【步步高】（全国通用）高考物理大二轮复习 专题训练七 第2课时 电学实验与创新.doc

第2课时电学实验与创新考向1电表读数、多用电表的使用例1在练习使用多用电表时：(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()a测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果b双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大c测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开d欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变(2)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明_(填“a”或“b”)端是二极管正极(3)某同学想通过多用电表a中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表b中量程为2.5 v的电压档的内阻，如图1甲连线，选择倍率为1k欧姆挡，测量前应对多用电表a进行_，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同，如图乙所示，从a表读出b表内阻约为_k，从b表读出电压约为_ v.图1计算出多用电表a的电源电动势约为_ v(已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字)解析(2)当用多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，b端电势高、a端电势低，此时发现多用电表的指针偏转量非常小，说明此时电阻很大，说明此时二极管反向偏压，则a端是二极管的正极(3)选挡后要先进行欧姆调零，欧姆表读数表盘读数倍率131 k13 k；电压表读数为1.32 v；欧姆表内电阻等于中值电阻，为r15 k；根据闭合电路欧姆定律，有：eiru2.8 v.答案(1)ac(2)a(3)欧姆调零131.322.8以题说法1.欧姆表的原理(1)欧姆表内有电源，红表笔与内部电源负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故其电流方向为“红表笔流进，黑表笔流出”(2)测电阻的原理是闭合电路欧姆定律当红、黑表笔短接时，调节滑动变阻器r0(即欧姆调零)，使灵敏电流计满偏，ig，此时中值电阻r中rgr0r，当两表笔接入电阻rx时i，电阻rx与电路中的电流相对应，但不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀2欧姆表使用六注意(1)选挡接着调零；(2)换挡重新调零；(3)待测电阻与电路、电源要断开；(4)尽量使指针指在表盘中间位置附近；(5)读数之后要乘以倍率得阻值；(6)用完后，选择开关要置于“off”挡或交流电压的最高挡 (2014重庆6(1)某照明电路出现故障，其电路如图2所示，该电路用标称值12 v的蓄电池为电源，导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用表直流50 v挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点图2断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图3所示，读数为_ v，说明_正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)图3红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可判断发生故障的器件是_(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)答案11.5(11.211.8的值均可)蓄电池小灯解析因用直流50 v挡检测，故满偏时电压为50 v，刻度均匀，在图示位置时，读数为11.5(11.211.8之间均可)v，说明蓄电池正常红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯考向2测量电阻的实验例2(2014四川8(2)图4是测量阻值约几十欧的未知电阻rx的原理图，图中r0是保护电阻(10 )，r1是电阻箱(099.9 )，r是滑动变阻器，a1和a2是电流表，e是电源(电动势10 v，内阻很小)图4在保证安全和满足需求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：()连接好电路，将滑动变阻器r调到最大；()闭合s，从最大值开始调节电阻箱r1，先调r1为适当值，再调节滑动变阻器r，使a1示数i10.15 a，记下此时电阻箱的阻值r1和a2的示数i2；()重复步骤()，再测量6组r1和i2的值；()将实验测得的7组数据在如图5所示坐标纸上描点图5根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表a电流表(03 ma，内阻为2.0 )b电流表(03 ma，内阻未知)c电流表(00.3 a，内阻为5.0 )d电流表(00.3 a，内阻未知)a1应选用_，a2应选用_测得一组r1和i2值后，调整电阻箱r1，使其阻值变小，要使a1示数i10.15 a，应让滑动变阻器r接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)在坐标纸上画出r1与i2的关系图根据以上实验得出rx_ .解析该实验测rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(rxr2)i2(r0r1r1)i1，其中r1、r2分别为a1、a2两表的内阻又因为rx的阻值约几十欧，与r0r1在同一数量级，a1示数为i10.15 a，表示电流表a1只能从c、d中选择，a2电流值的数量级与a1相同由测量原理可知：(rxr2)i2(r0r1r1)i1，因rx未知，故r2阻值应已知，故a1选d，a2选c.