實驗八 描繪小電珠的伏安特性曲線

實驗七測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)一、螺旋測微器1．構(gòu)造：如圖1所示是常用的螺旋測微器。它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E、測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上。圖12．原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm。即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。3．讀數(shù)：測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出。測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)。溫馨提示螺旋測微器需要估讀最后一位數(shù)字為估計數(shù)字，讀數(shù)和記數(shù)時估計位為有效數(shù)字的最后一位。例如如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。圖2二、游標(biāo)卡尺1．構(gòu)造：如圖3所示，主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘。圖32．用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑。3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm。常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準(zhǔn)確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm。三、測定金屬的電阻率注意事項1．先測直徑，再連電路：為了方便，測量直徑時應(yīng)在金屬絲連入電路之前測量。2．電流表外接法：本實驗中被測金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法。3．電流控制：電流不宜過大，通電時間不宜過長，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在實驗過程中變大。誤差分析熱點(diǎn)一測量儀器、儀表的讀數(shù)【例1】(2014·海南卷，11)現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖4a和b所示。圖4(1)由上圖讀得圓柱體的直徑為____cm，長度為____cm。(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別為D、L，測得D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________。解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm(1.842～1.846范圍內(nèi)的均可)；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm；(2)圓柱體的橫截面積為S′＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2，由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)和歐姆定律R＝eq\f(U,I)可知，ρ＝eq\f(πD2U,4IL)。答案(1)0.18444.240(2)eq\f(πD2U,4IL)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)技巧游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：“三看”(1)第一看→精確度例如(如圖5所示)圖5易錯讀成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正確的應(yīng)為11.4mm，游標(biāo)卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零。例如(如圖6所示)圖6易錯讀成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正確的應(yīng)為10.60mm。(2)第二看→游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端例如(如圖7所示)圖7易錯讀成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm(3)第三看→游標(biāo)尺的哪條(第N條)刻度線與主尺上的刻度線對齊【變式訓(xùn)練】1．(1)如圖8所示的兩把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從左到右分別為9mm長10等分、19mm長20等分，它們的讀數(shù)依次________mm，________mm。(2)使用螺旋測微器測量兩個金屬絲的直徑，示數(shù)如圖9所示，則甲、乙金屬絲的直徑分別為______mm，______mm。圖8圖9解析(1)圖8甲讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1mm＝0.7mm，最后結(jié)果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。乙圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05mm＝0.85mm，最后結(jié)果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。(2)對圖9甲：甲固定刻度示數(shù)為2.0mm，不足半毫米的從可動刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。對圖乙：乙金屬絲的直徑為4.8×0.01mm＝0.048mm。答案(1)17.723.85(2)2.1500.048熱點(diǎn)二考查電阻率的測量及實物連線【例2】(2014·山東卷，22)實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實驗測定其實際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖10甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實際長度。圖10可供使用的器材有：電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；滑動變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計；開關(guān)、導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“(2)在實物圖11中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖10甲電路完成剩余部分的連接。圖11(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V。(4)導(dǎo)線實際長度為________m(保留2位有效數(shù)字)。解析(1)由(3)中電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表的讀數(shù)為2.30V可知，Rx和R0的總阻值約為4.60歐姆，若選用滑動變阻器R1，電源電壓為6伏特，電流表的量程只有0.6A，會把電流表燒壞，故滑動變阻器應(yīng)該選R2。閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端保證連入電阻最大。(2)見答案圖。(3)由于電壓表量程0～3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)為2.30V。(4)Rx的阻值為1.60歐姆，由R＝ρeq\f(l,S)可知，l＝eq\f(RS,ρ)＝eq\f(1.60×1.0×10－6,1.7×10－8)m≈94m。答案(1)R2a(2)如圖所示(3)2.30(2.29、2.31均正確)(4)94(93、95均正確)儀器選擇的基本思路(1)優(yōu)先考慮安全因素：各電表的實際讀數(shù)不能超過其量程，電阻類元件中的實際電流(或電壓)不能超過其允許的最大電流(或電壓)(2)考慮讀數(shù)誤差因素：一般要求各電表的實際讀數(shù)不小于其量程的eq\f(1,3)，以減小讀數(shù)誤差。(3)儀器選擇的一般步驟：①首先選擇唯一性的器材；②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表)；③估算回路中電流和電壓的最大值，在電表的指針有較大幅度的偏轉(zhuǎn)但不超過其量程的情況下，結(jié)合已知器材的規(guī)格，確定實驗電路和實驗器材?！咀兪接?xùn)練】2．(2014·江蘇卷，10)某同學(xué)通過實驗測量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖12所示的部件________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm。圖12圖13(2)圖13所示是測量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(zhǔn)確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請寫出兩條建議。解析(1)讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動。螺旋測微器讀數(shù)＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。(2)7、9之間發(fā)生斷路，則內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表一起串聯(lián)于電路中，此時改變阻值較小的滑動變阻器阻值時，對電壓表和電流表的示數(shù)影響很小，符合題述現(xiàn)象，同時滿足兩表讀數(shù)。(3)因為Rx＝58.7Ω>eq\r(RV·RA)＝30Ω，所以應(yīng)選用電流表內(nèi)接法。