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物理·實驗專題
【點評】 考查火警報警的工作原理,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R1 較小時,R/RA減小的特點,理解如何提高火警報警的靈敏度. 量得到的R1 的誤差較小.所以AC選項正確.
【拓展題特訓】 (5)當電流通過電阻產生的熱量與電阻向周圍環境散熱
1.【答案】 (1)小 (2)右 (3)見解析圖 達到平衡時,滿足關系式12R=k(t-t0),將已知電流恒為
【解析】 (1)因為負溫度系數熱敏電阻溫度降低時,電 50mA,t0=20℃,k=0.25W/℃代入可得:R=(100Ω/℃)t
阻增大.故電路中電流會減小. -2000Ω,在圖3中畫出R=(100Ω/℃)t-2000Ω的函數直
(2)由(1)的分析知,溫度越高,電流越大,25℃的刻度應 線.直線與曲線的交點即是所求的溫度,該電阻的溫度穩定
對應較大電流,故在20℃的刻度的右側. 在46~49℃.
(3)電路如圖所示.
綜合特訓
【母題特訓】
1.【答案】 (1)見解析圖;
(2)移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在
支路分壓最小,閉合開關S1、S2,調節R1,使電壓表的指針滿
偏,保證滑動變阻器的位置不變,斷開開關S2,調節電阻箱
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
測得的電壓表內阻
【解析】 (1)實驗器材中的滑動變阻器R(最大阻值為 (3)> 電壓表串聯電阻箱后認為電壓不變,而實際該
20Ω)、熱敏電阻Rt(常溫下約8kΩ),滑動變阻器電阻遠小 支路電壓變大,則電阻箱分壓大于計算值,則會引起測量值
于待測電阻.如果采用限流電路,調節滑動變阻器對電路中 的偏大
的電流、電壓影響很小,不符合實驗要求.所以采用分壓接法. 【解析】 (1)待測電壓表電阻(3000歐姆)遠大于滑動變
電流表A(內阻約200Ω)、電壓表V(內阻約10kΩ),根據R/ 阻器R1的電阻值(100歐姆),故滑動變阻器R1采用分壓式
RA>RV/R,可見電流表對測量電阻的影響較小,所以采用 接法;
內接法.實驗電路圖如圖1所示. 電路圖如圖所示:
圖1
(2)移動滑動變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在
支路分壓最小,閉合開關S1、S2,調節R1,使電壓表的指針滿
偏,保證滑動變阻器滑片的位置不變,斷開開關S2,調節電阻
箱R0使電壓表的指針半偏,讀取電阻箱所示的電阻值,此即
為測得的電壓表內阻;
(3)電壓表串聯電阻箱后認為電壓不變,而實際該支路
電壓變大,則電阻箱分壓大于計算值,則會引起測量值的偏
大,故RV2.【答案】 (1)15 35 (2)300 3000 (3)c 若電流
表無示數,則說明 R2 斷 路,若 電 流 表 有 示 數,則 說 明 R圖2 1
斷路
(2)補充完成實物間的連線,如圖2所示. 【解析】 (1)定值電阻和毫安表都是并聯關系,電壓相
(3)閉合開關前,滑動變阻器的滑動觸頭P 應置于a 端, 等,電流和電阻成反比,若使用a 和b 兩個接線柱,量程為
使待測電阻兩端的電壓為零,起到保護電路的作用. 3mA,則通過R1 和R2 的為2mA,電流比為1∶2,所以電
(4)電流表內接法會產生實驗誤差,由于電流表的分壓, 1
阻比為 ,可得
測量得到的R 兩端電壓比實際電壓偏大,所以計算得到的 2∶1 R1+R2=2Rg=50Ω.
若使用a 和c 兩
1
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個接線柱,電表量程為10mA,通過R1 的電流為9mA,電流
1
比為1∶9,可得電阻比為9∶1,即R1= ( ),整理可9 Rg+r2
得R2=35Ω,R1=15Ω.
(2)根據電流表校準的刻度,可知電路中總阻值最大為
1.5V 1.5V
0.0005A=3000Ω
,最小阻值為 若定值電阻
0.003A=500Ω.
選擇為1000Ω,則無法校準3.0mA;所以定值電阻選擇300
Ω.由于最 大 阻 值 要 達 到3000Ω,所 以 滑 動 變 阻 器 要 選 擇 (3)電壓表的內阻RV 和R 串聯,分壓為2.00V和0.50
3000Ω. V,則RV=4R=2520Ω.
(3)因為只有一個損壞,所以驗證R2 是否損壞即可.所 (4)
U 25
電 壓 表 的 滿 偏 電 流Ig=R =2520A≈1mA
,故
V
以d 點應和接線柱“c”相連,若電流表無示數,則說明R2 斷
選D.
路,若電流表有示數,則說明R1 斷路. 【過關特訓】
3.【答案】 (1)如下圖 1.【答案】 (1)AC (2)a (3)歐姆調零 13 1.32
2.8
【解析】 (2)當用多用電表的紅表筆接觸二極管a 端、
黑表筆接觸二極管b 端時,b 端電勢高、a 端電勢低,此時發
現多用電表的指針偏轉量非常小,說明此時電阻很大,說明
此時二極管反向偏壓,則a 端是二極管的正極.
(3)選擋后要先進行歐姆調零,歐姆表讀數=表盤讀數
×倍率=13×1kΩ=13kΩ;電壓表讀數為1.32V;歐姆表內
(2)R2 電阻等于中值電阻,為r=15kΩ;根據閉合電路歐姆定律,
(3)①650.0 b 接通電源后,流過報警器的電流會超 有:E=Ir+U≈2.8V.
過20mA,報警器可能損壞 ②c 報警器開始報警 【以題說法】 1.歐姆表的原理
【解析】 (1)熱敏電阻工作溫度達到60℃時,報警器報 (1)歐姆表內有電源,紅表筆與內部電源負極相連,黑表
筆與內部電源的正極相連,故其電流方向為“紅表筆流進,黑
警.故需通過調節電阻箱使其電阻為60℃時的熱敏電阻的
, 表筆流出
”.
阻值 即調節到阻值650.0Ω,光使報警器能正常報警,電路
(2)測電阻的原理是閉合電路歐姆定律.當紅、黑表筆短
圖如上圖.
接時,調節滑動變阻器R0(即歐姆調零),使靈敏電流計滿
(2)U=18V,當 通 過 報 警 器 的 電 流10mA≤Ic≤20
E
U 偏,Ig= ,此時中值電阻 ,當兩
mA,故電路中總電阻R= ,900Ω≤R≤1800Ω,故滑動變 Rg+R +r
R中=Rg+R0+r
0
Ic E
表筆接入電阻Rx時I= ,電阻Rx 與電路中阻器選R2. Rg+R0+r+Rx
(3)熱敏電阻為650.0Ω時,報警器開始報警,模擬熱敏 的電流相對應,但不是線性關系,故歐姆表刻度不均勻.
電阻的電阻器阻值也應為650.0Ω.為防止通過報警器電流 2.歐姆表使用六注意
過大,造成報警器燒壞,應使滑動變阻器的滑片置于b端. (1)選擋接著調零;(2)換擋重新調零;(3)待測電阻與電
【 】 路、電源要斷開;(4)盡量使指針指在表盤中間位置附近;()點評 本題考查滑動變阻器在電路中的作用及其規 5
讀數之后要乘倍率得阻值;(6)用完后,選擇開關要置于
格選擇、串并聯電路相關計算、等效替代思想等.考生應學會
“OFF”擋或交流電壓的最高擋.
獲取題中信息并轉化為解題所需條件、理解電路設計原理、
2.【答案】 (1)11.5(11.2~11.8的值均可) 蓄電池
理解調節電阻箱和滑動變阻器的意義. (2)小燈
4.【答案】 (1)R1 (2)圖見解析 (3)2520 (4)D 【解析】 (1)因用直流50V擋檢測,故滿偏時電壓為50
【解析】 (1)本實驗利用了半偏法測電壓表的內阻,實 V,刻度均勻,在圖示位置時,讀數為11.5(11.2~11.8之間均
驗原理為接入電阻箱的時候電路的總電阻減小的不太大,故 可)V,說明蓄電池正常.
需要滑動變阻器為小電阻,故選R1 可減小實驗誤差. (2)紅表筆接b 點,斷開開關,指針不偏轉,閉合開關后
(2)滑動變阻器為分壓式,連接實物電路如圖所示: 多用表讀數與原來相同,說明保險絲、開關均正常,發生故障
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物理·實驗專題
的器件只能為小燈. 偏大
3.【答案】 (1)D C (2)變大 (3)關系圖線如圖所 (2)最大值 調節R,當其阻值為R1時,電流表示數為
示 (4)31 I0 調節R,當其阻值為R2時,電流表示數為I0 R2-R1
(3)C
【解析】 (1)用歐姆表測量電阻,若指針偏轉較小,則電
阻較大,應換大倍率的電阻擋,即×100.換擋后需重新進行
歐姆調零,即 讓 紅 黑 表 筆 短 接,重 新 歐 姆 調 零.若 電 池 用 舊
了,則電動勢變小,內阻增大,測量相同電阻時,閉合電路中
電流變小,指針偏轉角度變小,則歐姆表中電阻讀數增大.