因a1示数i10.15 a不变，r1变小，(r0r1r1)i1变小，滑动变阻器所分电压变大，r应变大该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧由实验原理得：(r0r1r1)i1(rxr2)i2其中r010 ，r25.0 ，i10.15 a，从图线上选择两组r1、i2代入不同数值可解得rx约为31 .答案dc变大关系图线如图所示31以题说法这类实验要从以下两个方面攻克：1电路结构：实验电路至少包括三个部分：(1)测量电路；(2)控制电路(滑动变阻器、开关)；(3)电源2电路设计：(1)电表选择注意三方面：安全性，要求量程不能太小，电表不反接；准确性，要求量程不能太大，读数一般要超过量程的；若电表量程不合适，要利用有准确内阻的电表进行改装(2)测量电路设计：若，则应把电流表内接；若，则应把电流表外接(3)控制电路：以小控大用分压，相差无几用限流，即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压式接法；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流式接法另外，滑动变阻器必须接为分压式的情况有三种：电压要求从零开始变化；滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；限流式不能获取有区分度的多组数据若两种接法均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小 为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量：(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择_(填“1”或“100”)倍率的电阻挡，并_，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它测得的电阻值将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1 500 ，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：a待测元件r(阻值约为1500 )b电流表(量程5 ma，内阻约5 )c电阻箱(9 999.9 ，0.02 a)d直流电源(电动势约为20 v，内阻约0.5 )e单刀双掷开关一个，导线若干实验小组有同学设计了如图6所示电路进行测量图6在闭合s前，先把r调至_(填“最大值”或“最小值”)，然后把k打到1，_，再把k打到2, _，则rx_(用实验中获得的物理量来表示)(3)两只完全相同的表头g，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象()a电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转b两表指针偏转角度相同c两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多d两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多答案(1)100让红黑表笔短接，重新欧姆调零偏大(2)最大值调节r，当其阻值为r1时，电流表示数为i0调节r，当其阻值为r2时，电流表示数为i0r2r1(3)c解析(1)用欧姆表测量电阻，若指针偏转较小，则电阻较大，应换大倍率的电阻挡，即100.换挡后需重新进行欧姆调零，即让红黑表笔短接，重新欧姆调零若电池用旧了，则电动势变小，内阻增大，测量相同电阻时，闭合电路中电流变小，指针偏转角度变小，则欧姆表中电阻读数增大(2)电阻箱串联接入电路，闭合开关前，应使电阻箱的阻值达到最大两次电流相同，则rxr1r2，rxr2r1.(3)电流表为表头g和小电阻并联，电压表为表头g和大电阻并联，当两者串联时，流过电压表表头的电流约等于流过电流表表头的电流与流过并联电阻的电流之和，因此电压表表头指针偏转角度大，c正确考向3描绘小灯泡(或者其他元件)的伏安特性曲线例3 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3 v1.5 w”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：a直流电源3 v(内阻可不计)b直流电流表0600 ma(内阻约0.5 )c直流电压表03 v(内阻约3 k)d滑动变阻器(10 ，1 a)e滑动变阻器(1 k，300 ma)f开关、导线若干(1)本实验中滑动变阻器选用_(填“d”或“e”)(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图7所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零闭合开关后发现电压表的示数为2 v，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可确定断路的导线是_；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3 a，小灯泡亮，则断路的导线是_；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是_图7(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图8所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.u/v00.51.01.52.02.5i/a00.170.300.390.450.49图8如图9所示，将两个这样的灯泡并联后再与5 的定值电阻r0串联，接在电压恒为4 v的电路上，每个灯泡的实际功率为_ w(结果保留两位有效数字)图9解析(1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线，需测量多组数据，滑动变阻器需用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器用阻值较小的，故选择d.