第10章 电路及其应用-【十年高考】备战2027年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第十章　电路及其应用 扫码获取 本章 数字资源 考点 2017~2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 合计 61.电路的基本概念和规律应用 2 1 1 2 1 2 9 62.测量金属的电阻率及相关实验 1 0 3 4 4 1 13 63.电阻的测量 2 1 1 1 2 3 10 64.测定电源的电动势和内阻实验 1 3 2 4 3 1 14 65.多用电表的使用及电表的改装 1 4 1 3 5 0 14 66.电学拓展和创新实验 1 1 1 1 3 3 10 命题热度 本章命题热度不高() 课程标准 备考策略 1.理解电流、电阻、电动势等概念。 2.通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。 3.了解串、并联电路电阻的特点。 4.理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 5.理解电功、电功率及焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 本章的电路概念和规律是电学实验和电磁感应电路问题、交变电路问题的基础,因此复习时要熟练掌握。 本章重点是重点复习实验,在复习实验时,一定要把握实验的灵魂——原理,会分析并弄清每个实验的原理,在原理性内容掌握之后,学会数据的处理和误差分析方法。复习本章时,对常用的方法要熟练掌握,如伏安法,内、外接法及滑动变阻器的连接方式;重视实验,掌握处理实验数据的基本方法:图像法、平均值法、操作与误差分析等。 考点61电路的基本概念和规律应用答案P364　 1.(2026·黑吉辽内蒙古,3,4分,难度★★)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时,得到的I-U图像如图所示。从图中状态a到状态b,小灯泡电阻的变化量和电功率的变化量 分别为 (　　) A.2.0 Ω,0.28 W B.2.0 Ω,0.68 W C.7.0 Ω,0.28 W D.7.0 Ω,0.68 W 2.(2026·湖南,5,4分,难度★★)如图,电阻R的阻值为10 Ω,电流表为理想电表,两个电池组完全相同。若将a、b端分别接入d、e端,电流表示数为1.0 A;若将a、c端分别接入d、e端,电流表示数为1.5 A。则单个电池组的电动势和内阻分别为(　　) 　　　　 　　　　　 　　　　　 　 A.15 V,5 Ω B.15 V,10 Ω C.30 V,5 Ω D.30 V,10 Ω 3. (2025·广西,6,4分,难度★★)如图电路中,材质相同的金属导体a和b,横截面积分别为S1、S2,长度分别为l1、l2。闭合开关后,a、b中自由电子定向移动的平均速率之比为 (　　) A.l1∶2l2 B.2l2∶l1 C.l2S1∶2l1S2 D.2l2S2∶l1S1 4.(2024·广西,6,4分,难度★★)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙所示,则导体L1、L2的电阻率之比约为 (　　) 甲　　乙 A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3 5.(2023·海南,7,3分,难度★★★)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为 (　　) A.CE B.CE C.CE D.CE 6.(2022·江苏,2,4分,难度★★)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是 (　　) A.R1 B.R2 C.R3 D.R4 7.(讲解2020·海南,4,3分,难度★★)一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc,则 (　　) A.Pab>Pbc B.Pab=Pac C.Pac=Pbc D.Pab<Pac 8.(讲解2018·海南,10,5分,难度★★★)(多选) 如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r<R,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正确的是 (　　) A.R2消耗的功率变小 B.R3消耗的功率变大 C.电源输出的功率变大 D.电源内阻消耗的功率变大 9.(2024·海南,13,9分,难度★★★)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻0~240 Ω之间不稳定变化,可等效为电阻RC,已知MN两端电压U=220 V,A与B的电阻RA=RB=24 Ω,求: (1)MN间电阻R的变化范围; (2)当RC=240 Ω时,电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 考点62测量金属的电阻率及相关实验　　　　答案P365　 1.(2025·河北,3,4分,难度★)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为 (　　) A.14.20 mm B.14.2 mm C.17.20 mm D.17.2 mm 2.(2026·湖北,11,8分,难度★★)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V、电流表A、电阻箱R0、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关S、滑片P及导线等。实验电路图如图(a)所示,B、C为铅笔芯的两端,滑片P可在B、C间左右滑动。 图(a)　　　图(b) (1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径d,其示数如图(b)所示,可知d=　　　　 mm。  (2)适当选择电阻箱R0的阻值,移动滑片P到某位置,测量B、P间的长度L,闭合开关S,记录电压表的示数U、电流表的示数I,则该铅笔芯电阻率的表达式为ρ=　　　　(用U、I、d和L表示)。  (3)多次改变滑片P的位置,记录对应的L、U、I,由实验数据绘制出的U-IL图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率ρ=　　　　 Ω·m(π取3.14,保留两位有效数字)。  图(c) (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　　　　(选填“有”或“无”)影响。  3.(2025·天津,10,10分,难度★★★)某同学用伏安法测量电阻Rx的阻值(约为5 Ω)。除滑动变阻器、电源(电动势为3 V,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择: A.电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ) B.电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ) C.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω) D.电流表(量程0~3 A,内阻约为0.02 Ω) (1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选　　　　　,电流表应选　　　　　(均填器材前的字母代号);  (2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线　　　　　内部断开(填图中导线编号);  (3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出U-I图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为RV,若考虑电压表内阻的影响,则Rx阻值的表达式为　　　　　。  4.(2025·湖南,12,9分,难度★★★)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。 图1 图2 (1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表开关旋转到“×1 k”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为　　　　 Ω。  (2)为进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源E电动势6 V,内阻可忽略,电压表量程0~6 V,内阻约10 kΩ,电流表量程0~600 μA,内阻约100 Ω。实验中要求滑动变阻器采用分压接法,在图2中完成余下导线的连接。 (3)如图2所示,测量水泥块的长为a,宽为b,高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R,则电阻率ρ=　　　　　　(用R、a、b、c表示)。  (4)测得不同压力F下水泥块的电阻R,算出对应的电阻率ρ,作出ρ-F图像如图3所示。 图3　　图4 (5)基于以上结论,设计压力报警系统,电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于3 V时启动,R1为水泥块,R2为滑动变阻器,当R2的滑片处于某位置,R1上压力大于或等于F0时,报警器启动。报警器应并联在　　　　(选填“R1”或“R2”)两端。  (6)若电源E使用时间过长,电动势变小,R1上压力大于或等于F1时,报警器启动,则F1　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)F0。  5.(2025·四川,12,10分,难度★★★)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有: 待测合金丝样品(长度约1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知) 米尺(量程0~100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω) 电流表(量程0~30 mA,内阻较小) 开关S1、S2 导线若干 (1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为　　　　 mm。  (2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱　　　　(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于　　　　(选填“左”或“右”)端。  图1 (3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为　　　　 Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字)。  图2 (4)为减小实验误差,可采用的做法有　　　　(有多个正确选项)。  A.换用内阻更小的电源 B.换用内阻更小的电流表 C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱 D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值 6.(2024·山东,14,8分,难度★★)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0~16 V); 滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A); 电压表V(量程3 V,内阻未知); 电流表A(量程3 A,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。 甲　　乙 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1.70 Ω;  丙 (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,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。  7.(2024·福建,12,8分,难度★★★)某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律,并设计一款彩光电路。所用器材有:红光和蓝光发光元件各一个、电流表(量程30 mA)、电压表(量程3 V)、滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)、5号电池(电动势1.5 V)两节、开关、导线若干。 图(a)　　图(b) (1)图(a)为发光元件的电阻测量电路图,按图接好电路; (2)滑动变阻器滑片先置于　　　　(填“a”或“b”)端,再接通开关S,多次改变滑动变阻器滑片的位置,记录对应的电流表示数I和电压表示数U;  (3)某次电流表示数为10.0 mA时,电压表示数如图(b)所示,示数为　　　　V,此时发光元件的电阻为　　　　Ω(结果保留3位有效数字);  (4)测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图(c)中的Ⅰ和Ⅱ所示。从曲线可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是　　　　　　　　;  图(c) 图(d) (5)根据所测伏安特性曲线,实验小组设计一款电路,可使红光和蓝光发光元件同时在10.0 mA的电流下工作。在图(d)中补充两条导线完成电路设计。 8.(2024·湖南,11,9分,难度★★★)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图甲所示的装置。电阻测量原理如图乙所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。 (1)保持玻璃管内压强为标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为0~3 V,表盘如图丙所示,示数为　　　　 V,此时金属丝阻值的测量值R为　　　　 Ω(保留3位有效数字);  (2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值; (3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图丁所示; (4)如果玻璃管内气压是标准大气压的,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图丙指针位置的　　　　(选填“左”或“右”)侧;  (5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。  9.(2024·江西,12,7分,难度★★)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。 (1)如图甲所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。 甲 (2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图甲中画线完成电路实物连接。 (3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图线,分别如图乙中a、b所示。 乙 (4)若Rx-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=　　　　(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度　　　　(选填“高”或“低”)的水更容易导电。  (5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为　　　　 m。(保留两位有效数字)  10.(2023·北京,16,6分,难度★★)采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 图1 (1)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。  (2)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　  　。  图2 11. 图(a) (2023·辽宁,12,6分,难度★★)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下: a.测得样品截面的边长a=0.20 cm; b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动; c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L; d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I=0.40 A,读出相应的电压表示数U,断开开关S; e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U-L图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。 