【物理】2019届二轮复习电学实验学案（江苏专用）

【物理】2019届二轮复习电学实验学案（江苏专用）

专题九　电学实验 考情分析 ‎2016‎ ‎2017‎ ‎2018‎ 电学实验 T10：等效法测电阻，电表的选取、图象法处理实验数据 T11：温控装置 T10：测量某干电池的电动势和内阻 命题解读 本专题有四个实验，分别为决定导线电阻的因素、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量电源的电动势和内阻、练习使用多用电表。从三年命题情况看，命题特点为：‎ ‎(1)注重基础。如基本仪器的原理和使用、实验器材的选取、电流表的内、外接法及滑动变阻器的连接方式、电路故障的分析等。‎ ‎(2拓展创新。如测电阻，图象法、替代法等灵活应用，考查学生的实验能力。‎ 整体难度偏难，命题指数★★★★★，复习目标是达B冲A。‎ ‎1.(2018·淮安、宿迁等上学期期中学业质量检测)为描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：‎ A.小灯泡(额定电压3 V，额定电流600 mA)‎ B.电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)‎ C.电流表A2(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)‎ D.电压表V(量程0～3 V，内阻约为10 kΩ)‎ E.滑动变阻器R1(0～10 Ω，2 A)‎ F.滑动变阻器R2(0～500 Ω，1 A)‎ G.直流电源E(约3 V)‎ H.开关、导线若干 ‎(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(以上均填器材代号)。‎ ‎(2)请用笔画线代替导线，在图1甲中将本实验的电路连接完整。‎ 图1‎ ‎(3)正确实验，测量出多组数据，以灯泡两端的电压U为横轴，电流表的示数I为纵轴，描点如图乙所示，请在图乙中作出小灯泡的伏安特性曲线。‎ ‎(4)上述实验过程中，小虎同学不慎将所选滑动变阻器损坏，便选用另一滑动变阻器，重新连成图甲所示的完整电路，闭合开关，从最右端向最左端缓慢匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，观察到电流表和电压表的示数变化情况是_________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)灯泡的额定电流为600 mA，因此电流表应选择600 mA量程的A1；本实验采用滑动变阻器分压接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1。‎ ‎(2)根据原理可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法，同时灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，连接实物图如图所示。‎ ‎(3)小灯泡的伏安特性曲线如图。‎ ‎(4)因另一滑动变阻器R2的阻值为500 Ω较大，比小灯泡电阻大的多，则在滑动变阻器开始滑动的阶段，滑动变阻器与小灯泡并联后的阻值一直很小，所以电压表和电流表的读数会一直很小，当滑动变阻器接近左端时，小灯泡两端的电压会突然接近电源电压，则此时电压表和电流表的读数会突然增大。‎ 答案　(1)A1　R1　(2)如解析图　(3)如解析图 ‎(4)开始示数一直较小，几乎不变，滑片接近最左端时，示数突然变大 ‎2.(2018·苏锡常镇四市一调)在“测电源电动势和内阻”的实验中，某实验小组同学根据图2甲电路进行测量实验。‎ 图2‎ ‎(1)根据图甲电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。‎ ‎　(2)实验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示。由图象可测得E测 和r测，则E测________E真；r测 ________r真(选填“>”“＝”或“<”)。‎ ‎(3)为了克服系统误差，同学们又根据图3a电路进行测量。同样作出U－I图象，如图b所示。经过讨论发现，利用图丙和图b可以消除系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值，则 E真＝________，r真＝________。‎ 图3‎ 解析　(1)电路连线如图。‎ ‎(2)用甲图测量时，可把电压表与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知，电动势E＝UA，同时由于电压表的分流作用，使电流表示数偏小，因此电动势和内阻的测量值均小于真实值。