(2)電阻箱串聯接入電路,閉合開關前,應使電阻箱的阻
值達到最大.兩次電流相同,則Rx+R1=R2,Rx=R2-R1.
(3)電流表為表頭G和小電阻并聯,電壓表為表頭G和
【解析】 (1)該實驗測R 電阻的原理為并聯電路兩支 大電阻并聯,當兩者串聯時,流過電壓表表頭的電流約等于x
路電壓相等,即(R +r )I =(R +R +r )I ,其中r 、r 流過電流表表頭的電流與流過并聯電阻的電流之和,因此電x 2 2 0 1 1 1 1 2
分別為A 、A 兩表的內阻.又因為R 的阻值約幾十歐,與R 壓表表頭指針偏轉角度大, 正確1 2 x 0 C .
+R 在同一數量級,A 示數為I =0.15A,表示電流表 A 5.【答案】 (1)D (2)d h g (3)見解析圖 ()1 1 1 1 4
只能從C、D中選擇,A2電流值的數量級與A1相同.由測量原 0.30
理可知:(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,因Rx未知,故r2阻 【解析】 (1)因描繪小燈泡的伏安特性曲線,需測量多
值應已知,故A1選D,A 選C. 組數據,滑動變阻器需用分壓式接法,為了調節方便,滑動變2
(2)因 A 示數I =0.15A不變,R 阻器用阻值較小的,故選擇D.1 1 1變小,(R0+R1+
r1)I 變小,滑動變阻器所分電壓變大,R 應變大. (2)電壓表有示數,說明通過電壓表的電路為通路,而小1
(3)該圖線為一條直線,離線較遠的一組數據為錯誤數 燈泡不亮,通過與電壓表并聯的小燈泡的電路為斷路,所以
據,應舍去,其他點應對稱分布在直線兩側. 導線d 斷開;若電壓表示數為零,而電流表有示數,說明電路
(4)由實驗原理得: 接通,電壓表沒有接入電路,所以h 斷開;若電壓表、電流表
(R +R +r 示數不能調為零,是因為滑動變阻器是限流式接法,故是g0 1 1)I1=(Rx+r2)I2
其中R0=10Ω,r2=5.0Ω,I1=0.15A,
斷開
從圖線上選擇 .
兩組R1、
() ,
I 描點畫圖 如圖所示2代入不同數值可解得Rx約為31Ω. 3 .
【以題說法】 這類實驗要從以下兩個方面攻克:
1.電路結構:實驗電路至少包括三個部分:(1)測量電
路;(2)控制電路(滑動變阻器、開關);(3)電源.
2.電路設計:(1)電表選擇注意三方面:①安全性,要求
量程不能太小,電表不反接;②準確性,要求量程不能太大,
1
讀數一般要超過量程的 ;③若電表量程不合適,要利用有3
準確內阻的電表進行改裝.
(2)
R
測量電路設計:若 x R> V,則應把電流表內接;若RA Rx
R R (4)設燈泡的電壓為U,電流為I,根據閉合電路歐姆定x< V,則應把電流表外接R .A Rx 律得:U0=U+2IR0,所以U=-2R0I+U0,代入數據U=
(3)控制電路:以小控大用分壓,相差無幾用限流,即當 -10I+4,在燈泡的伏安特性曲線坐標圖上畫出該直線,其
滑動變阻器的阻值較小時,常采用分壓式接法;當滑動變阻 交點(U,I)即為燈泡的實際電壓、電流值,可得燈泡消耗的
器的阻值與負載相差不大時,常采用限流式接法.另外,滑動 實際功率P=UI=0.30W.
變阻器必須接為分壓式的情況有三種:①電壓要求從零開始 【以題說法】 描繪小燈泡的伏安特性曲線,其實驗原理
變化;②滑動變阻器太小,不能起到限流的作用;③限流式不 還是伏安法測電阻;坐標軸選取的標度要合適,使所作圖線
能獲取有區分度的多組數據.若兩種接法均可,則采用限流 占滿坐標紙,不要畫成折線,要用平滑曲線連接.
式,因為限流式損耗功率小. 6.【答案】 (1)A (2)P (3)見解析圖 (4)當元件兩
4.【答案】 (1)×100 讓紅黑表筆短接,重新歐姆調零 端電壓小于6V時,元件電阻非常大;當元件兩端電壓大于6
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V時,隨著電壓的增大,元件電阻迅速減小 后并,如果滑動變阻器是分壓式接法,一般先將電源、開關、
【解析】 (1)滑動變 阻 器 A允 許 的 最 大 電 壓 為0.3× 滑動變阻器的全部電阻連接,然后將滑動變阻器的分壓部
200V=60V>12V,滑動變阻器B兩端所能加的最大電壓 分、待測電阻、電流表串聯,最后并聯電壓表.同時還要注意
為0.5×20V=10V<12V,為保證安全,滑動變阻器應選A. 電壓表、電流表的正負接線柱,以及量程選取是否合適.
(2)由表中實驗數據可知,電學元件電阻最小測量值約 8.【答案】 (1)D H G
()見解析圖
為: 6.4 2R=0.0055Ω≈1163.6Ω
,電流表內阻約為5Ω,電壓表
πΔRd2(3)線夾P(P 點或P)
內阻約為10kΩ,相對來說,元件電阻遠大于電流表內阻,電 4ΔL
流表應采用內接法,因此電壓表應并聯在 M 與P 之間. 【解析】 (1)用螺旋測微器測電阻絲的直徑時,先轉動
(3)描繪伏安特性曲線,電壓與電流應從零開始變化,滑 粗調旋鈕D 使F 與A 間距稍大于被測物,放入被測物,再轉
動變阻器應采用分壓式接法,由(2)可知,電流表采用內接 動細調旋鈕 H 到夾住被測物,直到棘輪發出聲音為止,撥動
法,實驗電路圖如圖所示: 固定旋鈕G 使F 固定后讀數.
(2)根據電路圖連接實物電路圖,實物電路圖如圖所示.
(4)由表中實驗數據可知,當元件兩端的電壓小于6V
時,電路電流很小,幾乎為零,由歐姆定律可知,元件電阻非
常大,不導電;當元件兩端電壓大于6V時,隨著電壓的升高
電流迅速增大,電壓與電流的比值減小,電阻變小. (3)閉合開關后,滑動變阻器觸頭調至一合適位置后不
7.【答案】 (1)R2 a (2)見解析圖 (3)2.30 (4)94 動,多次改變線夾P 的位置,測出幾組U、I、L 的數據;電阻
2
【解析】 (1)
l
根據R=ρ ,得銅導線的阻值約為S R
ΔL ΔL
x= 絲阻值:ΔR=ρ =ρ 2,
πΔRd
電阻率
S d ρ= 4ΔL .
1.7Ω,
π
即Rx+R0=4.7Ω.實驗中的滑動變阻器若選R ,則 (2 )1
當滑動變阻器滑片移至a 端時,電壓表的示數約為3V,若 9.【答案】 (1)黑表筆 調零旋鈕(調R0也可)
滑動變阻器滑片向右移動,電壓表示數變大,超過電壓表量 (2)30 如圖所示
程,故實驗中的滑動變阻器應選R2.閉合開關S前應使電路
中的電阻最大,故滑動變阻器滑片應移至a 端.
(2)連線如圖所示
(3)偏大
【以題說法】 測量電源的電動勢和內阻的基本原理是
(3)電壓表的示數為2.30V. 閉合電路歐姆定律,數據處理的主要思想方法是“化曲為
(4)根據歐姆定律,銅導線與R 串聯的總電阻的阻值R 直”,常用的方法有三種:0
U 2.30 1.伏安法———利用電壓表和電流表,閉合電路方程為E
=I =0.50Ω=4.6Ω
,所 以 銅 導 線 的 電 阻 Rx=R-R0
=U+Ir,利用兩組數據,聯立方程求解E 和r;也可作出U
=1.6Ω. -I圖象,圖線的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值
l RxS 1.6×1.0×10-6 表示電源的內阻
根據R=ρ 得導線長度S l= =
.
ρ 1.7×10-8
m
2.伏阻法———利用電壓表和電阻箱.閉合電路方程為E
≈94m. r
【以題說法】 連接實物圖要根據電路原理圖,采用先串 =U
(1+ ).利用兩組數據聯立方程求解或將原方程線性R
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(
, 1 r·1 1 U , 1 1 由U=I2gr化 處理為 = + 或U=-r +E 作 - 圖 2
+R2),代入數據解得:
U E R E R U R R2=2.8×103Ω.
