押题精选19 电学实验与创新 -2021年高考物理108所名校押题精选（解析版）

押题精选 19 电学实验与创新 1．国标规定自来水在15 C 时电阻率应大于13 m ．某同学利用图甲电路测量15 C 自来水的电阻率，其 中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接 有导电活塞 ( 活塞电阻可忽略 ) ，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有：电源 ( 电动势约为 3V， 内阻可忽略 ) ，电压表 1V ( 量程为 3V，内阻很大 ) ，电压表 2V ( 量程为 3V，内阻很大 ) ，定值电阻 1(R 阻值 4k ），定值电阻 2R （阻值 2k ），电阻箱 R(最大阻值 9999Ω)，单刀双掷开关 S，导线若干，游标卡尺， 刻度尺，实验步骤如下： A．用游标卡尺测量玻璃管的内径 d B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度 L C．把 S 拨到 1 位置，记录电压表 1V 示数 D．把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 2V 示数与电压表 1V 示数相同，记录电阻箱的阻值 R E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤 C、D，记录每一次水柱长度 L 和电阻箱阻值 R F.断开 S，整理好器材 （1）测玻璃管内径 d 时游标卡尺示数如图乙，则______ mm； （2）玻璃管内水柱的电阻的表达式为 Rx______ ( 用 R1、R2、R 表示 ) ； （3）利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图丙所示的图象，则坐标轴的物 理量分别为______； （4）本实验中若电压表 2V 内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将______ ( 填“偏大”、“不变”或“偏 小” ) ． 【答案】30.00 1 2R R R 纵坐标应该表示电阻箱阻值 R，横坐标应该表示对应水柱长度的 1 L 偏大 【详解】［1］游标卡尺的主尺读数为 3.0cm=30mm，20 分度游标尺上第 0 个刻度和主尺上刻度对齐，所以 最终读数为 30.00mm； ［2］设把 S 拨到 1 位置时，电压表 V1 示数为 U，则此时电路电流为 1 U R ，总电压 X 1 URE UR   当把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2 示数与电压表 V1 示数相同也为 U，则此时电路中的电 流为 U R ，总电压 2URE UR   由于两次总电压相等，都等于电源电动势 E，可得 2 1 xR R R R  ， 解得玻璃管内水柱的电阻的表达式 1 2 x R RR R  ［3］由电阻定律 x LR S  电阻箱阻值 R 1 2 x R RR R  = 1 2 1R R S L 所以纵坐标应该表示电阻箱阻值 R，横坐标应该表示对应水柱长度的 1 L ； ［4］若电压表 V2 内阻不是很大，则把 S 拨到 2 位置时，此时电路电流大于 U R ，实际总电压将大于 2URE UR   = 1 xUR R +U 所以测量的 xR 将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大． 2．物理社找到一根拉力敏感电阻丝，其阻值随拉力 F 变化的图像如图(a)所示，图线与纵轴的交点为 R0， 斜率为 k。社员们按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势 E，内阻 r；灵敏毫安表的量 程为 Im，内阻 Rg；R1 是可变电阻。A、B 两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝 缘杆，将其两端接在 A、B 接线柱上。通过光滑绝缘杆可将重物吊起。不计敏感电阻丝的重力，现完成下列 操作步骤： 步骤一：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻 R1 使毫安表指针指在_____(填“零刻度”或“满刻度”) 处； 步骤二：滑杆下吊上已知重力的重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ，写出敏感电阻丝上的拉力 F 与重 物重力 G 的关系式 F=__________； 步骤三：保持可变电阻 R1 接入电路阻值不变，读出此时毫安表示数 I； 步骤四：换用不同已知重力的物体，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值，写出电流值 I 与重物重力 G 之间的关系式：I=_________(用 E、R0、k、Rg、r、θ、R1 表示) 步骤五：将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘，由上面分析可知该刻度盘是________的。(填“均匀”或“不均匀”） 该吊秤改装后由于长时间不用，电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，为了能用原来的重力刻度盘 正常测量重力，需要进行怎么的操作：__________________________ 【答案】满刻度 2 GF cos 1 0 )co 2 cos 2( sg E kG r R R R     不均匀 不挂重物，调节 R1， 使电流表指针达到满刻度处（或重新进行步骤一） 【详解】[1]由图可知，当不挂重物，即拉力为零时，金属丝对应电阻最小，所以应调节可变电阻 R1 使毫安 表指针指在电流满刻度处。 [2]由受力平衡，对结点进行受力分析，可得 2 GF cos [3]由题图可知 0R R kF  由闭合电路欧姆定律可得 1g EI r R R R     可知 1 0 01 )cos( 2 cos 2()2cos g g E EI G kG r R Rkr R RRR            [4]由表达式可知，I 与 G 是非线性关系，因此刻度不均匀。 [5]该吊秤改装后由于长时间不用，电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，为了能用原来的重力刻度 盘正常测量重力，需要进行如下的操作：不挂重物，调节 R1，使电流表指针达到满刻度处（或重新进行步 骤一）。 3．感冒发热是冬春季节常见的疾病，用电子体温计测量体温既方便又安全。电子体温计的工作原理是利用 热敏电阻阻值随温度的变化将温度转化为电学量。某同学想利用一热敏电阻和一数字电压表制作一个电子 体温计。 (1)该同学用多用电表欧姆“×10”挡，粗测了热敏电阻的阻值，测量结果如图甲所示，则该热敏电阻该次测量 的电阻阻值为___Ω。 (2)该同学在用伏安法测热敏电阻在不同温度下的电阻时，得到如图乙所示的电阻阻值 Rt 与温度 t 的关系图 像，由图像可知热敏电阻在 34℃下的电阻为___Ω。 (3)该同学利用这个热敏电阻和一数字电压表制作的电子温度计电路如图丙所示，其中电源电动势 E=1.5V， 内阻不计，电压反馈电阻 R1=32Ω，R0 为保护电阻，Rt 为热敏电阻，R2 为比例匹配定值电阻，则温度越高， 数字电压表显示的电压越___（选填“大”或“小”）；为了让温度从 35℃到 42℃变化时数字电压表的示数能从 0.35V 到 0.42V 变化，则比例匹配电阻阻值 R2=___Ω。 【答案】130 125 大 720 【详解】(1) 1 该热敏电阻该次测量的电阻阻值为 1 13 10Ω 130ΩR    (2) 2 由图像可知热敏电阻在 34℃下的电阻为 2 125ΩR  (3) 3 由电路丙可知，热敏电阻 Rt 与比例匹配定值电阻 R2 并联，温度越高，由乙图可知热敏电阻 Rt 越小， 则热敏电阻 Rt 与 R2 并联的电阻越小，由串联分压可知，电压反馈电阻 R1 上分担的电压越大，则数字电压表 显示的电压越大；  4 温度为 35℃时，热敏电阻 Rt 的阻值为 120Ω ，电压反馈电阻 R1 的电压为 0.35V，此时干路电流为 0 35 A32 . ， 根据闭合电路欧姆定律，有 2 0 2 1200 351 5 0 35 32 120 R.. . R R       温度为 42℃时，热敏电阻 Rt 的阻值为 90Ω ，电压反馈电阻 R1 的电压为 0.42V，此时干路电流为 0 42 A32 . ， 根据闭合电路欧姆定律，有 2 0 2 900 421 5 0 42 32 90 R.. . R R       联立可得 2 720ΩR  4．夏天经常会看到学生利用便携式手持小风扇来降温，某位同学想要探究小风扇的输出功率，可供使用的 器材有： A．小型电风扇 M（额定电压 3.7V、额定电流 0.5A）； B．电压表 V1（量程 3V，内阻等于 3kΩ）； C．电压表 V2（量程 15V，内阻等于 15kΩ）； D．电流表 A1（量程 0.6A，内阻约 0.1Ω）； E.电流表 A2（量程 3A，内阻约 0.1Ω）； F.滑动变阻器 R（量程 30Ω，允许通过的最大电流 2A）； G.定值电阻 R1（3kΩ）； H.单刀双掷开关、导线若干； I.学生电源 6V； （1）实验电路图如图所示，请在虚线框中补全该电路图______（标明所用器材符号） （2）实验前先将电风扇里的电池取出，部分实验步骤如下，完成填空部分： A．调节滑动变阻器的触头到最______端（填“左”或“右”），闭合开关 S1； B．卡住电风扇不转，将开关 S2 闭合到______（填“a”或“b”），适当调节滑动变阻器 R，记下电压表和电流 表的示数分别为 U1、I1；（注意此过程中动作要迅速，时间要短） C．将开关 S2 闭合到______（填“a”或“b”），适当调节滑动变阻器 R，电风扇正常旋转，记下电压表和电流 表的示数分别为 U2、I2； （3）由以上实验步骤可得：该电风扇的内阻 r=______；该电风扇的输出功率为 P=______（用字母 U1、I1、 U2、I2 表示） 【答案】见解析 右 b a 1 1 2U I 21 2 2 2 1 22 UU I II  【详解】(1)[1]电风扇额定电压为 3.7V，题中所给电压表 V2 量程过大，电压表 V1 量程又小，故将电压表 V1 和定值电阻 R1 串联该装成新的电压表使用 (2)A[2]保护电路的角度考虑，应为最右端 B[3]电风扇卡住不动时，电流大于额定电流 0.5A 较多，故选 S2 接 b 端，即接电流表 A2 C[4]电风扇正常工作时，电流为额定电流，故选 S2 接 a 端，即接电流表 A1 (3)[5]电风扇两端电压应为电压表 V1 和定值电阻 R1 串联后的总电压，电压表 V1 和定值电阻 R1 阻值相同， 故电风扇两端电压为电压表示数 2U1，故： 电风扇卡住不动时为纯电阻电路，电风扇的内阻 1 1 2Ur I  [6]电风扇正常工作时，输出功率 21 2 2 2 1 22 UP U I II   5．一电流表的量程标定不准确，某同学利用如图所示电路测量该电流表的实际量程 Im。