2022届新教材高考物理一轮复习第九章电路核心素养专项提升学案新人教版

1、核心素养专项提升一、典型物理模型指导突破科学思维之模型建构等效电源模型模型概述电路中电源与某一电阻串联(如图甲)或并联(如图乙)时,可把图中虚线框内的整体看为一个电源,我们称为“等效电源”。这个等效电源的正极为a,负极为b,则a、b断开时,a、b两点间的电压即为等效电源的电动势,a、b两点间的电阻即为等效电源的内阻。甲图中等效电源内部没有电流,其等效电动势和内阻分别为e等效=uab=rr+ree、r等效=rab=rrr+rr。按照这种思路可求任意等效电源的电动势和内阻。案例探究1(2020内蒙古高三一模)如图甲所示电路中,电源电动势e=6 v,内阻r=1 ,外电路接有三个定值电阻r1=2 、r

2、2=3 、r3=6 ,虚线框内的电路可等效为一个电源,如图乙所示,其等效电动势e等于cd间未接入用电器时cd间的电压,若用导线直接将c和d两点连接起来,通过该导线的电流等于等效电源的短路电流。下列说法正确的是()a.等效电源的电动势e=5 vb.等效电源的短路电流为1.2 ac.等效电源的内阻r=7.5 d.等效电源的最大输出功率为0.3 w【拓展】(1)本题不求等效电源的短路电流,能直接求出等效电源的内阻吗?(2)根据本题的情境,如果在c、d间接入一个滑动变阻器,则滑动变阻器接入电路的阻值多大时变阻器消耗的功率最大?最大值为多少?应用总结纯电阻电路中电源的输出功率p出随外电路总电阻r的增大先

3、增大后减小,当r=r时达到最大pm=e24r,所以在纯电阻电路中求可变电阻rx消耗的功率最大值时,可把该电阻之外的所有电路看成是一个等效电源,当rx=r等效时,等效电源有最大输出功率,即rx消耗的功率最大,也可以再求出等效电源的电动势,利用pm=e等效24r等效直接求出。案例探究2(2020北京卷)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1 )。其中r为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1 ,电压表的内电阻约为3 k。图1(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势e和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势e和内电阻r。若电流表内电阻用ra表示,请你用e、r和

4、ra表示出e、r,并简要说明理由。e=,r=,理由:。图2(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据图甲:u=ir,图乙:i=ur描点作图得到的u-i图像;虚线是该电源的路端电压u随电流i变化的u-i图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。图3在图3中,对应图甲电路分析的u-i图像是;对应图乙电路分析的u-i图像是。(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的(选填“甲”或“乙”)。应用总结利用等效电源模型可以快速分析测电源电动势和内阻实验的系统误差,其关键是明确测电源电动势和内阻实验的原理,清楚实验中要求电表

5、准确测量的物理量是什么,由此确定把哪部分电路看成是“等效电源”,等效电源的电动势和内阻是实验实际测量的数值,这样可以快速确定系统误差。创新训练1.(2020上海高三一模)如图所示,电源电动势为e,内阻为r,r1、r2为定值电阻,r3为可变电阻。当r3的滑片向右移动时()a.r1消耗的功率减小b.r2消耗的功率增大c.r3消耗的功率可能减小d.电源内阻消耗的功率增大2.如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已知电池组的电动势约3 v,内阻约2 。现提供的器材如下:a.电池组b.电压表v1(量程010 v,内阻约10 000 )c.电压表v2(量程03 v,内阻约3 000 )

6、d.电阻箱r(099.9 )e.定值电阻r1=20 f.定值电阻r2=1 000 g.开关和导线若干(1)如果要准确测量电源的电动势和内阻,电压表v应选择(选填“b”或“c”);定值电阻r0应选择(选填“e”或“f”)。(2)改变电阻箱的阻值r,记录对应电压表的读数u,作出的1u-1r图像如图所示,图线与横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,定值电阻的阻值用r0表示,则可得该电池组的电动势为,内阻为(用字母表示)。(3)该实验测得的电动势与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。二、重要科学思维方法指导电阻测量的六种常见方法一、最直

