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专题03 电学实验通性通法讲解
目录
一.电学实验通性通法.................................................................................................................................................1
1.实验器材的选择...............................................................................................................................................1
2.电流表的内接法和外接法..................................................................................................................................2
3.实物图连线的注意事项...................................................................................................................................2
4.保护电阻的处理...............................................................................................................................................2
5.电表的“三用”...............................................................................................................................................2
二.以“本”为本教材基础实验再回首....................................................................................................................2
实验一 仪器、仪表的读数...................................................................................................................................2
实验二 以多用电表的原理及使用为核心的实验..............................................................................................4
实验三 以测电阻为核心的实验..........................................................................................................................9
实验四 描绘小灯泡的伏安特性曲线为核心的实验........................................................................................12
实验五 以测电动势和内阻为核心的实验........................................................................................................14
三.专题强化训练.......................................................................................................................................................17
一.电学实验通性通法
1.实验器材的选择
安全、精确、方便,在保证不超过电压表和电流表量程的
实验器材的选择原则
条件下尽量使指针偏角大些,精确度更高些
先估算回路中电流和电压的最大值,结合已知器材的规
实验器材的选择思路
格,确定实验电路和实验器材
①根据电源的参数来选择
电流表和电压表的选择 ②根据电路中的最大电流(或者最大电压)来选择
③根据用电器的额定电流(或者额定电压)来选择
①用分压式接法时,应该选用最大阻值较小、额定电流较
大的滑动变阻器
滑动变阻器的选择
②用限流式接法时,应该选用阻值和被测电阻接近的滑动
变阻器
2.电流表的内接法和外接法
(1)若R>,则采用电流表内接法,此时R ==R+R >R。
x 测 x A x
(2)若R<,则采用电流表外接法,此时R ==<R。
x 测 x
3.实物图连线的注意事项
(1)按从电源“+”极到“-”极的顺序连接电路,对有多条回路的电路,可逐条连接。(2)电流表与被测电路串联,电流表不能直接接到电源两端;电压表与被测电路并联,电压表可以直接接到
电源两端。两表“+”接线柱均靠近电源“+”极,“-”接线柱靠近电源“-”极。
(3)滑动变阻器的限流式接法应“一上一下”;分压式接法应先将全部电阻丝接入电路,再将被测电路与滑
动变阻器的上接线柱按电路图连接。
(4)连接完成后检查是否与电路图一致,有无元件连接错误等。
4.保护电阻的处理
为了保护电路,一般会在电路中加入一个保护电阻,例如在测电源电动势和内阻实验方案一中可将保护电
阻看成滑动变阻器的一部分;方案二中可将保护电阻看成电源内阻的一部分,求解电源内阻时一定要注意
减去保护电阻的阻值。
5.电表的“三用”
如果知道电表的内阻,则电流表、电压表既可以测电流,又可以测电压,还可以作为定值电阻来使用,即
“一表三用”。
二.以“本”为本教材基础实验再回首
实验一 仪器、仪表的读数
【谨记要点】
1.游标卡尺和螺旋测微器的读数
(1)游标卡尺的读数
游标尺
测量结果(游标尺上第 n条
每小格与 精确度/
刻度总长 刻度线与主尺上的某刻度线
