微专题23电学实验

微专题23电学实验【知识规律整合】1．基本仪器的使用欧姆表①选择合适倍率；②换倍率需要重新欧姆调零；③指针示数乘以倍率，不估读电阻箱不估读电流表(电压表)根据实验需要选择合适的量程，并要注意估读2.电流表和电压表的读数量程精确度读数规则电流表0～3A0.1A与刻度尺一样，采用eq\f(1,10)估读，读数规则较简单，只需在精确值后加一估读数即可电压表0～3V0.1V电流表0～0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,2)估读电压表0～15V0.5V估读位与最小刻度在同一位，采用eq\f(1,5)估读3.两种测量电路内接法外接法电路结构误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV测量数值R测＝eq\f(U测,I真)＞RxR测＝eq\f(U真,I测)＜Rx误差分析测量值大于真实值测量值小于真实值适用条件Rx≫RARV≫Rx适用测量大电阻小电阻4.两种控制电路限流式接法分压式接法电路图开关S闭合时滑片P的位置b端a端电压调节范围eq\f(ERx,Rx＋RP)≤Ux≤E0≤Ux≤E5.常规电学实验实验名称实验装置实验过程实验考点探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系①测Rx：Rx＝eq\f(U,I)(伏安法)②算ρ：Rx＝ρeq\f(L,S)，ρ＝eq\f(SRx,L)①考读数：U、I、L及d(待测金属丝直径)②考电路：电路设计或选择(限流、外接)，实物连线或改错，器材选择③考运算：根据U－I图像求Rx，求ρ＝Rxeq\f(S,L)测定电池的电动势和内阻①伏安法：E＝U＋Ir②安阻法：E＝I(R＋r)③伏阻法：E＝U＋eq\f(U,R)r①考电路：电路设计或选择，实物连线或改错，器材选择②考作图：描点连线作U－I图像③考运算：由U－I或eq\f(1,I)－R或eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像，求E、r练习使用多用电表①电压、电流挡：相当于电压表、电流表②欧姆挡：闭合电路欧姆定律③调零：机械调零、欧姆调零④电流方向：红表笔进，黑表笔出①考读数：电压、电流、电阻挡的读数②考使用：欧姆表选挡、调零、规范操作等③考黑箱：多用电表探测黑箱内的元件题型一常规电学实验【例1】某同学欲测量一阻值大约为10Ω，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E(电动势为6.0V)B．电压表V(量程为0～6V，内阻约为8kΩ)C．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程3A，内阻约0.05Ω)E．滑动变阻器R2(最大阻值5Ω，额定电流2A)(1)用游标卡尺测得该金属线的长度L如图1甲所示，读数L＝________mm；用螺旋测微器测得其直径D如图乙所示，读数D＝________mm。图1(2)测量金属线的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用________(填所选仪器前的字母符号)，选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。(3)设测得金属线的电阻为R，长度为L，直径为D，求得金属线的电阻率为________(用R、L、D三个物理量表述)。答案(1)60.200.732(2)C见解析(3)eq\f(πD2,4L)R解析(1)游标卡尺的读数为60mm＋4×0.05mm＝60.20mm根据螺旋测微器读数规则可得d＝0.5mm＋23.2×0.01mm＝0.732mm。(2)流过待测电阻的最大电流Imax＝eq\f(E,R)＝0.6A，因此电流表选A1，滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示。(3)根据电阻定律知R＝ρeq\f(L,\f(1,4)πD2)解得ρ＝eq\f(πD2R,4L)。【例2】某实验小组在实验室测量一未知电池的电动势和内电阻。(1)同学们先用多用电表粗测电动势，测量情况如图2所示，则测得该电池电动势为______V。图2(2)为了较为精确地测量电池的电动势和内电阻，应选用图________(选填“甲”或“乙”)。(3)在本次学生实验结束前，老师提了一个新问题：假设小方在实验室找到一只新电流表，该电流表的内阻为0.5Ω，为了更精确地测量电池的电动势和内阻，应该用图______(选填“甲”“乙”或“甲、乙均可”)。答案(1)2.70(2)甲(3)乙解析(1)由图可知选用的是直流电压5V量程，故测得该电池电动势为2.70V。(2)本实验中需要测量多组路端电压和干路电流，因电流表内阻不能忽略，为了减小电池内阻的测量误差，电流表应采用相对电源的外接法，故应选择图甲。(3)图乙电路由于电流表内阻导致电源内阻测量值偏大，现因电流表内阻为0.5Ω已知，则可以用图乙电路，测量值减去电流表内阻即为电源真实内阻，故可以消除因电流表内阻产生的系统误差，所以应该用图乙。【例3】某同学利用多用电表的欧姆挡进行实验研究。