7、接的测量方法多用电表测量法多用电表测电阻的原理:闭合电路欧姆定律i=er+rg+r+rx=er内+rx。由上式可以发现:通过电流计的电流i与待测电阻rx存在一一对应关系,即测出相应的电流就可算出相应的电阻。由于i与rx是这种非线性关系,所以欧姆表的刻度不均匀且0刻度在右。二、最常用的测量方法伏安法1.伏安法测电阻的原理:r=ui。2.两种控制电路和两种测量电路接法分压电路限流电路内接法外接法案例探究1(2020全国卷)甲某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻rx,所用电压表的内阻为1 k,电流表内阻为0.5 。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图甲所示电路的o、p两点之间,另一种是

8、跨接在o、q两点之间。测量得到如图乙所示的两条u-i图线,其中u与i分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题:(1)图乙中标记为的图线是采用电压表跨接在(选填“o、p”或“o、q”)两点的方案测量得到的。乙(2)根据所用实验器材和图乙可判断,由图线(选填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为(保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为(保留1位小数)。思维点拨找清楚误差产生的原因,在电流相等的情况下,跨接在“o、q”两点间的电压表的示数比跨接在“o、p”两点间的电压表的示数大。三、最灵活的测量方法伏伏法或安安法伏伏法已

9、知内阻的电压表可当作电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表并联小电阻来代替电流表这两种测量方法都是通过灵活应用电表对伏安法的变式拓展,对考生能力要求较高,是高考对电路设计考查的热点安安法已知内阻的电流表可当作电压表使用,在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表串联大电阻来代替电压表案例探究2(2020四川泸州高三下学期三诊)为测定待测电阻rx的阻值(约为9 000 ),实验室提供如下器材:电池组e:电动势3 v,内阻不计;电压表v:量程6.0 v,内阻很大;电流表a1:量程015 ma,内阻约为100 ;电流表a2:量程0300 a,内阻为1 000 ;滑动变阻器r1:阻值范围020

10、 ,额定电流2 a;定值电阻r2:阻值为2 000 ,额定电流10 ma;定值电阻r3:阻值为200 ,额定电流0.1 a;开关s、导线若干。(1)为了准确地测量rx的阻值,某同学已经设计出了大致的电路,但电表和电阻代号还未填入,请你帮他将正确的电表代号填入图中圆圈内,并将正确的电阻代号填在对应电阻旁:(2)调节滑动变阻器r1,两表的示数如图乙所示,可读出电流表a1的示数是ma,电流表a2的示数是a,则待测电阻rx的阻值是103(计算结果保留一位小数)。四、最精确的测量方法等效替代法等效替代法可以很精确(测量原理上不存在误差)地将一个未知电阻的阻值测量出来,主要有以下两种设置方法。1.电流等效

11、替代(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱r0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片p置于a端。(2)闭合开关s1、s2,调节滑片p,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数i。(3)断开开关s2,再闭合开关s3,保持滑动变阻器滑片p位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为i。(4)此时电阻箱连入电路的阻值r0与未知电阻rx的阻值等效,即rx=r0。2.电压等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱r0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片p置于a端。(2)闭合开关s1、s2,调节滑片p,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数u。(3)断开开关s2,再闭合开关

12、s3,保持滑动变阻器滑片p位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为u。(4)此时电阻箱连入电路的阻值r0与未知电阻rx的阻值等效,即rx=r0。案例探究3(2018全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻rx的阻值,图中r0为标准定值电阻(r0=20.0 );可视为理想电压表;s1为单刀开关,s2为单刀双掷开关;e为电源;r为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;图(a)图(b)(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合s1;(3)将开关s2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数u1;然后将s2掷于2端,记下此