為了減小偶然誤差可測量多組電流和電壓值，計算電阻的平均值。或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值。答案(1)B0.410(2)7、9斷路(3)電流表改為內(nèi)接；測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值。(或測量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)熱點(diǎn)三拓展創(chuàng)新實驗電阻測量的五種方法1．伏安法電路圖eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外接法：,內(nèi)接法：))特點(diǎn)：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測量值偏大，測大電阻時應(yīng)用內(nèi)接法測量)2．安安法若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用。(1)如圖14甲所示，當(dāng)兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知的內(nèi)阻R1，則可測得的內(nèi)阻R2＝eq\f(I1R1,I2)。(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時，串聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可測得的電阻R2＝eq\f(I1R1＋R0,I2)。圖143．伏伏法若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來使用。(1)如圖15甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知的內(nèi)阻R1，則可測出的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,U1)R1。(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流IV1?IV2時，并聯(lián)一定值電阻R0后，同樣可得的內(nèi)阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))。圖154．半偏法測電流表內(nèi)阻電路圖如圖16所示步驟：(1)斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使表滿偏為I0；(2)保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R，使表讀數(shù)為eq\f(I0,2)；(3)由上可得RA＝R。圖165.等效替代法圖17如圖17所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)I；然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)仍為I，則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值。【例3】[2014·四川卷，8(2)]圖18是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻(10Ω)，R1是電阻箱(0～99.9Ω)，R是滑動變阻器，A1和A2是電流表，E是電源(電動勢10V，內(nèi)阻很小)。在保證安全和滿足要求的情況下，使測量范圍盡可能大。實驗具體步驟如下：圖18(1)連接好電路，將滑動變阻器R調(diào)到最大；(2)閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當(dāng)值，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A1示數(shù)為I1＝0.15A，記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I2；(3)重復(fù)步驟(2)，再測量6組R1和I2值；(4)將實驗測得的7組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。根據(jù)實驗回答以下問題：①現(xiàn)有四只供選用的電流表：A．電流表(0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω)B．電流表(0～3mA，內(nèi)阻未知)C．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻為5.0Ω)D．電流表(0～0.3A，內(nèi)阻未知)A1應(yīng)選用________，A2應(yīng)選用________。②測得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1＝0.15A，應(yīng)讓滑動變阻器R接入電路的阻值________(選填“不變”、“變大”或“變小”)。③在坐標(biāo)紙上畫出R1與I2的關(guān)系圖。圖19④根據(jù)以上實驗得出Rx＝________Ω。解析①根據(jù)題意I1＝0.15A，圖象中I2能達(dá)到0.25A，所以電流表應(yīng)選C和D。又因I2(Rx＋r2)＝I1(R0＋R1＋r1)，即R1＝eq\f(Rx＋r2,I1)I2－(R0＋r1)，要求Rx需r2已知，所以A2應(yīng)選C，A1應(yīng)選D。②R1的阻值變小，要使A1的示數(shù)不變，需并聯(lián)部分的電壓變小，所以滑動變阻器的電阻要變大。③圖線如答案圖所示。④由圖線可求斜率k＝240Ω/A，又因k＝eq\f(Rx＋5,0.15)，所以Rx＝31Ω。答案①DC②變大③關(guān)系圖線如圖④31【變式訓(xùn)練】3．為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖20所示的電路。圖中A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池。完成下列實驗步驟中的填空：圖20(1)當(dāng)將S撥向接點(diǎn)1時，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測微安表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時________的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。解析本題方法為等效替代法。當(dāng)S接1與接2時通過電路的電流I相同時，待測微安表頭的內(nèi)阻與RN的電阻相同。答案(1)R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值1．完成下列讀數(shù)a．________mmb．________mmc．________mmd．________mme．________mm。答案a．0.482b．0.532c．4.078d．5.666e．11.142．某同學(xué)為了測量電流表A1內(nèi)阻的精確值，提供如下器材：電流表A1(量程300mA，內(nèi)阻約為5Ω)；電流表A2(量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω)；電流表V(量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ)；滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流為1A)；滑動變阻器R2(0～250Ω，額定電流為0.01A)；電源E(電動勢3V，內(nèi)阻較小)；定值定阻R0(5Ω)；導(dǎo)線、開關(guān)若干。(1)要求待測電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，盡可能減小誤差。以上給定的器材中滑動變阻器應(yīng)選________。請在下面的虛線框內(nèi)畫出測量用的電路原理圖，并在圖中標(biāo)出所選儀器的代號。(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算電流表A1的內(nèi)阻r1，則r1的表達(dá)式為r1＝________。(3)上式中各符號的物理意義是__________。解析(1)要求待測電流表A1的示數(shù)從零開始變化，且多測幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)該設(shè)計成分壓電路，滑動變阻器應(yīng)選阻值為0～10Ω的R1。電路原理圖如圖所示。(2)由I1r1＝(I2－I1)R0可得電流表A1的內(nèi)阻r1的表達(dá)式為r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0。(3)r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0中I2、I1分別為某次實驗時電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值。答案(1)R1電路原理圖見解析(2)eq\f(I2－I1,I1)R0(3)I2、I1分別為某次實驗時電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值3．[2014·安徽卷，21Ⅱ(2)改編]為了更準(zhǔn)確地測量某電壓表的內(nèi)阻RV(RV約為3.0×103Ω)，該同學(xué)設(shè)計了圖21所示的電路圖，實驗步驟如下：圖21A．?dāng)嚅_開關(guān)S，按圖21連接好電路；B．把滑動變阻器R的滑片P滑到b端；C．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；D．閉合開關(guān)S；E．移動滑動變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3V位置；F．保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5V位置，讀出此時電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測量值；G．?dāng)嚅_開關(guān)S。實驗中可供選擇的實驗器材有：a．待測電壓表b．滑動變阻器：最大阻值2000Ωc．滑動變阻器：最大阻值10Ωd．電阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ωe．電阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ωf．電池組：電動勢約6V，內(nèi)阻可忽略g．開關(guān)、導(dǎo)線若干按照這位同學(xué)設(shè)計的實驗方法，回答下列問題：(1)要使測量更精確，除了選用電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外，還應(yīng)從提供的滑動變阻器中選用________(填“b”或“c”)，電阻箱中選用________(填“d”或“e”)。(2)電壓表內(nèi)阻RV的測量值R測和真實值R真相比，R測________R真(填“＞”或“＜”)；若RV越大，則eq\f(|R測－R真|,R真)越________(填“大”或“小”)。解析(1)滑動變阻器選擇分壓式接法，故選擇阻值較小的，c可用；電壓表半偏時，所串聯(lián)變阻箱電阻約為3000Ω，故變阻箱選擇d。(2)由閉合電路歐姆定律可知，隨著電阻箱的阻值變大，電源兩端的路端電壓隨之變大，當(dāng)電阻箱調(diào)至使電壓表半偏時，此時電壓表與變阻箱兩端的總電壓比變阻箱阻值為0時要大，故此時變阻箱的實際分壓是大于電壓表的，故有R測>R真，外電阻越大，干路電流越小，當(dāng)外電阻變化時，路端電壓的變化量越小，故測量誤差也越小。答案(1)cd(2)>小4．(2014·浙江卷，22)小明對2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測量其電阻值。圖22圖23(1)圖22是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖22中畫出。(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖23所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“×”)表示的。(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖23上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為________Ω。解析(1)電壓表直接測鉛筆兩端電壓，由圖象可知電壓從0開始，所以滑動變阻器接分壓式，如答案圖。(2)因電流表外接法在電壓一定的條件下，測得的電流偏大，其待測阻值偏小，由圖知得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“×”表示的。(3)用“×”連線如圖所示，這條直線的斜率k＝eq\f(0.6,0.5)＝1.2Ω。答案(1)(2)“×”(3)1.1～1.3實驗八描繪小電珠的伏安特性曲線注意事項1．電流表外接法：本實驗中被測小電珠燈絲的電阻值較小，因此測量電路必須采用電流表外接法。2．滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接本實驗要作出U-I圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電流、電壓值，故控制電路必須采用分壓接法。3．保護(hù)元件安全：為保護(hù)元件不被燒毀，開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端。加在小電珠兩端的電壓不要超過其額定電壓。誤差分析1．由于電壓表不是理想電表，內(nèi)阻并非無窮大，對電路的影響會帶來誤差，電流表外接，由于電壓表的分流，使測得的電流值大于真實值。2．測量時讀數(shù)帶來誤差。3．在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來誤差。熱點(diǎn)一對電路的連接和實驗數(shù)據(jù)處理的考查【例1】某同學(xué)用圖1甲所示的電路測繪額定電壓為3.0V的小燈泡I－U圖線，并研究小燈泡的實際功率與所加電壓的關(guān)系。圖1(1)根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實物圖連成完整的實驗電路。(2)開關(guān)S閉合之前，圖甲中滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于________(填“a端”、“b端”或“ab的正中間”)。(3)圖2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡的I－U圖線如圖2所示，由此可確定小燈泡在電壓為2.5V時的實際功率為________(保留三位有效數(shù)字)。(4)已知小燈泡燈絲在27℃時的電阻是1.5Ω，并且其阻值與燈絲溫度的關(guān)系為R＝k(273＋t℃)，k為比例常數(shù)，根據(jù)I－U圖線，估算該燈泡以額定功率工作時燈絲溫度約為______℃。解析(1)根據(jù)電路圖，可得實物圖的連線如圖所示。(2)開關(guān)S閉合之前，應(yīng)使小燈泡兩端的電壓最小，故滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于a端。(3)由小燈泡的I－U圖線可知，當(dāng)電壓為2.5V時，通過小燈泡的電流約為0.39A，故小燈泡的實際功率P＝UI＝2.5×0.39W＝0.975W。(4)由小燈泡的I－U圖線可知，當(dāng)小燈泡正常工作時，電壓U0＝3.0V，電流I0＝0.42A，燈絲的電阻R0＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(3.0,0.42)Ω＝7.14Ω，則有1.5＝k(273＋27℃)，7.14＝k(273＋t℃)，解得t＝1155℃。答案(1)見解析圖(2)a端(3)0.975W(4)1155實物連線的原則1．先串后并，接線到柱，注意量程和正負(fù)。2．對限流電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、開關(guān)、滑動變阻器、“伏安法”四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。3．對分壓電路，應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭，比較該接頭和滑動觸頭兩點(diǎn)的電勢高低，根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況，將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)間。【變式訓(xùn)練】1．有一只標(biāo)值為“2.5V，xW”的小燈泡，其額定功率的標(biāo)值已模糊不清。某同學(xué)想通過測繪燈絲伏安特性曲線的方法來測出該燈泡的額定功率。(1)已知小燈泡的燈絲電阻約為5Ω，請先在圖3甲中補(bǔ)全伏安法測量燈絲電阻的電路圖，再選擇電流表、電壓表的合適量程，并按圖甲連接方式將圖乙中的實物連成完整的電路。圖3(2)開關(guān)S閉合之前，將圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________。(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)(3)該同學(xué)通過實驗作出了燈絲的伏安特性曲線如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為________W。解析(1)小燈泡電阻較小，所以，電流表外接，電路圖及實物圖見答案；(2)開關(guān)S閉合前，被測電路兩端電壓應(yīng)最小，滑片應(yīng)置于B端；(3)由圖丙知，燈泡兩端額定電壓為2.5V時，電流為I＝0.44A，所以燈泡的額定功率P＝UI＝2.5×0.44W＝1.1W。答案(1)如圖甲所示實物連線如圖乙所示(注：任何一個地方錯誤均不可)(2)B端(3)1.1熱點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實驗探究高考命題視角以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點(diǎn)。視角1以實驗原理及實驗方法為基礎(chǔ)，探究小燈泡功率與電壓的關(guān)系。視角2圖象法處理數(shù)據(jù)及實物連線視角3實驗儀器的選擇及控制電路的選擇視角4數(shù)據(jù)處理方式的改進(jìn)采用“DIS”數(shù)字化實驗系統(tǒng)進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的采集和處理?！纠?】(2013·江蘇卷，10)為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P＝UI得到電功率。實驗所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V，1.8W”，電源為12V的電池，滑動變阻器的最大阻值為10Ω。(1)準(zhǔn)備使用的實物電路如圖4所示。請將滑動變阻器接入電路的正確位置。(用筆畫線代替導(dǎo)線)圖4(2)現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選________Ω的定值電阻。(3)測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除________兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材。(4)小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖5所示。請指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤健D5解析(1)從P－U2圖象上描出的點(diǎn)可知，小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸增大，故滑動變阻器采用分壓電路。根據(jù)P＝IU知，通過小燈泡的最大電流I＝eq\f(P,U)＝0.6A，故電流表選0～0.6A的量程。實物電路如答案中圖所示。(2)由小燈泡規(guī)格可知，小燈泡允許通過的最大電流為0.6A，故要求接入R1后，電路中的總電流要不小于0.6A，根據(jù)I＝eq\f(E,R)得總電阻R＝eq\f(E,I)＝eq\f(12,0.6)Ω＝20Ω，故R1應(yīng)選10Ω的定值電阻。(3)為了實驗儀器的安全，防止電源短路及誤將電源與其他電路接通，所以斷開開關(guān)后，先拆除電池兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線。