U
象或U- 圖象,利用圖線的截距和斜率求E 和r. () 0.9mAR 3 縱坐標截距0.9mA,對應著電源電動勢E= 1mA
3.安阻法———利用電流表和電阻箱.閉合電路方程為E ×3V=2.7V;橫坐標截距0.4mA,對應著流過電源的電流
=I(R+r),利用兩組數據聯立方程求解或將方程線性化, 0.4×100 ; ΔU為
1 1 r 1 0.4mA+ 0.4 mA=0.1004A
電源內阻為r=
· , , ΔI處理為 = R+ 作 -R 圖象 利用圖線的截距和I E E I 2.7-1.8
=
斜率求E 和r. 0.1004
Ω≈9.0Ω.
10.【答案】 (1)甲 (2)B C 12.【答案】 (1)60.10 4.20 (2)①1.0 ②見解析圖
(3)如圖所示 (其他正確連接同樣正確) ③1.66 充分利用已測得的數
據 ④CD
【解析】 (1)金屬桿長度由刻度尺示數可得,由題圖甲
得L=60.10cm.由題圖乙知,此游標尺為50分度,游標尺上
第10刻線與主尺上一刻線對齊,則金屬桿直徑為d=4mm
1
+50×10mm=4.20mm.
(2)
Ir
① 由 電 流 表 的 改 裝 知 識 可 知,R g g1 =Im-I =g
100×10-6×2.0×103
200×10-3-100×10-6 Ω≈1.0Ω.
②如下圖.
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85) (5)C
【解析】 (1)電流表內阻與電池內阻相差不多,如果用
乙圖實驗所得的誤差較大,應選用甲圖.
(2)干電池的電動勢為1.5V左右,為減小誤差,應選擇
量程為3V的電壓表;根據電源電動勢和電流表量程,可知
應選擇最大阻值為50Ω的滑動變阻器.
(3)第四組數據誤差較大,應舍去,然后連線.
(4)根據U-I 圖象,電源的電動勢為縱軸 的 截 距,為 ③根據閉合電路歐姆定律結合逐差法可知
, , 1.50-1.01.50V 內阻為斜率的絕對值 r= 0.6 Ω≈0.83Ω.
U1-Ur1=
5-R0,
U2-Ur = 6I -I 2 -R0
,
5 1 I6-I2
(5)可采用特殊值法分析,當外電路短路時,U=0,此時 U3-U7 , U4-U8
電池的輸出功率P=0.當外電路斷路時,U=E,此時電池的 r3=I7-I -R0r4=I -I -R0.3 8 4
輸出功率P=0.故只有選項C正確. r1+r2+rr= 3
+r4
故
11.【答案】 (1)如圖所示 4
(U1+U2+U3+U4)-(U5+U= 6
+U7+U8)
4×80×10-3 -R0=
(
[5.26+5.16+5.04+4.94
)-(4.83+4.71+4.59+4.46)
4×80×10-3 -
4.0]Ω≈1.66Ω.
逐差法在計算中體現的主要優點是:充分利用已測得的
數據.
, ΔU④根據題意可知 內阻的測量值為r測= -R0,因此,
(2)0.4 (3)2.7 9.0 ΔI
【解析】 (2)根據歐姆定律和串并聯規律應有: 電壓表的內阻、滑動變阻器的阻值對測量結果無影響.若R1
I r 的實際值比計算值偏小,則改裝后的電流表示數偏小,導致
I I 1g= 11g+ ,R1 內阻測量值偏大.根據內阻測量值的表達式可知,R0的實際
解得R1≈0.4Ω, 值比標稱值偏大,也會導致內阻測量值偏大.故選C、D.
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13.【答案】 (1)見解析圖 (2)× (3)見解析圖 用 根據實 驗 電 路 圖 連 接 實 物 電 路 圖,實 物 電 路 圖 如 圖
“×”表示的數據連線時,1.2(1.1~1.3均可),用“○”表示的 所示.
數據連線時,1.6(1.5~1.7均可)
【解析】 (1)連線如圖所示.
(3)閉合開關,發現電流表和電壓表皆沒有讀數,說明電
路存在斷路;用電壓表測:電源正負極間、變阻器電阻絲的兩
端、電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間,結果多用
(2)U-I圖象如圖所示. 電表的指針均發生偏轉,說明各測試點之間不存在斷路,因
此電路斷路位置為連接電流表和電壓表之間的導線.
(4)根據歐姆定律得:U=IR,則U-I 圖線的斜率大小
表示待測電阻阻值,因為電流表采用外接法,由于電壓表分
流,使電阻測量值小于真實值.
15.【答案】 (1)甲 (2)很大 1.0×103 (3)7.1×103
(7.0~7.2×103均可) 6.8×10-5(6.7~6.9×10-5均可)
【解析】 (3)曲線a 的路端電壓為U1=1.5V時電路中
電流為I1=210μA,即為強光照射時的工作點,連接該點和
坐標原點,此直線為此時對應的外電路電阻的U-I圖線,測
U1
量電阻為R= ≈7.1×103Ω.此直線和曲線b 的交點為弱
U-I圖象的斜率反映了電阻的大小,而用電流表內接 I1
法時測得的電阻偏大,外接法時測得的電阻偏小,所以外接 光照射時的工作點,電流和電壓分別為I=97μA、U=0.7V,
-5
法的數據點是用“×”表示的. 則外電路消耗功率為P=UI≈6.8×10 W.
() , “ ” , 16.【答案】 (1)A2 R1 見解析圖 (2) ()3 在U-I圖象上 選用外接法所得的 × 連線 則R 0.75 3b
ΔU , ΔU
c
= =1.2Ω 選 用 內 接 法 所 得 的“○”連 線,則ΔI R=ΔI 【解析】 (1)待測小燈泡為“4V,1W”,故其額定電流I
=1.6Ω. P=U =0.25A=250mA
,故電流表只能選擇A2;要描繪小燈
14.【答案】 (1)200 (2)見解析圖 (3)電流表和電壓
泡RL的R-U 曲線,電壓要從0開始連續可調,故滑動變阻
表 (4)斜率 <
器采用分壓式接法,為方便實驗操作滑動變阻器應選
【 】 () , : R1.
燈
解析 1 由題圖可知 所測電阻阻值為 20×10Ω=
U 4
200Ω. 泡正常發光時的電阻R= = ,電壓表內阻約I 0.25Ω=16Ω
(2)由于滑動變阻器最大阻值為20Ω,遠小于待測電阻 為5kΩ,電流表內阻約為1Ω,電壓表內阻遠大于燈泡電阻,
阻值200Ω,如果滑動變阻器采用限流式接法,移動滑動變阻 電流表應采用外接法;描繪燈泡伏安特性曲線,電壓與電流
器滑片時,電路電流及待測電阻電壓變化范圍較小,不能進 應從零開始變化,滑動變阻器應采用分壓式接法,實驗電路
行多次測量,因此滑動變阻器應采用分壓式接法;電壓表內 圖如圖所示.
阻約20kΩ,電流表內阻約10Ω,待測電阻阻值約為200Ω,
相對來說電壓表內阻遠大于待測電阻阻值,因此電流表應采
用外接法,實驗電路圖如圖所示.
(2)當電壓為3V時,由題圖可知小燈泡的電阻為12Ω,
U2 32
故此時小燈泡消耗的實際功率P=R =12W≈0.75W.
120

物理·實驗專題
U2() , 19.
【答案】 13.55 4.699 1000
3 燈泡電功率P= 由于燈泡電阻隨溫度的升高而R 【解析】 ①游標卡尺的主尺讀數為13mm,游標尺上第
增大,由小燈泡的R-U 圖象可知,U 變大,I 變大,而P= 11個刻度 和 主 尺 上 某 一 刻 度 對 齊,所 以 游 標 讀 數 為11×
IU,因此P-U 圖象的斜率應隨電壓的增大而增大,故b 正 0.05mm=0.55mm,所以最終讀數為:13mm+0.55mm=
確;由小燈泡的R-U 圖象可知隨電壓的增大燈泡的電阻增 13.55mm.
1
大,故 逐漸減小,故I-U 圖象的斜率隨電壓的增大而減 ②螺旋測微器的固定刻度為4.5mm,可動刻度為19.9R
×0.01 mm=0.199 mm,所 以 最 終 讀 數 為 4.5 mm+
小,故c正確.
0.199mm=4.699mm.
17.【答案】 (1)B 0.410 (2)7、9 斷路 (3)電流表
③歐姆擋的讀數是100;然后表盤讀數乘倍率,該電阻的
改為內接;測量多組電流和電壓值,計算出電阻的平均值.
電阻值為:R=100×10=1000Ω.
(或測量多組電流和電壓值,用圖象法求電阻值)
【點評】 解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數的方法,主
【解析】 (1)螺旋測微器讀數時應先將鎖緊裝置鎖緊,
尺讀數加上游標讀數,不需估讀.螺旋測微器的讀數方法是
即旋緊 B.螺 旋 測 微 器 的 示 數 為 (0+41.0×0.01)mm
固定刻度讀數加上可動刻度讀數,在讀可動刻度讀數時需
=0.410mm. 估讀.
