高考真题-三年（2018-2020）物理分项汇编--专题19 电学实验（解析版）

专题 19 电学实验 1．（2020·新课标Ⅰ卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为 1 kΩ，电 流表内阻为 0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的 O、P 两点之间， 另一种是跨接在 O、Q 两点之间。测量得到如图（b）所示的两条 U–I 图线，其中 U 与 I 分别为电压表和电 流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为 II 的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量 得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻 的真实值，结果为________Ω（保留 1 位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω （保留 1 位小数）。 【答案】 、 I 【解析】(1)若将电压表接在 、 之间， O P 50.5 50.0 O P V U UI R Rx = + 则 根据一次函数关系可知对应斜率为 。 若将电压表接在 、 之间，电流表分压为 根据欧姆定律变形可知 解得 根据一次函数可知对应斜率为 ，对比图像的斜率可知 所以 II 图线是采用电压表跨接在 、 之间。 （2）因为待测电阻为几十欧姆的电阻，通过图像斜率大致估算待测电阻为 左右，根据 说明电流表的分压较小，电流表的分流较大，所以电压表应跨接在 、 之间，所以选择图线 I 得到的结 果较为准确。根据图像可知 ，考虑电流表内阻，则修正后的电阻为 。 2．（2020·新课标Ⅱ卷）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。所用器材有：电流表 A1 （量程 200 mA，内阻 Rg1=10.0 Ω），电流表 A2（量程 500 mA，内阻 Rg2=1.0 Ω）、定值电阻 R0（阻值 R0=10 .0 Ω）、滑动变阻器 R1（最大阻值 10 Ω）、电源 E（电动势 4.5 V，内阻很小）、开关 S 和若干导线。该同学 设计的电路如图（a）所示。 （1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。 x V x V R RU IR R = ⋅+ x V x V R R R R+ O Q A AU IR= AU IRR I −= A( )U I R R= + A( )R R+ I IIk k> O P 50Ω 1kΩ 50Ω 50Ω 0.5Ω < O Q 3V 1V 50.5Ω59.6mA 20mAxR −= ≈− x A 50.5Ω 0.5Ω 50.0ΩxR R r′ = − = − = （2）若 I1、I2 分别为流过电流表 A1 和 A2 的电流，利用 I1、I2、Rg1 和 R0 写出：小灯泡两端的电压 U=_______，流过小灯泡的电流 I=_______。为保证小灯泡的安全，I1 不能超过_______mA。 （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取 相应的 I1 和 I2。所得实验数据在下表中给出。 I1/mA 32 55 85 125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得，当 I1=173 mA 时，灯丝电阻 R=_______Ω（保留 1 位小数）。 （4）如果用另一个电阻替代定值电阻 R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值 不能小于_______Ω（保留 1 位小数）。 【来源】2020 年全国高考物理试题（新课标Ⅱ) 【答案】 180 11.6 8.0 【解析】（1）根据电路图连接实物图如图所示 ( )1 1 0gI R R+ 2 1I I− （2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表 A1 和 R0 的总电压，故根据欧姆定律有 ； ②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为 ；③因为小灯泡的额定电压为 3.6V，故根据题目中 已知数据带入①中可知 I1 不能超过 180mA； （3）根据表中数据可知当 I1=173mA 时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为 U=3.46V；流过小灯泡的电流为 I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为 ； （4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到 3.6V，而电流表 A1 不能超过其量程 200mA，此时结合①有 ，解得 ，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电 阻的阻值不能小于 。 3．（2020·新课标Ⅲ卷）已知一热敏电阻当温度从10℃升至 60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学 利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 E、开关 S、滑动变阻器 R（最大阻值为 20 Ω）、 电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为 100 Ω）。 (1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。 ( )1 1 0gU I R R= + 2 1I I I= − 3.46 Ω 11.6Ω0.297 UR I= = = ( )03.6 0.2 10 R= ´ + 0 8ΩR = 8Ω (2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和亳安表的示数，计算出相应的热敏电 阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5 V 和 3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ （保留 2 位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值 R 随温度 t 变化的曲线如图（a）所示。 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 2.2kΩ。由图（a）求得，此 时室温为_____℃（保留 3 位有效数字）。 (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E 为直流电源（电 动势为 10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过 6.0 V 时，便触发报警器（图中未画出）报警。 