刻度格数 1毫米 mm
度/mm 对齐时)/mm
差/mm
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数+0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数+0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02n
(2)螺旋测微器的读数
测量值=固定刻度读数+可动刻度读数(含估读)×0.01,单位为mm。
(3)读数的三点注意
①螺旋测微器读数时要估读,以毫米为单位,小数点后必须为3位,同时注意固定刻度上的半刻度线是否
露出。
②游标卡尺不估读,以毫米为单位,10分度卡尺读数结果小数点后只有1位;20分度和50分度卡尺读数
结果小数点后有2位。③注意题目要求的单位是否为mm,若不是则要先以mm为单位读数,然后再换算为题目要求的单位。
2.电流表和电压表的读数规则
量程 精确度 读数规则
电流表0~3 A 0.1 A 与刻度尺一样,采用估读,读数规则较简单,
电压表0~3 V 0.1 V 只需要精确值后加一估读数即可
电流表0~0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位,采用估读
电压表0~15 V 0.5 V 估读位与最小刻度在同一位,采用估读
【例1】(2024上·山东济宁·高三统考期末)为提高学生的动手操作能力和对实验原理的理解能力,设计
了如下实验:
(1) 用螺旋测微器测量金属导线的直径,如图甲是某次测量时仪器的示数情况,则金属丝的直径为
mm。
(2) 图乙为多用电表,用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量某金属导线的电阻,发现指针偏转角太大,
为了测量结果比较准确,应换用 (选填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡;更换倍率后,两表笔短
接,调节 (选填“S”、“T”或“K”)进行欧姆调零;继续测量该金属导线电阻,指针指示位置如图
丙所示,则该导线的阻值为的阻值为 Ω。(3) 发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。当电流正向流经发光二极管时(从正
极流入),其电阻较小,可以发光。现用欧姆表测量发光二极管电阻,发现二极管可以发光,则可知红表
笔连接的是二极管的 (选填“正极”或“负极”)。
(4) 欧姆表使用一段时间后,电源内阻明显增大,电动势不变,但仍可进行欧姆调零。此时用欧姆表测
电阻,将会导致测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】 0.900 T 13/13.0 负极 无影响
【详解】(1)[1] 金属丝的直径
(2)[2] 用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量某金属导线的电阻,发现指针偏转角太大,说明电阻较小,
为了测量结果比较准确,应换用“×1” 倍率的欧姆挡。
[3] 因为T为欧姆调零旋钮,更换倍率后,两表笔短接,调节T进行欧姆调零。
[4] 该导线的阻值为的阻值为
(3)[5]因为使用欧姆挡时,黑表笔连接内部电源的正极,红表笔连接内部电源的负极,现用欧姆表测量
发光二极管电阻,发现二极管可以发光,可知此时电流正向流经发光二极管,则可知红表笔连接的是二极
管的负极。
(4)[6] 此欧姆表使用一段时间后,电源内阻明显增大,电动势不变,但仍可进行欧姆调零。由于欧姆调
零后,电动势不变,欧姆表内阻也不变,所以此时用欧姆表测电阻,将对测量值无影响。
【变式训练】 如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示.
(1)若使用的是0~3 V量程的电压表,读数为________ V.若使用的是0~15 V量程的电压表,读数为
________ V.
(2)若使用的是0~0.6 A量程的电流表,读数为________ A.若使用的是0~3 A量程的电流表,读数为
________ A.(3)如图丙所示,电阻箱的读数为________.
如图丁所示,多用电表旋在×10挡,读数为________.
【答案】 (1)1.68(1.67~1.69均正确) 8.4(8.3亦可) (2)0.46 2.30(2.29~2.31均正确) (3)530.0 Ω 50
Ω
【解析】 (1)对于电压表,当选取0~3 V量程时,每小格为0.1 V,读数为1.68 V,当选取0~15 V量程
时,每小格为0.5 V,读数为8.4 V.
(2)对于电流表,当选取0~0.6 A量程时,每小格为0.02 A,读数为0.46 A,当选取0~3 A量程时,每小
格为0.1 A,读数为2.30 A.
(3)电阻箱读数为:(100×5+10×3) Ω=530.0 Ω.
欧姆表读数为:5×10 Ω=50 Ω.
实验二 以多用电表的原理及使用为核心的实验
1.欧姆表内部构造和原理
(1)欧姆表内部电路简化如图
(2)多用电表测电阻阻值的原理:闭合电路欧姆定律.
①红、黑表笔短接,进行欧姆调零时,指针满偏,有I=;
g
②当红、黑表笔之间接有未知电阻R 时,有I=,故每一个未知电阻都对应一个电流值I.我们在刻度盘上
x
直接标出与I对应的R 的值,所测电阻R 即可从表盘上直接读出.
x x
③由于I与R是非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度却是不均匀的,电阻的零刻度
在电流满偏处.当R=R+R+r时,I=,指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻.
x g
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从多用电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进黑出”.
(2)“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,调整的是欧姆调零旋钮.
(3)倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,应使指针位于表盘中间附近,若指针偏角过大,则说明所测电阻偏小,
应换用小倍率.