(2)電壓表的示數不為零,電流表的示數幾乎為零,說明 根據選擇開關位置確定多用電表所測量的量與量程,然
連接兩電表的電路是導通的.而滑動變阻器幾乎不起作用, 后根據表盤確定其分度值,然后讀出其示數.對于基本測量
說明線路電阻很大,故可判斷7、8、9間斷路. 儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理,要能正確使
( R R3) A由題知 ≈0.005< x≈0.019,說明電流表的分壓 用這些基本儀器進行有關測量.Rx RV
, , 、 , 20.
【答案】 (1)2660 (2)A、D、E
作用不顯著 故可將電流表改為內接 并測出多組U I值 求
21.【答案】 (1)3000 (2)丙 乙圖中電流表的示數太
出Rx后,再取平均值作為實驗結果.
小,誤差太大.丙圖中R 的阻值與電壓表阻值接近,誤差小
【 】 () () Nr18.答案 1 乙 2 見解析圖 (3) 1 :N rU2 N (3)見解析圖 (4)實驗步驟:閉合K1.再閉合 K2,讀得電壓1 2
V1的總格數,N1:V1的讀出格數,U2:V2的讀數,r1:V1表內 表示數U1;
U
再斷開K2,讀得電壓表示數U
2
2 U1-U R2
阻,r2:V2表內阻 【解析】 (1)選用×100Ω倍率,讀數為30×100=3kΩ.
【解析】 (1)由于待測電壓表的滿偏電流與標準電壓表 (2)較為合理的是丙圖,因為電阻較大,乙圖中電流表的
的滿偏電流接近,大約是0.1mA,所以可將兩電壓表串聯使
示數太小,誤差太大,丙圖中R 的阻值與電壓表阻值接近,誤
用,由于滑動變阻器的全電阻遠小于電壓表內阻,所以滑動
差小;
變阻器應用分壓式接法,所以選擇乙電路圖進行測量. (3)實物圖:
(2)根據圖乙所示電路圖連接實物電路圖,實物電路圖
如圖所示.
(4)需要直接測量的物理量是K2閉合、斷開時伏特表讀
數U1和U2;K2閉合時,示數U1相當于電動勢,斷開時,二者
U1-U2 U2 U2
串聯,電流相等,即 = ,所以RV= R.
(3)待測電壓表 V1的指針偏轉格數為 N
R RV U1-U2
1,每格表示電
, 【點評】 本題考查了歐姆表的使用方法,電路的選擇,壓值為ΔU
要根據實際情況分析不同的電路圖誤差的原因及誤差大小,
:N1ΔU U2由歐姆定律可得
r =r 選擇最佳電路圖,難度稍大1 2 .
所以電壓表V 的量程為U =N·ΔU 22.【答案】 (1)1 1 Ug=IgRg (2)串聯 并聯 (3)0~
Nr 10 0~501
聯立解得U1=N rU21 2 【解析】 (1)根據歐姆定律可知表頭的三個參數滿足的
其中r1=150kΩ,r2=30kΩ,U2為某次測量時標準電 關系式為:Ug=IgRg;
壓表V2的讀數,N1為某次測量時待測電壓表V1的指針偏轉 (2)將小量程的電流表改裝成較大量程的電壓表需要串
格數. 聯較大電阻進行分壓;將小量程的電流表改裝成較大量程的
121

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電流表需要并聯一個小電阻進行分流;
【 】 () () RL+R +r29.答案 1R3 R
3 1
1 2I2=I1
(3)當接線柱接在“公共”與a 端當電流表使用時,電阻 RL
R2 與表頭串聯,然后與電阻R1 并聯,最大電流為:I (3)S2 S1 (4)2.04Ωmax=Ig
I (R +R ) 0.5(200+180) 【解析】 (1)因為線圈兩端的最大電壓為2×2=4V,定
+ g g 2 =0.5+ =10mA;當接線柱接R1 20 值電阻和電流表A1 等效于電壓表,可以測量定值電阻兩端
在“公共”與c端當電壓表使用時,表頭直接與R3 串聯,新電 的電壓,因此定值電阻應選用R3;滑動變阻器采用的是分壓
表的量程為:Umax=Ig(Rg+R3)=0.0005×(200+49900)≈ 式接法,所以應該選用小電阻,大電流的變阻器,故選R1;
50V. I1(R3+r1)(2)根 據 串 并 聯 關 系,有 +I1=I2 I2=
U +U U2-U2 RL
23.【答案】 (1) 1 2I
2 1
IU1 RI L
+R3+r1
1 ;
(2)對結果多次測量取平均值;電壓表 V1調至最小量 RL
程、電壓表V 調至較大量程 (3)由于線圈具有感抗,會阻礙通過自身電流的變化,所2
【解析】 (1)由串并聯電路規律及歐姆定律可知,流過 以實驗結束時應先斷開S2;后斷開S1;
兩電壓表的電流之和等于電流表的示數; () () I2 R +R +r4 根據 2 中的表達式可知I =
L 3 1
R =0.6
,代
1 L
:U1 U+ 2
U +U
則由歐姆定律可知 ;解得:
R R =I R =
1 2
V ; 入阻值可得RL=2.04Ω.
V V I
2
對串聯部分可知,Rx與V1的總電壓等于V2的電壓; 30.【答案】 (1)
E R
( )2 (2)見解析圖R+r 0.810 5.5
U2-U1 Rx
由 串 聯 電 路 規 律 可 知:
U =
;解 得:Rx (3)4.20 1
1 RV
U22-U2 E= 1. 【解析】 (1)電源的輸出功率:P=I
2R,I= ,
IU R+r1
2
(2)為了減小誤差,采用多次測量取平均值的方式可以 所以: E RP=(R+r)2.
減小偶然誤差;將電壓表 V1調至最小量程、電壓表 V2調至 (2)根 據 表 中 實 驗 數 據,求 出 電 阻 與 電 功 率 值 如 下 表
較大量程可以減小系統誤差.
所示.
【點評】 (1)分析電路結構,根據串并聯電路的規律可
求得電壓表內阻及待測電阻的大小;(2)根據誤差的分析方 I(A) 0.2 0.28 0.36 0.44 0.52 0.6
法可明確如何減小誤差. U(V) 3.00 2.6 2.2 1.4 1.4 1.00
24.【答案】 (1)負 (2)G A1 R2 U/I(Ω) 15 9.3 6.1 4.1 2.7 1.7
(
()a2-a1
)R
3 x UI(W) 0.60 0.73 0.79 0.79 0.73 0.60a1
25.【答案】 (1)E (6)0.3 0.5 9.5 應用描點法作圖,P-R 圖象如圖所示:
26.【答案】 (2)零 (5)電阻箱的阻值 1.5
27.【答案】 (1)如圖所示
由P-R 圖象可知,電源最大輸出功率為0.810W,此時
外電阻為5.5Ω.
(2)2.9 1.1(或1.2) (3)當外電路電阻等于內阻時,電源輸出功率最大,
(3)電壓表的分流作用造成流過電阻箱的電流總是比電 此時R=R0+r,則r=5.5-4.5=1Ω,
池實際輸出電流小(說出電壓表的分流作用也算對) E2R
根據P=( ,R+r+R )2=0.810W0
28.【 】 () ()
LU
答案 16.0 2 ①10 ② I ③
圖略 6.0
解得:E=4.20V.
(5.8~6.2均正確)
122
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綜合特訓
(1)已知毫安表表頭的內阻為100Ω,滿偏電流為
1mA;R1和R2為阻值固定的電阻.若使用a 和b兩個
接線柱,電表量程為3mA;若使用a和c兩個接線柱,
1.(2022·課標全國卷Ⅱ·23)電壓表滿偏時通過 電表量程為10mA.由題給條件和數據,可求出R1=
該表的電流是半偏時通過該表的電流的兩倍.某同學
Ω,R2= Ω.
利用這一事實測量電壓表的內阻(半偏法),實驗室提
(2)現用一量程為3mA、內阻為150Ω的標準電
供材料器材如下:
流表 對改裝電表的 擋進行校準,校準時需選
待測電壓表(量程3V,內阻約為3000歐),
A 3mA
電阻箱
( ), ( 取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.電池的電動R0 最大阻值為99999.9歐 滑動變阻器R1 最大阻
值100歐,額定電流2A),電源E(電動勢6V,內阻不 勢為1.5V,內阻忽略不計;定值電阻R0有兩種規格,
計),開關兩個,導線若干. 阻值分別為300Ω和1000Ω;滑動變阻器R 有兩種規
(1)虛線框內為該同學設計的測量電壓表內阻的 格,最大阻值分別為750Ω和3000Ω.則R0應選用阻
電路圖的一部分,將電路圖補充完整. 值為 Ω的電阻,R 應選用最大阻值為
Ω的滑動變阻器.
(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變為
無窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻.圖
(b)中的R'為保護電阻,虛線框內未畫出的電路即為
圖(a)虛線框內的電路.則圖中的d 點應和接線柱
(填“b”或“c”)相連.判斷依據是
.
