专题18 电学实验-2022年高考物理母题题源系列（解析版）

专题18电学实验【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅰ卷）【母题原题】(2020·全国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1kΩ,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　　　　　(选填“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　　　　　(选填“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】(1)O、P　(2)I　50.5　(3)50.0　【解析】(1)若将电压表跨接在O、P之间,,解得,根据一次函数关系可知对应斜率为,且Rx,结合图像的斜率可知kI>kII,所以Ⅱ图线是采用电压表跨接在O、P之间。(2)、(3)因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率估算待测电阻为50Ω左右,而、 ,则,说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在O、Q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,修正后待测电阻的阻值Rx=50.5Ω-0.5Ω=50.0Ω。【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷）【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200mA,内阻Rg1=10.0Ω),电流表A2(量程500mA,内阻Rg2=1.0Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)、电源E(电动势4.5V,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。(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。所得实验数据在表中给出。I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根据实验数据可算得,当I1=173mA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)。 【答案】(1)如图所示:(2)I1(Rg1+R0)　I2-I1　180　(3)11.6　(4)8.0 【解析】(1)如图所示(2)由欧姆定律得小灯泡两端的电压为U=I1(Rg1+R0),由串并联特点得流过小灯泡的电流I=I2-I1;小灯泡两端的最大电压为U=3.6V,则I1的最大值为;(3)当I1=173mA时,灯丝电阻;(4)小灯泡两端的最大电压为U=3.6V,流过电流表A1的最大电流为I=200mA=0.2A,所以,故Rmin'=8.0Ω。【母题来源三】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷）【母题原题】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20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)。(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。(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毫安表的示数,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5.5V和3.0mA,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10V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0V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　　　　(选填“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)见解析图　(2)1.8　(3)25.5　(4)R1　1.2【解析】(1)由于毫安表的内阻比热敏电阻的阻值小不了很多,所以电流表采用外接法,滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)阻值较小,所以电路采用分压式,故电路图如图所示。(2)由欧姆定律可得热敏电阻的阻值R===1.8×103Ω=1.8kΩ。(3)由图(a)可知,热敏电阻的阻值为2.2kΩ时,室温约为25.5℃。(4)由图(a)可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,而图中要求输出电压达到或超过6.0V时,报警器报警,根据串联电路中电压与电阻成正比,可知R1应使用热敏电阻。当热敏电阻的温度为50℃时,热敏电阻R1的阻值为0.8kΩ,所以,解得另一固定电阻R2的阻值为1.2kΩ。【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（天津卷） 【母题原题】(2020·天津等级考)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0~3V,内阻约为3kΩ)电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)待测电池组(电动势约为3V,内阻约为1Ω)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　　　(选填“a”或“b”)端。 (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5Ω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U-I图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为　　　　V,内阻为　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字) 【答案】(1)5　(2)a　(3)2.9　0.80【解析】(1)由于待测电池组阻值较小,应采用电流表外接法(相对电源),而图示为电流表内接法,故图中导线5连接不当;(2)在实验开始前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片P调节到阻值最大处,故滑片应置于滑动变阻器的a端;(3)根据闭合电路欧姆定律E=U+I(R0+r)可知,当I=0时,U=E=2.9V,图像斜率,则r=0.80Ω。