2025版南方鳳凰臺(tái)5A教案基礎(chǔ)版物理第9章　電路及其應(yīng)用含答案1

2025版《南方鳳凰臺(tái)5A教案基礎(chǔ)版物理第9章電路及其應(yīng)用含答案實(shí)驗(yàn)十一測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻基礎(chǔ)梳理1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)進(jìn)一步理解閉合電路歐姆定律，掌握用電壓表和電流表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法．(2)掌握用圖像法求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法；理解并掌握路端電壓U與干路電流I的關(guān)系圖像(即U-I圖像)與縱、橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)的意義以及圖像斜率的意義．2．實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是閉合電路的歐姆定律，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．圖1(1)公式法：改變變阻器的阻值，從電流表、電壓表中讀出幾組U、I值，由U＝__E－Ir__可得E＝U1＋I(xiàn)1r，E＝U2＋I(xiàn)2r，解得E＝eq\f(I1U2－I2U1,I1－I2)、r＝eq\f(U2－U1,I1－I2)，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，分別求出幾組E和r的值，然后求出它們的平均值．(2)圖像法：改變R的阻值，多測(cè)幾組U、I值．實(shí)驗(yàn)中至少測(cè)出6組U、I值，且變化范圍要大些，然后在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，所得直線與縱軸的交點(diǎn)即為__電源電動(dòng)勢(shì)值__，圖線__斜率__的絕對(duì)值即為內(nèi)阻r的值．如圖2所示．圖23．實(shí)驗(yàn)器材電池(被測(cè)電源)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)連接電路電流表用0～0.6A量程，電壓表用0～3V量程，按圖1連接好電路．(2)測(cè)量與記錄①把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路的阻值最大的一端．②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1).用同樣方法測(cè)量幾組I、U值．(3)數(shù)據(jù)處理、整理器材①斷開開關(guān)，拆除電路整理好器材．②取坐標(biāo)紙，以__電流I__為橫軸，__路端電壓U__為縱軸，描繪出所記錄的各組I、U值的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，連成U-I圖線．延長U-I圖線，它與坐標(biāo)軸有兩個(gè)交點(diǎn)，讀取E，進(jìn)一步可以算出r＝__eq\f(ΔU,ΔI)__，如圖2所示．5．注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)采用伏安法，正確的實(shí)驗(yàn)電路為電流表外接法(電流表相對(duì)于電源外接，如圖1所示)，不要接成電流表內(nèi)接法(如圖3所示).圖3(2)合理選擇電壓表、電流表量程．測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電壓表選0～3V量程，電流表選0～0.6A量程，滑動(dòng)變阻器選0～10Ω.(3)應(yīng)使用內(nèi)阻大些(用過一段時(shí)間)的干電池；在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大；每次讀完I和U的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時(shí)E和r明顯變化．(4)在作U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱分布在直線的兩側(cè)，不要顧及個(gè)別偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以減小偶然誤差．(5)干電池內(nèi)阻較小時(shí)，U的變化較慢，此時(shí)，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)將呈現(xiàn)如圖4甲所示的狀況，為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始，如圖乙所示，把坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小些．此時(shí)圖線與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流．另外，計(jì)算內(nèi)阻要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)，用r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))算出電池的內(nèi)阻r.圖46．誤差分析(1)偶然誤差①由讀數(shù)不準(zhǔn)和電表線性不良引起的誤差．②用圖像法求E和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差．③測(cè)量過程中通電時(shí)間過長或電流過大，引起E、r變化的誤差．(2)系統(tǒng)誤差由于電壓表和電流表內(nèi)阻影響而導(dǎo)致的誤差．①如圖5甲所示，在理論上E＝U＋(IV＋I(xiàn)A)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓，而實(shí)驗(yàn)中忽略了通過電壓表的電流IV而形成誤差，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大．圖5結(jié)論：Ⅰ．當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，IV＝0，IA＝I短，短路電流測(cè)量值＝真實(shí)值．Ⅱ．E測(cè)<E真．Ⅲ．因?yàn)閞測(cè)＝eq\f(E測(cè),I短)，所以r測(cè)<r真．從電路的角度看，電壓表應(yīng)看成內(nèi)電路的一部分，故實(shí)際測(cè)出的是電池和電壓表這一整體的等效內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)(r測(cè)和E測(cè))，如圖5乙所示，因?yàn)殡妷罕砗碗姵夭⒙?lián)，所以r測(cè)小于電池內(nèi)阻r真，因?yàn)橥怆娮鑂斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓Uab等于電動(dòng)勢(shì)E測(cè)，此時(shí)，電源與電壓表構(gòu)成回路，所以Uab<E真，即E測(cè)<E真．②若采用如圖6甲所示的電路，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有E＝U＋UA＋I(xiàn)Ar，其中UA不可知，而造成誤差，而且電流表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流為零時(shí)，UA＝0，電壓為準(zhǔn)確值，等于E，如圖6乙所示．圖6結(jié)論：Ⅰ．E為真實(shí)值．Ⅱ．I短測(cè)<I短真．Ⅲ．因?yàn)閞測(cè)＝eq\f(E,I短測(cè))，所以r測(cè)>r真，r測(cè)為r真和RA的串聯(lián)值，由于通常情況下電池的內(nèi)阻較小，所以這時(shí)r測(cè)的測(cè)量誤差非常大．教材原型實(shí)驗(yàn)(2023·泰州期末)用如圖甲所示電路測(cè)定兩節(jié)串聯(lián)而成的干電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．甲乙(1)電流表選擇0.6A量程，讀出圖乙中電流表的讀數(shù)為__0.54__A.解析：電流表選擇0.6A量程，最小分度為0.02A，讀出圖中電流表的讀數(shù)為0.54A．(2)某次實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)出多組U、I值，記入下表．U/V2.812.702.632.502.40I/A0.100.200.300.380.50作出U-I圖像，由圖像可得出該電池組的電動(dòng)勢(shì)為__2.9__V，內(nèi)阻為__1.0__Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖線如圖所示由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋I(xiàn)r，解得U＝E－Ir，由圖示圖線可知，該電池組的電動(dòng)勢(shì)為E＝2.9V該電池組的內(nèi)阻為r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(2.9－2.4,0.5)Ω＝1.0Ω.(3)上述實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差是由于__電壓表的分流__．解析：由電路結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)電路中的電流為零時(shí)，由于電壓表的分流作用，電源仍有電流通過，所以電壓表的示數(shù)小于電動(dòng)勢(shì)．電流表相對(duì)于電源內(nèi)阻是外接法，所以測(cè)得的內(nèi)阻小于真實(shí)值．創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)(2023·揚(yáng)州期初)小明用如圖1所示的電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．圖1(1)開關(guān)閉合前，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到__最大值__(填“最大值”“最小值”或“任意值”).解析：開關(guān)閉合前，應(yīng)將電路中電阻調(diào)到最大值，從而使開關(guān)閉合后電路中電流最小，起到保護(hù)電路的作用．(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，小明用多用電表的直流電壓擋來檢測(cè)故障，保持開關(guān)閉合，將__黑__(填“紅”或“黑”)表筆始終接觸a位置，另一表筆依次試觸b、c、d、e、f五個(gè)接線柱，發(fā)現(xiàn)試觸b、c、d時(shí)，多用電表均有示數(shù)，試觸e、f時(shí)多用電表均無示數(shù)．若電路中僅有一處故障，則故障是__B__．A．接線柱bd間短路B．接線柱de間斷路C．定值電阻斷路解析：電壓表測(cè)量電壓時(shí)紅表筆電勢(shì)高，黑表筆電勢(shì)低，所以黑表筆與電源負(fù)極相連，應(yīng)將黑表筆始終接觸a位置；試觸b、c、d時(shí)，多用電表均有示數(shù)，試觸e、f時(shí)多用電表均無示數(shù)，說明接線柱de間斷路，故選B.(3)排除故障后按規(guī)范操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變電阻箱R的阻值，分別讀出電壓表和電阻箱的示數(shù)U、R.某一次測(cè)量，電壓表的示數(shù)如圖2所示，示數(shù)為__2.50__V.圖2解析：如圖2所示，電壓表示數(shù)為2.50V.(4)作出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖線如圖3所示，已知圖線斜率為k，縱軸截距為b，則可得電池組的電動(dòng)勢(shì)E＝__eq\f(1,b)__，內(nèi)阻r＝__eq\f(k,b)－R0__．