(2)根據設計的電路寫出步驟 3.(2022·全國卷Ⅰ)現要組裝一個由熱敏電阻控
. 制的報警系統,要求當熱敏電阻的溫度達到或超過
(3)將這種方法測出的電壓表內阻記為R'V與內阻 60℃時,系統報警.提供的器材有:熱敏電阻,報警器(內
的真實值RV 先比 R'V RV(填“>”、“=”或 阻很小,流過的電流超過Ic 時就會報警),電阻箱(最大
“<”),主要理由是 .
阻值為999.9Ω),直流電源(輸出電壓為U,內阻不計),
2.(2022·課標全國卷Ⅰ·23)圖(a)為某同學改
滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω),滑動變阻器, R2裝和校準毫安表的電路圖 其中虛線框內是毫安表的
(最大阻值為
改裝電路. 2000Ω
),單刀雙擲開關一個,導線若干.
在室溫下對系統進行調節.已知U 約為18V,Ic
約為10mA;流過報警器的電流超過20mA時,報警
器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在
60℃時阻值為650.0Ω.
(1)完成待調節的報警系統原理電路圖的連線.
圖(a)
圖(b) (2)電路中應選用滑動變阻器 (填“R1”
74

物理·實驗專題
或“R2”). 若認為調節電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算
(3)按照下列步驟調節此報警系統: 可得電壓表的內阻為 Ω(結果保留到個位).
①電路接通前,需將電阻箱調到一固定的阻值,根 (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯構成
據實驗要求,這一阻值為 Ω;滑動變阻器的滑 的,可推斷該表頭的滿刻度電流為 (填正確答
片應置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另 案標號).
一端的原因是 . A.100μA B.250μA
②將開關向 (填“c”或“d”)端閉合,緩慢 C.500μA D.1mA
移動滑動變阻器的滑片,直至 .
(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關向另
一端閉合,報警系統即可正常使用.
4.(2022·全國卷Ⅱ)某同學利用圖(a)所示電路 1.在練習使用多用電表時:
測量量程為2.5V的電壓表V的內阻(內阻為數千歐 (1)(多選)下列關于用多用電表歐姆擋測電阻的
姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99999.9 說法中正確的是 ( )
Ω),滑動變阻器R (最大阻值50Ω),滑動變阻器R A.測量電阻時,如果紅、黑表筆分別插在負、正插1 2
(最大阻值5kΩ),直流電源 E(電動勢3V),開關1 孔,則不會影響測量結果
個,導線若干. B.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏大
C.測量電路中的電阻時,應該把該電阻與電路
斷開
D.歐姆表使用一段時間后,電池電動勢變小,內
阻變大,但仍能調零,其測量結果與原來相比不變
(2)用多用電表探測二極管的極性,用歐姆擋測
量,黑表筆接a端,紅表筆接b 端時,指針向右偏轉角
圖(a)
較大,然后黑、紅表筆反接指針偏轉角較小,說明
實驗步驟如下: (填“a”或“b”)端是二極管正極.
①按電路原理圖(a)連接線路; (3)某同學想通過多用電表 A中的歐姆擋,直接
②將電阻箱阻值調節為0,將滑動變阻器的滑片 去測量相同規格的多用電表B中量程為2.5V的電壓
移到與圖(a)中最左端所對應的位置,閉合開關S; 擋的內阻,如圖甲連線,選擇倍率為×1k歐姆擋,測量
③調節滑動變阻器,使電壓表滿偏; 前應對多用電表A進行 ,按正確的操作步驟
④保持滑動變阻器滑片的位置不變,調節電阻箱 測量,兩表指針位置相同,如圖乙所示,從 A表讀出B
阻值,使電壓表的示數為2.00V,記下電阻箱的阻值. 表內阻約為 kΩ,從B表讀出電壓約為 V.
回答下列問題:
(1)實驗中應選擇滑動變阻器 (填“R1”
或“R2”).
(2)根據圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線.
計算出多用電表A的電源電動勢約為() V圖 b
(已知表盤正中電阻刻度值為15,計算結果保留兩位
(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω, 有效數字).
75

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2.某照明電路出現故障,其電路如圖1所示,該電
路用標稱值12V 的蓄電池為電源,導線及 其 接 觸
完好.
維修人員使用已調好的多用表直流50V擋檢測
故障.他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的
a、b點.
圖2
根據實驗回答以下問題:
(1)現有四只供選用的電流表:圖1
( 電流表( ,內阻為 )1)斷開開關,紅表筆接a 點時多用表指示如圖2 A. 0~3mA 2.0Ω
所示,讀數為 V,說明 正常(選填“蓄 B.
電流表(0~3mA,內阻未知)
”、“ ”、“ ” “ ”) C.電流表(0~0.3A,內阻為5.0Ω)電池 保險絲 開關 或 小燈 .
D.電流表(0~0.3A,內阻未知)
A1應選用 ,A2應選用 .
(2)測得一組R1和I2值后,調整電阻箱R1,使其
阻值變小,要使 A1示數I1=0.15A,應讓滑動變阻器
R 接入電路的阻值 (選填“不變”、“變大”或
“變小”).
圖2 (3)在坐標紙上畫出R1與I2的關系圖.
(2)紅表筆接b點,斷開開關時,表針不偏轉,閉合 (4)根據以上實驗得出Rx= Ω.
開關后,多用表指示仍然和圖2相同,可判斷發生故障 4.為了較準確地測量某電子元件的電阻,某實驗
的器件是 .(選填“蓄電池”、“保險絲”、“開關” 小組做如下測量:
或“小燈”) (1)用多用表測量該元件的電阻,選用“×10”倍率
3.圖1是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx 的原 的電阻擋測量,發現多用表指針偏轉很小,因此需選擇
理圖,圖中 R0是保護電阻(10Ω),R1是電阻箱(0~ (填“×1”或“×100”)倍率的電阻擋,并
99.9Ω),R 是滑動變阻器,A1和 A2是電流表,E 是電 ,再進行測量,若多用表中的電池舊了,用它測得
源(電動勢10V,內阻很小).
的電阻值將 (填“偏大”、“偏小”或“不變”).
(2)若用多用表測得該元件的電阻大約為1500
Ω,現在要進一步精確測量其電阻,有以下器材:
A.待測元件R(阻值約為1500Ω)
B.電流表(量程5mA,內阻約5Ω)
圖1 C.電阻箱(9999.9Ω,0.02A)
在保證安全和滿足需求的情況下,使測量范圍盡 D.直流電源(電動勢約為20V,內阻約0.5Ω)
可能大.實驗具體步驟如下: E.單刀雙擲開關一個,導線若干
(ⅰ)連接好電路,將滑動變阻器R 調到最大; 實驗小組有同學設計了如圖所示電路進行測量.
(ⅱ)閉合S,從最大值開始調節電阻箱R1,先調
R1為適當值,再調節滑動變阻器 R,使 A1示數I1=
0.15A,記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數I2;
(ⅲ)重復步驟(ⅱ),再測量6組R1和I2的值;
(ⅳ)將實驗測得的7組數據在如圖2所示坐標紙 在閉合S前,先把R 調至 (填“最大值”
上描點. 或“最小值”),然后把K打到1, ,再
76

物理·實驗專題
把K打到2, ,則Rx= (用實驗中獲
得的物理量來表示).
(3)兩只完全相同的表頭G,分別改裝成一只電流
表和一只電壓表,一位同學不小心做實驗時誤將兩只
表串起來連接在一閉合電路中,接通電路后兩只表的
指針可能出現下列哪種現象 ( )
A.電流表的指針偏轉,電壓表的指針不偏轉
B.兩表指針偏轉角度相同
C.兩表指針都偏轉,電壓表的指針偏轉角度比電
流表大得多
圖2
D.兩表指針都偏轉,電流表的指針偏轉角度比電 (4)如圖3所示,將兩個這樣的燈泡并聯后再與5Ω
壓表大得多 的定值電阻R0串聯,接在電壓恒為4V的電路上,每個燈
5.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中,要測 泡的實際功率為 W(結果保留兩位有效數字).
量一個標有“3V 1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過它
的電流,現有如下器材:
A.直流電源3V(內阻可不計)
B.直流電流表0~600mA(內阻約0.5Ω)
C.直流電壓表0~3V(內阻約3kΩ)
D.滑動變阻器(10Ω,1A) 圖3
E.滑動變阻器(1kΩ,300mA) 6.某實驗小組的同學在學校實驗室中發現一電學
F.開關、導線若干 元件,該電學元件上標有“最大電流不超過6mA,最大
(1)本實驗中滑動變阻器選用 .(填“D”或 電壓不超過7V”,同學們想通過實驗描繪出該電學元
“E”) 件的伏安特性曲線,他們設計的一部分電路如圖所示,
(2)某同學用導線a、b、c、d、e、f、g 和h 連接的電 圖中定值電阻R=1kΩ,用于限流;電流表量程為10
路如圖1所示,電路中所有元器件都是完好的,且電壓 mA,內阻約為5Ω;電壓表(未畫出)量程為10V,內阻
表和電流表已調零.閉合開關后發現電壓表的示數為 約為10kΩ;電源電動勢E 為12V,內阻不計.
