考点17电学实验（解析版）-2021届高三《新题速递》物理3月刊（高考复习）

考点 17 电学实验 1．（2021·江苏苏州市·高三开学考试）如图是测量阻值约几十欧的未知电阻 xR 的原理图，图中 0R 是保护电 阻 10 ， 1R 是电阻箱（ 0 99.9 ）， R 是滑动变阻器， 1A 和 2A 是电流表， E 是电源（电动势10V ， 内阻很小）。实验具体步骤如下： ①连接好电路，将滑动变阻器 R 阻值调到最大； ②闭合S，从最大值开始调节电阻箱 1R ，先调 1R 为适当值，再调节滑动变阻器 R ，使 1A 示数 1 0.15I A ， 记下此时电阻箱的阻值 1R 和 2A 的示数 2I ； ③改变电阻箱 1R 的阻值，调节滑动变阻器 R ，使 1A 示数始终为 0.15A ，再测量 6 组 1R 和 2I 值； ④将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点； 根据实验完成以下问题： (1)在坐标纸上画出 1R 与 2I 的关系图像；________ (2)现有四只供选用的电流表： A．电流表（ 0 3mA ，内阻为 2.0 ） B．电流表（ 0 3mA ，内阻未知） C．电流表（ 0 0.3A ，内阻为5.0 ） D．电流表（ 0 0.3A ，内阻未知） 1A 应选用________， 2A 应选用_______； (3)根据以上实验得出 xR  _______Ω；（结果保留一位小数） (4)若将 1A 换成量程相同而内阻更大的电流表，对 xR 的测量值有何影响？请简要说明理由_______。 【答案】 D C 30.5 A1 的内阻不影响图像的斜率 【详解】 (1)在坐标纸上画出 1R 与 2I 的关系图像如图； (2)由电路可知 1 0 1 1 2 2( ) ( )A x AU I R R R I R R     则 2 1 2 0 1 1 x A A R RR I R RI    因 I1 保持 0.15A 不变，要测量 Rx，则需根据 R1-I2 图线的斜率求解，则需 RA2 必须是已知的，则 1A 应选 用 D， 2A 应选用 C； (3)根据图线可知 2 1 57 237.50.30 0.06 x AR Rk I    得出 30.5xR   (4)由表达式 2 1 2 0 1 1 x A A R RR I R RI    可知，A1 的内阻不影响图像的斜率，即不影响电阻 Rx 的测量。 2．（2021·安徽高三月考）图甲为一个简单的多用电表的电路图，其中电源的电动势 1.5VE  、内阻 =1.0Ωr ， 电流表内阻 10ΩgR  、满偏电流 100mAgI  。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C 为上 排刻度线的中间刻度。 （1）选择开关接“1”，指针指在图乙所示位置时示数为_______ mA 。 （2）如果选择开关接“3”，此状态下多用电表为量程50V 的电压表，图甲中电阻 2R  __________ Ω 。 （3）如果选择开关接“2”，该多用电表可用来测电阻，C 刻度应标为_________ Ω 。 （4）如果选择开关接“2”，将该多用电表的电池换成一个电动势为1.5V 、内阻为1.2Ω 的电池，正确调 零后测量某电阻的阻值，其测量结果_________（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 （5）如果选择开关接“2”，可以采用变换电源的方式将倍率调为 10 挡，且能够正常进行欧姆调零，则 需新电源的电动势应为 2E  _______V。 【答案】 75 490 15 准确 15 【详解】 (1)[1]选择开关接“1”时测电流，电表表盘下面刻度的最小分度值为 2mA ，指针在两最小刻度之间进行 估读，故其示数为 74mA 1mA 75mA  (2)[2]根据串联电路有分压作用可知，当电表满偏时有 2g gU I R R （ ） 所以开关接“3”时 2 490ΩR  (3)[3]欧姆表的内阻 15Ω g ER I  内 由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表内阻，故 C 处刻度为15Ω ； (4)[4]准确，因为电源内阻的变化，可以通过调零电阻阻值的变化来抵消，所以调零后测量某电阻阻值 的测量结果是准确的； (5)[5] 10 挡中值电阻为150Ω ，根据闭合电路欧姆定律有 gE I R  内 得 15VE  3．（2021·安徽阜阳市·高三期末）小明家里有一个充电宝（电动势约为 5 V，内阻约为 2 Ω），他欲精确地测 量其电动势和内阻。他使用的器材如下： A．电压表 V（量程为 450 mV，内阻约为 450 Ω）； B．电流表 A（量程为 0.6 A，内阻约为 0.1 Ω）； C．滑动变阻器 R1（最大阻值为 10 Ω）； D．电阻箱 R2（最大阻值为 9999.9 Ω）； E. 定值电阻 R3（阻值为 3 Ω）； F. 开关 S1、S2，导线若干。 （1）小明准备把电压表 V 改装成量程为 4.5 V 的电压表，需要测量电压表 V 的内阻，测量电路如图甲 所示。请回答下列问题： ①根据甲图，将实物图乙补充完整______； ②滑动 R1 的滑片，使滑片置于______（填“a”或“b”）端，将电阻箱 R2 调至阻值最大； ③闭合开关 S1、S2，滑动 R1 的滑片，使电压表 V 的指针指在 450 mV 处；断开 S2，调节电阻箱 R2，使 电压表 V 的指针指在 300 mV 处，此时电阻箱 R2 的示数为 250.0 Ω。