【物理】2018届一轮复习人教版专题七电学实验专题学案

【物理】2018届一轮复习人教版专题七电学实验专题学案

专题七 　电学实验专题 Ø 热点题型探究 ‎　热点一　电学实验常用仪器使用及读数 考向一　电流表和电压表 ‎1．电流表、电压表的读数方法 电流表 电压表 符号 参数 量程：0～0.6 A，0～3 A 内阻：小于1 Ω 量程：0～3 V，0～15 V 内阻：3 kΩ，15 kΩ 读数方法 视线垂直于刻度盘表面，3 A量程估读到最小分度的，0.6 A量程的估读到最小分度的 视线垂直于刻度盘表面，3 V量程估读到最小分度的，15 V量程估读到最小分度的 ‎2.两种电表的使用技巧 ‎(1)机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻线的位置．‎ ‎(2)选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满刻度的以上．若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程．‎ ‎(3)正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．‎ ‎(4)正确读数：根据所选量程的精确度，正确读出有效数字和单位．‎ ‎(5)注意内阻：一般电路问题不考虑内阻的影响，但在伏安法测电阻等测量中，不能忽视内阻对被测电路的影响．‎ ‎1 (1)图Z71甲所示的电流表使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数是________ A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数为________A.‎ ‎(2)图乙所示的电压表使用较小量程时，每小格表示________ V，图中指针的示数为________ V．若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________ V，图中表针指示的是________ V.‎ 图Z71‎ 考向二　游标卡尺和螺旋测微器 ‎1．螺旋测微器 ‎(1)构造：如图Z72所示，它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋钮D、微调旋钮D′和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上．‎ 图Z72‎ ‎(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．‎ 图Z73‎ ‎(3)读数：测量时被测物体长度的整毫米及半毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出．‎ 测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．‎ 如图Z73所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.‎ ‎2．游标卡尺 ‎(1)构造：如图Z74所示，主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．‎ 图Z74‎ ‎(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．‎ ‎(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．‎ 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度分别为10、20、50刻度，可准确到0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm，见下表：‎ 刻度格数 ‎(分度)‎ 刻度总长度 每小格与 ‎1 mm的差值 精确度 ‎(可准确到)‎ ‎10‎ ‎9 mm ‎0.1 mm ‎0.1 mm ‎20‎ ‎19 mm ‎0.05 mm ‎0.05 mm ‎50‎ ‎49 mm ‎0.02 mm ‎0.02 mm ‎(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm.‎ ‎2 [2015·海南卷] 某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图Z75(a)和(b)所示．该工件的直径为________cm，高度为________mm.‎ ‎(a)‎ ‎ ‎ ‎(b)‎ 图Z75‎ 式题 写出如图Z76所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数：‎ ‎(1)游标卡尺的读数为________mm；‎ ‎(2)螺旋测微器的读数为________mm.‎ 图Z76‎ ‎　热点二　测量电路与控制电路设计 考向一　电流表的内接法和外接法 ‎1．电流表的内接法和外接法的比较 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA 电压表分流 I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝时，用电流表内接法．‎ ‎(3)实验试探法：按图Z77所示接好电路，让连接电压表的导线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．