‎ ‎(3)根据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为UB；丙图与横轴的交点表示电源的短路电流，因此电源的内阻r＝＝。‎ 答案　(1)实物连线如解析图所示 ‎(2)<　<　(3) UB　 ‎3.(2018·江苏省海安高级中学1月月考)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：‎ ‎(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图4甲所示，由图可知其长度为L＝________ mm。‎ 图4‎ ‎(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D＝________ mm。‎ ‎(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图5所示，则该电阻的阻值约为________ Ω。‎ 图5‎ ‎(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R；‎ 电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)；‎ 电流表A2(量程0～30 mA，内阻约30 Ω)；‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)；‎ 电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)；‎ 直流电源E(电动势4 V，内阻不计)；‎ 滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)；‎ 滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A); ‎ 开关S；导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，某同学设计了如图6的电路，试指出不妥之处________。‎ 图6‎ A.电流表应选A2‎ B.电流表应采用外接法 C.滑动变阻器应选R1，采用分压式接法 D.滑动变阻器应选用R2 ‎ 解析　(1)由图示游标卡尺可知，其示数为：‎ ‎50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm；‎ ‎(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为：‎ ‎4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm；‎ ‎(3)用多用电表的电阻“×10”挡粗测电阻，由图5所示表盘可知，该电阻的阻值约为12×10 Ω＝120 Ω。‎ ‎(4)电源电动势为4 V，电压表应选V1，电路最大电流约为：I＝＝ A＝0.025 A＝25 mA，电流表应选A2，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器采用分压接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，故选A、B、C。‎ 答案　(1)50.15　 (2)4.700 (3)120　(4)ABC ‎　基本仪器的使用与读数 ‎1.基本仪器的使用 ‎(1)电压表应并联、电流表应串联在电路中，且电流应由正接线柱流入、负接线柱流出。‎ ‎(2)开始实验前，变阻器的触头位置应保证电路中用电器的安全，即保证电路中流过的电流最小或加在用电器两端的电压最小。‎ ‎(3)多用电表使用前应检查指针是否停在表盘刻度左端的零刻度位置。若不指零，要用小螺丝刀进行机械调零；红、黑表笔要分别插入“＋”、“－”插孔；根据测量项目，将选择开关置于相关区域的适当量程上。‎ 用多用电表测电阻：机械调零第一步，断开表笔调螺母；指针指向∞时，根据阻值来选挡；接着进行电调零，短接表笔指0 Ω，测时双手勿触阻；测量阻值高精度，中值附近去读数；以后每次换挡后，均要重新电调零；勿忘得数乘倍率，‎ 用完拨回“OFF”挡。长期不用，还应把表内电池取出。‎ ‎2.电表读数的基本方法 测量值＝最小刻度×小格数＋估读值。‎ ‎【例1】 (2018·镇江市高三第一次模拟)小华利用图7电路测量某种导电液体的电阻率，玻璃管的横截面积S＝2×10－3 m2，通过K可以控制管内导电液体的长度，管两端接有导电活塞(电阻不计)，右活塞固定，左活塞可在管内自由移动。实验器材如下：电源(电动势为12 V，内阻不计)，两只相同的电压表V1、V2(量程为 ‎3 V，内阻足够大)，电阻R1＝400 Ω，电阻R2＝1 500 Ω，电阻箱R(0～9 999.9 Ω)，单刀双掷开关S，刻度尺。