(4)使用欧姆表测电阻时,换挡后需重新进行欧姆调零,读数之后要乘以倍率.【例1】 (2024·安徽·统考一模)多用电表是一种多功能、多量程的电学仪表,可测量直流电流、直流电
压、交流电压、电阻等物理量。
(1)指针式多用电表使用前应该调整 ,使指针指向“0”。
(2)某电阻阻值约为几百欧姆,现用该电表测此电阻,测量前,需要以下操作,其顺序是 。
(填写序号)
A.将红表笔和黑表笔直接接触
B.把选择开关旋转到“ ”位置
C.调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
正确进行实验操作后,电表的读数如图甲所示,该读数是 。
(3)图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图,电池的负极应接 表笔(选填
“红”或“黑”)。图中G为表头,量程 ,内阻 , ,通过调节a、b间的触点,
使G满偏。已知 ,电池电动势为 (电池内阻可忽略),触点在a端时G满偏,则
。
【答案】 指针定位螺丝 BAC 193 红 2
【详解】(1)[1]指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝,使指针指向“0”;
(2)[2]用指针式多用电表测几百欧姆电阻时,应先将开关旋转到“ ”位置,再将红表笔和黑表笔直
接接触,最后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点,所以正确的顺序是BAC。
[3]该电阻的阻值为
(3)[4]电池的负极应接多用电表的负极,则应接多用电表的红表笔;[5]触点在a端时G满偏,则R 与G串联,串联部分的电压为
T
根据串并联电路的特点可知R 两端的电压为
2
所以通过R 的电流为
2
则通过 的电流为
根据部分电路欧姆定律得
=2
【以题说法】
欧姆表的改装原理及使用方法:
1.电路图
2.原理I=,电流I与R 不成正比,所以刻度不均匀。
x
3.刻度的标定:红、黑表笔短接(R=0)时,调节欧姆调零旋钮,使I=I(即欧姆调零过程)。
x g
(1)当I=I 时,R=0,在满偏电流I 处标为“0”。(图甲)
g x g
(2)当I=0时,R→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)
x
(3)当I=时,R=R ,中央刻度的电阻值等于欧姆表的内阻值。
x 内
【变式训练】(2024上·河北唐山·高三统考期末)某同学根据所学知识,设计了如图甲所示的一个欧姆表。
(1)将单刀双掷开关S拨到 (填“1”或“2”)位置时倍率更大;(2)为了能够从表盘上直接读取所测电阻值,该同学进行了如下操作。
①选择某一倍率;
②把一电阻箱接到两表笔之间,调节电阻箱,记录电阻箱阻值与电表读数;
③将电流表对应电阻箱阻值标注到电流表刻度上,并将原刻度擦除。
请写出该同学在实验操作过程中遗漏的步骤 ;
(3)该同学根据记录数据画出电流I与电阻箱阻值R的关系图像如图乙所示,则此倍率下欧姆表的内阻为
,欧姆表内部电源电动势为 V。
【答案】 2 把一电阻箱接到两表笔之间先进行欧姆调零 15 15
【详解】(1)[1]接2的时候,电动势更大,根据
可知,表头的满偏电流 一定,电动势E越大,欧姆表的内阻就越大,又因为
故接2为大量程;
(2)[2]换了新的量程之后,要再次进行欧姆调零,才能进行测量;
(3)[3]由图可知,满偏电流为1mA,半偏电流为0.5mA,则半偏电流对应的电阻就是欧姆表的内阻,则
[4]当电流满偏的时候,有
代入数据,解得【例2】 (2023上·安徽六安·高三六安一中校考阶段练习)在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)用多用电表的欧姆挡粗测电阻,选用“ ”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转角度过大,
因此需选择 (选填“×100”或“×10k”)倍率的电阻档,换挡后应重新调零。某次测量时多用表指针
指在如图所示位置,若选择开关处于直流挡“ ”挡,其读数为: ;若选择开关处于欧姆挡“
”挡,其读数为: 。
(2)用多用电表测电压、电阻时,下列说法中正确的是: ;
A.用同一挡位测电阻时,多用电表的指针偏角越大,被测电阻的阻值越小
B.被测电阻接在电路中,若要测该电阻的阻值时,电路中的电源不需断开
C.用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时,电流都是从黑表笔流出多用电表
D.测电阻时,每次测量前必须进行欧姆调零
【答案】 1.80 60 AC/CA
【详解】(1)[1]测量电阻时指针偏转过大,所选挡位太大,应换小挡位,故选择“ ”;
[2]选择开关处于直流挡“ ”挡,分度值为 ,此时读数为 ;
[3]选择开关处于欧姆挡“ ”挡,其读数为数字乘以倍率,故读数为
[2]A.根据
可知用同一挡位测电阻时,被测电阻的阻值越小,电流I越大,多用电表的指针偏角超大,故A正确;
