专题16电学实验（教师版）历届高考在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用、基本物理量的测定、物理规律的验证和物理现象的研究、实验数据的处理。预测2022高考中物理实验题类型大体有：⑴强调基本技能，熟识各种器材的特性。像读数类：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等；选器材类：像选取什么量程的电表和滑动变阻器等。⑵重视实验原理，巧妙变换拓展。像探究匀变速直线运动的变形和测量电阻的再造等。源于课本不拘泥课本一直是高考命题与课标理念所倡导的，所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂---原理是我们复习的重中之重。⑶提倡分析讨论，讲究实验的品质，像近年高考中的数据处理、误差分析、改良方案，甚至开放性实验等于课标的一标多本思路是交汇的。⑷知识创新型实验。像设计型、开放型、探讨型实验等都是不同程度的创新，比如利用所学可以设计出很多测量重力加速度的方案。一、实验仪器的读数高考要求会正确使用的电学仪器有：电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外，其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是：凡仪器最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）；凡仪器最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不再往下估读。电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的，指针必须指向某一个确定的数值，不能在两个数值之间，因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的，不再向下估读。例1.右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V量程，那么电压表读数为多少？若当时使用的是该表的0-15V量程，那么电压表度数又为多少？解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估读一位，读1.15V（由于最后一位是估读的，有偶然误差，读成1.14V-1.17V之间都算正确）。0-15V量程最小刻度为0.5V，不是10分度的，因此只要求读到0.1V这一位，所以读5.7V（5.6V-5.8V之间都算正确）。例2.右图是电阻箱示意图，试读出当时电阻箱的阻值。72\n解：电阻箱面板上有6个旋钮，每个旋钮上方都标有倍率。将每个旋钮的指针所指的数值（都为整数）乘以各自的倍率，从最高位到低位依次读出来，就得到这时电阻箱的实际阻值。注意图中最左边的两个黑点是表示的是接线柱。若指针位置如图所示，则阻值为84580.2Ω。二、恒定电流实验常规1.伏安法测电阻伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若，则采用外接法。若，则采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。2.滑动变阻器的两种接法滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。采用分压接法时，被测电阻RX上的电压调节范围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。3.实物图连线方法⑴无论是分压接法还是限流接法，都应该先把测量电路（伏安法部分）接好；⑵72\n对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱并选择正确的量程，滑动变阻器的滑动触头应调到阻值最大处）。⑶对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的分布，将伏安法部分接入该两点间。三、考试大纲规定的学生实验1.用描迹法画出电场中平面上的等势线GGaaRrab实验所用的电流表是零刻度在中央的灵敏电流表，在实验前应先查明电流方向与指针偏转方向的关系。方法是：将电流表、电池、电阻、导线按图a或图b连接，若R是阻值很大的电阻，就按图a连接；若r是阻值很小的电阻，就按图b连接。然后用导线的a端试触电流表的另一端，观察电流表指针的偏转方向，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。GAB探针——+—本实验是用恒定电流的电流场来模拟静电场。与电池正极相连的A电极相当于正点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面（涂有导电物质的一面必须向上），复写纸则放在中间。只要电流表示数是零，就表示两根探针针尖对应的点电势相等。把所有与同一个基准点电势相等的点连起来，就是等势线。例3.用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计是合理的MNMNMNM⑴ ⑵ ⑶ ⑷A.如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场B.如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极，圆环形电极N接电源负极，模拟正点电荷周围附近的静电场C.如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场D.如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场解：用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流。由于⑴、⑷两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理。⑵、⑶两个设计是合理的。选BC。2.测定金属的电阻率72\n由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长，电流也不宜太大，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动触头的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。例4.在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：⑴用______测量金属导线的长度l，测3次，求出平均值；⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径d，求出平均值；⑶用伏安法测量该金属导线的电阻R。在左边方框中画出实验电路图，并把右图中所给的器材连接成测量电路。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器最大阻值20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为ρ=__________。解：⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶测量部分用安培表外接法，电源部分用限流电路或分压电路都可以，电阻率。VARS3.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻实验电路如右。根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本实验电路中电压表的示数是准确的，而电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差，滑动变阻器R的阻值应该小一些，所选用的电压表的内阻应该大一些。为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理实验数据。将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小。这条直线在U轴上的截距就是被测电源电动势E（对应的I=0），斜率的绝对值就是被测电源的内阻r。（特别要注意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应该是r=|ΔU/ΔI|）。例5.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ72\n。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。72\n⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。⑹无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从色_____表笔经______插孔流入电表。解：⑴直流电压，12.4V。⑵直流电流，49mA。⑶电阻，17kΩ。⑷该用×1kΩ倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。⑸OFF，交流电压500V档位置。⑹红，正【2022高考试题解析】（2022·上海）27．（6分）在练习使用多用表的实验中（1）某同学连接的电路如图所示。①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流档，此时测得的是通过____________的电流；②72\n若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆档，此时测得的是____________的阻值；③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压档，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是____________两端的电压。（2）（单选）在使用多用表的欧姆档测量电阻时，若（）（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大（B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽能完成调零，但测量值将略偏大【答案】（1）①R1，②R1和R2串联，③R2（或电源），（2）D，【解析】（1）①作为电流表测电流时与待测电阻串联因此测流过R1有电流；②断开电键，两个电阻串联，此时多用电表做为欧姆表测量的是两个电阻R1与R2串联之后的总电阻；③滑动变阻器移到最左端时，R1被短路，外电阻就剩一个R2，此时电压表测得就是R2分得的电压或路端电压。