若要求开始报警时环境温度为 50 ℃，则图中_________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电 阻的阻值应为_________kΩ（保留 2 位有效数字）。 【答案】 1.8 25.5 R1 1.2 【解析】(1)滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图。 (2)由部分电路欧姆定律得 (3)由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为 2.2kΩ 对应的温度为 25.5℃。 (4)温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以 R1 为热敏电阻。由图线可知，温度为 50℃时，R1 =0.8kΩ，由欧姆定律可得 ， ，代入 数据解得 。 4．（2020·江苏卷）某同学描绘一种电子元件的 关系图象，采用的实验电路图如题图1 所示，V 为电 压表，mA 为电流表，E 为电源（电动势约 ），R 为滑动变阻器（最大阻值 ）， 为定值电阻，S 为 开关。 (1)请用笔画线代替导线，将题图 2 所示的实物电路连接完整____________。 (2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表： 电压 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 0.00 0.10 0.25 0.60 1.70 4.30 7.50 3 5.5 Ω 1.8kΩ0.3 10 UR I −= = ≈× 1 2( )E I R R= + 2U IR= 2 1.2kΩR = I U− 6V 20Ω 0R / VU / mAI 请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的 图线____________。 (3)根据作出的 图线可知，该元件是_________（选填“线性”或“非线性”）元件。 (4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻 ，会导致的两个后果是_________。 A．电压和电流的测量误差增大 B．可能因电流过大烧坏待测元件 C．滑动变阻器允许的调节范围变小 D．待测元件两端电压的可调节范围变小 【答案】 非线性元件 BC 【解析】(1)根据题意连接电路如图。 I U− I U− 0R (2)根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接各点如图。 (3)根据图像可知该元件是非线性元件。 (4)AB． 图线上某点与原点连线的斜率为 ，根据元件的特性可知，当电压超过一定数值时，电流会 急剧增大，所以电阻会急剧减小，若用导线代替 ，电流急剧增大，可能会烧坏待测元件，对电流表和电 压表的测量误差无影响，A 错误，B 正确；CD．根据图像可知待测元件的电压范围小于 ，而电源电动势 为 ，因为待测元件两端电压非常小，如果用导线代替 ，会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小， 难以调节，C 正确，D 错误。故选 BC。 5．（2020·浙江卷）某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。 (1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________； I U− 1 R 0R 1V 6V 0R (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流 _____ ，电压 _____ ； (3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图 1_____（选填“甲”或“乙”）； (4)该电池的电动势 _____V（保留三位有效数字），内阻 _____ （保留两位有效数字）。 【答案】 0.39～0.41 1.29～1.31 乙 1.51～1.54 0.52～0.54 I = A U = V E = r = Ω 【解析】(1)图乙中，电流表内接和变阻器串联接在电源两端，电压表测路段电压，则图乙对应的电路图为 (2)一节干电池的电动势一般约为 1.5V，故电压表量程选择 0~3V，电流表量程选择 0~0.6A，所以量表的读 数分别为 1.30V（1.29～1.31V 均可），0.40A（0.39～0.41A 均可） (3)由闭合电路欧姆定律可得 ，可得 U-I 图象的纵轴截距为电源电动势，斜率为电源内阻。图甲 中电流表外接，则实验测得的电源内阻 ，测量值偏大；图乙中电路 ，测量值偏小， 但是由于 ，故图乙实验测出的内阻误差更小，故图线Ⅰ对应图乙，图线Ⅱ对应的图甲。 (4)图线Ⅱ与纵轴的交点为电源的电动势 E=1.52V ；在图线Ⅰ与横轴的交点为短路电流 I=2.86A，由 ，此实验原理无误差。 6．（2020·山东卷）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻” 的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约 1.5 V，内阻小于 1 Ω）； 电压表 V （量程 3 V，内阻约 3 kΩ）； 电流表 A （量程 0.6 A，内阻约 1 Ω）； 滑动变阻器 R （最大阻值为 20 Ω）； 定值电阻 R1 （阻值 2 Ω）； 定值电阻 R2 （阻值 5 Ω）； 开关一个，导线若干。 (1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过 程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在 U-I 坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化 范围比较小，出现该现象的主要原因是_____。（单选，填正确答案标号） A．电压表分流 B．干电池内阻较小 C．滑动变阻器最大阻值较小 U E Ir= − A= +r r r测 内 = V V rr rr r+测 内 内 VR r 真 1.52V 0.532.86A Er I = = = Ω D．电流 表内阻较小 (2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得 到的数据如下表所示。 序号 1 2 3 4 5 6 7 I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40 U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52 请根据实验数据，回答以下问题： ①答题卡的坐标纸上已标出后 3 组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前 4 组数据对应的坐标 点并画出 U-I 图像________。 ②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____ （填“R1”或“R2”）。 ③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路____________。 【答案】B R1 【解析】(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选 B。 (2)①根据数据做出 U-I 图像如图； ②由图像可知 ，电源内阻小于 1Ω，则定值电阻大于 1.63Ω，可知定值电阻为 R1； ③定值电阻与电源串联，电路如图； 7．（2020·天津卷）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表 （量程 ，内阻约为 ） 电流表 （量程 ，内阻约为 ） 滑动变阻器 （ ，额定电流 ） 待测电池组 （电动势约为 ，内阻约为 ） 开关、导线若干 ①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号 是________。 ②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应置于滑动变阻器的________端（填 “a”或者“b”） 1.58= =2.630.6r R+ Ω定 0 ~ 3V 3kΩ 0 ~ 0.6A 1Ω 0 ~ 20Ω 1A 3V 1Ω ③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在 电池组负极和开关之间串联一个阻值为 的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数 U 和对应的电流表读 数 I，并作出 图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________ 。 （结果均保留两位有效数字） 【答案】5 a 2.9 0.80 【解析】①因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导 线 5 连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱； ②开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于 a 端； ③由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故 E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流 I=0.50A，故 可得等效内阻为 ；又因为在开关和电池负极之间接有 的电阻，在计算过程中等 5Ω U I− Ω 2.9 Ω=5.80Ω0.5 Er I= = 5Ω 效为内阻，故电源内阻为 。 8．（2019·新课标全国Ⅰ卷）某同学要将一量程为 250 μA 的微安表改装为量程为 20 mA 的电流表。该同学测 得微安表内阻为 1 200 Ω，经计算后将一阻值为 R 的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安 表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 （1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。 （2）当标准毫安表的示数为 16.0 mA 时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表 量程不是预期值，而是 。（填正确答案标号） A．18 Ma B．21 mA C．25mA D．28 mA （3）产生上述问题的原因可能是 。（填正确答案标号） A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 Ω C．R 值计算错误，接入的电阻偏小 D．R 值计算错误，接入的电阻偏大 （4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为 R 的电阻换为一个 阻值为 kR 的电阻即可，其中 k= 。 5.80Ω 5Ω=0.80Ωr¢ = - 【答案】（1） （2）C （3）AC （4） 【解析】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻 R 并联接入虚线框内，则实物电路连接如下图所示： （ 2 ） 由 标 准 毫 安 表 与 该 装 表 的 读 数 可 知 ， 改 装 后 的 电 流 表 ， 实 际 量 程 被 扩 大 的 倍 数 为 ： 倍。故当原微安表表盘达到满偏时，实际量程为： ，故本 小题选 C； （3）根据 ，得： ，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量 值偏小，即电表实际内阻 真实值，大于 1200Ω；或者因为定值电阻 R 的计算有误，计算值偏大，实际接 入定值电阻 R 阻值偏小。故本小题选 AC； （4）由于接入电阻 R 时，改装后的表实际量程为 25 mA，故满足 ；要想达到预期目的， 即将微安表改装为量程为 20 mA 电流表，应满足 ，其中 ，联 立解得： 或 。 9．（2019·新课标全国Ⅱ卷）某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压 U 与温度 t 的关系，图中 V1 和 V2 为理想电压表；R 为滑动变阻器，R0 为定值电阻（阻值 100 Ω）；S 为开关， E 为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度 t 由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小 组在恒定电流为 50.0μA 时得到的某硅二极管 U–I 关系曲线。回答下列问题： 99 79 -3 16mA= =100160 10 mAn × 3250 10 100 25mA−× × = ( )g g gI R I I R= − 1 g g RI IR  = +   gR ( )25g g gI R I R= − ( )20g g gI R I kR= − 250μA 0.25mAgI = = 1.25k = 99 79k = （1）实验中，为保证流过二极管的电流为 50.0μA，应调节滑动变阻器 R，使电压表 V1 的示数为 U1= mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度 t 升高时，硅二极管正向电阻 （填“变大”或“变小”），电 压表 V1 示数 （填“增大”或“减小”），此时应将 R 的滑片向 （填“A”或“B”）端移动，以使 V1 示 数仍为 U1。 （2）由图（b）可以看出 U 与 t 成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为 = ×10–3V/℃（保留 2 位有效数字）。 