图(b) 回答下列问题: (1)L是丙到　　　　　(填“甲”“乙”或“丁”)的距离;  (2)写出电阻率的表达式ρ=　　　　　(用k、a、I表示);  (3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ=　　　　Ω·m(保留两位有效数字)。  12.(2023·河北,13,9分,难度★★★)某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率ρ,实验器材:电源E(3 V,内阻很小)、电压表(量程为0~3 V,内阻很大)、待测滑动变阻器Rx(最大阻值几十欧姆)、电阻箱R0(最大阻值9 999 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)、 毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。 第一步:按图连好电路。将滑动变阻器R1和Rx的滑片均置于最左端,电阻箱R0阻值调为零。闭合开关S,调整R1滑片的位置,使电压表的示数为2.00 V。 第二步:断开开关S,保持R1滑片的位置不动,将R0的阻值调为5 Ω。 第三步:闭合开关S,向右移动Rx的滑片P,使电压表的示数仍为2.00 V,记录R0的阻值R以及Rx的滑片P到左端点a之间的距离l。 第四步:断开开关S,保持R1滑片的位置不动,调节R0的阻值分别为10 Ω、15 Ω……重复第三步。 第五步:实验结束,整理仪器。 实验记录的部分数据见表。 组次 1 2 3 4 5 R/Ω 0 5 10 15 20 l/mm 0 20.3 36.8 60.5 81.1 (1)上表中不合理的一组数据为　　　　(填组次序号)。  (2)当l为80.0 mm时,Rx的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,电阻丝的半径r=　　　　mm(保留2位有效数字)。  (3)用l=kR拟合上表数据,得k近似为4.0×10-3m/Ω,测得单匝电阻丝周长为90.0 mm,则电阻丝的电阻率ρ=　　　　Ω·m(保留2位有效数字)。  (4)若电阻率ρ的测量值与参考值相比偏大,产生误差的原因可能是　　　　。  A.未考虑电压表内阻 B.未考虑电阻丝绝缘层厚度 C.未考虑电源内阻 13.(讲解2021·河北,11,6分,难度★★★)某同学研究小灯泡的伏安特性。实验室提供的器材有:小灯泡(6.3 V,0.15 A),直流电源(9 V),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干。设计的电路如图1所示。 (1)参照图1,完成图2中的实物连线。 (2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是　　　　　(单项选择,填正确答案标号)。  A.电流表短路 B.滑动变阻器的滑片接触不良 C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端 (3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到I-U图像,其中一部分如图3所示。根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为　　　　　Ω。(保留三位有效数字)  图3 考点63电阻的测量答案P367　 1.(2026·广东,12,8分,难度★★★)棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻Rc,所用器材有:电源E;微安表μA;定值电阻R0;电阻箱R;开关S1和S2;导线若干。 (1)弹簧劲度系数测量。 ①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。 ②在弹簧上端加一个砝码,待砝码　　　　后读数,记录弹簧长度。  ③依次增加砝码,重复步骤②。 ④根据实验数据,描绘压力F与弹簧压缩量x的F-x图线,图线为直线,则图线的　　　　表示弹簧劲度系数。  图1 (2)棉花的电阻Rc测量。 图2 ①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。 ②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。 ③闭合S1和S2,调节R,使μA指针偏转到某一合适位置。此时R的示数如图2,读数为　　　　,记为R1。断开S1和S2。  ④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。S2保持断开,闭合S1,发现μA示数变　　　　,将R的阻值　　　　,使μA指针偏转到与步骤③相同的位置。记录R的示数R2。断开S1,利用所测量的物理量,可得棉花的电阻表达式Rc=　　　　。  (3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。 2.(2026·贵州,12,9分,难度★★★)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: 图(a) 待测电阻Rx1、Rx2和Rx3; 电压表(量程0~3 V); 电压表(量程0~5 V); 电阻箱R0(阻值0~999.9 Ω); 滑动变阻器R(阻值0~10 Ω); 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。 图(b)　图(c) 图(d) (2)接入Rx1,闭合S,调节R和R0,R0的示数如图(d)所示,此时R0读数为　　　　　Ω,电压表和读数分别为1.81 V和3.62 V,由此可知Rx1=　　　　　Ω。断开S,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得Rx2=20.2 Ω,Rx3=70.5 Ω。  (3)由三个电阻测量值可知  (选填“Rx1”“Rx2”或“Rx3”)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内阻的影响。若已知电压表内阻为RV1,电压表和示数分别为U1和U2,电阻箱示数为R0,则Rx=　　　　　(用RV1、R0、U1和U2表示)。  经分析发现,本实验中考虑电压表内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。 3.(2026·陕晋宁青,12,9分,难度★★★)某实验小组利用平衡比较法测量未知电阻Rx的步骤如下: 甲　　乙 (1)①甲图中,S1断开,灵敏电流表G(零刻度线在表盘正中间)的指针在正中间,S1闭合,G的指针向A偏转。用图乙实验,S2闭合前,R的滑片应置于　　　　(选填“C”或“D”)端;  ②图乙中,a、b、c是三个完全相同的电阻,RM为电阻箱,Rx为待测电阻。闭合开关S2,调节滑动变阻器R,发现灵敏电流表G的指针向B偏转,应调节RM　　　　(选填“增大”或“减小”),使G的指针指零。  ③读得电阻箱RM的阻值为846 Ω,则待测电阻Rx的阻值为　　　　。  (2)a、b、c不完全相同时, ①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得RM的阻值为R1,在不增加实验器材的前提下,增加实验步骤,完成实验,下列步骤正确的是(　　)(单选) A.交换“a”和“b、c”的位置,调节电阻箱RM,使灵敏电流表G的指针重新指零,读取RM B.将滑动变阻器滑片向C滑动,使灵敏电流表G的指针重新指零,读取RM C.交换“RM”和“b、c”的位置,调节电阻箱RM,使灵敏电流表G的指针重新指零 ②第二次读取RM为R2,则Rx=　　　　。  4.(2025·甘肃,12,9分,难度★★★)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节,电压表(测量范围为3 V,内阻约3 kΩ),电流表(测量范围为0.3 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。 甲 (1)首先设计如图甲所示的电路。 ①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图甲中补充连线将S2的c、d端接入电路; ②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　(选填“a”或“b”)端;  ③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接　　　(选填“c”或“d”)端。  (2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图乙所示的电路。 乙 ①请在图乙中补充连线将电压表接入电路; ②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx=　　　　　　(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。  (a) 5.(2025·云南,12,10分,难度★★★)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt 1000型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知,Pt 1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。 完成下列填空: (1)由图(a)可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加　　　　 Ω;  (2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是　　　(选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选　　　　(选填“R1”或“R2”);  甲　　乙 (b) (3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为 295 μA,A1示数如图(c)所示,该示数为　　　 μA,则所测温度为　　　 ℃(计算结果保留2位有效数字)。  (c) 6.(2024·全国新课标,23,12分,难度★★★)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5 V),电压表V1(量程5 V,内阻约3 kΩ),定值电阻R0(阻值为800 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),开关S,导线若干。 完成下列填空: (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应　　　　(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。  A.将红、黑表笔短接 B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆 C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置 再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的　　　　　　　(选填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图甲中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡　　　　(选填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图甲中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为　　　 kΩ(结果保留1位小数)。  甲 乙 (2)为了提高测量精度,他们设计了如图乙所示的电路,其中滑动变阻器应选　　　　(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“a”或“b”)端。  (3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1和待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=　　　　　　　　(用U1、U和R0表示)。  (4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,则待测电压表内阻RV=　　　　 kΩ(结果保留3位有效数字)。  7.(2023·湖南,12,9分,难度★★★)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图甲所示,R1、R2、R3为电阻箱,RF为半导体薄膜压力传感器,C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。 甲 乙 (1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值,示数如图乙所示,对应的读数是　　　　 Ω。  (2)适当调节R1、R2、R3,使电压传感器示数为0,此时,RF的阻值为　　　　(用R1、R2、R3表示)。  (3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数U,所测数据如下表所示: 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压U/mV 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图丙上描点,绘制U-m关系图线。 丙 (4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0,电压传感器示数为200 mV,则F0大小是　　　　 N(重力加速度取9.8 m/s2,保留3位有效数字)。  (5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1,此时非理想毫伏表读数为200 mV,则F1　　　　(选填“>”“=”或“<”)F0。  8.(2022·山东,14,8分,难度★★★)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验,实验器材: 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。该同学选择的电流表为　　　(选填“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应为　　　　 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)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值　　　　(选填“有”或“无”)影响。  9.(2021·山东,14,8分,难度★★★)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有: 待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值为几百欧到几千欧); 电源E(电动势1.5 V,内阻r约为0.5 Ω); 电阻箱R(阻值范围0~9 999.99 Ω); 滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω); 滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω); 微安表(量程100 μA,内阻等于2 500 Ω); 开关两个,温控装置一套,导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下: 甲 ①按图示连接电路; ②闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏: ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏; ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题: (1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用　　　　(填“R1”或“R2”)。  (2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控装置)连接成完整电路。 (3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6 000.00 Ω,该温度下热敏电阻的测量值为　　　　Ω(结果保留到个位),该测量值　　　　(填“大于”或“小于”)真实值。  (4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐　　　　(填“增大”或“减小”)。  乙 10.