（2）若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻因此偏小，A选项不对；测量时发现指针偏离中央刻度过大，分两种情况：若偏转角过大应减小倍率，若偏转角过小应增大倍率，因此B选项不对；由于欧姆表刻度右侧稀左侧密，因此在20与30正中间应小于25，但由于是“×10”倍率因此测量值应小于250Ω，C选项不对；因此只有D选项正确【考点定位】电学实验、多用电表的使用（2022·广东）34．（18分）（1）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。【答案】①5.015.315②大大1280Ω【解析】②电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则。此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在（a）步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全。同理（b）步骤中亦将电阻箱R2的阻值调至最大。72\n（3）步骤中，由闭合电路欧姆定律得其中R表示圆柱体的电阻（4）步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得由等量代换可得R＝R2＝1280Ω【考点定位】电学实验（2022·山东）（2）在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；电压表：（量程，内阻约）；电流表：（量程，内阻约）；（量程，内阻约）；电源：（电动势3V，内阻不计）（电动势12V，内阻不计）滑动变阻器：（最大阻值约）螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为mm。②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选、电源应选（均填器材代号），在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图。（2022·安徽）Ⅱ.（8分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。（1）完成下列实验步骤：①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，；③断开开关，……。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。72\n（2022·大纲版全国卷）22.（6分）在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为______Ω。【答案】：（1）如图。（2）【解析】：根据题述的测量，4个电阻阻值均为1Ω。如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻根据电阻的串联并联计算公式，为R=0.6Ω。【考点定位】考查黑箱探测和电阻的串联并联计算。72\n13.（2022·海南）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。由此可求出Rx=。（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。此电路可测量的Rx的最大值为Ω。答案：（1）R(2)200解析：（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；由闭合电路欧姆定律，E=U1+(R+r)；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。由闭合电路欧姆定律，E=U2+(Rx+r)；由此可求出Rx=R。（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。代人E=U1+R，可得此电路可测量的Rx的最大值为200Ω。【考点定位】此题考查电阻测量及其相关知识。（2022·福建）19、【原题】：（1）（6分）在“用双缝干涉测光的波长”72\n实验中（实验装置如图）：①下列说法哪一个是错误的_______。（填选项前的字母）A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如右图，其示数为___mm。（2）（12分）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。①先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____V。②然后，用电压表、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势。（ⅰ）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。（ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表相应示数U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U-1/R图线。【答案】：（1）A、1.970mm;(2)9.4V；11.1V【解析】：（2）从全电路欧姆定理可知得到72\n从图中可知截距为电动势的倒数。因此可求出电动势的大小。【考点定位】：双缝干涉，仪器读数，以及电动势测量等（2022·江苏）10.(8分)如题10-1图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0冶刻度线处,应先调整题10-2图中多用电表的_________(选填“A"、“B"或“C").【解析】仪器使用前先应该进行机械调零(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应_________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“1挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如题10-2图所示.请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.72\n【解析】（1）A（2）短暂（3）5.0Ω如右图所示【考点定位】黑箱实验万用表使用（2022·天津）（3）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G 1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为（填步骤的字母代号）；A．合上开关S2B．分别将R1和R2的阻值调至最大C．记下R2的最终读数D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使Ｇ２的指针偏转到满刻度的一半，此时R２的最终读数为rE．合上开关S1F．调节R 1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数②仅从实验设计原理看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS。【答案】：①BEFADC②相等③I1rI-I1【解析】：闭合开关前将R1和R2的阻值调至最大，以免烧坏电流表，本实验用半偏法测电流表的量程和内阻，实验时通过反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1保持不变，使G2和R2的电流相等，等G2满刻度的一半，G2和R2并联，则G2和R2电阻相等。由并联电路关系可得分流电阻RS=I1rI-I1【考点定位】本题考查半偏法测电流表的量程和内阻，电流表的改装。（2022·四川）（2）某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω；电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ；72\n标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干。①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.64A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为 Ω。②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是 V。③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。【答案】：①5②4③如下图所示【解析】：①电压表示数为2.30V，则电阻R=UI=2.300.46V=5.0Ω。②R2分得电压U2=39×3V=1V，灯泡分得电压为3+1V=4V。③小灯泡的规格是“4.0V，0.7A”72\n，电压表的量程3V<4.0V，需要扩大电压表量程，串联电阻R2，使量程扩大到4.0V。所选用电流表A2的量程0.6A<0.7A，需要扩大电流表量程，并联电阻R1，扩大后量程为0.72A，将改装好的电压表、电流表接入电路，如答图1所示。若按答图2设计电路，灯泡两端电压将不能达到额定电压4.0V。【考点定位】本题考查电学实验：“探究小灯泡L的伏安特性曲线”。考查了电压表读数，欧姆定律，电压表、电流表的改装，电流设计。（2022·北京）（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的图（选填“甲”或“乙”）。【答案】：甲【解析】：应选电流表外接法，滑动变阻器选用分压式接法，这样电压表、电流表示数有较大范围的变化，才能得到表格中的数据。【考点定位】本题考查伏安法测电阻时电流表内接、外接，滑动变阻器选用分压、限流接法。（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。【答案】：如图72\n【解析】：实物图连接注意电流表外接，滑动变阻器分压，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，连接时使电压表、电流表的示数最小。注意各电路元件接线柱位置，导线不能交叉，另外还要注意用黑色签字笔画线，以免扫描试卷不清楚。【考点定位】本题考查电路连接实物图。