【母题来源五】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（江苏卷）【母题原题】(2020·江苏高考)某同学描绘一种电子元件的I-U关系图象,采用的实验电路图如图甲所示,为电压表,为电流表,E为电源(电动势约6V),R为滑动变阻器(最大阻值20Ω),R0为定值电阻,S为开关。(1)请用笔画线代替导线,将图乙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表所示:电压U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750电流I/mA0.000.100.250.601.704.307.50请根据表中的数据,在图丙的方格纸上作出该元件的I-U图线。(3)根据作出的I-U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R0,会导致的两个后果是　　　　　　(填序号)。 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】(1)见解析图　(2)见解析图(3)非线性　(4)B、C【解析】(1)根据题意连接电路如图 (2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接各点如图（3）根据图象可知该元件是非线性元件。（4）选B、C。I-U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R0,电流急剧增大,可能会烧坏待测元件,对电流和电压的测量误差无影响,A错误,B正确;根据图象可知待测元件的电压范围小于1V,而电源电动势为6V,因为待测元件两端电压非常小,如果用导线代替R0,会导致滑动变阻器的允许调节范围变得非常小,难以调节,C正确,D错误。【母题来源六】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（山东卷）【母题原题】(2020·山东等级考)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1.5V,内阻小于1Ω);电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);定值电阻R1(阻值2Ω);定值电阻R2(阻值5Ω);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表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据,回答以下问题:①坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出前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　　　　(选填“R1”或“R2”)。 ③用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路。【答案】(1)B　(2)①见解析图　②R1　③见解析图【解析】(1)电压表示数变化过小,则原因是外电阻比内阻大得多,即电源内阻偏小,故选B。(2)①根据数据作出U-I图像如图; ②由图像可知,则定值电阻小于2.63Ω,所以定值电阻应为R1;③定值电阻与电源串联,电路如图所示【母题来源七】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（天津卷）【母题原题】(2020·浙江7月选考)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)在方框中画出图乙的电路图;(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示,则电流I=　　　　A,电压U=　　　　V; (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　　　　(选填“甲”或“乙”); (4)该电池的电动势E=　　　　V(保留三位有效数字),内阻r=　　　　Ω(保留两位有效数字)。  【答案】:(1)(2)0.40(0.39~0.41均可)　1.30(1.29~1.31均可)　(3)乙　(4)1.52(1.51~1.54均可)　0.53(0.52~0.54均可)【解析】(1)图乙中,电流表内接和变阻器串联接在电源两端,电压表测路端电压,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,所以两表的读数分别为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U=E-Ir,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r测=r内+rA,测量值偏大;图乙中电路,测量值偏小,但是由于rV≫r真,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对应图甲。(4)图线Ⅰ与纵轴的交点为电源的电动势E=1.52V;图线斜率为电源内阻,图乙测出的内阻误差小,故。【命题意图】考查电流表量程的改装关键是电压相等，各支路电流之和等于总量程。若量程扩大N倍，则并联一个阻值为的电阻。描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，涉及电路原理图的绘制、电表的读数和数据的处理，意在考查考生对电路基础知识、电表读数的掌握情况及简单的推理能力。做此类实验，一定要注意实验原理，根据实验要求，选择合适的器材，在读取电表数据时，一定要注意选取的量程和分度值。本题要求考生根据四个表盘来判断电表的类别及彼此的对应关系，考查了考生简单的推理能力。【考试方向】与电阻测量有关的电学实验仍是高考命题的热点，同进伴随对基本仪器的读数能力的考查，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等；重视对实验操作能力的考查；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择。【得分要点】1、多用电表测电阻使用“五步”法 （1）选档：选倍率，一般要选择比被测电阻的估计值低一个数量级的倍率，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率；（2）调零：进行欧姆调零；（3）测量：将红、黑表笔接被测电阻两端进行测量；（4）读数：将指针示数乘以倍率，得测量值；（5）整理：测量结束后，将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。特别注意：用欧姆挡测电阻时，如果指针偏转角度太小（即指针所指的欧姆刻度值太大），应该适当增大倍率重新调零后再测量；如果指针偏转角度太大（即指针所指的欧姆刻度值太小），应该适当减小倍率重新调零后再测量。2、控制电路的设计技巧（1）滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法：①要求被控制电路的电流（或电压）从零开始可连续调节时（如：测绘导体的伏安特性曲线等实验）；②被控制电路的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时；③实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时；④若采用限流式接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过电表或电器的额定值时。