(讲解2020·海南,15,10分,难度★★★)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),单刀开关S,导线若干。 回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应采用　　　　　(填“限流”或“分压”)接法;  (2)将虚线框中的电路原理图补充完整; (3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在图(a)给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像; 测量次数 1 2 3 4 5 U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82 (4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx= Ω(结果保留3位有效数字); (5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的虚线框内画出你改进的电路图。 考点64测定电源的电动势和内阻实验　　　答案P369　 1.(2026·云南,12,10分,难度★★★)某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“80 mA·h”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验: (1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下: 待测电池E、电流表A1(0~0.6 A,内阻较小)、电流表A2(0~100 mA,内阻较小)、电阻箱R0(0~99 999.9 Ω)、开关S和导线若干。 完成下列填空: ①该电池允许的最大放电电流为 80 mA,电流表应选　　　　　(选填“A1 ”或“A2”);  ②请根据上述器材设计实验电路,并在指定位置补全电路图; ③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值R0;断开开关S,改变R0。重复以上步骤,得到和R0的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势E=　　　　　V(结果保留2位有效数字)。  图(a) (2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空: ①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示; 甲　乙 丙 图(b) ②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当t=120 min时,电池输出电压为　　　　　V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为　　　　　mA·h(以上结果均保留 2位有效数字)。  2.(2025·浙江,14,7分,难度★★★)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。 甲　　乙 (1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是　　　　　(选填“甲”或“乙”);  (2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在方格纸中建立合适的标度,描点并作出U-I图像,由此求得电动势E=　　　　 V,内阻r=　　　　　 Ω。(结果均保留到小数点后两位)  次数 1 2 3 4 5 U/V 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 I/A 0.14 0.22 0.30 0.37 0.45 3.(2025·海南,16,8分,难度★★★)某小组测量电动势和内阻,可供使用的器材有: 电源(电动势E约为3 V,内阻r未知) 电压表(量程0~3 V,内阻RV约为3 kΩ) 电流表(量程0~0.6 A,内阻RA约为1 Ω) 定值电阻R0=3 Ω 滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω) 滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω) 开关S 导线若干 该小组设计了如图甲的实验电路: 甲　乙 回答下列问题: (1)为了测量精确,滑动变阻器应选择　　　　(选填“R1”或“R2”)。  (2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U和对应的电流表示数I如下表,根据表格的数据在图乙的坐标纸上补完数据点,并绘制U-I图像。 U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50 I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08 (3)由U-I图像可求得电源电动势测量值E测=　　　　 V,内阻测量值r测=　　　　 Ω(结果均保留三位有效数字)。  (4)考虑电压表分流引起的误差,则E测　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)E真;r测与真实值r真之间的关系式为　　　　(用RV,R0,r测,r真表示)。  4.(2025·湖北,11,8分,难度★★★)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示的电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题: (a)　　(b) (1)R0在电路中起　　　　(选填“保护”或“分流”)作用。  (2)与E、r、R、R0的关系式为=　　　　。  (3)根据记录数据作出-R图像,如图(b)所示。已知R0=9.0 Ω,可得E=　　　　 V(保留三位有效数字),r=　　　　 Ω(保留两位有效数字)。  (4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果　　　　(选填“有”或“无”)影响。  5.(2024·北京,15(3),3分,难度★★)某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池,并用数字电压表(可视为理想电压表)和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r,实验电路如图1所示。连接电路后,闭合开关S,多次调节电阻箱的阻值R,记录电压表的读数U,绘出图像,如图2所示,可得:该电池的电动势E=　　　　 V,内阻r=　　　　 kΩ。(结果保留两位有效数字)  图1 图2 6.(2024·天津,9,6分,难度★★★)某同学研究闭合电路的规律。 (1)根据闭合电路的欧姆定律得出了电源输出功率P与外电路电阻关系图像,如图甲所示,则P的峰值对应的外电路电阻值R应　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)电源内阻r。  甲 (2)测定电源的电动势和内阻,可供选用的器材有: A.电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ) B.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω) C.滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A) D.滑动变阻器(最大阻值1 000 Ω,额定电流0.5 A) E.待测电源(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω) F.开关、导线若干 (ⅰ)实验中所用的滑动变阻器应选　　　　(填器材前字母代号);  (ⅱ)实物电路如图乙所示,单刀双掷开关S2可分别与1、2端闭合,为使电源内阻的测量结果更接近真实值,S2应与　　　　端闭合。  乙 7.(2024·辽宁,11,6分,难度★★★)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 图(a)　　　图(b) (1)实验步骤如下: ①将电阻丝拉直固定,按照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的　　　　(填“A”或“B”)端;  ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L; ③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅰ; ④按照图(b)将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅱ。 图(c) (2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池的电动势E=　　　　。  (3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2,若=n,则待测电池的内阻r=　　　　(用n和R0表示)。  8.(2024·甘肃,12,9分,难度★★★)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5 V,内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响。 甲 ①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻 RA=　　　　Ω(保留2位有效数字)。  乙 ②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示,则干电池电动势E=U+　　　　(用I、r和RA表示)。  丙 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的U-I图像。则待测干电池电动势E=　　　　V(保留3位有效数字),内阻r=　　　　Ω(保留1位小数)。  丁 (2)考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成,原因是　　　　(单选,填正确选项标号)。  戊 A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误 C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数 9.(2023·浙江,18,7分,难度★★)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中 图1 图2 图3 (1)部分连线如图1所示,导线a端应连接到　　　　(选填“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2所示,其示数为　　　　V。  (2)测得的7组数据已标在如图3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。(计算结果均保留两位小数)  10.(2023·湖北,12,10分,难度★★★)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路,所用器材如下: 电压表(量程0~3 V,内阻很大); 电流表(量程0~0.6 A); 电阻箱(阻值0~999.9 Ω); 干电池一节、开关一个和导线若干。 甲　乙 (1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线。 (2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图丙所示,则干电池的电动势为　　　　 V(保留3位有效数字)、内阻为　　　　 Ω(保留2位有效数字)。  丙 丁 (3)该小组根据记录数据进一步探究,作出-R图像,如图丁所示。利用图丁中图像的纵轴截距,结合第(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为　　　 Ω(保留2位有效数字)。  (4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。  11.(2022·天津,9(2),6分,难度★★★)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的U-I图像如图2所示。 图1 图2 (1)图1的电路图为下图中的　　　　(选填“A”或“B”)。  A　　B (2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。  (3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制U-I图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将　　　　,与纵坐标轴交点的数值将　　　　。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)  12.(2022·福建,12,7分,难度★★★)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知R0=2 Ω。 (1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整。 甲 乙 (2)实验操作步骤如下: ①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置 ②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组U1、I1的值,断开开关S0 ③将滑动变阻器滑片滑到最左端位置 ④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组U2、I2的值,断开开关S0 ⑤分别作出两种情况所对应的U1-I1和U2-I2图像 (3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时U1=　　　　V。  丙 (4)根据测得数据,作出U1-I1和U2-I2图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势E=　　　　,内阻r=　　　　。(结果均保留两位小数)  丁 (5)由图丁可知　　　　(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。  (6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择　　　　(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。  13.(2022·湖北,13,9分,难度★★★)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。 (1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为　　　　mm。再用游标卡尺测得其长度L。  甲　　乙 (2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。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20.0 Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。根据表中数据,在图丙中绘制出-R图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400 A。根据图丙中的图像可得Rx=　　　　Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式ρ=　　　　得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)。  R/Ω I/A /A-1 5.0 0.414 2.42 10.0 0.352 2.84 15.0 0.308 3.25 20.0 0.272 3.68 25.0 0.244 4.10 30.0 0.222 4.50 丙 (3)该小组根据图乙的电路和图丙的-R图像,还可以求得电源电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　 Ω。(结果均保留2位有效数字)  (4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  14.(2021·湖南,12,9分,难度★★★)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下: (1)将器材如图甲连接。 甲　乙 丙 (2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的　　　　(选填“a”或“b”)端。  (3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I,得到多组数据。 (4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图乙所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为r0,该电池电动势和内阻可表示为E=　　　　,r=　　　　。(用R0、RA、k、d、r0表示)  (5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。利用现有器材设计实验,在图丙方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示)。 (6)利用测出的r0,可得该电池的电动势和内阻。 考点65多用电表的使用及电表的改装　　　　答案P372　 1.(2025·北京,15(3),3分,难度★)某电流表出现故障,其内部电路如图3所示,用多用电表的电阻挡检测故障,两表笔接A、B时表头Rg指针不偏转,接A、C和B、C时表头Rg指针都偏转。出现故障的原因是　　　　(填选项前的字母)。  图3 A.表头Rg断路 B.电阻R1断路 C.电阻R2断路 2.(2025·黑吉辽内蒙古,11,8分,难度★★★)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下: ①滑动变阻器的滑片置于适当位置,闭合开关; ②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压Uab; ③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压Uac; ④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压Ubc,计算Uac-Ubc; ⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。 作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(b)所示。 图(a)　　　图(b) 回答下列问题: (1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连　　　　(选填“a”或“b”)接点;  (2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为　　　　 V(结果保留三位小数);  图(c) (3)图(b)中乙是　　　　(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线;  (4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,　　　　(选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。  3.(2025·广西,11,8分,难度★★★)某小组将电流表改装成电阻表,所用器材有电源(电动势E=1.5 V,内阻不计),电流表(满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=100 Ω),电阻R0=500 Ω,滑动变阻器R(0~20 kΩ),导线若干,电路如图。 (1)欧姆调零时,应先将A、B　　　　,再调节滑动变阻器,使电流表示数为　　　　 μA,此时滑动变阻器的阻值为　　　　 kΩ。  (2)调零后,在A、B间接入电阻Rx,当电流表示数为60 μA时,Rx为　　　　 kΩ。  4.(2025·安徽,12,10分,难度★★★)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的电阻表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流Ig=20 mA,内阻Rg=45 Ω,定值电阻R0=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。 甲 乙 (1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时电阻表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔　　　　,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向　　　　(选填“0”或“∞”)刻度位置。  (2)用该电阻表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用电阻表的　　　　(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为　　　　 Ω。  (3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调到228 Ω时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA);当电阻箱的阻值调为88 Ω时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)。由测量的数据计算出电源电动势为　　　　 V。(结果保留2位有效数字)  5.(2025·陕晋宁青,12,9分,难度★★★)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。 (1)某同学使用多用电表正确测量了一个15.0 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是15 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序: ①把选择开关旋转到“×100”位置。 ②把选择开关旋转到“×1 k”位置。 ③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。 下列选项正确的是　　　　。(单选,填正确答案标号)  A.①③④ B.②③④ C.②④③ D.①④③ (2)若将一个内阻为20 Ω、满偏电流为1 mA的表头改装为量程0~2 V的电压表,需要　　　　(选填“串联”或“并联”)一个　　　　 Ω的电阻。  (3)如图所示,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻RA及一个电阻RB(RA>RB)组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表: 接线柱 1和2 2和3 3和4 1和4 2和4 1和3 U/V 0 1.53 0 0.56 1.05 0.66 根据以上数据可判断,直流电源E处于　　　　之间,电容器C 处于　　　　之间,电阻RA处于　　　　之间。(均选填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)  6.(2024·浙江,16-Ⅱ,7分,难度★★)在“测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线”实验中, (1)用多用电表电阻挡判断发光二极管的正负极,选用×100挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用　　　(选填”×10”或“×1k”)挡重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管　　　　(选填“正极”或“负极”)。  图(A) 图(B) 图(C) (2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接　　　　(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱,Q应连接　　　　(选填“a”“b”“c”或“d”)接线柱。某次选用多用电表量程为50 mA挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=　　　　　mA。  (3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是　　　　　(选填“线性”或“非线性”)元件,正常发光时电压在　　　　V范围。  7.(2024·江苏,12,10分,难度★★★★★)某同学在实验室测定金属块的电阻率,电路如图1所示,除被测金属块(图2)外,还有如下实验器材可供选择: A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计; B.电流表A1:量程0~100 mA,内阻约为1 Ω; C.电流表A2:量程0~10 mA,内阻约为4 Ω; D.电压表V:量程0~3 V,内阻约为3 kΩ; E.滑动变阻器R1:0~10 Ω; F.滑动变阻器R2:0~50 Ω; G.开关、导线等 图1　　图2 (1)用多电电表电阻挡粗测金属块电阻,测得A、B端电阻RAB=4 Ω,测C、D端电阻时的示数如图3所示,则RCD=　　　　Ω。  图3 (2)测C、D端电阻时滑动变阻器应选　　　　(填实验器材前字母序号)  (3)实物连线如图4所示,其中4个区域,连错的部分是　　　　。  图4 (4)连通电路时,滑动变阻阻滑片应置于最　　　　(选填“左”或“右”)端。  (5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表A1,测量C、D间电阻时选用电流表A2,经过一系列测量后得到金属块的电阻率ρAB和ρCD。 ρAB ρCD 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确,因为测量A、B间电阻时所用的电流表A1的内阻更小,你认为小明的说法是否正确,说明你的理由  　。  8.(2024·安徽,12,10分,难度★★★)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig=500 μA,Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。 甲　　乙 (1)开关S1闭合前,滑片P应移动到　　　　(选填“M”或“N”)端。  (2)根据要求和已知信息,电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω,则R2的阻值应调至　　　　Ω。  (3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为　　　　　　　　　　。(结果用U、I、R1、R2表示)  (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要　　　　即可。(填正确答案标号)  A.增大电阻箱R1的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图乙所示,此示数对应的改装电压表读数为　　　　V。(保留2位有效数字)  9.(2023·海南,15,10分,难度★★★)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Rv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3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)。  10.(2022·辽宁,11,6分,难度★★★)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA,内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40 Ω,R2=360 Ω。 图(a) (1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~　　　　 mA;  (2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时　　　　(填“大”或“小”);  (3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用　　　　(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。  甲　　乙 图(b) 11.(2022·海南,14,10分,难度★★★)现要测量一个满偏电流Ig=50 μA的表头内阻并改装成量程为1 mA的电流表,如图所示。 (1)先闭合开关,再调整滑动变阻器,使电流表A的示数为84 mA,电流表G的示数如图所示,则流过G的电流是　　　　。若rA=1.0 Ω,则rg=　　　　;  (2)给G并联一个R1的电阻进行校准时,当电流表G的示数为Ig时,标准电流表A的示数为0.76 mA,则改装之后的电流表实际量程是　　　　;  (3)若要把它改装成量程为1 mA的电流表,还需要在R1两边并联一个R2=　　　　R1的电阻。  12.(2022·河北,13,9分,难度★★★)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图1所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103 ℃时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开,温度低于70 ℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60 Ω,用于加热煮饭);限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ);指示灯L1和L2(2.5 V,0.6 W,当电流低于30 mA时可视为熄灭);保险丝T。 图1 图2 (1)按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是　　　　(多选)。  A.按下S1,L1和L2均发光 B.当锅内温度高于103 ℃时,S1自动断开,L1和L2均发光 C.保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D.当锅内温度低于70 ℃时,S2自动闭合,L1发光,L2熄灭 (2)简易电饭煲制作完成后,试用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是　　　　(填写各步骤前的字母)。  A.将选择开关旋转到“×100”位置 B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点 C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度 D.测量指示灯L1两端的阻值 E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡 图3 图4 操作时,将多用电表两表笔与L1两端接触,若指针如图3所示,可判断是　　　　断路损坏;若指针如图4所示,可判断是　　　　断路损坏。(用电路中的元件符号表示)  13.(2022·湖南,12,9分,难度★★★)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,其内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m<Rm<Rn),电流表G的内阻为RG(Rs≪RG)。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S与m接通,电流表G示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流表G示数变为In,则Im　　　　(选填“大于”或“小于”)In。  (2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为　　　　(选填“×1”或“×10”)。  (3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流表G满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该　　　　(选填“向上”或“向下”)调节。  (4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1,稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的;取走R1,在①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流表G的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=　　　　 Ω。  14. (2021·辽宁,12,8分,难度★★★)某同学将一量程为250 μA的微安表改装成量程为1.5 V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。 (1)微安表铭牌标示内阻为0.8 kΩ,据此计算R1的阻值应为　　　　 kΩ。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。  (2)开关闭合前,R2的滑片应移动到　　　　端。  (3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是　　　　。