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物理·實(shí)驗(yàn)專題
第3講 測定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
極間距對(duì)E 和r的影響.實(shí)驗(yàn)器材如圖1所示.
1.(2022·安徽師大摸底)圖1甲是利用兩個(gè)電流
表 和 測量干電池電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)阻r的電路原理
圖.圖中S為開關(guān),R 為滑動(dòng)變阻器,固定電阻R1的阻
值和電流表 的內(nèi)阻之和為10000Ω(比r和滑動(dòng)變
阻器的總電阻都大得多), 為理想電流表.
(1)按電路原理圖在圖乙虛線框內(nèi)各實(shí)物圖之間
畫出連線完成實(shí)物電路圖. 圖1
(1)測量E 和r的實(shí)驗(yàn)方案為:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,
改變電源兩端的電壓U 和流過電源的電流I,依據(jù)公
式 ,利用測量數(shù)據(jù)作出U-I 圖象,得出 E
和r.
(2)將電壓表視為理想電表,要求避免電流表分壓
作用對(duì)測量結(jié)果的影響,請(qǐng)?jiān)趫D1中用筆畫線代替導(dǎo)
線連接電路.
(3)實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距,分別得到
圖1
相應(yīng)果汁電池的
() , U-I
圖象如圖2中(a)、(b)、(c)、
2 在閉合開關(guān)S前 將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移
(d)所示,由此可知:
動(dòng)至 (填“a端”、“中央”或“b端”).
在該實(shí)驗(yàn)中,隨電極間距的減小,電源電動(dòng)勢(shì)
(3)閉合開關(guān)S,
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c至某
(填“增大”、“減小”或“不變”),電源內(nèi)阻
一位置,讀出電流表 和 的示數(shù)I1和I2.多次改變 (填“增大”、“減小”或“不變”).
滑動(dòng)端c的位置,得到的數(shù)據(jù)如下表.
I1/mA 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145
I2/mA 480 400 320 232 140 68
在圖2所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐
標(biāo)畫出所對(duì)應(yīng)的I1—I2圖線.
圖2
3.(2022·湖北黃岡期末)某同學(xué)要用電阻箱和電
壓表測量某水果電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,考慮到水果
電池組的內(nèi)阻較大,為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度,需要測量
電壓表的內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)器材中恰好有一塊零刻度在中央
圖2 的雙向電壓表,該同學(xué)便充分利用這塊電壓表,設(shè)計(jì)了
(4)利用所得圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E= 如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路,既能實(shí)現(xiàn)對(duì)該電壓表的內(nèi)阻
V,內(nèi)阻r= Ω.(保留兩位小數(shù)) 的測量,又能利用該表完成水果電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
(5)該電路中電源輸出的短路電流I短= A. 的測量.他用到的實(shí)驗(yàn)器材有:
2.(2022·湖北黃岡期末)某中學(xué)生課外科技活動(dòng) 待測水果電池組(電動(dòng)勢(shì)約4V,內(nèi)阻約50Ω)、雙
小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電 向電壓表(量程為2V,內(nèi)阻約為2kΩ)、電阻箱(0~
池,他們測量這種電池的電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)阻r,并探究電 9999Ω)、滑動(dòng)變阻器(0~200Ω),一個(gè)單刀雙擲開關(guān)
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及若干導(dǎo)線. B.多測幾組I、U 的數(shù)據(jù),求出幾組E、r,最后分
別求出其平均值
C.測出多組I、U 的數(shù)據(jù),畫出U—I圖象,再根據(jù)
圖象求出E、r
D.測出多組I、U 的數(shù)據(jù),分別求出I和U 的平均
值,用電壓表測出斷路時(shí)的路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)E,再
用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r
2.(2022·浙江嚴(yán)州中學(xué)高三一月階段測試)用電
圖1 流表和電壓表測干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,提供的器材
(1)該同學(xué)按如圖1所示電路圖連線后,首先測出 如圖甲所示.
了電壓表的內(nèi)阻.請(qǐng)完善測量電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟: (1)用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲所示的實(shí)物連接成
①將R1的滑動(dòng)觸頭滑至最左端,將S撥向1位 測量電路.(兩節(jié)干電池串聯(lián)作為電源,圖中有部分線
置,將電阻箱阻值調(diào)為0; 路已連接好)
②調(diào)節(jié)R1的滑動(dòng)觸頭,使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏;
③保持 不變,調(diào)節(jié)R2,使電壓表的示數(shù)
達(dá)到 ;
④讀出電阻箱的阻值,記為R2,則電壓表的內(nèi)阻
RV= .
(2)若測得電壓表內(nèi)阻為2kΩ,可分析此測量值
應(yīng) 真實(shí)值.(填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)接下來測量水果電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn) (2)圖乙中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測得的6組電流
步驟如下: I、電壓U 的值,按照這些實(shí)驗(yàn)值作出U-I圖線,由此
①將開關(guān)S撥至 (填“1”或“2”)位置,將 圖線求得的電源電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)阻r=
R1的滑動(dòng)觸片移到最 端,不再移動(dòng); Ω.(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)
②調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電壓表的示數(shù)達(dá)到一個(gè) 3.(2022·上海市金山區(qū)一模)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖
合適值,記錄下電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值; 1所示的電路測電源電動(dòng)勢(shì)E 及電阻R1和R2的阻值.
③重復(fù)步驟②,記錄多組電壓表的示數(shù)及對(duì)應(yīng)的 實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源E(不計(jì)內(nèi)阻),待測電阻R1,待
電阻箱的阻值. 測電阻R2,電壓表 V(量程為1.5V,內(nèi)阻很大),電阻
(4)若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R, 箱R(0~99.99Ω),單刀單擲開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)
1 1
作出 - 圖象,則可消除系統(tǒng)誤差,
,導(dǎo)線若干
如圖 所示,其 S2 .
U R 2
中縱截距為b,斜率為k,則電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為 ,
內(nèi)阻的表達(dá)式為 .
圖1
圖2
高頻題特訓(xùn) 圖2
1.下列給出多種用伏安法測定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)先測電阻R1的阻值.請(qǐng)將甲同學(xué)的操作補(bǔ)充
的數(shù)據(jù)處理方法,其中既能減小偶然誤差,又直觀、簡 完整:
便的方法是 ( ) 閉合S1,將S2切換到a,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)
A.測出兩組I、U 的數(shù)據(jù),代入方程組E=U1+ R 和 對(duì) 應(yīng) 的 電 壓 表 示 數(shù) U1,保 持 電 阻 箱 示 數(shù) 不
I1r和E=U2+I2r,求出E 和r 變, ,讀出電壓表的示數(shù)U2.則電阻R1的表達(dá)
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物理·實(shí)驗(yàn)專題
式為R1= .
(2)甲同學(xué)已經(jīng)測得電阻R1=4.8Ω,繼續(xù)測電源
電動(dòng)勢(shì)E 和電阻R2的阻值.該同學(xué)的做法是:閉合S1,
將S2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)
R 和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù),繪出了如圖
1 1
2所示的 - 圖線,則電源電動(dòng)勢(shì)U R E= V
,
電阻R2= Ω. 圖4
技巧題特訓(xùn) (3) 圖4為該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用
測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線(I1為電流表 G的示
1.(2022·內(nèi)蒙古一機(jī)一中高三12月)某班舉行 數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),則由圖線可以得到被測電
了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽,其中一項(xiàng)比賽為用規(guī) 池組的電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)阻r= Ω(保
定的電學(xué)元件設(shè)計(jì)合理的電路圖,并能較準(zhǔn)確地測量 留2位有效數(shù)字).
一電池組的電動(dòng)勢(shì)及其內(nèi)阻.給定的器材如下: 2.(2022·湛江質(zhì)檢)小明要測量一電源的電動(dòng)勢(shì)
A.電流表G(滿偏電流10mA,內(nèi)阻10Ω) E 和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)器材有:一只DIS電流傳感器(可視為
B.電流表A(0~0.6A~3A,內(nèi)阻未知) 理想電流表,測得的電流用I表示),一只電阻箱(阻值
C.滑動(dòng)變阻器R (0~100Ω,1A) 用R 表示),一只開關(guān)和導(dǎo)線若干0 .該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖
D.定值電阻R(阻值990Ω) 1所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù).
E.多用電表
F.開關(guān)與導(dǎo)線若干
(1)小劉同學(xué)首先用多用電表的直流10V擋粗略
測量電池組的電動(dòng)勢(shì),電表指針如圖1所示,則該電表
讀數(shù)為 V.
圖1
(2)該同學(xué)再用提供的其他實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖
2所示的電路,請(qǐng)你按照電路圖在圖3上完成實(shí)物連線.
圖1
(1)小明設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是 (用
E、r、I、R 表示);
(2)小明在閉合開關(guān)之前,應(yīng)先將電阻箱阻值調(diào)至
(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”),在實(shí)
驗(yàn)過程中,將電阻箱調(diào)至如圖2所示位置,則此時(shí)電阻
箱接入電路的阻值為 Ω;
圖2
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(3)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖3所示 , 1據(jù) 繪出了如圖乙所示的圖線 -R,則電源電動(dòng)勢(shì)I E1
的 -R 圖象,則由圖象求得,該電源的電動(dòng)勢(shì)I E= = V,內(nèi)阻r= Ω(結(jié)果均保留兩位
V,內(nèi)阻r= Ω(結(jié)果均保留兩位有 有效數(shù)字).
效數(shù)字). 拓展題特訓(xùn)
1.(2022·山東師范大學(xué)附屬中學(xué)2022級(jí)高三第
7次模擬考試)根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖1所示電
路可以測定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.圖中R0是定值電
阻,通過改變R 的阻值,測出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12,
對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,就可以實(shí)現(xiàn)測量目的,根
1
據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在 —R 坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn),如圖2所U12
示.已知R0=150Ω,請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理.
圖3
3.(2022·山東省威海一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲
所示的電路來測量電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r 和定值電阻
R1的阻值.實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源E,待測電阻R1,電
圖1
流表A(量程0.6A,內(nèi)阻很小),電阻箱R(0~99.99
Ω),單刀單擲開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干.