（2）若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻RL与滑动变阻器的最大值R0接近或RL略小于R0，则应该采用限流式接法。测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法。3、电学仪器的选择（1）电源的选择：一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。（2）电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。4、实物图连接注意（1）一般先从电源正极开始，须看电流的方向，将干路元件依次连线；（2）最后并接电压表；（3）连线时要注意电表的正、负接线柱，要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出。5、器材选择的一般步骤是：（1）找出唯一性的器材；（2）草画电路图（暂不把电表接入）； （3）估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；（4）考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上，且不超过电表的量程。1.（2020·山西省二模）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）B．直流电流表（量程0~3A，内阻约为0.1Ω）C．直流电流表（量程0~600mA，内阻约为5Ω）D．直流电压表（量程0~15V，内阻约为15kΩ）E．直流电压表（量程0~5V，内阻约为10kΩ）F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．(1)实验中电流表应选用__，电压表应选用__，滑动变阻器应选用____（均用序号字母表示）；(2)请设计实验电路并在图1的方框中画出实验电路图_________；(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω，此时灯泡的实际功率为____W．（结果保留两位有效数字）【答案】(1).（1）C(2).EF；(3).（2）(4).（3）0.84 【解析】(1)灯泡的额定电压为5V，因此电压表选择大于等于5V的即可，故选E；而灯泡的额定电流，故电流表应选择C；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选小电阻；故滑动变阻器选择F；(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；灯泡的电阻较小，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，所以电路图如图：；(3)把定值电阻与电源整体看做等效电源，根据闭合电路欧姆定律得：U=6-10I，作出电源的U-I图象如图所示：由图示图象可知，灯泡两端电压U=0.38V，灯泡电流I=0.22A，灯泡实际功率P=UI=0.84W.2.（2020·吉林省长春市第三中学二模）某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω）电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω）电压表V（内阻约为2kΩ）电流表A（内阻约为2Ω） 灵敏电流计G，两个开关S1、S2．主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω；②反复调节电阻箱R1和R2（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V．回答下列问题：（1）步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差UAB=_____V；A和C两点的电势差UAC=______V；A和D两点的电势差UAD=______V；（2）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω；（3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E为______V，内阻r为_____Ω．【答案】(1).0(2).12.0V(3).-12.0V(4).1530Ω(5).1.8Ω(6).12.6V(7).1.5Ω【解析】（1）[1][2][3]当电流计示数为0时，A、B两点电势相等，即；电压表示数即为A、C两点电势差，即；由闭合电路欧姆定律可知，D、A和A、C之间的电势差相等，故；（2）[4][5]由欧姆定律可得解得由可得（3）[6][7]由步骤①可得由步骤②可得联立可解得 3.（2020·浙江省义乌市6月适应性）（1）做静电场探究实验时，要给下图中的球形导体带上静电我们可选用下图中的仪器__________（填字母）（2）绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a近旁有（1）中已带上电的绝缘金属球，旁边放着的是拾电球。利用这些仪器我们可以实现的实验目的有__________（可多选）A．验证库仑定律B．证明带电体之间的静电作用力和带电体之间的距离是相关的C．证明带电体之间的静电作用力和带电体的电量大小是相关的D．证明静电作用力的大小和带电体的电量大小是成正比的（3）某同学用下图装置进行“探究碰撞中的不变量”的实验，该实验__________平衡摩擦力，__________分别测量两小车的质量（两空均填“需要”或“不需要”）。根据纸带数据可计算出小车碰撞后的共同速度大小为__________m/s。【答案】ABC需要需要0.695 【解析】(1)做静电场探究实验时，要给下图中的球形导体带上静电我们可选用起电器，故选A。(2)A．验证库仑定律需要精确测量距离和库仑力，该装置做不到，故A错误；B．通过改变距离观察偏角，从而证明带电体之间的静电作用力和带电体之间的距离是相关的，故B正确；C．通过改变带电体的电量大小观察偏角，从而证明带电体之间的静电作用力和带电体的电量大小是相关的，故C正确；D．证明静电作用力的大小和带电体的电量大小是成正比，需要精确测量出库仑力，该装置做不到，故D错误。故选BC。(3)动量守恒的条件是系统受到的合外力为零，故需要平衡摩擦力。需要探究的是碰撞前后的动量相等，需要测量两小车质量。小车碰撞后的共同速度小于碰撞前的速度，故选DE段计算该速度为。4.（天津市·北辰区二模）目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，但这种电瓶用久了性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将大块旧的车载电瓶充满电，准备用下列器材测量电瓶的电动势和内阻A．