‎ 图7‎ ‎ (1)小华的主要实验步骤如下：‎ ‎①向玻璃管内注导电液体，用刻度尺测量液柱长度如图8所示，其长度L＝________ cm；‎ ‎②连接好电路，把S拨到位置“1”，电压表V1的示数如图9所示，示数为U1＝________ V；‎ ‎③将S拨到位置“2”，调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1，此时电阻箱的阻值R＝300 Ω；‎ ‎④求得管内液柱的电阻Rx＝________ Ω，导电液体的电阻率ρ＝________ Ω·m。(保留两位有效数字)‎ ‎　　　图8　　　　　　　　　　图9‎ ‎(2)请指出小华实验的不足之处__________________________________________。‎ ‎(3)在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则小华测得的电阻率ρ的值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎(4)小清同学仍利用该装置进行实验，他通过K调节管内液柱长度，记录多组数据如表所示，绘制出R－关系图象后也可求出液体的电阻率ρ。请你在图10中绘制出此图象。‎ ‎　　物理量 次数　　‎ R/102 Ω /m－1‎ ‎1‎ ‎0.6‎ ‎1.0‎ ‎2‎ ‎1.2‎ ‎2.0‎ ‎3‎ ‎1.8‎ ‎3.0‎ ‎4‎ ‎2.4‎ ‎4.0‎ ‎5‎ ‎3.0‎ ‎5.0‎ 图10‎ 解析　(1)①液柱长度：20.10 cm；②电压表V1的示数为U1＝2.00 V。‎ ‎④由欧姆定律可知：U1＋R2＝U1＋Rx，解得Rx＝2 000 Ω，根据Rx＝ρ，则ρ＝ ‎，代入数据解得ρ＝20 Ω·m。‎ ‎(2)小华实验的不足之处：未多次测量取平均值。‎ ‎(3)在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则液柱长度减小，测得的电阻Rx减小，则小华测得的电阻率ρ的值将变小。‎ ‎(4)图象如图 答案　(1)①20.10(在20.08～20.12之间均可)‎ ‎②2(2.0、2.00均可)　④2 000　20　(2)未多次测量取平均值　(3)不变　(4)如解析图所示 ‎【变式1】 (2018·镇江市高三第一次模拟)(1)图11是某只多用电表的表盘示意图，当用“×10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时，其指针位置如图中①所示，其示数为________ Ω；当用“0～10 V”量程测量电压时，其指针位置如图中②所示，其示数为________ V。‎ ‎(2)图12甲中螺旋测微器的示数为________ mm；图乙中游标卡尺的示数为________ mm。‎ 图11‎ 图12‎ 解析　(1)当用“×10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时，其指针位置如图中①‎ 所示，其示数为3×10 Ω＝30 Ω；当用“0～10 V”量程测量电压时，其指针位置如图中②所示，其示数为4.6 V。‎ ‎(2)螺旋测微器的示数为：‎ ‎9 mm＋0.01 mm×19.2＝9.192 mm；‎ 游标卡尺的示数为：0.7 cm＋0.1 mm×5＝7.5 mm。‎ 答案　(1) 30　4.6　(2) 9.192(在9.190～9.194之间均可)　7.5‎ ‎　仪器的选择、实验方法与数据处理 ‎1.实物连线的基本方法 先图后物、由正到负；先串后并、注意量程；接线到位、不可交叉。‎ ‎(1)分析各元件的连接方式和控制电路的方式。‎ ‎(2)画出实验电路图。‎ ‎(3)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接的方式将干路中要串联的元件依次串联起来，然后再将要并联的元件并联到电路中。‎ ‎(4)电压表应并联在电路中，电流表应串联在电路中，且电流应由正接线柱流入、负接线柱流出。‎ ‎(5)变阻器的触头位置应保证电路中用电器的安全，即保证电路中流过的电流最小或加在用电器两端的电压最小。‎ ‎(6)连线不能交叉。‎ ‎2.测量电路的选择 当RxRA时用内接法，如图13甲；当RxRV时用外接法，如图乙。‎ 图13‎ ‎3.控制电路的选择 ‎(1)当被测电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R时，须用分压式电路。‎ ‎(2)当要求被测电阻上的电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调时，须用分压式电路。