02 动态伏安特性——小灯泡的非线性密码 16
题型03 多用电表粗测——快速判阻的便捷法门 34
题型04 传感元件探秘——光敏热敏气敏磁敏力敏电阻的情境应用 48
题型01 静态测电阻率——刻度尺下的电阻溯源
解题口诀:测长测径算面积,内外接法细辨析;滑动分压限流择,ρ值公式莫忘记。
高考考向:传统经典高考实验,围绕金属丝电阻率测定,综合刻度尺、螺旋测微器读数,电流表内外接、滑动变阻器接法选择;误差分析为高频设问,填空计算题为主,注重实操细节与误差来源辨析。
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、、和表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的、、,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500 (2) (3) (4)无
【小问1详解】
读数为
【小问2详解】
根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
【小问3详解】
根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
【小问4详解】
干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
2.(2026·浙江·高考真题)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
【答案】(1) ①. b ②. 最左侧 (2)203##202##204 (3) ①. 6.02 ②. ③. B (4) ①. 不合理 ②. 阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【小问1详解】
[1]本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端。
[2]开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
【小问2详解】
图线的斜率
从图中取最大刻度点时,可得总阻值为
减去已知的电流表内阻,得到
【小问3详解】
[1]主尺读数为60mm,游标尺第1条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为
[2]金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式
[3]代入数值估算可得
故选B。
【小问4详解】
[1][2]不合理
阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
3.(2026·北京·高考真题)(3)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障(填图中导线字母编号)。
排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差,电阻率的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
【答案】(3) ①.c##ac ②.偏小
【小问3详解】
[1]故障分析:图中导线c直接将滑动变阻器的右上接线柱和开关相连,此时滑动变阻器的全部电阻被接入电路,相当于定值电阻,因此移动滑片时电路总电阻几乎不变,电表示数几乎不变。拆除多余的导线c,滑动变阻器即可恢复正常的调节功能,排除故障,也可以拆除导线ac,故答案为c或ac。
[2]误差分析:该电路为电流表外接法,电压表测量的是电阻丝的真实电压,但电流表测量的是电阻丝和电压表的总电流,电流测量值偏大。根据,电阻测量值偏小,再由电阻率公式,因此电阻率的测量值偏小。
4.(2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____ ,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____ 。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则 ________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
【答案】(1) (2) ①. 36.2 ②. 36.2
(3) (4)
【小问1详解】
根据电路图可得实物连接图如图所示
【小问2详解】
由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律
解得
代入电压表的读数可得
【小问3详解】
三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
【小问4详解】
若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
5.某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为_______mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=______Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率______(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
【答案】(1)2.450(2)1(3)1.91(4)大于
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为
(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端;
(3)根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有
(4)根据电阻定律
可得
两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知
6.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是________(填“偏大”或“偏小”);
(2)注水前,如图1所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm;如图2所示,用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0~6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图,请将图4电路连接完整____;
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像,求出该纯净水的电阻R=_______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____(用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
【答案】(1)偏大(2) 6.124(6.123~6.126) 10.225(3) 2.0×103
(4)
【详解】(1)不合格的纯净水电阻较小,电阻率较小,所以电导率偏大;
(2)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
(3)[1]根据电路图进行实物连接,如图所示
[2]根据欧姆定律可得
(4)根据电阻定律可得,
所以
7.辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测圆柱体的长度,测得L=_____mm;如图乙所示,用螺旋测微器测圆柱体直径,测得D=_______mm;如图丙所示,用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻,测得______Ω。
(2)若待测圆柱体电阻Rx较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且圆柱体两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A.B.C.D.
(3)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,作出U-I图像,测得图线的斜率为k,则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____(用相关物理量符号表示)。
(4)若考虑电表内阻引起的误差,则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____(填“不变”“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 49.20 4.700 5.0/5(2)C(3)(4)偏小
【详解】(1)[1]游标卡尺(20分度)主尺读数+游标尺读数=49.0mm+0.05×4mm=49.20mm
[2]螺旋测微器读数方法是固定刻度+可动刻度=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
[3]多用电表(×1Ω挡)指针示数为5Ω,故
(2)较小,电流表应用外接法(减小系统误差);电压调节范围尽可能大,滑动变阻器应用分压式接法,选项C正确
(3)图线的斜率
横截面积
联立解得
(4)电流表外接法中,电压表测量值为真实电压,电流表测量值为与电压表的总电流,故,测量值偏小
8.某实验小组设计了如下实验测量自来水的电阻率。实验器材有:绝缘性能良好的塑料圆柱形容器、金属探针、金属圆片、游标卡尺、电源、电压表、电流表等。
(1)先用游标卡尺测量塑料圆柱形容器的内径,结果如图甲所示,该读数_____。
(2)将采集的水样装入容器内。容器顶部等间距插有金属探针,两端用金属圆片密封(探针和圆片电阻均可忽略不计)。按图乙连接电路,将电压表与任意两探针相连,连接的两探针间距离记为。
(3)闭合开关,调节电阻箱阻值,使得电流表示数,读出电压表示数,断开开关。
(4)改变,重复步骤(3),测得多组数据,作出图像如图丙中①所示,得到直线的斜率为,则水样电阻率的表达式_____(用,,,表示),根据图像计算得出该水样的电阻率为_____(取3.14,结果保留两位有效数字)。
(5)给水样升温后,重复测量,作出图像如图丙中②所示,实验结果表明,温度越高,水样的电阻率越_____(填“大”或“小”)。
【答案】 20.0 37或38 小
【详解】[1]刻度尺的读数包含两部分,为
[2]由欧姆定律可得
由电阻定律可得
联立可得
可知图像的斜率为
可得水样电阻率的表达式为
[3]取点(0.01m,0.37V)代入
解得
[4]升温后,水中离子热运动加剧,导电能力增强,电阻率减小,从图丙中直线②相对于直线①的变化可知L相同,电压 U减小,由此可知电阻率 变小。
9.掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时也具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且始终不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将______(选填“黑”或“红”)表笔置于处,将另一表笔先后置于、、处,发现仅置于处时指针没有偏转,可判断电路中一定存在的故障是______;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)(2) 欧姆调零 红 间的导线断路(3) 无影响
【详解】(1)根据图甲的电路图,连接图乙的实物图,如图所示
(2)[1]多用电表选择开关旋至欧姆挡时,测量电阻之前,需要先进行欧姆调零,即从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行欧姆调零;
[2]根据“红进黑出”规律,实验中,应将红表笔置于处;
[3]若将另一表笔先后置于、、处,发现仅置于处时指针没有偏转,可判断电路中一定存在的故障是间的导线断路。
(3)[1]根据测量过程,利用欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
结合图像有
解得
[2]若电流表的内阻不可忽略,结合上述有
由于
解得
可知,该函数对应图像的斜率不变,可知,若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果无影响。
10.某物理实验小组利用实验室器材测量一段康铜金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,算出平均值D;用刻度尺测量金属丝接入电路的长度L。
(2)查阅资料后预计该金属丝电阻较小,因此采用图1所示电路图进行实验,U为输出电压可调且稳定的直流电源。将电源输出电压调至,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,当R的示数时,电压表(量程)的指针如图2所示,其读数___________V。根据上述数据,可计算得金属丝的电阻___________(保留3位有效数字)
(3)根据公式___________(用、D、L、表示)可计算出该金属丝的电阻率。
(4)在图1的电路中,由于电压表内阻并非无穷大,会导致的测量值___________(选填“大于”“小于”“等于”)真实值,属于______________________(选填“系统误差”“偶然误差”)。
(5)实验小组将实验方案拍照上传到大模型,在的提示下设计了图3所示的改进电路、该电路原理如下:将电压表替换为由干电池、灵敏电流计G和开关串联而成的检测支路,当检测支路电势差与两端电势差相等时,检测支路没有电流。
(6)已知干电池电动势为E。闭合开关S与,调节电阻箱R,当灵敏电流计G的示数为零时,记下电阻箱的阻值,则金属丝的电阻为___________(用、U、E表示)。
【答案】 /2.59/2.61 小于 系统误差
【详解】[1] 电压表量程为3V,分度值为0.1V,指针读数为
[2]与串联,总电压,电流
代入数据得
[3] 由电阻定律
横截面积
整理得
[4][5] 原电路中电压表与并联,计算得到的是与电压表内阻的并联总电阻,因此测量值小于真实值;该误差由实验原理仪器内阻的固有缺陷导致,属于系统误差。
[6] 当灵敏电流计示数为零时,两端电势差等于干电池电动势,则两端电压为。由串联电流相等规律
整理得
题型02 动态伏安特性——小灯泡的非线性密码
解题口诀:灯泡升温电阻变,伏安曲线弯向前;必用分压来供电,逐点描点绘曲线。
高考考向:高频重难点实验,小灯泡灯丝电阻随温度变化,考查分压接法的选用理由,图像绘制、图像信息读取;辨析非线性电阻特征,设问包含描点作图、数据分析、误差讨论,实验大题高频出现。
11.某实验小组利用如图甲所示的电路图来探究额定电压为的小灯泡的伏安特性。
除了额定电压为的小灯泡L,本实验还可能用到的器材有:
A.电流表(量程为,内阻为)
B.电流表(量程为,内阻未知)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.定值电阻
F.电源(电动势,内阻)
G.开关S、导线若干
(1)将电流表与定值电阻串联,改装成量程为的电压表,则_______;为了方便准确地探究小灯泡的伏安特性,滑动变阻器R应选________(填写器材前的字母代号),请对照图甲中的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物连线________。
(2)该实验小组通过实验得到多组和的实验数据,发现当时,,则小灯泡的额定功率为________W。(保留两位有效数字)
(3)该实验小组以()为纵轴,以为横轴,描点作出的图像如图丙所示,若将本实验的相同规格的两个小灯泡与电动势为、内阻为的电池直接串联,则每个小灯泡的实际功率为________W。(保留两位有效数字)
【答案】(1) 150 C
(2)0.60(3)0.27
【详解】(1)[1]将电流表与定值电阻串联,改装成量程为的电压表,则
[2]如果选最大阻值为200Ω的滑动变阻器,即使滑动变阻器的滑片移动较大距离,小灯泡的电压变化也不明显,导致调节范围受限,调节将会不方便,因此选最大阻值10Ω的滑动变阻器,即选C。
[3]实物连接如下
(2)小灯泡的额定功率
(3)令,根据串并联特点可知灯泡两端电压
两个小灯泡与电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电池直接串联时,流过电源的电流为I,电源两端的路端电压为2U,且
整理得
当时,当时,作图如图所示
题图中图线的交点为(5.62 mA,0.19A),可知
故每个小灯泡的实际功率
12.某同学在学习到电学元件的伏安特性曲线后,打算通过如下电路来描绘一个标注有“3V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线,并通过描绘的曲线来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。可供选择的仪器有:
A.,电阻约为的电流表
B.,电阻约为的电流表
C.,电阻约为的电压表
D.最大电阻为20Ω额定电流为的滑动变阻器
E.最大电阻为1kΩ额定电流为的滑动变阻器
F.蓄电池、开关,导线若干
(1)电流表应选______,滑动变阻器应选______。(均填写前面的字母序号)
(2)将电压表右端接线柱先后接a、b两不同的位置分别进行实验,两次实验测得该小灯泡伏安特性曲线如下图所示。则随着电流的增加,小灯泡的电阻___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)当电压表右端接a时,若用电压表示数除以电流表示数表示小灯泡电阻的测量值,则小灯泡电阻的测量值比真实值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若已知小灯泡在电压为时的准确电阻值为,则根据实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线可以求得接入电路中的电流表的阻值为__________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) A D(2)增大(3)偏小(4)
【详解】(1)[1]小灯泡额定电流为
电流表需选择量程大于的选项,A量程为符合要求,B量程过小,故电流表选A;
[2]滑动变阻器需满足分压接法且额定电流大于,E额定电流过小,D额定电流且最大电阻适合分压,故滑动变阻器选D。
(2)由伏安特性曲线图像可知,电阻为曲线上某点与原点连线斜率的倒数。随着电流增大,曲线斜率减小,其倒数增大,故电阻增大。
(3)电压表接时为外接法,电压表测量小灯泡真实电压,为电压表分流,电流表测量总电流
电阻测量值
真实值
因
故
即偏小。
(4)小灯泡真实电压
准确电阻
因此准确电流
内接法(接)中,如图斜率较缓的是内接法,当电流为时,电压表测量值
且内接法下
代入数据得
13.某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:待测小灯泡一只,额定电压为,电阻约为几欧:
电压表一个,量程,内阻约为:
电流表一个,量程,内阻约为:
滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干。
(1)请在图甲中补全实验电路图以完成电压、电流测量______。
(2)图甲中开关闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于_____(填“A端”,“B端”或“中间位置”)。
(3)该同学通过实验作出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡在额定工作状态时的电阻为_____。(保留两位有效数字)
(4)实验中该同学发现仪器柜中没有电压表,但有满偏电流为,内阻为的电流计,该同学想把它改装成电压表使用,则应_____联一个_____的电阻即可。
(5)若把此小灯泡与电动势、内阻的电源直接连接,灯泡实际功率约为_____。(保留两位有效数字)
【答案】(1)(2)端(3)(4) 串 5200(5)0.69
【详解】(1)电压表内阻远大于待测小灯泡的电阻,故应采用电流表外接法,补全实验电路图如图。
(2)图甲中开关闭合之前,应使测量电路处于短路状态,故把滑动变阻器的滑片置于B端。
(3)由图乙知,则小灯泡在额定电压2.5V工作状态时电流为0.43A,则电阻为。
(4)[1][2]电流表改装成电压表需要串联一个电阻分压,根据欧姆定律知。
(5)若把此小灯泡与电动势、内阻的电源直接连接,灯泡实际电压为U、电流为I,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据整理得
当,当,在图乙画出上式的图像如图,两图线的交点表示灯泡与该电源连成闭合回路,灯泡的实际电压约为1.82V,实际电流约为0.38A,则灯泡实际功率约为
因图中读取数据存在一定误差,故结果为0.67~0.72间均可。
14.有一兴趣小组研究某种电学元件的伏安特性。
(1)他们打算用2个电流表测量,电流表(满偏电流,内阻为)、电流表(满偏电流,内阻约为)以及一个用作保护电路的定值电阻,测量电学元件,(不区分正负极)的阻值。将图甲中的器材符号的连线补充完整___________。
(2)按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则=___________(用、和表示)。利用该方法测量的电阻值___________真实的电阻值(填大于、小于、等于)。
(3)若该电学元件的U- I特性曲线如图乙所示,现在将该电学元件、定值电阻和电源3V(不计内阻)这3个元件组成简单串联电路,请问该元件两端的电压为___________V(保留2位有效数字)。
【答案】(1)(2) 等于(3)1.6/1.7/1.8
【详解】(1)因电流表内阻已知,可将其与待测电阻并联,然后与电流表A2串联接入电路,电路如图
(2)[1]由电路可知
[2]因为考虑了电流表A1的内阻,则利用该方法测量的电阻值无误差,即测量值等于真实的电阻值。
(3)根据E=U+IR0,则U=3-200I,将此函数关系画在电阻的伏安特性曲线上,如图
交点坐标为U=1.7V,则该元件两端的电压为1.7V。
15.某同学要绘制标有“6V 0.5A”小灯泡的伏安特性曲线,器材如下:
A.电源E(电动势,内阻不计)
B.电流表A1(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电压表(量程,内阻为)
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电阻箱
(1)为绘制完整图像,把电压表V量程扩大为,将电阻箱和电压表_____(选填“串联”或“并联”),调到_____。
(2)画出实验电路图(图中标上所选器材的符号)。
(3)绘制小灯泡的伏安特性曲线如下图(a)所示,现将此小灯泡接入图(b)电路中(各已知量均已标记在图中),则小灯泡实际功率约为_____(保留三位有效数字)。
【答案】(1) 串联 3000(2)(3)1.60(1.56-1.64)
【详解】(1)改装电压表,应串联电阻。串联电阻前后满足满偏电流不变,即
解得
(2)由于电压表电阻已知,电压表分流可以被精确计算,故选用电流表外接法;
小灯泡额定电压等于电源电动势,需要在实验过程中给小灯泡调整电压达到6V,故选用滑动变阻器分压接法;
如图:
(3)将电源(E=6V,r=2Ω)与电阻(R=3Ω)视作等效电源,将该等效电源(E=6V,r=5Ω)的伏安特性曲线绘制到小灯泡的伏安特性曲线图像中,如下图:
两曲线交点坐标约为3.8V,0.42A
则小灯泡此时实际功率约为
16.现要用伏安法描绘一额定电压为3V、额定功率为1.3W的小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用
A.电压表V(量程0~300mV,内阻等于)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约为)
C.电流表(量程0~250mA,内阻约为)
D.电阻箱R(0~9999Ω)
E.滑动变阻器(最大电阻15Ω,允许最大电流2.5A)
F.滑动变阻器(最大电阻2000Ω,允许最大电流100mA)
G.两节干电池(电动势约为3.0V,内阻可忽略不计)
H.电键、导线若干
(1)为了描绘出更完整的伏安特性曲线,需将电压表改成3V量程,则要________(填“串联”或“并联”)电阻箱,并将电阻调为________Ω。
(2)为提高实验的精确程度,电压表应选用改装后的电压表;电流表应选用________;滑动变阻器应选用________。(以上均填器材前的序号)
(3)通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示,某同学将两个这样的小灯泡并联后,与一个电源(电动势,内阻)连接时,小灯泡的实际功率是________W。(保留两位有效数字)
【答案】(1) 串联 9000(2) B E(3)0.15/0.16/0.17/0.18/0.19/0.20/0.21/0.22/0.23
【详解】(1)[1][2]将电压表改成3V量程,则需要串联电阻箱,根据串联电路特点得
解得
(2)[1]小灯泡正常工作的电流为
则电流表应选用B。
[2]描绘小灯泡的伏安特性曲线,电流要从0开始调节,所以滑动变阻器采用分压接法,为了调节方便,滑动变阻器应选用阻值较小的E。
(3)两个小灯泡并联后,与一个电源(电动势,内阻)连接时,由闭合电路欧姆定律得
当电路断开,即时,
当时,解得
所以电源的线如图
两图线的交点即为灯泡工作的实际电流和电压。实际功率为
17.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,某同学所用器材如下:
①待测小灯泡:额定电压为,电阻小于。
②电压表:量程为,内阻约为。
③电流表:量程为,内阻约为。
④滑动变阻器,干电池两节,开关,导线若干。
(1)结合实验器材,该实验原理图正确的应为______。
A. B.
(2)原理图中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端。
(3)该同学画出的伏安特性曲线如图甲所示,由图甲可知,小灯泡的额定功率为______W。(结果保留三位有效数字)
(4)若将该灯泡与的定值电阻和、的电源构成闭合电路,如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为______V。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B(2)b(3)1.56(4)0.80
【详解】(1)由于,所以待测小灯泡为小电阻,为减小实验误差,电流表应使用外接法。
故选B。
(2)为保护电路,图中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于b端。
(3)由图甲可知,当小灯泡两端电压为3V时,通过小灯泡的电流为0.52A,则小灯泡的额定功率为
(4)由闭合电路欧姆定律
代入数据,整理可得
在图甲中作出该函数的图像如图所示
交点的电压、电流记为此时小灯泡的工作电压、电流,则
18.某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究某型号小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:待测小灯泡,额定电压为6V,额定电流0.5A:
A.电源E(电动势6V,内阻不计)
B.电压表(量程3V,内阻为)
C.电流表A(量程0.6A,内阻为)
D.固定电阻(阻值)
E.滑动变阻器(阻值)
F.导线和开关
实验要求:滑动变阻器便于调节,小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋至哪个档进行测量______(填选项前字母);
A.直流电压3V B.直流电流0.6A
C.电阻“” D.电阻“”
(2)在图甲所示的电路基础上画出符合要求的实验电路图。
(3)现将一个这样的灯泡与一个的定值电阻串联,接在一电动势为5V、内阻为的电源两端,如图丙所示,则灯泡的功率为______W(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)D(2)(3)1.0/0.90/1.1
【详解】(1)AB.在小灯泡接入电路前,不能通过电压表和电流表直接测量小灯泡的电阻,故AB错误;
CD.待测小灯泡,额定电压为6V,额定电流0.5A,可知其正常工作时电阻
电阻较小,可知多用电表的选择开关旋至电阻“”,故C错误,D正确。
故选D。
(2)电压表量程较小,需串联定值电阻改装成大量程电压表,电压要从零开始测量,滑动变阻器采用分压式接法,电流表和电压表内阻已知,则电流表选用内、外接法均可,实验电路图如图所示。
(3)根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
在坐标系中作出图像
交点为,灯泡的功率为
19.某学习小组拟探究小灯泡的伏安特性曲线及不同发光状态下的电阻,可供选用的器材如下:
A.小灯泡:规格“2.5V 0.5A”;
B.电流表:满偏电流为1mA,内阻为30Ω;
C.电流表:满偏电流为10mA,内阻为30Ω;
D.电压表:量程3V,内阻未知;
E.标准电阻:阻值为1Ω;
F.标准电阻:阻值为0.05Ω;
G.滑动变阻器:阻值范围为0∼1Ω,额定电流为3A;
H.滑动变阻器:阻值范围为0∼3Ω,额定电流为3A;
I.学生电源E:电动势为6V,内阻不计;
J.开关S一个及导线若干。
(1)为了较准确地描绘出小灯泡完整的伏安特性曲线。电流表应选___________,标准电阻应选___________,滑动变阻器应选___________(均选填器材前的字母序号);
(2)在虚线框中画出实验电路图(其中,部分电路已画出);