(1)先測定值電阻R1的阻值.請(qǐng)將該同學(xué)的操作
補(bǔ)充完整:
A.閉合S1,將S2切換到a,讀出電流表的示數(shù)記
為I0;
B.將S2切換到b, ,讀出此時(shí)電阻箱的示
數(shù)記為R0;
C.則電阻R1= .
圖2
(1)圖2中電阻為 Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除;
(2)
1
在坐標(biāo)紙上畫出 —R 關(guān)系圖線;U12
圖甲 (3)圖線的斜率是 (V-1·Ω-1),由此可
得電池電動(dòng)勢(shì)Ex= V.
2.(2022·陜西西安市一模)在測定一節(jié)干電池的
電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材:
A.待測的干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)電阻小于
1.0Ω)
B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻Rg1=10Ω)
C.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻Rg2=0.1Ω)
圖乙 D.滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω,10A)
(2)該同學(xué)繼續(xù)測電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的阻值. E.滑動(dòng)變阻器R2(0~200Ω,1A)
做法是:閉合S1,將S2切換到b,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組 F.定值電阻R0(990Ω)
電阻箱示數(shù)R 和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I,根據(jù)測得的數(shù) G.開關(guān)和導(dǎo)線若干
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物理·實(shí)驗(yàn)專題
(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表,但給 4.(2022·哈爾濱市第三中學(xué))某實(shí)驗(yàn)小組正在測
出了兩個(gè)電流表,于是他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的(a)(b)兩 定一節(jié)新型電池的電動(dòng)勢(shì)(約為3V)和內(nèi)阻,現(xiàn)要選
個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路,其中合理的是 圖所示的電 取一個(gè)定值電阻R0當(dāng)做保護(hù)電阻.
路;在該電路中,為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,滑 (1)首先為了準(zhǔn)確測量定值電阻R0阻值,在操作
動(dòng)變阻器應(yīng)選 (填寫器材前的字母代號(hào)).
臺(tái)上準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材:
A.電壓表V(量程3V,電阻約為4kΩ)
B.電流表A1(量程1A,內(nèi)阻約0.5Ω)
C.電流表A2(量程3A,內(nèi)阻約0.5Ω)
D.定值電阻R0(阻值約為3Ω)
甲
(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)(1)中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電 E.滑動(dòng)變阻器R(0~10Ω)
路,利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1-I2圖線(I 為電流表 F.開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干1
A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù),且I2的數(shù)值遠(yuǎn)大于 根據(jù)上述器材,在測量R0阻值時(shí)應(yīng)選擇
I1的數(shù)值),則由圖線可得被測電池的電動(dòng)勢(shì)E= (填序號(hào))為電流表,其實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇以下哪種接
V,內(nèi)阻r= Ω.(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后2位) 法 (填 字 母),經(jīng) 測 量 定 值 電 阻 R0阻 值
為2.8Ω.
(2)之后為了測量該新型電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)
計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),在下圖中將所選器材進(jìn)行連接.
乙 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄作出U-I 圖線如圖所示,從中
(3)若將圖線的縱坐標(biāo)改為 ,則圖線與縱 可以求出待測新型電池的內(nèi)阻為 Ω,電池電
坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理含義即為電動(dòng)勢(shì)的大小.
動(dòng)勢(shì)為 V(保留兩位有效數(shù)字).
3.(2022·上海市奉賢區(qū)一模)某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的
一個(gè)多用電表中的電池進(jìn)行更換時(shí)發(fā)現(xiàn),表內(nèi)除了一
節(jié)1.5V的干電池外,還有一個(gè)方形的電池(層疊電
池).為了測定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)室中提
供如下器材:
電流表A1(滿偏電流10mA,內(nèi)阻很小)、電流表A2
(0~0.6~3A,內(nèi)阻很小)、滑動(dòng)變阻器R0(0~100Ω,
1A)、定值電阻R(阻值1000Ω)、開關(guān)與導(dǎo)線若干.
(1)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,為測出多組數(shù)據(jù)得到如
圖2的I1-I2圖線(I1為電流表 A1的示數(shù),I2為電流
表A2的示數(shù)),請(qǐng)將相應(yīng)的電路圖畫在圖1的方框內(nèi),
并標(biāo)出器材相應(yīng)的符號(hào);
(2)根據(jù)電路圖及圖線可以得到被測電池的電動(dòng)
勢(shì)E= V,內(nèi)阻r= Ω.
5.(2022·上海市靜安區(qū)一模)用實(shí)驗(yàn)測一電池的
內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動(dòng)勢(shì)約
6V.某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程如下:
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Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖(a)所示的電路圖,選擇合適的器材
正確連接實(shí)驗(yàn)電路(兩電表均為理想電表).
圖(a)
Ⅱ.將R 的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R
的阻值,由兩表讀出多組U 和I 的值,得到如圖(b)所
示的U-I圖線.
乙
(3)為了測出電池組的外電壓,讀出電流表 A2的
讀數(shù)I2,則外電壓U= (用給出的字母表達(dá));同
圖(b) 理,如果電流表 A1的讀數(shù)為I1,則干路電流:I=I1
+I .
Ⅲ.斷開開關(guān),將Rx改接在B、C 之間,A 與B 直
2
(4)通過測量,在坐標(biāo)紙上已經(jīng)標(biāo)出電池組的外電
接相連,其他部分保持不變.重復(fù)Ⅱ的步驟,在圖(b)的
壓U 和干路電流I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),如圖乙,由圖象可知該
坐標(biāo)中得到另一條U-I 圖線,圖線與橫軸I 的截距
電池組的內(nèi)阻r= Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
為I0,與縱軸U 的截距為U0.求: (5)利用以上實(shí)驗(yàn)方案測定了同規(guī)格的新、舊兩組
(1)電源內(nèi)阻r= Ω; 電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻.通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)舊電池組與
(2)用I0、U0 和r 表 示 待 測 電 阻 的 關(guān) 系 式 Rx 新電池組相比,電動(dòng)勢(shì)幾乎沒有變化.實(shí)驗(yàn)中測出它們
= ,代入數(shù)值可得Rx; 的輸出功率P 隨干路電流I變化的關(guān)系圖線如圖所示
(3)Rx接在B、C 之間與接在A、B 之間比較,滑動(dòng) (對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在圖象標(biāo)出).則以下說法正確的是
變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種 .(多選)
情況相比,電流表示數(shù)變化范圍 ,電壓表示數(shù)
變化范圍 .(選填“相同”或“不同”)
6.(2022·東北師大附中等五校聯(lián)考一模)如圖甲
所示的電路,可測定電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻.實(shí)驗(yàn)器
材有:3節(jié)電池(每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V);滑動(dòng)變
阻器R1(阻值0~20Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~500 A.圖線A 是新電池
Ω),電流表A1(量程0.6A、內(nèi)阻很小);電流表 A2(量 I3 I1
B. ≈
程0.3A、內(nèi)阻r=5Ω);標(biāo)準(zhǔn)電阻R0=15Ω. I4 I2
(1)
I P
該電路中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是 (選 3 1C.I ≈4 P2
填“R1”或“R2”); P1 P2
(2)由圖甲中的實(shí)物連接圖,畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖. D.I ≈1 I2
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物理·實(shí)驗(yàn)專題
7.(2022·遼寧省撫順市一模)莉莉在用伏安法測
量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示.
(1)請(qǐng)你用實(shí)線代替導(dǎo)線在如圖2中連接好實(shí)物,
要求變阻器的滑動(dòng)頭向右滑動(dòng)時(shí),其電阻值變大.
(2)由實(shí)驗(yàn)測得的7組數(shù)據(jù)已在如圖3的U-I圖
上標(biāo)出,請(qǐng)你完成圖線,由圖象可得E= V
(保留三位有效數(shù)字),r= Ω(保留兩位有效 (2)曉宇同學(xué)用歐姆表直接測“土豆電池”的兩極,
數(shù)字). 測得內(nèi)阻的讀數(shù)為30Ω.小麗同學(xué)用靈敏電流表直接
接“土豆電池”的兩極,測得電流為0.32mA,根據(jù)前面
用伏特表測得的0.96V電壓,由全電路歐姆定律得r
=3.0kΩ.因而曉宇說土豆的內(nèi)阻為30Ω,而小麗則說
是3kΩ.以下關(guān)于兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的分析正確的是
.(多選)
A.曉宇的方法不正確,因水果電池本身有電動(dòng)
圖1
勢(shì),故不能用歐姆表直接測其內(nèi)阻
B.曉宇的方法正確,因水果電池本身也是一個(gè)導(dǎo)
體,可以用歐姆表直接測其電阻
C.小麗的測量結(jié)果十分準(zhǔn)確,除了讀數(shù)方面的偶
然誤差外,系統(tǒng)誤差很小
D.小麗的測量結(jié)果不準(zhǔn)確,因?yàn)樗姵貎?nèi)阻很
大,用伏特表測得的電動(dòng)勢(shì)誤差很大,因此計(jì)算出的內(nèi)
阻誤差也很大
(3)若實(shí)驗(yàn)室除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器圖2
材可供選擇:
A.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
B.靈敏電流表 A2(量程為0~0.6mA,內(nèi)阻約為
800Ω)
C.靈敏電流表A3(量程為0~300μA,內(nèi)阻未知)
D.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值約10Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值約2kΩ)
圖3 F.定值電阻(阻值為2kΩ)
G.電阻箱( R
(0~9999Ω)
8.2022·四川成都市一模)將兩個(gè)金屬電極插入
①為了能盡可能準(zhǔn)確地測定“土豆電池”的電動(dòng)勢(shì)
水果中可以做成水果電池,但日常生活中我們很少用
和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的器材是 (填器材前的
“水果電池”,這是為什么 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)準(zhǔn)備就
字母代號(hào)).
此問題進(jìn)行探究.
②在方框中畫出應(yīng)采用的電路.