(用k、b和R0表示)圖3解析：由閉合電路歐姆定律可知U＝IR，I＝eq\f(E,R＋R0＋r)，聯(lián)立可得eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，結(jié)合eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像可知eq\f(1,E)＝b，k＝eq\f(R0＋r,E)，解得電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(1,b)，內(nèi)阻為r＝eq\f(k,b)－R0.(5)為了分析電表內(nèi)阻引起的誤差，有同學(xué)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，用I＝eq\f(U,R)計(jì)算出相應(yīng)的電流，并作出U-I圖像，如圖4中實(shí)線所示．然后作出電壓表示數(shù)U隨通過電源的電流I變化的圖像，如圖4中虛線所示，其中正確的圖像是__D__． A B C D圖4解析：由題意可知I＝eq\f(U,R)，可知電流I為電阻箱中的電流，由于電壓表的分流作用，通過電源的電流滿足I真>I，當(dāng)電壓表示數(shù)為0時(shí)，即外電路短路時(shí)，有I＝I真，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．(2023·常州期末)某同學(xué)測(cè)量一新型電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，器材有：一個(gè)滿偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω的表頭，一個(gè)開關(guān)，電阻箱(0～999.9Ω)，滑動(dòng)變阻器R0(最大阻值100Ω，允許最大電流1.5A)，若干導(dǎo)線，刻度尺和記號(hào)筆．(1)由于表頭量程偏小，該同學(xué)將表頭與電阻箱連接，將表頭改裝成量程為50mA的電流表，該電阻箱阻值應(yīng)為__5.0__Ω(保留兩位有效數(shù)字).解析：將小量程的電流表改裝成大量程的電流表需要并聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)歐姆定律可知并聯(lián)電阻的阻值為R＝eq\f(IgRg,IA－Ig)＝eq\f(100×10-6×2500,50×10-3－100×10-6)Ω＝5.0Ω，故電阻箱阻值應(yīng)為5.0Ω.(2)該同學(xué)用改裝后的電流表測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成表頭改裝和實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物圖連接．解析：將電流表與電阻箱并聯(lián)，與其他元件串聯(lián)，實(shí)物圖連接如圖所示(3)開關(guān)閉合前，借助刻度尺和記號(hào)筆將滑動(dòng)變阻器的電阻絲螺線管均分成5等份，將相應(yīng)位置標(biāo)記為n＝0、1、2、3、4、5，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器滑片依次置于不同標(biāo)記點(diǎn)n，并記錄改裝后電流表的示數(shù)，即可得到下表的5組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中作出eq\f(1,I)-n圖像．n54321I/mA16.019.123.832.150.0eq\f(1,I)/A-162.552.442.031.220.0解析：根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用直線連線，讓大部分點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)，距離較大的點(diǎn)舍去．圖像如圖所示(4)求出該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝__1.9__V，內(nèi)阻r＝__13__Ω(均保留兩位有效數(shù)字).解析：改裝后電流表的內(nèi)阻R內(nèi)＝eq\f(IgRg,IA)＝eq\f(100×10-6×2500,50×10-3)Ω＝5.0Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R內(nèi)＋r＋\f(nR0,5)))，即eq\f(1,I)＝eq\f(R內(nèi)＋r,E)＋eq\f(nR0,5E)，圖像的斜率為eq\f(R0,5E)＝eq\f(70－10,5.6)A-1，圖像縱軸截距為eq\f(R內(nèi)＋r,E)＝10A-1，代入數(shù)據(jù)解得E＝1.9V，r＝13Ω.1．(2023·湖北卷)某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)電流表(量程0～0.6A)電阻箱(阻值0～999.9Ω)干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干．圖(a)圖(b)(1)根據(jù)圖(a)，完成圖(b)中的實(shí)物圖連線．解析：實(shí)物連線如圖所示：(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)．逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖(c)所示，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為__1.58__V(保留三位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為__0.64__Ω(保留兩位有效數(shù)字).圖(c)解析：由閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir，由圖像可知E＝1.58V，內(nèi)阻r＝eq\f(1.58－1.37,0.33)Ω＝0.64Ω.(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出eq\f(1,I)-R圖像如圖(d)所示．利用圖(d)中圖像的縱軸截距，結(jié)合(2)問得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為__2.5__Ω(保留兩位有效數(shù)字).圖(d)解析：根據(jù)E＝I(R＋RA＋r)，可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)，由圖像可知eq\f(RA＋r,E)＝2，解得RA＝2.5Ω.(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測(cè)量值__偏小__(填“偏大”或“偏小”).解析：由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電池內(nèi)阻偏?。涮拙?．(2023·淮安模擬)某實(shí)驗(yàn)小組計(jì)劃用一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案完成對(duì)一個(gè)電流表內(nèi)阻的測(cè)量和電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的測(cè)量．實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源E，待測(cè)內(nèi)阻的電流表A，電壓表V(量程為3.0V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0～99.99Ω)，單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干．設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示，進(jìn)行了如下操作：甲Ⅰ．將S2接到a，閉合S1，撥動(dòng)電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖乙所示的位置，記錄下此時(shí)的電壓表示數(shù)為2.00V，然后斷開S1.乙Ⅱ．保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時(shí)電壓表的讀數(shù)(如圖丙所示)，然后斷開S1.丙請(qǐng)你解答下列問題：(1)圖乙所示電阻箱的讀數(shù)為__20.00__Ω，圖丙所示的電壓表讀數(shù)為____2.50__V．由此可算出電流表內(nèi)阻RA的阻值為5.00Ω.解析：電阻箱的讀數(shù)等于各擋位的電阻之和，圖中電阻箱的讀數(shù)為2×10Ω＋1×0Ω＋0.1×0Ω＋0.01×0Ω＝20.00Ω，電壓表的精度為0.1V，讀數(shù)應(yīng)估讀一位，該電壓表讀數(shù)為2.50V．(2)在完成上述操作后，繼續(xù)以下操作：將S2切換到a，閉合S1，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出了如圖丁所示的eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖線．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理得到eq\f(1,U)和eq\f(1,R)的函數(shù)關(guān)系式為__eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(RA＋r,E)·eq\f(1,R)__．由函數(shù)關(guān)系式和圖像可求得電源電動(dòng)勢(shì)E和電源內(nèi)阻r，其中E＝__2.63__V，r＝__1.00__Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).丁解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律有U＝E－eq\f(U,R)(RA＋r)變形得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(RA＋r,E)·eq\f(1,R)結(jié)合圖像有eq\f(1,E)＝0.380V-1eq\f(RA＋r,E)＝eq\f(0.608－0.380,0.10)A-1解得E≈2.63V，r≈1.00Ω.2．(2023·鹽城期末)某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和橙子制作了橙汁電池．他們用如圖所示實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量這種電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.其中電流表內(nèi)阻RA為100Ω，量程為0～300μA，電阻箱阻值R的變化范圍為0～9999Ω.(1)閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下電阻箱的阻值R和電流表的相應(yīng)讀數(shù)I.(2)根據(jù)如圖所示電路，用R、RA、E和r表示eq\f(1,I)，得eq\f(1,I)＝__eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)__．解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R＋RA＋r)解得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E).(3)通過多次測(cè)量得到電阻箱R和電流表I的各組數(shù)據(jù)，見下表，請(qǐng)利用表格中的數(shù)據(jù)作出eq\f(1,I)-R圖線．R/kΩI/μAeq\f(1,I)(A-1)99210870810298047115869661317634515265794180555632204545解析：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)上描點(diǎn)，將點(diǎn)跡用平滑直線連接起來，盡量使得點(diǎn)跡均勻分布在直線兩側(cè)．如圖所示(4)根據(jù)eq\f(1,I)-R圖線可得E＝__0.93__V，r＝__1.0__kΩ(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).