2V,電流表的示數為零,小燈泡不亮,則可確定斷路的
導線是 ;若電壓表示數為零,電流表的示數為
0.3A,小燈泡亮,則斷路的導線是 ;若反復調
節滑動變阻器,小燈泡亮度發生變化,但電壓表、電流
表示數不能調為零,則斷路的導線是 .
(1)實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇:
A.阻值0~200Ω,額定電流0.3A
B.阻值0~20Ω,額定電流0.5A
應選的滑動變阻器是 (填“A”或“B”).
正確接線后,測得數據如下表:
次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U/V 0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40
I/mA0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50
圖1
( ()由以上數據分析可知,電壓表應并聯在 與3)下表中的各組數據是該同學在實驗中測得的, 2 M
(填“ ”或“ ”)之間;
根據表格中的數據在如圖2所示的方格紙上作出該燈 O P
(3)在上圖中將電路圖補充完整;泡的伏安特性曲線.
(4)從 表 中 數 據 可 知,該 電 學 元 件 的 電 阻 特 點
U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
是 .
I/A 0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49 7.實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導
77

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線,某同學想通過實驗測定其實際長度.該同學首先測
得導線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為1.7×
10-8Ω·m,再利用圖1所示電路測出銅導線的電阻
Rx,從而確定導線的實際長度.
圖1
(1)如圖2,用螺旋測微器測電阻絲的直徑時,先
轉動 使F 與A 間距離稍大于被測物,放入被
測物,再轉動 到夾住被測物,直到棘輪發出聲
音為止,撥動 使F 固定后讀數.(填儀器部件
圖1 字母符號)
可供使用的器材有:
電流表:量程0.6A,內阻約0.2Ω;
電壓表:量程3V,內阻約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,內阻可不計; 圖2
開關、導線若干. (2)根據原理圖連接如圖3所示的實物圖.
回答下列問題:
(1)實驗中滑動變阻器應選 (填“R1”或
“R2”),閉合開關S前應將滑片移至 端(填
“a”或“b”).
(2)在圖2所示實物圖中,已正確連接了部分導
線,請根據圖1甲電路完成剩余部分的連接.
圖3
(3)閉合開關后,滑動變阻器觸頭調至一合適位置
后不動,多次改變 的位置,得到幾組U、I、L
U
的數據,用R= 計算出相應的電阻后作出I R-L
圖
圖2 象如圖4.取圖線上兩個點間數據之差ΔL 和ΔR,若電
(3)調節滑動變阻器,當電流表的讀數為0.50A 阻絲直徑為d,則電阻率ρ= .
時,電壓表示數如圖3所示,讀數為 V.
圖3 圖4
(4)導線實際長度為 m(保留兩位有效數 9.某同學用如圖1所示電路測量多用電表的內阻
字). 和內部電池的電動勢.
8.如圖1,用伏安法測定電阻約5Ω均勻電阻絲
的電阻率,電源是兩節干電池.
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物理·實驗專題
圖1
(2)現有電流表(0~0.6A)、開關和導線若干,以
及以下器材:
A.電壓表(0~15V)
圖1 B.電壓表(0~3V)
(1)多用電表右側表筆為 (填“紅表筆”或 C.滑動變阻器(0~50Ω)
“黑表筆”).將多用電表選擇旋鈕調至歐姆擋“×1”,將紅 D.滑動變阻器(0~500Ω)
黑表筆短接,調節 ,使指針指在右側滿刻度處. 實驗中電壓表應選用 ;滑動變阻器應選
(2)移動滑動變阻器R 的觸頭,分別讀出五組電 用 .(選填相應器材前的字母)
壓表(內阻較大,可視為理想電壓表)和歐姆表示數U、 (3)某位同學記錄的6組數據如下表所示,其中5
1 1 組數據的對應點已經標在圖2的坐標紙上,請標出余
R,并將計算得出的 、 記錄在表格中,其中第四次U R 下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線.
測量時歐姆表的示數如圖2,其阻值為 Ω.在 序號 1 2 3 4 5 6
1 1
如圖3所示的坐標紙上作出U-
圖線 電壓 /
R . U V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
電流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
圖2
1
U 2.50 1.70 1.25 1.00 0.80
1
R 0.18 0.10 0.06 0.02
圖2
(4)根據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E
= V,內電阻r= Ω.
(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表
的示數U 及干電池的輸出功率P 都會發生變化.下列
各示意圖中正確反映P-U 關系的是 .
圖3
(3)若改用已使用較長時間的多用電表(電池電動
勢變小,內阻變大),但仍能調零后測電阻,其測得電阻
R 值與原來相比 .(填“偏大”、“不變”或“偏
小”)
10.利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動
勢和內電阻.要求盡量減小實驗誤差.
(1)應該選擇的實驗電路是圖1中的 (選
填“甲”或“乙”).
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11.為了測量某電池的電動勢E(約為3V)和內
阻r,選用的器材如下:
A.電流表G1(量程為2mA,內電阻為100Ω)
B.電流表G2(量程為1mA,內電阻為200Ω)
C.電阻箱R1(0~99.99Ω)
D.電阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑動變阻器R3(0~1000Ω,允許最大電流1 圖1
A) (2)某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池
F.待測電池 組的電動勢和內阻,實驗原理圖如圖2甲所示,其中,
G.開關一個、導線若干 虛線框內為用靈敏電流計 改裝的電流表 , 為
(1)某同學利用上述器材,采用圖1甲的電路測量 標準電壓表,E 為待測電池組,S為開關,R 為滑動變
,
該電池的電動勢和內阻,請按照圖甲將圖乙所示的實 阻器 R0是標稱值為4.0Ω的定值電阻.
物圖連線.
甲
圖1
(2)圖甲中利用電阻箱R1,將電流表G1改裝成了
量程為0.5A的電流表,利用電阻箱R2將電流表G2改
裝成了量程為3V的電壓表,則電阻箱R1的阻值調到
Ω.
(3)以G2示數I2為縱坐標,G1示數I1為橫坐標, 乙
作出I2-I1圖象如圖2所示,結合圖象可得出電源的 圖2
電動勢為 V,電源的內阻為 Ω(結果 ①已知靈敏電流計 的滿偏電流Ig=100μA、內
均保留兩位有效數字). 阻rg=2.0kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200
mA,應并聯一只 Ω(保留一位小數)的定值電
阻R1;
②根據圖2甲,用筆畫線代替導線將圖乙連接成
完整的電路;
③某次實驗的數據如下表所示:
測量次數 1 2 3 4 5 6 7 8
圖2
電壓表 讀
12.(1)某同學測定一金屬桿的長度和直徑,示數 5.265.165.044.944.834.714.594.46數U/V
如圖1甲、乙所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為
改裝表 讀
cm和 mm. 20 40 60 80 100 120 140 160
數I/mA
該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加
速度的方法(逐差法),計算出電池組的內阻r=
Ω(保留兩位小數);為減小偶然誤差,逐差法在數
80

物理·實驗專題
據處理方面體現出的主要優點是 .
④該小組在前面實驗的基礎上,為探究圖甲電路
中各元器件的實際阻值對測量結果的影響,用一已知
電動勢和內阻的標準電池組,通過上述方法多次測量
后發現:電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內阻的 圖1
測量值總是偏大.若測量過程無誤,則內阻測量值總是 (2)接著該同學計劃用伏安法準確測量電阻的阻
偏大的原因是 .(多選) 值,提供的實驗器材有:8V直流電源;電壓表(0~10
A.電壓表內阻的影響 V,內阻約20kΩ);電流表(0~50mA,內阻約10Ω);
B.滑動變阻器的最大阻值偏小 滑動變阻器(0~20Ω,1A);開關和導線.
C.R1的實際阻值比計算值偏小 請根據實驗要求和提供的器材,參考下面未完全
D.R0的實際阻值比標稱值偏大
連接好的實物電路在下面虛線方框內畫出實驗電路
13.小明對2B鉛筆芯的導電性能感興趣,于是用 圖
,并完成如圖2所示實物電路未連接的導線.

伏安法測量其電阻值.
(1)圖1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中畫出.
圖1
(2)小明用電流表內接法和外接法分別測量了一 圖2
段2B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數據 (3)在上述(2)的實驗中,連接好電路后,閉合開
描到U-I圖上,如圖2所示.在圖中,由電流表外接法 關,發現電流表和電壓表皆沒有讀數,該同學用多用電
得到的數據點是用 (填“○”或“×”)表示的. 表檢查電路故障.他的操作如下:選用多用電表的直流
電壓擋,將紅、黑表筆分別接在電源正、負極間;變阻器
電阻絲的兩端;電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線
柱之間,結果多用電表的指針均發生偏轉,則可能是連
接 之間的導線發生了斷路.