（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线，由图线得到金属丝的阻值Rx=Ω（保留两位有效数字）。【答案】：如图，（4.3～4.7）72\n【解析】：将各数据点连线时注意让线经过尽量多的点，有些点不在线上，要让线两侧点的个数基本相等，离直线较远的点直接舍去（图中第6个点）。计算直线的斜率即为电阻R，求斜率时，在直线上尽量远的选取两点，用∆U∆I求出斜率，为所求电阻值R。【考点定位】本题考查利用U—I图像求电阻值。根据题中给出的测量数据连线，求斜率即为电阻R值。（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为（填选项前的符号）。A．1×10-2Ω·mB．1×10-3Ω·mC．1×10-6Ω·mD．1×10-8Ω·m【答案】：C【解析】：根据电阻定律R=ρlS得ρ=Rπd22L，代入数据，注意各物理量单位，解得C正确。【考点定位】本题考查电阻定律。（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是（有多个正确选项）。A．用螺旋测微器测量金属直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由于测量仪表引起的系统误差D．用U—I图像处理数据求金属电阻可以减小偶然误差【答案】：CD【解析】：用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误。由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，B错误。伏安法测电阻时，电流表和电压表的内阻引起的误差是系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表（电流表、电压表）引起的系统误差，C正确。用U —I图像处理数据求金属线电阻，可以将错误的数据或误差较大的数据（如图中第6个点）去掉，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，这样可以减小偶然误差，D正确。【考点定位】本题考查误差分析，系统误差、偶然误差。（2022·全国新课标卷）23.（10分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量72\nm1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。【答案】【解析】开关S断开时，D中无电流，D不受安培力，此时D所受重力Mg=m1g；S闭合后，D中有电流，左右两边所受合力为0，D所受合力等于底边所受的安培力，如果m2＞m1，有m2g=m1g+BIL，则安培力方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向向外；如果m2＜m1，有m2g=m1g-BIL，则安培力方向向上，根据左手定则可知，磁感应强度方向向里；综上所述，则B=。【考点定位】本考点主要考查电流在磁场中的受力大小的计算和方向的判断【2022高考试题解析】1．（福建）（18分）（2）（12分）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。（填选项前的字母）A.直流电压10VB.直流电流5mAC.欧姆× 100D.欧姆× 1②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为华东变阻器（阻值范围0~20,额定电流1.0A），L为待测小电珠，为电压表（量程6V，内阻20k），为电流表（量程0.6A，内阻1）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最________端；（填“左”或“右”）Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是______点至________点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）72\nⅢ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。（填“不变”、“增大”或“减小”）答案：（2）①D②Ⅰ.左Ⅱ15Ⅲ.增大解析：（2）由于小电珠的电阻一般不大，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至欧姆× 1，选项D正确。对于分压电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于使小电珠上电压为零处，即最左端。闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是滑动变阻器左端与电源没有连接好。由描绘出的小电珠的伏安特性曲线可知，小电珠的电阻值随工作电压的增大而增大。2.（广东）（18分）（1）图14是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。①OD间的距离为___________cm。②图15是根据实验数据绘出的图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_________，其大小为____________m/s2（保留三位有效数字）（2）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_______________倍率的电阻挡（请填空“×1”、“×10”或“×100”72\n）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图16，结果为________。②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实物图中的连线。③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于_________端。为使小电珠高度增加，P应由中点向________端滑动。④下表为电压等间隔变化测得的数据。为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点_______间多测几组数据（请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”、“ef”）数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.24472\n红黑电源－+答案：⑴①1.20②加速度一半，0.933⑵①×1、8②如图所示③a，b④ab解析：（1）①1cm+1mm×2.0格=1.20cm，②加速度一半，，所以a=0.933m/s2（2）①小电珠（2.5V，0.6W）对应电阻为，电阻十几欧，所以选“×1”档。②电流表的电阻也就几欧，与电压表几千欧相比，小电珠算小电阻，所以电压表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电压采用分压接法。③从a端开始，电压为零，向b端移动，对小电珠所加电压逐渐变大。④ab之间电流增加了0.122A，其它段电流增加了0.03A左右，所以需要在ab之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A，分别测出相应的电压值。3.（重庆）（1）某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同，均为几欧姆，接法可能是题22图1中甲、乙两种之一，A、B和C是外接头。现有一组线圈断路，维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障，若测A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时，多用电表指针偏转分别如题22图2（a）、（b）、（c）所示，则测量中使用的欧姆档的倍率是（填、、或），三组线圈的接法是（填甲或乙），断路线圈是（填①、②或③）。【答案】⑴乙72\n【解析】测A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时，多用电表指针都有偏转，一定不是甲电路，因为甲电路中，只要有一个电阻断路，三次测量时，多用电表指针只可能就一次有偏转。所以一定是乙电路.因为测量A和B之间、B和C之间的电阻都是4Ω，而B和C之间的电阻是8Ω，显然是线圈③发生了断路.题目中已经告诉线圈的电阻是几个欧姆，结合多用表示数可以判断使用的挡位为“”4．（浙江）（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终。电压表读数随OP间距离x的变化如下表：x/mm6007008009001000120014001600180020002100220023002400U/V3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75（1）绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较。【答案】（1）如图所示；（2）电阻率的允许范围：：~：~：~通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。【解析】（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线。72\n（2）根据电阻定律可得。通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。5．（新课标）（5分）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1）将S拨向接点1，接通S1，调节__R0___,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_标准电流表（或A 0）____的读数I；（2）然后将S拨向接点2，调节____RN____,使___标准电流表（或A 0）的读数仍为I_____,记下此时RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算RN读数的____平均值____,此即为待测微安表头内阻的测量值。6.（天津）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表（量程100μA，内阻约为2kΩ）；B．电流表（量程500μA，内阻约为300Ω）；C．电压表（量程15V，内阻约为100kΩ）；D．电流表（量程50V，内阻约为500kΩ）；E．