13、时电压表的示数u2;(4)待测电阻阻值的表达式rx=(用r0、u1、u2表示);(5)重复步骤(3),得到如下数据:次数12345u1/v0.250.300.360.400.44u2/v0.861.031.221.361.49u2u13.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得u2u1的平均值,求得rx=。(保留1位小数)五、最专一的测量方法半偏法测电表内阻电表接入电路中时,可以显示对应测量量的读数,因此我们便可以利用它自身读数的变化(如半偏)巧妙地测量出它的内阻。半偏法测电表内阻有以下两种设置方法。1.电流表半偏法(1)实验步骤按如图所示的电路图连接实验电路。断开s2,

14、闭合s1,调节r1,使电流表读数等于其满偏电流im。保持r1不变,闭合s2,调节r2,使电流表读数等于12im,然后读出r2的值,若满足r1ra,则可认为ra=r2。(2)误差分析当闭合s2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经r2的电流比电流表所在支路的电流大,r2的电阻比电流表的电阻小,而我们把r2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。2.电压表半偏法(1)实验步骤按如图所示的电路图连接实验电路。将r2的值调为零,闭合s,调节r1的滑动触头,使电压表读数等于其满偏电压um。保持r1的滑动触头不动,调节r2,使电压表读数等于12um,然后读

15、出r2的值,若r1rv,则可认为rv=r2。(2)误差分析当r2的值由零逐渐增大时,r2与电压表两端的电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于12um时,r2两端的电压将大于12um,则r2rv,从而造成rv的测量值偏大。显然电压表半偏法适于测量内阻较大的电压表的电阻。案例探究4(2020北京通州高考模拟)为测定电流表内电阻rg,实验中备用的器件有:a.电流表(量程0100 a)b.标准电压表(量程05 v)c.电阻箱(阻值范围0999 )d.电阻箱(阻值范围099 999 )e.电源(电动势2 v)f.电源(电动势6 v)g.滑动变阻器(阻值范围050 ,额定电流1.5 a),还有若干开关和导线

16、。(1)如果采用如图所示的电路测定电流表a的内电阻并且想得到较高的精确度,那么从以上备用器件中,可变电阻r1应选用,可变电阻r2应选用,电源应选用(用字母代号填写)。(2)如果实验时要进行的步骤有:a.合上开关k1;b.合上开关k2;c.观察r1的阻值是否最大,如果不是,将r1的阻值调到最大;d.调节r1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;e.调节r2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;f.记下r2的阻值。把以上步骤的字母按实验的合理顺序排列:。(3)如果在步骤f中所得r2的阻值为600 ,则图中电流表的内电阻rg的测量值为。(4)某同学认为步骤e中不需要保证“电流表指针偏转到满刻度的一半”

17、这一条件,也可测得的电流表内阻rg,请你分析论证该同学的判断是否可行。六、最独特的测量方法电桥法在电阻的测量方法中,有一种很独特的测量方法电桥法。其测量电路如图所示,实验中调节电阻箱r3,当的示数为0即a、b两点的电势相等时,r1和r3两端的电压相等,设为u1,同时r2和rx两端的电压也相等,设为u2。根据欧姆定律有:u1r1=u2r2,u1r3=u2rx,由以上两式解得:r1rx=r2r3。这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻rx的阻值。案例探究5(2017全国卷)图(a)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

18、: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。图(b)(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)中滑动变阻器的端(选填“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

19、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:。应用总结1.给欧姆表便考虑用欧姆表测量。2.电阻箱是电阻测量方法选择上的分水岭和标志性器材。器材中给出电阻箱,一般提示我们选择半偏法、双表法、等效替代法、电桥法等测量电阻。3.未给出电阻箱,一般考虑伏安法、利用串并联关系和等效替代及电表的改装知识测电阻。4.由于伏安法、半偏法存在系统误差,如果题目要求精确测量或列出

20、一个电阻测量准确表达式,则必须排除这两种方法。5.给出某一电流表或电压表的内阻值,一般提示可将电流表视为电压表看待,可将电压表视为电流表看待。一旦题目还给出定值电阻或电阻箱,则暗示我们还可以进行电表的改装。6.如果题目给出定值电阻,要注意其使用上的五种功能:(1)保护某一仪表或元件,使其通过的电流不会过大,避免仪表的损坏。(2)与其他元件组合成混联电路,再利用串并联关系列式求待测电阻。(3)改装功能:大阻值定值电阻与小量程电流表串联改装成电压表;小阻值电阻与小量程电流表并联改装成大量程电流表;大阻值定值电阻与小量程电压表串联改装成大量程电压表。(4)小阻值定值电阻与电源串联,等效扩大电源内阻,