‎ ‎3 用内阻为3000 Ω的电压表和内阻为10 Ω的电流表测电阻，在图Z78甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60 V，电流表的示数都是0.2 A，则R1的测量值为________ Ω，真实值是________ Ω，R2的测量值为________ Ω，真实值是________ Ω.‎ 图Z78‎ 考向二　滑动变阻器两种连接方式 ‎1．滑动变阻器两种接法的对比 限流接法 分压接法 对比说明 电路图 串、并联关 系不同 负载R上 电压调节 范围 ≤U≤E ‎0≤U≤E 分压电路 调节范围大 负载R上 电流调节 范围 ≤I≤ ‎0≤I≤ 分压电路调 节范围大 闭合S前 触头位置 b端 a端 都是为保护 电路元件 ‎2.分压和限流电路的选择原则 ‎(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路．‎ ‎(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路．‎ ‎4 [2014·山东卷] 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图Z79所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．‎ 图Z79‎ 可供使用的器材有：‎ 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；‎ 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；‎ 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；‎ 定值电阻：R0＝3 Ω；‎ 电源：电动势6 V，内阻可不计；‎ 开关、导线若干．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．‎ ‎(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图Z710电路完成剩余部分的连接．‎ 图Z710‎ 图Z711‎ ‎(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图Z711所示，读数为________V.‎ ‎(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．‎ ‎■ 特别提醒 在选滑动变阻器时，为调节方便，分压法一般选小的滑动变阻器，限流法选比待测电阻大几倍的滑动变阻器．‎ ‎　热点三　实验器材的选取与实物图连接 ‎1.电学实验仪器的选择 选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑四方面因素：‎ ‎(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流．‎ ‎(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的 以上；使用欧姆表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位．‎ ‎(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节．在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到．‎ ‎(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时器的匹配问题等．‎ ‎2．实物图连接的注意事项 ‎(1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去．‎ ‎(2)连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉．‎ ‎(3)要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出．‎ ‎5 [2016·苏北联考] 某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：‎ A．待测电压表V1：量程3 V，内阻约3 kΩ B．电压表V2：量程15 V，内阻约20 kΩ C．电流表A：量程3 A，内阻约0.1 Ω D．定值电阻R0：9.0 kΩ E．滑动变阻器R1：0～200 Ω F．滑动变阻器R2：0～2 kΩ G．电源E：电动势约为12 V，内阻忽略不计 H．开关、导线若干 ‎(1)为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图Z712甲和乙两个测量电路，你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图Z712中用笔画线代替导线将电路图补充完整．‎ 图Z712‎ 图Z713‎ ‎(2)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”)．‎ ‎(3)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻：RV1＝________．‎ 式题 为了测量一电阻的阻值Rx，现有以下器材：蓄电池E，电流表 A，电压表 V，滑动变阻器R，电阻箱RP，开关S1、S2，导线若干．某活动小组设计了如图Z714‎ 甲所示的电路．