电压表 V 的内阻 RV＝______Ω； ④电压表 V______（选填“并”或“串”）联一个阻值 R0＝______kΩ的电阻（用电阻箱 R2 代替），就可以改 装成量程为 4.5 V 的电压表； （2）小明利用电流表 A 和改装好的电压表测量充电宝的电动势与内阻，设计的电路如图丙所示。若小 明根据测出的多组电压表 V 的示数 U 与电流表 A 的示数 I，得到的 U－I 图线如图丁所示，则充电宝的 电动势 E＝______V，内阻 r＝______Ω。（结果均保留两位有效数字） 【答案】 a 500.0（500 也可给分） 串 4.5 4.9 1.9（2.0 也可给分） 【详解】 （1）[1]实物图连线如下图所示 [2]为保证电路的安全，在接通开关 S1 前，滑动变阻器 R1 的滑片应置于 a 端。 [3]电压表的内阻远大于变阻器 R1 的最大阻值，故断开开关 S2 后，电压表与电阻箱 2R 的总电压几乎为 450mV ，当电压表的示数为300mV 时，电阻箱 2R 两端的电压为 150 mV 根据串联电流相等 V 300mV 150mV 250.0ΩR  解得 V 500.0ΩR  [4]电压表扩大量程时需要串联电阻。 [5]根据 V 0 0.45V 4.5V 0.45V R R  解得 0 4.5kΩR  （2）[6]经分析可知    V 0 3 V U R R E I r RR      整理得     V 3 V V 0 V 0 R r R R EU IR R R R      结合题图丁有 V V 0 0.49R E R R  解得 E=4.9 V [7]结合题图丁有     V 3 V 0 0.49 0.491.0 R r R R R    解得 1.9Ωr  （ 2.0Ωr  也可给分） 4．（2021·云南昆明市·高三月考）物理实验小组想要测量某电压表 1V （量程为3V ）的内阻（大 约为几千欧） (1)先通过一个多用电表的欧姆挡直接测量此电压表的内阻： a.欧姆挡的选择开关拨至___________（选填“ 1K ”或“ 100 ”）挡，先将红、黑表笔短接调零后，选用 上图中___________（选填“ A ”或“ B ”）方式连接； b.欧姆表表盘如图所示，某同学读出欧姆表的读数为___________  ； (2)为了准确测量电压表 1V 的内阻，某同学利用提供的实验器材设计了如图所示的实验电路，请用已知 量（定值电阻的阻值 0R 和电压表 1 2V V、 的示数 1 2U U、 ），表示出电压表 1V 的内阻 V1R =________。 【答案】“ 100 ” A 3400 1 0 2 1 U R U U 【详解】 (1)a．[1]当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较准确，根据读数为： × =示数 倍率 读数，则选 择“ 100 ”挡较好。 [2]欧姆表的负极插孔与内部电源的正极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极插孔流出，进入电 压表的正极，故选择图 A。 b．[3]欧姆表选择“ 100 ”挡位，由图中所示表盘可知，欧姆表的读数为 34 100 =3400   (2)据欧姆定律得 2 0 V1 UI R R   1 V1 UI R  联立上面两式，解得 1 0 V1 2 1 U RR U U   5．（2021·广东深圳市·高三月考）某同学要测量量程为 3V 电压表的内阻值，步骤如下： (1)先用多用电表的欧姆挡测量量程为 3V 电压表的内阻值，用欧姆“×100”挡测量，表盘示数如图甲所示， 则电压表示数为___________V，阻值约为___________Ω； (2)要进一步精确测量电压表其阻值，实验室中可提供的器材有： ①电阻箱 R，最大电阻为 9999Ω ②定值电阻 r=2kΩ ③电动势约为 6V，内阻不计的电源 E ④开关、导线若干。 实验的电路图如图乙所示，先正确连好电路，再调节电阻箱 R 的电阻值，使得电压表的指针半偏，记下 此时电阻箱 R 的电阻值 R1=4450Ω；然后调节电阻箱 R 的值，使电压表的指针满偏，记下此时电阻箱 R 的电阻值 R2=150Ω。 (3)此实验计算电压表内阻 RV 的表达式为 RV=___________Ω； (4)若电源的内阻不能忽略，则电压表内阻 RV 的测量值将___________。 A．偏大 B．不变 C．偏小 D．不能确定，要视电压表内阻的大小而定 【答案】2.20V 2200 2150 A 【详解】 (1)[1]电压表的最小分度为 0.1V，应估读到 0.01V，故读数为 2.20V。 [2]阻值为 22 100 =2200 (3)[3]设电压表半偏时电流为 I，则电压表满偏时电流为 2I，由闭合电路欧姆定律可得 V 1( + )E I R R r  V 22 ( + )E I R R r  联立代入数据可解得 V 2150R   。 (4)[4]若电源的内阻不能忽略，假设为 r ，则闭合电路欧姆定律应为 V 1 V 2( + + )=2 ( + + )E I R R r r I R R r r    代入数据可解得电压表内阻的实际值为 V 2150R r   ，则电压表内阻 RV 的测量值偏大，A 正确。 故选 A。 6．（2021·江苏扬州市·高三开学考试）小明通过实验测量一种合金的电阻率。 (1)如图甲所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件①、 ②、③使用的先后顺序应该为______、______、①；如图乙所示，测得该合金丝的直径为 d  _______ mm 。 (2)按图丙连接电路，请在图丁中将电路原理图补充完整______； (3)小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l ．闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的 示数，算出接入电路部分合金丝的阻值 R．改变线夹在合金丝上的位置，重复上述步骤，获得多组数据， 在方格纸上作出 R l 图像，发现图像是一条倾斜直线，斜率为 k．计算该合金丝电阻率   ______（用 k 和 d 表示）； (4)小华认为电流表内阻会导致测出的 R 值偏大，因此小明测出的电阻率偏大．你觉得小华的观点是否正 确？______请简要说明理由______。 【答案】② ③ 0.380 见解析 2 4 k d 不正确 见解析 【详解】 (1)[1][2][3] 用螺旋测微器测金属丝直径时，把待测金属丝放在测微螺杆与测砧之间，然后调节旋钮②， 当金属丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节旋钮，然后调节微调旋钮③；为防止读数时测微螺杆发生转 动，读数前应先旋紧固定螺钉①，然后再读数。测得该合金丝的直径为 0+38.0 0.01mm=0.380mm。 (2)[4]根据实物图可知，电路图如下 (3)[5]根据 2 4 l lR dS     ，整理得 2 4R ld   所以 2 4k d   则 2 4 k d  (4)[6][7]根据 A UR R I   可知，测量的电阻偏大，但 UR I    ，图像的斜率为 Rk l   ，则斜率不 变，电阻率不变，故小华不正确。 7．（2021·广东佛山市·西樵高中高三月考）某同学有个超霸（GP）9V 电池如图甲所示，他欲测量该电池的 电动势和内阻（内阻约为 25Ω）。提供的器材如下：电流表 A（量程为 200μA，内阻为 500Ω），开关 S， 电阻箱 R1（最大阻值为 9999.9Ω），电阻箱 R2（最大阻值为 99999.9Ω）和若干导线。 (1)由于电流表 A 的量程太小，需将电流表 A 改装成量程为 9V 的电压表 V，则电流表 A 应与电阻箱 _______（选填“R1 并联”、“R1 串联”、“R2 并联”“或 R2 串联”），并将该电阻箱的阻值调为______Ω。 (2)设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱 R 的阻值，读出相应的电压表示数 U，获得多组数据，画出 1 1-U R 图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势 E=________V， 内阻 r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】R2 串联 44500 8.62（8.55～8.70 均可给分） 19.1（18.6～19.3 均可给分） 【详解】 (1)[1][2]要将电流表 A 改装成量程为 9V 的电压表 V，需串联一个电阻；串联电阻的阻值为 6 m 6 9 200 10 500= Ω 44500Ω200 10 g g g U I RR I       串 (2)[3][4]由题图乙有 UU r ER   整理得 1 1 1= r U E R E   结合题图丙有 11 =0.116VE  1 3 0.227 0.116 A50 10 r E     解得 E=8.62V r=19.1Ω 8．（2021·广东揭阳市·高三月考）小灯泡灯丝的电阻会随工作电压的改变而不同。小明同学为研究这一现 象，从物理实验室找到如下实验器材。 小灯泡 L 规格：额定电压 3.8V、额定电流 0.3A； 电流表：A1（量程 3A，内阻约 0.1Ω）、A2（量程 0.6A，内阻约 0.3Ω）； 电压表：V（量程 5V，内阻约 5kΩ）； 滑动变阻器： 1R （阻值范围 0~10Ω）、 2R （阻值范围 0～2kΩ）； 电源：E（电动势为 4V，内阻 0.5Ω）。 (1)请在下面的方框中画出实验电路图；______ (2)为了准确完成测量，并且方便操作调节，实验中应选用电流表______，滑动变阻器______（填器材的 符号）；. (3)小明同学选择正确仪器并连接电路后，准确记录了多组数据，并且将数据的对应点标在了坐标纸上， 根据这些点画出 I-U 图像如上图所示。由图像可知，随着电压的增大，小灯泡的电阻______（填“增大”“减 小”或“不变”）； (4)完成上述分析后，小明同学将此次实验中所用的小灯泡 L 和 R=4.5Ω的电阻串联后接在实验用到的电 源上，组成一个闭合电路，则该小灯泡实际功率约为 P=______； (5)若将两个相同的上述小灯泡并联后和 R=4.5Ω的电阻串联后接在实验用到的电源上，组成一个闭合电 路。