(1)同學(xué)們通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入
水果中,電動(dòng)勢(shì)大約會(huì)有1伏多一點(diǎn).曉宇同學(xué)找來了
一個(gè)土豆做實(shí)驗(yàn),如圖,當(dāng)用量程為0~3V、內(nèi)阻約50
kΩ的伏特表測其兩極時(shí)讀數(shù)為0.96V.但當(dāng)他將四個(gè)
這樣的水果電池串起來給“3V,0.5A”的小燈泡供電
時(shí),燈泡并不發(fā)光.檢查燈泡、線路均沒有故障,而用伏 ③實(shí)驗(yàn)時(shí),改變電阻箱R 的值,記錄下電流表的
特表測量其電壓確實(shí)能達(dá)到3V多.據(jù)你猜想,出現(xiàn)這 示數(shù)I,得到若干組R、I的數(shù)據(jù).根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如
種現(xiàn)象的原因應(yīng)當(dāng)是 (不要求寫分析、推導(dǎo)過 1
) 圖所示的R- 圖線,由此得出“水果電池”的電動(dòng)勢(shì)程 . I
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小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
為 V(保留兩位有效數(shù)字).按照此實(shí)驗(yàn)方法, (4)根據(jù)圖線可求得,被測電池的電動(dòng)勢(shì)E=
內(nèi)電阻的測量值與真實(shí)值相比 .(填“偏 V,內(nèi)電阻r= Ω.(保留兩位小數(shù))
大”、“偏小”或“相等”)
圖1
9.(2022·四川省樂山市一調(diào))在測定一節(jié)電池的
電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)電阻r 實(shí)驗(yàn)中,需要量程約0.5A的電
流表.實(shí)驗(yàn)室提供有電流表 (電流為2.5mA,內(nèi)電阻 圖2
Rt=199.0Ω);電阻箱R(0~999.9Ω).為此,某同學(xué)采
用圖1的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
(1)電路中的定值電阻R0應(yīng)選用下列中的
(填選項(xiàng)前字母);
A.0.5Ω B.1.0Ω
C.99.5Ω D.199.0Ω
(2)根據(jù)圖1完成實(shí)物圖2中的連線(圖中已連好
部分電路);
(3)正確選擇R0后,該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).調(diào)節(jié)電阻箱
的阻值,記錄電阻箱的阻值R 和對(duì)應(yīng)電流表 的示數(shù) 圖3
I
Ig如下表.請(qǐng)?jiān)趫D3的坐標(biāo)圖中作出 -R 圖線.(表中Ig
I
的 是根據(jù) 計(jì)算得出的)
I Igg
R/Ω 1.6 2.1 2.6 3.2 4.2 5.6
Ig/mA 2.25 2.00 1.67 1.50 1.25 1.00
I/(
I ×10
3A-1) 0.44 0.50 0.60 0.67 0.80 1.00
g
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物理·實(shí)驗(yàn)專題
主尺上標(biāo)識(shí)的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米,讀數(shù)時(shí)應(yīng)將
專題二 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 毫米和厘米分清,游標(biāo)卡尺主尺上的最小刻度是1mm.
例如(圖3)
第1講 測定金屬的電阻率
(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測微器)
【基礎(chǔ)特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150 (3)①0.02
0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5 (4)1987 將 圖3
“×1k”旋鈕調(diào)到2,再將“×100”旋鈕調(diào)到0 0~19998Ω 易錯(cuò)成(5+4×0.05)mm=5.20mm,
【解析】 ( ( ) 1)最上面圖讀數(shù):整毫米數(shù)是17,不足1毫米 正確的應(yīng)為 50+4×0.05mm=50.20mm.
()
數(shù)是7×0.1mm=0.7mm,最后結(jié)果是17mm+0.7mm= 3 區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端
例如(圖 )
17.7mm. 4
中間 圖 讀 數(shù):整 毫 米 數(shù) 是23,不 足1毫 米 數(shù) 是17×
0.05mm=0.85mm,最 后 結(jié) 果 是 23 mm +0.85mm
=23.85mm.
最下面圖讀數(shù):整毫米數(shù)是3,不足1毫米數(shù)是9×0.02
圖
mm=0.18mm,
4
最后結(jié)果是3mm+0.18mm=3.18mm.
易錯(cuò)成(13+10×0.05)mm=13.50mm,
(2)固定刻度示數(shù)為2.0mm,不足半毫米的從可動(dòng)刻度
正確讀數(shù)為(14+10×0.05)mm=14.50mm.
上讀,其示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù):2.0mm+15.0×0.01mm
2.【答案】 (1)0.155(±0.003范圍內(nèi)均可) (2)25
=2.150mm. (3)①A2 R2 ②見解析圖 ③B
(3)①電流表使用0.6A量程時(shí),刻度盤上的每一小格 【解析】 (1)螺旋測微器的讀數(shù):d=0.01mm×15.5=
表示0.02A,表針示數(shù)為0.44A;當(dāng)使用3A量程時(shí),每一小
0.155mm.
格表示0.1A,表針示數(shù)為2.20A. (2)多用電表的讀數(shù)乘倍率即為待測電阻的阻值,即Rx
②電壓表使用3V量程時(shí),每小格表示0.1V,表針示數(shù)
=25×1Ω=25Ω.
為1.70V;使用15V量程時(shí),每小格表示0.5V,表針示數(shù)為 (3)①選擇電流表時(shí)需先估算電路中的電流.設(shè)電動(dòng)機(jī)
8.5V.
4
(4)電阻為1987Ω.最簡單的操作方法是將“×1k”旋鈕 和定值電阻R0串聯(lián)的電壓為電源電動(dòng)勢(shì).則I=25.0+60A
調(diào)到2,再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個(gè)電阻箱的最大阻值是 ≈0.047A=47mA.
9999Ω,用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2× 實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)可通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓使流過電流表
9999Ω=19998Ω.故用兩個(gè)這樣的電阻箱,可得到的電阻 的電流不超過30mA,所以電流表選A2.
值范圍為0~19998Ω. 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇便于調(diào)節(jié)的R2.
【易錯(cuò)點(diǎn)撥】 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): ②由于電流表A2的電阻較大,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采用
(1)看清精確度 電流表外接法.為有效地控制電路中的電壓和電流,應(yīng)采用
例如(圖1) 滑動(dòng)變阻器分壓電路,所以電路圖連接如圖所示.
圖1
易錯(cuò)成(11+4.0×0.1)mm=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.
例如(圖2) ③由電路圖可知,電壓表測量定值電阻R0 與導(dǎo)線圈電
阻的總電壓,故圖象斜率表示的是R0 與導(dǎo)線圈電阻之和.
3.【答案】 (1)B C 甲 (2)見解析圖 (3)5.2 (4)
B D (5)A
【解析】 (1)為 了 減 小 誤 差,應(yīng) 使 電 表 讀 數(shù) 為 量 程 的
圖2 1 2
易錯(cuò) 成(10+12×0.05)mm=10.6 mm,正 確 的 應(yīng) ~ ,電源電動(dòng)勢(shì)為4V,故電壓表選3 3 C.
估算通過Rx的最
為10.60mm. 3 RV
() 大電流約為2 主尺上的單位為厘米 Im=5 A=0.6A
,所以電流表應(yīng)選B.因?yàn)镽x
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小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
R
> x,所以電流表應(yīng)外接,
=6.070cm.
即應(yīng)采用甲電路,測量誤差較小
R .A (2)用多用表測量該元件的電阻,選用“×10”倍率的電
阻擋后,應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零,再進(jìn)行測量,由題圖丙所示可
知,測量結(jié)果為7×10=70Ω.
【技巧題特訓(xùn)】
(2) 1.【答案】 (1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900
()πRd
2
4 4L
【解析】 (1)電池組電壓是3V,流過金屬絲的最大電流
E
Im= =0.5A,故電流表選C,電壓表選D;滑動(dòng)變阻器(3)電 流 表、電 壓 表 的 讀 數(shù) 分 別 為I=0.50A,U= r+Rx
2.60 選總阻值小的,便于調(diào)節(jié),故選F;另外要選導(dǎo)線、開關(guān).
2.60V,所以Rx=0.50Ω=5.2Ω.
( R2) x
R
=40, V因?yàn)?=800,故電流表選擇外接法,外接
(4)甲電路中產(chǎn) 生 誤 差 的 主 要 原 因 是 電 壓 表 的 分 流 作 RA Rx
用,選項(xiàng)B正確.乙電路中產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表的 法測量值偏小.
分壓作用,故選項(xiàng)D正確. (3)根據(jù)千分尺的讀數(shù)規(guī)則知,讀數(shù)是0.5mm+40.0×
RxE 0.01mm=0.900mm.(5)Rx兩端的電壓U= ,其中 為滑動(dòng)R R( ) () L 4L πRd
2
Rx+ L-x 4R=ρ =ρ 2,解得L S πd ρ= 4L .
變阻器總阻值,L 為滑動(dòng)變阻器兩端總長度,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí) 2.【答案】 (1)如圖所示
可知選項(xiàng)A正確.
【高頻題特訓(xùn)】
1.【答案】 A 11.30
【解析】 測量內(nèi)徑時(shí)應(yīng)該用游標(biāo)卡尺上的內(nèi)測量爪A.
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺上的讀數(shù)+游標(biāo)尺上的讀數(shù).本題主
尺 上 讀 數(shù) 為 11 mm,游 標(biāo) 尺 上 讀 數(shù) 為 6×0.05 mm=
0.30mm,故讀數(shù)為11.30mm.
2.【答案】 AC (2)滑動(dòng)變阻器B C (3)微安表讀數(shù)I1、毫安表讀數(shù)
【解析】 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量金屬絲接入電路中的有效長度, I2、電阻箱讀數(shù)R2 (I2-I1)R2/I1
而不是全長;金屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差很大,使 【解析】 (2)滑動(dòng)變阻器R1在實(shí)驗(yàn)中起調(diào)節(jié)電流的作
金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓表對(duì)它的分流作用很小,應(yīng)采用 用,應(yīng)選可調(diào)阻值范圍較大的,以使電路中的電流能夠調(diào)節(jié)
電流表外接法,故A、C操作錯(cuò)誤. 到足夠小.由于電源電動(dòng)勢(shì)為3V,由閉合電路歐姆定律可得
3.【答案】 見解析 定值電阻R3的阻值應(yīng)選3kΩ至6kΩ的.