欧姆挡所用电池的电动势为9V，刻度盘中央刻度值为“15”，选择开关打在“×1k”挡。(1)该同学用欧姆挡测量某一量程为15V的电压表内阻。①指针指在图3甲所示位置，此测量值为________Ω；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的________侧(选填“左”或“右”)。②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，此时电压表示数为________V(结果保留2位有效数字)。图3(2)该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙，当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可能是______。A．电阻 B．电感线圈C．电容器 D．二极管答案(1)①20k左②4.5(2)C解析(1)①指针指在图甲所示位置，此测量值为20kΩ；查阅资料发现该电压表内阻真实值为15kΩ，测量值与真实值偏差较大，可能原因是该同学未进行欧姆调零就直接测量，若此时把两表笔短接，则指针应指在欧姆挡零刻度线的左侧。②进行欧姆调零后再测量，多用电表指针恰好指在“15”刻度线，电压表的内阻等于欧姆表的中值电阻，即电压表的内阻等于欧姆表的内阻，则此时电压表示数为欧姆表内电源电动势的一半，即4.5V。(2)当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，即电路接通后电流又逐渐变为零，则该元件可能是电容器，电路接通后先充电，充电结束后电路中电流为零。题型二创新拓展电学实验(1)创新的电阻测量实验名称电路测量原理安安法已知的内阻R2，、的示数为I1、I2，可得Rx＝eq\f(I2R2,I1－I2)已知的内阻R1，定值电阻R0，、的示数为I1、I2，可得的内阻R2＝eq\f(I1（R1＋R0）,I2)伏伏法已知的内阻R1，、的示数为U1、U2，可得Rx＝eq\f(U2－U1,\f(U1,R1))已知内阻R1，定值电阻R0，、的示数为U1、U2，可得的内阻R2＝eq\f(U2,\f(U1,R1)＋\f(U1,R0))替代法单刀双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R1，使电流表读数相等，则待测电阻的阻值即等于R1的读数半偏法测量电流表内阻闭合S1，断开S2，调节R1使G表满偏；闭合S2，只调节R2，使G表半偏(R1≫R2)，则R测＝R2，R测<R真测量电压表内阻使R2＝0，闭合S，调节R1使V表满偏；只调节R2，使V表半偏(RV≫R1)，则R测＝R2，R测>R真电桥法调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，示数为零，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eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)，eq\f(U1,R3)＝eq\f(U2,Rx)。由以上两式解得R1·Rx＝R2·R3，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(2)创新的测量电源电动势和内阻实验方案伏阻法安阻法原理E＝U＋eq\f(U,R)rE＝IR＋Ir电路图关系式eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)图像误差分析E测＜E真，r测＜r真(r测＝eq\f(RVr,RV＋r))E测＝E真，r测＞r真(r测＝r＋RA)【例4】(2020·江苏卷，10)某同学描绘一种电子元件的I－U关系图像，采用的实验电路图如图4甲所示，为电压表，为电流表，E为电源(电动势约6V)，R为滑动变阻器(最大阻值20Ω)，R0为定值电阻，S为开关。(1)请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整。图4(2)调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如下表电压U/V0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750电流I/mA0.000.100.250.601.704.307.50请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的I－U图线。图5(3)根据作出的I－U图线可知，该元件是________(选填“线性”或“非线性”)元件。(4)在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R0，会导致的两个后果是________。A．电压和电流的测量误差增大B．可能因电流过大烧坏待测元件C．滑动变阻器允许的调节范围变小D．待测元件两端电压的可调节范围变小答案(1)如解析图甲所示(2)如解析图乙所示(3)非线性(4)BC解析(1)根据电路原理图，按着电流的方向进行实物电路图的连线，如图甲所示。