(3)某次实验中电流表示数为量程的,电压表示数为2.0V,则此时灯泡电阻为___________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) B F H(2)(3)
【详解】(1)[1][2]灯泡的规格为“”,即电路中的最大电流不超过,将电流表和标准电阻并联,改装成新的电表,其量程为
故应选用电流表和标准电阻,故选B和F。
[3]由题意可知,灯泡电阻为
灯泡的额定电流为,由并联电路规律可知若采用滑动变阻器时,滑动变阻器最大,则流过滑动变阻器的最小电流为,即滑动变阻器可用阻值范围较小,故选用滑动变阻器应该为,故选H。
(2)因电流表的内阻已知,故采用电流表内接法,可避免系统误差,滑动变阻器采用分压式接法,在虚线框中画出实验电路图如下图所示
(3)改装的电流表量程为,某次实验中电流表示数为量程的,则测量的电流大小为
电流表两端的电压为
根据欧姆定律可得此时灯泡电阻为。
20.某实验小组通过实验研究标有“3.8V,1.9W”字样的小灯泡,需得到它的伏安特性曲线,要求测量尽量准确,且测量范围尽可能大,并能测量小灯泡的额定电流。供选器材有:
A.电压表(0~3V,内阻约为5kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为25kΩ)
C.电流表(0~200mA,已知内阻为10Ω)
D.电流表(0~800mA,已知内阻为4Ω)
E.定值电阻(10Ω)
F.定值电阻(30Ω)
G.滑动变阻器
H.电源E(6V,内阻约为1Ω)
I.单刀开关一个、导线若干
(1)实验小组在实验中发现电压表量程太小不能测出额定电压下的电流,电压表量程太大,测量误差太大,因此不能用两电压表测电压,可以选用现有电流表串联定值电阻_______改装成电压表测电压。(填“”或“”);
(2)请结合(1)问中的设计思路,在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整______(并在图中标明所选器材的电学符号);
(3)实验测得多组数据,将该数据处理后作出小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的电阻随电流的增大而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)现将该小灯泡与另一只完全相同的小灯泡并联,再接到电动势为,内阻为的电源两端,则电路稳定时流过每只灯泡的电流为_______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)(2)(3)增大(4)
【详解】(1)小灯泡的额定电压
小灯泡的额定电流为
因此可采用电流表测量流过小灯泡的电流;电流表与定值电阻串联,改装成电压表以测量小灯泡的电压,改装后电压表的量程为
因此,通过以上改装即可满足测量要求。
(2)根据第(1)问分析可知,应用与定值电阻串联后测量电压,由于改装电压表内阻已知,故可以采用电流表外接法的方法进行测量,电路如图所示
(3)图像过坐标原点的割线斜率为小灯泡电阻的大小,由此可知,小灯泡的电阻随电流的增大而增大。
(4)电路稳定时流过每只灯泡的电流为,小灯泡的电压为,由闭合回路的欧姆定律有
代入数据有
将此关系画在灯泡的线上如图,交点横坐标即为每只灯泡的电流,如图所示
由图可知,流过灯泡的电流为。
题型03 多用电表粗测——快速判阻的便捷法门
解题口诀:选档欧姆先调零,红黑表笔内接负;换挡重调看刻度,用完拨至交流档。
高考考向:电学实验基础考点,考查多用电表欧姆挡选档、欧姆调零、读数操作规范;兼顾表笔极性、换挡要点、实验结束挡位选择,常以填空、实验改错形式命题,也会利用电路故障排查关联考查。
21.(2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
【答案】(1)34##34.0 (2)AD (3)C
【小问1详解】
从图2可知,多用电表选择开关置于电阻×10挡位,图3中指针指向3.4,所以测得阻值为R=3.4×10=34Ω。
【小问2详解】
AB.根据变压器电压与匝数的关系,匝数多的线圈电压高;因为变压器由漏磁等损失,因为,所以n1对应副线圈,故A正确,B错误。
C.变压器的工作原理是电磁感应,需要交流电源,不能用直流电源,C错误。
D.变压器输出的是交流电,测量其电压时,多用电表选择开关应调至交流电压挡,D正确。
故选AD。
【小问3详解】
由题意可知下层线圈输入的是锯齿波电压,它的变化率(斜率)在每个周期内是恒定的;根据电磁感应原理可知上层线圈的感应电动势,与磁通量的变化率成正比,也就是与输入电压的变化率成正比;输入电压的斜率恒定,所以感应电动势的大小也恒定,对应的波形是方波。故选C。
22.小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
【答案】 大于 向上
【详解】(1)[1]根据题意可知,所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻,电源电动势不变,根据可知;
(2)[2]当开关拨向时,全电路的总电阻较大,中值电阻较大,能够接入待测电阻的阻值也更大,所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大,即;
(3)欧姆表内阻等于中值电阻,从“”挡位换成“”挡位,欧姆表内阻变大,即开关从拨向,全电路电阻增大,干路电流减小,①②短接时,为了使电流表满偏,则需要增大通过电流计所在支路的电流,所以需要将的滑片向上调节;
(4)[4]在“”挡位,令与串联部分的总电阻为,上半部分单独叫,电路图结构简化如图
第一次,当①②短接,全电路的总电阻为
通过干路的电流为
电流表满偏,根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第一次和第二次解得
第三次,①②之间接入,全电路总电阻为,通过干路的电流为
电流表偏转了量程的,则
结合第二次和第三次,解得
23.某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示,分为控制电路和测量电路两部分,所用器材如下:
A.待测表头:量程μA,内阻约为
B.灵敏电流计G
C.定值电阻
D.粗细均匀的电阻丝AB,总长度
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为)
G.线夹、电源、开关及导线若干。
(1)实验过程中为便于调节,滑动变阻器应选用__________填器材前的字母;
(2)闭合开关S前,先将线夹大致固定在电阻丝AB中部,滑片置于a端。调节滑动变阻器滑片使表头示数适当后保持不动。移动线夹直至灵敏电流计G示数为零,测得此时段电阻丝长度。则表头内阻__________保留三位有效数字;
(3)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为__________填“红”或“黑”表笔;当开关S接接线柱3时,对应的倍率为__________(填“”、“”或“”);短接表笔a、b进行欧姆调零时,应调至__________。
【答案】(1)E(2)(3) 黑 9667
【详解】(1)待测表头内阻约为,定值电阻,电阻均较大,为便于调节,滑动变阻器应选最大阻值较小的,即选项。
(2)粗细均匀的电阻丝AB,总长度,灵敏电流计G示数为零,即电桥平衡时,测得此时段电阻丝长度,有
代入数据解得表头内阻
(3)[1]表笔b接内部电源正极,故应为黑表笔。
[2]接线柱3未接电阻,表头和分流电阻构成的电流表量程最小,倍率最大,可知倍率为“”。
[3]短接调零时,满偏电流
由
得
24.某物理爱好者设计了一个三挡位(“”“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为单刀三掷开关,为调零电阻,、、为定值电阻,表头的满偏电流为,内阻为,干电池的电动势为,内阻为。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值,回答下列问题∶
(1)欧姆表的两只表笔中,____(选填“a”或“b”)是红表笔。
(2)当欧姆表的挡位为“×1”时,应将单刀三掷开关K与____(选填“1”“2”或“3”)接通。
(3)若从“×10”挡位换成“×1”挡位,再进行欧姆调零时,调零电阻R的滑片应该____(选填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×100”挡位进行欧姆调零后,在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的;取走R1,在ab两表笔间接入待测电阻Rx,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=____Ω。
(5)若电源电动势原来为1.5V,一段时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表欧姆调零后测量某电阻,读数为30Ω,则该电阻的真实值为_____Ω。
【答案】(1)(2)3(3)向下(4)4000(5)24
【详解】(1)欧姆表内部电流从黑表笔流出,经待测电阻后,从红表笔流进欧姆表,黑表笔与内部电池正极相连,红表笔与内部电源负极相连,因此图中是红表笔。
(2)欧姆表内阻大,中值电阻大,欧姆表的倍率越大,根据闭合电路的欧姆定律,欧姆表内阻
当开关K拨向3时,根据并联电路电流的分配原则可知,与表头并联的电阻越小,该支路的电流越大,回路中满偏电流越大,则欧姆表内阻越小,即为“×1”挡位。
(3)从“×10”挡位换成“×1”挡位,即开关K从2拨向3,满偏电流由变成,欧姆调零电阻由变成
根据闭合电路欧姆定律有,
则,即调零电阻接入电路的阻值减小,因此滑片向下滑动。
(4)根据闭合电路的欧姆定律,在“×100”挡位进行欧姆调零,则
在a、b两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的,则
在a、b两表笔间接入待测电阻,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的,则
联立解得
则有
(5)若电源电动势原来为,调零时对应的内阻为,则有
一段时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表进行调零时,有
联立可得
当测量某电阻时读数为,则真实的电阻为
25.某实验小组计划将量程为、内阻的毫安表改装成简易欧姆表并测量电阻的阻值。
实验室提供以下器材:
(1)毫安表(参数如上)
(2)定值电阻若干
(3)滑动变阻器(最大阻值)
(4)电源(标称电动势1.5V,内阻未知)
(5)待测电阻
(6)红表笔、黑表笔、导线若干
实验步骤如下:
(1)按图1所示的电路连接实验器材,其中A表笔应接表笔______(填“红”或“黑”),定值电阻应选______(填“”“”或“”)。
(2)将两表笔短接,调节滑动变阻器,使毫安表指针指向______(填“0mA”“0.5mA”或“1mA”)处。
(3)将待测电阻接入两表笔之间,毫安表指针如图2所示,则待测电阻的测量值______。
(4)经检查,该实验小组发现所用电源的电动势小于1.5V,则该电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(5)更换电动势为1.5V的标准电源后,在毫安表表盘上标出对应的电阻数值,使此欧姆表的倍率为“”。
(6)按图3所示的电路改装欧姆表,可以将欧姆表的倍率变为“”,则图中阻值为______。
【答案】 红 1mA 2250 大于 120
【详解】(1)[1] [2] 由图1知,欧姆表内部电流方向为顺时针方向,电流从B表笔流出,从A表笔流入,故A为红表笔。欧姆表中值电阻为
又,滑动变阻器的最大阻值为,故定值电阻应选即选。
(2)[3] 电阻调零时,两表笔短接,指针指向欧姆零刻度处,即电流表的满偏电流处,故为1mA。
(3)[4] 由图2可得,电路中的电流为,
(4)[5] 假设,则
故,可得:测量值大于真实值。
(6) [6] 原欧姆表的中值电阻为,倍率为“”,欧姆表中央刻度为“15”,要将欧姆表的倍率改为“”,中值电阻为,改装后电流表的满偏电流为10mA,并联电阻阻值为:。
26.某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻________,________。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值________。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为________(选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角________(选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为________。
【答案】(1) 8 72(2)5.2mA/5.20mA(3)B(4) ×100 太小 1427Ω
【详解】(1)由电路图可知,接1时为电流表,接2时为电流表,于是可得,
代入数据可得,
解得,
(2)接,接1时,多用电表为量程为10mA的电流表,由图乙可知,每个小格为0.2mA,所以读数为5.2mA
(3)欧姆表需要进行欧姆调零,所以单刀双掷开关接,接1时,欧姆表的内阻
单刀双掷开关接,接2时,欧姆表的内阻,
为改装后电流表的内阻。
故选B。
(4)单刀双掷开关接1时为大量程电流表,所以接、接1时即为小倍率欧姆表,对应的挡位是。接2为大倍率欧姆表,因为需要调换挡位说明现在测量的是一个大电阻,此时量程太小,所以出现的情况应该是指针偏角太小。调整好倍率进行欧姆调零,开关接2时,电流表内阻
滑动变阻器的阻值
27.如图甲,某兴趣小组搭建了有“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路.其中电池的电动势E=1.5V,内阻可忽略不计;表头量程I0=1mA、内阻R0=450Ω,R1、R2为电阻箱,R为滑动变阻器,S为单刀多掷开关.
(1)电路中表笔Ⅰ应为__(选填“红”或“黑”)表笔.
(2)设定B对应“×10”挡位,A对应“×1”挡位.
(3)该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻Rx的阻值,进行了如下操作:
步骤①先将S拨到B,两表笔短接调零,即:调节R使表头指针指在________mA刻度处;
步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙a处,有同学提出此时指针偏角较小,想增大指针偏角,应将开关S拨至__(选填“A”或“C”);
步骤③将选择开关S拨至新的位置后,重复步骤①后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙b处,可知Rx阻值为__Ω.
(4)若干电池由于长时间使用,内阻略有增大,电动势仍为1.5V,则电阻测量值相对真实值__(选填“偏大”、“等大”或“偏小”).其理由为__.