直流电源（20V，允许最大电流1A）；F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；G．电键和导线若干。电流表应选B，电压表应选C。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：72\n电流表应采用内接的方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法。【解析】电学实验选择仪器的一般步骤如下：①根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；②根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；③选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25kΩ，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。（2）根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为：①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法。7.（四川）（10分）为测量一电源的电动势及内阻①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表量程为1V、内阻大约为1K的电压量程为2V、内阻大约为2K的电压量程为3V、内阻大约为3K的电压选择电压表串联K的电阻可以改转成量程为9V的电压表解析：由后面第三问可知电压表读数会超过2V，所以选电压串联一个6K的电阻即可改成量程为9V的电压表。②利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。③根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0;电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E=V、内阻r=_________。72\n解析：由电路图知道电压表读数1.5V时候，路端电压为3.5V，读数为2V时，路端电压为6V,由代入数据得到,8.（上海）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中，得到图线如图(b)所示。(1)(多选题)在实验中需保持不变的是()(A)挡光片的宽度(B)小车的释放位置(C)导轨倾斜的角度(D)光电门的位置(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图(b)中画出实验图线。【答案】(1)A，D72\n9．（上海）实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻的电路如图所示。供选择的仪器如下：①待测电流表(，内阻约300Ω)，②电流表(，内阻约100Ω)，③定值电阻(300Ω)，④定值电阻(10Ω)，⑤滑动变阻器(Ω)，⑥滑动变阻器(Ω)，⑦干电池(1.5V)，⑧电键S及导线若干。(1)定值电阻应选，滑动变阻器应选。(在空格内填写序号)(2)用连线连接实物图。(3)补全实验步骤：①按电路图连接电路，；②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录，的读数，；③；④以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图所示。(4)根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式。72\n【答案】(1)③，⑥(2)见图(3)①将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分)③多次移动滑动触头，记录相应的，读数(4)【解析】⑴电流表量程，内阻约300Ω，电流表，选用300Ω的定值电阻时，两个电流表的偏转角度几乎总是相等的，可以减小误差。⑵滑动变阻器的阻值较小，干路电流较大，电流表所在支路分出的电流较小，调整滑动变阻器的时候，电流表所在支路得到的电压跟随滑动触头线性变化，因此滑动变阻器要选用.⑶为了保证不会损坏电流表，加在电流表所在支路上的电压应该由小到大调节，开始时，要将滑动触头移至最左端。为了减小偶然误差，应该次移动滑动触头.为了测出电流表内电阻，要记录相应的，读数⑷电流表内电阻.10.（山东）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。①所得实验数据如下图，请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。72\n②根据所画的图像，可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为________W。（保留两位有效数）③实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是。（Rx阻值未知）答案：（2）①如图所示；②0.37③bc解析：电流I=0.20A时，电源输出电压为1.85V，电源的输出功率为P=UI=1.85×0.20W=0.37W。电路a当滑动变阻器滑动片滑动到最右端，电源短路，存在安全隐患；电路d电压表测量的电源路端电压，不能测出电源在不同负载下的输出功率，既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是电路bc。11．（江苏）（10分）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：72\n请根据实验数据作出U-R关系图象。（2）用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用（1）中测绘的U-R图象可得RX=_______Ω。（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？【答案】（1）（见右图）（2）20（19~21都算对）（3）偏小；改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V.72\n【解析】本题考查替代法测电阻（1）根据题目提供的数据在坐标纸上描点，然后用一条平滑的曲线将各点连接起来。（2）根据U-R图线，读出电压对应的电阻值，即为待测电阻的阻值。(3)由闭合电路欧姆定律，在待测电阻不变的情况下，内阻增大，内电压增大，外电压减小，再用原来的U-R图线读数，结果偏小；图中10Ω，对应电阻为1.5V，可以通过调节滑动变阻器的大小，使电压表的示数达到1.5V，此时可以根据原来作出的U-I图线准确测定待测电阻的阻值，此过程实际相当与“校表”。12.（海南）图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig=600μA内阻为Rg，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。图1中分流电阻Rp的阻值应为_______（用Ig、Rg和I表示）。（2）在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图2所示，由此读出流过电流表的电流为_______mA。此时流过分流电阻Rp的电流为_______mA（保留一位小数）答案：（1）（2）49.549.0解析：（1）当表头满偏时，表头的满偏电压Ug=IgRg，此时分流电阻Rp的电流Ip=I-Ig分流电阻Rp的阻值（2）读数应注意最小分度为1mA，准确值为49mA，应加上0.5mA估计值；此时流过表头的电流为I1=495μA此时流过分流电阻Rp的电流Ip=I-I1=49.5mA-495μA=49.005mA按照题目的要求，保留一位小数Ip=49.0mA72\n13．（北京）（18分）（1）用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。②将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。③将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的_________(填"0刻线"或"∞刻线")。④将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。A．将K旋转到电阻挡"×1k"的位置B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准答案：（1）①S③T0刻线④ADC解析：（1）①多用电表的电流档校零，应该调整校零旋钮S使指针对准电流的"0"刻线。③欧姆档的调零，应该在表笔短接的情况下调解欧姆调零旋钮T，是指针指在欧姆刻度线的0刻线。④选择较大的欧姆档，将选择开关K旋转到电阻挡"×1k"的位置；将两表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，对欧姆表进行校准；将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接测电阻，所以为A、D、C。14.（安徽）（18分）Ⅱ72\n．（1）某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时针偏转如图（a）所示。请你简述接下来的测量过程：①；②；③；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。（2）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图（b）所示。其中电压表内阻约为5k，电流表内阻约为5。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。（3）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时，可用来测量；当S旋到位置时，可用来测量电流，其中S旋到位置时量程较大。解析Ⅱ．（1）①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”档：②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0Ω”；③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值。（2）如图所示（3）电阻1、2115.