‎ ‎(3)当被测电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R 或相差不多，并且电压表、电流表示数变化不要求从零调节时，可采用限流式。‎ ‎(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法消耗功率较小。‎ ‎4.测电阻的方法 实验电路一般分为电源、控制电路和测量电路三部分。‎ ‎(1)最为精确的测量方法——等效替代法 ‎①电流等效替代 ‎②电压等效替代 ‎(2)电表内阻测量最常用的方法——半偏法 ‎①半偏电流法 ‎②半偏电压法 ‎5.电源电动势和内阻的测量方法 任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I，这也是命题专家命题时的入手点。‎ ‎【例2】 (2018·苏北四市第一次调研测试)测定一节干电池的电动势和内阻，电路如图14甲所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0＝1.0 Ω，调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制了U－I图象如图乙所示。‎ ‎　‎ 图14‎ ‎(1)由图乙求得电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。‎ ‎(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值________其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。‎ ‎(3)根据实验数据可绘出－x图象，如图丙所示。图象斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率ρ＝________，电压表内阻对电阻率的测量________(选填“有”或“没有”)影响。‎ 解析　(1)由闭合电路欧姆定律可知U＝E－I(r＋R0)可知，图乙中的图象与纵坐标轴的交点表示电动势，故E＝1.49 V；图象的斜率表示内电阻和定值电阻R0之和，则r＋R0＝ Ω＝1.45 Ω，解得r＝1.45 Ω－1.0 Ω＝0.45 Ω。‎ ‎(2)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U－I图象如图所示，‎ 由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。‎ ‎(3)根据欧姆定律可知，电阻R＝＝ ，则可知k＝，解得ρ＝kS；若考虑电压表内阻，则图象的斜率不变，所以对得出的电阻率没有影响。‎ 答案　(1) 1.49　0.45　(2)小于　(3)kS　没有 ‎【变式2】 (2018·江苏省泰州中学高三上学期第二次月考)某种半导体元件，电路符号为“”，其特点具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，从负极流入时电阻比较大。‎ ‎(1)某实验兴趣小组要测绘该半导体元件的伏安特性曲线，因该半导体元件外壳所印的标识模糊，为判断正负极，用多用电表电阻挡测定其正反向电阻，将选择开关旋至合适倍率，调整欧姆零点后，将黑表笔接触二极管的左端。红表笔接触右端时，指针偏角比较小；再将红、黑表笔位置对调时，指针偏角比较大，由此判断__________端为该半导体元件的正极(选填“左”、“右”)。‎ ‎(2)如图15是厂家提供的伏安特性曲线，该小组只对加正向电压时的伏安特性曲线进行了测绘，以验证与厂家提供的数据是否吻合，可选用的器材有：‎ 图15‎ A.直流电源，电动势3 V，内阻忽略不计；‎ B.0～20 Ω的滑动变阻器一只；‎ C.量程5 V、内阻约50 kΩ的电压表一只；‎ D.量程3 V、内阻约20 kΩ的电压表一只；‎ E.量程0.6 A、内阻约0.5 Ω的电流表一只；‎ F.量程50 mA、内阻约5 Ω的电流表一只；‎ G.待测二极管一只；‎ H.导线、电键等。‎ 为了提高测量结果的准确度，电压表应选用________，电流表应选用________(填序号字母)。‎ ‎(3)为了达到测量目的，请在虚线框中画出正确的实验电路原理图。‎ ‎(4)该小组通过实验采集数据后描绘出了该半导体元件的伏安特性曲线，通过对比，与厂家提供的曲线基本吻合，如果将该半导体元件与一阻值R＝50 Ω的电阻串联，再接至电动势E＝1.5 V、内阻不计的电源上，该半导体元件处于正向导通状态，则此时该半导体元件的电功率为________W。‎ 解析　(1)二极管具有单向导电性；而欧姆表指针偏转较大说明电阻较小，即为正向电流；而欧姆表内部的电源正极接在黑表笔上，故黑表笔接在二极管的正极处电流较大，故由题意可知，二极管右端为正极。