(2)电压表有示数，说明通过电压表的电路为通路，而小灯泡不亮，通过与电压表并联的小灯泡的电路为断路，所以导线d断开；若电压表示数为零，而电流表有示数，说明电路接通，电压表没有接入电路，所以h断开；若电压表、电流表示数不能调为零，是因为滑动变阻器是限流式接法，故是g断开(3)描点画图，如图所示(4)设灯泡的电压为u，电流为i，根据闭合电路欧姆定律得：u0u2ir0，所以u2r0iu0，代入数据u10i4，在灯泡的伏安特性曲线坐标图上画出该直线，其交点(u，i)即为灯泡的实际电压、电流值，可得灯泡消耗的实际功率pui0.30 w.答案(1)d(2)dhg(3)见解析图(4)0.30以题说法描绘小灯泡的伏安特性曲线，其实验原理还是伏安法测电阻；坐标轴选取的标度要合适，使所作图线占满坐标纸，不要画成折线，要用平滑曲线连接图10 某实验小组的同学在学校实验室中发现一电学元件，该电学元件上标有“最大电流不超过6 ma，最大电压不超过7 v”，同学们想通过实验描绘出该电学元件的伏安特性曲线，他们设计的一部分电路如图10所示，图中定值电阻r1 k，用于限流；电流表量程为10 ma，内阻约为5 ；电压表(未画出)量程为10 v，内阻约为10 k；电源电动势e为12 v，内阻不计(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择：a阻值0200 ，额定电流0.3 ab阻值020 ，额定电流0.5 a应选的滑动变阻器是_(填“a”或“b”)正确接线后，测得数据如下表：次数12345678910u/v0.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40i/ma0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50(2)由以上数据分析可知，电压表应并联在m与_(填“o”或“p”)之间；(3)在图10中将电路图补充完整；(4)从表中数据可知，该电学元件的电阻特点是：_.答案(1)a(2)p(3)电路图见解析图(4)当元件两端的电压小于6 v时，元件电阻非常大，不导电；当元件两端电压大于6 v时，随着电压的升高电阻逐渐变小解析(1)滑动变阻器a允许的最大电压为0.3200 v60 v12 v，滑动变阻器b两端所能加的最大电压为0.520v10 v12 v，为保证安全，滑动变阻器应选a.(2)由表中实验数据可知，电学元件电阻最小测量值约为：r 1 163.6 ，电流表内阻约为5 ，电压表内阻约为10 k，相对来说，元件电阻远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，因此电压表应并联在m与p之间(3)描绘伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，由(2)可知，电流表采用内接法，实验电路图如图所示：(4)由表中实验数据可知，当元件两端的电压小于6 v时，电路电流很小，几乎为零，由欧姆定律可知，元件电阻非常大，不导电；当元件两端电压大于6 v时，随着电压的升高电流迅速增大，电压与电流的比值减小，电阻变小考向4测定金属丝(液体)的电阻率例4(2014山东22)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图11所示电路测出铜导线的电阻rx，从而确定导线的实际长度图11可供使用的器材有：电流表：量程0.6 a，内阻约0.2 ；电压表：量程3 v，内阻约9 k；滑动变阻器r1：最大阻值5 ；滑动变阻器r2：最大阻值20 ；定值电阻：r03 ；电源：电动势6 v，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题：(1) 实验中滑动变阻器应选_(填“r1”或“r2”)，闭合开关s前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)(2)在图12所示实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图11甲电路完成剩余部分的连接图12(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 a时，电压表示数如图13所示，读数为_ v.图13(4)导线实际长度为_ m(保留2位有效数字)解析(1)根据r，得铜导线的阻值约为rx1.7 ，即rxr04.7 .实验中的滑动变阻器若选r1，则当滑动变阻器滑片移至a端时，电压表的示数约为3 v，若滑动变阻器滑片向右移动，电压表示数变大，超过电压表量程，故实验中的滑动变阻器应选r2.闭合开关s前应使电路中的电阻最大，故滑动变阻器滑片应移至a端(2)连线如图所示(3)电压表的示数为2.30 v.(4)根据欧姆定律，铜导线与r0的串联的总电阻的阻值r 4.6 ，所以铜导线的电阻rxrr01.6 .根据r得导线长度l m94 m.答案(1)r2a(2)见解析图(3)2.30(4)94以题说法连接实物图要根据电路原理图，采用先串后并，如果滑动变阻器是分压式接法，一般先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻连接，然后将滑动变阻器的分压部分、待测电阻、电流表串联，最后并联电压表同时还要注意电压表、电流表的正负接线柱，以及量程选取是否合适 如图14，用伏安法测定电阻约5 均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池图14(1)如图15，用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动_使f与a间距离稍大于被测物，放入被测物，再转动_到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动_使f固定后读数(填仪器部件字母符号)图15(2)根据原理图连接如图16所示的实物图图16(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变_的位置，得到几组u、i、l的数据，用r计算出相应的电阻后作出rl图象如图17.