高考物理二轮复习 专题15 电学实验讲学案.doc

专题15 电学实验高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去高考物理实验题具有以下几个特点： 1重视对实验操作能力的考查如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等 2重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数 3. 设计性实验是考查的热点在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力 4电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题 对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力 预测高考电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等 一、测量读数类仪器使用 1电流表、电压表 (1)电流表、电压表使用时量程选择的规则: 根据被测电流或电压值的大小选择量程.测量时最好使指针偏转超过所选量程的2/3,至少超过1/2.在不知道被测电流或电压大小的情况下,应选用电表的较大量程,然后再根据指针偏转情况选取合适的量程. (2)读数方法:读数时应使视线垂直于刻度盘表面.凡仪器最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位(估读的这位是不可靠数字);凡仪器最小刻度不是10分度的,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读. 2电阻箱 电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读 如图142所示的电阻箱的阻值为84580.2 . 图142 3多用电表 (1)使用多用电表测电压、电流时，应根据选择的量程确定最小刻度值，然后读数 (2)使用欧姆挡时，注意以下几个方面： 用多用电表测电阻时,测量前应根据估计的阻值选用适当的挡位.由于欧姆挡刻度的非线性,使用欧姆挡测电阻时,表头指针偏转过大或过小都有较大误差,通常只使用表盘中间一段刻度范围为测量的有效范围,否则要变换倍率. 每更换一次倍率，都要重新进行欧姆调零. 由于欧姆挡表盘刻度不均匀,难于估读,测量结果只需取两位有效数字.计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率. 测量时待测电阻要跟其他元件和电源断开. 多用电表使用完毕后,应将选择开关拨离欧姆挡,旋至off挡或交流电压最高挡上. 特别提醒：要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置调整的是表盘下边中间的定位螺丝“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮 二、电学实验 1电路设计及仪器选取原则 正确地选择仪器和设计实验电路,有一定的灵活性,应遵循以下几个基本原则: (1)正确性 (2)安全性 (3)方便性 (4)精确性2“伏安类”实验中电流表的内、外接法 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路 误差 原因 由于电流表内阻的分压作用,电压表测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用,电流表测量值偏大 比较项目电流表内接法电流表外接法测量结果r测rarxrx电阻的测量值大于真实值r测rx电阻的测量值小于真实值适用条件rxra,大电阻rxrv,小电阻特别提醒:在rv、ra均不知的情况下,可采用试触法.如图144所示,分别将a端与b、c接触,如果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显,说明电压表分流作用大,应采用内接法;如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显,说明电流表分压作用大,应采用外接法. 图1443滑动变阻器的接法 (1)若符合下列情况之一,则滑动变阻器必须接成分压式. 要求电表能从零开始读数; 要求电表能有较大的调节范围; 当待测电阻rxr(滑动变阻器的最大阻值)时. (2)当待测电阻rxr(滑动变阻器的最大阻值)时,既可接成分压式、也可接成限流式. 三、实验误差 1偶然误差和系统误差 从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种. (1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值. (2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理. 2有效数字 (1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数. (2)确定有效数字时，应注意以下问题： 有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关. 关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0在后时,计入有效数字. 乘方不算有效数字;比如3.020103 m/s中的3不是有效数字,10也不是. 3减小实验误差的方法 (1)多次测量求平均值 (2)累积法 (3)图象法 四、创新实验 1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则 (1)科学性原则 (2)可靠性原则 (3)方便性原则 (4)准确性原则 2设计性实验的设计思路 五、控制电路的设计技巧 1滑动变阻器控制电路的方式有分压式和限流式两种，下列几种情况必须选用分压式接法： (1)要求被控制电路的电流(或电压)从零开始可连续调节时(如：测绘导体的伏安特性曲线等实验)； (2)被控制电路的电阻rl远大于滑动变阻器的最大值r0时； (3)实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时； (4)若采用限流式接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电表或电器的额定值时 2若测量电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且被控制电路的电阻rl与滑动变阻器的最大值r0接近或rl略小于r0，则应该采用限流式接法测定电源的电动势和内阻实验必须采用限流式接法 六、电学仪器的选择技巧 电学实验器材和电路选择的原则是安全、精确和方便，器材的选择与实验所用的电路密切相关，因此在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材具体如下：1电源的选择：一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源 2电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏左右，以减小读数的偶然误差，提高精确度 3变阻器的选择：所选用的变阻器的额定电流应大于电路中通过变阻器的最大电流，以确保变阻器的安全；为满足实验中电流变化的需要和调节的方便，在分压式接法中，应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器，在限流式接法中，变阻器的阻值不能太小 考点一电学实验基础例1【2017天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表a1的内阻r1=1.0 k，电阻r1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个r0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建s闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表a1和a2的多组i1、i2数据，作出图象如右图。