解析：根據(jù)函數(shù)式eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)結(jié)合圖像有eq\f(1,E)＝eq\f(12000－1200,10×103)V-1eq\f(RA＋r,E)＝1200A-1解得E＝0.93V，r＝1.0kΩ(5)若將電路圖中的電流表當(dāng)成理想電表，得到的電源內(nèi)阻為r′，由此產(chǎn)生的誤差為|eq\f(r′－r,r)|×100%＝__10__%(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).解析：若將電路圖中的電流表當(dāng)成理想電表，得到的電源內(nèi)阻為r′，則r′＝RA＋r則有|eq\f(r′－r,r)|×100%＝10%.3．(2023·南通適應(yīng)性考試)某實(shí)驗(yàn)小組需測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測(cè)電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻(阻值為R0)、一個(gè)電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0，并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾)、導(dǎo)線若干．由于缺少刻度尺，無法測(cè)量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤．某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將器材按圖甲連接，已接入電路的導(dǎo)線(不含金屬夾所在的導(dǎo)線)有一處錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谠搶?dǎo)線上畫“×”，并重新畫出該導(dǎo)線的正確連接方式．甲解析：開關(guān)要能夠控制電路的斷開和閉合，因此開關(guān)接線柱接錯(cuò)．(2)改變金屬夾夾在電阻絲上的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I，得到多組數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖乙所示，圖線斜率為k，與縱軸截距為d，設(shè)單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值為r0，則該電池電動(dòng)勢(shì)可表示為E＝__eq\f(r0,k)__，內(nèi)阻可表示為r＝__eq\f(r0d,k)－R0－RA__．乙解析：設(shè)圓心角為θ時(shí)，電阻絲接入電路中的電阻為θr0，根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r可知E＝I(RA＋R0＋θr0)＋I(xiàn)r整理得eq\f(1,I)＝eq\f(r0,E)θ＋eq\f(RA＋R0＋r,E)結(jié)合圖像的斜率和截距滿足eq\f(r0,E)＝k，eq\f(RA＋R0＋r,E)＝d解得電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為E＝eq\f(r0,k)，r＝eq\f(r0d,k)－R0－RA.(3)為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測(cè)量單位角度對(duì)應(yīng)電阻絲的阻值r0.①利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖丙方框中補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示).丙②先將單刀雙擲開關(guān)閉合到一端，記錄電流表示數(shù)I0，再將單刀雙擲開關(guān)閉合到另一端，調(diào)節(jié)接入電路的電阻絲長度，當(dāng)__電流表示數(shù)為I0__時(shí)，記錄接入電路的電阻絲對(duì)應(yīng)的圓心角θ0.③利用測(cè)出的r0＝__eq\f(R0,θ0)__，可得該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．解析：實(shí)驗(yàn)器材中有定值電阻R0和單刀雙擲開關(guān)，考慮使用等效法測(cè)量電阻絲電阻，如圖所示電路用等效替代法，因此將單刀雙擲開關(guān)閉合到另一端，調(diào)節(jié)接入電路的電阻絲長度，直到電流表示數(shù)為I0，此時(shí)連入電路電阻和R0相同；此時(shí)θ0r0＝R0，即得r0＝eq\f(R0,θ0).4．(2023·南師附中考前模擬)為測(cè)量某疊層電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，該同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量電路．甲A．待測(cè)電池B．定值電阻R0(30.0Ω)C．理想電壓表V1(量程為15V)D．理想電壓表V2(量程為3V)E．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為500Ω)F．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干回答下列問題：(1)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R的觸頭置于__最左端__(填“最左端”或“最右端”).(2)實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)R觸頭的位置，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表V1讀數(shù)為6.0V時(shí)，電壓表V2讀數(shù)為1.96V，此時(shí)通過電源的電流為__65.3__mA.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).解析：電壓表為理想電表，則電流為I＝eq\f(U2,R0)＝eq\f(1.96,30)A≈0.0653A＝65.3mA.(3)多次改變R接入電路的電阻，讀出多組V1和V2的示數(shù)U1、U2，將(2)中的點(diǎn)描在圖乙中，連同已描出的點(diǎn)作出U1-U2的圖像．乙解析：擬合已描出的點(diǎn)，讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，或均勻分布在線的兩側(cè)，作出U1-U2的圖像如圖所示(4)由U1-U2圖像可知該疊層電池的電動(dòng)勢(shì)E＝__14.0__V，內(nèi)阻r＝__122__Ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U1＋eq\f(U2,R0)r整理得U1＝E－eq\f(r,R0)U2可知U1-U2圖像縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì)，則有E＝14.0VU1-U2圖像的斜率絕對(duì)值為|k|＝eq\f(r,R0)＝eq\f(14.0－1.0,3.2)解得電源內(nèi)阻為r＝eq\f(14.0－1.0,3.2)×30.0Ω≈122Ω.(5)若僅考慮電壓表V2內(nèi)阻的影響，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E測(cè)__＝__E真，測(cè)得的內(nèi)阻r測(cè)__>__r真(均填“<”“>”或“＝”).解析：若僅考慮電壓表V2內(nèi)阻的影響，則E＝U1＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,R0)＋\f(U2,RV)))r化簡可得U1＝E－eq\f((RV＋R0)r,R0RV)U2由此可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量無誤差，內(nèi)阻測(cè)量值大于實(shí)際值，則E測(cè)＝E真，r測(cè)>r真．補(bǔ)不足、提能力，老師可增加訓(xùn)練：《抓分題·基礎(chǔ)天天練》《一年好卷》。實(shí)驗(yàn)十二用多用電表測(cè)量電學(xué)中的物理量基礎(chǔ)梳理1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解多用電表的結(jié)構(gòu)和原理，掌握多用電表的使用方法．(2)會(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流及電阻．2．實(shí)驗(yàn)原理(1)表盤多用電表可以用來測(cè)量電流、電壓、電阻等，并且每一種測(cè)量都有幾個(gè)量程．外形如圖1所示，上半部為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測(cè)量項(xiàng)目和量程．另外，還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔．由于多用電表的測(cè)量項(xiàng)目和量程比較多，而表盤的空間有限，所以并不是每個(gè)項(xiàng)目的量程都有專門的標(biāo)度，有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度，如圖1中的第二行就是交、直流電壓和直流電流共用的標(biāo)度．圖1(2)擋位如圖2所示，多用電表是由一只小量程的電流表與若干元件組成的，每進(jìn)行一種測(cè)量時(shí)，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用．圖2①當(dāng)S接通1或2時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于并聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，__1__的量程較大．②當(dāng)S接通3或4時(shí)，接通內(nèi)部電源，此時(shí)為歐姆擋，__4__的倍率高．③當(dāng)S接通5或6時(shí)，表頭與電阻串聯(lián)，此時(shí)為電壓擋，由于串聯(lián)的阻值不同，__6__的量程大．(3)多用電表歐姆擋①原理：歐姆擋是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的，它的原理如圖3所示．電阻R是可變電阻，也叫__調(diào)零__電阻． 甲 乙 丙圖3Ⅰ．當(dāng)紅、黑表筆相接時(shí)(圖甲)，相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R的阻值，使eq\f(E,r＋Rg＋R)＝Ig，則表頭的指針指到滿偏刻度，所以刻度盤上指針指在滿偏處定為歐姆刻度的零點(diǎn)．r＋Rg＋R是歐姆表的__內(nèi)阻__．Ⅱ．當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)(圖乙)，相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝∞，電流表中沒有電流，表頭的指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)指針?biāo)傅奈恢檬鞘緮?shù)為“__∞__”點(diǎn)．Ⅲ．當(dāng)紅、黑表筆間接入被測(cè)電阻Rx時(shí)(圖丙)，通過表頭的電流I＝eq\f(E,r＋Rg＋R＋Rx)，改變Rx，電流I隨著改變，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的Rx值，就可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)電阻的阻值．②中值電阻與刻度盤特點(diǎn)．當(dāng)Rx＝r＋Rg＋R時(shí)，Ix＝__eq\f(1,2)Ig__，指針指在表盤刻度中心，所以歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻．由于電流和電阻的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對(duì)應(yīng)的電阻刻度是__不均勻__的，電阻的零刻度在電流滿刻度處．3．實(shí)驗(yàn)器材多用電表、干電池、電阻箱、定值電阻、晶體二極管、開關(guān)、導(dǎo)線．4．實(shí)驗(yàn)步驟(1)準(zhǔn)備①觀察多用電表的外形，認(rèn)識(shí)選擇開關(guān)的測(cè)量項(xiàng)目及量程．②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，則可用小螺絲刀調(diào)整__機(jī)械調(diào)零旋鈕__使指針指零．