【解析】 由于A1的內(nèi)阻已知,可將其當(dāng)作電壓表來用; U
3.【答案】 (1)1.000mm (2)A 小 (3)B -R
, A又給了另一個(gè)電流表 A2 可把兩電流表示數(shù)之差當(dāng)作通過 I
R1的電流,利用歐姆定律測 R1的阻值;題目要求測多組數(shù) 【 】 () () ()I
(R +r )
4.答案 1 乙 2R b 3 1 0 11
據(jù),滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式;實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示. I2-I1
【解析】 (1)所給的三個(gè)電路圖中,乙圖可明確確定兩
支路的電流值和含有電流表的支路的電阻值,由此可確定待
測阻值.故乙圖正確.
(2)因乙圖為滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,則易用小阻值
的變阻器.故應(yīng)選R1,閉合開關(guān)前要讓測量電路電壓由小變
大,故滑片P 應(yīng)置于b端.
(3)由并聯(lián)電路特點(diǎn):Rx(I2-I1)=(R0+r1)I1得:Rx
I1(R0+r1)
4.【答案】 (1)0.617 6.070 (2)進(jìn)行歐姆調(diào)零 70 = I .2-I1
【解析】 (1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm,可 【點(diǎn)評(píng)】 考查電阻的測量電路的設(shè)計(jì),能靈活根據(jù)所給
動(dòng)刻度 讀 數(shù) 為11.7×0.01=0.117 mm,所 以 最 終 讀 數(shù) 的器材確定合適的電路,并會(huì)求解阻值.
為0.617mm. 【拓展題特訓(xùn)】
游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為60mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×14= 1.【答案】 (1)見解析圖 (2)0.58(0.57~0.59之間)
0.70 mm,所 以 最 終 讀 數(shù) 為 60+0.70 mm=60.70 mm 65(64~66均可) (3)1'和2'.
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物理·實(shí)驗(yàn)專題
【解析】 (1)電路圖如圖所示. R
R = 1
R2
此時(shí)玻璃管內(nèi)水柱的電阻 x R =8000Ω
,
d
水柱橫截面積S=π( )22 =3.14×10
-4m2,
ρL RS由電阻定 律 R= 得S ρ= L =8000×3.14×10
-4×
5Ω·m≈12.6Ω·m;
() U ΔU2 由題圖可求R= = ,由圖線斜率可求得I ΔI R= 第2講 描繪小電珠的伏安特性曲線
l
0.58kΩ(0.57kΩ~0.59kΩ均可),由R=ρ ,可得S l=65 【基礎(chǔ)特訓(xùn)】
m(64m~66m均可). 1.【答案】 (1)A (2)B (3)0.1
(3)由題表可知,1'和2'之間電壓表有示數(shù),電流表示數(shù) 【解析】 (1)測繪小燈泡的伏安特性曲線,要求能較大
為零,說明其間有斷路. 范圍地測量數(shù)據(jù),所以控制電路部分應(yīng)用分壓式接法,滑動(dòng)
2.【答案】 (1)A2 V1 R1 (2)C 變阻器應(yīng)用最大阻值小額定電流大的A.
(2)因?yàn)樾襞輧啥说碾妷河闪阒饾u增加到3V,故滑動(dòng)
U2
變阻器應(yīng)采用分壓接法.燈泡的電阻R= ,額定電P =15Ω
P
流I= =0.2A,由U R=15Ω< RARV= 15000Ω
,依據(jù)
(3) 公式法“大 內(nèi) 小 外”的 原 則,可 知 電 流 表 應(yīng) 采 用 外 接 法,故
選B.
(3)在燈泡的I-U 圖上作出電源的I-U 圖線,交點(diǎn)坐
標(biāo)即為這個(gè)電源給這個(gè)燈泡供電時(shí)的電壓和電流,此時(shí)P燈
=IU=0.1×1W=0.1W.
(4)0.20±0.02
3.【答案】 (1)C (2)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示
(3)電 流 表 A1 的 示 數(shù) I1,電 流 表 A2 的 示 數(shù) I2
I2 (r2+R 0
)
I1-I2
【 R R4.答案】 (1)20.0 (2) 1 2R
(3)12.6 2.【答案】 (1)電路原理圖如圖所示 A2 R1
【解析】 (1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為:2.0cm=20mm,
游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度和主尺上刻度對(duì)齊,所以最終讀數(shù)為:
20.0mm;
(2)設(shè)把S撥到1位置時(shí),電壓表V1示數(shù)為U,則此時(shí)電
U URx
路電流為 ,總電壓
R U總= +U
;當(dāng)把S撥到2位置,調(diào)
1 R1
整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表 V1示數(shù)相同也為
U U (2)見解析圖
U,則此時(shí)電路中的電流為 ,總電壓R U'總=
·
R R2+U
,由
(3)2.5(2.4~2.6均可) 燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作
Rx R
于兩次總電壓相等,都等于電源電壓E,可得 = 2,解得 時(shí)的電阻(或燈泡電阻隨溫度升高而變大)R1 R 【解析】 (1)根據(jù) P=I2R,估算出燈泡的電流大約是
R
R = 1
R2
x ; 600mA,R 因此電流表應(yīng)選A2
;本實(shí)驗(yàn)要描繪出燈泡的U-I
1 圖線,需要測量多組數(shù)據(jù),因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式,所(3)從圖丙中可知,R=1×103Ω時(shí),L=5.0m
-1,
以應(yīng)選阻值較小的R1;小燈泡電阻較小,電流表應(yīng)外接;
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小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
(2)如圖所示 【高頻題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)①使它靠近滑動(dòng)變阻器左端的接線柱
②增加小燈泡兩端的電壓,記錄多組電流表和電壓表的讀
數(shù),直至電壓達(dá)到其額定電壓 (2)見解析圖
【解析】 (1)滑動(dòng)變阻器為分壓式接法,閉合開關(guān)前,應(yīng)
使小燈泡兩端的電壓為零,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使它靠
近滑動(dòng)變阻器左端的接線柱.閉合開關(guān)后,逐漸移動(dòng)滑動(dòng)變
阻器的滑片,增加小燈泡兩端的電壓,記錄多組電流表和電
壓表的讀數(shù),直至電壓達(dá)到小燈泡的額定電壓.
(2)與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示.
(3)由P=UI=0.75W,再結(jié)合圖象可知U額=2.5V;大
于1.23V的原因是燈泡的冷態(tài)電阻小于正常工作時(shí)的電阻.
3.【答案】 (1)左 (2)D F (3)伏安特性曲線如圖
所示
2.【答案】 見解析圖
【解析】 由題圖甲可看出,測量小電珠的伏安特性曲線
的控制電路是滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,測量電路是電流表
外接法.正確連線如圖所示.
(4)0.017(在0.015~0.019范圍內(nèi)均可)
【解析】 (1)調(diào)到歐姆擋時(shí),在多用電表的內(nèi)部,電源的
正極是接在黑表筆上,負(fù)極是接在紅表筆上;
(2)電源電壓只有3V,所以電壓表選D;二極管允許通 3.【答案】 (1)A D (2)E (3)見解析
過的最大電流為50mA,所以電流表選F. 【解析】 (1)因小電珠的額定電壓為4V,為了保證安
(4)在圖中畫出阻值為100Ω的定值電阻的伏安特性圖 全,選用的電壓表量程應(yīng)稍大于4V,但不能大太多,量程太
象,從圖中找出兩圖象電流相同且電壓之和等于3V時(shí)的電 大則示數(shù)不準(zhǔn)確,故只能選用0~5V的電壓表,故選A.由P
流值大約是13mA,則R 的功率P=I2R≈0.017W.
, P=UI得 小電珠的額定電流I= =0.5A,故應(yīng)選擇
4.【答案】 (
0~0.6
1)見解析圖 (2)紅 (3)80 U
【解析】 (1)由題意可知電流正向通過二極管時(shí),二極 A量程的電流表,故選D.
, , (2)由題意可知,小電珠兩端的電壓要從零開始變化且管的電阻較小 故 表應(yīng)外接 由于要描繪二極管在0~8
多取幾組數(shù)據(jù),故只能采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,而分
V間的伏安特性曲線,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法,電 壓式接法中應(yīng)選總阻值小的滑動(dòng)變阻器,故選E.
源電動(dòng)勢(shì)為8V,故多用電表的電壓擋選10V的.電路圖如 U2
圖所示. (3)小電珠內(nèi)阻R=P =8Ω
,小于R0= RVRA,故采
用電流表外接法,故電路圖和實(shí)物電路圖如圖所示.
(2)利用多用電表電壓擋測量正常使用中的二極管兩端
的電壓時(shí),電流從紅表筆流入多用電表.
(3)由閉合電路歐姆定律可知二極管兩端的電壓為7.2 【技巧題特訓(xùn)】
V,據(jù)伏安特性曲線圖可知二極管兩端的電壓為7.2V時(shí)對(duì) 1.【答案】 (1)最大 (2)9 (3)3.84 4.83
應(yīng)的電流是10mA,故電阻R 的阻值大約為80Ω. 【解析】 (2)電源輸出電壓:U=IR1=0.6×15V=9V.
106

物理·實(shí)驗(yàn)專題
(3)電動(dòng)機(jī)的輸入電流IM=I-I1=1.2A.由電動(dòng)機(jī)的 4.【答案】 (1)如圖甲、乙所示,其他連接正確也可;
U-I特性曲線可知,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電壓為UM=3.2V,所以
U-U
P=UMIM=3.84W,R
M
2= I ≈4.83Ω.M
2.【答案】 (1)甲 (2)×1 (3)增大 2
【解析】 (1)實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從0開始逐漸
增大,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選分壓式接法,小燈泡的內(nèi)阻較小,電
流表應(yīng)采用外接法,選甲圖;(2)小燈泡的電阻較小,歐姆擋
選“×1”擋即可;(3)由于圖線向上彎曲,圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)
連線的斜率增大,故小燈泡的電阻值隨溫度的升高而增大. 甲
由圖線可得小燈泡消耗的功率為0.6W時(shí),小燈泡兩端的電
壓是2V.