（全国）（12分）使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源（一般为电池）、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：72\n仪器连线如图1所示（a和b是多用电表的两个表笔）。若两电表均正常工作，则表笔a为____（填“红”或“黑”）色；若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2（a）、（b）、（c）所示，则多用电表的读数为_______Ω；电流表读数为______mA；电阻箱的读数为________Ω；将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_______mA；(保留3位有效数字)计算得到多用电表内电池的电动势为______V。（保留3位有效数字）【答案】（1）黑；（2）14.053.04.6；（3）102；（4）1.54【解析】（1）依题意，当按图1操作时，两电表均正常工作，结合欧姆表中的电流为红进黑出，知a为黑表笔。（2）见答案（3）（4）测电阻是依据闭合电路欧姆定律,R为调零电阻,为表头内阻，r为欧姆表电池内阻，则多用电表总内阻=R++r，红黑表笔接触,进行欧姆表调零时,表头指针满偏,则有:Ig=E/(Rg+R+r),当红、黑表笔间有未知电阻Rx时有I=E/(Rg+R+r+Rx),故每一个未知电阻都对应一个电流值I,在刻度盘上都有一个偏转角度对应,我们便可在刻度盘对应处,标有Rx的值;当Rx=Rg+R+r时，I=，指针半偏，所以欧姆表内阻等于R中.结合表盘的刻度知电表内阻=15Ω,外阻为R=4.6Ω此时电流为：I=53mA,求出E=I(+R)=1.54V，从而求出短路电流：==102mA【2022高考试题解析】72\n１．2022·重庆·２２（２）在探究小灯泡的的伏安法测电阻实验中，所用器材有灯泡I，量程恰当的电流表A和电压表，直流电源的滑动变阻器、电键等，要求灯泡两端电压从表开始变化①实验中滑动变阻器应采用______接法（“分压”或“限流”）②某同学已连接如题22图2所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正析之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正A：_______________B:_________________③分别测得两只灯泡l1和l2的伏安特性曲线如题22图3中Ⅰ和Ⅱ所示，然后将灯泡l1、l2与电池组（电动势和内阻均衡定）连成题22图4所示电路。多次测量后得到通过l1和l2的电流平均值分别为0.30A和0.60A.A.在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V,内阻为__________Ω(取两位有效数字)【答案】⑵①分压②A.电键不应闭合，应处于断开状态B.滑动变阻器的滑动触头P位置不当，应将其置于b端③4.6V2.7Ω【解析】⑵①72\n探究小灯泡的伏安特性曲线要求电压从0到额定电压变化，所以滑动变阻器必须采用分压解法。②在连接线路时必须将每个开关断开，而图中是闭合的这是第一个错误。连好线路后在闭合开关前需要将限流滑动变阻器调到阻值最大，将分压滑动变阻器调到输出为0端，在图中是b端，以保护电源和电表。③描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上查出对应的电压，用两个坐标点描绘图像。为描绘准确可以先进行理论计算，首先查出两坐标为（0.30A，3.8V）和（0.60A，3.0V），则内阻为Ω，电动势为，V，然后作出准确图像如图。2.2022·全国卷Ⅰ·23一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。所用器材有：量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA；标准电阻，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。回答下列问题：72\n（1）在答题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏；若此时电流表的读数为，则的量程=。（4）若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数=，的示数=；由读出的数据计算得=。（保留3位有效数字）【答案】⑴连线如图⑵阻值最大72\n⑶⑷6.05mA【解析】⑴连线如图⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有得⑷待测表未满偏有，将A2的示数0.66mA和其他已知条件代入有Ma但图中A1的示数3.0mA量程为5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为6.05mA3．2022·天津·9（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。答案：①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流②测量电压表V1内阻的实验电路如图所示72\n③表示的电压表示和串联的总电压4.2022·上海物理·26在用DIS描绘电场等势线的实验中（1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_____产生____；用____探测等势点。（2）（单选题）在安装实验装置时，正确的做法是（）（A）在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸（B）导电纸有导电物质的一面应该向上（C）连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘（D）连接电极a、b的电源电压为交流4~6V【解析】（1）点电荷，电场，DIS(2)BA应依次放白纸、复写纸、导电纸B应电极a、b必须与导电物质保持导电。C应连接电极a、b的电源电压为为直流4-6V5.2022·新课标·23用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大.的测量结果如表l所示.72\n回答下列问题(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.(2)为了检验与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作-t关系图线(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为___.此时等效电阻的阻值为___：热敏电阻所处环境的温度约为____.72\n答案：（1）如图所示（2）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5Ω，64.0℃6．2022·北京·21(1)甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计，改装成量范围是0~4V的直流电压表。①她按图1所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻R0约为1k。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用，电阻器R1应选用，电阻器R2应选用（选填器材前的字母）。A.电源（电动势1.5V）B.电源（电动势6V）C.电阻箱(0~999.9)D.滑动变阻器(0~500)E.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）(0~5.1k)F.电位器（0~51k）②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：,,,,最后记录R1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）72\nA.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度③如果所得的R1的阻值为300.0，则图1中被测电流计的内阻r的测量值为，该测量值实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。④给电流计联（选填“串”或“并”）一个阻值为k的电阻，就可以将该电流计改装为量程4V的电压表。(2)乙同学要将另一个电流计改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表、一个电池组E、一个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表直接与一个定值电阻R相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表校准。请你画完图2方框中的校准电路图。②实验中，当定值电阻R选用17.0k时，高整滑动变阻器R′的阻值，电压表的示数是4.0V时，表的指针恰好指到满量程的五分之二；当R选用7.0k时，调整R′的阻值，电压表的示数是2.0V，表的指针又指到满量程的五分之二。由此可以判定，表的内阻rg是k，满偏电流Ig是mA。若要将表改装为量程是15V的电压表，应配备一个k的电阻。【答案】⑴①BCF②BCAE③300.0略小于④串19.7⑵3.00.5027.0【解析】⑴①半偏法测量表头内阻时，首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻），根据电路的电压为电动势，电路的最大电流为表头的满偏电流，则最小电阻为72\n或，考虑到保护，则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29kΩ或6.5kΩ，电路图中R2是滑动变阻器，不能选择D和E只能选择F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为6V的B，而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R1是用来测量表头内阻的电阻箱只能选C。②实验步骤为：第一步闭合S2（B），第二步调节R2的阻值，使电流计满偏（C），第三步闭合S1（A），第四步调节R1的阻值，使电流计半偏（E），第五步读出R1的示数为待测表头的内阻。③R1的示数为待测表头的内阻是300.0。