【答案】 黑 1.0 C 1500 等大 电阻调零时,电池内阻不能忽略可通过减小调零电阻的阻值,保证欧姆表内阻恒定。欧姆表内阻不变,测量值就不受影响。
【详解】(1)[1]电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接,可知应为黑表笔;
(3)[2]步骤①先将S拨到B,两表笔短接调零,即:调节R使表头指针满偏,即指在1.0mA刻度处;
[3]步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙a处,有同学提出此时指针偏角较小,说明倍率挡选择过低,因C挡为“×100”挡,则想增大指针偏角,应将开关S拨至C;
[4]步骤③将选择开关S拨至新的位置后,重复步骤①后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙b处,因接C时的中值电阻为
可知Rx阻值为1500Ω。
(4)[5][6]电阻调零时,电池内阻不能忽略可通过减小调零电阻的阻值,保证欧姆表内阻恒定。欧姆表内阻不变,测量值就不受影响,即电阻测量值相对真实值等大。
28.实验小组为探究某型号发光二极管的伏安特性,进行了如下操作。
(1)多用电表如图1所示,完成机械调零后:
①将K旋转到欧姆挡“×1”的位置。
②将红、黑表笔短接,调整欧姆调零旋钮,使指针对准欧姆挡______刻线(填“0”或“∞”),完成欧姆调零。
③两次测量二极管的电阻,结果如图2所示,则______端为二极管的正极(选填“a”或“b”);换用欧姆挡的不同倍率测量正向电阻,且操作规范,三次测量结果如表1。其中第3次测量时表盘刻度如图3所示,此时读数为______Ω,三次测量结果不同的原因是:____________。
表 1
第1次
第2次
第3次
倍率
×1
×10
×100
电阻测量值(Ω)
46
350
(2)现将二极管连入图4所示的电路中,电阻R=50Ω,电源电动势E=3V,内阻不计,则该二极管两端电压U与电流I的大小满足关系式______。若二极管的正向电压伏安特性曲线如图5所示,那么图4电路中二极管的工作电流为______mA(保留2位有效数字)。
【答案】(1) 0 a 2800//2800.0 换倍率后,欧姆表内阻变化,二极管的工作电流变化,非线性元件的电阻就不同
(2) 18/16/17/19
【详解】(1)[1]欧姆调零的规则是:红黑表笔短接后,调节调零旋钮使指针对准欧姆挡的0刻线。
[2]多用电表欧姆挡中,黑表笔连接内部电源的正极;二极管正向导通时电阻很小,由图2可知,黑表笔接端时二极管电阻小,处于导通状态,因此是二极管正极。
[3]第三次倍率为,由图3读出欧姆刻度为,因此测量值为
[4]二极管是非线性元件,电阻随自身温度(工作电流、两端电压)变化,欧姆表不同倍率下,内部电源加在二极管两端的电压、流过二极管的电流不同,二极管温度不同,电阻不同,因此三次测量结果不同。
(2)[1]二极管和串联,电源内阻不计,根据闭合电路欧姆定律,代入、,得关系式(单位,单位)。
[2]在图中作出辅助线,该线与二极管伏安特性曲线的交点即为工作点,可得工作电流约为,均符合要求。
29.某实验小组测量一电阻的阻值。
(1)先用多用电表测量的阻值,用“”挡测量时,指针位置如图甲所示,则电阻值为_______。
(2)用如图乙所示电路测量该电阻,其中G为电流计,零刻度在中间位置。主要操作步骤如下:
①正确连接电路,将滑动变阻器滑片移至_______(选填“左”或“右”)端,滑动变阻器调至阻值最大;
②闭合开关S,调节滑片至某位置,调节使G示数为零;
③减小阻值,观察G的指针偏转情况,调节使G示数为零;
④重复步骤③,直到阻值减为零时,G示数为零;
⑤读出电压表示数和电流表示数。
(3)根据实验数据可得_______(用所测量物理量的符号表示)。
(4)在步骤③中,根据G的指针偏转方向判断出G中电流方向由指向,则应将阻值调_______(选填“大”或“小”),使G示数为零。
(5)小明认为,实验中电压表内阻对电阻的测量值有影响。你_______(选填“同意”或“不同意”)他的观点,理由是_______。
【答案】(1)17(2)左(3)(4)大(5) 不同意 因为阻值减为零时,G示数为零,此时电压表示数就是待测电阻两端电压,而支路没有分流,所以电流表示数等于待测电阻的电流,计算没有误差,所以电压表内阻对电阻的测量值没影响。
【详解】(1)多用电表欧姆挡读数等于表盘示数乘以倍率,读数为
(2)由图乙可知,滑动变阻器采用分压式接法,测量电路接在滑片与电源负极之间。为了保护电路,闭合开关前应使测量电路两端电压为零,故滑片应移至最左端。
(3)实验步骤④中提到“直到阻值减为零时,示数为零”。当时,、两点被短接,电势相等,即。此时电压表并联在两端,测得电压为两端电压。电流表测得电流为流过的电流。根据欧姆定律可得
(4)电流计中电流方向由指向,说明点电势高于点电势,即。为了使示数为零,需要降低点电势,应将阻值调大,增大分压。
(5)[1]不同意;
[2]因为阻值减为零时,G示数为零,此时电压表示数就是待测电阻两端电压,而支路没有分流,所以电流表示数等于待测电阻的电流,计算没有误差,所以电压表内阻对电阻的测量值没影响。
30.某同学利用实验室的实验器材制成了简易的欧姆表,该简易欧姆表有×10、×1两个倍率,如图所示,已知电流计(内阻Rg=60Ω,量程为Ig=1mA)、滑动变阻器R(最大阻值为1500Ω)、电阻箱(0~499.9Ω)、干电池(E=1.2V,r=0.8Ω)。
(1)电路中M应为______(填“红”或“黑”)表笔;断开开关S时,应为______(填“×10”或“×1”)倍率。
(2)断开开关S,调节滑动变阻器R使电流计满偏,则滑动变阻器接入电路的电阻值为______Ω,当电流表的指针偏转角度为满偏的时,此时所对应的电阻阻值应为______Ω。
(3)这位同学发现,表内电池的电动势已经下降,但仍然可以调零。实际测量时,实际阻值为240Ω的标准电阻的测量值为300Ω,分析可知表内电池的电动势等于______V。
【答案】(1) 黑 ×10(2) 1139.2 400(3)0.96
【详解】(1)[1]在欧姆表内部,电流从内置电源的正极流出,经过黑表笔、外部待测电阻、红表笔流回电源负极,因此与内部电源正极相连的M表笔为黑表笔;
[2]S断开时,干路的最大电流变小,根据 ,满偏电流越小,欧姆表内阻越大,对应较高的倍率。断开开关S时,应为 “×10”倍率。
(2)根据闭合电路欧姆定律
可得R=1139.2Ω
当电流表指针偏转为满偏的时,设所测电阻为Rx,有
代入数据解得
(3)当电池电动势下降为后,仍可调零,欧姆表的内阻满足
测量一个实际电阻值为R真=240Ω的电阻时,指针指向的刻度值为R测=300Ω,对于同一个指针位置(即相同的电流I),在电动势为E和时,分别满足化简后得到比例关系
可得=0.96V
题型04 传感元件探秘——光敏热敏气敏磁敏电阻的情境应用
解题口诀:光热气磁改阻值,传感元件辨特性;电路接法循常规,抓住阻变找规律。
高考考向:新情境创新实验热点,以光敏、热敏、气敏、磁敏、力敏电阻为载体,关联传感器背景,考查电阻随光照、温度、浓度、磁场强度、力的大小等的变化规律;融合测电阻全套实验方法,信息读取、数据处理、图像分析,创新型实验大题、选择题均会考查。
31.(2026·甘肃·高考真题)热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有:待测热敏电阻(阻值约几千欧姆)、电源(电动势3 V,内阻很小)、毫安表(内阻很小)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关和、温控装置、导线若干。
主要实验步骤及问题如下:
(1)断开开关,连接电路,通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度,并保持稳定。
(2)闭合开关前,应将的滑片置于__________(填“”或“”)端。实验中的作用是__________(填“限流”或“分压”)。
(3)闭合,调节的滑片至某一位置,记录毫安表的示数;保持滑片位置不变,闭合,记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________(用、和表示)。
(4)某次测量时,毫安表选择量程,其指针稳定在图2所示位置,则读数为__________。
(5)改变的滑片位置,重复实验步骤(3),记录多组和数据。以为横坐标,为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6,可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。
【答案】 ①. ②. 分压 ③. ④.##1.291##1.293 ⑤.
【详解】(2)[1][2]由图1可知,实验中采用的分压接法,闭合开关前,应将的滑片置于端,其作用是分压。
(3)[3]根据题意,由欧姆定律有
解得
(4)[4]由图2可知,毫安表的最小分度为,则读数为
(5)[5]根据题意,由欧姆定律有
整理可得
则有
解得
32.光照强度简称照度,反映光的强弱,光越强照度越大,照度的单位为勒克斯()。为了控制蔬菜大棚内的照度,农技人员对大棚设计了图甲所示的智能光控电路,当照度低于某阈值时,启动照明系统进行补光。
(1)为了设定控制电路具体参数,需要获得不同照度下光敏电阻的阻值,现用如图乙所示的多用电表进行测量。步骤如下:
①机械调零后,选择开关拨至“”位置,红黑表笔短接,然后调节多用电表面板上的部件________(填“S”或“T”),直到指针停在表盘右端0刻度处。
②用可调照度的灯照射光敏电阻。某次测量中,指针指示如图丙所示,则光敏电阻的阻值________,并用照度传感器记录此时的照度值。
③改变照度多次重复步骤②,得到光敏电阻阻值与照度的对应关系,如表1所示。
表1 光敏电阻阻值与照度对应表
照度/
65890
41570
30840
20760
16040
12070
10530
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.0
(2)图甲电路中,电源电动势,内阻不计。定值电阻,电阻箱的阻值调节范围是,光敏电阻的电压增加到时,照明系统开始工作。现大棚内拟种植叶菜类蔬菜,农技人员设置照度阈值,当照度降低到时开始补光,电阻箱的阻值应调为________。
(3)当大棚内种植果菜类蔬菜时,需提高照度阈值,需要________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值。
【答案】(1) T /800.0/800(2)1700(3)减小
【详解】(1)[1]选择倍率后,需要将红黑表笔短接,然后调节多用电表面板上的欧姆调零旋钮T进行欧姆调零;
[2]多用电表的读数为
(2)由表1可知,当照度时,
电流
根据欧姆定律,电阻箱接入的阻值
(3)由表1可知,光敏电阻阻值随照度的增大而减小。提高照度,光敏电阻减小,在电路中分得的电压减小,为了分得和没有提高照度阈值前相同的电压,需要提高其阻值在总电阻中的占比,因此需要减小电阻箱的阻值。
33.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线如图a所示。
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致,实验可供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
B.毫安表A1(量程2mA,内阻为200Ω)
C.毫安表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
D.定值电阻R0(阻值2800Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流0.2A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω,额定电流0.2A)
G.开关、导线若干
探究小组根据器材设计了图b所示电路来测量不同甲醛浓度下气敏电阻的阻值,其中:
①滑动变阻器Rp应选用__________(填“R1”或“R2);
②开关S闭合前,应将滑动变阻器Rp的滑片置于__________端(填“a”或“b”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内浓度,记录不同浓度下电表示数,当甲醛浓度为时毫安表A1和毫安表A2的示数分别为1.51mA和3.51mA,此时测得该气敏电阻的阻值为____________kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)多次测量数据,得出该气敏电阻的参数与图a基本一致。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路,用来测定室内甲醛是否超标(国家室内甲醛浓度标准是),并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大,电源电动势E=3.0V(内阻不计),在接通电路时报警器两端电压大于2.0V时发出报警音“已超标”,小于等于2.0V时发出提示音“未超标”。则在电阻R3和R4中,___________是定值电阻,其阻值为___________kΩ(保留两位有效数字)。
【答案】(1) R2 a(2)2.27(3) R3 1.3
【详解】(1)①[1]根据图b可知,滑动变阻器采用了分压接法,为了调节方便,本来应该选择最大阻值较小的R1;但是考虑到若选择R1=10Ω,电源电动势为6V,则可能会超过滑动变阻器的最大电流0.2A,所以选择R2。
②[2]开关S闭合前,应将滑动变阻器Rp的滑片置于a端。
(2)该气敏电阻的阻值为
(3)[3][4]因甲醇浓度越大,则Rq阻值越大,回路总电阻越大,总电流越小,则定值电阻上的电压越小,Rq上的电压越大,当超过2.0V时发出报警音,可知R4为气敏电阻,R3为定值电阻;当室内甲醛浓度是时Rp=2.6kΩ,可知定值电阻
34.某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为__________Ω。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最__________(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表的示数为2.25mA,的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为__________kΩ。经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示。
(3)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知通过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°C,油液外热敏电阻的温度为70°C,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为__________cm。
【答案】(1)(2) 左 3.0/3(3)10
【详解】(1)[1]由多用电表欧姆表的读数规则可知,此时热敏电阻的阻值为
(2)[2][3]滑动变阻器采用分压式接法,为保护电路安全,在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端,由于和并联,故有
代入数据解得
(3)[4]设警戒液面到油箱底部的距离为x,温度为30℃时热敏电阻的阻值为,则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理,可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中,由闭合电路欧姆定律有
其中、、
代入解得
35.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻,正常情况下阻值为几百欧,当甲醛浓度升高时,其阻值可以增大到几千欧。该气敏电阻说明书给出的气敏电阻随甲醛浓度变化的曲线如图a所示(横轴为)
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致,测量部分甲醛浓度下的阻值,设计图b所示电路。利用如下实验器材测甲醛浓度为时气敏电阻的阻值,供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势,内阻不计)
B.电压表(量程,内阻约)
C.毫安表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值)
E.滑动变阻器(最大阻值)
F.开关、导线若干
①参照图a中的参数,滑动变阻器应选用__________(填“”或“”);
②单刀双掷开关应接在__________(填“1”或“2”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度,记录不同甲醛浓度下电表示数,计算出气敏电阻对应阻值,若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和,则此时气敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。
(3)已知国家室内甲醛浓度标准是。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路,用来测定室内甲醛是否超标。