‎ 实验的主要步骤如下：a.闭合S1，断开S2，调节R和RP，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I1、U1；‎ b．闭合S2，保持RP阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I2、U2.‎ 图Z714‎ ‎(1)按电路图在实物图乙上连线；‎ ‎(2)写出被测电阻阻值的表达式：Rx＝________(用两电表的读数表示)；‎ ‎(3)电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．‎ ‎　 热点四　数据处理与误差分析 考向一　图像法 ‎6 [2016·浙江卷] 某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图Z715甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 Ω.‎ 图Z715‎ ‎(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(选填“a”或“b”)、导线②连接________(选填“c”或“d”)．‎ ‎(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.‎ U/V ‎0.40‎ ‎0.80‎ ‎1.20‎ ‎1.60‎ ‎2.00‎ ‎2.40‎ I/A ‎0.09‎ ‎0.19‎ ‎0.27‎ ‎0.35‎ ‎0.44‎ ‎0.53‎ ‎(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正 方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．‎ A．①连接a，②连接c ‎ B．①连接a，②连接d C．①连接b，②连接c ‎ D．①连接b，②连接d 考向二　解析法 ‎7 图Z716为某磁敏电阻在室温下的B曲线，其中RB表示有磁场时磁敏电阻的阻值，R0表示无磁场时磁敏电阻的阻值．为测量某磁场的磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值．‎ 图Z716‎ ‎(1)请在图Z717中添加连线，将电源(电动势3 V，内阻不计)、磁敏电阻(无磁场时阻值R0＝250 Ω)、滑动变阻器(全电阻约10 Ω)、电流表(量程2.5 mA，内阻约3 Ω)、电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)、开关连接成测量磁敏电阻阻值的实验电路．‎ 图Z717‎ ‎(2)将该磁敏电阻置入待测匀强磁场中．不考虑磁场对电路其他部分的影响．闭合开关后，测得如下表所示的数据：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ U(V)‎ ‎0.00‎ ‎0.45‎ ‎0.91‎ ‎1.50‎ ‎1.79‎ ‎2.71‎ I(mA)‎ ‎0.00‎ ‎0.30‎ ‎0.60‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.80‎ 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝________ Ω，结合图Z716可知待测磁场的磁感应强度B＝________T．(结果均保留两位有效数字)‎ Ø 高考模拟演练 ¥ 高考真题 ‎1．[2014·全国卷Ⅱ] 在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图Z718(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则______(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．‎ 图Z718‎ ‎2．[2015·全国卷Ⅰ] 图Z719(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．‎ ‎　　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　　(b)‎ 图Z719‎ ‎(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可求出R1＝________Ω，R2＝________Ω.‎ ‎(2)现用一量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mA.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格， 阻值分别为300 Ω和1000 Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3000 Ω.则R0应选用阻值为________Ω的电阻，R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器．‎ ‎(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻．图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(选填“b”或“c”)相连．判断依据是：_______________________________________________________________________________．