‎ ‎(2)由题意可知，采用的电源电压为3 V，故为了安全和准确，电压表应选取D；由图可知，最大电流约为30 mA，故电流表应选F。‎ ‎(3)由题意可知，本实验要求作出伏安特性曲线，故要求多测数据，故应采用分压接法；同时，因二极管电阻较小，故应采用电流表外接法；‎ ‎(4)设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U＝1.5－50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线：‎ 该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I＝8 mA，交点的横坐标值即为U＝1.1 V，则此时该半导体元件的电功率为P＝UI＝8.8×10－3 W。‎ 答案　(1)右　(2)D　F　(3)如解析图所示 ‎(4)8.8×10－3[在(8.0～9.5)×10－3 W均正确]‎ ‎　电学实验设计 ‎1.设计的原则：科学、可靠、方便、准确。‎ ‎2.设计的思路 ‎(1)根据题目要求和给出的条件，根据物理规律和原理，设计实验原理，找出实验原理式。‎ ‎(2)根据设计的实验原理，由公式确定还有哪些待测量(不能太多)，根据基本仪器的使用知识和控制电路的作用，设计实验电路。‎ ‎(3)根据设计的实验电路，明确需要测量的物理量，由待测量选择、确定实验器材。‎ ‎(4)由实验器材设计、制定实验步骤，进行误差评估，将测量值代入原理式，求出所要求的物理量。‎ ‎【例3】 (2018·江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁市第一次调研)测量某电源电动势和内阻，提供如下实验器材：‎ A.待测电源(电动势约12 V、内阻约1 Ω、最大允许电流2 A)‎ B.电流表A(量程1 A)‎ C.电流表G(量程1 mA、内阻约50 Ω)‎ D.电阻箱(0～99 999.9 Ω)‎ E.滑动变阻器(0～20 kΩ)‎ F.滑动变阻器(0～1 kΩ)‎ H.滑动变阻器(0～50 Ω)‎ J.定值电阻(阻值5 Ω)‎ K.定值电阻(阻值100 Ω)‎ L.开关、导线若干 ‎(1)将电流表G改装成电压表，需要测量电流表内阻Rg，实验小组采用如图16甲所示的电路，实验步骤如下：‎ 图16‎ ‎① 连接好电路，闭合开关S1前，变阻器R1的滑片移到________(选填“最左端”或“最右端”)。‎ ‎② 闭合S1，断开S2，调节R1使电流表G满偏。‎ ‎③ 闭合S2，保持R1阻值不变，调节电阻箱R2的阻值，使得电流表G半偏，读出电阻箱示数R，则电流表G的内阻Rg＝________。‎ ‎(2)将电流表G改装成量程为15 V的电压表，已测得Rg＝52.0 Ω，则与电流表G串联的电阻箱R2的取值应为________Ω。‎ ‎(3)用图乙电路测电源电动势和内阻，滑动变阻器R3选用________，定值电阻R0选用________。(选填器材序号)‎ ‎(4)根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I间的关系图象(图象未画出)，由图象读出I＝0时U＝12.1 V，图线斜率绝对值为5.9 V/A，则电源电动势E＝________ V，电源内阻r＝________ Ω。‎ 解析　(1)变阻器R1的滑片移到最左端时接入电路的电阻最大，故闭合开关S1前，变阻器R1的滑片移到最左端，闭合S2，电阻箱R2与电流表G并联，当电流表G半偏时，即电流表中电流为原来的一半，则另一半电流流过电阻箱R2，电阻箱R2与电流表G中电流相同，故电阻值也相等。故分别填最左端和R。‎ ‎(2)将电流表G改装成量程为15 V的电压表后，表的总电阻R＝＝ Ω＝1.5×104 Ω，与电流表G串联的电阻箱R2＝R－Rg＝14 948 Ω。‎ ‎(3)滑动变阻器的总阻值小，便于精细调节，故选H，因电流表量程为1‎ ‎ A，定值电阻若选100 Ω，则测量电流的大小及大小变化范围就非常小，故定值电阻应选J。‎ ‎(4)由图乙，将定值电阻等效为电源内阻，I＝0时，路端电压即为电动势E＝U＝12.1 V，图线斜率绝对值为等效内阻的大小，则电源实际内阻为r＝5.9 Ω－5 Ω＝0.9 Ω。‎ 答案　(1) ①最左端　③R 　(2)14 948　(3)H　J ‎(4)12.1　0.9‎ ‎【变式3】 (2018·江苏扬州四模)实验室有下列器材：‎ 灵敏电流计G(内阻约为50 Ω)；‎ 电压表V(0～3 V，内阻约为10 kΩ)；‎ 电阻箱R1(0～9 999 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(0～100 Ω，1.5 A)；‎ 旧干电池一节；导线开关若干。