电源电动势为(内阻不计),电路中、分别为红、绿发光二极管,红色发光二极管的启动(导通)电压为,即发光二极管两端电压时点亮,绿色发光二极管的启动电压为,发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮,超标时红灯亮,则在电阻和中,__________是定值电阻,其阻值为__________。
【答案】(1) 1(2)1.5(3) 3.9
【详解】(1)[1]根据图b可知,滑动变阻器采用了分压接法,为了调节方便,则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的。
[2]由图a可知,甲醛浓度为的气敏电阻的阻值
由于,因此电流表应采用内接法,即开关接到1。
(2)根据欧姆定律可得气敏电阻阻值为
(3)[1]、串联,当甲醛浓度升高,气敏电阻的阻值增大时,红色发光二极管两端电压升高,所以为气敏电阻,为定值电阻。
[2]根据电阻与电压成正比,有
红色发光二极管处于点亮的临界状态,由图a可知时,气敏电阻的阻值,故可得
36.磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值(约几千欧)随磁感应强度的变化关系。
所用器材:电源E(6V)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),电压表(量程为0~3V,内阻为2kΩ)和毫安表(量程为0~3mA,内阻不计)。定值电阻、开关、导线若干
(1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大,实验小组设计了电路图甲,请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示,电压表的读数为______V,电流表读数为0.5mA,则此时磁敏电阻的阻值为______。
(3)实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示,某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器,其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源(电动势为6.0V,内阻可忽略),当图中的输出电压达到或超过2.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T,则图中______(填“”或“”)应使用磁敏电阻,另一固定电阻的阻值应为______(保留2位有效数字)。
【答案】(1)(2) 1.30 3900Ω/(3) 2.8
【详解】(1)根据电路图甲,在乙图中补充实物连线图如下
(2)[1]电压表的最小刻度值为0.1V,如图丙所示,电压表的读数为1.30V,
[2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系,磁敏电阻两端的电压为
电流表读数为0.5mA,故此时磁敏电阻的阻值为
(3)[1]根据闭合电路可得可得输出电压为
要求输出电压达到或超过2.0V时报警,即要求磁感应强度增大时,电阻的阻值增大,从而需要输出电压增大,故需要的阻值增大才能实现此功能,故为磁敏电阻;
[2]开始报警时磁感应强度为0.2T,此时
电压
根据电路关系
解得另一固定电阻的阻值应为
37.汽车自动雨刷系统中的雨量感应模块是其核心部件。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性,并设计一个简单的雨量控制模拟电路。
(1)探究光敏电阻的阻值特性
准备实验器材:待测光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小),直流电源(),电压表(量程0~5V,内阻约3kΩ),电流表(量程0~3mA,内阻约10Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关,导线若干,用于模拟雨滴的遮光物。
①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值,将选择开关指在电阻挡“×100”倍率,进行正确操作后示数如图甲所示,其读数为_____Ω。
②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值,小组同学设计电路并连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要,设计合理测量电路,用笔画线代替导线,在图乙中将实物图补充完整_____。
③小组同学用遮光物模拟雨滴,不同程度地遮挡光敏电阻,以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡(模拟小雨、中雨、大雨)三种情况下的图线分别为图丙中的、、,则对应大雨情况的图线是_____(填“”“”或“”)。
(2)设计自动雨刷启动电路
根据以上实验结果,小组同学想利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时,控制开关输入电压降低,且在达到中雨级别之前的适当值时,使控制开关输入的电压低于阈值(触发开关工作电压值)2.5V,触发雨刷电机启动。供电电路采用的器材为光敏电阻,定值电阻,,电源电动势,内阻不计。下列选项中可以实现上述控制功能的电路图为_____。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 1800 (2)C
【详解】(1)[1]多用电表电阻挡读数为指针示数×倍率,因此读数为
[2]滑动变阻器最大阻值仅20Ω,远小于光敏电阻,限流法无法明显改变电压电流,因此采用分压式接法;
光敏电阻为大电阻,满足,因此电流表采用内接法,连线如图:
[3]大雨对应重度遮挡,光照最弱,光敏电阻阻值最大,由,相同电压下电流最小,因此对应图线斜率最小的。
(2)AB.控制开关并联在两端,电压,增大时增大,不符合“雨量增大电压降低”的要求,故AB错误;
C.由题意雨量增大→遮挡增多→增大,要求增大时控制开关输入电压降低,且中雨之前电压就低于2.5V触发启动。由三种情况下的图线可求得小雨时,同理中雨时,大雨时。
控制开关并联在两端,电压,增大时减小,符合变化规律。令代入得触发对应的(中雨阻值),说明中雨之前就触发,故C正确;
D.控制开关并联在两端,令得触发对应,超过中雨才触发,故D错误。
故选C。
38.NTC热敏电阻器是负温度系数热敏电阻,常用作温度传感器来实现智能控制。实验室有一个NTC热敏电阻器及厂家提供的标称值曲线,如图甲所示。
(1)某同学想测量该热敏电阻的阻值以检验参数与图甲是否一致。供选用的器材如下:
A.电源(,内阻不计)
B.电压表(量程10 V,内阻约10 kΩ)
C.毫安表(量程10 mA,内阻为50 Ω)
D.滑动变阻器(最大阻值50 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值1000 Ω)
F.电阻箱
H.定值电阻、开关、导线若干
①请在图乙虚线框内将测量的电路图补充完整___________;
②为了测量更多组数据,滑动变阻器选用__________(填“”或“”)更适合电路调节;
③正确操作后,在热敏电阻温度为27℃时,电压表读数为8.4 V,电流表读数为8.0 mA,则此时__________kΩ,与厂家标称值相对误差为__________%(保留2位有效数字)。
(2)该同学将电源E、热敏电阻、电阻箱、定值电阻、、电压比较输出控制器(简称控制器)连接成一自动加热器,其电路图如图丙所示。已知,,控制器的输入电阻很大。当a点电势低于b点电势时,控制器产生信号使电热器工作:当a点电势等于或高于b点电势时,控制器产生信号使电热器不工作:若要求温度达到30℃时停止加热,电阻箱的阻值应调为__________kΩ。
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,为了让加热器30℃时停止加热,请提出一个可行方案___________。
【答案】(1) 1.0 9.1(2)2(3)调大的阻值或减小的阻值或调大的阻值
【详解】(1)①因mA表的内阻已知,则采用电流表内接电路,电路如图
②为了测量更多组数据,滑动变阻器要接成分压电路,则选用阻值较小的更适合电路调节;
③根据欧姆定律可知
由图可知在热敏电阻温度为27℃时的阻值为1.1kΩ,则与厂家标称值相对误差为
(2)温度达到30℃时热敏电阻的阻值为,则当ab两点电势相等时,解得电阻箱阻值为
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,说明在温度达到30℃时a点电势低于b点电势,为了让加热器30℃时停止加热,则需要升高a点电势或降低b点电势,则由可知,可调大的阻值或减小的阻值或调大的阻值。
39.某化工厂的蓄液池水温必须控制在10℃到15℃之间,其控制原理图如图甲所示,当水温低于10℃时低温指示灯亮,高于15℃时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于或等于30 mA时衔铁被吸引上移,控制电路中连接在定值电阻与热敏电阻之间的电源电动势,热敏电阻的阻值与温度关系如图乙所示,请回答下列问题。
(1)若水温从11℃上升到14℃,则控制电路中电流表A的示数__________(选填“增大”或“减小”)。
(2)若控制电路中,电流表A的内阻为15Ω,除了热敏电阻和定值电阻,其他电阻可忽略,则定值电阻的阻值为__________Ω。
(3)图甲电路中,接线C应与__________(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现水温下降到8℃时,低温指示灯才开始亮,则应选用__________(选填“大一些”或“小一些”)的定值电阻。
【答案】(1)增大(2)85(3)A(4)大一些
【详解】(1)水温升高,从乙图可知热敏电阻阻值减小,控制电路总电阻减小,电源电动势不变,由欧姆定律可知,电路电流增大,因此电流表示数增大。
(2)由题意,时,,此时电流刚好达到
由闭合电路欧姆定律可得
代入,,解得
验证时,,电流,符合题意。
故。
(3)当水温高于时,线圈电流达到,衔铁被吸引上移,需要接通高温指示灯电路,因此动触点随衔铁上移后与上端静触点接触,电路导通,高温灯亮,因此接线应与端相连。
(4)本来要求温度降到时低温灯亮,现在降到才亮,说明时电流仍大于,仍被吸引,未释放。要让时电流减小到以下,需要增大总电阻,因此应换用阻值大一些的。
40.力敏电阻是一种利用半导体材料压力电阻效应制成的特殊元件,其电阻值随外加力大小发生改变,可实现机械力向电信号的转换,利用这种特点可以测量压力大小。某同学计划利用力敏电阻制作一个电子秤来测量物体的质量,电表均可视为理想电表。所用器材如下:
A.力敏电阻
B.滑动变阻器,最大阻值约为5 Ω
C.滑动变阻器,最大阻值约为200 Ω
D.电流计G,量程0~30 mA
E.电压表V,量程0~3 V
F.直流电源E,电动势为5 V,内阻很小
G.开关S,导线若干
(1)该同学先使用欧姆表测量无压力时力敏电阻的阻值,将选择开关旋至“”挡,发现指针偏角过大,应将选择开关旋至_________挡(填“”或“”),首先将红黑表笔短接,进行_________,再将两表笔接在力敏电阻两端,发现表盘读数如图甲所示,则无压力时力敏电阻的阻值为_________Ω。
(2)实验电路如图乙所示,滑动变阻器应选用_________(填“”或“”)。
(3)该同学在力敏电阻上放置砝码,测量多组不同砝码质量m对应的电阻值,描绘出图线如图丙所示。
(4)该同学将电流计G表盘刻度值改为对应的物体质量,为使表盘刻度均匀,需要保持_________不变;直流电源内阻对测量结果_________(填“有影响”或“无影响”)。
【答案】 欧姆调零 60 电压表示数 无影响
【详解】[1]发现指针偏角过大,说明被测电阻阻值较小,应选择小倍率的“”挡。
[2]更换挡位后,需要将红黑表笔短接,进行欧姆调零。
[3]由图甲可知,无压力时力敏电阻的阻值为
[4]由图乙可知,滑动变阻器采用分压式接法,为了方便调节,滑动变阻器应选择阻值较小的。
[5][6]图丙纵截距为,且设图像斜率为k,则
因为
联立整理得
可知要使表盘刻度均匀,需让电流I与质量m成线性关系,故需要保持电压表的示数不变。直流电源内阻在分压式电路中,不影响力敏电阻两端的电压调节,因此对测量结果无影响。
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第36讲 量阻求真・电学测阻实验大通关题型专项训练
〖组卷模式:解题口诀+高考考向+题型专练〗
题型01 静态测电阻率——刻度尺下的电阻溯源 1
题型02 动态伏安特性——小灯泡的非线性密码 10
题型03 多用电表粗测——快速判阻的便捷法门 18
题型04 传感元件探秘——光敏热敏气敏磁敏力敏电阻的情境应用 26
题型01 静态测电阻率——刻度尺下的电阻溯源
解题口诀:测长测径算面积,内外接法细辨析;滑动分压限流择,ρ值公式莫忘记。
高考考向:传统经典高考实验,围绕金属丝电阻率测定,综合刻度尺、螺旋测微器读数,电流表内外接、滑动变阻器接法选择;误差分析为高频设问,填空计算题为主,注重实操细节与误差来源辨析。
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、、和表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的、、,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
2.(2026·浙江·高考真题)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
3.(2026·北京·高考真题)(3)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障(填图中导线字母编号)。
排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差,电阻率的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
4.(2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____ ,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____ 。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则 ________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
5.某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为_______mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=______Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率______(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
6.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是________(填“偏大”或“偏小”);
(2)注水前,如图1所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=________mm;如图2所示,用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=________cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程0~3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0~6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图,请将图4电路连接完整____;
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U-I图像。根据U-I图像,求出该纯净水的电阻R=_______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=_____(用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
7.辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测圆柱体的长度,测得L=_____mm;如图乙所示,用螺旋测微器测圆柱体直径,测得D=_______mm;如图丙所示,用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻,测得______Ω。
(2)若待测圆柱体电阻Rx较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且圆柱体两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A.B.C.D.