(4)實驗中移動變阻器滑動頭,記下多組電流表、
電壓表讀數(U,I),然后在坐標紙上作出U-I 圖線,
圖線的 大小表示待測電阻阻值.在這個實驗
中,測量值 真實值.(填“>”、“=”或“<”)
15.2013年12月14日晚上9點14分左右嫦娥三
號月球探測器平穩降落在月球虹灣,并在4分鐘后展
開太陽能電池帆板.這是中國航天器第一次在地外天
圖2 體成功軟著陸,中國成為繼美國、前蘇聯之后第三個實
(3)請你選擇一組數據點,在圖上用作圖法作圖, 現月面軟著陸的國家.太陽能電池在有光照時,可以將
并求出這段鉛筆芯的電阻為 Ω. 光能轉化為電能,在沒有光照時,可以視為一個電學器
14.測量一未知電阻的阻值. 件,如圖1所示.某實驗小組用測繪小燈泡伏安特性曲
(1)某同學首先用多用電表粗測電阻的大小,將多 線的實驗方法,探究一個太陽能電池在沒有光照時(沒
用電表選擇開關置于“×10Ω”擋,調零后,將紅、黑表 有儲存電能)的I-U 特性.所用的器材包括:太陽能電
筆分別接電阻兩端,發現指針讀數如圖1所示,則所測 池,電源E,電流表A,電壓表V,滑動變阻器R,開關S
阻值為 Ω. 及導線若干.
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圖1
(1)為了達到上述目的,應選用圖2中的哪個電路
圖 (填“甲”或“乙”).
圖5
16.某探究小組要描繪一個標有“4V,1W”的小
燈泡的R-U 曲線,所供選擇的器材除了導線和開關
外,還有以下一些器材可供選擇:
A.電壓表V(量程5V,內阻約為5kΩ)
B.直流電源E(電動勢4.5V,內阻不計)
C.電流表A1(量程150mA,內阻約為2Ω)
圖2 D.電流表A2(量程300mA,內阻約為1Ω)
(2)該實驗小組根據實驗得到的數據,描點繪出了 E.滑動變阻器R1(阻值0~10Ω)
如圖3的I-U 圖象.由圖可知,當電壓小于2.00V F.滑動變阻器R2(阻值0~200Ω)
時,太陽能電池的電阻 (填“很大”或“很小”); (1)實驗中要求小燈泡電壓從零逐漸增大到額定
, 電壓,測 量 誤 差 盡 可 能 小 且 方 便 調 節,電 流 表 應 選當電壓為2.80V時 太陽能電池的電阻約為
( ) 用
,滑動變阻器應選用 (填寫儀器符
Ω.保留兩位有效數字
號).請在虛線框中畫出該實驗的電路圖.

(2)根據實驗數據,計算并描繪出了R-U 圖象,
如圖1所示.由圖象可知,當所加電壓為3.0V時,小燈
圖3 泡實際消耗的電功率為 W(計算結果保留兩
(3)該實驗小組在另一實驗中先用一強光照射太 位有效數字).
陽能電池,并用如圖4電路調節滑動變阻器,通過測量
得到該電池的U-I 曲線a.再減小實驗中光的強度,
用一弱光重復實驗,測得U-I 曲線b,如圖5.當滑動
變阻器的電阻為某值時,若曲線a 的路端電壓為1.5
V,則滑動變阻器的測量電阻為 Ω,曲線b 外
電路消耗的電功率為 W(計算結果保留兩位
有效數字).
圖1
(3)小燈泡的P-U 圖象及I-U 圖象如圖2甲、
乙所示.則小燈泡的電功率P 隨電壓U 變化的曲線是
;小燈泡的伏安特性曲線是 .(填
“a”、“b”、“c”或“d”)
圖4
圖2
82




物理·實驗專題
17.某同學通過實驗測量一種合金的電阻率. 提供了如下表所列的器材,要求方法簡捷,盡可能減少
(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑.為防止讀數 誤差,并能測出多組數據.
時測微螺桿發生轉動,讀數前應先旋緊圖1所示的部 器材(代號) 規格
件 (選填“A”、“B”、“C”或“D”).從圖中的示
標準電壓表V2 量程3V,內阻r2=30kΩ
數可讀出合金絲的直徑為 mm.
電流表A 量程3A,內阻r3=0.01Ω
滑動變阻器R 總阻值1kΩ
穩壓電源E 20V,內阻很小
開關S、導線若干
(1)某同學設計了如圖1所示的甲、乙、丙三種電
圖1 路圖,你認為選擇 電路圖測量效果最好.(填
(2)圖2所示是測量合金絲電阻的電路,相關器材 “甲”、“乙”或“丙”)
的規格已在圖中標出.合上開關,將滑動變阻器的滑片
移到最左端的過程中,發現電壓表和電流表的指針只
在圖示位置發生很小的變化.由此可以推斷:電路中
(選填圖中表示接線柱的數字)之間出現了
(選填“短路”或“斷路”).
圖1
(2)根據測量效果最好的那個電路圖,將如圖2所
示有關器材連接成測量電路.
圖2
(3)在電路故障被排除后,調節滑動變阻器,讀出
電壓表和電流表的示數分別為2.23V和38mA,由
此,該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 圖2
Ω.為了更準確地測出合金絲的阻值,在不更換實驗器 (3)若選擇測量數據中的一組來計算 V1的量程
材的條件下,對實驗應作怎樣的改進 請寫出兩條 U1,則所用的表達式U1= ,式中各
建議. 符號表示的物理量是 .
19.(2022·廣東省湛江一中聯考)甲圖中游標卡
尺的讀數為 mm;
乙圖中螺旋測微器的讀數為 mm.
丙圖中多用電表的讀數為 Ω.
18.現有一刻度盤總共有N 小格、且刻度均勻,量
程未準確確定的電壓表 V1,已知其量程在13~16V
之間,內阻r1=150kΩ.為測定其準確量程U1,實驗室
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20.(2022·四川成都市一模)某物理興趣小組通 有一同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:
過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中,其“水果 (1)首先,用多用電表進行粗測,選用×100Ω倍
電池”電動勢會有1V多一點,甲同學找來了一個檸檬 率,操作方法正確.若這時刻度盤上的指針位置如圖甲
做實驗,用量程為0~3V、內阻約50kΩ的電壓表測其 所示,則測量的結果是 Ω.
兩極時讀數為0.96V,但當他將四個這樣的電池串起 (2)為了更精確地測出此電壓表內阻,該同學設計
來給標稱值為“3V 0.5A”的小燈泡供電時,燈泡并 了如圖所示的乙、丙實驗電路,你認為其中較合理的電
不發光,檢查燈泡、線路均無故障,這是因為“檸檬電 路圖是 .其理由是
池”的內阻較大的原因. .
(1)乙同學用內阻約為500Ω的靈敏電流表直接 (3)在圖丁中,根據你選擇的電路把實物連接好.
連“檸檬電池”的兩極,測得電流為0.32mA,根據前茅 (4)用你選擇的電路進行實驗時,請簡述實驗步
電壓表測得的0.96V電壓,估算出“檸檬電池”的內阻 驟: ;用上述所測量的符
值約為 . 號表示電壓表的內阻RV= .
(2)為了更準確測定一個“檸檬電池”的電動勢和 22.(2022·北京順義區)電流表和電壓表都是由
內阻,實驗室提供了以下一些器材可供選擇: 小量程的電流表(表頭)改裝成的.請回答下面問題:
A.靈敏電流表 A1(量程0~0.6mA,內阻為800 (1)電流表 G(表頭)有三個主要參數,滿偏電流
Ω) (Ig)、滿偏電壓(Ug)、內阻(Rg),它們間的關系是
B.靈敏電流表A2(量程0~250μA,內阻未知) (請用題目所給字母作答).
C.滑動變阻器R(最大阻值約10Ω) (2)把小量程的電流表改裝成較大量程的電壓表
D.變阻箱R'(0~9999Ω) 需 (填寫“串聯”或“并聯”)一個電阻;把小量
E.開關S和導線若干 程的電流表改裝成較大量程的電流表需 (填
為了盡可能準確測定“檸檬電池”的電動勢和內 寫“串聯”或“并聯”)一個電阻.
阻,實驗中除了帶有鋅、銅兩極的水果電池外,還應選 (3)如圖所示,有一表頭,滿偏電流Ig=500μA,
擇的器材是 (填器材前的字母代號). 內阻Rg=200Ω.用它作多用電表的表頭,已知R1=20
21.(2022·浙江校級二模)要測量一只量程已知 Ω,R2=180Ω,R3=49.9kΩ,R4=499.9kΩ.
的電壓表的內阻,所備器材如下:
A.待測電壓表V(量程3V,內阻未知)
B.電流表A(量程3A,內阻0.01Ω)
C.定值電阻R(阻值2kΩ,額定電流50mA)
D.蓄電池E(電動勢略小于3V,內阻不計)
E.多用電表
F.開關K1、K2,導線若干
當接線柱接在“公共”與a端當電流表使用時量程
為: mA;
當接線柱接在“公共”與c端當電壓表使用時量程
為: V.