闭合S1后，电路的总电阻减小，当表头半偏时干路电流就大于表头的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过表头的电流，所以电阻箱的阻值略小于表头内阻。④给表头串联一个电阻可以改装为电压表，改装电压表的内阻为，则串联电阻大小为。7.2022·上海物理·29某同学利用DIS，定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.（1）由图线a可知电池a的电动势=______V，内阻=____。（2）若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率_______72\n（填“大于”、“等于”或“小于”），两电池的效率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）。解析：（1）根据，得，图象a，截距b=0.5，斜率k=0.25，所以电动势，内阻r=E·k=0.5Ω。（2）从图象可知：截距，斜率，电动势，内阻，＜，＜，电池的输出功率，得小于；电池的效率，得大于。8．2022·海南物理·13图1为测量电压表V内阻的电路原理图．图中两个固定电阻的阻值均为R，、是开关，是电源(内阻可忽略）。(1)按电路原理图将图2中的实物图连线；(2)开关保持断开，合上开关，此时电压表的读数为；再合上开关，电压表的读数变为，电压表内阻r=___________（用、和R表示）。72\n1．以下说法中，正确的是( )A．采用伏安法测电阻时，只要仪器选得正确，可保证没有系统误差B．用伏安法测电阻，不论是用电流表外接法，还是电流表内接法，都存在系统误差C．用欧姆表测电阻，既准确又方便D．伏安法测电阻，存在系统误差的原因是由于电流表的分压[答案] B[解析] 对A、B选项，伏安法测电阻不可能没有系统误差，只能减小，故B选项正确，A选项错误．对C选项，欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大，电池用久了误差更大．因而C选项错误．对D选项，不同的测量电路引起误差的原因不同，故D选项错误．2．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，Rx约为10Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小( )A．甲电路，偏大 B．甲电路，偏小C．乙电路，偏大D．乙电路，偏小[答案] B[解析] ＝500，＝10，∴>，应采用电流表外接法，由于电压表分流，使IA>Ix，Rx的测量值比真实值偏小．3．分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值．图(a)中两表的示数分别为3V、4mA，图(b)中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为( )72\nA．略小于1kΩB．略小于750ΩC．略大于1kΩD．略大于750Ω[答案] D[解析] 先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用(a)图进行测量比较准确．(a)图中测量值较真实值偏小．4．如右图所示电路，用伏安法测量电阻的大小．电阻R＝320Ω时，电流表的示数是15mA，电压表的示数是4.5V.如果用这个电路测量未知电阻R′，电流表的示数是13mA，电压表的示数是5.2V，则电阻R′的大小是( )A．R>420ΩB．400Ω<R′<420ΩC．R′＝420ΩD．无法确定5．如图所示，将一个改装的电流表接入电路进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大，如表头G的Ig是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的( )A．Rg的测量值比真实值偏大B．Rg的测量值比真实值偏小72\nC．所并联的R并比公式R并′＝计算出的R并′偏小D．所并联的R并比公式R并′＝计算出的R并′偏大6．一个量程为0～100μA的电流表，内阻为100Ω，再给它串联一个9900Ω的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为________V，用它来测量一段电路两端的电压时，表盘指针如右图所示，这段电路两端的电压是________．7．有一规格为1μA/格的电流表，共有N＝100格，内阻rg＝50Ω.若将其改为最大测量电压为U＝1V的电压表，则应________联一个阻值为________的电阻，电压表每格对应________V.[答案] 串 9950Ω 0.01[解析] Ig＝100×1μA＝100μA＝1×10－4A，rg＝50Ω设需串联电阻为R0，则Ig(R0＋rg)＝1V∴R0＝－rg＝104Ω－50Ω＝9950Ω每一格对应电压为V＝0.01V.8．如图所示是测定电流表内阻的实验电路图，电流表的内阻约为100Ω，满偏电流为500μA，用电池作为电源．(1)实验室配有的可变电阻为：A．电阻箱，阻值范围为0～10ΩB．电阻箱，阻值范围为0～9999ΩC．滑动变阻器，阻值范围为0～200ΩD．滑动变阻器，阻值范围为0～20kΩ72\n在上述配有的可变电阻中，电路中R应选用______，R1应选用________．(填字母代号)(2)某学生进行的实验步骤如下：①先将R的阻值调到最大，合上S1，调节R的阻值，使电流表的指针转到满偏刻度②合上S2，调节R1和R的阻值，使电流表的指针指到满偏刻度的一半③记下R1的阻值指出上述实验步骤中的错误：________________________________________________.[答案] (1)D B(2)合上S2后，不应再调节R的阻值[解析] (1)由实验原理可知电路中R应选用D，R1应选用B.(2)如果闭合开关S2时再调节滑动变阻器，将会使电路中的总电流发生变化．9．按右图所示的电路进行实验时，如果R调为9900Ω时，电表指在满刻度300μA处．当R′调为90Ω时电流表指在半偏，则：(1)电流表的内阻Rg＝________Ω.(2)若将此电表改为3V的电压表，则应将电流表与电阻________联，电阻箱的取值应为________Ω.(3)用此改装表去测电压时，如果指针在150μA的位置，则所测电压读数为________V.10．实验室有如下器材：电流表A1(满偏电流约500μA，有刻度无刻度值，内阻rg约500Ω)；电流表A2(量程0～300μA，内阻rA2＝1000Ω)；电流表A3(量程0～1mA，内阻rA3＝100Ω)；定值电阻R0(阻值1kΩ)；滑动变阻器R(0～5Ω，额定电流2A)；电池(电动势2V，内阻不计)；开关、导线若干．要求较精确地测出A1表的内阻和满偏电流．(1)在方框内画出测量电路；72\n(2)应读取的物理量是________；(3)用这些量表示的A1表的满偏电流Ig＝__________，A1表的内阻rg＝________.[答案] (1)电路如图所示11．从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测得多组数据．电流表，量程10mA，内阻待测(约40Ω)电流表，量程500μA，内阻r2＝750Ω电压表，量程10V，内阻r3＝10kΩ电阻R1，阻值约为100Ω滑动变阻器R2，总阻值约50Ω电源E，电动势1.5V，内阻很小开关S，导线若干(1)画出实验电路图，标明所用器材的代号．(2)若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r172\n＝________，式中各符号的意义是________．[答案] (1)电路如图所示12．有一个两用电表的电路如图所示，电流计G的量程Ig＝1mA，内阻Rg＝100Ω，定值电阻R1＝9900Ω，R2＝1.01Ω.(1)若要当做电流表使用，双刀双掷开关应与________连接(填“ab”或“cd”)，其量程为________A；(2)若要当做电压表使用，双刀双掷开关应与________连接(填“ab”或“cd”)，其量程为________V.(3)为了防止电流从“负接线柱”流入表头而损伤表头，可以在表头两端并联一个理想的二极管，在虚线框内画出二极管的连接方法，并说明它是怎样保护表头的．[答案] (1)cd 0.1 (2)ab 10 (3)二极管左负右正，当电流从“负接线柱”流入表头时，二极管单向导通，电流不通过G表因而能保护表头．[解析] (1)双刀双掷开关与cd连接，R2与G表并联，R1不起作用，扩大后的电流表量程为I＝Ig＝×0.001A≈0.1A.(2)双刀双掷开关与ab连接，G表与R1串联，R2不起作用，扩大后的电压表量程U＝Ig(Rg＋R1)＝(1×10－3×10000)V＝10V.(3)见答案．13．某电压表的内阻在20～50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材；待测电压表V(量程3V)电流表A1(量程200μA)电流表A2(量程5μA)72\n电流表A3(量程0.6A)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电源E(电动势4V)电键S(1)所提供的电流表中，应选用______．(填写字母代号)(2)为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在图中的方框中画出符合要求的实验电路图．(其中电源和电键及其连线已画出)[答案] (1)A1 (2)如下图所示[解析] 图为安培表和伏特表串联在一起．若滑动变阻器作为限流使用，电压表的电压超过其量程．故应采用分压式连接．通过估算发现，电流表A3量程过大，测量误差大，不宜用．14．用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值，有下列器材：电源E(电动势3V，内阻可忽略不计)；电流表A1(量程0～50mA，内阻约12Ω)；电流表A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω)；电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)；电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)；滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A)；滑动变阻器R2(0～1000Ω，允许最大电流0.5A)；定值电阻R(30Ω，允许最大电流1.0A)；开关、导线若干．(1)在以上备选器材中，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(填写器材的字母代号)；(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求所测量的值的变化范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出)．