B.被测电阻接在电路中,若要测该电阻的阻值时,应将待测电阻与电路断开,避免电路产生影响,为保
证安全,应断开电路电源,故B错误;
C.用多用电表流量直流电压U和测量电阻R时,电流都是从黑表管流出、红表笔流进多用电表,故C正
确;D.用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零,换挡后要重新进行欧姆调零,故D错误。
故选AC。
【以题说法】
欧姆表使用注意事项
(1)机械调零与欧姆调零。
(2)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。
(3)换挡必须重新欧姆调零。
(4)选择合适挡位使得表盘读数在中值电阻附近,测量值=表盘读数×挡位倍率,指针偏角过大→调小倍率;
指针偏角过小→调大倍率。
(5)无论作什么表使用,多用电表的电流方向必定是红(+)进黑(-)出(“+进-出”是本质,红进黑出是形
式)。
【变式训练】(2023上·广东佛山·高三校考阶段练习)小明同学想探究多用电表欧姆调零电阻阻值的最大
调节范围,他进行了以下实验操作:
(1)小明首先调节旋钮 (选填“A”、“B”或“C”)使指针指到图乙中a位置。
(2)将电阻箱的阻值调到最大,并按图甲连接好电路,此时电阻箱接线柱P的电势比Q (填
“高”或“低”)。
(3)将旋钮C拨到R × 1挡,并将旋钮B顺时针旋转到底(此时欧姆调零电阻的阻值最小),然后调节
电阻箱的阻值,直至表盘指针指到电流满偏刻度值处,读出此时电阻箱的阻值为R;继续调节电阻箱的阻
1
值,直至表盘指针指到图乙中的b处,读出此时电阻箱的阻值为R;则此时该多用电表R × 1挡的总内阻
2
为 (用R 和R 表示)。
1 2
(4)最后将旋钮B逆时针旋转到底(此时欧姆调零电阻的阻值最大),并将电阻箱的阻值调到0,此时电
表指针指到图乙中的c处,则此时流过表头的电流与满偏电流的比值为
【答案】 A 低 R - 2R
2 1
【详解】(1)[1]要让多用电表指针指在表盘最左侧零刻度位置,应进行机械调零,因此小明首先调节旋钮A。
(2)[2]由于选择的是多用电表的欧姆挡,则黑表笔接的是多用电表内部电源的正极,而接线柱Q与黑表
笔连接,接线柱P与红表笔连接,因此接线柱P的电势比Q低。
(3)[3]根据欧姆表的测电阻原理有
其中R 为欧姆表在该挡位时的内部总电阻,R 为待测电阻。由上式可知接入不同的R 便有不同的I值,则
0 x x
根据I和R 的对应关系可在表头上把不同的电流对应的电阻值标出来,即制作出欧姆表表盘,根据以上分
x
析当表盘指针指到电流满偏刻度值处,读出此时电阻箱的阻值为R,有
1
当表盘指针指到图乙中的b处,读出此时电阻箱的阻值为R,有
2
联立可得
(4)[4]将旋钮B逆时针旋转到底(此时欧姆调零电阻的阻值最大),并将电阻箱的阻值调到0,此时电
表指针指到图乙中的c处时,由图知此时流过表头的电流为 ,则此时流过表头的电流与满偏电流的比
值为 。
实验三 以测电阻为核心的实验
1.实验器材的选择
(1)电源的选择:一般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值
选择电流表;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。
2.电流表内接法与外接法的选择
比较
电流表内接法 电流表外接法
项目
电路
误差 由于电流表内阻的分压作用, 由于电压表内阻的分流作用,电原因 电压表测量值偏大 流表测量值偏大
测量 R ==R +R>R R ==·R<R
测 A x x 测 x x
结果 电阻的测量值大于真实值 电阻的测量值小于真实值
适用
R≫R ,大电阻 R≪R ,小电阻
x A x V
条件
3.分压电路与限流电路的选择
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,常采用分压电路;当滑动变阻器的阻
值与负载相差不大时,常采用限流电路。另外,必须采用分压电路的情况有三种:①要求电压从零开始变
化;②滑动变阻器太小,不能起到限流的作用;③要求获取有区分度的多组数据。若两种电路均可,则采
用限流式,因为限流式损耗功率小。
【例1】(2022·全国·统考高考真题)一同学探究阻值约为 的待测电阻 在 范围内的伏安特
性。可用器材有:电压表V(量程为 ,内阻很大),电流表A(量程为 ,内阻为 ),电源E
(电动势约为 ,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选 或 ),定值电阻 (阻值可选
或 ),开关S,导线若干。
(1)要求通过 的电流可在 范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出
实验电路的原理图 ;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为 (填“ ”或“ ”)的滑动变阻器, 应选