(填选项前的字母)  A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路 (4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60 V时,微安表的示数为98 μA,此时需要　　　　(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。  考点66电学拓展和创新实验答案P374　 1.(2026·黑吉辽内蒙古,12,8分,难度★★★) 图(a) 某同学从教材的“拓展学习”栏目中学习到平行板电容器的电容C=。为验证C与极板间距d、正对面积S的关系,他与人工智能讨论得知,用数字式多用电表可以测量电容,测量过程中电路存在额外电容,每次应扣除额外电容,以获得电容的测量值。据此,设计并完成如下实验。 实验器材:厚度为d0的绝缘塑料板若干、面积均为S0(已知)的矩形单面覆铜板两块、数字式多用电表、螺旋测微器、绝缘重物等。 (1)用螺旋测微器测量20层塑料板的厚度。测量结果如图(a)所示,读数为　　　　 mm。  (2)将两极板覆铜面相对,中间夹入10层塑料板并用重物压紧,使正对面积为S0,用多用电表测量电容并记录数据。断开表笔,将极板短接放电。保持正对面积为S0不变,每次增加2层塑料板,重复上述操作直至20层。作C-图线如图(b)所示,由此确定C与成正比。由图线,极板间夹15层塑料板时,电容为　　　　 pF(保留至整数)。  图(b)　图(c) (3)保持极板间20层塑料板不变,使两极板正对面积依次为S0、S0、S0、S0、S0、S0,用重物压紧,测量电容并记录数据。作C-S图线如图(c)所示,由此确定C与S成正比。图(c)中某次测量值明显偏离拟合直线,排除仪器故障和数据处理错误,从实验操作角度分析,写出一条可能的原因:　。  (4)若将图(b)、图(c)改绘为C-、C-图线,两图线的斜率分别为k1、k2,则理论上=　　　　(选填“20”“1”或“0.05”)。  2.(2026·湖南,12,9分,难度★★★)某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。 (1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中,并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为z轴,其示意图如图1所示;霍尔元件上的导线与外部工作电路连接,其示意图如图2所示。 图1　　　图2 (2)将电压表接在霍尔元件的　　　　(选填“a、b”或“c、d”)两端,闭合开关S,测量其霍尔电压,电压表指针如图3所示,此时电压为　　　　 mV。  图3　　　图4 (3)旋转螺旋测微器的旋钮,使霍尔元件沿z轴移动至霍尔电压为0处,该处磁感应强度为0,此时的螺旋测微器读数如图4所示,该读数为　　　　 mm。　   (4)保持电流不变,旋转螺旋测微器的旋钮,读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压,得到10组数据如下表所示。 z/mm U/mV 1 11.670 9 2 11.960 16 3 12.302 25 4 12.633 35 5 12.952 42 6 13.270 48 7 13.594 57 8 13.930 67 9 14.246 74 10 14.585 81 图5 (5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点,并作出z-U图像。 (6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器,将待测物体与铜杆连接,待测物体在z轴方向移动,其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为20 mV,移动后电压表示数为60 mV,根据图像,此过程中物体位移的大小为　　　　 mm(保留2位小数)。  3.(2026·河南,12,9分,难度★★★)某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势,图1为设计的电路原理图。实验器材有:电池(电动势E,内阻不计),定值电阻R1、R2(阻值均未知),电容器C,电流传感器(内阻可忽略),电压传感器(内阻很大),数据采集分析系统、开关S,导线若干等。完成下列问题: (1)根据图1所示原理图,完成图2中实物图的连线。 图1 图2 (2)使电流传感器和电压传感器正常工作,闭合S,给电容器充电,直至电压传感器示数稳定。然后断开S,电容器放电。图3中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流—时间(iC-t)和电压—时间(uC-t)图像,属于充电过程的是　　　　(填写图像对应的标号)。  A　B　C　D 图3 (3)经数据采集分析系统合成,得到电容器在充放电过程中的uC-iC图像,如图4所示。设放电过程PQ段的斜率为k1,由图作直线可得|k1|=　　　　Ω(保留3位有效数字),其对应于　　　　(选填“R1”或“R2”)的阻值。  图4 (4)对充电过程MN段,设流经R1、R2的电流分别为i1和i2,则i1=i2+iC。电容器两端电压可表示为uC=k2iC+b,其中斜率k2=　　　　(用R1、R2表示),截距b=　　　　(用R1、R2、E表示)。由图4作直线求出k2和b,得E=　　　　V(保留3位有效数字)。  4.(2025·山东,14,8分,难度★★★)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点,设计了如下实验。所用实验器材为: 学生电源; 可调变压器T1、T2; 电阻箱R; 灯泡L(额定电压为6 V); 交流电流表A1、A2、A3,交流电压表V1、V2; 开关S1、S2,导线若干。 甲 部分实验步骤如下: (1)模拟低压输电。按图甲连接电路,选择学生电源交流挡,使输出电压为12 V,闭合S1,调节电阻箱阻值,使V1示数为6.00 V,此时A1(量程为0~250 mA)示数如图乙所示,为　　　 mA,学生电源的输出功率为　　　　 W。  乙 丙 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变,按图丙连接电路后闭合S2。调节T1、T2,使V2示数为6.00 V,此时A2示数为20 mA,则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的　　　　倍。  (3)A3示数为125 mA,高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了　　　　 W。  5.(2025·广东,12,8分,难度★★★)科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图甲(a)是电磁铁磁感应强度的测量电路,所用器材有:电源E(电动势15 V,内阻不计);电流表(量程有0.6 A和3 A,内阻不计);滑动变阻器RP,(最大阻值100 Ω);定值电阻R0(阻值10 Ω);开关S;磁传感器和测试仪;电磁铁(线圈电阻16 Ω);导线若干。图甲(b)是实物图,图中电机和底座相固定,圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 (1)量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为　　　　A(结果保留2位有效数字),为减小测量误差,电流表的量程选择0.6 A挡。  ②图甲(b)中已正确连接了部分电路。请在虚线框中完成RP、R0和间的实物图连线。 (a) (b) 图甲 (2)磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图甲(a)中的磁传感器置于电磁铁中心,滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流　　　　,保护电路安全。  ②将滑片P缓慢滑到某一位置,闭合S,此时的示数如图乙所示,读数为　　　　A,分别记录测试仪示数B和I,断开S。  图乙　　图丙 ③保持磁传感器位置不变,重复步骤②。 ④图丙是根据部分实验数据描绘的B-I图线,其斜率为　　　　mT/A(结果保留2位有效数字)。  (3)制动时间t测量。 利用图甲(b)所示装置测量了t,结果表明B越大,t越小。 6.(2025·重庆,12,9分,难度★★★)熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,其示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所示的电路(部分连线未完成)进行探究,图中数字毫安表内阻约为1 Ω,数字毫伏表内阻约为10 MΩ。 图1 图2 (1)将图1中的A、B端分别与图2中的A'、B'端连接,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05 Ω,则未完成的连接中,Q端应和　　　　(选填“b”或“c”)处相连,理由是　　　　。正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于　　　　(选填“d”或“e”)端。  (2)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020 Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142 mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2,从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温。测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E'随时间t的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为　　　　s(保留3位有效数字)。  图3 7.(2024·广东,12,9分,难度★★★)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置。实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。 　　图甲是光照方向检测电路,所用器材有电源E(电动势3 V)、电压表V1和V2(量程均有3 V和15 V、内阻均可视为无穷大)、滑动变阻器R、两个相同的光敏电阻RG1和RG2、开关S、手电筒、导线若干。图乙是实物图,图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上,控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。 请完成下列实验操作和判断。 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路。请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线。 甲 乙 (2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。 ①将图甲中R的滑片置于　　　　端,用手电筒的光斜照射到RG1和RG2,使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。  丙 ②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置,V1的示数如图丙所示,示数U1为　　　 V,V2的示数U2为1.17 V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值　　　　(选填“较大”或“较小”)。  ③断开S。 (3)光源跟踪测试。 ①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。 ②闭合S并启动控制单元,控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数U1<U2,图乙中的电动机带动电池板　　　　(选填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至　　　　时停止转动,电池板正对手电筒发出的光。  8.(2023·江苏,12,15分,难度★★★)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有:干电池(电动势约1.5 V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ;量程0~15 V,内阻约15 kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个;定值电阻(阻值50 Ω)21个;开关1个及导线若干。实验电路如图甲所示。 甲 (1)电压表量程应选用　　　　(选填“0~3 V”或“0~15 V”)。  (2)图乙为该实验的实物电路(右侧未拍全)。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱　　　　(选填“B”“C”或“D”)连接,再闭合开关,开始实验。  乙 丙 (3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的电压。某次测量时,电压表指针位置如图丙所示,其示数为　　　　V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线,如图丁中实线所示。  丁 (4)在图甲所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为R1,定值电阻的总阻值为R2,当被测电阻为R时,其两端的电压U=　　　(用E、R1、R2、R表示),据此作出U-R理论图线如图丁中虚线所示。小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差较小。  (5)分析可知,当R较小时,U的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为,当R较大时,U的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因。你是否同意他的观点?请简要说明理由。 9.(2022·重庆,11,6分,难度★★★)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示,实验设定恒定电流为50.0 μA,主要实验器材有恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表、电压表。 (1)用加热器调节RT的温度后,为使电流表的示数仍为50.0 μA,须调节　　　　(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时,电流表示数为50.0 μA;连接电压表后,电流表示数显著增大,须将原电压表更换为内阻　　　　(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。  (2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示,由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率是　　　　kΩ·℃-1(保留2位有效数字)。  10.(2021·重庆,难度★★★)某兴趣小组使用如图1电路,探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系,其中P为电阻箱,R0是阻值为37.9 kΩ的定值电阻,E是太阳能电池,μA是电流表(量程0~100 μA,内阻2.10 kΩ) 图1 图2 图3 (1)实验中若电流表的指针位置如题图2所示,则电阻箱P两端的电压是　　　　V。(保留3位有效数字)  (2)在某光照强度下,测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,由该曲线可知,M点对应的太阳能电池的输出功率是　　　　mW。(保留3位有效数字)  (3)在另一更大光照强度下,测得U-R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流表和电阻R0消耗的功率,与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的输出功率　　　　(选填“较小”或“较大”),由图像估算曲线②中太阳能电池的最大输出功率约为　　　　mW。(保留3位有效数字)  学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章　电路及其应用 考点61　电路的基本概念和规律应用 1.B　由小灯泡的伏安特性曲线,可得小灯泡状态a时,电压Ua=0.6 V,电流Ia=0.2 A,由欧姆定律得此时小灯泡电阻Ra== Ω=3.0 Ω,电功率Pa=UaIa=0.6×0.2 W=0.12 W,同理可得状态b时,小灯泡电压Ub=2.0 V,电流Ib=0.4 A,此时小灯泡电阻Rb== Ω=5.0 Ω,电功率Pb=UbIb=2.0×0.4 W=0.80 W,因此电阻变化量ΔR=Rb-Ra=2.0 Ω,电功率变化量ΔP=Pb-Pa=0.68 W,故B正确。 