③將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔．(2)測(cè)電壓和電流①將選擇開關(guān)置于直流電壓__2.5_V__擋，測(cè)1.5V干電池的電壓．②將選擇開關(guān)置于交流電壓__250_V__擋，測(cè)220V的交流電壓．③將選擇開關(guān)置于直流電流__10_mA__擋，測(cè)量1.5V干電池與200Ω電阻串聯(lián)回路的電流.(3)測(cè)電阻①將選擇開關(guān)置于歐姆表的“×1”擋，短接紅、黑表筆，轉(zhuǎn)動(dòng)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向__歐姆表刻度的零位置__．②將兩表筆分別接觸幾歐、幾十歐的定值電阻兩端，讀出歐姆表指示的電阻數(shù)值，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較，然后斷開表筆．③將選擇開關(guān)置于歐姆擋的“×100”擋，__重新調(diào)整歐姆零點(diǎn)__，然后測(cè)定幾百歐、幾千歐的電阻，并將測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較．④選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋瑴y(cè)定燈泡、電爐絲等電阻．⑤實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于__“OFF”擋或交流電壓最高擋__．5．注意事項(xiàng)(1)歐姆表刻度盤不同于電壓表、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，電阻零刻度與電流、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)再乘以擋上的倍率．電流、電壓擋是量程范圍擋．在不知道待測(cè)電阻的估計(jì)值時(shí)，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?yàn)闅W姆擋的刻度盤上越靠左讀數(shù)越大，且測(cè)量前指針指在左側(cè)“∞”處).④歐姆表的讀數(shù)：待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍率．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)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(shí)，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(cè)電壓、電流或電阻，還要分清是交流還是直流．④選擇開關(guān)的電壓、電流擋為量程范圍，歐姆擋為倍率．⑤刻度線有三條：上為電阻專用，中間為電流、電壓、交流、直流共用，下為交流2.5V專用．⑥測(cè)電阻時(shí)：Ⅰ．選擋接著調(diào)零．Ⅱ．換擋重新調(diào)零．Ⅲ．示數(shù)要乘倍率．Ⅳ．待測(cè)電阻與電路、電源應(yīng)斷開．Ⅴ．指針指在中值附近．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．使用多用電表的注意事項(xiàng)1．多用電表在使用前，一定要觀察指針是否指向電流的零刻度．若有偏差，應(yīng)先機(jī)械調(diào)零．2．紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔；電流從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從電表的“－”插孔(黑表筆)流出．3．合理選擇電流、電壓擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近．4．測(cè)電阻時(shí)，待測(cè)電阻要與別的元件斷開，不要用手接觸表筆．5．合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近．6．換用歐姆擋的量程時(shí)，一定要重新調(diào)整歐姆零點(diǎn)．7．要用歐姆擋讀數(shù)時(shí)，注意乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù)．8．實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋；長期不用，應(yīng)將多用電表中的電池取出．(2024·鹽城中學(xué))某同學(xué)打算制作一簡易的雙倍率歐姆表，找到的器材如下．A．滿偏電流為10mA的電流表B．最大阻值為999.9Ω的電阻箱R1和最大阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器R2C．開關(guān)一個(gè)，紅、黑表筆各一只，導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)找到一節(jié)干電池(標(biāo)稱值為1.5V，內(nèi)阻不計(jì))，但不確定其電動(dòng)勢(shì)是否與標(biāo)稱值一致，他設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和電流表內(nèi)阻，操作步驟如下．甲第一步，按照?qǐng)D甲所示電路完成實(shí)物連接；第二步，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值，當(dāng)R1的阻值為87.5Ω時(shí)，電流表示數(shù)為8.0mA，當(dāng)R1的阻值為150Ω時(shí)，電流表示數(shù)為6.0mA，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為__1.5__V.解析：由I＝eq\f(E,RA＋R1)可知，當(dāng)電阻箱阻值為87.5Ω和150Ω時(shí)，有8．0mA＝eq\f(E,RA＋87.5Ω)，6.0mA＝eq\f(E,RA＋150Ω)解得E＝1.5V，RA＝100Ω.(2)該同學(xué)利用上述干電池設(shè)計(jì)的歐姆表電路圖如圖乙所示，操作步驟如下．乙a．按照?qǐng)D乙所示完成實(shí)物連接，并將表筆連到對(duì)應(yīng)位置．b．?dāng)嚅_開關(guān)S，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值，使電流表滿偏，此時(shí)R1的阻值為__50__Ω，對(duì)應(yīng)歐姆表的“×10”倍率，則電流表“5.0mA”刻度線的對(duì)應(yīng)數(shù)值應(yīng)標(biāo)為__15__．c．保持R1的阻值不變，閉合開關(guān)S，將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，滑動(dòng)變阻器R2接入回路的阻值為__16.7__Ω(保留一位小數(shù))時(shí)電流表示數(shù)達(dá)到滿偏，此時(shí)對(duì)應(yīng)歐姆表的“×1”倍率．d．步驟c完成后，將紅、黑表筆與一個(gè)未知電阻相連，電流表的示數(shù)為4.0mA，則未知電阻的阻值為__22.5__Ω.解析：b．將兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，有RA＋R1＝eq\f(E,Ig)解得R1＝50Ω，電流表的中央刻度對(duì)應(yīng)歐姆表的內(nèi)阻，此時(shí)對(duì)應(yīng)歐姆表的“×10”倍率，則電流表“5.0mA”刻度線的對(duì)應(yīng)數(shù)值應(yīng)標(biāo)為15.c．閉合開關(guān)后對(duì)應(yīng)歐姆表的“×1”倍率，則電流表滿偏時(shí)回路總電阻對(duì)應(yīng)歐姆表的內(nèi)阻，為15Ω，有eq\f(150Ω·R2,150Ω＋R2)＝15Ω解得R2＝eq\f(50,3)Ω≈16.7Ω.d．電流表示數(shù)為4.0mA，則流過電源的電流為40mA，由閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,15Ω＋Rx)，解得Rx＝22.5Ω.以電表改裝為載體的實(shí)驗(yàn)小明要將一量程為3mA的電流表改裝成量程為3V的電壓表．他測(cè)得該電流表內(nèi)阻為120Ω，經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R0的電阻與該電流表連接，進(jìn)行改裝．然后利用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表，根據(jù)圖甲所示電路對(duì)改裝后的電壓表進(jìn)行檢測(cè)． 甲 乙(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲的虛線框中將電流表和電阻R0的連接電路畫好．滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，分別是R1(0～20Ω)和R2(0～2000Ω)，應(yīng)選擇__R1__．解析：因?yàn)楦难b電壓表需要將電流表和定值電阻串聯(lián)，所以電路圖如圖所示，因?yàn)樵撾娐肥欠謮菏诫娐?，?yīng)該選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，即應(yīng)選R1.(2)實(shí)物電路如圖乙所示，請(qǐng)以筆畫線代替導(dǎo)線，連接電路．解析：因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器是分壓式接法，故實(shí)物圖如圖所示．(3)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)為2.20V時(shí)，改裝表的指針位置如圖丙所示，讀數(shù)為__2.33__V.丙解析：電壓表精確度為0.1V，則需要估讀到小數(shù)點(diǎn)后兩位，所以讀數(shù)為2.33V．(4)產(chǎn)生上述問題的原因可能是__BD__．A．電流表內(nèi)阻測(cè)量值偏大，導(dǎo)致電阻R0的計(jì)算值偏大B．電流表內(nèi)阻測(cè)量值偏大，導(dǎo)致電阻R0的計(jì)算值偏小C．電流表內(nèi)阻測(cè)量值偏小，導(dǎo)致電阻R0的計(jì)算值偏大D．電流表內(nèi)阻測(cè)量值準(zhǔn)確，但實(shí)際滿偏電流小于3mA解析：因?yàn)殡姳碇羔樒潜葮?biāo)準(zhǔn)值偏大，所以有可能是電流偏大，即電流表內(nèi)阻測(cè)量值偏大，導(dǎo)致電阻R0的計(jì)算值偏?。灰灿锌赡苁请娏鳒?zhǔn)確，但原電流表滿偏電流偏小，故選B、D.(5)為了解決上述問題，小華提出改進(jìn)方案如下：用電阻箱(0～99999.9Ω)替換R0接入電路．他接下來的操作順序是__⑤①②④③__．①閉合開關(guān)．②緩慢移動(dòng)滑片P，使得標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)約為2V.③記錄電阻箱的示數(shù)，選用與此示數(shù)相等的電阻替換R0.④調(diào)節(jié)電阻箱，使得改裝表的示數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)相同．⑤將滑片P置于滑動(dòng)變阻器的最左端，電阻箱的阻值調(diào)至最大．解析：操作順序應(yīng)為：先將滑片P置于滑動(dòng)變阻器的最左端，電阻箱的阻值調(diào)至最大；之后閉合開關(guān)，然后緩慢移動(dòng)滑片P，先使得標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)約為2V，然后再調(diào)節(jié)電阻箱，使得改裝表的示數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)表的示數(shù)相同，最后記錄電阻箱的示數(shù)，選用與此示數(shù)相等的電阻替換R0，所以順序?yàn)棰茛佗冖堍?含多用電表的綜合性實(shí)驗(yàn)(2023·蘇州八校適應(yīng)性檢測(cè))某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究二極管的伏安特性曲線．