所用器材有： 量程不准的电流表 A1，内阻 r1=10.0Ω，量程标称为 5.0mA； 标准电流表 A2，内阻 r2=45.0Ω，量程为 1.0mA； 标准电阻 R1，阻值 10.0Ω； 滑动变阻器 R，总电阻约为 300.0Ω； 电源 E，电动势为 3.0V，内阻不计； 保护电阻 R2；开关 S；导线。 回答下列问题： (1)开关 S 闭合前，滑动变阻器的滑动端 c 应滑动至_______端； (2)开关 S 闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表 A1 满偏；若此时电流表 A2 的读数为 I2，则 A1 的量 程 Im 为__________； (3)若测量时，A1 未调到满偏，读出 A1 的示数 I1=3.00mA，A2 的示数 I2=0.66mA；由读出的数据计算得 Im=_________mA；（保留 3 位有效数字） (4)写一条提高测量准确度的建议：________。 【答案】b 5.5I2 6.05 多次测量取平均值，或测量时电流表指针偏转大于满刻度的一半 【详解】(1)[1]在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑片滑动到阻值最大端，即如图 b 端。 (2) [2]闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为 Im．根据并联电路电压相等有  m 2 11 2I I Rr r  得  2 1 2 m 2 1 5.5I R rI Ir   (3)[3]待测表未满偏有  1 2 11 2I I Rr r  A2 的示数 0.66mA，并将其他已知条件代入解得    2 1 2 1 1 0.66 10 45 mA 3.63mA10 I R rI r     但读出 A1 的示数 3.00mA，量程为 5.0mA，根据电流表的刻度是均匀的，则准确量程为 3.63 5.0mA=6.05mA3.00  (4)[4]为减小偶然误差，可以多次测量取平均值，或测量时电流表指针偏转大于满刻度的一半。 6．图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其 电路图如图（b）所示。所用器材有： 压敏电阻 RF（无压力时的阻值为 50Ω） 电源 E1（电动势 12V，内阻不计） 电源 E2（电动势 6V，内阻不计） 毫安表 mA（量程 30mA，内阻 10Ω） 滑动变阻器 R1（最大阻值为 200Ω） 滑动变阻器 R2（最大阻值为 60Ω） 开关 S，导线若干。 现进行如下操作： ①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于 b 端位置，然后闭合电键 S； ②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为 30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再 改变： ③在 RF 上施加竖直向下的压力 F 时，毫安表的示数为 I，记录 F 及对应的 I 的值； ④将毫安表的表盘从 10mA 到 30mA 之间的刻度标记上对应的 F 值，完成电子秤的设计。请回答下列问题： （1）实验中应该选择的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”），电源是_______（填“E1”或“E2”）； （2）由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为_______Ω，实验小组设计的电子测力计 的量程是_______N。 【答案】R1 E2 F 50 0.5R F  0~800N 【详解】（1）[1][2]毫安表示数为 30mA 时，由闭合电路欧姆定律，有 0.03A10 50 EI R    若选电源 1E ，可求滑动变阻器电阻为340Ω ，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源 2E ，求得此时滑 动变阻器电阻为140Ω ，故只能选 1R 。 （2）[3][4]由图（a）利用数学知识可求得，压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为 F 0.5 50(Ω)R F  毫安表示数为 10mA 时，压力最大，由闭合电路欧姆定律，有 F 6 0.01A10 140 R   联立两式解得：压力最大值为 800NF  ，故电子测力计的量程为 0~800N。 7．在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图 a 所示电路模拟 这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板 A、B，A 板固定 在左侧，B 板可插在容器内不同位置。 (1)因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前 B 板应尽量靠近容器的___________侧（填“左”或“右”）， 容器内应倒入___________（填“少量”或“大量”）食盐溶液； (2)某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且 B 板位于最右端，此时电流表示数如图 c，则此时电路中 电流为___________mA；为便于在多次测量中电流的变化范围更大一些，应___________（选填:增加、减少） 容器内的食盐溶液； (3)倒入适量食盐溶液后，将 B 板插在容器内不同位置，改变 B、A 两板的间距 x，读取电流表读数 I，测量 多组数据，得到 1 I —x 图线如图 b 示。