【答案】（1）5.00 变小 增大 B （2）2.8 【解析】（1）U1=IR0=100 Ω×50×10–6 A=5×10–3 V=5 mV 由 ，I 不变，温度升高，U 减小，故 R 减 小；由于 R 变小，总电阻减小，电流增大；R0 两端电压增大，即 V1 表示数变大，只有增大电阻才能使电流 减小，故华东变阻器向右调节，即向 B 短调节。 （2）由图可知， =2.8×10–3V/℃ Δ| |Δ U t UR I = U t ∆ ∆ 10．（2019·新课标全国Ⅲ卷）某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度 和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻 R0（阻值14 kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1 500 Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500 Ω），电阻箱（0~99 999.9 Ω），干电池（E=1.5 V，r=1.5 Ω），红、黑表笔和导线若干。 （1）欧姆表设计 将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为__________Ω：滑 动变阻器选__________（填“R1”或“R2”）。 （2）刻度欧姆表表盘 通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处 的电阻刻度分别为__________、__________。 （3）校准 红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向__________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记 录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱 旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为__________Ω。 【答案】（1） 900 R1 （2）45 5 （3）0 35 000.0 【解析】（1）连线如图： 根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则 ，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则 滑动变阻器选择R1； （2）在a处， ，解得Rxa=45kΩ； 在b处，则 ，解得Rxb=5kΩ； （3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0 kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为： R=35 000.0 Ω。 0 g EI r R R = + + 0 1 4 g xa EI r R R R = + + + 0 3 4 g xb EI r R R R = + + + 11．（2019·天津卷）现测定长金属丝的电阻率。 （1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______ 。 （2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻 约为 ， 画出实验电路图，并标明器材代号。 电源 （电动势 ，内阻约为 ） 电流表 （量程 ，内阻 ） 电流表 （量程 ，内阻约为 ） 滑动变阻器 （最大阻值 ，额定电流 ） 开关 及导线若干 （3）某同学设计方案正确，测量得到电流表 的读数为 ，电流表 的读数为 ，则这段金属丝电阻的 计算式 ______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】（1） （ 均可） （2） （3） 相等 【解析】（1）根据螺旋测微器的读数法则可知读数为 。因该实验 没有电压表，电流表 A1 的内阻已知，故用 A1 表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器 的接法，则点如图如图 mm xR 100 Ω E 10 V 10 Ω 1A 0 ~ 250 mA 1 5R = Ω 2A 0 ~ 300 mA 5 Ω R 10 Ω 2 A S 1A 1I 2A 2I xR = 0.200 0.196 ~ 0.204 1 1 2 1 I R I I− 0.01 20 mm 0.000 mm 0.200 mm× + = 由电路图可知流过 电流为 ，电阻两端的电压为 ，因此电阻 该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等。 12．（2019·江苏卷）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下： （1）螺旋测微器如题 11–1 图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间， 再旋动 （选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损 坏。 （题11–1图） （2）选择电阻丝的 （选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径． （3）题 11–2 甲图中 Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题 11–2 乙图实物电路中 的正确位置． （题11–2甲图） （题11–2乙图） 的 2 1I I− 1 1I R 1 1 2 1 x I RR I I = − （4）为测量 R，利用题 11–2 甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得 5 组电压 U1 和电流 I1 的值，作出的 U1 –I1 关系图象如题 11–3 图所示．接着，将电压表改接在 a、b 两端，测得 5 组电压 U2 和电流 I2 的值，数据见 下表： U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象． （5）由此，可求得电阻丝的 Rx= Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率． 【答案】（1）C （2）不同 （3） （4） （5）23.5（23.0~24.0 都算对） 【解析】（1）在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即 C，直到听见“喀喀”的响声； （2）为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量； （3）按照原理图，将实物图连线如图： ； （4）将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图： ； 当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为 的电压之和，当电压表接在 a、b 间时，电压表测的电压 为 的电压，由图可得： ，所以 。 