(4)從坐標(biāo)紙上所描點(diǎn)可以看出這些點(diǎn)不近似在一條直線上，應(yīng)為曲線，小明作出了一條直線不合適。作圖時應(yīng)使這些點(diǎn)占據(jù)整個坐標(biāo)紙，而小明的橫坐標(biāo)只用了一半，所以小明橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適。答案(1)如圖所示(2)10(3)電池(4)圖線不應(yīng)畫為直線，橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合適?！咀兪接?xùn)練】2．(2014·北京海淀區(qū)期末試題)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，所用小燈泡標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣，并提供有以下器材：A．電壓表V(0～5V，內(nèi)阻約5kΩ)B．電流表A1(0～50mA，內(nèi)阻約2Ω)C．電流表A2(0～500mA，內(nèi)阻約1Ω)D．滑動變阻器R1(0～10Ω)E．滑動變阻器R2(0～2kΩ)F．直流電源E(電動勢4.5V，內(nèi)阻不計)G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了提高測量的準(zhǔn)確度和調(diào)節(jié)方便：①實驗中應(yīng)選用電流表________，滑動變阻器________。(填寫器材代號)②請在下面的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。圖6(2)由正確實驗操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖6甲所示。在另一實驗中將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中，電路中電源電壓U(U≤3.8V)恒定，在t＝t0時刻閉合開關(guān)S。由電流傳感器記錄的電流隨時間變化的圖象(i－t)可能是下圖中的____(填“A”、“B”或“C”)圖。解析(1)小燈泡的額定電流是0.3A，所以電流表應(yīng)該選擇C；本實驗滑動變阻器采用分壓接法，所以滑動變阻器應(yīng)該選擇總阻值較小的，選D。(2)滑動變阻器用分壓接法，小燈泡電阻很小，電流表應(yīng)該用外接法。實驗電路圖見解析圖。(3)閉合開關(guān)之后才有電流，小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，所以電流會變小，選項C正確。答案(1)①CD②如圖所示(2)C1．(2014·遼寧五校聯(lián)考)從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，測量小電珠的伏安特性曲線，得到如圖7所示I－U圖線。器材(代號)規(guī)格電流表(A1)量程0～0.6A，內(nèi)阻1Ω電流表(A2)量程0～3A，內(nèi)阻1Ω電壓表(V1)量程0～3V，內(nèi)阻約2kΩ電壓表(V2)量程0～15V，內(nèi)阻約10kΩ滑動變阻器(R0)阻值0～25Ω電池(E)電動勢6V，內(nèi)阻不計開關(guān)(S)，導(dǎo)線若干(1)圖7在如圖7所示的I－U圖線中，A到B過程中小電珠電阻改變了________Ω。(2)測量電路中電流表應(yīng)選用____(填代號)，電壓表應(yīng)選用____(填代號)，電流表應(yīng)采用____(選填“內(nèi)”或“外”)接法。(3)圖8在圖8所示虛線框中用筆補(bǔ)畫完整實驗電路圖，要求變阻器滑片右移時，小電珠兩端電壓變大。解析(1)先分別通過AO和BO連線的斜率，求出A、B兩點(diǎn)對應(yīng)電阻為30Ω和40Ω，則A到B過程中小電珠電阻改變了40Ω－30Ω＝10Ω。(2)由圖象測量的最大數(shù)值可知，電流表應(yīng)選小量程0.6A，即A1，電壓表應(yīng)選較大量程15V，即V2。由于eq\r(RA1RV2)＝100Ω＞40Ω，故應(yīng)采用電流表外接法。(3)電表讀數(shù)從0開始，故變阻器應(yīng)采用分壓式接法，如圖所示。答案(1)10(2)A1V2外(3)見解析圖2．某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而變小。在實驗中，他取一段長為16cm的鉛筆芯，用多用電表測量其電阻大約為4Ω。該同學(xué)要較精確地測量鉛筆芯的電阻，現(xiàn)有下列器材可供選擇：A．電源3V(內(nèi)阻不計)B．電流表0～3A(內(nèi)阻0.1Ω)C．電流表0～600mA(內(nèi)阻0.5Ω)D．電壓表0～3V(內(nèi)阻3kΩ)E．電壓表0～15V(內(nèi)阻200kΩ)F．滑動變阻器(0～10Ω，1A)G．滑動變阻器(0～1kΩ，300mA)(1)除開關(guān)、導(dǎo)線外，實驗中要求能夠在電壓表上從零開始讀取若干組數(shù)據(jù)，需要選用的器材有：__________(填寫字母代號)；(2)用筆畫線代替導(dǎo)線，在實物圖9中連接實驗電路；圖9(3)該同學(xué)記錄了實驗數(shù)據(jù)，并畫出了該鉛筆芯的伏安特性曲線，證實了鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而減小，則該鉛筆芯的伏安特性曲線為下圖中的________。解析(1)因電源電動勢E＝3V，所以選擇量程為0～3V的電壓表D；根據(jù)歐姆定律算出最大電流為0.75A，所以選擇量程為0～600mA的電流表C；滑動變阻器采用分壓式接法，阻值較小的方便調(diào)節(jié)，因此選擇滑動變阻器F。(2)電壓要求從0開始調(diào)節(jié)，滑動變阻器采用分壓式接法；待測鉛筆芯阻值較小，電流表采用外接法。應(yīng)先畫出電路圖(如圖甲)，然后再連接實物圖(如圖乙)。(3)由鉛筆芯的電阻隨溫度的升高而減小知應(yīng)選C。答案(1)ACDF(2)實物連接如解析圖所示(3)C

實驗九測定電源的電動勢和內(nèi)阻注意事項1．可選用舊電池：為了使電路的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。2．電流不要過大，讀數(shù)要快：干電池在大電流放電時，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3A，短時間放電不宜超過0.5A。因此，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3．計算法求E、r：要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再求平均值。4．合理選擇標(biāo)度：為使圖線分布空間大，如圖2所示，縱坐標(biāo)可以不從零開始，則圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，電源的內(nèi)阻不能用r＝eq\f(E,I短)確定，應(yīng)根據(jù)r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))確定。圖2誤差分析①用圖象法求E和r時作圖不準(zhǔn)確。②由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差。?本實驗中測量結(jié)果是：E測<E真，r測<r真。熱點(diǎn)一伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻【例1】(2014·北京卷，21)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。(1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖3中的________(選填“甲”或“乙”)。圖3(2)現(xiàn)有電流表(0～0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A．電壓表(0～15V)B．電壓表(0～3V)C．滑動變阻器(0～50Ω)D．滑動變阻器(0～500Ω)實驗中電壓表應(yīng)選用______；滑動變阻器應(yīng)選用______。(選填相應(yīng)器材前的字母)(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖4的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并畫出U－I圖線。序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480圖4(4)根據(jù)(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。(5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。下圖的各示意圖中正確反映P－U關(guān)系的是________。解析(1)干電池內(nèi)電阻較小，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，選用甲電路時電源內(nèi)電阻的測量值相對誤差小。(2)一節(jié)干電池的電動勢只有1.5V左右，故電壓表應(yīng)選用量程較小的B，干電池的內(nèi)電阻一般只有零點(diǎn)幾歐或幾歐，為調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選用總阻值與之相差較小的C。(3)作圖過程略，圖見答案。(4)由U＝E－Ir知U－I圖線在U軸上的截距表示E、斜率的絕對值表示r，由圖線可得E＝1.50V，r＝0.83Ω。(5)由P＝IU＝eq\f(E－U,r)×U＝eq\f(1,r)(UE－U2)可知，P－U圖線是一條開口向下的拋物線，故選C。答案(1)甲(2)BC(3)如下圖(4)1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)(5)C【變式訓(xùn)練】1．(2014·海淀區(qū)期末試題)在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，實驗室備有下列器材選用A．干電池(電動勢E約1.5V、內(nèi)電阻r約1.0Ω)B．電流表G(滿偏電流2.0mA、內(nèi)阻Rg＝10Ω)C．電流表A(量程0～0.6A、內(nèi)阻約0.5Ω)D．滑動變阻器R(0～20Ω，10A)E．定值電阻R0(限值990Ω)F．