‎ ¥ 精选模拟 ‎3．[2016·大庆实验中学训练] 一种测量电流表内阻的实验电路原理图如图Z720甲所示，实验所使用的器材如图乙所示．‎ 图Z720‎ ‎(1)根据图甲将实物图乙用笔画线代替导线补画完整．‎ ‎(2)完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎①将电阻箱A的阻值调至________(选填“最大”或“最小”)．‎ ‎②闭合S1，断开S2，调整电阻箱A，使电流表G满偏，记下此时电阻箱A的读数R1.‎ ‎③保持S1闭合，再闭合S2，将电阻箱B的阻值调至________(选填“最大”或“最小”)，将电阻箱A的读数调整为R1的一半，然后调整电阻箱B，使电流表G重新达到满偏，记下此时电阻箱B的读数R2.若电源内阻不计，则由此可知电流表G的内阻为Rg＝________．‎ ‎4．[2016·洛阳一模] 某同学要研究一质地均匀、圆柱形的热敏电阻电阻率随温度的变化规律，其部分步骤如下：‎ ‎(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图Z721所示，由图可知其长度为________mm；‎ 图Z721‎ 图Z722‎ ‎(2)用螺旋测微器测量其直径如图Z722所示，由图可知其直径为________mm；‎ ‎(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律：‎ A．热敏电阻(常温下阻值约200 Ω)‎ B．温度计 C．电流表A1(60 mA，约10 Ω)‎ D．电流表A2(3 A，约0.1 Ω)‎ E．电压表V(6 V，约15 kΩ)‎ F．滑动变阻器R1(200 Ω，0.5 A)‎ G．滑动变阻器R2(5 Ω，2 A)‎ H．蓄电池(6 V，0.05 Ω)‎ I．开关一个，导线若干 ‎①实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加，电流表应选择________，滑动变阻器选择________．(填器材前的字母)‎ ‎②为精确测量该热敏电阻，请在图Z723中完成实验器材连接．‎ 图Z723‎ 专题七　电学实验专题 ‎【热点题型探究】‎ 热点一　电学实验常用仪器使用及读数 例1　(1)0.02　0.460　0.1　2.30　(2)0.1　1.40　0.5　7.0‎ 例2　1.220　6.860‎ ‎[解析] 20分度游标卡尺的精度为0.05 mm，主尺读数为12 mm，游标尺读数为4×0.05 mm＝0.20 mm，游标卡尺的读数为12.20 mm＝1.220 cm.‎ 螺旋测微器读数：固定刻度读数＋可动刻度读数＝6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm.‎ 变式题　(1)10.05　(2)3.853‎ ‎[解析] (1)由图(1)所示游标卡尺可知，主尺示数是1.0 cm＝10 mm，游标尺示数是1×0.05 mm＝0.05 mm，游标卡尺示数为10 mm＋0.05 mm＝10.05 mm.‎ ‎(2)由图(2)所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为3.5 mm，可动刻度示数为35.3×0.01 mm＝0.353 mm，螺旋测微器示数为3.5 mm＋0.353 mm＝3.853 mm.‎ 热点二　测量电路与控制电路设计 例3　300　290　300　333.3‎ ‎[解析] 由欧姆定律，电阻的测量值等于电压与电流的比值，故两个电阻的测量值都为300 Ω，甲图电压表的示数为电流表和电阻R1两端的总电压，故测量的电阻值为电流表和电阻R1的真实值的和，故电阻R1的真实值为290 Ω；乙图电流表的示数为电压表和电阻R2的总电流，故测量的电阻值为电压表和电阻R2的并联电阻，由R并＝，解得R2＝333.3 Ω.‎ 例4　(1)R2　a　(2)如图所示 ‎(3)2.30(2.29、2.31均正确)‎ ‎(4)94(93、95均正确)‎ ‎[解析] (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为Rx＝ρ＝1.7 Ω，而R0＋Rx＝4.7 Ω，根据电路图，电压表的量程是3 V，电源的电动势为6 V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 Ω.为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选R2.‎ ‎ (2)略．‎ ‎(3)电压表最小刻度表示0.1 V，应该按照估读进行读数，所以读数为2.30 V.‎ ‎(4)因为Rx＝－R0＝ρ，所以l＝＝94 m. ‎ 热点三　实验器材的选取与实物图连接 例5　(1)乙　如图所示　(2)R1　(3) ‎[解析] (1)甲图中，因为电压表V2的内阻与R0阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R0的电流作为通过V1的电流，误差较大；故用乙电路较合理，电路连接如图所示．‎ ‎(2)实验中滑动变阻器要用分压接法，故应选取阻值较小的R1.‎ ‎(3)根据欧姆定律可知：RV1＝＝.‎ 变式题　(1)如图所示 ‎(2)　(3)等于 ‎[解析] (1)实物连线如图所示．‎ ‎(2)第一次测量，由欧姆定律知，测量的电阻为电压表和RP的并联电阻，即＝R并；第二次测量，测量的电阻为电压表、Rx和RP的并联电阻，＝，联立解得Rx＝.