(3)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,作出U-I图像,测得图线的斜率为k,则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____(用相关物理量符号表示)。
(4)若考虑电表内阻引起的误差,则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____(填“不变”“偏大”或“偏小”)。
8.某实验小组设计了如下实验测量自来水的电阻率。实验器材有:绝缘性能良好的塑料圆柱形容器、金属探针、金属圆片、游标卡尺、电源、电压表、电流表等。
(1)先用游标卡尺测量塑料圆柱形容器的内径,结果如图甲所示,该读数_____。
(2)将采集的水样装入容器内。容器顶部等间距插有金属探针,两端用金属圆片密封(探针和圆片电阻均可忽略不计)。按图乙连接电路,将电压表与任意两探针相连,连接的两探针间距离记为。
(3)闭合开关,调节电阻箱阻值,使得电流表示数,读出电压表示数,断开开关。
(4)改变,重复步骤(3),测得多组数据,作出图像如图丙中①所示,得到直线的斜率为,则水样电阻率的表达式_____(用,,,表示),根据图像计算得出该水样的电阻率为_____(取3.14,结果保留两位有效数字)。
(5)给水样升温后,重复测量,作出图像如图丙中②所示,实验结果表明,温度越高,水样的电阻率越_____(填“大”或“小”)。
9.掺银导电硅橡胶因遵循电阻定律,同时也具有良好的导电性和电磁屏蔽能力,被广泛用于航空和医疗领域。为测定一段质量分布均匀的长直掺银导电硅橡胶的电阻率,选用如下器材进行实验:恒流源(能输出大小不同的稳恒电流);电流表(内阻可忽略);多用电表(直流电流挡内阻为);定值电阻(阻值);带刻度尺的导电硅橡胶(横截面积为);开关S和导线若干。
(1)连接电路:将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,请根据图甲完成图乙中的实物图连线(图中已正确连接了部分电路)______;
(2)故障检查:闭合开关S,无论如何移动接线夹的位置,多用电表均有示数且始终不变;现断开开关S,用该多用电表进行故障排查:
①从电路中取出多用电表,旋至欧姆挡,再将多用电表两表笔短接,进行______;
②将______(选填“黑”或“红”)表笔置于处,将另一表笔先后置于、、处,发现仅置于处时指针没有偏转,可判断电路中一定存在的故障是______;
③故障排除后,将多用电表的选择开关旋至直流电流挡,接回电路。
(3)测量过程:
①将接线夹置于最右端,闭合开关S,记录此时多用电表的示数、电流表的示数以及接线夹与端的距离;
②多次移动接线夹,改变,同时调节恒流源输出的电流大小,使电流表的示数不变,记录和多用电表的示数;
③以为纵坐标,为横坐标,画出图像,图线斜率为,则该导电硅橡胶的电阻率______(用、、、、表示);
④若电流表的内阻不可忽略,则③中的测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
10.某物理实验小组利用实验室器材测量一段康铜金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,算出平均值D;用刻度尺测量金属丝接入电路的长度L。
(2)查阅资料后预计该金属丝电阻较小,因此采用图1所示电路图进行实验,U为输出电压可调且稳定的直流电源。将电源输出电压调至,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,当R的示数时,电压表(量程)的指针如图2所示,其读数___________V。根据上述数据,可计算得金属丝的电阻___________(保留3位有效数字)
(3)根据公式___________(用、D、L、表示)可计算出该金属丝的电阻率。
(4)在图1的电路中,由于电压表内阻并非无穷大,会导致的测量值___________(选填“大于”“小于”“等于”)真实值,属于______________________(选填“系统误差”“偶然误差”)。
(5)实验小组将实验方案拍照上传到大模型,在的提示下设计了图3所示的改进电路、该电路原理如下:将电压表替换为由干电池、灵敏电流计G和开关串联而成的检测支路,当检测支路电势差与两端电势差相等时,检测支路没有电流。
(6)已知干电池电动势为E。闭合开关S与,调节电阻箱R,当灵敏电流计G的示数为零时,记下电阻箱的阻值,则金属丝的电阻为___________(用、U、E表示)。
题型02 动态伏安特性——小灯泡的非线性密码
解题口诀:灯泡升温电阻变,伏安曲线弯向前;必用分压来供电,逐点描点绘曲线。
高考考向:高频重难点实验,小灯泡灯丝电阻随温度变化,考查分压接法的选用理由,图像绘制、图像信息读取;辨析非线性电阻特征,设问包含描点作图、数据分析、误差讨论,实验大题高频出现。
11.某实验小组利用如图甲所示的电路图来探究额定电压为的小灯泡的伏安特性。
除了额定电压为的小灯泡L,本实验还可能用到的器材有:
A.电流表(量程为,内阻为)
B.电流表(量程为,内阻未知)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.定值电阻
F.电源(电动势,内阻)
G.开关S、导线若干
(1)将电流表与定值电阻串联,改装成量程为的电压表,则_______;为了方便准确地探究小灯泡的伏安特性,滑动变阻器R应选________(填写器材前的字母代号),请对照图甲中的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物连线________。
(2)该实验小组通过实验得到多组和的实验数据,发现当时,,则小灯泡的额定功率为________W。(保留两位有效数字)
(3)该实验小组以()为纵轴,以为横轴,描点作出的图像如图丙所示,若将本实验的相同规格的两个小灯泡与电动势为、内阻为的电池直接串联,则每个小灯泡的实际功率为________W。(保留两位有效数字)
12.某同学在学习到电学元件的伏安特性曲线后,打算通过如下电路来描绘一个标注有“3V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线,并通过描绘的曲线来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。可供选择的仪器有:
A.,电阻约为的电流表
B.,电阻约为的电流表
C.,电阻约为的电压表
D.最大电阻为20Ω额定电流为的滑动变阻器
E.最大电阻为1kΩ额定电流为的滑动变阻器
F.蓄电池、开关,导线若干
(1)电流表应选______,滑动变阻器应选______。(均填写前面的字母序号)
(2)将电压表右端接线柱先后接a、b两不同的位置分别进行实验,两次实验测得该小灯泡伏安特性曲线如下图所示。则随着电流的增加,小灯泡的电阻___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)当电压表右端接a时,若用电压表示数除以电流表示数表示小灯泡电阻的测量值,则小灯泡电阻的测量值比真实值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若已知小灯泡在电压为时的准确电阻值为,则根据实验描绘出的小灯泡的伏安特性曲线可以求得接入电路中的电流表的阻值为__________(结果保留两位有效数字)。
13.某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:待测小灯泡一只,额定电压为,电阻约为几欧:
电压表一个,量程,内阻约为:
电流表一个,量程,内阻约为:
滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导线若干。
(1)请在图甲中补全实验电路图以完成电压、电流测量______。
(2)图甲中开关闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于_____(填“A端”,“B端”或“中间位置”)。
(3)该同学通过实验作出小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡在额定工作状态时的电阻为_____。(保留两位有效数字)
(4)实验中该同学发现仪器柜中没有电压表,但有满偏电流为,内阻为的电流计,该同学想把它改装成电压表使用,则应_____联一个_____的电阻即可。
(5)若把此小灯泡与电动势、内阻的电源直接连接,灯泡实际功率约为_____。(保留两位有效数字)
14.有一兴趣小组研究某种电学元件的伏安特性。
(1)他们打算用2个电流表测量,电流表(满偏电流,内阻为)、电流表(满偏电流,内阻约为)以及一个用作保护电路的定值电阻,测量电学元件,(不区分正负极)的阻值。将图甲中的器材符号的连线补充完整___________。
(2)按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则=___________(用、和表示)。利用该方法测量的电阻值___________真实的电阻值(填大于、小于、等于)。
(3)若该电学元件的U- I特性曲线如图乙所示,现在将该电学元件、定值电阻和电源3V(不计内阻)这3个元件组成简单串联电路,请问该元件两端的电压为___________V(保留2位有效数字)。
15.某同学要绘制标有“6V 0.5A”小灯泡的伏安特性曲线,器材如下:
A.电源E(电动势,内阻不计)
B.电流表A1(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电压表(量程,内阻为)
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电阻箱
(1)为绘制完整图像,把电压表V量程扩大为,将电阻箱和电压表_____(选填“串联”或“并联”),调到_____。
(2)画出实验电路图(图中标上所选器材的符号)。
(3)绘制小灯泡的伏安特性曲线如下图(a)所示,现将此小灯泡接入图(b)电路中(各已知量均已标记在图中),则小灯泡实际功率约为_____(保留三位有效数字)。
16.现要用伏安法描绘一额定电压为3V、额定功率为1.3W的小灯泡的伏安特性曲线。有下列器材可供选用
A.电压表V(量程0~300mV,内阻等于)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约为)
C.电流表(量程0~250mA,内阻约为)
D.电阻箱R(0~9999Ω)
E.滑动变阻器(最大电阻15Ω,允许最大电流2.5A)
F.滑动变阻器(最大电阻2000Ω,允许最大电流100mA)
G.两节干电池(电动势约为3.0V,内阻可忽略不计)
H.电键、导线若干
(1)为了描绘出更完整的伏安特性曲线,需将电压表改成3V量程,则要________(填“串联”或“并联”)电阻箱,并将电阻调为________Ω。
(2)为提高实验的精确程度,电压表应选用改装后的电压表;电流表应选用________;滑动变阻器应选用________。(以上均填器材前的序号)
(3)通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示,某同学将两个这样的小灯泡并联后,与一个电源(电动势,内阻)连接时,小灯泡的实际功率是________W。(保留两位有效数字)
17.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,某同学所用器材如下:
①待测小灯泡:额定电压为,电阻小于。
②电压表:量程为,内阻约为。
③电流表:量程为,内阻约为。
④滑动变阻器,干电池两节,开关,导线若干。
(1)结合实验器材,该实验原理图正确的应为______。
A. B.
(2)原理图中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端。
(3)该同学画出的伏安特性曲线如图甲所示,由图甲可知,小灯泡的额定功率为______W。(结果保留三位有效数字)
(4)若将该灯泡与的定值电阻和、的电源构成闭合电路,如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为______V。(结果保留两位有效数字)
18.某同学想通过测绘小灯泡的图像来研究某型号小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:待测小灯泡,额定电压为6V,额定电流0.5A:
A.电源E(电动势6V,内阻不计)
B.电压表(量程3V,内阻为)
C.电流表A(量程0.6A,内阻为)
D.固定电阻(阻值)
E.滑动变阻器(阻值)
F.导线和开关
实验要求:滑动变阻器便于调节,小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋至哪个档进行测量______(填选项前字母);
A.直流电压3V B.直流电流0.6A
C.电阻“” D.电阻“”
(2)在图甲所示的电路基础上画出符合要求的实验电路图。
(3)现将一个这样的灯泡与一个的定值电阻串联,接在一电动势为5V、内阻为的电源两端,如图丙所示,则灯泡的功率为______W(结果保留两位有效数字)。
19.某学习小组拟探究小灯泡的伏安特性曲线及不同发光状态下的电阻,可供选用的器材如下:
A.小灯泡:规格“2.5V 0.5A”;
B.电流表:满偏电流为1mA,内阻为30Ω;
C.电流表:满偏电流为10mA,内阻为30Ω;
D.电压表:量程3V,内阻未知;
E.标准电阻:阻值为1Ω;
F.标准电阻:阻值为0.05Ω;
G.滑动变阻器:阻值范围为0∼1Ω,额定电流为3A;
H.滑动变阻器:阻值范围为0∼3Ω,额定电流为3A;
I.学生电源E:电动势为6V,内阻不计;
J.开关S一个及导线若干。
(1)为了较准确地描绘出小灯泡完整的伏安特性曲线。电流表应选___________,标准电阻应选___________,滑动变阻器应选___________(均选填器材前的字母序号);
(2)在虚线框中画出实验电路图(其中,部分电路已画出);
(3)某次实验中电流表示数为量程的,电压表示数为2.0V,则此时灯泡电阻为___________(结果保留两位有效数字)。
20.某实验小组通过实验研究标有“3.8V,1.9W”字样的小灯泡,需得到它的伏安特性曲线,要求测量尽量准确,且测量范围尽可能大,并能测量小灯泡的额定电流。供选器材有:
A.电压表(0~3V,内阻约为5kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为25kΩ)
C.电流表(0~200mA,已知内阻为10Ω)
D.电流表(0~800mA,已知内阻为4Ω)
E.定值电阻(10Ω)
F.定值电阻(30Ω)
G.滑动变阻器
H.电源E(6V,内阻约为1Ω)
I.单刀开关一个、导线若干
(1)实验小组在实验中发现电压表量程太小不能测出额定电压下的电流,电压表量程太大,测量误差太大,因此不能用两电压表测电压,可以选用现有电流表串联定值电阻_______改装成电压表测电压。(填“”或“”);
(2)请结合(1)问中的设计思路,在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整______(并在图中标明所选器材的电学符号);
(3)实验测得多组数据,将该数据处理后作出小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的电阻随电流的增大而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)现将该小灯泡与另一只完全相同的小灯泡并联,再接到电动势为,内阻为的电源两端,则电路稳定时流过每只灯泡的电流为_______。(结果保留两位有效数字)
题型03 多用电表粗测——快速判阻的便捷法门
解题口诀:选档欧姆先调零,红黑表笔内接负;换挡重调看刻度,用完拨至交流档。
高考考向:电学实验基础考点,考查多用电表欧姆挡选档、欧姆调零、读数操作规范;兼顾表笔极性、换挡要点、实验结束挡位选择,常以填空、实验改错形式命题,也会利用电路故障排查关联考查。
21.(2026·浙江·高考真题)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“1400”接线柱间的电阻。选择开关位置如图2,经规范操作,指针位置如图3,测得阻值为 ________。
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是________(多选);
/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源 D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为________。
A. B. C.
22.小梦同学自制了一个两挡位(“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为调零电阻(最大阻值为),、、为定值电阻(),电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值,回答下列问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数为;保持电阻滑片位置不变,将单刀双掷开关与接通,电流计G示数变为,则______(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关与接通,此时欧姆表的挡位为______(填“”或“”);
(3)若从“”挡位换成“”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)时,调零电阻的滑片应该______调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为的定值电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的;取走,在①②间接入待测电阻,稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的,则______。
23.某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示,分为控制电路和测量电路两部分,所用器材如下:
A.待测表头:量程μA,内阻约为
B.灵敏电流计G
C.定值电阻
D.粗细均匀的电阻丝AB,总长度
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为)
G.线夹、电源、开关及导线若干。
(1)实验过程中为便于调节,滑动变阻器应选用__________填器材前的字母;
(2)闭合开关S前,先将线夹大致固定在电阻丝AB中部,滑片置于a端。调节滑动变阻器滑片使表头示数适当后保持不动。移动线夹直至灵敏电流计G示数为零,测得此时段电阻丝长度。则表头内阻__________保留三位有效数字;
(3)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为__________填“红”或“黑”表笔;当开关S接接线柱3时,对应的倍率为__________(填“”、“”或“”);短接表笔a、b进行欧姆调零时,应调至__________。
24.某物理爱好者设计了一个三挡位(“”“”“”)的欧姆表,其内部结构如图所示,为单刀三掷开关,为调零电阻,、、为定值电阻,表头的满偏电流为,内阻为,干电池的电动势为,内阻为。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值,回答下列问题∶
(1)欧姆表的两只表笔中,____(选填“a”或“b”)是红表笔。
(2)当欧姆表的挡位为“×1”时,应将单刀三掷开关K与____(选填“1”“2”或“3”)接通。
(3)若从“×10”挡位换成“×1”挡位,再进行欧姆调零时,调零电阻R的滑片应该____(选填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×100”挡位进行欧姆调零后,在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的;取走R1,在ab两表笔间接入待测电阻Rx,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=____Ω。
(5)若电源电动势原来为1.5V,一段时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表欧姆调零后测量某电阻,读数为30Ω,则该电阻的真实值为_____Ω。
25.某实验小组计划将量程为、内阻的毫安表改装成简易欧姆表并测量电阻的阻值。
实验室提供以下器材:
(1)毫安表(参数如上)
(2)定值电阻若干
(3)滑动变阻器(最大阻值)
(4)电源(标称电动势1.5V,内阻未知)
(5)待测电阻
(6)红表笔、黑表笔、导线若干
实验步骤如下:
(1)按图1所示的电路连接实验器材,其中A表笔应接表笔______(填“红”或“黑”),定值电阻应选______(填“”“”或“”)。
(2)将两表笔短接,调节滑动变阻器,使毫安表指针指向______(填“0mA”“0.5mA”或“1mA”)处。
(3)将待测电阻接入两表笔之间,毫安表指针如图2所示,则待测电阻的测量值______。
(4)经检查,该实验小组发现所用电源的电动势小于1.5V,则该电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(5)更换电动势为1.5V的标准电源后,在毫安表表盘上标出对应的电阻数值,使此欧姆表的倍率为“”。
(6)按图3所示的电路改装欧姆表,可以将欧姆表的倍率变为“”,则图中阻值为______。
26.某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻________,________。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值________。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为________(选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角________(选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为________。
27.如图甲,某兴趣小组搭建了有“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路.其中电池的电动势E=1.5V,内阻可忽略不计;表头量程I0=1mA、内阻R0=450Ω,R1、R2为电阻箱,R为滑动变阻器,S为单刀多掷开关.
(1)电路中表笔Ⅰ应为__(选填“红”或“黑”)表笔.
(2)设定B对应“×10”挡位,A对应“×1”挡位.
(3)该小组利用此“欧姆表”尝试测定一未知电阻Rx的阻值,进行了如下操作:
步骤①先将S拨到B,两表笔短接调零,即:调节R使表头指针指在________mA刻度处;
步骤②把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙a处,有同学提出此时指针偏角较小,想增大指针偏角,应将开关S拨至__(选填“A”或“C”);
步骤③将选择开关S拨至新的位置后,重复步骤①后,把未知电阻接在红、黑表笔间,指针位于图乙b处,可知Rx阻值为__Ω.
(4)若干电池由于长时间使用,内阻略有增大,电动势仍为1.5V,则电阻测量值相对真实值__(选填“偏大”、“等大”或“偏小”).其理由为__.