甲(2)由表格中的数据在题图上按照标度描出对应的各点，然后用平滑的曲线连接，使尽可能多的点位于曲线上，如图乙所示。乙(3)根据作出的I－U图线可知，待测元件为非线性元件。(4)I－U图线上某点与坐标原点连线的斜率为eq\f(1,R)，根据元件特性可知，当其两端电压超过一定数值，流过元件的电流会急剧增大，即元件电阻会急剧减小，若用导线代替R0，可能会烧坏待测元件或电流表，对电流表和电压表的测量误差无影响，故B正确，A错误；由图线可知加在元件两端的最大电压小于1V，而电源电动势为6V，如果用导线代替R，会导致滑动变阻器调节范围变得很小，难以调节，故C正确，D错误。【例5】某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。图6(1)该同学首先采用如图6所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg，图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后，他应该正确操作的步骤是________。a．记下R2的阻值；b．调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；c．闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半。(2)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500Ω，则Rg的大小为________(填写字母代号)。A．250Ω B．500ΩC．750Ω D．1000Ω(3)这种方式测得的电流表G的内阻比实际内阻偏________(选填“大”或“小”)。(4)为把此电流表改装成量程为0～2V的电压表，应选一个阻值为________Ω的电阻与此电流表串联。答案(1)bca(2)B(3)小(4)9500解析(1)根据电路图判断此为半偏法测电流表内阻，先断开S2，调节电阻箱R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度，然后闭合S2，保持R1不变，调节电阻箱R2的阻值，使电流表的指针偏转到满偏刻度的一半，记下此时R2的阻值，电流表的内阻等于R2的阻值，故正确的操作步骤为bca。(2)电阻箱R2和电流表并联，电流表电流变为满偏电流的一半，说明电阻箱分走一半电流，所以二者电流相等，则R2的阻值与电流表的内阻相等，故B正确。(3)当S2闭合时，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比实际内阻偏小。(4)电流表改装为电压表，改装后的量程为U＝Ig(Rg＋R)，代入数据解得R＝9500Ω。【例6】利用如图7甲所示电路，测量一个量程为3.0V的电压表的内阻。(1)按图甲所示电路，用铅笔画线代替导线完成图乙中的实物连接。图7(2)实验步骤如下，并填写步骤一、二中的相关内容。第一步：将滑动变阻器的滑动触头调到________端(选填“a”或“b”)，再将电阻箱R0的阻值调到________(选填“零”或“最大”)，然后闭合开关S；第二步：________(填写该步骤)；第三步：保持滑动变阻器滑动触头不动，仅调节电阻箱R0的阻值，使电压表的示数为1.5V，读出此时电阻箱R0的阻值；第四步，断开开关S。(3)若在第三步中读出的R0＝2100Ω，则该电压表的内阻为________Ω，使用这种方法测出的电压表的内阻与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。答案(1)见解析(2)a零调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V(3)2100偏大解析(1)根据题图甲所示电路图连接实物电路，实物电路如图所示。(2)由题图电路图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑动触头P滑到a端，再将电阻箱R0的阻值调到零；第二步，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V。(3)由串联电路特点可知，电压表与电阻箱阻值相等，即电压表的内阻RV＝R0＝2100Ω。把电阻箱接入电路时，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流变小，路端电压变大，分压电路两端电压变大，当电压表示数为1.5V时，电阻箱两端电压大于1.5V，即R0的分压要大一些，故RV的实际值要小于R0，实验认为电压表内阻等于电阻箱阻值，由此可知，电压表内阻测量值大于真实值。1．(2021·辽宁卷，12)某同学将一量程为250μA的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测，设计电路如图8所示。图8(1)微安表铭牌标示内阻为0.8kΩ，据此计算R1的阻值应为________kΩ。按照电路图连接电路，并将R1调为该阻值。(2)开关闭合前，R2的滑片应移动到________端。(3)开关闭合后，调节R2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可能是________(填选项前的字母)。