(1)為了粗測(cè)二極管的正向電阻，該同學(xué)將多用電表的選擇開關(guān)旋到電阻“×100”擋，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角度較大時(shí)，紅表筆連接的是二極管的__負(fù)__(填“正”或“負(fù)”)極；此時(shí)，多用電表的指針如圖甲所示，二極管的正向電阻為__600__Ω.甲解析：多用電表中兩表筆電流的流向?yàn)椤凹t進(jìn)黑出”，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)過大，可知紅表筆與二極管的負(fù)極相連；此時(shí)，多用電表的指針位于6刻度處，二極管的正向電阻為600Ω.(2)用伏安法描繪二極管在0～3V范圍內(nèi)的正向伏安特性曲線，器材如下：電壓表V(量程為3.0V，內(nèi)阻約為10kΩ)電流表A(量程10mA，內(nèi)阻約為1.0Ω)滑動(dòng)變阻器R1(總電阻為10Ω，額定電流為0.1A)滑動(dòng)變阻器R2(總電阻為20Ω，額定電流為0.5A)電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì))開關(guān)S，導(dǎo)線若干其中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選__R2__(填“R1”或“R2”)，利用如圖乙所示的器材符號(hào)，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．乙解析：電源電動(dòng)勢(shì)為6V，R1最大電阻為10Ω，則電流為I＝eq\f(E,R1)＝0.6A，超過其額定電流，故滑動(dòng)變阻器選擇R2；設(shè)計(jì)電路如圖所示(3)二極管的正向電壓伏安特性曲線如圖丙所示，現(xiàn)將兩個(gè)相同的二極管串聯(lián)在電路中，如圖丁所示．已知電阻R1＝R2＝1kΩ，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V(內(nèi)阻不計(jì))，通過二極管D的電流為__2.0__mA，電阻R1消耗的功率為__16__mW.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 丙 丁解析：設(shè)二極管D兩端的電壓為UD，流過二極管的電流為ID.則有2UD＝E－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ID＋\f(2UD,R2)))R1代入數(shù)據(jù)解得UD與ID的關(guān)系為UD＝1.5－0.25ID×103這是一個(gè)在圖丙中橫軸上截距為1.5，縱軸上截距為6、斜率為－4的直線方程(稱為二極管的負(fù)載線)在ID-UD上作出圖線，與ID-UD特性曲線相交于點(diǎn)P(如圖所示).由此得二極管兩端的電壓和電流分別為UD＝1.0V，ID＝2.0mA電阻R1上的電壓U1＝E－2UD＝6V－2×1V＝4V，其功率P1＝eq\f(Ueq\o\al(2,1),R1)＝16mW.1．某小組同學(xué)用多用電表做了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：(1)用歐姆擋測(cè)量一電阻的阻值(約1.5kΩ～2.2kΩ)，指針指在如圖甲所示的刻度處，該同學(xué)選擇的倍率為__×100__(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”).甲解析：電阻的阻值約1.5kΩ～2.2kΩ，圖中所示的刻度讀數(shù)為19，故該同學(xué)選擇的倍率為“×100”．(2)歐姆表的內(nèi)部電路可簡化為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的電源、一個(gè)電流表和一個(gè)電阻串聯(lián)而成．為了測(cè)量多用電表歐姆擋在“×1k”擋時(shí)的內(nèi)部電阻、電動(dòng)勢(shì)和紅、黑表筆短接時(shí)流出多用電表的電流Im，該同學(xué)將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到“×100”擋進(jìn)行歐姆調(diào)零后，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路．乙①檢查發(fā)現(xiàn)電路中有接線錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤是__電流表的正、負(fù)接線柱接反__．②正確連接線路后，閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值，得到多組電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，作出eq\f(1,I)-R圖線如圖丙所示，該圖線縱軸截距為b，斜率為k，若忽略電流表內(nèi)阻，由圖可得電動(dòng)勢(shì)E＝__eq\f(1,k)__，內(nèi)部電路電阻r＝__eq\f(b,k)__，紅、黑表筆短接時(shí)流出多用電表的電流Im＝__eq\f(1,b)__．丙③若考慮到電流表內(nèi)阻的影響，E、r和Im這三個(gè)物理量的測(cè)量值小于真實(shí)值的是__Im__(填“E”“r”或“Im”).解析：①多用電表電流是從紅表筆流入，黑表筆流出，歐姆擋內(nèi)置電源，因此紅表筆接電源負(fù)極，黑表筆接電源正極，因此電路中接線錯(cuò)誤是電流表的正、負(fù)接線柱接反．②由實(shí)驗(yàn)電路圖可知E＝I(R＋r)轉(zhuǎn)化可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)則有k＝eq\f(1,E)，b＝eq\f(r,E)，Im＝eq\f(E,r)解得E＝eq\f(1,k)，r＝eq\f(b,k)，Im＝eq\f(1,b).③若考慮電流表影響時(shí)，E真＝I(R1＋r真＋RA)轉(zhuǎn)化可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E真)R＋eq\f(r真＋RA,E真)比較可得，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確，內(nèi)阻偏大；又因?yàn)镮m＝eq\f(E,r)，因此測(cè)得的Im偏?。涮拙?．某同學(xué)要將一量程為3V的電壓表V1改裝成量程為15V的電壓表V2.(1)先將V1直接接到內(nèi)阻很小的電源兩端，讀數(shù)為2.0V；再將V1與阻值為3000Ω的電阻串聯(lián)后，接到該電源兩端，讀數(shù)為0.8V，則V1的內(nèi)阻為__2_000__Ω.解析：將V1直接接到內(nèi)阻很小的電源兩端，讀數(shù)為2.0V，可知電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V；再將V1與阻值為3000Ω的電阻串聯(lián)后，接到該電源兩端，有0.8V＝eq\f(ERV,R＋RV)，解得RV＝2000Ω.(2)要改裝成量程為15V的電壓表V2，需要將V1表與合適的電阻R__串聯(lián)__(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”).解析：電壓表量程擴(kuò)大，需要將V1表與合適的電阻R串聯(lián)．(3)將改裝后的電壓表V2與一標(biāo)準(zhǔn)電壓表校對(duì)，完成下面的實(shí)物連接．答案：如圖中1、2、3連線解析：電路圖見答案．(4)在閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最__左__(填“左”或“右”)端．解析：在閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端．(5)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為10.5V時(shí)，V1表示數(shù)為2.5V．要達(dá)到預(yù)期目的，只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k＝__1.25__(保留三位有效數(shù)字).解析：標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)為10.5V時(shí)，V1表示數(shù)為2.5V，則此時(shí)的電阻R＝eq\f(U標(biāo)－UV1,\f(UV1,RV))＝eq\f(10.5－2.5,\f(2.5,2000))Ω＝6400Ω，而要達(dá)到預(yù)期目的，需要串聯(lián)的電阻為kR＝eq\f(U2,\f(U1,RV))－RV＝eq\f(15,\f(3,2000))Ω－2000Ω＝8000Ω，則k＝1.25.2．在“多用電表的使用”實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖甲所示，為一正在測(cè)量中的多用電表表盤．如果用“電阻×100”擋測(cè)量，則讀數(shù)為__6×102__Ω；如果用“直流5V”擋測(cè)量，則讀數(shù)為__3.60__V.甲解析：多用電表測(cè)電阻時(shí)不需要估讀，選取最上端的歐姆表刻度，根據(jù)擋位可知阻值為6×102Ω，測(cè)電壓時(shí)，由于精度為0.1V，需要估讀一位，根據(jù)量程“50”的刻度可知電壓為3.60V．(2)某同學(xué)利用多用電表測(cè)量電阻．他用電阻“×100”擋測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，操作順序?yàn)開_ADC__(填選項(xiàng)前的字母).A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻“×1k”擋的位置B．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻“×10”擋的位置C．將兩表筆分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接完成測(cè)量D．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0Ω”解析：歐姆擋測(cè)電阻時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過小是由于擋位過小，需選取大擋位，進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測(cè)阻值．(3)另一同學(xué)選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“直流500mA”擋作為電流表A，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，已知電流表內(nèi)阻RA＝0.4Ω，R1＝RA,R2＝7RA.若將接線柱1、2接入電路時(shí)，最大可以測(cè)量的電流為__1.0__A；若將接線柱1、3接入電路時(shí)，最大可以測(cè)量的電壓為__3.0__V．乙解析：由題意可知各電阻R1＝RA＝0.4Ω，R2＝2.8Ω，接線柱1、2接入電路時(shí)，原電流表改裝為2倍量程的電流表，最大測(cè)量電流是1.0A；接線柱1、3接入電路時(shí)，總電阻R＝3.0Ω，最大測(cè)量電壓為3.0V．3．(2023·南京、鹽城二模)某同學(xué)用多用電表做了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：(1)用歐姆擋測(cè)量一電阻的阻值(約1500～2500Ω)，進(jìn)行了如圖甲所示A、B、C、D四個(gè)操作，正確的操作順序是__CADB__；其中步驟B的指針指在如圖乙所示的刻度處，該電阻的阻值為__1.9__kΩ. A B C D甲乙解析：使用多用電表測(cè)電阻，首先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，用刻度盤下的調(diào)零旋鈕手動(dòng)把指針撥到零刻度線處，然后選擇歐姆擋位，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，兩個(gè)表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕，調(diào)整好之后，把兩表筆接在電阻兩端，進(jìn)行測(cè)量，故正確的操作順序是CADB；由圖乙可知，該電阻的阻值為R＝19×100Ω＝1.9kΩ.(2)歐姆表的內(nèi)部電路可簡化為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的電源、一個(gè)電流表、一個(gè)可變電阻和紅、黑表筆串聯(lián)而成．