21、使测量内电阻的误差减小。(5)与其他元件搭配组合,通过开关控制以便于构成两个完全不同的电路,通过测两次电流、电压值,再列两个关系式求得未知量。创新训练1.用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中rx是待测电阻,r0是定值电阻,阻值是100 ,是灵敏度很高的电流表,mn是一段长20 cm的均匀电阻丝。闭合开关,改变滑动头p的位置,当通过电流表的电流为零时,测得mp=8 cm,则rx的阻值为()a.80 b.100 c.150 d.180 2.(2019浙江卷)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻rx,小明设计了如图所示的电路。(1)实验时,闭合开关s,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后

22、与a、b点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接(选填“a点”或“b点”),按此连接测量,测量结果(选填“小于”“等于”或“大于”)rx的真实值。(2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线。你认为正确的是(选填“”或“”),并由图线求出电阻rx=。(保留两位有效数字)3.(2020江西十所省重点高中模拟)实验室中有一块量程较小的电流表g,其内阻约为1 000 ,满偏电流为100 a,将它改装成量程为1 ma、10 ma的双量程电流表。现有器材如下:a.滑动变阻器,最大阻值50 ;b.滑动变阻器,最大阻值50 k;c.电阻箱,最大阻值9 999 ;d

23、.电池,电动势3.0 v,内阻不计;e.电池,电动势4.5 v,内阻不计;f.单刀单掷开关s1和s2,单刀双掷开关s3及导线若干。(1)采用如图甲所示电路测量电流表g的内阻,为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为,选用的电池为(填器材前的字母序号);采用此种方法,电流表g内阻的测量值真实值(填“”“=”或“”)。(2)如果在步骤(1)中测得电流表g的内阻为900 ,将电流表g改装成双量程电流表,设计电路如图乙所示,则在此电路中r1=,r2=。4.(2020四川宜宾高三下学期三诊)某同学想设计一个实验测量某金属棒的电阻率,提供的器材有:a.电流表a1(满偏电流ig=200 a,内阻rg=100 )

24、b.电流表a2(量程为0.6 a,内阻约为0.4 )c.电阻箱r0(099 999.9 )d.滑动变阻器r(05 ,最大允许电流2 a)e.干电池组(电动势6 v,内阻约为0.05 )f.一个开关k和导线若干(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得金属棒的直径d=mm;如图乙所示,用20分度游标卡尺测得金属棒的长度l=mm。(2)该同学找来一个多用表,用欧姆挡“10 ”粗测金属棒的电阻,发现指针偏转角度过大,他应换用挡(填“1 ”或“100 ”),换挡后欧姆调零再次测量时指针静止如图丙所示,则金属棒的阻值rx约为。(3)为了精确地测量金属棒的电阻,从而计算出电阻率,该同学将电流表a1与阻值调为r0=

25、的电阻箱串联改装成量程为6 v的电压表,在虚线框画出测量原理图。5.(2020山东泰安高三下学期二模)某实验小组利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值,rx为待测电阻。(1)闭合开关s,单刀双掷开关s2接至1,适当调节滑动变阻器r0后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值r,得到一组电压表的示数u与r的数据如下表:电阻r/5.010.015.025.035.045.0电压u/v1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出u-r关系图像;(2)开关s2切换至2,读出电压表示数,利用(1)中测绘的u-r图像即可得出被测电阻的阻值。若某次测量时,电压表示数为2.00 v,可得rx=;

26、(保留2位有效数字)(3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的u-r图像测定某一电阻,则测定结果将(选填“偏大”或“偏小”)。现将开关s2接至1,将电阻箱r的阻值调为5.0 ,你应如何调节滑动变阻器r0,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的u-r图像实现对待测电阻进行准确测量?。核心素养专项提升一、典型物理模型指导突破案例探究1.cd当cd间未接入用电器时,由闭合电路欧姆定律得回路中电流i1=er1+r2+r=1a,cd间电压ucd=e=i1r2=3v,a错误;若cd间用导线连接,通过电源的电流i2=er1+r23+r=1.2a,r23=r2r3