A．1、2间断路B．3、4间断路C．3、5间短路(4)排除故障后，调节R2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示数为98μA，此时需要______(填“增大”或“减小”)R1的阻值，以使改装电表的量程达到预期值。答案(1)5.2(2)2(3)AC(4)减小解析(1)微安表的内阻Rg＝0.8kΩ，满偏电流Ig＝250μA＝250×10－6A，串联R1后改装为U＝1.5V的电压表，所以满足Ig(Rg＋R1)＝U代入数据解得R1＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(1.5,250×10－6)Ω－0.8kΩ＝6kΩ－0.8kΩ＝5.2kΩ。(2)开关闭合前，将滑动变阻器R2的滑片移动到2端，这样测量电路部分的分压为0，能保护电路且便于检测改装后的电表。(3)开关闭合，调节滑动变阻器R2的滑片位置，微安表有示数但示数变化不显著，说明分压电路未起作用，可能是1、2之间断路或者3、5间短路，整个电路变为限流线路，滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻，所以微安表示数变化不显著；若是3、4间断路，电路断开，微安表无示数，故选A、C。(4)标准电压表的示数为0.6V，若改装电压表示数也为0.6V，此时微安表的示数应为I＝eq\f(U,Rg＋R1)＝eq\f(0.6V,6kΩ)＝100μA但此时微安表示数为98μA，说明R1的阻值偏大，应该减小R1的阻值。2．(2022·河北卷，12)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图9所示。选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合)；电饭煲的框架结构如图10所示。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2，(阻值均为1kΩ)：指示灯L1和L2(2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭)；保险丝T。(1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是________(多选)。A．按下S1，L1和L2均发光B．当锅内温度高于103℃时，S1自动断开，L1和L2均发光C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭(2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是________(填写各步骤前的字母)。A．将选择开关旋转到“×100”位置B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D．测量指示灯L1两端的阻值E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图11所示，可判断是________断路损坏；若指针如图12所示，可判断是______断路损坏。(用电路中的元件符号表示)答案(1)CD(2)CABDEL1R1解析(1)按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103℃时，S1断开，而要温度降到70℃以下时S2才会闭合，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，RL1＝RL2＝10.42Ω，则回路中并联的整体电阻R并＝56.64Ω，则回路总电阻R总＝1067.06Ω，则回路总电流I总＝eq\f(220,R总)＝0.21A，则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并＝I总R并＝11.89V，流过L1的电流为IL1＝eq\f(U并,RL1＋R1)＝eq\f(11.89,1000＋10.42)A＝0.012A，流过L1的电流小于30mA，则L1熄灭，B错误；由题知，S2在锅内温度高于80℃时自动断开，锅内温度降到70℃以下时S2自动闭合，C正确；当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为IL1′＝eq\f(E,RL1＋R1)＝eq\f(220,1000＋10.42)A＝0.218A，则此时流过L1的电流大于30mA，则L1发光，D正确。(2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。由于试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，若多用表指针如图11所示，可看出L1两端有1090Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏。若多用表指针，如图12所示可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL1＝10.42Ω，此时选用的是“×100”挡则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。3．(2022·山东卷，14)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：图13干电池E(电动势1.5V，内阻未知)；电流表A1(量程10mA，内阻为90Ω)；电流表A2(量程30mA，内阻为30Ω)；定值电阻R0(阻值为150Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)；待测电阻Rx；开关S，导线若干。测量电路如图13所示。(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的eq\f(1,2)处。该同学选用的电流表为________(选填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω。(2)断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的eq\f(3,5)处，则Rx的测量值为________Ω。(3)本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值________(选填“有”或“无”)影响。答案(1)A160(2)100(3)无解析(1)若不考虑电池内阻，且在电池两端只接R0时，电路中的电流约为I＝eq\f(E,R0)＝eq\f(1.5,150)A＝10mA，因I<eq\f(30,2)mA，由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的eq\f(1,2)处，则该同学选用的电流表应为A1；若不考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝eq\f(Im,2)(R＋R0＋RA1)计算出R＝60Ω。(2)断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有E＝eq\f(3Im,5)(R＋Rx＋RA1)代入数据有Rx＝100Ω。(3)若考虑电池内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝eq\f(Im,2)[(R＋r)＋R0＋RA1]E＝eq\f(3Im,5)[(R＋r)＋Rx＋RA1]联立计算出的Rx不受电池内阻r的影响。1．(2022·江苏通州高三期末)用如图1甲所示的电路测量待测电阻的阻值，实验室提供的器材有：A．待测电阻Rx(约几百欧)B．灵敏电流计G(量程0～10mA，内阻Rg＝100Ω)C．定值电阻R0(200Ω)D．滑动变阻器R1(0～10Ω)E．滑动变阻器R2(0～1000Ω)F．单刀单掷开关S1G．单刀双掷开关S2H．学生电源EI．导线若干(1)为使操作更方便，实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)。(2)请按照如图1甲所示的电路图，用笔画线代替导线完成图乙中的实物器材连线补充完整。图1(3)下列实验操作步骤，正确顺序是______．①将滑动变阻器滑片置于适当位置②改变滑动变阻器滑片位置，重复上述步骤，多次实验③保持滑动变阻器滑片不动，将S2接a端，记录此时电流计的示数Ia④将开关S2接b端，改变滑动变阻器滑片位置，记录此时电流计的示数Ib⑤闭合开关S1(4)实验中数据记录如下表实验次数123456Ia/mA3.084.423.684.865.487.32Ib/mA4.024.504.846.427.269.68根据表中数据在图2中作出Ia－Ib图像，根据图像求得待测电阻Rx＝________Ω(结果保留3位有效数字)。图2(5)若考虑S2在a、b间切换时对电路的影响，则Rx的测量值________(选填“＞”“＝”或“＜”)真实值。答案(1)R1(2)见解析(3)①⑤④③②(4)见解析533(490～560均可)(5)>解析(1)因滑动变阻器要接成分压电路，则为使操作更方便，实验中应选择阻值较小的滑动变阻器R1。(2)实物器材连线如图(3)该实验中正确的实验顺序是①⑤④③②。(4)根据表中数据在图中作出Ia－Ib图像如图根据Ia(R0＋Rx＋Rg)＝Ib(Rx＋Rg)，即Ia＝eq\f(Rx＋Rg,（R0＋Rx＋Rg）)Ib，根据图像求得k＝eq\f(Rx＋Rg,（R0＋Rx＋Rg）)＝eq\f(7.6,10)则待测电阻Rx＝533Ω。(5)若考虑S2在a、b间切换时对电路的影响，当S2切换到b端时MN间电阻变小，则MN两端电压会减小，通过电流计的电流Ib要偏小，Ia－Ib图像斜率偏大，由k＝eq\f(Rx＋Rg,（R0＋Rx＋Rg）)＝eq\f(1,1＋\f(R0,Rx＋Rg))，则Rx的测量值大于真实值。2．(2022·江苏常州高三期末)在“测量金属丝的电阻率”时，某实验小组选用的主要仪器有：待测金属丝(接入电路的长度为50.00cm，电阻约几欧)，电压表V(0～3V，内阻约2kΩ；0～15V，内阻约15kΩ)，电流表A(0～3A，内阻约0.01Ω；0～0.6A，内阻约0.05Ω)，滑动变阻器R(0～10Ω，0.6A)，干电池两节，导线若干。