為了測(cè)量多用電表歐姆擋在“×100”擋時(shí)的內(nèi)部總電阻r、電動(dòng)勢(shì)E和紅、黑表筆短接時(shí)多用電表中的電流I，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路．丙①正確連線后，閉合開關(guān)，改變電阻箱的阻值，得到多組電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，數(shù)據(jù)記錄如下表：R/Ω15701140920550300110I/mA0.450.520.610.660.730.81eq\f(1,I)/(mA-1)2.221.921.641.521.371.23請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)在坐標(biāo)紙上描繪的點(diǎn)畫出eq\f(1,I)-R圖像．②由eq\f(1,I)-R圖像計(jì)算歐姆表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)E＝__1.5__V.③若毫安表內(nèi)阻RA＝180Ω，則紅、黑表筆短接時(shí)多用電表中的電流I＝__0.96__mA.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：①根據(jù)閉合回路歐姆定律有I＝eq\f(E,R＋r＋RA)，整理可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(RA＋r,E)，可知，eq\f(1,I)-R圖像為傾斜直線，則根據(jù)在坐標(biāo)紙上描繪的點(diǎn)連成一條直線，如圖所示②由圖像可得eq\f(1,E)＝eq\f((2.50－1.16)×103,2000)V-1，解得E≈1.5V.③由上述分析可知eq\f(RA＋r,E)＝1.16×103，解得r＝1560Ω，則紅、黑表筆短接時(shí)多用電表中的電流I＝eq\f(E,r)≈0.96mA.4．(2023·江蘇基地大聯(lián)考)圖甲為一多用電表，由量程為1mA的電流表改裝而成，該電流表的內(nèi)阻約100Ω，多用電表內(nèi)有一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻約1Ω).現(xiàn)測(cè)量電流表的內(nèi)阻及多用電表歐姆“×10”擋的內(nèi)阻．(1)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先需要調(diào)節(jié)圖甲中的旋鈕__A__(填“A”或“B”)，進(jìn)行多用電表的機(jī)械調(diào)零．甲解析：A為機(jī)械調(diào)零旋鈕，B為歐姆調(diào)零旋鈕，若要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，則需調(diào)節(jié)旋鈕A.(2)用圖乙所示電路測(cè)量量程為1mA的電流表的內(nèi)阻，電源電動(dòng)勢(shì)1.5V，電源內(nèi)阻約1Ω，滑動(dòng)變阻器R(0～2kΩ)，其中定值電阻R0和電壓表應(yīng)分別選用__A__和__D__(選填器材前的代號(hào)).乙A．定值電阻R0(3.0kΩ)B．定值電阻R0(6.0kΩ)C．電壓表V(量程0.6V，內(nèi)阻3.0kΩ)D．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻4.0kΩ)解析：由于電流表的量程為1mA，電源的電壓為1.5V，若選擇R0＝6kΩ的定值電阻，回路中的最大電流為I＝eq\f(E,R0)＝eq\f(1.5,6×103)A＝2.5×10-4A＝0.25mA，不足電流表量程的eq\f(1,3)，故應(yīng)選擇R0＝3kΩ的定值電阻；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R阻值最大時(shí)，電壓表示數(shù)最小為eq\f(R0＋RA,R0＋R＋RA)·E≈0.9V>0.6V，因此0.6V的電壓表并不能滿足要求，故選量程為3V的電壓表．(3)用圖丙所示電路測(cè)量多用電表歐姆“×10”擋的內(nèi)阻，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r已知．電路連接后，多用電表的紅表筆應(yīng)接在__b__(填“a”或“b”).下列操作步驟的順序?yàn)開_①②④③⑤__．丙①將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆“×10”擋位置②將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0Ω”③將單刀雙擲開關(guān)K接1，電阻箱調(diào)節(jié)到阻值為R0時(shí)，電流表的讀數(shù)為I0④將單刀雙擲開關(guān)K接2，電流表的讀數(shù)為I0⑤把多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋，拆除電路，整理器材解析：該實(shí)驗(yàn)用的是等效替代法測(cè)電阻，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆“×10”擋位置，接著將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0Ω”，然后將單刀雙擲開關(guān)K接2，記錄電流表的讀數(shù)為I0，接著將單刀雙擲開關(guān)K接1，電阻箱調(diào)節(jié)到阻值為R0時(shí)，使電流表的讀數(shù)仍為I0，最后把多用電表的選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋，拆除電路，整理器材，因此正確的實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)該是①②④③⑤；而歐姆表的歐姆擋利用的是多用電表的內(nèi)置電源，當(dāng)將選擇開關(guān)置于歐姆擋時(shí)就接通了內(nèi)置電源，此時(shí)黑表筆與內(nèi)置電源的正極相連，紅表筆與內(nèi)置電源的負(fù)極相連，而根據(jù)電路圖可知，b端連接的是電流表的負(fù)接線柱，因此紅表筆應(yīng)接在b端．(4)以上實(shí)驗(yàn)操作測(cè)得的多用電表歐姆“×10”擋的內(nèi)阻為__R0＋r__，該測(cè)量值__等于__(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值．解析：等效替代法測(cè)得的電阻R0不包括歐姆表“×10”擋的內(nèi)置電源的內(nèi)阻，而外部電源和內(nèi)置電源有相同的內(nèi)阻，因此可知?dú)W姆表“×10”擋的內(nèi)阻為R內(nèi)＝R0＋r，此種方法所測(cè)電阻等于真實(shí)值．補(bǔ)不足、提能力，老師可增加訓(xùn)練：《抓分題·基礎(chǔ)天天練》《一年好卷》。微專題12電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的熱點(diǎn)問題測(cè)電阻的幾種特殊方法方法一、差值法測(cè)電阻1．電流表差值法(如圖1所示)圖1(1)基本原理：定值電阻R0的電流I0＝I2－I1，電流表A1的電壓U1＝(I2－I1)R0.(2)可測(cè)物理量：①若R0為已知量，可求得電流表A1的內(nèi)阻r1＝eq\f((I2－I1)R0,I1).②若r1為已知量，可求得R0＝eq\f(I1r1,I2－I1).2．電壓表差值法(如圖2所示)圖2(1)基本原理：定值電阻R0的電壓U0＝U2－U1，電壓表V1的電流I1＝eq\f(U2－U1,R0).(2)可測(cè)物理量：①若R0為已知量，可求得電壓表V1的內(nèi)阻r1＝eq\f(U1,U2－U1)R0.②若r1為已知量，可求得R0＝eq\f(U2－U1,U1)r1.方法二、半偏法測(cè)電表電阻1．電壓表半偏法(如圖3所示)圖3(1)實(shí)驗(yàn)步驟①將R2的阻值調(diào)為零，閉合S，調(diào)節(jié)R1的滑片，使電壓表讀數(shù)等于其量程Um.②保持R1的滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)R2，當(dāng)電壓表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Um時(shí)記錄下R2的值，則RV＝R2.(2)誤差分析①測(cè)量值偏大：RV測(cè)＝R2>RV真．②原因分析：當(dāng)R2的阻值由零逐漸增大時(shí)，R2與電壓表兩端的總電壓也逐漸增大，因此電壓表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Um時(shí)，R2兩端的電壓將大于eq\f(1,2)Um，使R2>RV，從而造成RV的測(cè)量值偏大．顯然電壓表半偏法適用于測(cè)量內(nèi)阻較大的電壓表的電阻．③減小誤差的方法：選電動(dòng)勢(shì)較大的電源E，選阻值較小的滑動(dòng)變阻器R1，滿足R1?RV.2．電流表半偏法(如圖4所示)圖4(1)實(shí)驗(yàn)步驟①先斷開S2，再閉合S1，將R1從最大阻值逐漸調(diào)小，使電流表讀數(shù)等于其量程Im.②保持R1不變，閉合S2，將電阻箱R2由最大阻值逐漸調(diào)小，當(dāng)電流表讀數(shù)等于eq\f(1,2)Im時(shí)記錄下R2的值，則RA＝R2.(2)誤差分析①測(cè)量值偏?。篟A測(cè)＝R2<RA真．②原因分析：當(dāng)閉合S2時(shí)，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時(shí)電流表半偏，所以流經(jīng)R2的電流比電流表所在支路的電流大，R2的電阻比電流表的電阻小，而我們把R2的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測(cè)得的電流表的內(nèi)阻偏?。蹨p小誤差的方法：選電動(dòng)勢(shì)較大的電源E，選阻值非常大的滑動(dòng)變阻器R1，滿足R1?RA.方法三、等效替代法測(cè)電阻如圖5所示，先讓待測(cè)電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)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(cè)電阻的阻值．圖5方法四、電橋法測(cè)電阻(如圖6所示)圖61．操作：實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱R3，使靈敏電流表G的示數(shù)為0.2．原理：當(dāng)IG＝0時(shí)，有UAB＝0，則UR1＝UR3，UR2＝URx；電路可以等效為圖7所示．圖7根據(jù)歐姆定律有eq\f(UR1,R1)＝eq\f(UR2,R2)，eq\f(UR1,R3)＝eq\f(UR2,Rx)，由以上兩式解得R1Rx＝R2R3或eq\f(R1,R2)＝eq\f(R3,Rx)，這就是電橋平衡的條件，由該平衡條件可求出被測(cè)電阻Rx的阻值．(2023·海南卷)用如圖甲所示的電路測(cè)量一個(gè)量程為100μA，內(nèi)阻約為2000Ω的微安表頭的內(nèi)阻，所用電源的電動(dòng)勢(shì)約為12V，有兩個(gè)電阻箱可選，R1(0～9999.9Ω)，R2(99999.9Ω)甲(1)RM應(yīng)選__R1__，RN應(yīng)選__R2__．解析：根據(jù)半偏法的測(cè)量原理可知，當(dāng)閉合S2之后，變阻器上方的電流應(yīng)基本不變，就需要RN較大，對(duì)下方分壓電路影響甚微．故RM應(yīng)選R1，RN應(yīng)選R2.(2)根據(jù)電路圖，請(qǐng)把圖乙中實(shí)物連線補(bǔ)充完整．乙解析：根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖所示(3)下列操作順序合理排列是__①③②④__．①將變阻器滑片P移至最左端，將RN調(diào)至最大值．②閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)RM，使微安表半偏，并讀出RM阻值．③斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)滑片P至某位置再調(diào)節(jié)RN使表頭滿偏．④斷開S1、S2，拆除導(dǎo)線，整理好器材．