23.(2022·廣東省五校協作體聯考)用如圖所示
的電路可同時測量定值電阻和電壓表最小量程的內電
阻.圖中V1、V2為兩塊相同規格的多量程待測電壓表,
Rx為較大阻值的待測定值電阻,A為電流表,R 為滑
動變阻器,E 為電源,S為電鍵.
(1)將兩塊電壓表均調至最小量程,閉合電鍵S,
移動滑動變阻器的滑片P 至適當位置,記錄下電流表
A的示數I、電壓表V1和V2的示數U1和U2,則電壓表
最小量程的內電阻RV= ,待測定值電阻的阻
值Rx= .
(2)根據現有的實驗條件提出一條減小實驗誤差
的措施: .
84

物理·實驗專題
B.待測電流表Ax(量程和內電阻未知)
C.標準電流表A0(量程0.6A,內電阻未知)
D.電阻箱(阻值范圍0~999.9Ω)
E.滑動變阻器(阻值為0~20Ω)
F.滑動變阻器(阻值為0~20kΩ)
G.開關S和導線若干
24.(2022·天津和平區二模)實驗室有一靈敏電 該同學的實驗操作過程為:
流計G的量程為1mA,現要精確測量G的內阻rg.實 (1)將實驗儀器按圖所示電路連接,滑動變阻器
驗室中可供選擇的器材有: R0 應選 (選填儀器前的字母序號);
待測靈敏電流計G; (2)將電阻箱R1 的阻值調至最大,將滑動變阻器
多用電表(僅使用歐姆擋); 的滑片P 移至某一位置,閉合開關S;接著調節電阻
電流表A1:量程為3mA,內阻約為200Ω; 箱,直至電流表Ax 滿偏,記錄此時電阻箱的阻值和標
電流表A2:量程為0.6A,內阻約為0.1Ω; 準電流表A0 的示數;
電壓表V:量程15V,內阻約為2kΩ; (3)移動滑片P 至滑動變阻器的另一位置,再次
定值電阻R1:阻值為10Ω; 調節電阻箱R1 直至電流表Ax 滿偏,記錄此時電阻箱
定值電阻R2:阻值為300Ω; 的阻值和標準電流表A0 的示數;
滑動變阻器R3:最大電阻20Ω,額定電流1.5A; (4)重復步驟(3)3~5次;
直流電源:電動勢1.5V,內阻0.5Ω; (5)該同學記錄了各組標準電流表A0 的示數I和
開關,導線若干. 1
( ,1)先用多用電表粗測 G的內阻:正確的操作中 電阻箱的阻值R1 的數據 并作出I- 圖線
;
R1
應該使多用電表的紅表筆接靈敏電流計 G的
接線柱(填“正”或“負”),黑表筆接另一個接線柱.
(2)粗測G的內阻rg約為300Ω,為了精確測量G
的內阻,實驗小組的同學選擇了如圖所示的電路,則電
表1為 ,電表2為 (以上兩空填“G、
A1、A2、V”等電表符號),定值電阻Rx 為 (填 (6)根據圖線可以求得電流表Ax 的量程為
“R1”或“R2”). A,內電阻為 Ω.將電流表 Ax 與一個阻值為
Ω的電阻串聯就可以組成量程為3V的電
壓表.
26.(2022·重慶市一模)用圖示電路測量一量程
為3V的電壓表內阻,可調恒壓電源能滿足本實驗要
求.將下列實驗步驟的有關內容補充完整.
(3)按照上述設計的電路進行實驗,測得電表1的
示數為a1,電表2的示數為a2,則電流表G的內阻的
表達式為rg= .(用“a1、a2、Rx”表示)
25.(2022·天津市十二區縣重點學校聯考二)一
位同學想測量一個有清晰刻度,但沒有示數、量程、內
電阻未知的電流表Ax,為了測量電流表 Ax 的量程和 (1)斷開開關S,按圖連接好電路;
內電阻,可以使用的實驗器材如下: (2)將電阻箱的阻值調到 ;
(3)接通電源,再閉合開關S;
(4)由零開始調節恒壓電源的輸出電壓,使電壓表
的指針指到3V位置;
(5)調節 使電壓表的指針指到
V位置,讀出此時電阻箱的阻值,即為電壓表內阻的測
量值.斷開開關S.
A.電源(電動勢約4V,內電阻忽略不計) 27.(2022·臺山僑中一模)為了測量由兩節干電
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池組成的電池組的電動勢和內電阻,某同學設計了如
圖1甲所示的實驗電路,其中R 為電阻箱,R0=5Ω為
保護電阻.
(1)按照圖甲所示的電路圖,某同學已經在圖乙所
示電路中完成部分導線的連接,請你完成余下導線的
連接.
圖(b)
圖1
圖2
(2)斷開開關S,調整電阻箱的阻值,再閉合開關 圖(c)
S,讀取并記錄電壓表的示數及電阻箱接入電路中的阻 (1)利用多用表測量時,選擇的擋位為×1擋,則
值.多次重復上述操作,可得到多組電壓值U 及電阻值 由多用表指示示數可知,該電阻的阻值為 Ω.
, 1 , 1 1 1R 并以 為縱坐標 以 為橫坐標,畫出 的關 (2)利用如圖(a)所示設計的電路測量電阻時:U R U -R
①先斷開S2,合 上S1,當 調 節 電 源 輸 出 電 壓 為
系圖線(該圖線為一直線),如圖2所示.由圖線可求得
3.00V時,單位長度電阻絲分得的電壓, U= 電池組的電動勢E= V 內阻r= Ω.
( ) V
/m,記錄此時電流表A1的示數.
保留兩位有效數字
②保持S1閉合,合上S2,滑動c點改變ac的長度(3)引起該實驗系統誤差的主要原因是
L,同時調節電源輸出電壓,使電流表A1的示數與步驟
.
①記錄的值相同,記錄長度 和 的示數 測量 組
28.(
L A2 I. 6
2022·重慶大足一中一模)在高中階段,我們
L 和I值,測量數據已在圖(c)中標出,寫出Rx與L、I、
學過了很多測量電阻值的方法,某興趣小組為了測量
U 的關系式Rx= ;
某個電阻Rx的阻值,設計了如圖(a)所示的電路.同學
③在圖(c)的坐標系中作出L-I 圖象.根據圖象
們先用多用表粗略測量了該電阻的阻值,多用表的示
可以得到 (結果保留兩位有效數字)
數如圖(b)所示.然后用如圖(a)
R = Ω.
所示的電路較為精確 x
29.(2022·懷化市一模)某同學利用如圖所示的
地測量了Rx的阻值.已知電路中學生電源的輸出電壓
電路,測定一個自感系數很大的線圈L 的直流電阻
可調,電流表量程均選擇0.6A(內阻不計),標有長度
RL,實驗室提供下列器材:刻度的均勻電阻絲ab的總長度為30.00cm.
①待測線圈L,阻值約為2Ω,額定電流為2A
圖(a) ②電流表A1量程為0.6A,內阻r1為0.2Ω
③電流表A2量程為3A,內阻r2約為0.2Ω
④變阻器 R1阻值為0~10Ω,變 阻 器 R2阻 值
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物理·實驗專題
為0~1kΩ
⑤電池E,電動勢為9V,內阻很小
⑥定值電阻R3=10Ω,R4=1000Ω
⑦開關S1,S2
要求實驗時,改變變阻器的阻值,待電路穩定時,
可使在盡可能大的范圍內測得多組A1表、A2表的讀數
I1、I2,利用I2-I1的圖象,求出電感線圈的電阻.
(1)實驗中定值電阻應選用 ,變阻器應選
用 .(填代號)
(2)I2-I1對應的函數關系式為 .(選用
題干所給出的物理符號表示)
(3)實驗結束時應先斷開開關 ,后斷開開 (1)寫出電源的輸出功率 P 跟E、r、R 的 關 系
關 . 式 .(電流表與電壓表都視為理想電表)
() I24 由I -I 圖象得出 的平均值為6.0,則電感 (2)如表中給出了6組實驗數據,根據這些數據在2 1 I1 圖乙中的方格紙中畫出P-R 關系圖線.根據圖線可
線圈的直流電阻為 .(結果保留3位有效數 知,電源輸出功率的最大值是 W,當時對應的
字) 外電阻是 Ω.
30.(2022·上海市楊浦區一模)電源的輸出功率
P 跟外電路的電阻R 有關.如圖甲是研究它們關系的 I
/A 0.20 0.28 0.36 0.44 0.52 0.60
實驗電路.為了便于進行實驗和保護蓄電池,給蓄電池 U/V 3.00 2.60 2.20 1.80 1.40 1.00
串聯了一個定值電阻R0,把它們一起看成電源(圖中 (3)由表中所給出的數據,若已知跟電源串聯的定
虛線框內部分).于是電源的內電阻就是蓄電池的內電 值電阻的阻值為R0=4.5Ω,還可以求得該電源的電
阻和定值電阻R0之和,用r 表示,電源的電動勢用E 動勢E= V,內電阻r0= Ω.
表示.
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