2.A　设单个电池组的电动势为E,内阻为r,当采用第一种接法时,闭合外电路中仅由一个电池组单独供电,根据闭合电路欧姆定律得E=I1(R+r)=1.0 A×(10 Ω+r),当采用第二种接法时,两个完全相同的电池组串联对外供电,此时电源系统的总电动势为2E,且总内阻为2r,同理由闭合电路欧姆定律得2E=I2(R+2r)=1.5 A×(10 Ω+2r),将两式联立解出单个电池组电动势E=15 V,内阻r=5 Ω,故A正确。 3.B　根据电阻定律R=ρ,可得Ra=ρ,Rb总=2ρ,两支路并联,有IaRa=IbRb总,结合电流的微观表达式I=nqvS,对于同种材料n、q相同,联立可得val1=2vbl2,即=,故B正确。 4.B　根据电阻定律得ΔR=ρ,根据欧姆定律得ΔU=IΔR,整理可得ρ=·,结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比为==,选项B正确。 5.C　本题考查计算含容电路的电流和电压。电路稳定后,由于电源内阻不计,则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联,若取电源负极为零电势点,则电容器上极板的电势为φ上=·2R=,电容器下极板的电势为φ下=·4R=,则电容两端的电压U下上=,则电容器上的电荷量为Q=CU上下=CE,故选C。 6.A　本题考查计算混联电路各电阻的电功和电功率。由电路图可知R3与R4串联后与R2并联,再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并==2 Ω;由闭合电路欧姆定律可知,干路电流即经过R1的电流为I1=I==3 A,并联部分各支路电流大小与电阻成反比,则I2==2 A,I3=I4==1 A,四个灯泡的实际功率分别为P1=R1=18 W,P2=R2=12 W,P3=R3=2 W,P4=R4=4 W,故四个灯泡中功率最大的是R1。故选A。 7.D　接a、b,则电路的总电阻为Rab==,接a、c,则电路的总电阻为Rac==,接b、c,则电路的总电阻为Rbc==,可知Rab=Rbc>Rac,由题知,不管接哪两个端点,电压不变,根据P=,可知Pab=Pbc<Pac,D项正确。 8.CD　把等效电路画出,如下 设Rca=Rx,Rcd=R滑-Rx,则R外=R+,当Rx=时,R外有最大值,当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时,Rx减小,Rcd增大,得R外减小,R总=R外+r减小,I1=增大,故电源内阻消耗的功率Pr=r增大,D项正确;UR3+Ucb=UR2+Uca=E-I1(r+R1)减小,I3=减小,故PR3=R3减小,B项错误;而I2=I1-I3增大,故PR2=R2增大,A项错误;根据电源输出功率与R外的关系图可知,当R外>r时,R外减小电源输出功率越大,C项正确。 9.(1)12 Ω≤R≤22 Ω　(2)16.7 W 解析 本题考查电阻的串联和并联、电功率等知识。 (1)根据电路可知,当RC=0时MN间电阻R的阻值最小,为R==12 Ω 当RC=240 Ω时MN间电阻R的阻值最大,为R==22 Ω 故MN间电阻R的变化范围为12 Ω≤R≤22 Ω。 (2)当RC=240 Ω时,通过电热器B的电流为I= 此时电热器B消耗的功率为PB=I2RB 解得PB=16.7 W。 考点62　测量金属的电阻率及相关实验 1.C　游标卡尺的精度为0.02 mm,先读主尺整毫米数为17 mm,再确定游标尺读数为0.02×10 mm=0.20 mm,两者相加,为17.20 mm,C项正确。 2.(1)0.500　(2)　(3)6.5×10-6　(4)无 解析 (1)螺旋测微器可动刻度读数为0,固定刻度仅漏出0刻度线,因此读数为0.500 mm; (2)根据欧姆定律可知B、P间铅笔芯的电阻R=,结合电阻定律得出R=ρ,其中铅笔芯的横截面积S=π=,联立上述公式解得铅笔芯的电阻率ρ=; (3)对由第(2)问推导出的电阻率表达式进行变形可得U=IL,则图像的斜率k=,结合题图(c)则ρ==≈6.5×10-6 Ω·m; (4)实验中直接利用电压表测量的电压U与电流表测量的电流I,计算B、P间铅笔芯的电阻,干电池使用一段时间后内阻增大,仅会导致电路中的总电流减小以及电压表的可调范围变小,不会改变B、P间铅笔芯两端电压与通过其电流的比值,故对电阻率的测量结果无影响。 3. (1)A　C (2)6 (3) 解析 本题考查伏安法测量未知电阻,涉及电表的选择、电路故障分析和应用图像处理数据的方法。 (1)电源电动势为3 V,为了减小误差,电压表选用量程为0~3 V的电压表;流过电阻的最大电流约为Imax== A=0.6 A,为了减小误差,电流表选用量程为0~0.6 A的电流表。 (2)电流表和电压表示数都为零,不可能是4、5导线内部断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线6内部断开。 (3)根据电路图可得I=+,整理可得U=I,则=k,可得Rx=。 4.(1)8 000　(2)见解析图　(3)　(5)R2　(6)大于 解析 (1)由题可知多用电表开关旋转到“×1 k”挡,故根据题图1可得读数为8 000 Ω。 (2)由上述知长方体导电水泥块样品的电阻Rx>,故采用电流表内接法;实验中要求滑动变阻器采用分压接法,故连接实物图如图所示。 (3)电阻定律R=,化简得ρ=,根据题图2可知,测量的水泥块长度为a,横截面积为bc,代入解得ρ=。 (5)根据题图3可知压力越大电阻率越小,即电阻越小;回路中电流增大,滑动变阻器R2两端电压增大,水泥块R1两端电压减小,而报警器在两端电压大于或等于3 V时启动,故应将报警器并联在R2两端。 (6)电源电动势E减小,要使报警器启动,即R2两端电压仍为3 V,根据串联分压有U2=E=E,可知E减小需要R1更小,又因为F越大R1越小,可知F1大于F0。 5.(1)0.500　(2)a　左　(3)1.3×10-6　(4)CD 解析 本题考查测合金丝的电阻率。 (1)该样品横截面直径的平均值 = mm=0.500 mm。 (2)限流接法分别接滑动变阻器上、下两个接线柱,一上一下,下端已接好,上端接a。 滑片置于最左端,电阻最大,电流最小,电路最安全。 (3)采用等效替代法,合金丝电阻R=3.2 Ω;金属丝长度l=0.5 m,直径d=0.500 mm,根据R==,变形得ρ==1.3×10-6 Ω·m。 (4)采用等效替代法,电源、电流表的内阻不影响结果,A、B错误;0~99.99 Ω的电阻箱能提高测量精度,C正确;求平均值可减小偶然误差,D正确。 6. (1)2.450(或2.449或2.451) (2)1 (3)1.91(或1.90或1.92或1.93或1.94) (4)大于 解析 (1)由螺旋测微器的读数规则可知,示数为2.450 mm。 (2)因为电压表读数变化明显,说明电流表分压影响较大,应掷到“1”端,用外接法。 (3)由图像斜率倒数得RY= Ω=1.91 Ω。 (4)根据R=ρ得,ρ=,因此=·>1,说明ρX>ρY。 7. (2)a (3)2.82　282 (4)电阻随电压增大而减小 (5)见解析 解析 本题考查非线性元件的伏安特性曲线、伏安法测量未知电阻。 (2)实验电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端,使测量部分电路两端电压为0。 (3)电压表量程为3 V,分度值为0.1 V,所以图(b)所示电压表示数为2.82 V;根据欧姆定律可知,发光元件的电阻为R== Ω=282 Ω。 (4)根据欧姆定律R=可知,电流在1.0~18.0 mA范围内,两个发光元件的电阻随电压增大而减小。 (5)由题图(c)可知,电流为10.0 mA时蓝光发光元件的电压大于红光发光元件,因此可将滑动变阻器R2与红光发光元件串联后再与蓝光发光元件并联后接入电路,如图所示。 8.(1)1.23　12.3　(4)右　(5)小于 解析 本题考查电学创新实验。(1)电压表分度值为0.1 V,则电压表读数需估读一位,读数为1.23 V,根据欧姆定律可知,金属丝的测量值R==12.3 Ω。 (4)根据图丁可知气压越小电阻越大,则压强p减小,则电阻R增大,再根据U=IR,故电压增大,电压表的指针位置应该在题图丙中指针位置的右侧。 (5)电流表采用外接法会导致电压表分流,即R测=,I测=I真+,即I测偏大,故R测<R真。 9. (2)如图所示　(4)hdk　高　(5)0.46 解析 (2)题目明确给出了电流表的内阻RA=2 500 Ω,故采用“电流表内接法”,电源电动势是3 V,电压表量程选3 V。 (4)由电阻定律得Rx=ρ=·l,知k=,故ρ=hdk。 由题图乙可知,同等情况下图线b代表的电阻更小,更容易导电。而图线b代表65 ℃时的图线,故温度高的水更容易导电。 (5)由电阻定律得Rx=ρ,其中S=πD2 由题图乙知ρ=hdk=0.03×0.07× Ω·m=24 Ω·m 由欧姆定律得Rx= 联立解得l== m=0.46 m。 10.(1)M　(2)b　移动滑片时,电压表和电流表的示数不变 解析 (1)实验采用分压式接法测Rx的阻值,要求电压从0开始变化,故实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在M端。 (2)滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器下端两接线柱与电源相连,故b导线接错;该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变,且示数均为零。 11.(1)乙　(2)　(3)6.5×10-5 解析 (1)由题图(b)可知,电压表示数U与L成正比例关系,随L的增大而增大,由串联分压关系可知,L是丙到乙的距离。 (2)由电阻定律R=ρ可得,ρ=,根据欧姆定律可得R=,由题中条件可得S=a2,所以ρ=,由图(b)可得图线斜率k=,所以电阻率的表达式为ρ=。 (3)样品截面边长a=0.20 cm,电流I=0.40 A,斜率k=,代入电阻率表达式计算得ρ=6.5×10-5 Ω·m。 12.3　0.30　4.7×10-7　B 解析 本题考查测量电阻丝电阻率的实验原理和器材、测量电阻丝电阻率的实验电路、实验步骤和注意事项、测量电阻丝电阻率的数据处理方法 (1)根据实验原理可知,待测电阻接入电路中的电阻阻值与电阻箱阻值之和应保持不变,而根据电阻定律有Rx=ρ,即电阻箱阻值增加多少,相应的待测电阻的阻值应减小多少,根据电阻定律可知,待测电阻的减少量与其接入电路中长度的减小少量成正比,即在误差允许范围内,减少相同的量则长度的减少量也应基本相同,则滑片P到a端长度的增加量应基本相同,根据表中数据可知,电阻箱每增加5 Ω,滑片P到a端长度的增加量分别是20.3 mm、16.5 mm、23.7 mm、20.6 mm,由此可知第3组数据不合理。 (2)当l为80.0 mm时,Rx的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,则有l=2r·n,因此可得电阻丝的半径r=,其中n=133,代入解得r=0.30 mm (3)用l=kR拟合上表数据,得k近似为4.0×10-3 m/Ω,而电阻箱的阻值等于待测电阻滑片P到a端电阻阻值的大小,即R=ρ=ρ,又根据拟合公式有R=,而单匝电阻丝长度为l=2r 单匝电阻丝周长L=90 mm,联立可得ρ== Ω·m=4.7×10-7 Ω·m (4)由于待测电阻接入电路中的电阻与电阻箱串联,而二者之和始终保持不变,因此电压表内阻不会对该实验产生影响,故A错误;根据该实验中电阻率的计算公式可知,若未考虑电阻丝绝缘层厚度,则会造成测量值偏大,故B正确;由于该实验采用分压式接法,而与滑动变阻器R1右边所串联的并联部分的电路的总电阻始终不变因此回路中的总电阻始终不变,则电源内阻对该实验不产生影响,故C错误。故选B。 13. (1)如图所示 (2)C　(3)27.0 解析 (2)小灯泡的额定电压为6.3 V,电源电压为9 V,当滑片在b端时,小灯泡两端电压为9 V,烧坏小灯泡。 (3)P点的电阻为P点的电压除以P点的电流,即RP= Ω=27.0 Ω。 考点63　电阻的测量 1. (1)②静止　④斜率 (2)③29 000.0 Ω　④小　减小　R1-R2 解析 本题结合棉花回潮率情境考查替代法测电阻实验。 (1)弹簧劲度系数测量 ②待砝码静止后读数; ④F-x图线的斜率等于劲度系数k。 (2)③电阻箱读数R1=29 000.0 Ω ④S2断开,电路总电阻变大,微安表示数变小;需减小电阻箱阻值,使电流复原; 电路原理:闭合S2时,Rc被短路,E=I(R1+R0);断开S2时E=I(R2+R0+Rc),联立得Rc=R1-R2。 电阻替代法:短路Rc时,电流I=;接入Rc调电阻箱至电流不变,I=,联立得Rc=R1-R2。　 2. (1)见解析　(2)36.2　36.2　(3)Rx2 (4) 解析 本题考查测量导电涂层电阻实验。 (1)V1测量被测电阻两端电压,滑动变阻器采用分压式接法,实物连接图如图所示。 (2)电阻箱由面板可得R0=36.2 Ω;U1=1.81 V,U2=3.62 V,由串联电路电流相等有=,得Rx1=36.2 Ω。　 (3)电阻定律R=ρ=ρ,厚度d越大,R越小;Rx2电阻最小,故Rx2涂层最厚。 (4)根据串、并联规律和欧姆定律有Rx== 。 3.(1)①D　②增大　③423 Ω　(2)①A　② 解析 (1)①由题图甲实验现象“指针向A偏转”,可知微安表指针向着电势较高的一端偏转,在题图乙实验中下方滑动变阻器采用分压式接法,为保证测量电路的安全,在闭合开关S2前必须使分压电路的初始输出电压为零,故应将滑片置于D端。 ②调节滑片施加电压后发现G的指针向B偏转,根据前述偏转规律可知此时B点电势高于A点电势,则RM分压偏小,为了使G的指针指零,根据串联电路分压原理可知,应调节电阻箱RM使其增大。 ③当指针指零时电桥完全平衡,满足UA=UB,可得=,化简可得Rx=RM,则待测电阻Rx=423 Ω。 (2)①针对a、b、c不完全相同的情况,第一次指针指零时电桥平衡满足=,为了在不增加实验器材的前提下消除,可以采用等效替代法交换下方电阻的位置,即交换“a”和“b、c”的位置,并重新调节RM使电桥再次平衡,此时新的电桥平衡条件变为=,即可联立求解Rx,故A正确。 ②第二次读取的电阻箱阻值为R2,根据前后两次电桥平衡建立的关系式,将=与=两式左右两边分别相乘可得=1,解得待测电阻Rx=。 4. (1)见解析实物连接图　b　c (2)见解析实物连接图　- 解析 (1)实物连接图如图所示, 闭合S1前,根据滑动变阻器的限流式接法,滑片P应置于b端,此时滑动变阻器连入电路中的阻值最大,可以保护电路的安全; 闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时S2应该接c端。 (2)实物连接图如图所示, 根据电路分析,当闭合S1,将S2接c端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic,则=Rx+RA+R滑,将S2接d端时,电压表、电流表的读数分别为Ud、Id,则=RA+R滑,那么待测电阻阻值Rx=-。 5.(1)3.85　(2)乙　R1　(3)62.0　51 解析 (1)温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加值ΔR=×103 Ω=3.85 Ω。 (2)由于A1内阻确定,所以可以用A1测量电阻的电压,同时可以用A2与A1的示数之差来计算经过铂电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙; 铂电阻中可以通过的最大电流为0.3 mA,流过电流表的电流极小,可得电路中的最小阻值Rmin≈ Ω≈17 kΩ,因此保护电阻R应选R1。 (3)由题图(c)可知A1的分度值为1 μA,则其读数为62.0 μA;根据欧姆定律可得此次测量中Rt=,根据题图(a)可以得到铂电阻的阻值Rt随温度t的变化规律Rt=1 000+3.85t,代入数据可得t≈51 ℃。 6. (1)CAB　负极、正极　×100　1.6 (2)R1　a　(3)　(4)1.57 解析 本题考查多用电表的使用及电表内阻的测量。 (1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡,接着将红、黑表笔短接,再调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆,故操作顺序为CAB。由“红进黑出”可知,多用电表的红、黑表笔应该分别与待测电压表的“负极、正极”相连。由题图甲中虚线Ⅰ可知,其偏转角度较小,即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而“×1k”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置。由题图甲中实线Ⅱ可知,粗测得到的该电压表内阻为R=16.0×100 Ω=1.6 kΩ。 (2)题图甲所示电路图为分压式接法,应选阻值小的滑动变阻器,故应选R1,为保证安全,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。 (3)通过R0的电流为I=,所以待测电压表的内阻为RV==。 (4)代入数据得,RV= V=1.57 kΩ。 7. (1)1 000　(2)　(3)如图所示　(4)1.75×10-2　(5)> 解析 (1)由题图乙知,欧姆表表盘示数为10 Ω,所选挡位为“×100”挡,则对应的读数是10 Ω×100=1 000 Ω。 (2)当电压传感器示数为0时,C、D点的电势相等,根据串联电路中电压分配规律得=,RF=。 (3)根据表格中的数据,描点作图,图线为一条过原点的直线。 (4)由第(3)问图知,U=112m(U的单位为mV,m的单位为g),当U0=200 mV时,m0= g,则F0=m0g=×10-3×9.8 N=1.75×10-2 N。 (5)当C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)时,有 UCD=I1RF-I2R3 当C、D间接非理想毫伏表时,有 UCD=(I1-IV)RF'-(I2+IV)R3 由以上两式得 I1RF-(I1-IV)RF'=I2R3-(I2+IV)R3<0 所以RF<RF',则F1>F0。 8.(1)A1　60　(2)100　(3)无 解析 (1)电路中的电流不会超过I==10 mA,电流表指针可以指在满刻度的处,则电流表选A1;滑动变阻器接入电路的电阻值为R=-R0-RA=60 Ω。 (2)根据闭合电路欧姆定律得Rx=-R-RA=100 Ω。 (3)如果电源有内阻,根据闭合电路欧姆定律,可以让滑动变阻器和电源内阻的总阻值等于60 Ω,最终对Rx的测量结果无影响。 9.(1)R1　(2)见解析　(3)3 500　大于　(4)减小 解析 (1)用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器前半部分并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后该部分电阻变化越小,从而电压的值变化越小,故滑动变阻器应选R1。 (2)电路连接图如图所示 (3)微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即RT+RμA=6 000 Ω 可得RT=3 500 Ω 当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。 (4)由于是ln RT-图像,当温度T升高时,减小,从图中可以看出ln RT减小,从而RT减小,因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。 10. (1)分压 (2) (3) (4)1.83×103 (5) 解析 (1)电压表V1和Rx串联再和V2并联,并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻,为了调节变阻器时,电表示数变化明显,且能获得更多组数据,选择分压接法。 (2)完整的电路图,如图所示。 (3)根据表中的实验数据,绘制的U2-U1图像,如图所示。 (4)根据实验电路图,则有Rx=, 变形得U2=U1,则图线的斜率为k= 根据U2-U1图像可得斜率k==1.61 则有1.61= 代入r1=3.0 kΩ,解得Rx=1.83×103 Ω。 (5)因待测电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值较小,若仍与电压表V1串联,则所分得的电压过小,不利于测量,故待测电阻Ry与其中一个电压表并联,由于电源电动势只有6 V,为让待测电阻分得较大电压,故待测电阻Ry应与电压表V2并联,再与电压表V1串联,故改进后的电路图,如图所示。 考点64　测定电源的电动势和内阻实验 1.(1)①A2;②见解析图;③3.8　(2)②3.6;73 解析 (1)待测电池允许的最大放电电流为80 mA,为保证读数精确度与指针偏转范围合理,选用量程匹配的0~100 mA电流表A2,将待测电池、开关、电阻箱与电流表串联构成闭合实验电路, 由闭合电路欧姆定律可得E=I(R0+RA+r),将其变形得到=R0+,因此-R0图像的斜率k=,代入题图(a)上的已知坐标点(1.0×102,25.0)与(2.0×102,51.0),计算得出斜率k= V-1=0.26 V-1,解得电源电动势E=3.8 V; (2)根据题图(b)乙可知在120 min时,电池输出电压约为3.6 V,120 min时的输出电流约为34 mA,此后不能正常工作,其中120 min=2 h,根据I-t图像围成的面积表示电池实际容量,对I-t图线做近似处理如图可知Q= mA·h=73 mA·h。 2. (1)甲 (2)　1.44(1.45或1.43) 0.65(0.64或0.66) 解析 本题考查实验——利用伏安法测量电源的电动势和内阻。 (1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如电路应该选择的是甲; (2)根据实验数据作出电源的U-I图像如图 由U=E-Ir结合图像可知E=1.44 V,内阻r== Ω≈0.65 Ω 3. (1)R1 (2) (3)2.90　2.00 (4)小于　r测= 解析 本题考查——实验:利用伏安法测量电源的电动势和内阻。 (1)为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的R1。 (2)图像如下: (3)根据闭合电路欧姆定律有U=E测-I(R0+r测),结合图线可得E测=2.90 V,R0+r测= Ω,解得r测=2.00 Ω。 (4)将电压表和电源等效为新的电源,故此时根据图像得到的电动势和内阻为等效电源的电动势和内阻,等效电源的电动势为E测=·RV,故E测<E真;将R0等效进电源的内阻中,可得等效新电源的内阻为r测=。 4.(1)保护　(2)(R+R0+r)　(3)1.47　1.3　(4)有 解析 (1)R0串联在电路中,起保护电路的作用。 (2)由闭合电路欧姆定律有E=I(R+R0+r),整理得=(R+R0+r)。 (3)结合题图(b)可知,= V-1,故E=1.47 V,图像纵截距为=7 A-1,故r=1.3 Ω。 (4)若电流传感器有内阻,则E=I(R+R0+r+RA),整理得=R+,E测量值仍为,无误,但=7 A-1,则r测=r+RA,故电流传感器的电阻对干电池内阻的测量结果有影响。 5.1.0　3.3 解析 本题考查测量水果电池的电动势和内阻。由闭合电路欧姆定律得E=U+r,解得U=-r+E,结合题图2可得E=1.0 V,r=|k|= Ω≈3.3 kΩ。 6.(1)等于　(2)C　2 解析 本题考查测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路、电源的最大输出功率及其条件。 (1)电源输出功率P== 则当R=r时电源输出功率P最大。 (2)(ⅰ)实验中所用的滑动变阻器应选阻值较小的C即可。 (ⅱ)电压表内阻远大于电源内阻,应采用相对电源的电流表外接法,使电源内阻的测量结果更接近真实值,S2应与2端闭合。 7.(1)A　(2)　(3) 解析 考查闭合电路欧姆定律、电阻定律R=ρ、数据处理等。 (1)应将电阻丝完全接入电路,确保电路安全。 (2)(3)对图(a)中的电路图,根据闭合电路欧姆定律得E=U+r,解得=+·,结合图(c)可知,b=,k1=;对图(b)中的电路图,根据闭合电路欧姆定律得E=U+·(r+R0),解得=+·,结合图(c)可知,b=,k2=。又由于=n,因此=n,解得r=。 8.(1)①1.0　②I(r+RA)　③1.40　1.0　(2)D 解析 本题考查测量干电池的电动势和内阻。 (1)由题图乙可知,电压表读数为U=0.60 V,电流表读数为I=0.58 A,根据欧姆定律可得电流表内阻为RA== Ω≈1.0 Ω。由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E=U+I(r+RA),变形可得U=-(r+RA)I+E,根据题图丁可知,纵截距b=E=1.40 V,斜率的绝对值=r+RA= Ω=2.0 Ω,所以待测干电池电动势为E=1.40 V,电源内阻为r=1.0 Ω。 (2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因是电流太小无法读数。 9.B　1.20　1.50　1.04 解析 本题考查测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理 (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;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可得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。 10. (1)如图所示 (2)1.58　0.64　(3)2.5　(4)偏小 解析 (1)实物连线如答案图所示。 (2)由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir 由题图丙可知E=1.58 V 内阻r= Ω=0.64 Ω。 (3)根据E=I(R+RA+r) 可得=·R+ 由题图丁可知=2 A-1 解得RA=2.5 Ω。 (4)由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。 11.B　4.5　1.8　不变　变大 解析 本题考查测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理、测量电源电动势和内阻的注意事项和误差分析。 (1)通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B; (2)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,有U=-Ir+E 则U-I图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5,横轴截距为2.5,结合上述分析可知电池电动势E=4.5 V;内阻r= Ω=1.8 Ω (3)分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻RV的影响,流过电压表的电流为IV= 可知流过电池的电流为I=I测+,I>I测 因电压表内阻RV不变,随着电压U测值减小,电压表电流IV减小,当电压U测值趋于0时,I趋于I测,在图2中重新绘制的U-I图线如图所示 故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。 12. (1)见解析　(3)1.30　(4)1.80　2.50　(5)接法Ⅱ (6)接法Ⅱ 解析 本题考查测量电源电动势和内阻的实验。 (1)根据图甲所示的电路图,实物连接如图所示。 (3)量程为3 V的电压表分度值为0.1 V,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知电压表读数为U1=1.30 V。 (4)当单刀双掷开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势为U1-I1的纵轴截距,则有E=1.80 V。当单刀双掷开关接2时,电压表示数为零时,电流表测量准确,由U2-I2图像可知此时电路电流为0.40 A,根据闭合电路欧姆定律可知I=,解得内阻为r=-R0= Ω-2 Ω=2.50 Ω。 (5)由图丁可知U1-I1图像的斜率为k1= Ω=R0+r1 解得r1=3.00 Ω 由图丁可知U2-I2图像的斜率为k2= Ω=R0+r2 解得r2=2.25 Ω 可得×100%=×100%=20%>×100%=×100%=10% 故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。 (6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压,接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流,由于电源内阻较小,远小于电压表内阻,结合(5)问分析可知,若只能选择一种接法,应选择接法Ⅱ更合适。 13.(1)3.700　(2)6.0　　(3)12　3.0　(4)偏大 解析 (1)螺旋测微器的读数为3 mm+0.5 mm+0.01×20.0 mm=3.700 mm。 (2)由= A-1=2.5 A-1,可得Rx=6.0 Ω。 电阻Rx=ρ=ρ,解得ρ=。 (3)根据闭合电路欧姆定律E=I(r+RA+R0+R),解得=+R,由=,解得E=12 V,由=2,可得r=3.0 Ω。 (4)根据闭合电路欧姆定律,电源电动势降低、内阻变大时有E'=I(R0+r'+RA+Rx),根据原来描绘的图丙计算测量值时有E=I(R0+r+RA+R测)由E>E',r<r'比较两式得R测>Rx,故测量值会偏大。 14. (2)b　(4)　-R0-RA (5)如图所示 解析 (2)开始时接入线路电阻应最大,金属夹应夹在电阻丝的b端。 (4)根据闭合电路欧姆定律得E=I(R0+Rx+RA+r) Rx=r0θ 解得=r0θ+ 由题图乙得=k,=d 联立得E=,r=-R0-RA。 (5)电路图如答案图所示。 S先打到b端,读出电流表读数I,再把S打到a端,移动Rx上的金属夹,使电流表的读数也为I,此时Rx的值与R0相等,记下偏转角度θ,则r0=。 考点65　多用电表的使用及电表的改装 1.C 解析 若表头Rg断路,表笔连任意两端,电流都无法通过表头,均不会发生偏转,故A错误。若电阻R1断路,连接A、B时,电流通过表头和R2与多用电表构成闭合回路,表头应发生偏转,故B错误。若电阻R2断路,连接A、B时,电流无法通过表头和R2与多用电表构成闭合回路,表头不偏转,连接A、C和B、C均能与多用电表构成闭合回路,表头发生偏转,故C正确。 2.(1)a　(2)0.377(0.376~0.378均可)　(3)I-Uac　(4)甲 解析 (1)多用电表使用时电流从红表笔流入,黑表笔流出,根据图(a)所示电路可知红表笔应连a接点。 (2)多用电表使用直流电压挡“0.5 V”,看中间刻度,分度值为0.01 V,则此时电表读数为0.377 V。 (3)相同电流下,Uac>Uab,故图(b)中乙是I-Uac曲线。 (4)由图(b)可知,当通过元件的电流大时I-(Uac-Ubc)曲线接近甲曲线,当通过元件的电流小时I-(Uac-Ubc)曲线接近乙曲线。当元件阻值较小时,通过元件的电流较大, 则I-(Uac-Ubc)曲线更接近甲曲线。 3.(1)短接　100　14.4　(2)10 解析 (1)电阻表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即将图中的A、B短接;电阻表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让电流表示数为100 μA;因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知Ig==100×10-6 A,解得R=-Rg-R0=14.4 kΩ。 (2)当电流表的示数是60 μA时,根据I=,R内=,代入数据可得Rx=-R内=-= Ω=10 000 Ω=10 kΩ。 4.(1)短接　0　(2)×10　160　(3)2.8 解析 (1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时电阻表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。 (2)用该电阻表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用电阻表的×10挡; 进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为16×10 Ω=160 Ω。 (3)根据闭合电路欧姆定律E=I1(r+Rg+R阻),E=I2(r+Rg+R阻'),代入数据I1=10 mA,I2=20 mA,联立可得r=7 Ω,E=2.8 V。 多用电表电阻挡使用流程 5.(1)B　(2)串联　1 980　(3)2和3　1和4　1和2 解析 (1)使用多用电表测量15 kΩ的电阻时,先将开关旋转到“×1 k”位置,再将红、黑表笔接触,最后进行欧姆调零,故B正确。 (2)表头满偏时两端电压为Ug=rIg=0.02 V,将表头改装成量程为0~2 V的电压表,即最大测量值变为原来的n=100倍,需要串联一个阻值为R=(n-1)r=1 980 Ω的电阻。 (3)因为2和3间电压最高,故2和3之间为电源E;1和2、3和4间电压为0,1和4、2和4、1和3间有电压,则1和4之间为电容器;1和3间电压小于2和4间电压,故说明1和2间电阻的分压能力比3和4间电阻分压能力强,故阻值大的RA在1和2之间。 电表改装问题 1.计算表头满偏值Ig或Ug。 2.计算改装后最大测量值相对于表头满偏值的倍数n。 3.改装成电流表并联一个阻值为的电阻,改装成电压表串联一个阻值为(n-1)r的电阻。 6.(1)×1 k　负极　(2)a　d　44.0　(3)非线性　1.9~2.5 解析 本题考查测绘发光二极管的正向伏安特性曲线。 (1)指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用×1 k挡继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知与红色表笔相连的是二极管负极。 (2)为实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图(C)可知电压表选取0~3V量程,故Q接d;多用电表量程为50 mA,分度值为1 mA,需要估读到0.1 mA,故电表的读数为4×10 mA+4×1 mA+0×0.1 mA=44.0 mA。 (3)根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据图像可知正常发光时,即有电流通过时电压在1.9 ~2.5 V范围。 7.(1)330　(2)F　(3)②　(4)右　(5)错误;理由见解析 解析 本题考查多用电表的使用,伏安法测电阻和误差分析。 (1)由题图3可得,多用电表电阻挡选用“×100”倍率,则C、D端电阻RCD=3.3×100 Ω=330 Ω。 (2)由题图1可得,滑动变阻器采用限流式,为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化,应该接入阻值和C、D端电阻接近的滑动变阻器R2,即选F。 (3)由原理图可知,电压表测量的是金属块和电流表两端的电压,实物图中电压表测量的是电流表两端的电压,故连接错误的区域是②区域,应将电压表的右边接线柱(+接线柱)连接到电阻的右端。 (4)接通开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,故滑片应放在最右端位置。 (5)金属块A、B间的电阻为4 Ω,用内阻约为1 Ω的电流表测量,测量值的相对误差约为×100%=25%;测量金属块C、D间的电阻为330 Ω电阻,用内阻约为4 Ω的电流表测量,测量值得相对误差约为×100%=1.2%,误差更小,计算出的电阻率更准确,则小明的说法错误。 8.(1)M　(2)4 000　(3)-R1-R2　 (4)A　(5)0.86 解析 本题考查电表的改装。 (1)由图甲可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路安全,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端。 (2)当开关S2接b时,电压表量程为1 V,根据欧姆定律得 U1=Ig(Rg+R1) 当开关S2接a时,电压表量程为3 V,根据欧姆定律得U2=Ig(Rg+R1+R2),其中R1=1 200 Ω 联立解得R2=4 000 Ω。 (3)当开关S2接a时,根据欧姆定律得U=I(Rg+R1+R2),可得电流表G的内阻Rg=-R1-R2。 (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可知可以增大两电阻箱的阻值。故选A。 (5)根据闭合电路欧姆定律得UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+1 200) V=0.86 V。 9. (1)R1,R2　(2)见解析　(3)①③②④　(4)1 998.0 Ω　小于　(5)1.30　(6)RA= 解析 (1)根据半偏法测电阻的原理可知,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)根据电路图实物图的连接如图所示 (3)半偏法的实验步骤应为: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。故合理的操作顺序是①③②④。 (4)根据电阻箱的读数,微安表内阻为1 998.0 Ω。闭合开关S2后,并联阻值变小,总电阻变小,总电流增大,并联支路总电流增大,故变阻箱阻值小于微安表的内阻。 (5) 根据比例关系=,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= 10.(1)1　(2)大　(3)乙 解析 本题考查电流表的改装,电流表的内、外接法及误差分析。(1)当S接A时,R1和R2串联接入电路,与电流表并联,满偏时电流表两端的电压为Um=Imr=250×10-6×1.2×103 V=0.3 V,此时流过R1和R2的电流为I== A=0.75×10-3 A=0.75 mA,因此总电流为I总=Im+I=1 mA,即量程为0~1 mA。 (2)当开关S接B端时,R1和电流表串联再与R2并联,由于与电流表并联的电阻变小,当电流表满偏时,流过R2的电流变大,干路电流变大,即量程变大,所以开关S接B端时电流表量程比接在A端时大。 (3)图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电流表内阻引起的实验误差,即Rx=-RA。 11.30.0 μA　2 800 Ω　0.95 mA　18 解析 本题考查电流表与电压表的读数、灵敏电流计改装成电流表。 (1)电流表G的满偏电流Ig=50 μA,则如图所示电流表G的示数为30.0 μA。根据并联电路电压相等可得84×10-3 A×1.0 Ω=30×10-6 A×rg,可得电流表G的内阻rg=2 800 Ω (2)对改装电表,流过电阻R1的电流为=0.76 mA-Ig,根据并联电路电压相等可得·R1=Ig·rg 解得R1= Ω,则改装后的电流表的实际量程为I1=Ig+=0.95 mA (3)若把并联R1的电流表G再改装成量程为1 mA的电流表,需要并联电阻R2==2 800 Ω =18 12.CD　CABDE　L1　R1 解析 本题考查判断电路中发生故障的元件和原因、多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数.按下S1后L2支路被短路,则L2不会发光,A错误;当锅内温度高于103 ℃时,S1断开,而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合,则此时L2可能发光,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,并联的整体再和L2、R2串联,则回路中并联的整体电阻RL=10.42 Ω,R并=56.64 Ω 则回路总电阻R总=1 067.06 Ω 则回路总电流I总==0.21 A,则L2一定发光,此时并联的整体的电压为U并=I总R并=11.89 V 则流过L1的电流为IL1==A=0.012 A 则流过L1的电流小于30 mA,则L1熄灭,B错误;由题知,S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开,锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合,C正确;当锅内迢度低于70 ℃时,S2自动闭合,L2支路被短路,则L2不会发光,此时电路中R与R1和L1的串联部分并联,则此时流过L1的电流为 I'L1== A=0.218 A,则此时流过L1的电流大于30 mA,则L1发光,D正确。故选CD。 (2)多用电表的操作步骤为:调整“指针定位螺丝”,使指什指到零刻度——机械调零;将选择开关旋转到“×100”位置——选挡;将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指计指向欧姆零点——欧姆调零;测量指示灯L1两端的阻值——测量;将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。 由于使用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常,如图3可看出L1两端有1 100 Ω左右的电阻,大约等于R1和R的总阻值,则说明L1始终不亮的原因可能是L1断路损坏。由于使用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常,如图4可看出欧姆表的示数几乎为零,,由于此时选用的是“×100”挡,而灯泡电阻RL=10.42 Ω,欧姆表两表笔间的电阻为灯泡电阻时,示数很小,几乎为0,说明灯泡L1正常,L1始终不亮的原因可能是R1断路损坏。 13.(1)大于　(2)×10　(3)向上　(4)400 解析 (1)由Rm<Rn得开关拨向m时电路的总电阻小于开关拨向n时电路的总电阻,电源电动势不变,根据I=知,Im>In。 (2)S与n接通时,欧姆表内阻大,欧姆表的挡位倍率大,即为“×10”挡。 (3)从“×1”挡位换为“×10”挡位,即开关S从m拨向n,电路总电阻增大,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表所在支路的电流,所以需要将R0的滑片向上调节。 (4)设“×10”挡位时欧姆表内阻为R内,电流表满偏电流为Ig,电路简化结构如图 则+Ig= +Ig= +Ig= 解得Rx=400 Ω。 14.(1)5.2　(2)2　(3)A　(4)减小 解析 本题结合电表改装问题,考查欧姆定律、电压表的校准以及电路故障判断。 (1)微安表的内阻Rg=0.8 kΩ,满偏电流Ig=250 μA=250×10-6 A,串联R1后改装为U=1.5 V的电压表,所以满足Ig(Rg+R1)=U 代入数据解得R1=-Rg= Ω-0.8 kΩ=6 kΩ-0.8 kΩ=5.2 kΩ (2)开关闭合前,将滑动变阻器R2的滑片移动到2端,这时测量电路的电压为0,这样使电路更安全并便于校准改装后的电表。 (3)开关闭合,调节滑动变阻器R2,电表示数变化不明显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路或者3、5间短路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数,A正确。 (4)标准电压表的示数为0.6 V,若改装电压表也为0.6 V,此时微安表的示数为I===100 μA,但此时微安表示数为98 μA,说明R1的阻值偏大,所以应该减小R1的阻值。 考点66　电学拓展和创新实验 1.(1)1.805　(2)157　(3)见解析　(4)20 解析 (1)观察题图(a),固定主尺上露出的主刻度线为1.0 mm,半毫米分度线已露出,由千分尺读数方法可知其读数为1.5 mm+30.5×0.01 mm=1.805 mm; (2)15层塑料板的厚度d15=×1.805 mm≈1.354 mm,可得= mm-1≈0.739 mm-1。题图(b)为实验所得C-正比例关系图,结合题目“保留至整数”的明确要求,读取对应电容为157 pF; (3)观察图(c),异常数据点(星号位置)位于所作直线的下方,说明采集到的电容值偏小。由平行板电容器C=可知,在介质与正对面积不变的前提下,电容偏小源于极板间间距d偏大,故可能在更换极板重叠面积后重新放置时,重物未能将极板完全压紧(或两板间混入了微小空气隙); (4)由题干知d0为单层塑料板的厚度,分析C-图像,正对面积恒为S0,由电容决定式变形得C=·,得理论斜率k1=;分析C-图像,d'=20d0,同理得C==·,其理论斜率k2=,可得=20。 2. (2)c、d　50　(3)11.349　(5)描点及作图见解析 (6)1.60 解析 (2)电流沿a、b方向流经霍尔元件,磁场方向沿z轴方向,根据左手定则,可知内部自由电荷受到的洛伦兹力将指向c、d端,从而在c、d端聚集形成电势差,故电压表应接在c、d两端;由题图3可知电压读数为50 mV; (3)观察题图4螺旋测微器的主尺固定刻度,露出部分的整毫米刻度为11 mm,右侧可动刻度与主尺横线对齐的数值为35.0,乘以精确度得到可动部分读数为34.9×0.01 mm=0.349 mm,二者相加得到总读数为11 mm+0.349 mm=11.349 mm; (5)(按题目表格数据绘图即可,为一条直线) (6)由z-U图像可知,图线为一条倾斜的直线,其斜率k==0.040 mm/mV,当电压由20 mV变为60 mV时,电压的变化量ΔU=40 mV,可知位移大小为Δz=kΔU=0.040×40 mm=1.60 mm。 3. (1)见解析　(2)AD　(3)10.0　R2　(4)-　E　3.63 解析 (1)实物图连接需遵循原理图逻辑:电池正极连接定值电阻R1后,接入单刀双掷开关的左侧触点,开关右接线柱串联电流传感器和电容器,并与电压传感器并联,定值电阻R2需并联在放电回路中。 (2)闭合S时,电容器充电,初始时刻充电电流最大,随着电荷积累,极板间电压逐渐升高,充电电流逐渐减小至零,电压最终稳定在电源电动势附近,故属于充电过程的是A、D。 (3)电容器放电过程中,电容器充当临时电源,电压与电流的关系满足uC=iCR2(注意图像中电流符号的处理),此时图像过原点,对应于PQ段,故其斜率的绝对值|k1|=R2,由图4可读出斜率大小为10.0 Ω,即对应R2。(4)对充电过程,由闭合电路欧姆定律和干路分流关系推导可得uC=E-i1R1且i1=+iC,联立化简可得uC=-iC+E,故斜率k2=-,截距b=E,由图4中MN段图线可知斜率大小为2.0 Ω,结合R2=10.0 Ω,可解得R1=2.5 Ω,图像纵截距b=2.9 V,代入截距表达式,解得电动势E=3.625 V,保留三位有效数字为3.63 V。 4.(1)200　2.4　(2)100　(3)0.9 解析 (1)由图乙可知,电流表示数为200 mA,学生电源输出功率P=EI=12 V×0.2 A=2.4 W。 (2)低压输电时通过电阻箱的电流为I1=200 mA,高压输电时,通过电阻箱的电流为I2=20 mA,则低压输电时电阻箱消耗功率P1=R,高压输电时电阻箱消耗功率P2=R,则==100。 (3)ΔP=UI1-UI3=12×0.2 W-12×0.125 W=0.9 W。 5.(1)①0.58　②见解析　(2)①最小　②0.48　④30 解析 本题考查欧姆定律,实物连接图,仪器的选择等知识点。(1)①因为电源内阻不计、电流表内阻不计,则当滑动变阻器的阻值为零时,电路中有最大电流I==0.58 A ②由于电路中最大电流为0.58 A,则电流表应选择0~0.6 A量程,实物图连线如下 (2)①滑动变阻器RP的滑片P置于b端时滑动变阻器的电阻最大,电路中的电流最小,保护电路安全。②电流表读数为0.48 A。④根据题图中数据可知B-I图线斜率为k= mT/A=30 mT/A。 6.(1)b　见解析　e　(2)17.5 解析 本题考查伏安法测电阻、闭合电路欧姆定律。 (1)由于组合体电阻不超过0.05 Ω,其阻值远小于数字毫伏表内阻,与数字毫安表内阻接近,应采用数字毫安表外接法,即Q端应和b处相连。滑动变阻器采用分压接法,闭合开关时,为了保护电表和电路,应使测量电路获得的电压最小,故滑动变阻器的滑片应置于e端。 (2)根据题意,由闭合回路欧姆定律可知,衔铁被释放时,电动势为E=Ir=0.02×142×10-3 V=2.84×10-3 V=2.84 mV,停止加热时,热电偶受热产生的电动势E'最大,如图所示 由图可知,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为Δt=32.5 s-15 s=17.5 s。 7. (1)如图所示 (2)b　1.60　较大 (3)顺时针　转过90° 解析 本题考查电学实验中电路的连接、读数等。 (2)将图甲中的R的滑片置于b端;电压表V1量程为3 V,最小刻度为0.1 V,则示数为1.60 V;由此可知表面光照强度较小的RG1两端电压较大,说明表面光照强度较小的阻值较大。 (3)由于两电压表的示数U1<U2,可知RG1光照强度较大,则说明电动机带动电池板顺时针转动,直至转过90°时停止转动,电池板正对手电筒发出的光。 8. (1)0~3 V　(2)D　(3)1.50　(4)R　(5)不同意。理由见解析。 解析 (1)两节干电池,电源电动势为3.0 V,因此电压表量程选择0~3 V。 (2)与滑动变阻器的接线柱D连接,开始时滑动变阻器接入电路的电阻最大,且滑动变阻器滑片向右滑动时,电阻减小,因此接线柱A与滑动变阻器的接线柱D连接。 (3)电压表的读数为1.50 V。 (4)根据闭合电路的欧姆定律可得,电路中的电流I=,则当被测电阻为R时,其两端电压U=I·R=R。 (5)不同意。当R较小时,电压表的内阻大,分流小;当R较大时,和电压表并联以外的电阻分压很小,电压表内阻是否理想对电压表读数的影响不大。 9.(1)可变电阻R1　远大于　(2)-1.2 解析 本题为创新实验——探究电阻阻值和温度的关系。 (1)因为恒压直流电源E的电动势不变,而用加热器调节RT的温度后,导致整个回路的总电阻改变。而要确保电流表的示数仍为50.0 μA,则需控制整个回路的总电阻不变,所以需要调节的器材是可变电阻R1。连接电压表后,电流表示数显著增大,则说明电压表与RT并联后R总减小,则根据并联规律R总==,要保证R总不变需须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。 (2)由图可得温度为35.0 ℃时电压表的电压为1.5 V,且实验设定恒定电流为50.0 μA,所以此时热敏电阻RT1=30 kΩ;温度为40.0℃时电压表的电压为1.2 V,且实验设定恒定电流为50.0 μA,即此时热敏电阻RT2=24 kΩ,则温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率是k==-1.2 kΩ·℃-1,负号表示随着温度升高RT的阻值减小。 10.2.48　40.5　较大　106 解析 本题考查计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、电学创新实验 (1)根据电流表读数规则,电流表读数是I=62.0 μA=6.20×10-5 A 电阻箱P两端的电压是U=I(rg+R0)=6.20×10-5×(2.10+37.9)×103 V=2.48 V (2)M点对应的电压U=1.80 V,电阻R=80.0 Ω,太阳能电池的输出功率 P==4.05×10-2 W=40.5 mW (3)与曲线①相比,在电阻R相同的情况下,曲线②中太阳能电池的电压较大,由P= 可知,曲线②中太阳能电池的输出电功率较大;由图像②可知,太阳能电池电动势为E=2.80 V,图像的斜率表示电流,因此由输出功率为P==UI 当电阻大于150 Ω以后是电流越来越小,可知输出功率很小,最大值不在大于150 Ω以后取得,而当图像成直线时可知电流是恒定的,此时电压越大输出功率越大,因此输出功率最大值应该在阻值40 Ω~100 Ω之间取得,分别代入50 Ω,60 Ω,70 Ω估算功率可得 P1==105.8 mW,P2==97.6 mW,P3==90.7 mW 因此可知最大功率在电阻50 Ω取得,约为106 mW 学科网（北京）股份有限公司 $