解析：半偏法的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)為：①將變阻器滑片P移至最左端，將RN調(diào)至最大值．③斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)滑片P至某位置再調(diào)節(jié)RN使表頭滿偏．②閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)RM，使微安表半偏，并讀出RM阻值．④斷開S1、S2，拆除導(dǎo)線，整理好器材．(4)如圖丙所示是RM調(diào)節(jié)后面板，則待測(cè)表頭的內(nèi)阻為__1_998.0_Ω__，該測(cè)量值__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值．丙解析：RM調(diào)節(jié)后面板讀數(shù)為1998.0Ω.當(dāng)閉合S2后，原電路可看成如下電路閉合S2后，相當(dāng)于RM由無窮大變成有限值，變小了，則流過RN的電流大于原來的電流，則流過RM的電流大于eq\f(Ig,2)，故待測(cè)表頭的內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值．(5)將該微安表改裝成量程為2V的電壓表后，某次測(cè)量指針指在圖丁所示位置，則待測(cè)電壓為__1.28__V(保留三位有效數(shù)字).丁解析：將該微安表改裝成量程為2V的電壓表，則需要串聯(lián)一個(gè)電阻R0，則有U＝Ig(Rg＋R0)此時(shí)的電壓讀數(shù)有U′＝I′(Rg＋R0)其中U＝2V，Ig＝100μA，I′＝64μA聯(lián)立解得U′＝1.28V．(6)某次半偏法測(cè)量表頭內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，S2斷開，電表滿偏時(shí)讀出RN值，在滑片P不變，S2閉合后調(diào)節(jié)電阻箱RM，使電表半偏時(shí)讀出RM，若認(rèn)為OP間電壓不變，則微安表內(nèi)阻為__eq\f(RNRM,RN－RM)__(用RM、RN表示).解析：根據(jù)題意OP間電壓不變，可得I(RA＋RN)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I,2)＋\f(\f(I,2)RA,RM)))RN＋eq\f(I,2)·RA解得RA＝eq\f(RNRM,RN－RM)類題固法11．某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值．已知電源電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻約為1.5Ω，電壓表滿偏電壓為3V，定值電阻R0＝3.5Ω，電阻箱R最大阻值為99.9Ω.甲乙(1)將S2接1，閉合開關(guān)S1前，該同學(xué)首先將電阻箱的阻值調(diào)到最大，這樣操作是__錯(cuò)誤__(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的．解析：當(dāng)電阻箱電阻調(diào)到最大時(shí)，閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表兩端電壓為U＝eq\f(ERm,r＋R0＋Rm)＝eq\f(4.5×99.9,1.5＋3.5＋99.9)V＝4.28V，超過了電壓表的量程，則該操作錯(cuò)誤．(2)多次改變電阻箱R的阻值，得到對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U如下表，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中作出U-R關(guān)系圖像．電阻R/Ω1.02.04.06.08.010.0電壓U/V0.751.282.002.452.763.00解析：作出U-R圖像如圖所示(3)斷開S1，將S2接2，再閉合S1，電壓表示數(shù)為1.60V，利用(2)中測(cè)繪的U-R圖像可得Rx＝__2.8__Ω，考慮到電壓表為非理想電表，則Rx測(cè)量值__等于__(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值．解析：電壓表示數(shù)為1.60V，利用(2)中測(cè)繪的U-R圖像可得Rx＝2.8Ω，該方法為等效替代法，則電壓表內(nèi)阻對(duì)Rx的測(cè)量無影響，即Rx測(cè)量值等于真實(shí)值．(4)為了更方便地測(cè)量多種未知電阻，圖甲虛線框中電路可作為歐姆表使用，電壓表表盤改動(dòng)后正確的是__C__．ABCD解析：設(shè)虛線內(nèi)電路兩端接電阻為R′，則兩端電壓U＝eq\f(ER′,r＋R0＋R′)＝eq\f(E,\f(r＋R0,R′)＋1)，則R′與U是非線性關(guān)系，則將電壓表刻度改為電阻刻度時(shí)，刻度分布不均勻，結(jié)合U-R圖像可知，當(dāng)電阻較大時(shí)，電阻變化相等時(shí)，電壓變化越小，即電阻的刻度為右密左疏；當(dāng)電壓表滿偏時(shí)，即3＝eq\f(4.5R′,1.5＋3.5＋R′)，解得R′＝10Ω，故選C.2．(2023·江蘇卷)小明通過實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響．所用器材有：干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì))2節(jié)；雙量程電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè)；滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè)；定值電阻(阻值50Ω)21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．甲(1)電壓表量程應(yīng)選用__3V__(填“3V”或“15V”).解析：所用電源為兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，則所用電壓表量程為3V.(2)圖乙為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全).先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱__D__(填“B”“C”或“D”)連接，再閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn)．乙解析：閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)該調(diào)到最大，則由圖可知，電池盒上的接線柱A應(yīng)該與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接．(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測(cè)量電路中O與1、2、…、21之間的電壓．某次測(cè)量時(shí)，電壓表指針位置如圖丙所示，其示數(shù)為__1.50__V.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線，如圖丁中實(shí)線所示．丙丁解析：電壓表最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為1.50V.(4)在圖甲所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為理想電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R1，定值電阻的總阻值為R2，當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí)，其兩端的電壓U＝__eq\f(ER,R1＋R2)__(用E、R1、R2、R表示)，據(jù)此作出U-R理論圖線如圖丁中虛線所示．小明發(fā)現(xiàn)被測(cè)電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小．解析：由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,R1＋R2)，當(dāng)被測(cè)電阻阻值為R時(shí)電壓表讀數(shù)U＝IR＝eq\f(ER,R1＋R2).(5)分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍?，電壓表?nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較小．小明認(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，也是因?yàn)橄嗤脑颍闶欠裢馑挠^點(diǎn)？請(qǐng)簡要說明理由．__不同意；當(dāng)R較大時(shí)，電壓表內(nèi)阻與被測(cè)電阻R并聯(lián)的總電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值，由串聯(lián)分壓可知，電壓表內(nèi)阻與被測(cè)電阻R的分壓接近于電源電動(dòng)勢(shì)．__．解析：不同意；當(dāng)R較大時(shí)，電壓表內(nèi)阻與被測(cè)電阻R并聯(lián)的總電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值，由串聯(lián)分壓可知，電壓表內(nèi)阻與被測(cè)電阻R的分壓接近于電源電動(dòng)勢(shì)．3．某學(xué)習(xí)小組需要一個(gè)量程為0.6mA的電流表，在實(shí)驗(yàn)室僅找到某微安表G，量程200μA標(biāo)識(shí)清晰，內(nèi)阻標(biāo)識(shí)模糊，大約幾百歐姆．該小組決定先測(cè)微安表內(nèi)阻，再進(jìn)行改裝．以下器材可供選擇電壓表V1(0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電壓表V2(0～15V，內(nèi)阻約為5kΩ)滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω)滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ)電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V)電阻箱RZ(最大阻值為9999Ω)開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干．(1)按圖甲所示電路圖將圖乙中的實(shí)物連線．甲乙解析：按照電路圖連接實(shí)物如圖所示．(2)實(shí)驗(yàn)過程為：合上開關(guān)S，先調(diào)節(jié)R使電壓表讀數(shù)為eq\f(2U,3)，再調(diào)節(jié)電阻箱(此時(shí)電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指針滿偏，記下此時(shí)電阻箱阻值為R1＝3072Ω；然后再調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為U，再調(diào)節(jié)電阻箱(此時(shí)電壓表讀數(shù)幾乎不變)，使微安表指針滿偏，記下此時(shí)電阻箱阻值為R2(如圖丙所示).電壓表應(yīng)選__V1__，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__R1__．(填寫器材對(duì)應(yīng)的代號(hào))電阻箱的讀數(shù)R2＝__4_653__Ω，待測(cè)微安表的內(nèi)阻Rg＝__90__Ω.丙解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟知，當(dāng)電壓表為eq\f(2,3)U，微安表滿偏時(shí)eq\f(2,3)U＝Ig(Rg＋R1)≈200×10-6×(500＋3072)V＝0.7V，所以電壓表選量程為3V的V1即可．滑動(dòng)器采用分壓接法時(shí)應(yīng)選擇最大阻值較小的R1；從電阻箱的面板可以讀出電阻箱的示數(shù)R2＝4653Ω，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟知：當(dāng)電壓表為eq\f(2,3)U，微安表滿偏時(shí)eq\f(2,3)U＝Ig(Rg＋R1)，當(dāng)電壓表為U，微安表滿偏時(shí)U＝Ig(Rg＋R2)，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得Rg＝90Ω(3)改裝成量程為0.6mA的電流表，需要將電阻箱調(diào)到__45__Ω，且與微安表__并__聯(lián)．