‎ ‎(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量，其测量值等于真实值．‎ 热点四　数据处理与误差分析 例6　(1)a　d ‎(2)如图所示　4.4　(3)B ‎ [解析] (1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测R1阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d.‎ ‎(2)作图如图所示，则R2＝＝ Ω＝4.4 Ω.‎ ‎(3)根据电阻定律可得R＝ρ＝，故R2＝R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应①连接a，②连接d，故B正确．‎ 例7　(1)如图所示　(2)1.5×103　0.80‎ ‎[解析] (1)采用伏安法测量电阻，由于待测电阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器采用分压式接法，连接实物图如图所示；‎ ‎(2)由R＝求出每次R的测量值，再采用多次测量取平均值的方法，则得RB＝×＋＋＋＋ Ω＝1.5×103 Ω；＝＝6；可知待测磁场的磁感应强度B为0.80 T.‎ ‎[点评] 通过实验获取实验数据，代入相关物理量之间的关系式，计算得到结果的方法叫解析法．应用解析法的要求是：(1)明确实验测量的相关物理量的关系式；(2)明确要研究的物理量和未知的物理量；(3)建立方程或方程组进行计算．‎ ‎【高考模拟演练】‎ ‎1．Rx1　大于　小于 ‎[解析] ＝＝10，＝＝20，故<，应该采用电流表内接法，即图(a)接法．由“大内偏大，小外偏小”的结论可知电流表内接时测量值Rx1大于真实值，外接时，测量值Rx2小于真实值．‎ ‎2．(1)15　35　(2)300　3000　(3)c　闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2‎ ‎[解析] (1)分析电路结构，根据并联电路分流规律，得(R1＋R2)×2＝100 Ω，9R1＝100 Ω＋R2，解得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω.‎ ‎(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为＝3000 Ω，最小阻值为＝500 Ω.若定值电阻选择1000 Ω，则无法校准3.0 mA，所以定值电阻选择300 Ω.‎ 由于最大阻值要达到3000 Ω，所以滑动变阻器要选择3000 Ω.‎ ‎(3)若接在b端，则电路总是闭合的，不能具体判断哪一个电阻损坏了．‎ ‎3．(1)如图所示　(2)①最大　②最小　③R2‎ ‎[解析] (1)根据电路图，连接实物图，注意电表的正负接线柱．实物连接图如图所示；‎ ‎(2)根据题意并结合电路图可知：电阻箱A的阻值调至最大值；闭合S1，断开S2，调整电阻箱A，使电流表G满偏，记下此时电阻箱A的读数R1，保持S1闭合，再闭合S2，将电阻箱B的阻值调至最小，将电阻箱A的读数调整为R1的一半，然后调整电阻箱B，使电流表G重新达到满偏，记下此时电阻箱B的读数R2.则此时电流表的内阻Rg＝R2.‎ ‎4．(1)52.30　(2)4.300‎ ‎(3)①C　G ‎②如图所示 ‎[解析] (1)根据游标卡尺读数规则可知，圆柱形热敏电阻的长度L＝52 mm＋6×0.05 mm＝52.30 mm.‎ ‎(2)根据螺旋测微器读数规则可知，圆柱形热敏电阻的直径D＝4 mm＋0.300 mm＝4.300 mm.‎ ‎(3)常温下热敏电阻中电流大约为I＝＝30 mA，因此电流表选择量程为60 mA的A1.由于热敏电阻阻值小，采用电流表外接电路．由于通过热敏电阻的电流从零开始增加，因此滑动变阻器采用分压接法，滑动变阻器采用最大阻值为5 Ω的R2.电路连接如图所示．‎ ‎【教师备用习题】‎ ‎1．某同学为了测量电流表A1内阻的精确值，有如下器材可供选择：‎ 电流表A1(量程300 mA，内阻约为5 Ω)；‎ 电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)；‎ 电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；‎ 滑动变阻器R1(0～5 Ω，额定电流为1 A)；‎ 滑动变阻器R2(0～50 Ω，额定电流为0.01 A)；‎ 电源E(电动势3 V，内阻较小)；‎ 定值电阻R0(5 Ω)；‎ 单刀单掷开关一个、导线若干．‎ 实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减小误差．‎ ‎(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选________；‎ ‎(2)在虚线方框内画出测量A1内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号；‎ Ｋ ‎(3)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则r1的表达式为r1＝________；式中各符号的物理意义是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ ‎[答案] (1)R1　(2)如图所示　(3)R0　I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数，R0是定值电阻的阻值 ‎[解析] (1)滑动变阻器要用分压式接法，选最大阻值较小的滑动变阻器R1；‎ ‎(2)由于电压表的量程太大，所以不能直接用所给的电压表测量电压，改用定值电阻R0与A1并联进行测量，电路图如图所示；‎ ‎(3)通过定值电阻R0的电流为I2－I1，A1两端的电压等于R0两端的电压，所以r1＝R0，I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数，R0是定值电阻的阻值．