‎ ‎(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图17甲所示，测得电压表示数为 ‎2 V，灵敏电流计示数为4 mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为________ Ω。‎ 图17‎ ‎(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为________ Ω。调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和电流计的示数如下表，请在图18所示的坐标系中作出合适的IG－U图线。‎ IG/mA ‎3.0‎ ‎2.5‎ ‎2.0‎ ‎1.5‎ ‎1.0‎ U/V ‎0.8‎ ‎0.9‎ ‎1.0‎ ‎1.1‎ ‎1.2‎ 图18‎ ‎ (3)由作出的IG－U图线求得干电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。‎ 解析　(1)由图乙所示电阻箱可知，电阻箱示数为R1＝0×1 000 Ω＋4×100 Ω＋5×10 Ω＋5×1 Ω＝455 Ω，由欧姆定律可得Rg＋R1＝＝ Ω＝500 Ω，电流计内阻为Rg＝(500－455) Ω＝45 Ω。‎ ‎(2)将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，并联电阻阻值 R＝＝＝5 Ω；‎ 根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所示：‎ ‎(3)由图示电源IG－U图象可知，图象与横轴交点坐标值为1.4，电源电动势E＝1.4 V，电流表内阻RA＝＝ Ω＝4.5 Ω，图象斜率倒数k＝＝ Ω＝20 Ω，‎ 电源内阻r＝k－RA＝(20－4.5) Ω＝15.5 Ω。‎ 答案　(1)45　(2)5　如解析图所示 ‎(3)1.4 　15.5‎ ‎ ‎ ‎1.(2018·江苏省南京市、盐城市高三第二次模拟考试)某同学欲测量一卷粗细均匀的、阻值约为100 Ω的金属漆包线的长度，备选器材如下：‎ A.量程为5 mA、内阻r1＝50 Ω的电流表A1‎ B.量程为0.6 A、内阻r2＝0.2 Ω的电流表A2‎ C.量程为6 V、内阻r3约为15 kΩ的电压表V D.最大阻值为15 Ω、最大允许电流为2 A的滑动变阻器 E.定值电阻R1＝5 Ω F.电动势E＝6 V、内阻很小的直流电源 G.开关一个、导线若干 H.螺旋测微器 ‎(1)已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为ρ，若金属丝的电阻用R表示，直径用d表示，则这一卷漆包线的长度L＝________。‎ ‎(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图1甲所示，则螺旋测微器的示数d＝________ mm。‎ ‎(3)为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻，电流表应选用________(选填“A”或“B”)，请在方框中画出实验原理电路图。‎ 图1‎ ‎(4)若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该漆包线的长度与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。‎ 解析　(1)由电阻定律可知，电阻丝的电阻 R＝ρ＝ρ，L＝；‎ ‎(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为 ‎0.5 mm＋10.0×0.01 mm＝0.600 mm。‎ ‎(3)通过电阻丝的最大电流约为I＝＝＝0.06 A＝60 mA，电流表应选择A；通过分流电阻的最大电流约为60 mA－5 mA＝55‎ ‎ mA，定值电阻阻值应远小于电流表内阻，则定值电阻应选择E。滑动变阻器阻值较小，应采用分压电路；由于电流表内阻已知，应采用电流表内接法。电路如图：‎ ‎(4) 没有去除漆包线表面的绝缘漆，d偏大，L值偏大。 ‎ 答案　(1)　(2)0.600　(3)A　电路图见解析 ‎(4)偏大 ‎2.(2018·常州市高三年级第一次模拟考试)由于外力的作用而使材料电阻发生变化的现象称为“压阻效应”。某同学想设计一实验电路研究某薄固体电阻Rx(阻值变化范围为几欧到几十欧)的压阻效应，他从实验室中选择了如图2甲所示的器材进行测量：‎ 图2‎ ‎(1)为了较准确的测量，电流表的量程应选择________ A。‎ ‎(2)为保护电表，定值电阻R0的阻值应该选用________(填写字母)。‎ A.1 Ω B.5 Ω C.10 Ω D.20 Ω ‎(3)请在图甲上用笔画线代替导线将电路连接完整。