開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)一組同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖5甲所示，并利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行了實驗測量。根據(jù)他們的實驗設(shè)計，完成下列問題：閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端P至某一位置，記錄電流表G的示數(shù)I1和電流表A的示數(shù)I2。多次改變滑動端P的位置，得到多組數(shù)據(jù)。在圖乙所示的坐標(biāo)紙上建立I1、I2坐標(biāo)系，并已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點(diǎn)。還有一組數(shù)據(jù)如圖丙中的電表所示，請將此組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)標(biāo)在圖乙的坐標(biāo)系中，并依據(jù)所標(biāo)各點(diǎn)在圖中描繪出I1－I2圖線。圖5利用所畫圖線求得電源的電動勢E＝________V，電源的內(nèi)電阻r＝________Ω。(結(jié)果要求保留兩位小數(shù))(2)圖6另一組同學(xué)采用滑動變阻器和一個多用電表來測定電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗原理如圖6所示。當(dāng)變阻器為某一阻值時，用多用電表的直流電壓擋測出變阻器兩端的電壓U，再卸去變阻器一個接線柱的導(dǎo)線，把多用電表串聯(lián)在電路中，用直流電流擋測出通過變阻器的電流I。隨后改變變阻器的電阻，重復(fù)上述操作，獲得多組U、I數(shù)據(jù)，并計算得出實驗結(jié)果。這個實驗方案在測量原理上的主要缺點(diǎn)是__________。解析(1)根據(jù)所描的點(diǎn)連線，讓直線通過盡可能多的點(diǎn)，偏離較大的點(diǎn)舍去；圖線與縱軸的截距乘1000是電動勢，是1.48V；圖線斜率的絕對值乘1000是內(nèi)阻，內(nèi)阻約為0.59Ω。(2)電流表和電壓表也有內(nèi)阻，將路端電壓和電流分兩次測量，改變了電路。答案(1)如圖所示1.48±0.010.59±0.02(2)將路端電壓和電流分兩次測量(說明：表達(dá)出測量的電流、電壓不是同一狀態(tài)即可)熱點(diǎn)二測定電源電動勢和內(nèi)阻的其他方法探究高考命題視角以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性、設(shè)計性等特點(diǎn)。視角1實驗方法、方案的選擇根據(jù)題目所給儀器→確定實驗方案(伏安法、安阻法、伏阻法等)。安阻法伏阻法eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)縱軸截距為eq\f(R,E)，斜率為eq\f(1,E)縱軸截距為eq\f(1,E)，斜率為eq\f(r,E)視角2實驗器材的靈活選用如：①定值電阻可以作為保護(hù)電阻②定值電阻可以當(dāng)電壓表使用③定值電阻可以當(dāng)電流表使用④電壓表可以當(dāng)小量程的電流表使用【例2】(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，23)利用如圖7所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的實驗器材有：待測電源，電阻箱R(最大阻值為999.9Ω)，電阻R0(阻值為3.0Ω)，電阻R1(阻值為3.0Ω)，電流表(量程為200mA，內(nèi)阻為RA＝6.0Ω)，開關(guān)S。圖7實驗步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；③以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)－R圖線(用直線擬合);④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。回答下列問題：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)與R的關(guān)系式為_________。(2)實驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖8所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：①________，②________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077eq\f(1,I)/A－16.998.00②10.011.011.913.0圖8圖9(3)在圖9的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖，根據(jù)圖線求得斜率k＝________A－1·Ω－1，截距b＝________A－1。(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。解析(1)由閉合電路歐姆定律有E＝IRA＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(IRA,R1)))(R＋R0＋r)，整理得eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)]，代入數(shù)據(jù)得eq\f(1,I)＝eq\f(3.0,E)R＋eq\f(3.0,E)(5.0＋r)。(2)①由題意知該電流表的最小分度為2mA，由題圖8可得讀數(shù)為110mA，考慮到表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字位數(shù)，故結(jié)果應(yīng)為0.110A。②eq\f(1,I)＝9.09A－1。(3)描點(diǎn)作圖如圖所示，由圖線可得k＝eq\f(13.0－6.0,7.0－0)A－1·Ω－1＝1.0A－1Ω－1，b＝6.0A－1。(4)由eq\f(1,I)＝eq\f(3.0,E)R＋eq\f(3.0,E)(5.0＋r)可知k＝eq\f(3.0,E)，b＝eq\f(3.0,E)(5.0＋r)，將k＝1.0A－1Ω－1、b＝6.0A－1代入可得E＝3.0V，r＝1.0Ω。答案(1)eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)[RA＋eq\f(RA＋R1,R1)(r＋R0)]或eq\f(1,I)＝eq\f(3.0,E)R＋eq\f(3.0,E)(5.0＋r)(2)①0.110②9.09(3)圖見解析1.0(在0.96～1.04之間均對)6.0(在5.9～6.1之間均對)(4)3.0(在2.7～3.3之間均對)1.0(在0.6～1.4之間均對)【變式訓(xùn)練】2.某同學(xué)用如圖10所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱。干電池的工作電流不宜超過0.5A。實驗室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電阻箱(阻值范圍0～999.9Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。圖10(1)請根據(jù)圖10的電路圖在圖11中畫出連線，將器材連接成實驗電路。(2)實驗時，改變電阻箱R的值，記錄電壓表的示數(shù)U，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。圖11根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖12所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線。由圖象得出電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。圖12(3)關(guān)于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是()A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B．該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C．本實驗用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D．如果將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差解析根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U＋eq\f(Ur,R)，變換為eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，結(jié)合圖象可得圖線斜率eq\f(r,E)＝eq\f(0.85,0.40)＝2.125，圖線在縱軸上截距eq\f(1,E)＝0.35，解得電動勢E＝2.86V，內(nèi)阻r＝6.07Ω。電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，選項A錯誤；該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤。答案(1)如下圖所示(2)2.86(2.85～2.87均可)6．07(6.06～6.08均可)(3)CD1．(2014·高考沖刺卷一)某實驗小組利用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻(1)請在虛線框中畫出實驗的電路圖。eq\x(,,,)(2)實驗的主要步驟如下：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零，將開關(guān)S斷開，按照電路圖連線。②調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值至________。③將開關(guān)S閉合，逐漸調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉(zhuǎn)，記下此時電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U。④圖13改變電阻箱的阻值，測出幾組U及R的數(shù)據(jù)，作出eq\f(1,R)－eq\f(1,U)的圖線如圖13所示(單位為國際單位制單位)。