【拓展題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)連線如圖所示
乙
(2)①20 ③0.60 ④大 (3)描繪小燈泡的伏安特性
曲線 左
( 【 】 ()2)①1.40 0.23 5.答案 1 乙
(2)B D (3)1.00 2.75
【 】
②描點(diǎn)繪出I -U 圖線如圖所示 解析
(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),兩端最大電壓約為:U=0.5
x x
×0.8=0.4V,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,電動(dòng)機(jī)線圈電阻
約為0.8Ω,電流表內(nèi)阻約為0.5Ω,電壓表內(nèi)阻約為5kΩ,電
流表應(yīng)采用外接法,因線圈的電阻太小,因此為保護(hù)電動(dòng)機(jī),
則將定值電阻與電動(dòng)機(jī)串聯(lián),故應(yīng)選擇乙電路圖;
(2)測電動(dòng)機(jī)線圈電阻,應(yīng)控制電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),測出電動(dòng)機(jī)
兩端電壓與通過電動(dòng)機(jī)的電流,電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),通過電動(dòng)機(jī)
的電流與電動(dòng)機(jī)兩端電壓都很小,電流表選B,電壓表選D;
(3)
U 2
由歐姆定律可知:r+R= ;I =0.5=4Ω
解得:r=4-3=1.00Ω
③非線性 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),總功率:P=UI=6×0.5=3W,
2.【答案】 (1)A C E (2)如圖所示 (3)5.0 線圈產(chǎn)生的熱功率:P
2
Q=Ir=0.52×1=0.25W,
電動(dòng)機(jī)正常工作輸出的機(jī)械功率:P機(jī)械=P-PQ=3-
0.25=2.75W.
【點(diǎn)評(píng)】 解決本題的關(guān)鍵知道器材選取的原則,即精
確、安全,以及知道電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸入功率等于輸出功
率與內(nèi)部消耗功率之和.
6.【答案】 (1)斷開 B 1.0 (2)閉合 減小 (3)
0.16
3.【答案】 (1)ABDF (2)如 下 圖 (3)小 于 【解析】 (1)測量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻滑動(dòng)變阻器采用
(4)1557~1587均可 限流式接法,因此S2處于斷開狀態(tài);直接用電源兩端的電壓
即傳感器B 的數(shù)據(jù)作為縱坐標(biāo);電流傳感器的數(shù)據(jù)作為橫坐
標(biāo),作 出 的 圖 線 的 斜 率 表 示 電 源 的 內(nèi) 阻, ΔU則 r= ΔI =
3V-2.7V
0.3A =1.0Ω
;
(2)描繪小燈泡的伏安特性曲線,電壓要從0開始測,因
107

小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
此滑動(dòng)變阻器需要采用分壓接法,故S2處于閉合狀態(tài),電源 (4)電動(dòng)勢(shì)E=I1'(圖象與縱軸截距)×10000V=1.49
傳感器A 測燈泡兩端電壓作為伏安特性曲線的縱坐標(biāo),電 V,電源的內(nèi)阻r=|k(圖象斜率)|×10000Ω=0.60Ω.
流傳感器測流過燈泡的電流作為伏安特性曲線的橫坐標(biāo),燈
(5)
E
電源輸出的短路電流
, I短=r ≈2.5A.泡兩端與滑動(dòng)變阻器aP 段并聯(lián) 因此滑動(dòng)端P 向右滑動(dòng)時(shí)
小燈泡電壓將減小; 2.【答案】 (1)U=E-Ir (2)如圖所示
(3)將電阻R 和電燈A、B 等效為電源內(nèi)阻,在燈泡的
I-U圖象坐標(biāo)系內(nèi)作出等效電源I-U 圖象如圖所示:
(3)不變 增大
【解析】 (1)本題是利用伏安法測電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)
阻,由E=U+Ir得U=E-Ir.
(2)連接電路圖要從電源正極出發(fā),先連接串聯(lián)部分,最
后再進(jìn)行并聯(lián),并注意電壓表、電流表的正、負(fù)接線柱,以防
由圖象可知, 接反流過燈泡C 的電流為0.2A,燈泡兩端電壓 .
, (3)在電源的U-I 圖象中,縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì),為0.8V 故燈泡C 實(shí)際功率P=UI=0.8V×0.2A=0.16W.
斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻,由題圖可得,電極間距減小
第3講 測定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 時(shí),電源電動(dòng)勢(shì)不變,內(nèi)阻增大.
3.【答案】 (1)③R1 半偏(或最大值的一半)【 】 ④R基礎(chǔ)特訓(xùn) 2
1.【答案】 (1)見解析 (2)b端 (3)見解析 (4)1.49 1 k (2)大于 (3)①2 左 (4)E=b r=b
(1.48~1.50) 0.60(0.55~0.65) (5)2.5(2.3~2.7) 【解析】 (1)由題圖可知,當(dāng)S撥向1位置,滑動(dòng)變阻器
【解析】 本題主要考查了實(shí)物圖連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、
R1在電路中為分壓式接法,利用電壓表的半偏法得:調(diào)節(jié)R1
數(shù)據(jù)處理,本實(shí)驗(yàn)是用兩個(gè)電流表測定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)
使電壓表滿偏,保持R1不變,R2與電壓表串聯(lián),調(diào)節(jié)R2使電
阻,實(shí)質(zhì)是將電流表 與一定值 電 阻 串 聯(lián),改 裝 成 電 壓 表
壓表的示數(shù)達(dá)到半偏(或最大值的一半),則電壓表的內(nèi)阻
使用. R1與電阻箱示數(shù)R2相同.(2)由閉合電路歐姆定律可知,調(diào)
(1)實(shí)物連接如圖所示. 節(jié)R2變大使電壓表達(dá)到半偏的過程中,總電阻值變大,干路
總電流變小,由E=I·r+U外 得U外 變大,由電路知U外=
U并+U右,變阻器的滑動(dòng)觸頭右側(cè)分得的電壓U右=I·R右
變小,則U并 變大,電壓表半偏時(shí),R2上分得的電壓就會(huì)大于
電壓表上分得的電壓,那么R2的阻值就會(huì)大于電壓表的阻
值.(3)測水果電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,利用伏阻法,S撥到
2,
U
同時(shí)將R 11的滑動(dòng)觸頭移到最左端.利用E=U1+ ·r,R
() , 22 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大 因此
U1'
應(yīng)使滑片移到b端. E=U1'+ ·r,聯(lián)合求E、r.(4)由閉合電路歐姆定律得R' E2
(3)作I1-I2圖象如圖所示. U 1 r 1 1 r 1
=U+ ·R r
,變形得
U =
·
E R +
,
E E =k
,
E =b
,得E
1
= ,
k
b r=b .
【高頻題特訓(xùn)】
1.【答案】 C
【解析】 A中只測兩組數(shù)據(jù)求出E、r,偶然誤差較大;B
中計(jì)算E、r 平均值雖然能減小誤差,但太繁瑣;D中分別求
I、U 的平均值是錯(cuò)誤的做法.
2.【答案】 (1)測量電路如圖所示.
108

物理·實(shí)驗(yàn)專題
2.【答案】 (1)E=I(R+r) (2)最大值 25 (3)6.2
(6.0~6.4均可) 2.5(2.4~2.6均可)
【解析】 (1)在閉合電路中,E、I、R、r 幾個(gè)量之間的關(guān)
系是E=I(R+r).
(2)為了整個(gè)電路的安全,所以開始電流要最小,即電阻
箱電阻調(diào)到最大值;題圖中電阻箱讀數(shù)為25Ω.
() ( ), 1 R r 1() 3 根據(jù)E=I R+r 推出 = ,再結(jié)合2 按照實(shí)驗(yàn)值作出的U-I圖線如圖所示 I E +E I-R
1 r
圖象可 知:圖 線 的 斜 率 為 ,截 距 為 ,解 得
E E E=6.2V
(6.0~6.4均可),r=2.5Ω(2.4~2.6均可).
3.【答案】 (1)調(diào)節(jié)R 的阻值,使電流表的示數(shù)仍為I0
R0 (2)3.1 6.3
【拓展題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)80.0 (2)見解析圖 (3)4.44×10-3
2.95(2.94~2.96均可) 0.71(0.68~0.74均可)
【解析】 (1)
1.50
由于電壓表內(nèi)阻較大,電壓表的分流作用
【解析】 (1)由閉合電路歐姆定律可知:
對(duì)干路電流的測量影響很小,可以不考慮,故電壓表應(yīng)接在
U
干電池兩端;注意開關(guān)要控制整個(gè)電路. E 12x= (R R+rx
)+U12
0
(2)描點(diǎn)連線的原則:盡可能多的點(diǎn)在直線上,不在直線
1 1 1
上的點(diǎn)要均勻分布在直線的兩側(cè).U-I 圖線中的縱軸的截 即U =E R R+12 x 0 Ex ( rx1+R )0
距表示電源的電動(dòng)勢(shì),即E=2.95V;斜率的絕對(duì)值表示電 1 —
ΔU 由此可知 R 關(guān)系圖線是一條直線.電阻R=80.0Ω
源的內(nèi)阻,即r=| |=0.71Ω. U12ΔI 的點(diǎn)偏離直線較為明顯,應(yīng)剔除.