阻值为 (填“ ”或“ ”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得 的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时 两端的电压为 V,流过 的电流为 ,此组数据得到的 的阻值为
(保留3位有效数字)。
【答案】
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与 并联扩大电流表量程,进而准确测量通过 的电流,电压
表单独测量 的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从 开始测量,满足题中通过 的电流从
连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中 应选最大阻值为 的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过 的电流最大为 ,需要将电流表量程扩大为原来的 倍,根据并联分流的规律示意图如下根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
解得
(3)[4]电压表每小格表示 ,向后估读一位,即 ;
[5]电流表每小格表示 ,本位估读,即 ,电流表量程扩大 倍,所以通过 的电流为
;
[6]根据欧姆定律可知
【以题说法】
电学仪器和电路的选择原则——安全、准确、方便
1.安全:实际操作时电表不超过量程。
2.精确:电表的读数不能太小,要超过量程三分之一为宜。
滑动变阻器两种接法的选择
“以小控大用分压,相差无几用限流”
(1)当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器。
(2)当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器。
【变式训练】.(2024·吉林·校联考模拟预测)小明同学在家中找到一个废弃不用的电热水器,拆解后得到
了它的电热丝,他想测量该电热丝的电阻。
(1)首先他用欧姆表对该电热丝进行粗测,将欧姆表的选择开关旋到“ × 10”挡位,让表笔与电热丝保持
良好接触,发现指针偏转角度非常大。为了较好的测出电热丝的阻值,请帮他完善下面的操作。
①将选择开关旋到 挡位(填“ × 1”或“ × 100”);
②重新进行 ,让表笔与电热丝保持良好接触,读出欧姆表的示数约为15Ω。
(2)他利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材:
A.电动势为4V的电源B.量程为0.6A的电流表A(内阻约为2Ω),量程为3A的电流表A(内阻约为0.5Ω)
1 2
C.灵敏电流计G(满偏电流为600μA,内阻为150Ω)
D.滑动变阻器R(最大电阻为5Ω)
E.电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω)
0
F.电键一个,导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻,小明同学先将灵敏电流计改装为量程3V的电压表,需要给灵敏电流计
(填“串联”或“并联”)一个电阻,电阻箱的阻值应取R = Ω;
0
②实验中,电流表应选 (填“A”或“A”)。
1 2
③为了精确测量电热丝阻值,请你在下面的方框中画出完整的电路图 。
(3)实验后测得该电热丝的阻值为12.0Ω,请推测该电热水器在220V电压下工作时的加热功率
4kW(填“ > ”或“ < ”或“ = ”)。
【答案】 “ × 1” 欧姆调零 串联 4850 A
1
<
【详解】(1)[1][2]用欧姆表粗测电阻时指针偏转角太大,说明欧姆表示数比较小,这应该是一个小电阻,
需要将选择开关的倍率减小,即旋到“ × 1”挡位,更换倍率后要重新进行欧姆调零。
(2)[3][4]将灵敏电流计G改成3V量程的电压表,需要串联一个电阻,且满足
解得[5]由题意可知流过电热丝的最大电流
所以电流表应该选A;
1
[6]为了精确测量电热丝阻值,需要多测几组数据,而滑动变阻器的阻值较小,所以滑动变阻器需要采用分
压接法,由于电压表的内阻已知(灵敏电流计改装而成的),所以电流表要用外接法,所以实验电路图如
图所示
(3)[7]该电热丝的电阻测量值为12.0Ω,根据
可以判断那名组员的说法似乎有道理,但这个说法是不对的,因为12.0Ω是电热丝在常温下的电阻阻值,
而电热丝正常工作时的温度要升高很多,由于电热丝的电阻率会随着温度升高而增大,所以电热丝的阻值
大于12.0Ω,所以电热丝的加热功率一定会小于4.0kW。
实验四 描绘小灯泡的伏安特性曲线为核心的实验
高考对于电学元件特性曲线的考查并不局限于小灯泡,有时也会考查电源的伏安特性曲线,两者也经常结
合起来考查小灯泡或电源实际功率的求解。对于描绘小灯泡的伏安特性曲线实验,其实验原理和设计思路
为:
1.实验原理
在纯电阻电路中,电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各种因素的影响,