取图线上两个点间数据之差l和r，若电阻丝直径为d，则电阻率_.图17答案(1)dhg(2)见解析图(3)线夹p(p点或p)解析(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮d使f与a间距稍大于被测物，放入被测物，再转动细调旋钮h到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动固定旋钮g使f固定后读数(2)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变线夹p的位置，测出几组u、i、l的数据；电阻丝阻值：r，电阻率.考向5测定电源的电动势和内阻例5某同学用如图18所示电路测量多用电表的内阻和内部电池的电动势图18(1)多用电表右侧表笔为_(填“红表笔”或“黑表笔”)将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“1”，将红黑表笔短接，调节_，使指针指在右侧满刻度处(2)移动滑动变阻器r的触头，分别读出五组电压表(内阻较大，可视为理想电压表)和欧姆表示数u、r，并将计算得出的、记录在表格中，其中第四次测量时欧姆表的示数如图19，其阻值为_ .在如图20所示的坐标纸上做出图线图192.501.701.251.000.800.180.100.060.02图20(3)若改用已使用较长时间的多用电表(电池电动势变小，内阻变大)，但仍能调零后测电阻，其测得电阻r值与原来相比_(填“偏大”、“不变”或“偏小”)答案(1)黑表笔调零旋钮(调r0也可)(2)30如图所示(3)偏大以题说法测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种：1伏安法利用电压表和电流表，闭合电路方程为euir，利用两组数据，联立方程求解e和r；也可作出ui图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻2伏阻法利用电压表和电阻箱闭合电路方程为eu(1)利用两组数据联立方程求解或将原方程线性化，处理为或ure，做图象或u图象，利用图线的截距和斜率求e和r.3安阻法利用电流表和电阻箱闭合电路方程为ei(rr)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为r，做r图象，利用图线的截距和斜率求e和r. (2014北京21)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减小实验误差(1)应该选择的实验电路是图21中的_(选填“甲”或“乙”)图21(2)现有电流表(00.6 a)、开关和导线若干，以及以下器材：a电压表(015 v)b电压表(03 v)c滑动变阻器(050 )d滑动变阻器(0500 )实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图22的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出ui图线.序号123456电压u/v1.451.401.301.251.201.10电流i/a0.0600.1200.2400.2600.3600.480图22(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势e_ v，内电阻r_ .(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数u及干电池的输出功率p都会发生变化下列各示意图中正确反映pu关系的是_答案(1)甲(2)bc(3)如图所示(4)1.50(1.491.51)0.83(0.810.85)(5)c解析(1)电流表内阻与电池内阻相差不多，如果用乙图实验所得的误差较大，应选用甲图(2)干电池的电动势为1.5 v左右，为减小误差，应选择量程为3 v的电压表；根据电源电动势和电流表量程，可知应选择最大阻值为50 的滑动变阻器(3)第四组数据误差较大，应舍去，然后连线(4)根据ui图像，电源的电动势为纵轴的截距，为1.50 v，内阻为斜率的绝对值，r 0.83 .(5)可采用特殊值法分析，当外电路短路时，u0，此时电池的输出功率p0.当外电路断路时，ue，此时电池的输出功率p0.故只有选项c正确.12从原理迁移中突破电学实验题例6(8分)为了测量某电池的电动势e(约为3 v)和内阻r，选用的器材如下：a电流表g1(量程为2 ma，内电阻为100 )b电流表g2(量程为1 ma，内电阻为200 )c电阻箱r1(099.99 )d电阻箱r2(09 999 )e滑动变阻器r3(01 000 ，允许最大电流1 a)f待测电池g开关一个、导线若干(1)某同学利用上述器材，采用图23甲的电路测量该电池的电动势和内阻，请按照图甲将图乙所示的实物图连线图23(2)图甲中利用电阻箱r1，将电流表g1改装成了量程为0.5 a的电流表，利用电阻箱r2将电流表g2改装成了量程为3 v的电压表，则电阻箱r1的阻值调到_ .(3)以g2示数i2为纵坐标，g1示数i1为横坐标，作出i2i1图象如图24所示，结合图象可得出电源的电动势为_ v，电源的内阻为_ (结果均保留两位有效数字)图24思维导图解析(2)根据欧姆定律和串并联规律应有：ii1g，解得r10.4 ，由ui2g(r2r2)，代入数据解得：r22.8103 (3)纵坐标截距0.9 ma，对应着电源电动势e3 v2.7 v；横坐标截距0.4 ma，对应着流过电源的电流为0.4 ma ma0.100 4 a；电源内阻为r 9.0 .