28.实验小组为探究某型号发光二极管的伏安特性,进行了如下操作。
(1)多用电表如图1所示,完成机械调零后:
①将K旋转到欧姆挡“×1”的位置。
②将红、黑表笔短接,调整欧姆调零旋钮,使指针对准欧姆挡______刻线(填“0”或“∞”),完成欧姆调零。
③两次测量二极管的电阻,结果如图2所示,则______端为二极管的正极(选填“a”或“b”);换用欧姆挡的不同倍率测量正向电阻,且操作规范,三次测量结果如表1。其中第3次测量时表盘刻度如图3所示,此时读数为______Ω,三次测量结果不同的原因是:____________。
表 1
第1次
第2次
第3次
倍率
×1
×10
×100
电阻测量值(Ω)
46
350
(2)现将二极管连入图4所示的电路中,电阻R=50Ω,电源电动势E=3V,内阻不计,则该二极管两端电压U与电流I的大小满足关系式______。若二极管的正向电压伏安特性曲线如图5所示,那么图4电路中二极管的工作电流为______mA(保留2位有效数字)。
29.某实验小组测量一电阻的阻值。
(1)先用多用电表测量的阻值,用“”挡测量时,指针位置如图甲所示,则电阻值为_______。
(2)用如图乙所示电路测量该电阻,其中G为电流计,零刻度在中间位置。主要操作步骤如下:
①正确连接电路,将滑动变阻器滑片移至_______(选填“左”或“右”)端,滑动变阻器调至阻值最大;
②闭合开关S,调节滑片至某位置,调节使G示数为零;
③减小阻值,观察G的指针偏转情况,调节使G示数为零;
④重复步骤③,直到阻值减为零时,G示数为零;
⑤读出电压表示数和电流表示数。
(3)根据实验数据可得_______(用所测量物理量的符号表示)。
(4)在步骤③中,根据G的指针偏转方向判断出G中电流方向由指向,则应将阻值调_______(选填“大”或“小”),使G示数为零。
(5)小明认为,实验中电压表内阻对电阻的测量值有影响。你_______(选填“同意”或“不同意”)他的观点,理由是_______。
30.某同学利用实验室的实验器材制成了简易的欧姆表,该简易欧姆表有×10、×1两个倍率,如图所示,已知电流计(内阻Rg=60Ω,量程为Ig=1mA)、滑动变阻器R(最大阻值为1500Ω)、电阻箱(0~499.9Ω)、干电池(E=1.2V,r=0.8Ω)。
(1)电路中M应为______(填“红”或“黑”)表笔;断开开关S时,应为______(填“×10”或“×1”)倍率。
(2)断开开关S,调节滑动变阻器R使电流计满偏,则滑动变阻器接入电路的电阻值为______Ω,当电流表的指针偏转角度为满偏的时,此时所对应的电阻阻值应为______Ω。
(3)这位同学发现,表内电池的电动势已经下降,但仍然可以调零。实际测量时,实际阻值为240Ω的标准电阻的测量值为300Ω,分析可知表内电池的电动势等于______V。
题型04 传感元件探秘——光敏热敏气敏磁敏电阻的情境应用
解题口诀:光热气磁改阻值,传感元件辨特性;电路接法循常规,抓住阻变找规律。
高考考向:新情境创新实验热点,以光敏、热敏、气敏、磁敏、力敏电阻为载体,关联传感器背景,考查电阻随光照、温度、浓度、磁场强度、力的大小等的变化规律;融合测电阻全套实验方法,信息读取、数据处理、图像分析,创新型实验大题、选择题均会考查。
31.(2026·甘肃·高考真题)热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有:待测热敏电阻(阻值约几千欧姆)、电源(电动势3 V,内阻很小)、毫安表(内阻很小)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关和、温控装置、导线若干。
主要实验步骤及问题如下:
(1)断开开关,连接电路,通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度,并保持稳定。
(2)闭合开关前,应将的滑片置于__________(填“”或“”)端。实验中的作用是__________(填“限流”或“分压”)。
(3)闭合,调节的滑片至某一位置,记录毫安表的示数;保持滑片位置不变,闭合,记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________(用、和表示)。
(4)某次测量时,毫安表选择量程,其指针稳定在图2所示位置,则读数为__________。
(5)改变的滑片位置,重复实验步骤(3),记录多组和数据。以为横坐标,为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6,可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。
32.光照强度简称照度,反映光的强弱,光越强照度越大,照度的单位为勒克斯()。为了控制蔬菜大棚内的照度,农技人员对大棚设计了图甲所示的智能光控电路,当照度低于某阈值时,启动照明系统进行补光。
(1)为了设定控制电路具体参数,需要获得不同照度下光敏电阻的阻值,现用如图乙所示的多用电表进行测量。步骤如下:
①机械调零后,选择开关拨至“”位置,红黑表笔短接,然后调节多用电表面板上的部件________(填“S”或“T”),直到指针停在表盘右端0刻度处。
②用可调照度的灯照射光敏电阻。某次测量中,指针指示如图丙所示,则光敏电阻的阻值________,并用照度传感器记录此时的照度值。
③改变照度多次重复步骤②,得到光敏电阻阻值与照度的对应关系,如表1所示。
表1 光敏电阻阻值与照度对应表
照度/
65890
41570
30840
20760
16040
12070
10530
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.0
(2)图甲电路中,电源电动势,内阻不计。定值电阻,电阻箱的阻值调节范围是,光敏电阻的电压增加到时,照明系统开始工作。现大棚内拟种植叶菜类蔬菜,农技人员设置照度阈值,当照度降低到时开始补光,电阻箱的阻值应调为________。
(3)当大棚内种植果菜类蔬菜时,需提高照度阈值,需要________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值。
33.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线如图a所示。
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致,实验可供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
B.毫安表A1(量程2mA,内阻为200Ω)
C.毫安表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
D.定值电阻R0(阻值2800Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流0.2A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω,额定电流0.2A)
G.开关、导线若干
探究小组根据器材设计了图b所示电路来测量不同甲醛浓度下气敏电阻的阻值,其中:
①滑动变阻器Rp应选用__________(填“R1”或“R2);
②开关S闭合前,应将滑动变阻器Rp的滑片置于__________端(填“a”或“b”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内浓度,记录不同浓度下电表示数,当甲醛浓度为时毫安表A1和毫安表A2的示数分别为1.51mA和3.51mA,此时测得该气敏电阻的阻值为____________kΩ(结果保留三位有效数字)。
(3)多次测量数据,得出该气敏电阻的参数与图a基本一致。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路,用来测定室内甲醛是否超标(国家室内甲醛浓度标准是),并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大,电源电动势E=3.0V(内阻不计),在接通电路时报警器两端电压大于2.0V时发出报警音“已超标”,小于等于2.0V时发出提示音“未超标”。则在电阻R3和R4中,___________是定值电阻,其阻值为___________kΩ(保留两位有效数字)。
34.某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为__________Ω。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最__________(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表的示数为2.25mA,的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为__________kΩ。经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示。
(3)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知通过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°C,油液外热敏电阻的温度为70°C,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为__________cm。
35.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻,正常情况下阻值为几百欧,当甲醛浓度升高时,其阻值可以增大到几千欧。该气敏电阻说明书给出的气敏电阻随甲醛浓度变化的曲线如图a所示(横轴为)
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致,测量部分甲醛浓度下的阻值,设计图b所示电路。利用如下实验器材测甲醛浓度为时气敏电阻的阻值,供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势,内阻不计)
B.电压表(量程,内阻约)
C.毫安表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值)
E.滑动变阻器(最大阻值)
F.开关、导线若干
①参照图a中的参数,滑动变阻器应选用__________(填“”或“”);
②单刀双掷开关应接在__________(填“1”或“2”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度,记录不同甲醛浓度下电表示数,计算出气敏电阻对应阻值,若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和,则此时气敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。
(3)已知国家室内甲醛浓度标准是。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路,用来测定室内甲醛是否超标。
电源电动势为(内阻不计),电路中、分别为红、绿发光二极管,红色发光二极管的启动(导通)电压为,即发光二极管两端电压时点亮,绿色发光二极管的启动电压为,发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮,超标时红灯亮,则在电阻和中,__________是定值电阻,其阻值为__________。
36.磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值(约几千欧)随磁感应强度的变化关系。
所用器材:电源E(6V)、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),电压表(量程为0~3V,内阻为2kΩ)和毫安表(量程为0~3mA,内阻不计)。定值电阻、开关、导线若干
(1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大,实验小组设计了电路图甲,请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示,电压表的读数为______V,电流表读数为0.5mA,则此时磁敏电阻的阻值为______。
(3)实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示,某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器,其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源(电动势为6.0V,内阻可忽略),当图中的输出电压达到或超过2.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T,则图中______(填“”或“”)应使用磁敏电阻,另一固定电阻的阻值应为______(保留2位有效数字)。
37.汽车自动雨刷系统中的雨量感应模块是其核心部件。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性,并设计一个简单的雨量控制模拟电路。
(1)探究光敏电阻的阻值特性
准备实验器材:待测光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小),直流电源(),电压表(量程0~5V,内阻约3kΩ),电流表(量程0~3mA,内阻约10Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关,导线若干,用于模拟雨滴的遮光物。
①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值,将选择开关指在电阻挡“×100”倍率,进行正确操作后示数如图甲所示,其读数为_____Ω。
②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值,小组同学设计电路并连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要,设计合理测量电路,用笔画线代替导线,在图乙中将实物图补充完整_____。
③小组同学用遮光物模拟雨滴,不同程度地遮挡光敏电阻,以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡(模拟小雨、中雨、大雨)三种情况下的图线分别为图丙中的、、,则对应大雨情况的图线是_____(填“”“”或“”)。
(2)设计自动雨刷启动电路
根据以上实验结果,小组同学想利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时,控制开关输入电压降低,且在达到中雨级别之前的适当值时,使控制开关输入的电压低于阈值(触发开关工作电压值)2.5V,触发雨刷电机启动。供电电路采用的器材为光敏电阻,定值电阻,,电源电动势,内阻不计。下列选项中可以实现上述控制功能的电路图为_____。
A. B.
C. D.
38.NTC热敏电阻器是负温度系数热敏电阻,常用作温度传感器来实现智能控制。实验室有一个NTC热敏电阻器及厂家提供的标称值曲线,如图甲所示。
(1)某同学想测量该热敏电阻的阻值以检验参数与图甲是否一致。供选用的器材如下:
A.电源(,内阻不计)
B.电压表(量程10 V,内阻约10 kΩ)
C.毫安表(量程10 mA,内阻为50 Ω)
D.滑动变阻器(最大阻值50 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值1000 Ω)
F.电阻箱
H.定值电阻、开关、导线若干
①请在图乙虚线框内将测量的电路图补充完整___________;
②为了测量更多组数据,滑动变阻器选用__________(填“”或“”)更适合电路调节;
③正确操作后,在热敏电阻温度为27℃时,电压表读数为8.4 V,电流表读数为8.0 mA,则此时__________kΩ,与厂家标称值相对误差为__________%(保留2位有效数字)。
(2)该同学将电源E、热敏电阻、电阻箱、定值电阻、、电压比较输出控制器(简称控制器)连接成一自动加热器,其电路图如图丙所示。已知,,控制器的输入电阻很大。当a点电势低于b点电势时,控制器产生信号使电热器工作:当a点电势等于或高于b点电势时,控制器产生信号使电热器不工作:若要求温度达到30℃时停止加热,电阻箱的阻值应调为__________kΩ。
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,为了让加热器30℃时停止加热,请提出一个可行方案___________。
39.某化工厂的蓄液池水温必须控制在10℃到15℃之间,其控制原理图如图甲所示,当水温低于10℃时低温指示灯亮,高于15℃时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于或等于30 mA时衔铁被吸引上移,控制电路中连接在定值电阻与热敏电阻之间的电源电动势,热敏电阻的阻值与温度关系如图乙所示,请回答下列问题。
(1)若水温从11℃上升到14℃,则控制电路中电流表A的示数__________(选填“增大”或“减小”)。
(2)若控制电路中,电流表A的内阻为15Ω,除了热敏电阻和定值电阻,其他电阻可忽略,则定值电阻的阻值为__________Ω。
(3)图甲电路中,接线C应与__________(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现水温下降到8℃时,低温指示灯才开始亮,则应选用__________(选填“大一些”或“小一些”)的定值电阻。
40.力敏电阻是一种利用半导体材料压力电阻效应制成的特殊元件,其电阻值随外加力大小发生改变,可实现机械力向电信号的转换,利用这种特点可以测量压力大小。某同学计划利用力敏电阻制作一个电子秤来测量物体的质量,电表均可视为理想电表。所用器材如下:
A.力敏电阻
B.滑动变阻器,最大阻值约为5 Ω
C.滑动变阻器,最大阻值约为200 Ω
D.电流计G,量程0~30 mA
E.电压表V,量程0~3 V
F.直流电源E,电动势为5 V,内阻很小
G.开关S,导线若干
(1)该同学先使用欧姆表测量无压力时力敏电阻的阻值,将选择开关旋至“”挡,发现指针偏角过大,应将选择开关旋至_________挡(填“”或“”),首先将红黑表笔短接,进行_________,再将两表笔接在力敏电阻两端,发现表盘读数如图甲所示,则无压力时力敏电阻的阻值为_________Ω。
(2)实验电路如图乙所示,滑动变阻器应选用_________(填“”或“”)。
(3)该同学在力敏电阻上放置砝码,测量多组不同砝码质量m对应的电阻值,描绘出图线如图丙所示。
(4)该同学将电流计G表盘刻度值改为对应的物体质量,为使表盘刻度均匀,需要保持_________不变;直流电源内阻对测量结果_________(填“有影响”或“无影响”)。
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