(3)某次测量中，电压表读数为U时，电流表读数为I，则计算待测电阻阻值的表达式Rx＝________.[答案] (1)A1 V1 R1 (2)电路图如图所示 (3)－R72\n1.有一电流表，量程为1mA，内阻约为100。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱，最大阻值为99999.9；滑动变阻器甲，最大最值为10k；滑动变阻器乙，最大最值为2k；电源，电动势约为2V，内阻不计；电源，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a、断开和，将调到最大；b、合上，调节使满偏；c、合上，调节调节使半偏，此时可以认为的内阻。试问：（ⅰ）上述可供选择的器材中，可变电阻应该选择；为了使测量尽量精确，可变电阻应该选择_____，电源应该选择___。（ⅱ）认为内阻，此结果与的真实值相比。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）72\n【解析】用半偏法测电流表的内电阻，待测电表还兼作参考电表。用此法测电表内阻存在系统误差：2.图1是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是（填选项代号）。A、加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B、加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C、加一电场，电场方向沿z轴负方向D、加一电场，电场方向沿y轴正方向【解析】洛伦兹力方向、磁场方向、电荷运动方向关系三者遵从左手定则，判断时“四指”72\n应指向电子运动的反方向即由阳极指向阴极。电子所受电场力的方向与场强方向相反，与电荷是否运动以及如何运动无关。【答案】B。3.检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6ΩC．电流表A2，量程3A，内阻约0.12ΩD．电压表V1，量程15V，内阻约15KΩE．电压表V2，量程3V，内阻约3KΩF．滑动变阻器R，全电阻约20ΩG．直流电源E，电动势3V，内阻不计H．游标卡尺I．毫米刻度尺J．电键S导线若干（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_________(填“V1”或“V2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。(3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。【解析】（1）不论滑动变阻器R采用分压式接法还是限流式接法，流过待测滑动变阻器的最大电流约为,所以应选电流表；因电压表量程过大,测量误差大，所以电压表应选用。（2）因滑动变阻器的全电阻大于待测滑动变阻器的全电阻，因此滑动变阻器宜采用分压式接法，这样可测得更多组（U，I）值，便于用图像法处理实验数据。就该题而言，滑动变阻器也可接成限流式，因为题目并没有要求尽可能得到更多组数据。至于电流表是采用内接法还是外接法，可用临界电阻法判断，也可这样断定：,即比较接近；，即相差甚远，所以电流表应采用外接法。测量电路的原理图及对应的实物连接图如所示。72\n（3）此类问题常常具有开放性放性，其答案往往不唯一，主要考查学生解决新问题以及灵活变通应用能力。以下测量均不必考虑电阻丝漆膜或氧化层的厚度。案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤：①数出变阻器线圈缠绕匝数②用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度，可得电阻丝的直径为；③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度或用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度。72\n①重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值。方案二：需要的器材：游标卡尺主要的操作步走骤：①数出变阻器线圈缠绕匝数②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为电阻丝总长度.③重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值.4.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U1，保持电阻箱示数不变，______________，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝__________。②甲同学已经测得电阻，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压数U，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E＝______V，电阻R2＝______Ω。③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围_______（选填“较大”、“较小”或“相同”)，所以______同学的做法更恰当些。72\n【解析】①由第一步的操作及后面测得知省缺操作应为“将S2切换到b”；因电压表内阻“很大”（意即“无穷大”），不必考虑它对电路的影响，所以切换后流过的电流不变，由及得。②由欧姆定律得,,解得.由图知；,代入后解得所以;.③“S2切换到b”时有,只要绘出图线同样可求出、,由于的分压作用，致使电压表的读数范围缩小，不利于得到多组数据，也就影响了图线的准确性，使误差增大。答案：较小；甲。5.为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999W），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流示数为，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为____W。经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_____，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx＝______。【解析】（1）设电池电动势、内阻分别、，毫安表内阻为,电流为时电阻箱的值为,则依据闭合电路欧姆定律有72\nK2断开，K1闭合时，①K1断开，K2闭合时，②由①②解得。（2）依据图（b）所示电路测电阻，毫安表作指示用，用以监测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性，从测量方法看属于常见的替代法。【答案】；.【解析】（1）“A示数一直变小”表明回路总阻增大，进一步推出：与的混联电阻值一直增大。设动触头间电阻为，则,因二次项系数小于零，的值随增大的变化情况是：先增大后减小，当时有最大值。在理论上讲，要使能出现最大值，依据应有.而该题的单调递增，所以从实际情况看，的全值电阻应不超过定值电阻的值，即应有.72\n（2）电源E的输出功率，由二次函数取极值的条件知：当时有最大输出功率，此时有外路总阻等于电源内阻即.依据及的电阻变化范围是知：的取值应在范围内，由图像知：定值电阻应选用B选项所给电阻。8.实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分一下三个步骤：（请填写第②步操作）①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；②____________________________________________________；①红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图所示。72\n（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图示的A、B、C、D四个电路中选择____电路来测量金属丝电阻；（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为______mm；0302025（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为________m。（结果保留两位有效数字）（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）【解析】（1）②将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指电阻刻度“0”刻线；（2）螺线管金属丝的电阻为，所以电流表应采用外接法；为获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应采用分压式接法，故应选电路D.（3）因第一个半毫米刻度线未露出，所以固定刻度读数为；可动刻度读数为，所以金属丝的直径为。（4）由电阻定律得,电阻丝横截面积,所以有。按要求保留两位有效数字有。（5）“电流表无示数”表明电路某处开路。方法一：使用多用电表的直流电压档位,接通电源,将黑表笔固定接触电源的正极或负极，红表笔逐个触及各元件的接线端，若电压为零，则表明电路连通良好；若电压接近或等于电源电压,说明该元件或导线存在断路故障。9.带电粒子的荷质比是一个重要的物理量。某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图所示。72\n①他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；B．在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增高，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U。请问本步骤目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？②根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关系为。一位同学说，这表明电子的荷质比将由外加电压决定，外加电压越大则电子的荷质比越大，你认为他的说法正确吗？