【 】 () U2-U3.答案 1 將S 12切換到b ()U R 21.43 1 (2)
1
畫出 —R 關(guān)系圖線如圖所示U .12
1.2
【解析】 (1)由于R 和R1串聯(lián),所以通過R1的電流I=
U1, U -U兩 端 的 電 壓 為
R R1 U2 -U
2 1
1,所 以 R1 = I =
U2-U1
U R.1
() U2 根據(jù)閉合電路歐姆定律,E= (4.8+R2+R),所以R
1 1
= ·(
1 1
U E 4.8+R2
) ,
R+E
1 1 1
由此式看出, - 圖線的截距為 =0.7,斜率U R E k=
1( ) 2.8-0.7
E 4.8+R2 =
,
0.5 =4.2
, , ()
1.52-0.72
3 斜 率 k= V-1 ·Ω-1 =4.44×10-3由此兩式得 E=1.43VR2=1.2Ω. 180
【技巧題特訓(xùn)】 V-1·Ω-1,
1.【答案】 (1)7.2 (2)如圖所示 (3)7.5 5.0 1 1 1 r
結(jié)合
U = R+
(1+ x)可知:
12 ExR0 Ex R0
1 -3,
E R =4.44×10x 0
所以Ex=1.50V.
2.【答案】 (1)(b) D (2)1.46 0.84 (3)I1(R0+
Rg1)
【解析】 (1)沒有電壓表,可以將電流表串聯(lián)一個(gè)電阻,
可以改裝成電壓表,根據(jù)歐姆定律,若將電流表與定值電阻
109

小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
串聯(lián)有U=I1R0=0.003×(500+10)=1.53V,與電源電動(dòng) 遠(yuǎn)大于R0 的阻值,故電流表采用外接的方法,即圖a所示;
勢(shì)接近,故應(yīng)將電流表A1與定值電阻串聯(lián)使用,故合理的是 (2)電路圖實(shí)物連接如圖所示;(3)在電源的U-I圖線中,圖
(b)圖;電源電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為1歐姆,為方便實(shí)驗(yàn) 線斜率的絕對(duì)值表示定值電阻和電源內(nèi)阻之和,即R0+r=
操作,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D. ΔU ,所以電源的內(nèi)阻
ΔI =3.75Ω r=0.95Ω
,I=0時(shí)對(duì)應(yīng)的
(2)由 電 路 圖 可 知,在 閉 合 電 路 中,電 源 電 動(dòng) 勢(shì):E= 路端電壓U 表示電源的電動(dòng)勢(shì),故E=2.9V.
I1(
E r
R0+Rg1)+I2r,則:I1= - ,由圖象R0+Rg1 R0+R
I2
g1
, : -3 E E可知 圖象的截距 b=1.46×10 =R = =A1+R3 20+980
E ,則電源電動(dòng)勢(shì)為:
1000 E=1.46V.
r r ΔI1
圖 象 斜 率:k = R = = =A1+R3 1000 ΔI2
1.46×10-3-1.0×10-3
≈0.84, 【 U -3.50.55 5.答案】 (1)25 (2)
0
-3-r (3)相同I ×10
不同
0
電源內(nèi)阻為:r=0.84Ω. 【解析】 (1)圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻,則可知內(nèi)阻
(3)由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可知,在U-I圖線 : 5.5-4.0為 r= =25Ω;
中,圖線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理含義即為電動(dòng)勢(shì)的大小, 0.08-0.02
()
( ) , 2 接Rx改接在B
、C 之間,由題意可知,等效內(nèi)阻為:
故當(dāng)圖線的縱坐標(biāo)改為I1 R0+Rg1 時(shí) 圖線與縱坐標(biāo)軸的
U0-3.5
交點(diǎn)的物理含義即為電動(dòng)勢(shì)的大小. R0+r= -3;I0×10
3.【答案】 (1)原理圖見解析 (2)9.0 10
: U0-3.5解得 ;
【解析】 (1)由題意可知,
Rx= -r
本實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表,故將已 I ×10-30
知內(nèi)阻的電流表A 與定值電阻串聯(lián)充當(dāng)電壓表,電流表 A (3)由于在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),閉合電路中電阻不變,故2 1
與定值電阻R 串聯(lián)即可. , ,如圖所示: 電流表的變化范圍相同 而由于電壓表測量的是路端電壓
由于等效內(nèi)電阻不同,故電壓表的變化范圍不同.
【點(diǎn)評(píng)】 本題考查測量電源內(nèi)阻及電阻的實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵在
于明確電路結(jié)構(gòu),認(rèn)清實(shí)驗(yàn)方法及步驟;再由歐姆定律或閉
合電路歐姆定律進(jìn)行分析求解.
6.【答案】 (1)R1 (2)如圖(注:滑動(dòng)變阻器多連一條
線也是正確的) (3)I2 (R0+r) (4)5.3~5.9Ω都可
(5)BCD
(2)表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓
處理,則由閉合電路歐姆定律可知:
( ) , : E IrI1 R+RA =E-I2r 即 I1=
2 ;
1000-1000
由圖可知,圖 象 與 縱 坐 標(biāo) 的 交 點(diǎn) 為9.0mA,則 有:9.0
E 7.【答案】 (1)見解析 (2)1.49 1.2
mA= ,解得: ;1000 E=9.0V 【解析】 (1)變阻器的滑動(dòng)頭向右滑動(dòng)時(shí),其電阻值變
由圖象可知,圖象的斜率為:10×10-3,由公式得圖象的 大,滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱;干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5
r V
,故電壓表選擇3V,電流表選擇0.6A;根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連
斜率等于 ,
1000 接實(shí)物電路圖如圖1所示.
r
故
1000=10×10
-3;解得r=10Ω.
【點(diǎn)評(píng)】 本題為測量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的
變形,注意由于沒有電壓表,本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表
頭改裝為電壓表,再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究.
4.【答案】 (1)B a (2)見解析 (3)0.95 2.9
【解析】 (1)新型電池的電動(dòng)勢(shì)約為3V,定值電阻R0
的阻值約為3Ω,則通過的定值電阻R0 的最大電流約為1
A,故在測量R0 阻值時(shí)應(yīng)選擇B為電流表;由于電壓表內(nèi)阻 圖1
110

物理·實(shí)驗(yàn)專題
圖2
(2)用直線把坐標(biāo)系中各點(diǎn)連接起來,得到U-I 圖象,
如圖2所示;由圖象可知,圖象與縱軸交點(diǎn)是1.49V,則電源
() , E4 由閉合電路歐姆定律可知 200Ig= ,
, ΔU 1.49-1.10
R+r
電動(dòng)勢(shì)E=1.49V 電源內(nèi)阻r=ΔI= 0.33 ≈1.2Ω. I 200(R+r)= ,
8.【答案】 (1)水果電池的內(nèi)阻太大 (2)AD (3)① Ig E
200
B、G ②見解析 ③3.0 偏大 由數(shù)學(xué) 知 識(shí) 可 知,圖 象 的 斜 率k 等 于 ,截 距b 等E
【解析】 (1)伏特表測量其電壓確實(shí)能達(dá)到3V,而燈泡 200r
于 ;
并不發(fā)光,可能是水果電池內(nèi)阻太大,電流太小所致. E
(2)因水果電池本身有電動(dòng)勢(shì),故不能用歐姆表直接測 1-0.24 200根據(jù) 圖 象 得 k= ;故5.6 ×1000=136 E =136
其內(nèi)阻,A對(duì)B錯(cuò);水果電池內(nèi)阻很大,用有內(nèi)阻的伏特表測 =1.47V;
得的電動(dòng)勢(shì)誤差很大,C錯(cuò)D對(duì). 200r
截距b= =0.24×1000;故r=1.76Ω.
(3)因靈敏電流表直接接“土豆電池”的兩極,測得電流 E
為0.32mA,選靈敏電流表 A 和變阻箱測量其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi) 【點(diǎn)評(píng)】 本題用安阻法測量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,由2
于要將電流表改裝以及坐標(biāo)中坐軸單位不是國際單位,從而
, 1 1 r阻 測量電路如圖所示,由E=I(R+r)得 ,據(jù)I =ER+E 給本題增加了難度,在解題中應(yīng)注意體會(huì).同時(shí)電流表改裝
3.0V, , 后的量程與并聯(lián)電阻的關(guān)系也要注意思考圖象的斜率得電池組的電動(dòng)勢(shì)為 按照此實(shí)驗(yàn)方法 測 .
出的電源內(nèi)阻是電流表 A2和電源兩部分電阻之和,因此內(nèi) 第4講 練習(xí)使用多用電表
電阻的測量值與真實(shí)值相比偏大.
【基礎(chǔ)特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)a合理 (2)乙電阻的電流 25.0mA
(±0.1都可以) (3)(Ⅰ)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示
9.【答案】 (1)B (2)見解析 (3)見解析 (4)1.47
1.76
【解析】 (1)需要量程約0.5A的電流表.實(shí)驗(yàn)室提供有 ( ) URⅡ RV= (U 為多用電表直流“2.5V”擋的讀數(shù))E-U
電流表電流為2.5mA,內(nèi)電阻Rt=199.0Ω. 【解析】 (1)b會(huì)受人體電阻的影響;(2)在題圖c中,多
0.0025×199
根據(jù) 并 聯(lián) 分 流 和 歐 姆 定 律 得:R = = 用電表與乙電阻串聯(lián),因此測的是乙電阻的電流;(3)多用電0 0.5-0.0025
, U E-U, : 表與電阻串聯(lián) 通過它們的電流相等,所以有: ,1.0Ω 故選 B. R =V R
(2)根據(jù)圖1完成實(shí)物圖2中的連線,如圖: UR因此:RV= (U 為多用電表直流“2.5V”擋的讀數(shù))E-U .
2.【答案】 (1)1.5×103 ×1k (2)30.8(30.7~30.9
都正確) 154 (3)6.1
【解析】 (1)歐姆表讀數(shù):對(duì)應(yīng)最上一行刻度值為15,倍
率為“×100”,讀數(shù)為1.5×103Ω;測2.0×104Ω電阻時(shí)應(yīng)選
“×1k”的歐姆擋.