由i1i2图象得到电池的电动势e=_v，内阻r=_。【答案】 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可）根据闭合电路的欧姆定律： ， ，上式可简化为，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05），代入方程解得：电动势e=1.41 v，内阻r=0.5 。【变式探究】图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路(1)已知毫安表表头的内阻为100 ,满偏电流为1 ma；r1和r2为阻值固定的电阻若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 ma；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 ma.由题给条件和数据，可以求出r1_ ，r2_ .(2)现用一量程为3 ma、内阻为150 的标准电流表对改装电表的3 ma挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 ma.电池的电动势为1.5 v,内阻忽略不计；定值电阻r0有两种规格，阻值分别为300 和1 000 ；滑动变阻器r有两种规格，最大阻值分别为750 和3 000 .则r0应选用阻值为_ 的电阻，r应选用最大阻值为_ 的滑动变阻器(3)若电阻r1和r2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻图(b)中的r为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连判断依据是：_.解析(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比若使用a和b两个接线柱，量程为3 ma，则通过r1、r2的电流为2 ma，则通过毫安表表头和r1、r2的电流比为12，所以电阻比为21，可得r1r2rg50 ；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 ma，通过r1的电流为9 ma，电流比为19，可得电阻比，即r1(rgr2)，整理可得r115 ，r235 .答案(1)15 35 (2)3003 000(3)c见解析【变式探究】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 v，内阻约为3 000 )，电阻箱r0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值100 ，额定电流2 a)，电源e(电动势6 v，内阻不计)，开关2个，导线若干(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为rv，与电压表内阻的真实值rv相比，rv_rv(填“”、“”或“”)，主要理由是_解析(1)实验电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关s1、s2,调节r1，使电压表的指针满偏 ；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开s2,调节电阻箱r0使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻答案(1)见解析图(2)见解析(3)理由见解析考点二、电学实验综合例2【2017江苏卷】（10分）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图111图所示，继电器与热敏电阻rt、滑动变阻器r串联接在电源e两端，当继电器的电流超过15 ma时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约为20 ，热敏电阻的阻值rt与温度t的关系如下表所示（1）提供的实验器材有：电源e1（3 v，内阻不计）、电源e2（6 v，内阻不计）、滑动变阻器r1（0200 ）、滑动变阻器r2（0500 ）、热敏电阻rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关s、导线若干为使该装置实现对3080 之间任一温度的控制，电源e应选用 （选填“e1”或“e2”），滑动变阻器r应选用 （选填“r1”或“r2”）（2）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图112图所示的选择开关旋至 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）（3）合上开关s，用调节好的多用电表进行排查，在题111图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 【答案】（1）e2 r2 （2）c （3）不偏转 偏转 （4）至108.1 ，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为2【2017新课标卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 a，内阻大约为2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器r1、r2（其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱rz（最大阻值为99 999.9 ）；电源e（电动势约为1.5 v）；单刀开关s1和s2。c、d分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：r1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。为了保护微安表，开始时将r1的滑片c滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将r2的滑片d置于中间位置附近。将电阻箱rz的阻值置于2 500.0 ，接通s1。将r1的滑片置于适当位置，再反复调节r2的滑片d的位置。最终使得接通s2前后，微安表的示数保持不变，这说明s2接通前b与d所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。将电阻箱rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将rz的阻值置于2 601.0 时，在接通s2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 （结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。【答案】（1）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节r1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：（2）滑动变阻器r1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 的滑动变阻器；设滑片p两侧电阻分别为r21和r22，因b与d所在位置的电势相等，可知；同理当rz和微安表对调后，仍有：；联立两式解得：。（3）为了提高测量精度，调节r1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。1【2017天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表a1的内阻r1=1.0 k，电阻r1=9.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个r0=3.0 的电阻。