答案(1)如图所示(2分)(2)0.4(2分)(3)2.7(2分)9.0(2分)(限时：12分钟，满分：18分)(2014福建19)(1)(6分)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图25甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_ cm和_ mm.图25(2)(12分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图26甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，e为待测电池组，s为开关，r为滑动变阻器，r0是标称值为4.0 的定值电阻图26已知灵敏电流计的满偏电流ig100 a、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 ma，应并联一只_ (保留一位小数)的定值电阻r1；根据如图26甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路；某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表读数u/v5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数i/ma20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_ (保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_(填选项前的字母)a电压表内阻的影响b滑动变阻器的最大阻值偏小cr1的实际阻值比计算值偏小dr0的实际阻值比标称值偏大答案(1)60.104.20(2)1.0见解析图(其他正确连接同样给分)1.66充分利用已测得的数据cd解析(1)金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得l60.10 cm.由题图乙知，此游标尺为50分度，游标尺上第10刻线与主尺上一刻线对齐，则金属杆直径为d4 mm10 mm4.20 mm.(2)由电流表的改装知识可知，r1 1.0 .如下图根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知r1r0，r2r0，r3r0，r4r0.故rr04.0 1.66 .逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据根据题意可知，内阻的测量值为r测r0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响若r1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大根据内阻测量值的表达式可知，r0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大故选c、d.(限时：45分钟)1(2014浙江22)小明对2b铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2b铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到ui图上，如图2所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的图2(3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ .答案(1)见解析图(2)(3)见解析图用“”表示的数据连线时，1.2(1.11.3均可)，用“”表示的数据连线时，1.6(1.51.7均可)解析(1)连线如图所示(2)ui图像如图所示ui图像的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“”表示的(3)在ui图像上，选用外接法所得的“”连线，则r1.2 ，选用内接法所得的“”连线，则r1.6 .2测量一未知电阻的阻值(1)某同学首先用多用电表粗测电阻的大小，将多用电表选择开关置于“10 ”挡，调零后，将红、黑表笔分别接电阻两端，发现指针读数如图3所示，则所测阻值为_ .图3(2)接着该同学计划用伏安法准确测量电阻的阻值，提供的实验器材有：8 v直流电源；电压表(010 v，内阻约20 k)；电流表(050 ma，内阻约10 )；滑动变阻器(020 ，1 a)；开关和导线请根据实验要求和提供的器材，参考下面未完全连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路图，并完成如图4所示实物电路未连接的导线图4(3)在上述(2)的实验中，连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，该同学用多用电表检查电路故障他的操作如下：选用多用电表的直流电压挡，将红、黑表笔分别接在：电源正、负极间；变阻器电阻丝的两端；电流表“”接线柱和电压表“”接线柱之间，结果多用电表的指针均发生偏转，则可能是连接_之间的导线发生了断路(4)实验中移动变阻器滑动头，记下多组电流表、电压表读数(u，i)，然后在坐标纸上作出ui图线，图线的_大小表示待测电阻阻值在这个实验中，测量值_真实值(填“”、“”或“”)答案(1)200(2)见解析图(3)电流表和电压表(4)斜率解析(1)由题图可知，所测电阻阻值为：2010 200 .