(3)由作出的eq\f(1,R)－eq\f(1,U)圖線可求得電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析(2)為了保護(hù)電路，電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為最大值。(3)由閉合電路歐姆定律E＝U＋eq\f(U,R)r，得到eq\f(1,R)＝eq\f(E,r)·eq\f(1,U)－eq\f(1,r)，由圖象在縱軸上截距的絕對值得內(nèi)阻r＝1.0Ω，由圖象斜率可得電動勢E＝3.3V。答案(1)如圖所示(2)最大值(3)3.31.0Ω2.圖14用圖14所示的電路測定一種特殊電池的電動勢和內(nèi)阻，它的電動勢E約為8V，內(nèi)阻r約為30Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為40mA。為防止調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用了一個定值電阻充當(dāng)保護(hù)電阻，除待測電池外，可供使用的實驗器材還有：A．電流表A(量程為0.05A、內(nèi)阻約為0.2Ω)B．電壓表V(量程為6V、內(nèi)阻為20kΩ)C．定值電阻R1(阻值為100Ω、額定功率為1W)D．定值電阻R2(阻值為200Ω、額定功率為1W)E．滑動變阻器R3(阻值范圍為0～10Ω、額定電流為2A)F．滑動變阻器R4(阻值范圍為0～750Ω、額定電流為1A)G．導(dǎo)線和單刀單擲開關(guān)若干(1)為了電路安全及便于操作，定值電阻應(yīng)該選________；滑動變阻器應(yīng)該選________。(填寫器材名稱)(2)接入符合要求的用電器后，閉合開關(guān)S，調(diào)滑動變阻器的阻值，讀取電壓表和電流表的示數(shù)。取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖15所示的圖線。根據(jù)圖線得出該電池的電動勢E為________V，內(nèi)阻r為________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖15(3)若所給的電壓表已被損壞，其他器材均可使用。重新選擇器材，設(shè)計電路測定該電池的電動勢和內(nèi)阻。請在虛線框中畫出設(shè)計的電路圖并在上面標(biāo)明選定器材的名稱。解析(1)電壓表量程為6V，電池允許輸出的最大電流為40mA，故滑動變阻器接入電路電阻必大于150Ω，所以滑動變阻器應(yīng)選R4，保護(hù)電阻至少要分壓2V，當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，保護(hù)電阻要分壓8V，所以保護(hù)電阻應(yīng)選阻值為200Ω的R2。(2)圖線縱軸截距為電池電動勢，可得E＝7.8V。圖線的斜率k＝R2＋r＝eq\f(7.80－0.00,0.034－0.00)Ω＝229Ω，得r＝29Ω。(3)電壓表損壞，至少要測量2次，根據(jù)所提供器材，可以考慮用2個單刀單擲開關(guān)改變電路總電阻，測出對應(yīng)電流，得出電池內(nèi)阻和電動勢，所以設(shè)計如圖所示電路。答案(1)R2R4(2)7.8(7.7～7.9均對)29(26～32均對)(3)見解析圖實驗十練習(xí)使用多用電表實驗?zāi)康?．了解多用電表的構(gòu)造和原理，掌握多用電表的使用方法。2．會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3．會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。實驗原理1．外部構(gòu)造(如圖1所示)(1)轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等。(2)表盤的上部為表頭，用來表示電流、電壓和電阻的多種量程。圖12.歐姆表原理(1)內(nèi)部電路簡化如圖2所示。圖2(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律①當(dāng)紅、黑表筆短接時，Ig＝eq\f(E,Rg＋R＋r)，②當(dāng)被測電阻Rx接在紅、黑表筆兩端時，I＝eq\f(E,Rg＋R＋r＋Rx)。③當(dāng)I中＝eq\f(1,2)Ig時，中值電阻R中＝Rg＋R＋r。實驗器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。實驗步驟1．機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置。若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。2．將紅、黑表筆分別插入“＋”、“－”插孔。3．測量小燈泡的電壓和電流(1)按如圖3甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端的電壓。(2)按如圖3乙所示連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流。圖34．測量定值電阻用多用電表測電阻的步驟：(1)調(diào)整定位螺絲，使指針指向電流的零刻度。(2)選擇開關(guān)置于“Ω”擋的“×1”，短接紅、黑表筆，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，然后斷開表筆，再使指針指向∞。(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(4)選擇開關(guān)改置“×100”擋，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。(5)再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端，讀出指示的電阻值，然后斷開表筆，與標(biāo)定值進(jìn)行比較。(6)測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋。5．測量二極管的正、反向電阻(1)二極管常用半導(dǎo)體材料制成，它有兩個極，一個正極，一個負(fù)極，符號為。(2)將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時，電阻示數(shù)較小，電路導(dǎo)通。反之電阻示數(shù)很大，電路截止。(如圖4所示)由此可判斷出二極管的正、負(fù)極。圖4(3)測正、反向電阻①測正向電阻：用多用電表的電阻擋，量程撥到“×10”的位置上，將紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，然后兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零后，將黑表筆接觸二極管正極，紅表筆接觸二極管負(fù)極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1。②測反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋，方法同上。6．探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件探究項目應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同二極管歐姆擋正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大電容器歐姆擋指針先指向某一小阻值，后逐漸增大到“∞”，且指針擺動越來越慢電感線圈歐姆擋示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù)注意事項多用電表使用的“七大注意”(1)使用前要機(jī)械調(diào)零。(2)兩表筆在使用時，電流總是“紅入”“黑出”。(3)選擇開關(guān)的功能區(qū)域，要分清是測電壓、電流、電阻，還要分清是交流還是直流。(4)電壓、電流擋為量程范圍擋，歐姆擋為倍率擋。(5)刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電壓、交流、直流共用，下為交流2.5V專用。(6)測電阻時：①待測電阻與電路、電源一定要斷開。②兩手一定不要同時接觸兩筆金屬桿。③指針指中值附近較準(zhǔn)，否則換擋。④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。⑤讀出示數(shù)要乘以倍率。(7)使用完畢，選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，長期不用應(yīng)取出電池。熱點(diǎn)一考查多用電表的原理及讀數(shù)【例1】(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，23)某學(xué)生實驗小組利用圖5所示電路，測量多用電表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有：多用電表；電壓表：量程5V，內(nèi)阻十幾千歐；滑動變阻器：最大阻值5kΩ；導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}：圖5(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1k”擋，再將紅表筆和黑表筆__________，調(diào)零點(diǎn)。(2)將圖5中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端。(3)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖6所示，這時電壓表的示數(shù)如圖7所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為________kΩ和________V。圖6圖7(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12kΩ和4.00V。從測量數(shù)據(jù)可知，電壓表的內(nèi)阻為________kΩ。圖8(5)多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖8所示。根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得，此多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V，電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為______kΩ。