按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建s闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_导线断开；若读数为零，则一定是_导线断开。排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表a1和a2的多组i1、i2数据，作出图象如右图。由i1i2图象得到电池的电动势e=_v，内阻r=_。【答案】 1.41（1.361.44均可） 0.5（0.40.6均可）【解析】用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在间。根据闭合电路的欧姆定律： ， ，上式可简化为，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05），代入方程解得：电动势e=1.41 v，内阻r=0.5 。2【2017新课标卷】（10分）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡l（额定电压3.8 v，额定电流0.32 a）；电压表v（量程3 v，内阻3 k）；电流表（量程0.5 a，内阻0.5 ）；固定电阻r0（阻值1 000 ）；滑动变阻器r（阻值09.0 ）；电源e（电动势5 v，内阻不计）；开关s；导线若干。（1）实验要求能够实现在03.8 v的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源e0（电动势4 v，内阻1.00 ）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器r的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关s，在r的变化范围内，小灯泡的最小功率为_w，最大功率为_w。（结果均保留2位小数）【答案】（1）如图所示 （2）增大 增大 （3）0.39 1.17【解析】（1）要求能够实现在03.8 v的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；（2）由iu图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大； 3【2017新课标卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 a，内阻大约为2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器r1、r2（其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱rz（最大阻值为99 999.9 ）；电源e（电动势约为1.5 v）；单刀开关s1和s2。c、d分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：r1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。为了保护微安表，开始时将r1的滑片c滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将r2的滑片d置于中间位置附近。将电阻箱rz的阻值置于2 500.0 ，接通s1。将r1的滑片置于适当位置，再反复调节r2的滑片d的位置。最终使得接通s2前后，微安表的示数保持不变，这说明s2接通前b与d所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。将电阻箱rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将rz的阻值置于2 601.0 时，在接通s2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 （结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。【答案】（1）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节r1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：（2）滑动变阻器r1要接成分压电路，则要选择阻值较小的20 的滑动变阻器；为了保护微安表，开始时将r1的滑片c滑到接近图（a）中滑动变阻器的左端对应的位置；将电阻箱rz的阻值置于2 500.0 ，接通s1；将r1的滑片置于适当位置，再反复调节r2的滑片d的位置；最终使得接通s2前后，微安表的示数保持不变，这说明s2接通前后在bd中无电流流过，可知b与d所在位置的电势相等；设滑片p两侧电阻分别为r21和r22，因b与d所在位置的电势相等，可知；同理当rz和微安表对调后，仍有：；联立两式解得：。（3）为了提高测量精度，调节r1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 4【2017新课标卷】（9分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中e是电池；r1、r2、r3、r4和r5是固定电阻，r6是可变电阻；表头的满偏电流为250 a，内阻为480 。虚线方框内为换挡开关，a端和b端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 v挡和5 v挡，直流电流1 ma挡和2.5 ma挡，欧姆100 挡。（1）图（a）中的a端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接。（2）关于r6的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）。a在使用多用电表之前，调整r6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置b使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整r6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置c使用电流挡时，调整r6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）根据题给条件可得r1+r2=_，r4=_。（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时b端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时b端是与“3”相连的，则读数为_；若此时b端是与“5”相连的，则读数为_。（结果均保留3位有效数字）【答案】（1）黑 （2）b （3）160 880 （4）1.47 ma（或1.48 ma） 1 100 2.95v【解析】（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。（2）r6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整r6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。（4）若此时b端与“1”相连，多用电表是量程为2.5 ma的电流表，则读数为1.47 ma；若此时b端与“3”相连，多用电表是欧姆100 挡，则读数为1 100 ；若此时b端与“5”相连，多用电表是量程为5 v的电压表，则读数为2.95 v。