待测电瓶，电动势约为3V，内阻约为几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻均约按为3kΩC．定值电阻R0（电阻值已知）D．滑动变阻器R（最大阻值为Rm）E．导线和开关①根据如图甲所示的电路图，在图乙中补全相应的实物连接图（）②先把滑动变阻器R调到最大阻值，再闭合开关。移动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U2－U1图像如图丙所示，图中直线斜率绝对值为k，与纵轴的截距为a，不考虑电压表的分流作用，则电瓶的电动势E=_____，内阻r=____（用k、a、R0表示）。 【答案】(1).(2).a(3).kR0【解析】①[1]根据原理图可得出实物电路如图所示②[2]由图甲所示电路图可知，电源电动势整理得由图示U1－U2图线可知电源电动势[3]图象的斜率绝对值解得电源内阻5.（2020·山东青岛二模）某校实验兴趣小组在实验室测量电压表的内阻。（1）该小组先用欧姆表的“”挡粗测电压表内阻，示数如图甲所示，则该电压表的内阻约为______，测量时欧姆表的黑表笔要与待测电压表的______（选填“”或“”）接线柱相连。 （2）为了更准确测量该电压表的内阻，实验室提供了下面实验器材：A.待测电压表（量程）B.电压表（量程，内阻约为）C.滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）D.定值电阻（阻值为）E.电源（电动势为，内阻约为）F.开关一个、导线若干①根据提供的实验器材，在方框内画出实验电路图______；②将实物连接补画完整______；③实验中将电压表和电压表的读数分别记为和，改变滑片位置，记录多组和的值，并作出关系图像如图丙所示，图线为倾斜直线，其斜率，则电压表内阻的测量值为______.【答案】(1).）5800（5700或5900也得分）(2).(3).(4). (5).6000【解析】(1)[1]欧姆表选用“”挡，由图甲可知，则该电压表的内阻约为（5700或5900也得分）[2]根据多用电表的使用规则知测量时欧姆表的黑表笔要与待测电压表的“”接线柱相连。(2)[3]根据题给器材，没有电流表，所以采用“伏伏法”测电压表的内阻，定值电阻与待测电压表串联，滑动变阻器最大阻值为，为了多测几组数据，采用分压式接法，电路如图：[4]根据电路图连接实物图如图：[5]两个电压表的支路的电压相等，所以有结合题意，图象的斜率为k，即 所以6.（2020·河南省郑州市2019年高中毕业班第二次质量预测）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）；（2）；（3）600N；（4）C；(5)不变【解析】（1）对滑环受力分析，由平衡知识可知：2Fcosθ=G，解得；（2）由图乙可知：R=kF+R0；由丙电路可知：；（3）将R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，θ＝60°，I=Ig=5mA，E＝3V，内阻r＝1Ω，Rg＝50Ω带入可得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，则当挂重物G时：，则I不变，对实验的结果无影响，测量结果不变.7.（2020·新疆哈密市期末卷）图为“研究电磁感应现象”的实验装置：(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________；(2)在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．不能用楞次定律判断感应电动势方向D．可以用楞次定律判断感应电动势方向【答案】右偏左偏BD【解析】(1)如果在闭合开关时，线圈中的电流增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么当磁通量增加时，指针右偏：①．将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增加，则灵敏电流计指针将右偏；②．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针左偏；(2)．在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将仍有电磁感应现象，但因电路不闭合，无感应电流，只有感应电动势，且仍能用楞次定律判断感应电动势方向；故选BD。8.（2020·山东临沂三模）图a为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。(1)虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路。已知毫安表表头的内阻为，满偏电流为100mA，电阻，由此可知，改装后电流表的量程为_________mA。(2)实验步骤如下，请完成相应的填空：①将滑动变阻器R的滑片移到_________端（选填“左”或“右”），闭合开关S；②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图b所示，其读数为_________mA；③以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图象，如图c所示；④根据图象求得电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留到小数点后两位） 【答案】(1).500(2).右(3).56(4).1.48(5).0.8【解析】(1)[1]由题可知解得量程(2)[2]为了保护电路，闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到最右端。[3]毫安表读数为56mA。[4][5]改装成新的电流表的内阻由于电流表改装后量程扩大了5倍，但电流读数仍为原表头读数，因此根据闭合电路欧姆定律根据图象可知，图象与纵轴的交点等于电动势，斜率绝对值等于，因此可得，9.（2020·天津市南开区二模）某同学通过多用电表的欧姆档测量量程为3V的电压表内阻，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可调电阻串联而成的电路，如图乙所示。主要的步骤如下： ①将多用电表的选择开关拨到“×100”的欧姆档上；②把两表笔相接处，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；③把红表笔与待测电压表_______________（填“正”或“负”）接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；④换用________________（填“×10”或“×1k”）欧姆档重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，如图丙所示，则欧姆表的读数为_____________________，电压表读数为_____________________V；⑤把选择开关调至空档或交流电压最高档后拔下表笔；⑥由上述实验可粗略知道电压表的内阻为______________。