小明同学猜测，每个小灯泡实际功率应该不会产生变化，你同意他的观点吗? ______如果同意，说 明你的理由；如果不同意，这种情况下，每个小灯泡的实际功率多大? ______ 【答案】 A2 R1 增大 0.69W 不同意 0.39W 【详解】 (1)[1]由于电表示数从零开始，故滑动变阻器采用分压接法；小灯泡电阻相比较而言是个小电阻，故电 流表采用外接法，故实验电路图为 (2)[2]小灯泡的额定电流为 0.3A，故选用电流表为 A2； [3]由于电表示数从零开始，为方便调节应选择阻值较小的滑动变阻器 R1； (3)[4]I-U 图线上的点与坐标原点连线斜率的倒数等于小灯泡电阻，由图丙所示图象可知，随电压增大， 图线上的点与坐标原点连线斜率的减小，斜率的倒数增大，由此可知，灯泡电阻随电压增大而增大； (4)[5]电源与 4.5Ω的定值电阻串联组成等效电源，有 4 4.5 0.5 4 5U E I R r I I       （ ） （ ） 在灯泡伏安特性曲线中作出电源的 I-U 图象 两图象的交点坐标值为 2.64VU  0.263AI  灯泡实际功率为 2.64 0.263 0.69WP UI    (5)[6][7]电源与 4.5Ω的定值电阻串联组成等效电源，将两个相同的上述小灯泡并联后，设通过每个小灯 泡的电流为 I ，有 2 4 2 4.5 0.5 4 10U E I R r I I       （ ） （ ） 在灯泡伏安特性曲线中作出电源的 -I U  图象 两图象的交点坐标值为 1.78VU  0.218AI  每个灯泡实际功率为 1.78 0.218 0.39WP U I      故不同意。 9．（2021·江苏南通市·高三期末）利用 DIS 电流传感器可以测量电容器的电容。让充电后的电容器通过大 电阻 R 放电，电流传感器 A 与计算机连接，记录放电电流 I 随时间 t 变化的图象，图象与坐标轴围成的 面积，数值上等于电容器的带电量 Q（可用 DIS 系统软件计算），Q 与充电电压 U 的比值即为电容器的 电容 C。 (1)图甲、图乙为放电法测量电容的两种电路原理图，先开关 S 与 l 端相连，充电结束后，读出电压表的 示数。然后把开关掷向 2 端，记录 I t 图象，测量出电容器的带电量 Q。在甲、乙两图中，实验系统误 差较大的是________（选填“甲”或“乙”），原因是_________对实验的影响，使电容测量值_________（选 填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (2)DIS 系统软件记录的放电电流 I 随时间 t 变化的图象可能是_______。 A． B. C. D. (3)某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得了多组数据，如下表所示： 1 2 3 4 5 6 /VU 10. 8 13. 7 16. 8 20. 0 23. 8 27. 0 4 / 10 CQ   0.9 2 1.2 0 1.2 2 1.7 0 2.0 8 2.4 1 请根据以上数据，在两图中作出 Q U 图象_________，由图象可得该电容器的电容是_________μF（结 果保留两位有效数字）。 (4)该同学是通过滑动变阻器来改变电容器的充电电压的，请结合上述电路原理图，在下面的方框内作出 能改变电容器充电电压的电路原理图_________。 (5)该同学在完成电容的测量实验后，把一多用表的选择开关调到欧姆档，正确调零后把红黑表笔同时与 电容器的两极接触，请你描述接触后多用表指针的偏转情况_________。 【答案】乙 电压表分流 偏小 C 8.9（8.6~9.0 均可） 多用表指针先快速偏大角度，后逐 渐回到原位置 【详解】 (1)[1][2][3]在甲、乙两图中，实验系统误差较大的是乙，原因是电容器放电时电压表有分流对实验的影 响，使电容器放电量值偏小，则电容测量值偏小。 (2)[4]电容器放电时，放电电流逐渐减小，且逐渐变慢，则 DIS 系统软件记录的放电电流 I 随时间 t 变化 的图象可能是 C； (3)[5]作出 Q-U 图象如图； [6]根据 QC U  可知 42.50 10 F 8.9μF28 QC U     (4)[7]能改变电容器充电电压的电路原理图如图 (5)[8]两表笔与电容器接触后，电容器先有较大的放电电流，然后逐渐减小，则多用表指针的偏转情况 是：多用表指针先快速偏大角度，后逐渐回到原位置。 10．（2021·安徽高三开学考试）某同学在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中： (1)设计了如图甲、乙两个电路，你认为________（选填“甲”或“乙”）电路更合适。 (2)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， 该同学在电源处串联了一个 2Ω的定值电阻后继续实验，得到了几组也压表读数 U 和对应的电流表读数 I，并作出U I 图象，如图丙所示，由图象可知，电池的电动势为_______V，内阻为________ Ω 。（结 果均保留两位小数） (3)若考虑电表内阻对实验的影响，则电动势的测量值_______真实值，内阻的测量值_______真实值（均 选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】甲 1.45(1.43 ~ 1.47) 0.90(0.86 ~ 0.94) 小于 小于 【详解】 (1)[1]乙电路中开关不能控制整个电路，不可行，甲电路可行； (2)[2]由图象可知，电池的电动势为 1.45VE  [3]内阻为 1.45 2 0.900.5r      (3)[4][5]对电源，采用的是电流表外接法，由于电压表的分流作用，电流表的测量值偏小，当外电路短 路时，短路电流等于真实值，作出电源的 U-I 图象如图，由图可知，电动势测量值小于真实值，内阻测 量值小于真实值。 11．