27、r2+r3,根据并联电路电流分配关系可知流过cd间导线的电流即通过r3的电流i短=13i2=0.4a,等效电源的短路电流为0.4a,b错误;等效电源的内阻r=ei短=7.5,c正确;等效电源的最大输出功率为p出=e24r=0.3w,d正确。拓展提示(1)能,等效电源的内阻就是c、d断开时c、d两点间的电阻,故大小为r、r1串联后与r2并联,最后再与r3串联的阻值,即r=(r+r1)r2(r+r1)+r2+r3=7.5。(2)滑动变阻器消耗的功率即为等效电源的输出功率,故变阻器接入电路的阻值为7.5时消耗的功率最大,最大值为0.3w。2.答案(1)er+ra理由见解析(2)ca(3)乙解析(1)

28、将电源和电流表视为等效电源,所以等效电源的电动势仍然为e=e,而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,即r=r+ra。(2)对比以下两种解法,体会应用“等效电源”模型的优越性。常规解法:对图甲,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得e=u路+ir内=u+i(r+ra),变形得u=-(r+ra)i+e,直接通过实验获得数据,可得u=-ri+e,纵截距均为电源电动势e,虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为(r+ra),所以对应图甲电路分析的u-i图像是c;对图乙,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得e=u路+ir内=u+i+urvr=u+ir+urrv,变形得u=-rvrrv+r

29、i+rvrv+re,直接通过实验获得数据,可得u=-ri+e,虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为rvrv+rrr,虚线对应的纵截距为e,实线对应的纵截距为rvrv+ree;两图线在u=0时,对应的短路电流均为i短=er,所以对应图乙电路分析的u-i图像是a。等效电源法:电源的路端电压u随电流i变化的u-i图像的斜率表示电源内阻,纵截距表示电动势。由(1)可知图甲电路测得的电动势等于真实电动势,测得的内阻比理想情况偏大,故对应图甲电路分析的u-i图像是c;图乙电路中可以把电源与电压表并联部分看成是一个等效电源,则等效电源的电动势为e=rvr+rvee、r=rvrr+rvr,图乙电路测量

30、的实际是电动势e和内电阻r,均比理想情况小,故对应图乙电路分析的u-i图像是a。(3)图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。创新训练1.c当r3的滑片向右移动时,r3的电阻变大,则电路的总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,则r1两端电压变大,则消耗的功率变大,选项a错误;r1电流变大,总电流减小,则r2电流减小,则r2消耗的功率减小,选项b错误;将r1和r2等效为电源的内阻,则r3与等效内阻的关系不能确定,可知r

31、3消耗的功率可能减小,也可能变大,选项c正确;因通过电源的电流减小,故电源内阻消耗的功率减小,选项d错误。2.答案(1)ce(2)1a1b-r0(3)偏小偏小解析(1)电压表v1的量程太大,使得电压表指针的偏角太小,测量误差太大,r2=1000的定值电阻太大,使得电压表指针的偏角太小,且在改变电阻箱阻值时,电压表的示数变化不明显,故电压表选择c,定值电阻选择e。(2)由闭合电路欧姆定律得u=e-ur(r+r0),化简得1u=r+r0e1r+1e,则有k=ab=r+r0e,a=1e,解得e=1a,r=1b-r0。(3)法一:考虑到电压表的分流作用,则有e=u+ur+urv(r+r0),变形得1u