为什么？【解析】①实验步骤B“恰好看不见亮点”表明电子束刚好打到下极板的边沿上。设极板长为L，间距为d，电子束方向偏角为，则有，由平抛运动规律得，，，，,，由以上各式得.所以本步骤的目的是寻求或建立荷质比与相关物理量间的关系。步骤C为使“亮点”重现于荧幕正中心，应使电子（束）所受洛伦兹力方向向上，依据左手定则知：所加磁场B的方向应垂直电场方向向外。②考虑到后进一步可得到.不正确，电子的荷质比是其本身的性质,与其它因素无关。10.某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表A的量程为0．6A，内阻约0．1；电压表V的量程为3V，内阻约6k；G为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小．下列电路中正确的是72\n【解析】测定一段电阻丝的电阻（几Ω）时，安培表应采用外接法，滑动变阻器可接成限流式，也可接成分压式，所以选项A对；测定电源的电动势和内电阻（几Ω以下）时，安培表相对电源应接成外接法，所以选项B对;描绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线时滑动变阻器应接成分压式电路；用半偏法测定电流表内阻时，滑动变阻器与电阻箱接入位置不正确，滑动变阻器的值无法读出。【答案】AB11.⑴由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器，如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器的知识，推测影响圆柱形电容器电容的因素有_____________________________________________.⑵利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：V干电池：电动势约为1.5V，符号A电压表：量程1V，内阻998.3Ω，符号电流表：量程1A，符号滑动变阻器：滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号电阻箱：最大阻值99999.9Ω符号单刀单掷开关1个，符号导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。72\n②为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的_____倍，电阻箱的阻值应为________Ω。【解析】⑴设想将圆柱形电容器的一边沿轴线切开铺平，则成为平行板电容器，只是两极板面积大小不同（当绝缘介质层很薄时，可认为面积相等），由此可推测影响圆柱形电容器电容的因素有：正对面积、板间距离、极板间的介质（种类或性质）。⑵①用伏安法测量干电池的电动势和内阻时，电流表相对待测电源应接到电压表外面，因所用电压表量程低于待测干电池的电动势，所以不能直接接入电路，为此需要将所给电阻箱与电压表串联以扩大量程，故测量电源电动势和内阻的电原理图应如图所示。1.（09宁夏理综）青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0：照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。72\n（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。R1光敏电阻,符号灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号R2保护电阻,符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。（2）回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200，励磁线圈允许加的最大电压为V，保护电阻的阻值范围为。②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。答：。③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。答：。72\n2.（09重庆理科综合）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。①请根据题22图2，用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。72\n3.（2022年北京卷）某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻72\n，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999，科当标准电阻用）一只电流表（量程=0.6A,内阻）和若干导线。①请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值,读处与对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了（）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=V,内电阻解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有：E=I（R+r+rg），解得：，根据R-1/I图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。答案：①见答图4②见答图672\n③见答图6①1.5（1.46~1.54）；0.3（0.25~0.35）Ⅱ用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：（a）电流表（量程0.6A、3A）；(b)电压表（量程3V、15V）(c)定值电阻（阻值1、额定功率5W）(d)定值电阻（阻值10，额定功率10W）(e)滑动变阻器（阴值范围0--10、额定电流2A）(f)滑动变阻器（阻值范围0-100、额定电流1A）那么（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择V，电流表的量程应选择A；R0应选择的定值电阻，R应选择阻值范围是的滑动变阻器。（2）引起该实验系统误差的主要原因是。答案：I．指针位置选择开关所处的档位读数a直流电流100mA23.0mA直流电压2.5V0.57Vb电阻×100320Ω解析：直流电流100mA档读第二行“0～10”一排，最小度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了；电阻×100档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。72\nII．答案：（1）3，0.6，1，0～10。（2）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。解析：由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成E测<E真，r测<r真。5.（09天津理科综合）图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100，可变电阻R的最大阻值为10k，电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较（填“变大”、“变小”或“不变”）。72\n6.（09福建理科综合）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材（代号）规格电流表（A1）电流表（A2）电压表（V1）电压表（V2）滑动变阻器（R1）滑动变阻器（R2）直流电源（E）开关（S）导线若干量程0~50mA，内阻约为50量程0~200mA，内阻约为10量程0~3V，内阻约为10k量程0~15V，内阻约为25k阻值范围0~15，允许最大电流1A阻值范围0~1k，允许最大电流100mA输出电压6V，内阻不计①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用；电压表应选用；滑动变阻器应选用。（以上均填器材代号）②为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点：，不同点：。72\n7.（09全国1）如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的挡。（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___可能有故障（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。72\n8.（09全国2）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：（1）检查多用电表的机械零点。（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。（3）将红、黑表笔____①_______，进行欧姆调零。（4）测反向电阻时，将____②______表笔接二极管正极，将____③_____表笔接二极管负极，读出电表示数。（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____④_______（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________⑤________________位置。答案：（3）短接（4）红黑（5）中央（6）OFF解析：本题考查多用电表的使用.首先要机械调零.在选择量程后还要进行欧姆调零而且每一次换量程都要重复这样的过程.(3)将红黑表笔短接,即为欧姆调零.测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑接负极.欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央.测量完成后应将开关打到off档.9.（09浙江理科综合）（1）如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。（2）某同学从标称为“220V25W”、“220V500W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是___________，标称的额定功率为______________72\n72