5【2017江苏卷】（10分）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图111图所示，继电器与热敏电阻rt、滑动变阻器r串联接在电源e两端，当继电器的电流超过15 ma时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控继电器的电阻约为20 ，热敏电阻的阻值rt与温度t的关系如下表所示（1）提供的实验器材有：电源e1（3 v，内阻不计）、电源e2（6 v，内阻不计）、滑动变阻器r1（0200 ）、滑动变阻器r2（0500 ）、热敏电阻rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关s、导线若干为使该装置实现对3080 之间任一温度的控制，电源e应选用 （选填“e1”或“e2”），滑动变阻器r应选用 （选填“r1”或“r2”）（2）实验发现电路不工作某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图112图所示的选择开关旋至 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）（3）合上开关s，用调节好的多用电表进行排查，在题111图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 （填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 【答案】（1）e2 r2 （2）c （3）不偏转 偏转 （4）接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 时，热敏电阻阻值为108.1 ，所以应将电阻箱阻值调至108.1 ，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为1(2016全国，23，9分)某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5 v的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱r(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值50 )，滑动变阻器r2(最大阻值5 k)，直流电源e(电动势3 v)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图甲连接线路；将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关s；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 v，记下电阻箱的阻值回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“r1”或“r2”)(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)a100 a b250 a c500 a d1 ma【解析】(1)本实验原理是当变阻箱阻值为零时，电压表满偏，umax2.5 v，而当电阻箱取某一阻值r0时，电压表示数变为u2，则电阻箱两端电压u1umaxu2，即可求出通过电压表的电流，i，这个理论成立的前提是电阻箱阻值变化前后，电压表与电阻箱两端电压保持不变，这就要求滑动变阻器阻值较小，故选r1.(2)如图所示 (3)根据原理可知u22 v，u1umaxu20.5 v，r0630.0 ，i，rv2 520 .(4)当电压表满偏时，满偏电流imax1 ma，d正确【答案】(1)r1(2)连线见解析图(3)2 520(4)d2(2016浙江理综，22，10分)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 v，内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 a、内组约为0.1 的电流表采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的r1，其阻值约为5 .(1)测r1阻值的最优连接方式为导线连接_(填“a”或“b”)、导线连接_(填“c”或“d”)(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得r1的阻值为_.u/v0.400.801.201.602.002.40i/a0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中r2与r1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，r2的边长是r1的，若测r2的阻值，则最优的连线应选_(填选项)a连接a，连接cb连接a，连接dc连接b，连接cd连接b，连接d(3)根据电阻定律r，可以计算出题图中两个电阻r1和r2的阻值相等，因此测量r2的电阻时，电路接法与测量r1相同即可，b正确【答案】(1)ad(2)图见解析；4.54.7(3)b3(2016江苏物理，10，8分)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值r随温度t的变化关系已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ，r随t的升高而增大实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度实验时闭合s，先将开关k与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，和电流表的相应示数i1，i2，.然后将开关k与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为i1，i2，分别记下电阻箱相应的示数r1，r2，.(1)有以下两电流表，实验电路中应选用_a量程0100 ma，内阻约2 b量程00.6 a，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 调节至10.0 ，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是_将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和r的数据见下表：温度t()20.040.060.080.0100.0阻值r()9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在方格纸上作出rt图象由图线求得r随t的变化关系为r_ .【答案】(1)a(2)(或)(3)图象见解析；0.04t8.8(0.04t8.60.04t9.0都算对)42016天津理综，9(3)某同学想要描绘标有“3.8 v0.3 a”字样小灯泡l的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表v1(量程03 v，内阻等于3 k)电压表v2(量程015 v，内阻等于15 k)电流表a1(量程0200 ma，内阻等于10 )电流表a2(量程03 a，内阻等于0.1 )滑动变阻器r1(010 ，额定电流2 a)滑动变阻器r2(01 k，额定电流0.5 a)定值电阻r3(阻值等于1 )定值电阻r4(阻值等于10 )定值电阻r5(阻值等于1 k)电源e(e6 v，内阻不计)(1)请在虚线框中画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁(2)该同学描绘出的iu图象应是下图中的_【解析】(1)题目要求绘制曲线完整应选用分压接法，又r灯13 ，所以滑动变阻器应选r1，由于灯泡额定电压为3.8 v，v2量程为15 v太大，不宜选用，v1量程略小，串联电阻r5改装成4 v量程正合适由于灯泡额定电流为0.3 a，a2量程太大，不宜选用，a1量程略小并联r4改装成0.4 a量程正合适改装后ra5 ，rv4 k，r灯，应选用外接法，如图所示 (2)小灯泡灯丝为金属，温度升高电阻增大，只有b正确【答案】(1)见解析图(2)b5(2016北京理综，19，6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()a一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器b一个伏特表和多个定值电阻c一个安培表和一个电阻箱d两个安培表和一个滑动变阻器【答案】d【解析】一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器可以通过伏特表、安培表测量电压和电流，通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组数据，由euir或ueir求得e、r，其电路图如图甲所示，a可行 