(2)選50mA直流電流擋,則每一大格表示10mA,每
I 一小格表示1mA,測量的精確度為1mA,應(yīng)估讀到0.1mA(3)根據(jù)描點(diǎn)法作出I -R
圖線如圖.
g (此時(shí)為1/10估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為30.8mA;選擇量程
111

小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
為250mA的電流擋,則每一大格表示50mA,每一小格表 2.【答案】 (1)CABE 30k (2)AC
示5mA,測量的精確度為5mA,應(yīng)估讀到1mA(此時(shí)為1/5 【解析】 (1)題目中要求測量幾十千歐的電阻,所以應(yīng)
估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為154mA. 該選擇“×1k”的歐姆擋,再進(jìn)行歐姆調(diào)零,然后進(jìn)行測量,
(3)選擇10V電壓擋,則每一大格表示2V,每一小格表 最后將S旋至交流“500V”擋,拔出表筆,所以順序?yàn)镃、A、
示0.2V,測量的精確度為0.2V,應(yīng)估讀到0.1V(此時(shí)應(yīng)為 B、E.根據(jù)歐姆表的讀數(shù)原理,可以得出被測電阻的阻值為
1/2估讀),指針對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為6.1V. 30kΩ.
3.【答案】 (1)①B ②A (2)①斷開 ②6.0 e、f (2)指針偏角過大,說明電阻較小,所以應(yīng)選擇倍率較小
12.7 歐姆表測量時(shí)燈泡未工作,燈泡溫度低,電阻小 的擋位,A項(xiàng)正確;電阻的阻值與電流的流向無關(guān),所以紅、
【解析】 (1)①因 電 源 為 四 節(jié) 干 電 池,故 電 動(dòng) 勢(shì) E= 黑表筆接反,不影響測量結(jié)果,B項(xiàng)錯(cuò)誤;不將被測電阻與外
6V,則應(yīng)選電壓表10V量程擋較合適;②因c、d 間電壓為 電路斷開,流經(jīng)歐姆表的電流會(huì)影響讀數(shù)甚至燒毀器材,C
5.8V,而e、f 間電壓為零,故應(yīng)為A燈絲斷開,B燈絲良好. 項(xiàng)正確;只要不換擋位,就不用重新調(diào)零,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
(2)用歐姆表測電路中電阻的阻值時(shí),一定要將電路斷 3.【答案】 AD
開;由題圖讀數(shù)知電阻的阻值為6.0Ω,應(yīng)為燈泡B的阻值, 【解析】 A.電路中電流I 與待測電阻的阻值Rx 關(guān)系
U 圖象是非線性關(guān)系,當(dāng)待測電阻為零時(shí),電表滿偏,可知?dú)W姆
即測量的為e、f 間電阻;由R= 得I R=12.7Ω
,與歐姆表
表的零刻度在右側(cè),電阻刻度左側(cè)密右側(cè)疏,故A正確;
測得的阻值相差較大,是因?yàn)闅W姆表測得的電阻的阻值是未 B.測電阻時(shí),要選擇合適的擋位,并且只要換擋位一定
通電工作 時(shí) 的 電 阻 的 阻 值,溫 度 較 低,電 阻 率 偏 小,阻 值 要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,故B錯(cuò)誤;
偏小. C.多用電表測電壓與電流時(shí),電流從紅表筆流入,測電
4.【答案】 (1)A (2)短暫 (3)5.0 見解析圖 阻時(shí)電流也是從紅表筆流入多用電表,故C錯(cuò)誤;
【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) D.用×10倍率擋測電阻,指針偏轉(zhuǎn)角度很小,說明電阻
零部件為A. 較大,應(yīng)換成×100倍率擋調(diào)零后測,故D正確.
(2)使用多用電表測量電壓時(shí),為保證電表不被損壞往 4.【答案】 140 ×1k 偏小
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 【解析】 歐姆擋讀數(shù)是讀最外面一圈的示數(shù),讀出來是
況,若持續(xù)接觸則有可能損壞電表. 14,讀出的數(shù)再乘倍率“×10”;得所測電阻的阻值為140Ω;
(3)黑箱中無電源且每對(duì)接點(diǎn)間正、反阻值相等,由多用 歐姆擋選擋要讓中值電阻與所測電阻差別不大,測量才
電表讀數(shù)可知所缺數(shù)據(jù)為5.0Ω,由a、b間電阻為5.0Ω,a、c 會(huì)比較準(zhǔn)確;因阻值約為2×104Ω,表盤中值為20,則選擇
間為10.0Ω,b、c間為15.0Ω知,電路為a、b間5.0Ω的電阻 ×1k即可;
與a、c間10.0Ω的 電 阻 串 聯(lián) 而 成,故 可 能 的 電 路 圖 如 圖 每次換擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零,如果將兩表筆短接發(fā)現(xiàn)電
所示. 表指針指在電阻“0”刻度的右側(cè),說明實(shí)際阻值本應(yīng)該從“0”
刻度右側(cè)作為起始值去讀數(shù),讀出來的數(shù)會(huì)比現(xiàn)在測量的更
大,則現(xiàn)在的測量值偏小.
【點(diǎn)評(píng)】 考查歐姆擋的使用,明確要選擇合適的擋位并
每次換擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零,會(huì)正確讀數(shù).
【技巧題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)電壓 (2)歐姆 (3)小燈泡斷路
5.【答案】 (1)×1k A (2)40k 5.0 8.75 2.【答案】 (1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0
【解析】 (1)多用電表測電阻時(shí),應(yīng)讓開關(guān)指在中間刻 (5)9.00 15.0
度附近,因而應(yīng)選“×1k”擋.多用電表測電阻時(shí),用其內(nèi)部電 【解析】 (4)當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值為零時(shí),多用電表
源,黑表筆接內(nèi)部電源的正極,又因電壓表的兩接 線 柱 中, 的示數(shù)為電壓表的內(nèi)阻.
“+”接線柱應(yīng)接高電勢(shì)端,因而A電路的連接方式正確. (5)設(shè)多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為E,歐姆“×1k”擋內(nèi)
(2)題圖甲中歐姆表的讀數(shù)為40×1kΩ=40kΩ. 部電路的 總 電 阻 為 R,則 由 閉 合 電 路 歐 姆 定 律 及 兩 組 數(shù)
題圖乙中電壓表的讀數(shù)為5.0V. 據(jù)得:
5.0
歐姆 表 中 電 池 的 電 動(dòng) 勢(shì) E =5.0 V+ 4.00V 3.60V40×30 V E= R+4.00V,E= ×[(12.0kΩ 12.0kΩ 15.0-12.0
)
=8.75V. kΩ+R]+3.60V,
【高頻題特訓(xùn)】 聯(lián)立兩式解得R=15.0kΩ,E=9.00V.
1.【答案】 (1)直流電壓 1.57V (2)直流電流 3.【答案】 (1)黑 8 160 0.05A (2)變小
48mA (3)電阻 1.6kΩ (4)改用“×1k”倍率 重新歐 4.【答案】 (1)×1k 歐姆調(diào)零 7000 (2)①B A
姆調(diào)零 測量、讀數(shù) (5)OFF擋 交流電壓最高擋 (6)紅 I -I
正 E ②
N M
I R0-r2M
112

物理·實(shí)驗(yàn)專題
【拓展題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)電流 大 (2)×1Ω 歐姆調(diào)零 (3)
1300Ω 5.4mA 27.0V (4)滑動(dòng)變阻器R 斷路 U-I
圖如 圖 所 示 1.50V(1.48V~1.52V 均 可) 3.4Ω
(3.0Ω~3.5Ω均可)
圖2
【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線,綜
合性較強(qiáng),要求學(xué)生能全面掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí);注意歐姆表的原
理及分壓接法等基本原理.
2.【答案】 (1)10 (2)25.0 (3)0.680(0.68同樣正確) 5.【答案】 (1)1200Ω (2)D (3)①如圖 ②左 ③
(4)b 電源
3.【答案】 (1)17.3mA(17.2~17.4mA) 69V (2)
②150 ③3.8 (3)70(67~71)
【解析】 (1)選擇開關(guān)接1時(shí)為量程25mA的電流表,
指針指在圖乙所示位置的示數(shù)為17.3mA,選擇開關(guān)接3時(shí)
為量程100V的電壓表,指針指在圖乙所示位置的示數(shù)為69
V;(2)②電阻箱的讀數(shù)為150Ω,故C處刻度應(yīng)為150Ω;③
將選擇開關(guān)接2,紅黑表筆短接,由閉合電路歐姆定律得E=
Ig(r+R1),將電表紅黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使電
1 【答案】 () 2 () (不可以改變順
表指針指C 處,由閉合電路歐姆定律得E= I (r+R + 6. 16×10 3.60 2ADC2 g 1 序) (3)AC(可以改變順序) (4)B (5)1.0 3.0
150),聯(lián)立解得E=3.8V;(3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某 【解析】 (1)多用電表測電阻時(shí)不需要估讀,選取最上
一待測電阻相連,指針在圖乙所示位置時(shí),由閉合電路歐姆
端的歐姆表刻度,根據(jù)擋位可知阻值為6×102Ω,測電壓時(shí),
定律得E=17.3×10-3×(r+R1+Rx),則待測電阻的阻值 由于精度為0.1V,需要估讀一位,根據(jù)量程“50”的刻度可知
為Rx=70Ω. 電壓為3.60V.
4.【答案】 (1)右 (2)22k 不需要 (3)①D F ② (2)歐姆擋測電 阻 時(shí) 指 針 偏 轉(zhuǎn) 角 度 過 小 是 由 于 擋 位 過
見解析
小,需選取大擋位,進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測阻值.
【解析】 (1)二極管具有單向?qū)щ娦?而歐姆表中指針 (3)多用電表一定是紅表筆電流流入黑表筆電流流出,
偏轉(zhuǎn)較大說明電阻較小,即為正向電流;而歐姆表內(nèi)部的電
圖2是測電壓,圖3是測電流,表筆位置正確.