‎ ‎2．某同学对有故障的电热毯进行探究，图(a)是电热毯的电路示意图，其中电热丝和导线通过金属接线片连接，图(b)为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表和电流表均可视为理想电表．‎ ‎　‎ ‎(1)断开K1，用测试电路在1和1′之间检测得知电热丝无故障，然后测得电热丝的UI图线如图(c)所示．可求得此电热丝的电阻为________ Ω.‎ ‎(2)在下面的虚线方框内画出与图(b)对应的电路原理图．‎ Ｋ ‎(3)为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图(a)中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可判断出电路有断路，位置在________(在“1和2”“1′和2′”“2和3”“2′和3′”中选填一项)．‎ 测试点 ‎3和3′‎ ‎1和1′‎ ‎1和3‎ ‎1和2′‎ ‎2′和3′‎ 电表指针 有无偏转 电压表 有 有 无 有 无 电流表 无 有 有 无 有 ‎[答案] (1)580(570～590均可)‎ ‎ (2)如图所示　(3)1′和2′‎ ‎[解析] (1)由图线斜率得电热丝的电阻R＝k＝580 Ω.‎ ‎(2)如图所示．‎ ‎(3)3和3′接入A、B之间时，根据两电表指针偏转情况，确认3和3′间存在断路；1和1′接入A、B之间时，根据两电表指针偏转情况，确认1和1′之间为通路；1和3接入A、B之间时，根据两电表指针偏转情况，确认1和3之间为通路；再结合1和2′及2′和3′接入A、B之间时，两电表指针偏转情况，可知断路故障在1′和2′之间．‎ ‎3．为了测量一个阻值较大的未知电阻的阻值，某同学使用了干电池(1.5 V)、毫安表(1 mA)、电阻箱(0～9999 Ω)、开关、导线等器材．‎ ‎(1)该同学设计的实验电路如图(a)所示，实验时，将电阻箱阻值调至最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使毫安表的示数为I1＝1.00 mA；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时毫安表示数为I2＝0.8 mA.由此可得被测电阻的阻值为________ Ω.‎ ‎(2)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，此时毫安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大小为R0.由此可测出Rx＝________．‎ ‎[答案] (1)375　(2)I　R0‎ ‎[解析] (1)设毫安表内阻为R mA，电流为I1时电阻箱的阻值为R，K2断开、K1闭合时，根据闭合电路的欧姆定律有E＝I1(R＋R mA＋r)，K1断开、K2闭合时，E＝I2(Rx＋R＋R mA＋r)，联立解得Rx＝·E＝375 Ω.‎ ‎(2)依据图(b)所示电路测电阻，毫安表起指示作用，用以检测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性，根据等效替代法的测量原理，毫安表示数仍为I，所以Rx＝R0.‎ ‎4．研究小组利用下表中的实验器材测量电流表A1的内阻r1.‎ 器材 规格 电流表A1‎ 量程10 mA，内阻r1待测(约为40 Ω)‎ 电流表A2‎ 量程500 μA，内阻r2＝750 Ω 电压表V 量程6 V，内阻r3＝3 kΩ 电阻R1‎ 阻值约为100 Ω 滑动变阻器R2‎ 总电阻约为10 Ω 电池E 电动势1.5 V，内阻很小 开关S，导线若干 ‎(1)两位同学分别设计了如图甲和乙所示电路，小组讨论后发现两电路均存在问题，请指出两电路存在的问题：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ ‎(2)另一位同学对电路乙进行优化后进行实验，得到若干组数据，如下表所示．请你根据数据在坐标纸中画出I1I2的关系图线．‎ I1/ mA ‎2.00‎ ‎4.00‎ ‎6.00‎ ‎7.00‎ ‎8.00‎ ‎9.00‎ I2/ μA ‎110‎ ‎210‎ ‎320‎ ‎370‎ ‎430‎ ‎480‎ ‎(3)根据所描图线可知待测电流表的内阻为________ Ω.‎ ‎(4)请你在虚线框中画出优化后的电路图．‎ ‎[答案] (1)甲图电压表量程过大，测量中示数太小，测量精度较低；乙图两电流表量程均较小，调节过程中滑动变阻器调节范围过小，不易操作 ‎(2)图略　(3)40(38到42之间均可)　(4)如图所示 ‎ [解析] (1)甲电路中，当电流表示数接近满偏时，电压表两端电压约为UV＝Ig1r1＝0.4 ‎ V，该电压远小于电压表量程，测量示数太小，测量精度较低；乙电路中，两电流表分别满偏时，其两端电压分别为UA1＝Ig1r1＝0.4 V、UA2＝Ig2r2＝0.375 V，测量过程中滑动变阻器调节范围过小，不易操作．‎ ‎ (3)由I1r1＝I2r2得I1＝·I2，由作出的I1I2图线得斜率k＝18.75，所以r1＝40 Ω.‎ ‎(4)如图所示．‎