已知电源电动势为 3.0V，容器内部底面长 l=20cm，容器内溶液体积 V=1200m3。根据图线求得该食盐溶液的电阻率  =___________Ω·m（保留两位有效数字）。 【答案】右 少量 28 增加 24.95 10 【详解】(1)[1][2]由电阻定律 LR S  可知，B 板越靠近右侧，溶液长度越长，电阻越大。盐溶液浓度越低， 阻值越大。 (2)[3]由图 c 可知，此时电路中电流为 28mA。 [4]要使测量中电流的变化范围更大，则应减小电阻，故需要增加容器内的食盐溶液。 (3)[5]根据电阻定律可得 xR S  又 V Sl ER I  联立可得 1 l xI EV  结合图象的斜率 k，可得 -2100 45 3 1200 0.01 m=4.95 10 m20 20 kEV l          8．兴趣小组同学通过实验研究某电子元件的伏安特性曲线，使用的器材如下∶电源、滑动变阻器、电流表、 电压表、开关、导线。 （1）该同学将此电子元件连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于 ___________（填“左”或“右”）端。用此实验电路测得不同型号的该电子元件的多组电流和电压值，并由此 分别绘出其 I-U 图像如图乙所示，根据图像可求得型号②元件在电压为 0.8V 时的电阻值为___________Ω。 （2）若导线 6 断路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，示数会发生明显变化的电表是___________。 （3）拆去导线 2，将滑动变阻器调至适当阻值保持不变，接型号①元件时读得电流表的示数为 140mA，改 接型号②元件时电流表的示数为 160mA。若该电子元件被短路，则通过电源的电流为___________mA。（结 果保留 3 位有效数字） 【答案】左 5 电压表 222 【详解】(1)[1]滑动变阻器为分压式接法，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于左端，使该元件上电压为 零。 [2]根据图像可求得型号②元件在电压为 U2=0.8V 时电流为 I2=0.16A，故电阻值为 2 2 5UR I    (2)[3]若导线 6 断路，电压表与该元件串联，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流很小，电流表示数几 乎不变，电压表测的是滑动变阻器左半端分出的电压，故示数会发生明显变化。 (3)[4]设电路其余部分电阻为 r，电动势为 E，拆去导线 2，滑动变阻器变为限流式接法，接型号①元件时读 得电流表的示数 I1=140mA，由乙图可知，电压为 U1=1.06V，由闭合电路欧姆定律可得 1 1E U I r  改接型号②元件时电流表的示数 I2=160mA，电压为 U2=0.8V，由闭合电路欧姆定律可得 2 2E U I r  联立解得 2.88VE  ， 13r   若该电子元件被短路，则通过电源的电流为 0.222A=222mAEI r    9．如图所示，部分用光敏电阻 R 和继电器组成的一个简单照明自动控制电路，能够实现“日出路灯熄，日 落路灯亮”。继电器的电阻为100Ω ，当线圈的电流大于或等于 20mA 时，继电器的衔铁被吸合，照明电路 自动断开。继电器线圈供电的电池电动势 4.5VE  ，内阻不计。光敏电阻阻值随光照度变化关系如下表： 光照度/ lux 0.01 0.02 1 5 50 500 光敏电阻/ Ω 800 400 50 25 10 2 已知光线越好，光照度数值越大。自动控制电路设计使当光照度数值小于 5lux 时路灯亮起。 (1)电路中除电磁继电器、电源、光敏电阻 R 外，还需滑动变阻器 1R ，下列两个滑动变阻器应选择___________ （填标号）。 A．滑动变阻器（阻值范围 0 ~10Ω 、额定电流 2A ） B．滑动变阻器（阻值范围 0 ~ 200Ω 、额定电流1A ） (2)请根据要求，完善电路中控制电路部分___________。 (3)为节约能源，可以使光照度数值小于1lux 时路灯亮起，可直接调整滑动变阻器，使阻值___________（选 填“调大”或“调小”）。 【答案】B 调小 【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律 1 0 EI R R R    其中 20mAI  ，计算得 1 100ΩR  ，选 B。 (2)[2]需把滑动变阻器串联在电路中，调节电流，电路如图 (3)[3]照度值变小，光敏电阻值变大，电磁继电器吸合电流不变，所以需把滑动变阻器变小。 10．导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效 应．图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应．电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传 感器．其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可 认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信 号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号． 物理小组找到一根拉力敏感电阻丝 RL，其阻值随拉力 F 变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作 了一个简易“吊秤”．