（2021·赤峰二中高三月考）为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池 E（电动势约 1.5 V，内阻约 1.0 Ω） ②电流表 G（满偏电流 3.0 mA，内阻为 10 Ω） ③电流表 A（量程 0~0.60 A，内阻约为 0.1 Ω） ④电压表 V（量程 0~15V ，内阻约为 3000Ω） ⑤滑动变阻器 R1（0~20 Ω，2 A） ⑥ 滑动变阻器 R2（0~1000 Ω，1 A） ⑦定值电阻 R3=990 Ω ⑧开关和导线若干 (1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是____。 (2)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号_________； (3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的 I1﹣I2 图线（I1 为电流表 G 的示数，I2 为安培表 A 的示数）， 由该图线可求出被测干电池的电动势 E=__V，内电阻 r=__Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】R1 1.45 0.90 【详解】 (1)[1]电源电动势为 1.5V 较小，电源的内阻较小，为多测几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值 较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选 R1。 (2)[2]上述器材中虽有电压表但量程较大不可用，但给出了两个电流表，将电流表 G 与定值电阻 R3 串联， 改装成电压表，用电流表 A 测电路电流，滑动变阻器 R1 串联接入电路，实验电路图如图所示 (3)[3][4] 根据阻值之间的关系，可忽略电流计分流效果对总电流的影响，根据闭合电路欧姆定律 1 3 2( )gI R r E I r   整理可得 1 21000 1000 E rI I  所以根据图象与纵轴横轴的交点得 3 31.45 1.01.45 10 101000 1000 0.5 E r    ， 得到 1.45V 0.9ΩE r ， 12．（2021·广东惠州市·高三月考）(1)如图甲中的螺旋测微器读数为______mm； (2)如图乙为某多用电表的原理图。图中 E 是电池；R1、R2、R3、R4 和 R5 是定值电阻，R6 是可变电阻， 已知 R3＜R4，表头 G 的满偏电流为 250μA，内阻为 1200Ω。图中 S 为转换开关，A 端和 B 端分别与两 表笔相连，该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为：直流电压 1V 挡和 5V 挡，直流电流 1mA 挡和 2.5mA 挡，欧姆×100Ω挡。 ①图乙中的 B 端与______（选填“红”或“黑”）表笔相连接； ②使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指在表盘______（选填“左端电流”或“右端电阻”） 为“0”的位置； ③某次测量时该多用电表指针位置如图丙所示，若此时 B 端是与“5”相连的，则读数为______Ω；（结果 保留 2 位有效数字） ④根据题给条件可得：R1+R2=______Ω，R4=______Ω。 【答案】6.700 0.02 红 右端电阻 4.0×103 400 4700 【详解】 (1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为 6.5mm，可动刻度读数为 0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为 6.5mm+0.01mm×20.0=6.700mm 由于读数误差则 6.700 0.02 均可； (2)[2]根据电流“红进黑出”可知，A 表笔为黑表笔，B 表笔为红表笔； [3]用欧姆挡时，先将两表笔短接进行欧姆调零即调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻为“0”的位置； [4]B 端是与“5”相连的，由题意可知，倍率为 100，则读数为 340 100Ω 4.0 0 Ω1   [5]由题意可知，开关接 1 时量程为 2.5mA，则有 2 max1 1 ( )g g g I R RI IR   开关接 2 时量程为 1mA，则有 max2 1 2+ g g g I RI IR R   联立解得 1 2 400ΩR R  [6]开关接 4 时量程为 5V，此时电压表的内阻为 V 3 5= Ω=5000Ω1 10R  表头与电阻 1R 、 2R 部分的电阻为 1200 400 Ω 300Ω1200 400R   则 4 V= 4700ΩR R R  13．（2021·辽宁朝阳市·高三月考）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。 （1）如图甲所示，先用多用电表“ 1Ω ”挡粗测其电阻为___________ Ω ，然后用图乙的螺旋测微器测其 直径为___________ mm ，再用图内的毫米刻度尺测其长度为___________cm 。 （2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表 V（量程3V ，内阻约为15kΩ ；量程15V ，内阻约为 75kΩ ） B．电流表 A（量程 0.6A ，内阻约为1Ω ；量程3A ，内阻约为 0.2Ω ） C．滑动变阻器 1(0 ~ 5Ω 1A)R ， D．