13．（2019·浙江选考）为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，小明设计了如图所示的电路。 （1）实验时，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将 c 点先后与 a、b 点连接，发现电 压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将 c 点接________（选填“a 点”或“b 点”），按此连 接测量，测量结果___________（选填“小于”、“等于”或“大于”）Rx 的真实值。 （2）根据实验测得的 6 组数据，在图 2 中描点，作出了 2 条图线。你认为正确的是_____（选填“①”或 “②”），并由图线求出电阻 Rx=________Ω。（保留两位有效数字） 【答案】（1）a 点 小于 （2）② 7.5 【解析】（1）电压表示数变化较大，说明电流表分压较大，而电流表示数基本不变，说明电压表分流较小， 可以忽略，故采用电流表外接法，即 c 接 a 点；电压表测量的电压为准确值，但电流表测量的电流为电阻 和电压表电流表之和，即电流测量值偏大，根据 可得电阻测量值偏小； 0xR R， 0R 0 0 1.96 2.0449 , 25.50.04 0.08xR R R+ = Ω = Ω = Ω = Ω 23.5xR = Ω UR I = （2）因为电压表测量的是被测电阻两端电压，所以当其两端电压为零时，电流也为零，故图线②正确；图 像的斜率表示电阻，故 ； 14．（2018·江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻。 （1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作 上存在的两个不妥之处__________；____________。 （2）实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及计算的 数据见下表： 根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 关系图象___________。由图象可计算出该干电池的电动势 为_________V；内阻为__________Ω。 R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流 表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势 应为_______V；内阻应为_____Ω。 【答案】（1）①开关未断开 ②电阻箱阻值为零 （2）图象如图所示： 3.0 7.50.4xR = = Ω 1 I 1R I − 1 I 1.4（1.30~1.44 都算对） 1.2（1.0~1.4 都算对） （3）1.4（结果与 （2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小 0.2） 【解析】（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零， 这样容易烧坏电流表和电源。 （2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律 E=I(R+r)得 ，所以图线 的斜率表示电源电动势 V=1.37 V，截距绝对值表示 r=0.4×3.0 Ω=1.20 Ω；用电压表与电流 表并联，可测得电流表的内阻 ，考虑电表内阻对实验的影响，则 E=I(R+R A+r)，得 ，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为 1.37V，图线的截距表示 （RA+r），所以内阻精确值为 r=（1.20–0.20）Ω=1.00 Ω。 【名师点睛】本题考查应用电流表和电阻箱测量电源电动势和内电阻实验，本题创新之处在于用一个电压 表并联在电流表的两端测出电流表的电阻，从而提高测量电源内阻的精确度。 15．（2018·新课标全国 II 卷）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程 100 ，内 阻 900 ）；电阻箱 R1（阻值范围 0 999.9 ）；电阻箱 R2（阻值范围 0 99 999.9 ）；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电 压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。 回答下列问题： （1）在虚线框内画出电路图并标出 R1 和 R2，其中*为公共接线柱，a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱__ _________。 （2）电阻箱的阻值 _____________ ；R2=____________ （保留到个位） 1R E rI = ⋅ − ( )8 1.2 6.7 0E − −= − 3 3 66.0 10 0.2033 10 V A A UR I − − ×= = Ω = Ω× ( )1 AR E R rI = ⋅ − + μA Ω Ω Ω 1R = Ω Ω 【答案】（1）如图所示 （2）100 2 910 【解析】（1）R1 的电阻比较小，所以 R1 与表头并联构成大量程的的电流表，R2 的阻值比较大，与改装后 的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示； 改装电流表需要并联一个电阻，要改装 1 mA 的电流表需要并联的电阻, ， 所以选用与变阻箱 R1 并联，并联后的总电阻为 ，要改装 3 V 电压表需要串联电阻，串联电阻的 阻值为 。 16．（2018·天津卷）某同学用伏安法测定待测电阻 Rx 的阻值（约为 10 kΩ），除了 Rx，开关 S、导线外， 还有下列器材供选用： A．电压表（量程 0~1 V，内阻约为 10 kΩ） B．电压表（量程 0~10 V，内阻约为 100 kΩ） C．电流表（0~1 mA 内阻约为 30 Ω） D．电流表（0~0.6 A，内阻约为 0.05 Ω） E．电源（电动势 1.5 V，额定电流 0.5 A，内阻不计） F．电源（电动势 12 V，额定电流 2 A，内阻不计） G．滑动变阻器 R0（阻值范围 0~10 Ω，额定电流 2 A） ①为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用______________，电源选用______________。 （均填器材的字母代号）； ②画出测量 Rx 阻值的实验电路图____________。 ③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会______________其真实 值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是____________________________。 