解析(1)使用多用電表測電阻前，應(yīng)首先將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零。(2)多用電表電流為“紅進(jìn)黑出”，題圖5中外電路電流由2到1，所以紅表筆應(yīng)連1端。(3)多用電表擋位為×1k，指針指15，則R＝15×1k＝15kΩ，由圖7知電壓表讀數(shù)為3.60V。(4)當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為零時，多用電表所測電阻為外電路電阻，即電壓表內(nèi)阻，所以電壓表內(nèi)阻為12kΩ。(5)15.0kΩ為多用電表電阻擋的中值電阻，中值電阻阻值即內(nèi)電路阻值，所以電阻“×1k”擋內(nèi)部電路的總電阻為15.0kΩ，設(shè)內(nèi)電路電池電動勢為E，則當(dāng)電壓表示數(shù)為4.00V時，eq\f(E,15＋12)＝eq\f(4,12)，解得：E＝9.00V。答案(1)短接(2)1(3)153.60(4)12(5)9.0015歐姆表刻度盤特點(diǎn)及多用電表讀數(shù)技巧1．歐姆表刻度盤不同于電壓、電流表刻度盤(1)左∞右0：電阻無限大與電流、電壓零刻度重合，電阻零與電流、電壓最大刻度重合。(2)刻度不均勻：左密右疏。(3)歐姆擋是倍率擋，即讀出的示數(shù)應(yīng)再乘以該擋的倍率。電流、電壓擋是量程范圍擋。在不知道待測電阻的估計值時，應(yīng)先從小倍率開始，熟記“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因為歐姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測量前指針指在左側(cè)“∞”處)。2．讀數(shù)技巧(1)歐姆表的讀數(shù)①為了減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤eq\f(1,3)到eq\f(2,3)的部分，即中央刻度附近。②除非指針?biāo)诳潭缺P處每個小格表示1Ω時，要估讀到下一位，其余情況都不用估讀。③電阻值等于指針示數(shù)與所選倍率的乘積。(2)測電壓、電流時的讀數(shù)，要注意其量程，根據(jù)量程確定精確度，精確度是1、0.1、0.01時要估讀到下一位，精確度是2、0.02、5、0.5時，不用估讀到下一位。eq\a\vs4\al(【變式訓(xùn)練】)1．在“測金屬絲電阻率”實驗中：(1)測長度時，金屬絲的起點(diǎn)、終點(diǎn)位置如圖9(a)所示，則長度為________cm；(2)用螺旋測微器測金屬絲直徑，示數(shù)如圖(b)，則直徑為________mm；(3)用多用電表“×100”歐姆擋估測其電阻，示數(shù)如圖(c)，則阻值為________Ω；(4)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時，指針位于圖(d)位置，則所測電流為________mA；當(dāng)選用的量程為250mA的電流擋測量電流時，指針仍位于圖(d)位置，則所測電流為____mA；(5)當(dāng)選用量程為10V的直流電壓擋測量電壓時，表針也位于圖(d)位置，則所測電壓為________V；若選用量程為50V的直流電壓擋測量電壓時，表針位于圖(d)位置，則所測電壓為________V。圖9解析(1)圖(a)中，金屬絲的長度l＝70.50cm－10.00cm＝60.50cm；(2)金屬絲直徑：D＝1.50mm＋48.0×0.01mm＝1.980mm；(3)歐姆表的示數(shù)為500Ω；(4)選用量程為50mA時，其最小刻度為1mA，故對應(yīng)的讀數(shù)為23.0mA；當(dāng)選用的量程為250mA時，最小刻度為5mA，故對應(yīng)的讀數(shù)為115mA；(5)選用量程為10V時，其最小刻度為0.2V，故對應(yīng)的讀數(shù)為4.6V；若選用量程為50V，最小刻度為1V，則其讀數(shù)為23.0V。答案(1)60.50(2)1.980(3)500(4)23.0115(5)4.623.0熱點(diǎn)二多用電表的使用【例2】[2014·重慶卷，6(1)]某照明電路出現(xiàn)故障，其電路如圖10所示，該電路用標(biāo)稱值12V的蓄電池為電源，導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點(diǎn)，用紅表筆分別探測電路的a、b點(diǎn)。圖10圖11(1)斷開開關(guān)，紅表筆接a點(diǎn)時多用表指示如圖11所示，讀數(shù)為________V，說明________正常(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。(2)紅表筆接b點(diǎn)，斷開開關(guān)時，表針不偏轉(zhuǎn)，閉合開關(guān)后，多用表指示仍然和圖11相同，可判定發(fā)生故障的器件是________。(選填：蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)解析(1)由于多用電表的擋位選為直流50V，所以讀數(shù)時可選用0～50V的刻度，故讀數(shù)應(yīng)為11.5V，兩表筆接a、c時，測量電池兩端的電壓，此讀數(shù)等于蓄電池的電動勢，說明蓄電池是正常的。(2)若兩表筆接b、c兩點(diǎn)時，電壓表讀數(shù)仍為11.5V，說明a、b之間是通路，保險絲和開關(guān)正常，b、c之間是斷路小燈發(fā)生斷路故障。答案(1)11.5(11.2～11.8之間的值均可)蓄電池(2)小燈【變式訓(xùn)練】2．某實驗小組利用一滑動變阻器和未知內(nèi)阻的微安表，來測量多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢E。(1)該小組采用圖12甲的電路進(jìn)行實驗，請將圖乙中的實物連線連接完整。圖12(2)請將下面的實驗步驟補(bǔ)充完整：a．插上紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“×1k”位置，將紅、黑表筆________，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指到“0Ω”。b．按照電路圖連接好電路。c．接通開并，改變滑動變阻器的阻值，得到多用電表和微安表的示數(shù)分別如圖13所示。多用電表和微安表的讀數(shù)分別為________kΩ和________μA。圖13d．?dāng)嚅_開關(guān)，拔下紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)扳到________位置。(3)由以上信息可得多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢為________V(保留兩位有效數(shù)字)。解析(1)根據(jù)電路圖，連接實物圖，注意紅、黑表筆的正、負(fù)接法。(2)a.根據(jù)歐姆表的使用方法可知，選擋后應(yīng)將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零；c.歐姆表的讀數(shù)為R＝22×1kΩ＝22kΩ，微安表的讀數(shù)為242μA或243μA或244μA。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋R0)，I表示微安表的示數(shù)、R表示多用電表的讀數(shù)、R0表示多用電表的內(nèi)阻，代入數(shù)據(jù)有E＝242×10－6×(22＋15)×103V＝8.954V≈9.0V。答案(1)電路連接如圖(2)短接22242或243或244OFF或交流電壓最高擋(3)9.01．[2014·安徽卷，21，Ⅱ(1)]某同學(xué)為了測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下實驗。他先用多用表進(jìn)行了正確的測量，測量時指針位置如圖14所示，得到電壓表的內(nèi)阻為3.00×103Ω，此時電壓表的指針也偏轉(zhuǎn)了。已知多用表歐姆擋表盤中央刻度值為“15”，表內(nèi)電池電動勢為1.5V，則電壓表的示數(shù)應(yīng)為________V(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。圖14解析電壓表的示數(shù)即為等效電路的路端電壓，由表盤讀數(shù)可知，現(xiàn)在的歐姆表用的是“×100”檔，故現(xiàn)在的多用表內(nèi)阻為1500Ω，由閉合電路歐姆定律可得U＝eq\f(E,R＋r)R＝1.0V。答案1.02．[2014·天津卷，9(3)]現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用電表(僅可使用歐姆擋);一個電池組E(電動勢6V)；一個滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流1A)；兩個相同的電流表G(內(nèi)阻Rg＝1000Ω，滿偏電流Ig＝100μA)；兩個標(biāo)準(zhǔn)電阻(R1＝29000Ω，R2＝0.1Ω)一個電鍵S、導(dǎo)線若干。(1)為了設(shè)計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，采用“×10”擋，調(diào)零后測量該電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)非常大，最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來，下列判斷和做法正確的是________(填字母代號)。A．這個電阻阻值很小，估計只有幾歐姆B．這個電阻阻值很大，估計有幾千歐姆C．如需進(jìn)一步測量可換“×1”擋，調(diào)零后測量D．如需進(jìn)一步測量可換“×1k”擋，調(diào)零后測量(2)根據(jù)粗測的判斷，設(shè)計一個測量電路，要求測量盡量準(zhǔn)確并使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁。解析(1)因為電表指針幾乎滿偏，故可知所測電阻很小，只有幾歐姆，所以選項A正確，B錯誤；根據(jù)歐姆表的特點(diǎn)，若要進(jìn)一步精確測量，應(yīng)換用小倍率，并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，所以選項C正確，D錯誤；(2)根據(jù)伏安法測電阻原理和串、并聯(lián)電路規(guī)律，可將一個電流表串聯(lián)電阻R1后改裝成電壓表測量電壓，另一個電流表并聯(lián)R2后改裝成電流表測量電流，題目要求能耗較小，故變阻器采用限流式，所以電路設(shè)計如下圖所示：答案(1)AC(2)見解析圖3．