甲 乙一个伏特表和多个定值电阻，利用伏特表可测得接不同阻值电阻时的路端电压，至少测量2组，再利用eur，即可求得e、r，其电路图如图乙所示，b可行一个安培表和一个电阻箱，通过改变电阻箱阻值，可改变回路中的电流，利用安培表即可测得电流，至少测量2组，再利用ei(rr)，即可求得e、r，其电路图如图丙所示，c可行丙由于电流表内阻很小，必须与滑动变阻器串联接入电路，才能保证电流表不烧坏，但由于无法得出滑动变阻器的准确阻值，无法测得e、r，d不可行62016四川理综，8()，11分用如图所示电路测量电源的电动势和内阻实验器材：待测电源(电动势约3 v，内阻约2 )，保护电阻r1(阻值10 )和r2(阻值5 )，滑动变阻器r，电流表a，电压表v，开关s，导线若干实验主要步骤：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数u和相应电流表的示数i；以u为纵坐标，i为横坐标，作ui图线(u、i都用国际单位)；求出ui图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用_；电流表最好选用_a电压表(03 v，内阻约15 k)b电压表(03 v，内阻约3 k)c电流表(0200 ma，内阻约2 )d电流表(030 ma，内阻约2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_a两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱b两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱c一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱d一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、r1和r2表示待测电源的电动势e和内阻r的表达式e_，r_，代入数值可得e和r的测量值 (2)滑动变阻器的滑片从左向右滑，电压变大，说明电阻变大，则一条导线接在电阻丝左端接线柱，另一根接在金属杆任意一个接线柱，c正确(3)由闭合电路欧姆定律得eui(r2r)，则uei(r2r)ui图线纵轴截距为电动势，故eka，图线斜率的绝对值为电源内阻与r2之和，所以rkr2.【答案】(1)ac(2)c(3)kakr27(2016浙江理综，17，6分)如图所示为一种常见的身高体重测量仪测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔质量为m0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为u0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为u，则该同学身高和质量分别为()av(t0t)，u b.v(t0t)，ucv(t0t)，(uu0) d.v(t0t)，(uu0)【答案】d【解析】测量仪顶部向下发出的超声波经反射又回到顶部，如图所示，无人时2hvt0，有人时2hvt，人的身高h人hhv(t0t)，a、c错误测重台上无人时u0km0g，有人时uk(m0m人)g，解得m人m0，b错误，d正确82016北京理综，21(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值r随温度t变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更_(选填“敏感”或“不敏感”)【答案】增强敏感9(2016全国，23，10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过ig时就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9 )，直流电源(输出电压为u，内阻不计)，滑动变阻器r1(最大阻值为1 000 )，滑动变阻器r2(最大阻值为 2 000 )，单刀双掷开关一个，导线若干在室温下对系统进行调节，已知u约为18 v，ic约为10 ma；流过报警器的电流超过20 ma时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 时阻值为650.0 .(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线(2)在电路中应选用滑动变阻器_(填“r1”或“r2”)(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_将开关向_(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用【解析】(1)由题意可以看出，在整个电路中，电阻箱和热敏电阻并联，滑动变阻器应在电阻箱阻值确定的情况下调节到某一特定位置，使报警器工作电路图如图所示(2)1 800 ，热敏电阻在60 时电阻只有650.0 ，要让报警器工作，还需要1 150 的电阻，r1阻值太小，不符合要求 1(2015安徽理综,21，12分)(难度)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 a、内阻为2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 ma的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为_.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示,通过改变电阻r测相应的电流i，且作相关计算后一并记录如下表图1123456r()95.075.055.045.035.025.0i(ma)15.018.724.829.536.048.0ir(v)1.421.401.361.331.261.20根据表中数据,图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出iri图线；图2根据图线可得电池的电动势e是_v，内阻r是_.解析(1)要将电流表量程扩大，需要并联电阻，由并联电路特点：iig，将i50 ma，ig100 a，rg2 500 代入解得r5.0 .(2)作iri图线，如图所示(2)根据实验电路知，ir表示电源的路端电压，i表示电路的电流，故iri图线的纵轴截距即为电池的电动势,则e1.53 v，图线斜率的绝对值即为电池的内阻，则r|2.0 .答案(1)并联5.0(2)如解析图所示1.532.02(2015浙江理综,22，10分)(难度)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图图1图2(1)根据图1画出实验电路图；(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的、所示，电流表量程为0.6a，电压表量程为3v.所示读数为：_、_、_、_两组数据得到的电阻分别为_和_解析(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要测量电压范围大，变阻器用分压接法，小灯泡电阻比较小，电流表要外接，电路图如图所示(2)电流表量程为0.6 a时,最小刻度为0.02 a，读数读到小数点后两位，所以表示数为0.10 a,表示数为0.24 a；电压表量程为3 v，最小刻度为0.1 v，应估读到0.01 v，所以表示数为2.00 v，表示数为0.27 v，根据欧姆定律r18.3 ，r2 2.7 .答案(1)见解析(2)0.10 a(0.100.02均可)0.24 a(0.240.02均可)2.00 v(2.000.02均可)0.27 v(0.270.02均可)8.3 (8.30.2均可)2.7 (2.70.2均可)32015福建理综,19(2)，12分(难度)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示