该多用电表拨到④中欧姆档的内电阻为____________________，多用电表电源的电动势为_______________V（保留两位有效数字）。【答案】(1).负(2).(3).(4).2.20(5).(6).(7).3.0【解析】③[1]．由于欧姆表是“红进黑出”因此红表笔与待测电压表的负接线柱。④[2]．由于欧姆表偏转角度过小说明电阻太大，换用高档位，因此改为档位。[3]．欧姆表读数为。[4]．电压表读数为2.20V。⑥[5]．由于欧姆表测量的就是电压表内阻，因此电压表内阻为。[6]．欧姆表的中值电阻就等于内电阻，因此欧姆表内阻为[7]．根据闭合电路欧姆定律代入数据得10.（2020·北京市海淀区二模）为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图甲、乙所示的两种实验方案，已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变。 (1)小明先进行了如图甲方案的测量。①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙、丙三根不同金属丝的直径，示数分别如图甲、乙、丙所示。则三根金属丝直径的测量值分别为d甲=________mm、d乙=________mm、d丙=________mm。若三根金属丝的材料、长度相同且粗细均匀，则它们的电阻R甲、R乙和R丙中最大的是________，最小的是________。②实验过程中，小明先将甲金属丝接入电路，并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l=50.00cm。闭合开关后移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线________________。实验次数123456U/V0.901.201.501.802.102.40I/A0.180.240.310.370.430.49 ③该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ甲=__________Ω·m（计算结果保留两位有效数字）。④对于上述第(1)所述的测量过程，随着通过金属丝的电流I不断增大，滑动变阻器上的电功率P随之变化。对于P-I的关系图象，在下列图中可能正确的是（）(2)小明又用如图乙方案测量乙金属丝的电阻率，已知电源的电动势E=5.0V、内阻r=0.20Ω。实验中他可以通过改变接线夹（即图乙中滑动变阻器符号上的箭头）接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度。①请在下述步骤的空格中将实验操作步骤补充完整：a．正确连接电路，设定电阻箱的阻值，闭合开关；b．读出电流表的示数，记录接线夹的位置；c．断开开关，______________；d．闭合开关，重复b、c的操作。②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据，绘出如图所示的关系图线，其斜率为_____________A-1∙m-1（保留2位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________的电阻之和。 ③图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是____________，其数值和单位为_______________（保留2位有效数字）。(3)电表的内阻可能对实验产生系统误差，请你分别就这两种方案说明电表内阻对电阻率测量的影响____________________________________。【答案】(1).1.75(2).1.34~1.38(3).0.546~0.548(4).R丙(5).R甲(6).见解析(7).（2.3~2.5）×10-5(8).D(9).测出接入电路的金属丝的长度(10).12~14(11).电源内阻、电流表内电阻与电阻箱(12).金属丝的电阻率(13).（9.8±0.5）×10-5Ω∙m(14).图甲方案，由于电流表分压，导致电压表测量值偏大，电阻的测量值偏大，电阻率测量值偏大；图乙方案中电表内阻对测量结果没有影响【解析】(1)①[1]金属丝甲的直径[2]金属丝乙的直径[3]金属丝丙的直径[4][5]根据电阻定律的决定式可知最小，最大②[6]图象如图所示③[7]根据图象可知电阻值再根据电阻定律 代入数据，解得④[8]随电流增大，滑动变阻器的功率先变大后变小，当滑动变阻器阻值等于其它电阻之和时，功率最大，D正确，ABC错误。故选D。(2)①[9]测出接入电路的金属丝的长度。②[10]由图象可得斜率为13A-1∙m-1。[11][12]根据整理得其中就是单位长度的电阻，根据电阻定律代入整理得因此图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表电源内阻、电流表内电阻与电阻箱电阻之和；斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的金属丝的电阻率。③[13]将电源电动势E和乙金属丝的直径d乙代入得（3）[14]图甲方案，由于电流表的分压作用，导致电压表测量值偏大，电阻的测量值偏大，电阻率测量值偏大；图乙方案中电表内阻对测量结果没有影响。11.（2020·北京市海淀区二模）用伏安法测量电阻R的阻值，并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50kΩ)、电流表(内阻约为40Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻R(约为250Ω)及导线若干． (1)画出测量R的电路图____________．(2)上图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；求出的电阻值R＝__________(保留3位有效数字)．(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、图乙所示，由图可知其长度为__________，直径为________．甲乙(4)由以上数据可以求出ρ＝________(保留一位有效数字)．【答案】(1).(2).作U—I直线，舍去左起第2点，其余5个点在一条直线上，不在这条线上的点尽量均匀分布在直线两侧(3).求该直线的斜率k，则R＝k(4).225Ω(220～230Ω均为正确)(5).8.00×10－3m(6).1.98×10－3m (7).9×10－2Ω·m【解析】（1）根据题意可知：，故该实验的测量电路应该选用电流表的外接法，由于该题中滑动变阻器的阻值不明确，因此控制电路采用分压、限流均可（若滑动变阻器阻值很小，应采用分压接法，若阻值很大且大于待测电阻阻值，可用限流接法），故实验原理图如下图所示：（2）作U-I直线，舍去左起第2点，其余5个点在一条直线上，不在这条线上的点尽量均匀分布在直线两侧．作出的图线如图所示：图象的斜率表示电阻，为：（3）游标为50分度的卡尺的精确度为0.02mm，由图甲可知，长度：；由图乙可知，读数为：；（4）根据电阻定律，有：，解得：，代入数据解得：