电路中电源电动势 E＝3V，内阻 r＝1Ω；灵敏毫安表量程为 10mA，内阻 Rg＝50Ω；R1 是可变电阻器，A、B 两接线柱等高且固定．现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在 A、B 两接线柱之间固定不动．通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步 骤： 步骤 a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻 R1 使毫安表指针满偏； 步骤 b.滑环下吊上已知重力的重物 G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ； 步骤 c.保持可变电阻 R1 接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数 I； 步骤 d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值； 步骤 e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘． （1）试写出敏感电阻丝上的拉力 F 与重物重力 G 的关系式 F＝____； （2）设 R-F 图象斜率为 k，试写出电流表示数 I 与待测重物重力 G 的表达式 I＝ ___（用 E、r、R1、Rg、 R0、k、θ表示）； （3）若 R-F 图象中 R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力 G=___ N； （4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（_____） A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀 B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀 C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀 D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀 （5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤 a 操作；则测 量结果___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）． 【答案】（1） 2cos GF  ； （2） 1 0 2cos     g EI Gr R R R k ； （3）600 N ； （4）C； (5) 不变 【详解】（1）对滑环受力分析，由平衡知识可知：2Fcosθ=G，解得 2cos GF  ； （2）由图乙可知：R=kF+R0；由丙电路可知： 1 1 0 2cos g g E EI Gr R R R r R R R k          ； （3）将 R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，θ＝60°，I= 1 2 Ig=5mA，E＝3V，内阻 r＝1Ω，Rg＝50Ω带入 1 0 2cosg EI Gr R R R k       可得 G=600N； （4）当不挂重物时，电流计满篇，则重力零刻度线在电流表满刻度处，因 G 与 I 不是正比关系，则刻度线 不均匀，故选 C. （5）实验前进行了 a 操作，则 1 0 g g EI r R R R     ，则当挂重物 G 时： 1 2cos g g E EI E Gr R R R kI       ，则 I 不变，对实验的结果无影响，测量结果不变. 11．举世瞩目的嫦娥四号，其能源供给方式实现了新的科技突破：它采用同位素温差发电与热电综合利用 技术结合的方式供能，也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探 测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。 某同学利用图乙所示电路，探究某光伏电池的路端电压 U 与电流 I 的关系，图中定值电阻 0 5ΩR  ，设相 同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。 （1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键 S，调节滑动变阻器 R 的阻值。通过测量得到该电池 的U I 曲线 a（如图丁）。由此可知，该电源内阻是否为常数______（填“是”或“否”），某时刻电压表示数 如图丙所示，读数为______V，由图像可知，此时电源内阻为______ Ω （计算结果保留两位有效数字） （2）实验二：在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为 2.5V，减小实验一光照的强度，重复实 验，测得U I 曲线 b（如图丁），则在实验二中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为______W （计算结果保留两位有效数字）。 