0.1 900= 1001 0.1 g g g I RR I I ×= = Ω− −并 90R′ = Ω 3 3 0.09= 2 9101 10 AU UR I − − −= = Ω×串 【答案】B C F 大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也 可） 【解析】由于本题的被测电阻达到 10 kΩ，所以电源要选择电动势大的，然后根据电路电流选择电流表， 电压表；若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，根据 和 的关系分析电流表的接法；根据电流表的接法判断实验误差所在； ①若选用电源 1.5 V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，即电源选用 12 V 的，即 F； 则电压表就应该选取 B；电路中的最大电流为 ，故选用电流表 C； ②因为给的滑动变阻器的最大阻值只有 10 Ω，若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用 滑动变阻器的分压接法，由于 ，所以采用电流表内接法，电路图如图所示， ③由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据 可知测量值偏大； 17．（2018·新课标全国 III 卷）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx 的阻值，图中 R0 为 标准定值电阻（R0=20.0 Ω）；V 可视为理想电压表。S1 为单刀开关，S2 位单刀双掷开关，E 为电源，R 为 滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线_____________； V x R R x A R R 12 1.2 mA10 000I = = V x x A R R R R < x UR I = （2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合 S1； （3）将开关 S2 掷于 1 端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表 V 的示数 U1；然后将 S2 掷于 2 端， 记下此时电压表 V 的示数 U2； （4）待测电阻阻值的表达式 Rx=_____________（用 R0、U1、U2 表示）； （5）重复步骤（3），得到如下数据： 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 （6）利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx=__________Ω。（保留 1 位小数） 【答案】如图所示： 48.2 【解题思路】开关 S2 掷于 1 端，由欧姆定律可得通过 Rx 的电流 I=U1/R0，将开关 S2 掷于 2 端，R0 和 Rx 串联 电路电压为 U2，Rx 两端电压为 U=U2–U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值 Rx=U/I= R0=（ –1） 2 1 U U 2 1 U U 2 0 1 1U RU  −    2 1 1 U U U − 2 1 U U R0。5 次测量所得 的平均值， （3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入 Rx=（ –1）R0=（3.41–1）×20. 0 Ω=48.2 Ω。 18．（2018·新课标全国 I 卷）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在 25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻 的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻 RT，其标称值（25 ℃时的阻值）为 900.0 Ω：电源 E（6 V，内阻可忽略）：电压表 （量程 150 mV）：定值电阻 R0（阻值 20.0 Ω），滑动 变阻器 R1（最大阻值为 1 000 Ω）：电阻箱 R2（阻值范围 0~999.9 Ω）：单刀开关 S1，单刀双掷开关 S2。 实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度 t 升至 80.0 ℃，将 S2 与 1 端接通，闭合 S1，调节 R1 的滑片位置，使电压表读数为某一值 U0：保持 R1 的滑片位置不变，将 R2 置于最大值，将 S2 与 2 端接通， 调节 R2，使电压表读数仍为 U0：断开 S1，记下此时 R2 的读数，逐步降低温控室的温度 t，得到相应温度下 R2 的阻值，直至温度降到 25.0 °C，实验得到的 R2–t 数据见下表。 t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列问题： （1）在闭合 S1 前，图（a）中 R1 的滑片应移动到_____（填“a”或“b”）端； （2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出 R2–t 曲线：___________ （3）由图（b）可得到 R1，在 25 ℃~80°C 范围内的温度特性，当 t=44.0 ℃时，可得 R1=____Ω； （4）将 Rt 握于手心，手心温度下 R2 的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃。 2 1 U U 1 5 2 1 U U 【答案】（1）b （2）如图所示 （3）450 （4）620.0 33.0 【解析】本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验、利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点， 意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关知识，解决实际问题的能力。 （1）图（a）的电路滑动变阻器采用限流接法，在闭合 S1 前，R1 应该调节到接入电路部分的电阻值最大， 使电路中电流最小，即图（a）中的 R1 的滑片应移到 b 端。 （2）将 t=60 ℃和 t=70 ℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出 R2 –t 图象。 （3）根据题述实验过程可知，测量的 R2 数据等于对应的热敏电阻 RT 的电阻值。由画出的 R2–t 图象可知， 当 t=44.0 ℃时，对应的 RT=460 Ω。 （4）由画出的 R2–t 图象可知，当 RT=620.0 Ω，则手心温度 t=33.0 ℃。 【名师点睛】解答此题常见错误主要有：一是没有掌握滑动变阻器的分压接法和限流接法在开关闭合前滑 动头的位置；二是没有认真阅读题述的实验过程，导致不能把电阻箱 R 的读数与热敏电阻阻值联系起来。