常考问题二 以测量电阻为核心的电学实验
近年来,以测电阻为核心的电学实验一直是高考考查的热点,涉及测量电阻的实验包括:万用电表测电阻、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量金属的电阻率、伏安法测电阻,设计实验测量电流表或电压表的内阻等.此类实验考题灵活多变,既可以考查仪器的选择与使用又可以考查电路的连接,还可以考查数据处理与图象分析.
5.(2014·南京一模)(1)用多用电表欧姆挡粗略测量某元件的电阻,选用×1挡,测量结果如图5-12-12所示,则测得的电阻为________Ω;
图5-12-12
(2)为描绘该元件的U-I图线.提供了如下器材:
A.电流表A(量程0.6 A,内阻约0.9 Ω)
B.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ)
C.滑动变阻器R1(10 Ω,2 A)
D.滑动变阻器R2(1 000 Ω,1 A)
E.电源E(电动势6 V,内阻约0.1 Ω)
F.开关S及导线若干
①实验中滑动变阻器应该选择________(填写器材序号即可),以保证实验过程中调节方便;
②设计合适电路,在虚线框内画出实验电路图;
图5-12-13
③如图5-12-13中Ⅰ、Ⅱ图线,一条为元件真实的U-I图线,另一条是本次实验中测得的U-I图线,其中________是本次实验中测得的图线.
解析 (1)从多用电表指针位置可以读出示数为13.0(读成13也得分),乘以倍率,即可测得该元件的电阻为13.0 Ω(13 Ω也得分);(2)由于该元件电阻较小,所以电流表选用外接法,描绘该元件伏安特性曲线,电压从零开始,且要测量多组数据,故滑动变阻器选用小阻值R1且采用分压式接法,选用C;由于电压表的分流,所以实验中测得的U-I图线,要比该元件真实的图线要低一些,应选图线Ⅱ.
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答案 (1)13.0
(2)①C(或滑动变阻器R1) ②如图所示 ③Ⅱ
6.(2014·江苏卷,10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率.
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图5-12-14甲所示的部件________(选填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.
图5-12-14
(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”).
(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议.
解析 (1)在使用螺旋测微器测量完毕、防止读数时测微螺杆发生转动,应旋紧B处的固定旋钮.其读数为:d=0+41.0×0.01 mm=0.410 mm.
(2)由图中两表读数可知,电流表示数几乎为零,说明电路中出现了断路,又由电压表示数几乎达到满偏可知,7到9之间发生断路.
(3)由于