(2)由于滑动变阻器最大阻值为20 ，远小于待测电阻阻值200 ，如果滑动变阻器采用限流式接法，移动滑动变阻器滑片时，电路电流及待测电阻电压变化范围较小，不能进行多次测量，因此滑动变阻器应采用分压式接法；电压表内阻约20 k，电流表内阻约10 ，待测电阻阻值约为200 ，相对来说电压表内阻远大于待测电阻阻值，因此电流表应采用外接法，实验电路图如图所示根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示(3)闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，说明电路存在断路；用电压表测：电源正负极间、变阻器电阻丝的两端、电流表“”接线柱和电压表“”接线柱之间，结果多用电表的指针均发生偏转，说明各测试点之间不存在断路，因此电路断路位置为连接电流表和电压表之间的导线(4)根据欧姆定律得：uir，则ui图线的斜率大小表示待测电阻阻值，因为电流表采用外接法，由于电压表分流，使电阻测量值小于真实值3(2014浙江省五校第二次联考)2013年12月14日晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件，如图5所示某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的iu特性所用的器材包括：太阳能电池，电源e，电流表a，电压表v，滑动变阻器r，开关s及导线若干图5(1)为了达到上述目的，应选用图6中的哪个电路图_(填“甲”或“乙”)图6(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图7的iu图象由图可知，当电压小于2.00 v时，太阳能电池的电阻_(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 v时，太阳能电池的电阻约为_ .(保留两位有效数字)图7(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池，并用如图8电路调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的ui曲线a.再减小实验中光的强度，用一弱光重复实验，测得ui曲线b，如图9.当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为1.5 v，则滑动变阻器的测量电阻为_ ，曲线b外电路消耗的电功率为_ w(计算结果保留两位有效数字)图8图9答案(1)甲(2)很大1.0103(3)7.1103(7.07.2103均可)6.8105(6.76.9105均可)解析(3)曲线a的路端电压为u11.5 v时电路中电流为i1210 a，即为强光照射时的工作点，连接该点和坐标原点，此直线为此时对应的外电路电阻的ui图线，测量电阻为r7.1103 .此直线和曲线b的交点为弱光照射时的工作点，电流和电压分别为i97a 、u0.7 v，则外电路消耗功率为pui6.8105 w.4某探究小组要描绘一个标有“4 v,1 w”的小灯泡的ru曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：a电压表v(量程5 v，内阻约为5 k)b直流电源e(电动势4.5 v，内阻不计)c电流表a1(量程150 ma，内阻约为2 )d电流表a2(量程300 ma，内阻约为1 )e滑动变阻器r1(阻值010 )f滑动变阻器r2(阻值0200 )(1)实验中要求小灯泡电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小且方便调节，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(填写仪器符号)请在虚线框中画出该实验的电路图(2)根据实验数据，计算并描绘出了ru图象，如图10所示由图象可知，当所加电压为3.0 v时，小灯泡实际消耗的电功率为_ w(计算结果保留两位有效数字)图10(3)小灯泡的pu图象及iu图象如图11甲、乙所示则小灯泡的电功率p随电压u变化的曲线是_；小灯泡的伏安特性曲线是_(填“a”、“b”、“c”、“d”)图11答案(1)a2r1见解析图(2)0.75(3)bc解析(1)待测小灯泡为“4 v,1 w”，故其额定电流i0.25 a250 ma，故电流表只能选择a2；要描绘小灯泡rl的ru曲线，电压要从0开始连续可调，故滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作滑动变阻器应选r1.灯泡正常发光时的电阻r 16 ，电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为1 ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示(2)当电压为3 v时，由题图可知小灯泡的电阻为12 ，故此时小灯泡消耗的实际功率p w0.75 w.(3)灯泡电功率p，由于灯泡电阻随温度的升高而增大，由小灯泡的ru图象可知，u变大，i变大，而piu，因此pu图象的斜率应随电压的增大而增大，故b正确；由小灯泡的ru图象可知随电压的增大灯泡的电阻增大，故逐渐减小，故iu图象的斜率随电压的增大而减小，故c正确5(2014江苏10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图12所示的部件_(选填“a”、“b”、“c”或“d”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_ mm.图12(2)图13所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)图13(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 v和38 ma，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议答案(1)b0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)解析(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧b.螺旋测微器的示数为(041.00.01) mm0.410 mm.(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路(3)由题知0.0050.019，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组u、i值，求出rx后，再取平均值作为实验结果图146(2014新课标23)利用如图1