【答案】否 1.50 5.6 27.2 10 （ 2 27.0 10 7.4 10  ～ 均算正确） 【详解】(1)[1]根据电源的 U-I 图像表示电源的内阻，由图像可知，图像的斜率不是定值，故电源的内阻不 是定值； [2]由图丙可知量程为 0~3V，读数要估读一位，故此时电压表的读数为 1.50V； [3]由图像 a，知在路端电压为 1.5V 时，此时电路中的电流为 I=0.25A，根据闭合电路欧姆定律得 E U Ir  可得 5.6Ωr  (2)[4]在 a 图线中，路端电压为 2.5V，则此时对应的电流为 I=0.1A，设滑动变阻器值阻值为 R，由欧姆定律 得 1 0( ) 2.5I R R  代入数据得 0 25ΩR R  图线交点坐标为 (1.4，63)，故 R 消耗的功率 3 2201.4 63 10 W=7.1 10 W25R RP U I        12．某实验小组为了测量一个量程为 3V 的电压表的内电阻 RV，设计了以下实验方案，甲图为实验电路图， 图中电压表为待测电压表，R 为电阻箱。 （1）小明实验步骤如下：先将电阻箱电阻调至 0，闭合开关 S，电压表读数如图乙所示，读出此时电压 U1=___________V；然后调节电阻箱的阻值至适当值，读出电阻箱阻值 R 和此时电压表的电压 U2，忽略电 源内阻，则电压表电阻的测量结果 Rv=_________（用符号 U1、U2 和 R 表示）；如果考虑电源内阻，则测量 结果 RV 与真实值比较________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）小李实验步骤如下：闭合开关 S，多次调节电阻箱，读出电阻箱阻值 R 及对应电压表的电压 U，作出 1 RU  图象如图丙所示，不考虑电源内阻，从图象可知电压表内阻的测量值为___________Ω；如果已知电 源内电阻为 r（Ω），则电压表内阻的真实值为___________Ω。 【答案】2.95（2.93～2.98） 2 1 2 U RU U 偏大 a a-r 【详解】（1）[1]电压表量程为 3V，由图乙所示表盘可知，其分度值为 0.1V，示数为 2.97V； [2]忽略电源内阻，根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得 V UE U IR U RR     由题意得 E=U1 2 2 V UE U RR   解得电压表内阻 2 1 2 V U RR U U   [3]考虑电源内阻 1 1 V UE U rR   2 2 V UE U R rR   （ ） 解得 2 1 2 V U RR rU U   由此可知，考虑电源内阻时，电压表内阻测量值偏大。 （2）[4]不考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得 V UE U IR U RR     整理得 1 1 1  V RU ER E    由图丙所示 1  -RU 图象可知，图象的斜率 1 0 ( )V b bk ER a a     ＝ 纵轴截距 1b E  解得电压表内阻 RV=a [5]考虑电源内阻，由图甲所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律得 V UE U I r R U r RR      ( ) ( ) 整理得 1 1 1  V V rRU ER E ER    由图丙所示 1  -RU 图象可知，图象的斜率 1 0 ( )V b bk ER a a     ＝ 纵轴截距 1 V rb E ER   解得 RV=a-r 13．将一微安表先改装成量程 1mA 的电流表，再改装成量程 5V 的电压表，并与标准电压表对比校准。图 甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图，虚线框中是改装后电压表电路，V0 是量程 6V 的标准电 压表。已知微安表满偏电流为 250μA，标记的内阻为 600 Ω，电阻箱 R1、R2 调节范围为 0~9999.99 Ω。 (1)微安表改装：图甲中电阻箱的阻值分别调节到 R1=_______Ω，R2=______Ω。 (2)实物连线：选用合适的器材，按照图甲正确连接电路。 (3)对比校准：正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表 （改装后电压表）的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表量程的真实值________5V。（选填“大于” 或“小于”） (4)重新调整：通过检测发现：电阻箱 R1、R2 阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表 量程的真实值不是 5V 的原因。再通过调节电阻箱 R1、R2 的阻值，使改装电压表量程的真实值为 5V，以下 调节方案可行的有______（填序号） A．保持 R1 不变，将 R2 增大到合适值 B．保持 R1 不变，将 R2 减小到合适值 C．保持 R2 不变，将 R1 增大到合适值 D．保持 R2 不变，将 R1 减小到合适值 【答案】200 4850 小于 AD 【详解】(1)[1]微安表并联电阻改装为 1mA 的电流表，有 1( )g g gI R I I R  即 6 3 6 1250 10 600 (1 10 250 10 ) R        解得 1 200R   [2]改装后的电流表满偏电流为 1mA，内阻为 1 1 150g A g R RR R R    再改装为 6V 的电压表，串联电阻 R2，有 2( )AU I R R  即 3 26 1 10 (150 )R   解得 2 4850R   (3)[3]标准电压表的精度为 0.2V，指针对应的真实电压为 3.2V；微安表的精度为 5μA ，读数为 170μA ，根 据偏角和电压成正比有 3.2 170 250 U 解得 4.71V