滑动变阻器 2 0 ~ 2000Ω 0.1R（ ， ） E．1.5V 的干电池两节，内阻不计 F．电阻箱 G．开关 S，导线若干 为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用___________（填“ 1R ”或“ 2R ”）。 （3）请在方框内设计最合理的电路图_______，并完成图丁中的实物连线_______。 【答案】7.0 4.699（ 4.698 ~ 4.702 均可） 9.15（9.13 ~ 9.17 均可） 1R 见解析 见 解析 【详解】 （1）[1][2][3]多用表的读数为电阻的粗测值，其电阻为 7.0Ω ；根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读 数+可动刻度读数+估读，圆柱体的厚度为 4.5mm 19.9 0.01mm 4.699mm   ；毫米刻度尺测其长度 为9.15cm 。 （2）[4]滑动变阻器 2 (0 ~ 2000 ,0.1A)R  的阻值比待测金属丝阻值 7Ω 大得太多，为保证电路安全，方 便实验操作，滑动变阻器应选 1R ，最大阻值5Ω 。 （3）[5][6]为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用 外接法，实验电路图如图甲所示。根据实验电路图连接实物电路图，如图乙所示。 14．（2021·辽宁高三月考）现有一电池，铭牌标识不清，电动势在 4V 左右，内阻约几欧，为了比较准确地 测出电池的电动势和内阻，实验室有如下器材： A．电流表（ 0 0.6A ，内阻约 2Ω ） B．电流表（ 0 ~ 3A ，内阻约1Ω ） C．毫安表（1mA ，内阻100Ω ） D．滑动变阻器（ 0 20Ω ） E.滑动变阻器（ 0 100Ω ） F.电阻箱（ 0 9999Ω ） G.开关、导线若干 请回答下列问题： （1）由于没有电压表，需要将毫安表改装成量程为 4V 的电压表，应将毫安表与电阻箱___________（填 “串联”或“并联”），电阻箱的电阻调到___________ Ω ，完成电压表改装。 （2）电流表选择___________，滑动变阻器选择___________。（填写器材序号） （3）请用笔替代导线将图甲中缺少的导线补充完整___________。 （4）改变滑动变阻器滑片的位置，通过毫安表和电流表得到一系列的读数，分别记为 1I 和 2I ，作出 1 2I I 图像如图乙所示，由图像求出电源的电动势和内阻分别为 E  ___________， r  ___________。 （结果保留两位有效数字） 【答案】串联 3900 A D 3.6 6.0 【详解】 （1）[1]根据电表改装原理，毫安表改装成电压表需要串联一个阻值。 [2]毫安表的满偏电压为 0.1Vg gU I R  串联的电阻箱阻值大小根据串联分压的规律 4 3900g g UR I   Ω （2）[3]电动势在 4 V 左右，内阻约几欧，并参照图乙 I2 的示数范围，所以电流表的量程 0~0.6 A，选 A。 [4]因电源内阻较小，故滑动变阻器略大于内阻即可，选 D。 （3）[5]图甲中导线连接如图所示 （4）[6]令改装成的电压表内阻为 RV，RV=4000 Ω根据闭合电路欧姆定律 1 V 2E U Ir I R I r    从而得出 2 1 V V I rEI R R   通过图乙可得截距为 0.9 mA 3 V 0.9 10E R   解得 3.6VE  [7] 通过图乙可得斜率 3 V 0.9 10 0.6 rk R     解得 r=6.0 Ω 15．（2021·广东高三月考）某同学要将一满偏电流为5mA 的毫安表 G 改装为量程为100mA 的电流表。他 先测量出毫安表 G 的内阻，然后对表进行改装，最后再利用—标准毫安表，对改装后的电流表进行校正。 具体实验步骤如下： ①按电路原理图甲连接线路； ②将 1R 的阻值调到最大，闭合开关 1S 后调节 1R 的阻值，使毫安表 G 的指针偏转到满刻度； ③闭合 S2，保持 1R 不变，调节 2R 的阻值，使毫安表 G 的指针偏转到满刻度的一半的位置，记下 2R 的 阻值。 (1)若按正确操作步骤读出 2R 的阻值为 95Ω，则毫安表 G 内阻的测量值 gR  ______Ω，与毫安表内阻的 真实值 gR 相比， gR ______（选填“大于”“等于”或“小于”） gR ； (2)若忽略实验的误差，将上述毫安表 G 改装成量程为100mA 的电流表，则需要______（选填“串”或“并”） 联一个阻值 R  ______Ω（保留两位有效数字）的电阻； (3)根据图乙所示电路对改装后的电表进行校正。改装表的指针位置如图丙所示，若改装的电流表准确， 则标准毫安表的示数为______ mA 。（保留三位有效数字） 【答案】95 小于 并 5.0 60.0 【详解】 (1)[1]由于指针指在满刻度一半的位置，说明 2R 分得的电流和毫安表的电流相等，所以毫安表的内阻等 于 2R ，即毫安表的内阻为95Ω [2]闭合 2S 后， 2R 与 gR 的并联值 gR R并 ，所以 gI I总 ，此时电阻 R2 两端的电流大于毫安表的电流， 即 g gR R (2)[3]毫安表 G 改装成量程为100mA 的电流表需要并联一个电阻 [4]由并联电路分流特点，并联电阻阻值为 g g g 5 95 Ω 5.0Ω100 5 I RR I I     (3)[5]改装后的电流表显示为3mA ，因量程扩大 20 倍，故标准毫安表的示数为 60.0mA 16．