解析：將微安表的量程擴(kuò)大，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻，其值R3＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(0.2×10-3×90,0.6×10-3－0.2×10-3)Ω＝45Ω，且要與微安表并聯(lián)．傳感器類實(shí)驗(yàn)(2017·江蘇卷)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡易的溫控裝置，實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖甲所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過15mA時(shí)，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控．繼電器的電阻約20Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示．甲t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源E1(3V，內(nèi)阻不計(jì))、電源E2(6V，內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器R1(0～200Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(0～500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999.9Ω)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干．為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30～80℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用__E2__(填“E1”或“E2”)，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用__R2__(填“R1”或“R2”).解析：如果電源用E1，則在t＝30℃時(shí)電路中的最大電流Im＝eq\f(3,199.5＋20)A≈13.67mA<15mA，故不能實(shí)現(xiàn)對(duì)此溫度的控制，因此電源應(yīng)選用E2；為了在t＝80℃時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，設(shè)滑動(dòng)變阻器阻值的最大值至少為R′，則eq\f(6V,R′＋20Ω＋49.1Ω)＝0.015A，解得R′＝330.9Ω，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2.(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作．某同學(xué)為排查電路故障，用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓，則應(yīng)將如圖乙所示的選擇開關(guān)旋至__C__(填“A”“B”“C”或“D”).乙解析：要用多用電表的直流電壓擋檢測(cè)故障，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至C.(3)合上開關(guān)S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查．在圖甲中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時(shí)指針__不偏轉(zhuǎn)__(填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入a、c時(shí)指針__偏轉(zhuǎn)__(填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”).解析：如果只有b、c間斷路，說明b點(diǎn)與電源的負(fù)極間沒有形成通路，a、b間的電壓為零，表筆接在a、b間時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)；c點(diǎn)與電源的負(fù)極間形成通路，a與電源的正極相通，a、c間有電壓，因此兩表筆接入a、c間時(shí)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合，下列操作步驟的正確順序是__⑤④②③①__．(填寫各步驟前的序號(hào))①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Ω解析：排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合，應(yīng)先斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，并將阻值調(diào)至108.1Ω，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，直至觀察到繼電器的銜鐵被吸合，這時(shí)斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路．因此操作步驟的正確順序是⑤④②③①.類題固法21．(2020·新課標(biāo)Ⅲ卷)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系．所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω).(1)在下列所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖．解析：滑動(dòng)變阻器用分壓電路，電壓表可視為理想電表，所以用電流表外接法．連線如圖．(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值．某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為__1.8__kΩ(保留兩位有效數(shù)字).實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖甲所示．甲解析：由部分電路歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,0.3×10-3)Ω≈1.8kΩ.(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ.由圖甲求得，此時(shí)室溫為__25.5__℃.(保留三位有效數(shù)字)解析：由該電阻的阻值隨溫度變化的曲線直接可讀得25.5℃.(4)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖乙所示．圖中，E為直流電源(電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻可忽略)；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警．若要求開始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃，則圖中__R1__(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為__1.2__kΩ.(保留兩位有效數(shù)字)乙解析：溫度升高時(shí)，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少．而溫度高時(shí)輸出電壓要升高，以觸發(fā)報(bào)警，所以R1為熱敏電阻．由圖線可知，溫度為50℃時(shí)，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入數(shù)據(jù)解得R2＝1.2kΩ.2．(2024·揚(yáng)州中學(xué))半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會(huì)隨壓力變化而改變．現(xiàn)有一壓力傳感器：(1)利用圖甲所示的電路測(cè)量該傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值約幾十千歐，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：甲電源電動(dòng)勢(shì)為3V電流表A(量程250μA，內(nèi)阻約為50Ω)電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為20kΩ)滑動(dòng)變阻器R(阻值0～100Ω)為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，開關(guān)S1、S2應(yīng)該分別接在__2、3__(填“1”或“2”、“3”或“4”).解析：傳感器阻值約幾十千歐，與電壓表的內(nèi)阻相當(dāng)，遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，可知應(yīng)該采用電流表內(nèi)接，即開關(guān)S1應(yīng)該接在2；滑動(dòng)變阻器用分壓電路，則開關(guān)S2應(yīng)該接在3位置，故填2、3.(2)通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得其阻值RN隨壓力F變化的關(guān)系圖像如圖乙所示．乙(3)由圖乙可知，壓力小于2.0N時(shí)的靈敏度比壓力大于2.0N時(shí)的靈敏度(靈敏度指電阻值隨壓力的變化率)__高_(dá)_(填“高”或“低”).解析：由圖乙可知，壓力越大，阻值越小，且壓力小于2.0N時(shí)隨壓力的變化阻值變化較明顯(較快)，可知壓力小于2.0N時(shí)的靈敏度比壓力大于2.0N時(shí)的靈敏度高．(4)利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了如圖丙所示的自動(dòng)分揀裝置，可以將質(zhì)量不同的物體進(jìn)行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R′為滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢(shì)為6V(內(nèi)阻不計(jì)).分揀時(shí)將質(zhì)量大小不同的物體用傳送帶運(yùn)送到托盤上，OB為一個(gè)可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，下端有彈簧，控制電路兩端電壓小于2V時(shí)，杠桿OB水平，物體水平通過進(jìn)入通道1，當(dāng)控制電路兩端電壓大于2V時(shí)，杠桿的B端就會(huì)被吸下，物體下滑進(jìn)入通道2，從而實(shí)現(xiàn)分揀功能．若R′調(diào)為15.0kΩ，取g＝10m/s2，該分揀裝置可以實(shí)現(xiàn)將質(zhì)量超過__0.14__kg的物體進(jìn)行分揀(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，自動(dòng)分揀裝置正常工作時(shí)，質(zhì)量大的物體通過__通道2__(填“通道1”或“通道2”).若要將質(zhì)量超過0.20kg的物體實(shí)現(xiàn)分揀，應(yīng)該將R′調(diào)成__13.0__kΩ(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).(說明：可認(rèn)為壓力傳感器受到的壓力等于托盤中物體的重力)丙解析：由電路可知，當(dāng)杠桿被壓下時(shí)，則RN的阻值為RN＝eq\f(E－U,\f(U,R′))＝eq\f(6－2,\f(2,15×103))Ω＝30kΩ由圖像可知，此時(shí)物體的重力為1.4N，質(zhì)量為0.14kg，可知自動(dòng)分揀裝置正常工作時(shí)，質(zhì)量大的物體通過通道2.若要將質(zhì)量超過0.20kg，