32、=r+r0e1r+1e+r+r0erv,纵轴截距变大,为1e+r+r0erv,计算时依然用1u=r+r0e1r+1e求解e和r,则求得的值均偏小。法二:把除电阻箱之外的所有电路(电源与r0串联后与电压表并联)看成是一个等效电源,则ur就表示这个等效电源的干路电流,故(2)中测得的电动势小于电动势的真实值,测得的内阻小于(r+r0),即实际测得的内阻小于内阻的真实值。二、重要科学思维方法指导案例探究1.答案(1)o、p(2)50.5(3)50.0解析(1)在电流相等的情况下,跨接在“o、p”两点间的电压表的示数比跨接在“o、q”两点间的电压表的示数小,所以题图乙中标记为的图线是采用电压表跨接在“

33、o、p”两点间的方案测量得到的。(2)由r=ui,根据图线,可知电阻阻值为50.5,该电阻为大电阻,电流表采取内接法得到的测量值更接近真实值。即由图线得到的结果更接近待测电阻的真实值。所以其结果为50.5。(3)因为测量值为待测电阻和电流表串联的阻值,修正后的待测电阻的值为50.5-0.5=50.0。2.答案(1)见解析(2)8.01509.5解析(1)由于(r2g+rx)ig约为3v,(i1g-i2g)r3约为3v,电流表a2的阻值是知道的,所以为了准确地测量rx的阻值,可以将电流表a2与测定待测电阻串联,电流表a1接在干路上,滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压接法,

34、电路图为(2)由题图可知,电流表a1的分度值是0.5ma,所以示数为8.0ma,电流表a2的分度值是10a,所以示数是150a;待测电阻rx的阻值是rx=(i1-i2)r3-i2r2ai2=9.5103。3.答案(1)见解析(4)u2u1-1r0(6)48.2解析(1)实物连线如图(4)开关s2置于1端时,电压表测量的是r0两端的电压,此时电路中的电流为i=u1r0;开关s2置于2端时,电压表的读数为r0和rx串联后的总电压,因此待测电阻两端的电压为ux=u2-u1,前后电流大小不变,所以待测电阻的阻值为rx=u2-u1i=u2u1-1r0。(6)rx=u2u1-1r0,由表格中5次u2u1的

35、数据可得,u2u1的平均值为3.41,代入上式得rx=(3.41-1)20.0=48.2。4.答案(1)dcf(2)cadbef(3)600(4)可行解析(1)k2闭合前后的两次电路,如果干路电流变化不大,那么就可以认为,k2闭合后且电流表半偏时,电流表和电阻箱r2所分的电流各占一半,又因为二者并联,两端的电压相等,故电流表的内阻和电阻箱r2的阻值相等。要保证两次实验干路的电流变化不大,就需要保证两次实验电路的总电阻变化不大,也就是说,在给电流表并联上一个电阻箱后导致的电阻变化,对整个电路影响不大。要达到这个效果,r1就需要选一个尽可能大的电阻,可以是电阻箱,也可以是滑动变阻器,但阻值要尽可能

36、地大,经此分析,r1应选用d。该实验要通过可变电阻r2阻值来间接反映出电流表的内阻值,因此可变电阻r2的选取原则是:能读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上。经此分析,可变电阻r2应选用c。在r1是一个尽可能大的电阻、电流表满偏的前提下,电源电动势相对地就要大一些,故选f。(2)半偏法测电流表内阻的步骤为:实验前,将r1的阻值调到最大;合上开关k1;调节r1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;保持r1的阻值不变,合上开关k2;调节r2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;记下r2的阻值。我们就认为电流表的内阻值就是r2的阻值。因此答案为:cadbef。(3)根据(1)中的分析可知,电流表的内电

37、阻rg的测量值,就等于电阻箱r2的阻值,即600。(4)该同学的判断可行。例如在步骤e中,可以调节r2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的三分之二,记下此时r2的阻值,根据并联电路反比分流原则,计算出电流表内阻的测量值:rg=r22,同样可以测得电流表的内阻。5.答案(1)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)连线如图(2)r1在电路中具有分压作用,应选阻值为20的小电阻。为了保护微安表,开始时让微安表两端的电压为零,所以开始时将r1的滑片滑到左端。由题可知,s2接通前后微安表的示数保持不变,故电路中bd导线在s2接通前后通过的电流均为零,所以b、d点在s2接通前后的电势相等。由于bd间导线也没有电流通过,在