‎ ‎(4)该同学用砝码改变薄固体电阻Rx受到的压力，将双刀双掷开关合到左侧，读出此时的电流表示数为I，又将双刀双掷开关合到右侧，调节变阻箱到图乙数值时，电流表的示数也为I，则该压力下Rx阻值为________ Ω。‎ 解析　(1)由图可知，电源的电动势为3 V，电阻在几欧到几十欧，所以电流表应选0.6 A的量程；‎ ‎(2) 整个回路总电流不能大于0.6 A，而电动势为3 V，因此总电阻略大于5 Ω，而电源内阻为1 Ω，因此定值电阻R0的阻值应选5‎ ‎ Ω，即可保证电流不超过量程，也保证电流不太小；‎ ‎(3)根据原理图从电源的正极开始沿电流方向进行连线，如图：‎ ‎(4)根据闭合电路欧姆定律I＝，由于电流表示数相等，即电阻箱的阻值与电阻Rx阻值相等，由图乙可知电阻为29.9 Ω。‎ 答案　(1)0.6　(2)B　(3)电路图见解析　(4)29.9‎ ‎3.(2018·江苏苏州市高三第一次模拟)小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题。‎ 图3‎ ‎(1)他先用多用电表测量某元件的电阻，操作如下：先选用欧姆表“×100”倍率挡开始测量，发现指针偏角过小，则应换用________(选填“×10”或“×1 k”)挡；换挡后必须将红表笔和黑表笔________，调零后再重新测量。‎ ‎(2)为了弄清欧姆表有关问题，小明查阅资料后发现，欧姆表内部电路可等效为：一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图3a所示。为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1 k”挡位的内电阻，他设计了如图b所示的测量电路。‎ ‎①将上述调零后的欧姆表接入电路时，红表笔应和________(选填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。‎ ‎②‎ 将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使欧姆表的示数如图c所示，这时电压表的示数如图d所示。欧姆表和电压表的读数分别为________ Ω和________ V。‎ ‎③调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________ kΩ。‎ ‎④根据前面的实验数据计算可得，此多用电表等效电源的电动势为________ V，该电阻挡的内电阻为________ kΩ。‎ 解析　(1)多用电表的欧姆挡表盘的0刻线在右端，选“×100”挡时，发现指针偏转角过小，说明被测阻值较大，应改用“×1 k”挡， 换挡后必须将红表笔和黑表笔短接，调零后再重新测量；‎ ‎(2)①电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表；电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接触1，黑表笔接2；‎ ‎②欧姆表读数＝倍率×表盘读数＝1 k×15.0 Ω＝15.0 kΩ＝1.5×104 Ω；电压表分度值是0.1 V，读数为3.60 V；‎ ‎③由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表阻值为12.0 kΩ；‎ ‎④欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1 k挡位的内电阻为15.0 kΩ；根据闭合电路欧姆定律，电动势为：E＝U＋r＝4.00 V＋×15 kΩ＝9.00 V。‎ 答案　(1)×1 k　短接 ‎(2)①1　②1.50×104　3.60　③12.0‎ ‎④9.00(9.0)　15.0(15)‎ ‎4.(2018·江苏省丰县中学高三物理第三次月考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。‎ ‎(1)应该选择的实验电路是图4中的________(选填“甲”或“乙”)。‎ 图4‎ ‎(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图5中的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线。‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I/A ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ 图5‎ ‎(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω。‎ ‎(4)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。下图的各示意图中正确反映P－U关系的是________。‎ 解析　(1)干电池内电阻较小，远小于电压表内阻，选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。‎ ‎(2)作图过程略，如图：‎ ‎(3)由U＝E－Ir知U－I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r，‎ 由图线可得E＝1.50 V，r＝0.83 Ω。‎ ‎(4)由P＝IU＝×U＝(UE－U2)可知，P－U 图线是一条开口向下的抛物线，故选项C正确。‎ 答案　(1)甲　(2)见解析图 ‎(3)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)‎ ‎(4)C ‎5.(2018·江苏泰州中学期中)(1)用多用电表的欧姆挡测某一额定电压为3 V的小灯泡的电阻，读数情况如图6，则小灯泡的电阻RL＝____ Ω；接着再用该电表测量一阻值约2 kΩ 的电阻的阻值，则选择开关应该置于________倍率挡位；换挡后，在测电阻之前，应该先________________。‎ ‎(2)在描绘该小灯泡的伏安特性曲线时，已有一只满足要求的电流表，为了把满偏电流Ig＝3 mA，内阻Rg＝100 Ω的表头改装成量程为3 V的电压表，需串联一个阻值R＝________ Ω的电阻；‎ ‎(3)现将改装后的电压表接入如图7的电路进行实验，得到如下表的数据，请在所给的坐标系(图8)中描绘出小灯泡的伏安特性曲线：‎ U/V ‎0.0‎ ‎0.2‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ I/A ‎0.000‎ ‎0.050‎ ‎0.100‎ ‎0.150‎ ‎0.180‎ ‎0.195‎ ‎0.205‎ ‎0.215‎ 图6‎ 图7‎ 图8‎ ‎(4)若将该灯泡直接接到电动势E＝2 V，内阻r＝10 Ω的电源两端，则该灯泡消耗的功率为P＝________ W。‎ 解析　(1)用多用电表的欧姆挡测某一额定电压为3 V的小灯泡的电阻，读数为RL＝6.0 Ω，接着再用该电表测量阻值约2 kΩ的电阻的阻值，则选择开关应该置于×100倍率挡位；换挡后，在测电阻之前，应该先进行欧姆调零。‎ ‎(2)把电流计改装成电压表需要串联一个分压电阻，分压电阻阻值R＝－Rg＝(－100)Ω＝900 Ω。‎ ‎(3)将表中数据描点后用平滑的曲线连接即可，图象如图所示。‎ ‎(4)画出电源的U－I曲线，与小灯泡伏安曲线的交点对应的电压和电流即为此时小灯泡的实际电压与电流，根据P＝UI即可求得实际功率。根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，则有U＝2－10I，画出U－I图象如图所示，交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为0.7 V，电流I＝0.13 A，所以实际功率为P＝UI＝0.7×0.13 W＝0.091 W。‎ 答案　(1)6.0　×100　进行欧姆调零　(2)900‎ ‎(3)见解析图　(4)0.091‎ ‎6.(2018·江苏徐州市铜山区高三5月模拟)有一根粗细均匀的空心导体棒如图9a所示，截面为同心圆环(如图b)，其电阻约为100 Ω，这种材料的电阻率为ρ。某同学用以下器材测量该导体棒的内径：‎ 图9‎ A.20分度的游标卡尺 B.螺旋测微器 C.电流表A1(量程50 mA，内阻R1＝100 Ω)‎ D.电流表A2(量程100 mA，内阻R2约40 Ω)‎ E.滑动变阻器R(0～10 Ω)‎ F.直流电源E G.导电材料样品Rx H.开关一只，导线若干 ‎(1)用游标卡尺测量导体棒长度如图10甲，示数L＝________ mm；用螺旋测微器测量其外径如图乙，示数D＝________ mm。‎ ‎(2)图丙是实验原理图，请在丁图中完成线路连接。‎ ‎　‎ 图10‎ ‎(3)闭合开关S，调整滑动变阻器，记录电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2，则导体管的内径d＝________________。(用已知量和测量量的符号来表示)‎ 解析　(1)用游标卡尺测量导体棒长度示数L＝10 cm＋0.05 mm×10＝100.50 mm；用螺旋测微器测量其外径示数D＝3.5 mm＋0.01 mm×0.3＝3.503 mm。‎ ‎(2)电路如图。‎ ‎(3)由图可知Rx＝，由电阻定律可得 Rx＝ρ，‎ 联立解得d＝。‎ 答案　(1)100.50　3.503‎ ‎(2)电路如解析图所示 ‎(3)。‎