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图3所示，读数应为________mm；图3(2)请用笔画线代替导线，在图4中完成实物电路的连接；图4(3)实验中，调节滑动变阻器的滑片位置，记录到的电压表和电流表的示数如表所示，请在图5中作出U－I图线；图5U/V1.051.402.002.302.60I/A0.220.280.400.460.51(4)进一步分析，可得金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(结果保留2位有效数字)；(5)测得的电阻率比真实值偏大可能原因有________。A．金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大B．开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大C．电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大D．滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小答案(1)0.400(2)见解析(3)见解析(4)1.3×10－6Ω·m(5)AB解析(1)螺旋测微器读数为0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。(2)两节干电池的电动势大约3V，所以电压表的量程选择0～3V的，通过滑动变阻器的最大电流为0.6A，所以电流表量程选择0～0.6A的，且根据题意可知eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，所以电流表采用外接法，滑动变阻器选用限流式接法，则实验电路为(3)图线如图所示(4)由U－I图线可知，其斜率数值大约为5.0，则金属丝的电阻为Rx＝5.0Ω根据电阻定律有ρ＝eq\f(RxS,l)＝eq\f(Rxπ(\f(d,2))2,l)＝1.3×10－6Ω·m(5)金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大，会导致测得的电阻率偏大，A正确；开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大，会导致测得的电阻率偏大，B正确；由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻测量值偏小，则电阻率测量值会偏小，C错误；滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小，这与结果的精确度无关，D错误。3．(2022·江苏海门高三期末)小明通过实验测量一种合金的电阻率。(1)如图6所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序应该为________(填字母)；测得该合金丝的直径为d＝________mm；(2)请根据表格中数据，在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整；甲乙图6(3)小明在实验室找了两节干电池进行实验，正确连接电路后，发现调节滑动变阻器滑片位置，电压表和电流表的示数变化范围非常小，原因是________；(4)正确连接电路后，小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度L＝59.99cm，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，读出电压表和电流表的示数，在方格纸上作出U－I图像如图7，发现图像是一条倾斜直线，计算该合金丝电阻R＝______________，该合金丝电阻率ρ＝________Ω·m(π取3，结果均保留2位有效数字)。12345678电流I/A00.080.110.150.190.270.380.56电压U/V00.190.290.440.600.801.151.70图7答案(1)CBAC或BAC1.400(2)见解析(3)电源内阻太大(4)2.0～3.05.0×10－6～8.0×10－6解析(1)用螺旋测微器测合金丝直径时，先打开固定螺钉C，把待测合金丝放在测微螺杆与测砧之间，然后调节粗调旋钮B，当合金丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节粗调旋钮，然后调节微调旋钮A；为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉C，然后再读数，使用的先后顺序为CBAC；或者没有第一步，使用的先后顺序为BAC；由图乙所示螺旋测微器可知，其分度值为0.01mm，测得该合金丝的直径为d＝1.0mm＋40.0×0.01mm＝1.400mm。