源正極接在黑表筆上,故黑表筆接在二極管的正極處電流較
(4)根據(jù)測黑箱電壓結(jié)果可知,, , ; 電源一定在G 的支端;根大 故由題意可知 二極管右側(cè)為正
() , : , 據(jù)測黑箱電阻結(jié)果可知,E、F 之間是二極管,二極管的通電2 由圖示表盤可知 歐姆表示數(shù)為 22×1k=22kΩ 由
流方向?yàn)?br/>圖示表盤可知,指針指在中央刻度線附近,不需要重新?lián)Q擋 E F.
; (測量 5)由題意可知各電阻R1=RA=0.4Ω,R2=2.8Ω,接
(3)①由題意可知,采用的電源電壓為3V,故為了安全 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,
和準(zhǔn)確,電壓表應(yīng)選取D,3V的量程;該二極管允許通過的 最大測量電流是1.0A ;接線柱1、3接入電路時(shí),原電流表
最大電流為50mA,故電流表應(yīng)選F; 改裝為15倍量程的電壓表,總電阻R=3.0Ω,最大測量電壓
②由題意可知,本實(shí)驗(yàn)要求作出伏安特性曲線,故要求 為3.0V.
多測數(shù)據(jù),故應(yīng)采用分壓接法;同時(shí),因二極管電阻較小,故
第5講 傳感器的簡單使用
應(yīng)采用電流表外接法;其實(shí)驗(yàn)的原理圖如圖1,然后依次連接
實(shí)驗(yàn)的電路圖如圖2. 【基礎(chǔ)特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)A、B 端 (2)260
【解析】 恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在 A、B 端.當(dāng)線圈中
的電流較小時(shí),繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于
工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高.隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高,熱敏
電阻R 的阻值變小,則線圈中的電流變大,當(dāng)線圈的電流大
于或等于20mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸到下方來,則恒溫箱
圖1 加熱器與電源斷開,加熱器停止工作,恒溫箱內(nèi)溫度降低.隨
113

小題狂刷 高考專題特訓(xùn)
著恒溫箱內(nèi)溫度降低,熱敏電阻R 的阻值變大,則線圈中的 E 9
Rg= -R= kΩ-4kΩ=0.5kΩ
電流變小,當(dāng)線圈的電流小于20mA時(shí),繼電器的銜鐵又被 I1 2
釋放到上方,則恒溫箱加熱器又開始工作,這樣就可以使恒 當(dāng)I2=3.6mA時(shí),設(shè)熱敏電阻的阻值為R',則
溫箱內(nèi)保持在某一溫度.要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃, E 9R'= -Rg= kΩ-0.5kΩ=2kΩ
即50℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20mA.由閉合電路歐姆定律I= I2 3.6
從題圖乙查得此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度
E t2=120℃., 為繼電器的電阻
r+R+R'r .
由題圖甲可知,50℃時(shí)熱敏電 2.【答案】 (1)較小 (2)50
E 【解析】 (1)由題圖甲可知,溫度升高,電阻阻值增大,
阻的阻值為90Ω,所以R'=I -
(r+R)=260Ω.
電路中電 流 減 小,因 此 電 流 刻 度 較 大 處 對(duì) 應(yīng) 的 溫 度 刻 度
2.【答案】 見解析 較小.
【解析】 (1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線,得 (2)電流為5mA時(shí),電路總電阻為300Ω,電阻箱阻值
到如圖所示的變化曲線.由圖可知阻值隨照度變化的特點(diǎn): R'=150Ω,則R=150Ω,由題圖甲得對(duì)應(yīng)的溫度為50℃.
光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小. 【技巧題特訓(xùn)】
1.【答案】 見解析
【解析】 (1)為獲得更多的數(shù)據(jù),應(yīng)使電壓從零開始變
化,故應(yīng)采用分壓電路.由于待測熱敏電阻阻值約4Ω~5Ω,
故應(yīng)采用電流表外接法,電路圖如圖所示.
(2)因天色漸暗、照度降低至1.0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng),此
時(shí)光敏電阻阻值為20kΩ,兩端電壓為2V,電源電動(dòng)勢(shì)為3
V,故應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻,分壓電阻阻值為10kΩ,即選用
R1.此電路的原理圖如圖所示. (2)按電路圖連接實(shí)物圖如圖所示.
3.【答案】 C
【解析】 由題意知,S () ,兩端的電壓增大,則電路中的電 3 ①往保溫杯中加入一些熱水 待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫
流增大,接觸藥液的傳感器的電阻變小,則 A、B選項(xiàng)是錯(cuò)誤 度計(jì)值;
的;將S看做外電路,其余看做等效電源,根據(jù)U=E-Ir 可 ②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,快速測出電流表和電壓表的值;
判斷,同樣的變化電流,則內(nèi)阻越大電壓變化越大,因此答案 ③重復(fù)①、②步驟,測出不同溫度下的數(shù)據(jù);
為C. ④繪出各種測量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線.
4.【答案】 ABC 2.【答案】 (1)見解析 (2)高
【解析】 當(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí),R 阻值減小,外電路總 【解析】 (1)高溫時(shí)熱敏電阻阻值小,熱敏電阻兩端電3
電阻隨R3的減小而減小,R1兩端電壓因干路電流增大而增 壓小,A 點(diǎn)電勢(shì)低,而要使電鈴工作,電鈴應(yīng)接高電勢(shì),所以
大,電壓表的示數(shù)增大,同時(shí)內(nèi)電壓增大,故電路路端電壓減 門電路為非門,電路圖如下所示;
小,A項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由路端電壓減小,R1兩端電壓增大
知,R2兩端電壓必減小,則R2中電流減小,故B項(xiàng)正確;結(jié)合
干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大,則小燈泡的功率
增大,故C項(xiàng)正確.
【高頻題特訓(xùn)】
1.【答案】 120 (2)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)模塊中的變阻器,其電阻R1值變小,即
【解析】 從題圖乙查得t=20℃時(shí),R 的阻值為4kΩ R1分擔(dān)的電壓較小,A 處為高電勢(shì),要使報(bào)警器能報(bào)警,則
由E=I1(R+Rg)得 熱敏電阻R2的阻值要更小,導(dǎo)致觸發(fā)溫度值將變高.
114

物理·實(shí)驗(yàn)專題
【點(diǎn)評(píng)】 考查火警報(bào)警的工作原理,掌握門電路的種 電阻R1 偏大.另外,熱敏電阻隨著溫度的升高,電阻值逐漸
類,及各自的作用,并知道熱敏電阻的阻值隨著溫度升高而 減小.當(dāng)R1 較小時(shí),R/RA減小的特點(diǎn),理解如何提高火警報(bào)警的靈敏度. 量得到的R1 的誤差較小.所以AC選項(xiàng)正確.
【拓展題特訓(xùn)】 (5)當(dāng)電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱
1.【答案】 (1)小 (2)右 (3)見解析圖 達(dá)到平衡時(shí),滿足關(guān)系式12R=k(t-t0),將已知電流恒為
【解析】 (1)因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時(shí),電 50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃代入可得:R=(100Ω/℃)t
阻增大.故電路中電流會(huì)減小. -2000Ω,在圖3中畫出R=(100Ω/℃)t-2000Ω的函數(shù)直
(2)由(1)的分析知,溫度越高,電流越大,25℃的刻度應(yīng) 線.直線與曲線的交點(diǎn)即是所求的溫度,該電阻的溫度穩(wěn)定
對(duì)應(yīng)較大電流,故在20℃的刻度的右側(cè). 在46~49℃.
(3)電路如圖所示.
綜合特訓(xùn)
【母題特訓(xùn)】
1.【答案】 (1)見解析圖;
(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在
支路分壓最小,閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿
偏,保證滑動(dòng)變阻器的位置不變,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱
2.【答案】 (1)見解析 (2)見解析 (3)a (4)AC
R0使電壓表的指針半偏,讀取電阻箱所示的電阻值,此即為
(5)46~49
測得的電壓表內(nèi)阻
【解析】 (1)實(shí)驗(yàn)器材中的滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為 (3)> 電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變,而實(shí)際該
20Ω)、熱敏電阻Rt(常溫下約8kΩ),滑動(dòng)變阻器電阻遠(yuǎn)小 支路電壓變大,則電阻箱分壓大于計(jì)算值,則會(huì)引起測量值
于待測電阻.如果采用限流電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器對(duì)電路中 的偏大
的電流、電壓影響很小,不符合實(shí)驗(yàn)要求.所以采用分壓接法. 【解析】 (1)待測電壓表電阻(3000歐姆)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變
電流表A(內(nèi)阻約200Ω)、電壓表V(內(nèi)阻約10kΩ),根據(jù)R/ 阻器R1的電阻值(100歐姆),故滑動(dòng)變阻器R1采用分壓式
RA>RV/R,可見電流表對(duì)測量電阻的影響較小,所以采用 接法;
內(nèi)接法.實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示. 電路圖如圖所示:
圖1
(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在
支路分壓最小,閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表的指針滿
偏,保證滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻
箱R0使電壓表的指針半偏,讀取電阻箱所示的電阻值,此即
為測得的電壓表內(nèi)阻;
(3)電壓表串聯(lián)電阻箱后認(rèn)為電壓不變,而實(shí)際該支路
電壓變大,則電阻箱分壓大于計(jì)算值,則會(huì)引起測量值的偏
大,故RV2.【答案】 (1)15 35 (2)300 3000 (3)c 若電流
表無示數(shù),則說明 R2 斷 路,若 電 流 表 有 示 數(shù),則 說 明 R圖2 1
斷路
(2)補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線,如圖2所示. 【解析】 (1)定值電阻和毫安表都是并聯(lián)關(guān)系,電壓相
(3)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P 應(yīng)置于a 端, 等,電流和電阻成反比,若使用a 和b 兩個(gè)接線柱,量程為
使待測電阻兩端的電壓為零,起到保護(hù)電路的作用. 3mA,則通過R1 和R2 的為2mA,電流比為1∶2,所以電
(4)電流表內(nèi)接法會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差,由于電流表的分壓, 1
阻比為 ,可得
測量得到的R 兩端電壓比實(shí)際電壓偏大,所以計(jì)算得到的 2∶1 R1+R2=2Rg=50Ω.
若使用a 和c 兩
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