如圖15甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對其進(jìn)行探測。圖15(1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖乙中多用電表的________(選填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)在判定黑箱中無電源后，將選擇開關(guān)旋至“×1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測量各接點(diǎn)間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn)，每對接點(diǎn)間正、反向阻值均相等，測量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時，多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請將記錄表補(bǔ)充完整，并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。兩表筆接的接點(diǎn)多用電表的示數(shù)a、b________Ωa、c10.0Ωb、c15.0Ω解析(1)多用電表使用前應(yīng)進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，機(jī)械調(diào)零裝置為A。(2)使用多用電表進(jìn)行測量時，為保證電表不被損壞往往要進(jìn)行試觸，即讓兩表筆進(jìn)行短暫接觸，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，若持續(xù)接觸則有可能損壞電表。(3)黑箱中無電源且每對接點(diǎn)間正、反阻值相等，由多用電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0Ω，由a、b間電阻為5Ω，a、c間為10Ω，b、c間為15Ω知，電路為a、b間5Ω的電阻與a、c間10Ω電阻串聯(lián)而成，電路圖如答案圖所示。答案(1)A(2)短暫(3)5.0電路圖見下圖章末質(zhì)量檢測(七)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題7分，共42分。在每小題給出的四個選項中，第1～4題只有一項符合題目要求，第5～6題有多項符合題目要求。)1.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能受外界條件的影響很大，有的半導(dǎo)體在溫度升高時其電阻減小得非常迅速，利用這種半導(dǎo)體材料可以制成體積很小的熱敏電阻。如圖1所示是火警報警系統(tǒng)的部分電路，其中RT為熱敏電阻，電流表A為值班室的顯示器，a、b之間接報警器。當(dāng)熱敏電阻RT所在處出現(xiàn)火情時，電流表A的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是()圖1A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小，U變大D．I變小，U變小解析根據(jù)題意可知，當(dāng)出現(xiàn)火情時，RT的電阻隨著溫度升高減小得非常迅速，在電路中外電路的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,r＋R外)可知干路電流增大，由U端＝E－Ir可知路端電壓減小，電壓表測量路端電壓，因此U變小，排除A、C選項；因干路電流I增大，R1兩端的電壓增大，而外電路的電壓減小，故R2和RT兩端的電壓會減小，因此電流表示數(shù)會減小，D正確。答案D2.如圖2所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，若調(diào)整可變電阻R的阻值，可使電壓表的示數(shù)減小ΔU(電壓表為理想電表)，在這個過程中()圖2A．通過R1的電流減小，減小量一定等于eq\f(ΔU,R1)B．R2兩端的電壓增加，增加量一定等于ΔUC．路端電壓減小，減小量一定等于ΔUD．通過R2的電流增加，但增加量一定大于eq\f(ΔU,R2)解析電壓表示數(shù)減小，可知R減小，設(shè)路端電壓、干路電流分別為U、I，電壓表示數(shù)為U1，流過R1、R2的電流分別為I1、I2，電阻改變后，分別為U′、I′、U1′、I1′、I2′，則U1＝I1R1，U1′＝I1′R1，ΔU＝U1－U1′＝(I1－I1′)R1，eq\f(ΔU,R1)＝I1－I1′＝ΔI，A正確。U2＝E－U1－Ir，U2′＝E－U1′－I′r，得ΔU2＝(U1－U1′)－(I′－I)r＝ΔU－(I′－I)r<ΔU，B錯誤；路端電壓減小量小于ΔU，C錯誤；ΔU＝(I′－I)(r＋R2)，ΔI2＝I′－I＝eq\f(ΔU,r＋R2)<eq\f(ΔU,R2)，D錯誤。答案A3.如圖3所示，平行板電容器中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，則當(dāng)滑動變阻器R的滑片向b端移動時，以下說法中正確的是()圖3A．電流表讀數(shù)減小B．電壓表讀數(shù)減小C．帶電質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動D．R3上消耗的功率逐漸增大解析由圖可知，電阻R2與滑動變阻器R串聯(lián)后與R3并聯(lián)，并聯(lián)后再與電阻R1串聯(lián)接在電源兩端，平行板電容器與R3并聯(lián)。當(dāng)滑動變阻器的滑片向b端移動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，則電路中的總電阻減小。由閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，路端電壓減小，電阻R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小。由歐姆定律可知，流過電阻R3的電流減小，則流過R2和R的電流增大，故電流表的示數(shù)增大，選項A錯誤；因R2和R的總電壓減小，而R2兩端的電壓增大，所以電壓表的示數(shù)減小，選項B正確；因R3兩端的電壓減小，所以平行板電容器兩端的電壓減小，故帶電質(zhì)點(diǎn)P受到的向上的電場力減小，重力大于電場力，所以帶電質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動，選項C錯誤；由于R3兩端的電壓減小，由P＝eq\f(U2,R3)可知，電阻R3上消耗的功率減小，選項D錯誤。答案B4．如圖4所示是飲水機(jī)的工作電路簡化圖，S是溫控開關(guān)，當(dāng)溫度升高到一定溫度時，它會自動切換，使飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；R0是飲水機(jī)加熱管電阻，R是與加熱管串聯(lián)的電阻。表格是從其說明書中摘錄的一些技術(shù)數(shù)據(jù)。不考慮R0、R的電阻受溫度變化的影響，表中的功率均指加熱管的功率。當(dāng)S閉合時，下列關(guān)于飲水機(jī)的工作狀態(tài)和R0的阻值正確的是()圖4穩(wěn)定電壓220V頻率50Hz加熱功率550W保溫功率22WA．加熱，220ΩB．加熱，88ΩC．保溫，88ΩD．保溫，220Ω解析當(dāng)S閉合時，由于電路中的有效電阻只有R0，故此時電路中的總電阻最小，對應(yīng)的加熱管電阻功率最大，故為加熱狀態(tài)。由R0＝eq\f(U2,P)可得其電阻為88Ω，B正確。答案B5.平行板電容器C與三個可變電阻器R1、R2、R3以及電源連成如圖5所示的電路。閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后，電容器C兩極板帶有一定的電荷。要使電容器所帶電荷量增加，以下方法中可行的是()圖5A．只增大R1，其他不變B．只增大R2，其他不變C．只增大R3，其他不變D．只減小a、b兩極板間的距離，其他不變解析R1和R2串聯(lián)，電容器兩端電壓跟R2兩端電壓相同。根據(jù)C＝eq\f(Q,U)可知如果不改變電容，則只需增大R2兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓關(guān)系(電阻越大分壓越大)可知只增大R2或者只減小R1均可，選項B對，A、C錯；只減小a、b兩極板間的距離會使電容增大，由Q＝CU可知，電容器所帶電荷量增加，選項D對。答案BD6.(2014·上海卷)如圖6所示，電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則()圖6A．A的示數(shù)增大B．V2的示數(shù)增大C．ΔU3與ΔI的比值大于rD．ΔU1大于ΔU2解析由于電壓表、電流表都是理想電表，則電流表可以看成短路，因此外電路為定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測的是總電流，電壓表V1測的是R兩端的電壓，V2測的是電源的外電壓，V3測的是滑動變阻器兩端的電壓，當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動時，電路中的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，電流表示數(shù)增大，A項正確；內(nèi)電壓增大，外電壓減小，電壓表V2示數(shù)減小，B項錯誤；eq\f(ΔU3,ΔI)＝R＋r，C項正確；eq\f(ΔU1,ΔI)＝R，eq\f(ΔU2,ΔI)＝r，由于R大于r，因此ΔU1大于ΔU2，D項正確。答案ACD二、非選擇題(本題共4小題，共58分)7．(12分)欲測量一個電流表的內(nèi)阻，根據(jù)以下要求來選擇器材并設(shè)計電路：a．無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，電流表都不會超量程；b．有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)?，F(xiàn)備有如下器材：A．待測電流表A1(量程3mA，內(nèi)阻約為50Ω)B．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻未知)C．電流表A2(量程15mA，內(nèi)阻為10Ω)D．保