(2)由表中数据，可知电压、电流都要从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，且合金丝电阻较小，故电流表采用外接法，则完整的实物连线图，如图所示(3)根据闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,R外＋r)调节滑动变阻器，改变R外，电压表和电流表的示数变化范围非常小，说明外电阻的影响较小，所以原因是电源内阻太大。(4)根据U－I图像的斜率表示电阻，则有R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝3.0Ω根据电阻定律有R＝ρeq\f(L,S)又S＝eq\f(1,4)πd2联立解得ρ＝eq\f(Rπd2,4L)代入数据解得ρ＝7.4×10－6Ω·m。4．(2022·江苏盐城一模)某同学要将一量程为3V的电压表V1改装成量程为15V的电压表V2。(1)先将V1直接接到内阻很小的电源两端，读数为2.0V；再将V1与阻值为3000Ω的电阻串联后，接到该电源两端，读数为0.8V，则V1的内阻为________Ω；(2)要改装成量程为15V的电压表V2，需要将V1表与合适的电阻R________(选填“串联”或“并联”)；(3)将改装后的电压表V2与一标准电压表校对，完成下面的实物连接；图8(4)在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片P置于最________端(选填“左”或“右”)；(5)闭合开关，移动滑片P，标准表示数为10.5V时，V1表示数为2.5V。要达到预期目的，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________(保留3位有效数字)。答案(1)2000(2)串联(3)见解析(4)左(5)1.25解析(1)先将V1直接接到内阻很小的电源两端，读数为2.0V，可知电源电动势E＝2V；再将V1与阻值为3000Ω的电阻串联后，接到该电源两端，读数为0.8V，则0．8＝eq\f(ERV,R＋RV)解得V1的内阻为RV＝2000Ω。(2)要改装成量程为15V的电压表V2，需要将V1表与合适的电阻R串联。(3)校准电路如图。(4)在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片P置于最左端。(5)标准表示数为10.5V时，V1表示数为2.5V，则此时的电阻R＝eq\f(U标－UV1,\f(UV1,RV))＝eq\f(10.5－2.5,\f(2.5,2000))Ω＝6400Ω而要达到预期目的，需要串联的电阻为kR＝eq\f(U′,\f(U,RV))－RV＝eq\f(15,\f(3,2000))Ω－2000Ω＝8000Ω则k＝1.25。5．(2022·江苏高三阶段练习)某同学在做电流表改装电压表的实验时，设计了一个测量电流表内阻的电路(如图9所示)。实验室提供的器材为：待测电流表A(量程10mA，内阻约为50Ω)，滑动变阻器R1，电阻箱R，电源E(电动势约为6V，内阻可忽略)，开关S1和S2，导线若干。图9(1)根据设计的电路，请补全主要实验步骤：①断开开关S2，闭合S1，调节滑动变阻器R1的滑片位置，使________；②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合S2，调节电阻箱R使________；读取电阻箱所示的电阻值，即为电流表内阻。(2)将这种方法测出的电流表内阻记为RA′，与电流表内阻的真实值RA相比，RA′__________RA(选填“>”“＝”或“<”)，主要理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格：①10Ω，Im1＝2A；②1500Ω，Im2＝0.5A实验中应该选取________(选填“①”或“②”)。(4)该同学利用测得的电流表内阻，完成了电压表的改装。改装后的电压表需要利用一标准电压表对其进行校准检测，请将检测电路的实物连线图10补充完整。图10(5)在检测过程中，该同学发现改装电压表的示数总比标准电压表的示数小，请您提出一个解决办法__________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①电流表满偏②电流表半偏(2)<见解析(3)②(4)见解析(5)在定值电阻R两端并联一个比R大得多的电阻。解析(1)①半偏法测电阻，需要先满偏再半偏，所以需要断开开关S2，闭合S1，调节滑动变阻器R1的滑片位置，使电流表满偏；②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合S2，调节电阻箱R接入电路的阻值，使电流表半偏，则通过电阻箱与电流表的电流相等，说明两者阻值相等；读取电阻箱所示的电阻值，即为电流表内阻。(2)电阻箱接入电路后，回路中总电阻变小，总电流变大，使得通过电阻箱的电流大于通过电流表的电流，电阻箱电阻小于电流表电阻真实值，RA′<RA。(3)回路中总阻值最小为R＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(6V,10mA)＝600Ω。①不符合要求，②符合要求，所以选择②。(4)电流表和定值电阻串联构成改装后的电压表，再和标准电压表并联，进行校准，电路如图所示。(5)改