（2021·山东高三开学考试）要精确测量电压表 1V 的内阻，实验室提供了以下器材： 待测电压表 1V （量程为 2.50 V ，内阻约为 2000 Ω ） 电压表 2V （量程为 3.00 V ，内阻约为3000 Ω ） 定值电阻 1R （阻值500 Ω ） 定值电阻 2R （阻值5000 Ω ） 滑动变阻器 R （阻值范围 0 ~ 20 Ω ，额定电流为1 A 电源（电动势为3 V ，内阻为 0.5 Ω ） 开关、导线若干 某实验小组设计的电路如图甲所示。 请回答以下问题。 (1)图中 a b、 两点间______（填“需要”或“不需要”）用导线连接； (2)按(1)正确连接后，闭合开关 S 前，滑动变阻器的滑片应在______（填“ b ”或“ c ”）端； (3)图中虚线框内的定值电阻应为______（填“ 1R ”或“ 2R ”）； (4)测量中电压表 1V 的示数用 1U 表示，电压表 2V 的示数用 2U 表示，则电压表 1V 的内阻 1VR  ______（用 题中给出的字母表示）； (5)为使测量值精确，通过调节滑动变阻器得到多组 1U 和 2U 的值，以 2U 为纵坐标， 1U 为横坐标描点画 出的图像如图乙所示，由此可得电压表 1V 的内阻 1VR 为______ Ω （结果保留四位有效数字）。 【答案】需要 b R1 1 1 2 1 U R U U 2174 【详解】 (1)[1]因滑动变阻器总阻值比两电压表内阻小很多，若采用限流接法，调节范围会很小，故采用分压接 法，因此 a 和 b 两点间需要用导线连接。 (2)[2]为保证安全，刚闭合开关时研究对象两端的电压应尽可能小，因此，闭合开关前，滑片应处于 b 端。 (3)[3]虚线框中的定值电阻为若为 2R ，电压表 2V 即使满偏，电压表 1V 中的偏角也会非常小，测量不精 确虚线框中的定值电阻若为 1R ，两电压表可同时偏角很大，测量结果都很精确，因此，虚线框内的定 值电阻应为 1R 。 (4)[4]由 1 1 2 1 1 V UU U RR   得 1 1 1 V 2 1 U RR U U   (5)[5]由 1 1 1 1 2 1 1 1 V V 1U RU U R UR R          图乙中图线的斜率 1 1 V 1.23 1 Rk R    解得 1 2174ΩVR  17．（2021·广东汕头市·高三一模）某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化、 这种现象称为“压阻效应”。已知 xR 的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安 法探究压敏电阻阻值 xR 随压力 F 变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择： A．压敏电阻，无压力时阻值 0 400ΩR  B．直流电源，电动势 6V ，内阻不计 C．电流表 A，量程为 0 100mA ，内阻不计 D．电压表 V，量程为 0 3V ，内阻为 3kΩ E．定值电阻 1 2kΩR  F．滑动变阻器 R，最大电阻值约50Ω G．开关 S 与导线若干 （1）甲同学设计了图 1 实验电路原理图，请在图 2 将实物连线图补充完整______________。 （2）某次压力测试，在电阻 xR 上施加力 F，闭合开关 S，测得两个电表的读数分别为 U 和 I，则压敏 电阻的阻值 xR =___________。 （3）改变 F 的大小、测得不同的 xR 值，绘成图象如图 3 所示，可得其斜率 k  ___________Ω / N （保 留两位有效数字）。 xR 阻值和压力 F 的关系式是 xR =___________（用 xR 、F 和 k 等表示）。 （4）按图 1 实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻 xR 上施加力 F，当电流表 满偏时，压力 F 为___________N。 【答案】 5 3 U I 1.7~1.9 400 kF ； 185~199 【详解】 (1)[1]图 1 是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为 (2)[2]由图可知 xR 两端电压为 V V ' 1 5( ) 3 U UU R RR    电流表测量 xR 的电流，所以 ' 5 3x U UR I I   (3)[3]由图可得，图线斜率为 400 0 1.8Ω/N220 0   [4]图线与 xR 轴的截距是 400Ω，有一次函数可得 400x kFR    (4)[5]电压表满偏是 xR 为 3 5 5 3 Ω=50Ω3 3 100 10x UR I      则 400 194NxF k R  18．（2021·山东省淄博第四中学高三期末）某同学利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻，所使用的 器材有：待测干电池两节、电流表 A（量程为 0.6A，内阻约为 0.5 Ω ）、电流表 1A （量程为 0.6A，内阻 约为 1 Ω ）、电阻箱 1R （最大阻值为 99.99 Ω ）、滑动变阻器 2R （最大阻值为 10 Ω ）、单刀双掷开关 S、 单刀单掷开关 K、导线若干。 （1）请按照图甲所示电路，用笔画线代替导线把图乙中的实物电路连接完整______。 （2）闭合开关 K，将开关 S 接 C，调节电阻箱 R 和滑动变阻器 2R ，若电流表 A 的示数为 0.30A、电流 表 1A 的示数为 0.60A、电阻箱 1R 的示数为 O.50 Ω ，则电流表④的内阻 Ar  ______ Ω （结果保留两位 有效数字）。 （3）断开开关 K，将开关 S 接 D，调节电阻箱 1R ，记录电阻箱 1R 的阻值和电流表 A 的示数；断开开 关 K，开关 S 所接位置不变，多次调节电阻箱 1R 重复实验，并记录多组电阻箱 1R 的阻值 R 和电流表④ 的示数 I。由实验数据绘出 1 RI  图像如图丙所示，则电源的电动势 E  ______V（结果保留三位有效数 字）、内阻 r  ______ Ω （结果保留两位有效数字）。 【答案】 0.50 2.96 0.39 【详解】 （1）[1]按题图甲电路把实物图连接如图所示，注意导线不要交叉 （2）[2]将开关 S 与 C 接通，电流表 A 与电阻箱 1R 并联，有 1 1 A( )I I R Ir  解得 A 0.50Ωr  （3）[3]由闭合电路的欧姆定律有 AE IR I r r  ( ) 整理得 A1 1 r rRI E E    对照题图丙可得 1 3 0.3 2.7 8 8k E    解得 2.96E  V [4]图像和纵轴的交点为 0.3，则有 A1 I r r E   解得 0.39Ωr  19．（2021·山东高三专题练习）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了如下器材： A．小灯泡 (3V 1.8W)， B．电压表（量程 4V，内阻约为10 Ωk ） C．电流表（量程 0.6A，内阻约为 0.1Ω ） D．滑动变阻器 (0~12Ω 2A)， E.电源（电动势 3V，内阻不计） F.开关及导线若干，坐标纸 在做实验的过程中，使灯泡上两端的电压从零开始测量，并要求测量多组对应的U 、I 值。图甲为已经 完成部分导线的连接。 (1)如图甲所示，在连接好电路后，不闭合开关，当滑动变阻器滑动头在图示中间位置时，电压表示数 ___________（填“为零”“不为零” ) 。 (2)图甲中，闭合开关，将滑动变阻器的划片从右端滑到左端，在该过程中灯泡亮度变化情况是 ___________。 (3)图甲中，连接错误的两条导线___________（填导线编号）。 (4)图乙中 a 图线是改正后描出的灯泡U I 图线，图乙中 b 图线是另一个电源路端电压U 与电源电流Ⅰ 的图线，如果将这样的一个灯泡与该电源连成闭合电路，该灯泡消耗电功率为___________W；如果将 这样的两个灯泡串联接在该电源上，则每个灯泡消耗电功率为___________W。（结果均保留两位小数） 【答案】不为零 先变暗再变亮 5、6 1.05 0.46 【详解】 (1)[1]由图示实物电路图可知，开关不能控制分压电路的闭合与断开，不闭合电键，滑动变阻器滑动头 在图示中间位置时电压表示数不为零。 (2)[2]由图甲所示电路图可知，闭合电键，滑动变阻器滑动头从右端滑到左端的过程中，滑动变阻器相 当于左右两部分并联接入电路，因此滑动变阻器接入电路的阻值先增大后减小，流过灯泡的电流先减小 后增大。所以在该过程中灯泡亮度变化情况是先变暗再变亮。 (3)[3]描绘灯泡伏安特性曲线实验滑动变阻器应采用分压接法，开关不能控制分压电路的闭合与断开， 连线“6”错误；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由图示实物电路图可知，连线“5”错 误。 (4)[4]由图乙所示图线可知，灯泡两端电压为 2.1VU  流过灯泡的电流为 0.5AI  灯泡实际功率为 2.1 0.5W 1.05WP UI    [5]由图乙所示图线可知电源电动势为 3.0VE  电源内阻为 3.0 2.1Ω 1.80Ω0.5 Ur I     两灯泡串联，流过每一个灯泡的电流为 I ，电压为U ，则 1 1 1.5 0.92 2U E Ir I    在灯泡U I 图像坐标系内作出 1.5 0.9U I  图线如图所示： 由图示图线可知，灯泡两端电压为 1.15VU  流过灯泡的电流为 0.40AI  每个灯泡的实际功率为 1.15 0.40W 0.46WP UI    20．（2021·湖北武汉市·高三月考）测量一干电池组的电动势和内电阻所用器材如下，连线图如图甲所示∶ A．电压表 V：量程 0~3V、内阻约为 25kΩ； B．电流表 A：量程 0~100mA、内阻为 18.0Ω； C．干电池组 E：电动势待测、内阻待测； D．滑动变阻器 R：0~15Ω； E．定值电阻 R0：电阻值为 2.0Ω； F，单刀单掷开关 S，导线若干。 实验时测量出多组电流表 A 的示数 I 和电压表 V 的示数 U，并将对应的数据画出 U-I 图像，如图乙。利 用图像可求出该干电池组的电动势为 E=____________V、内电阻为 r=__________Ω。 小灯泡 L 的额定电压为 3.0V，现已测出其伏安特性曲线如图丙所示，它的额定电功率 P 额=___________W。 将 L 两端直接接在上面所测干电池组的两极上，则 L 消耗的实际电功率 P=___________W。 【答案】3.0 1.25 7.5 1.6 【详解】 [1][2]根据电路可知，干路电流与电流表示数的关系为 0( )AIR I I R  所以有 10I I  根据闭合电路的欧姆定律得 10U Ir E   结合图乙可得 3.0VE  ， 1 25Ωr . [3]根据图丙得额定电流为 2.5A，所以额定功率为 7.5WP IU  [4]在图丙中作出电源的伏安特性曲线，与灯泡的伏安特性曲线的交点即为工作点 即电压为 1V，电流为 1.6A，所以其实际功率为 1.6WP IU 