IU图像不再是一条直线。读出若干组小灯泡两端的电压 U和电流I的读数,然后在坐标纸上以I为纵轴、
以U为横轴画出IU图线。
2.设计思路【例1】(2021·全国·高考真题)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:
小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)
电压表(量程300mV,内阻300 )
电流表(量程300mA,内阻0.27 )
定值电阻R
0
滑动变阻器R(阻值0-20 )
1
电阻箱R(最大阻值9999.9 )
2
电源E(电动势6V,内阻不计)
开关S、导线若干。
完成下列填空:
(1)有3个阻值分别为10 、20 、30 的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I
曲线,R 应选取阻值为 的定值电阻;
0
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 (填“a”或“b”)端;
(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R 的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和
2
电流表的示数U、I,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为
(保留1位有效数字);(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R 的阻值调整为
2
。然后调节滑动变阻器R,测得数据如下表所示:
1
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
(5)由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻 (填“增大”“减
小”或“不变”);
(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,可得此时小灯泡电功率P=
1
W(保留2位有效数字);当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡的电功率为P,则 = (保
2
留至整数)。
【答案】 10 a 0.7 2700 增大 0.074 10
【详解】(1)[1]因为小灯泡额定电压2.5V,电动势6V,则滑动滑动变阻器时,为了保证电路安全,需要
定值电阻分担的电压
则有
则需要描绘小灯泡在0~300mA的伏安特性曲线,即R 应选取阻值为10 ;
0
(2)[2]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端;
(3)[3]由图可知当流过电流表的电流为10mA时,电压为7mV,则小灯泡的电阻为(4)[4]由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时,有
解得
(5)[5]由图(b)和表格可知流过小灯泡电流增加,图像中 变大,则灯丝的电阻增大;
(6)[6]根据表格可知当电流为160mA时,电压表的示数为46mV,根据(4)的分析可知此时小灯泡两端
电压为0.46V,则此时小灯泡电功率
P=0.46V×0.16A≈0.074W
1
[7]同理可知当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡两端电压为2.5V,此时小灯泡电功率
P=2.5V×0.3A=0.75W
2
故有
【例2】(2023·全国·统考高考真题)某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的
伏安特性曲线,实验所用电压表内阻约为 ,电流表内阻约为 。实验中有图(a)和(b)两个电路
图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图 (填
“a”或“b”)
(2)若选择另一个电路图进行实验,在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图
。【答案】 a
【详解】(1)[1] 灯泡的额定电流为
灯泡正常发光时的电阻为
图(a)中电流表外接,则电压表读数为6V时,电压表和灯泡并联,两者阻值为
则小灯泡正常发光时,流过小灯泡的电流非常接近电流表示数,电流表的读数略大于500mA;
图(b)中电流表内接,则电压表读数为6V时,电流表读数小于500mA。电流表读数为500mA时,对应的电
压表读数为
故根据图(c)的数据可得,该同学选择的电路图是图(a)。
[2]若选用另一个电路图即图(b)实验,会有
U = U +IR
灯 A
根据图(c)曲线可得,电流分别为200mA、300mA、500mA时,U 为1.0V、2.0V、6.0V,可知对应的电压
灯
应为1.3V、2.45V、6.75V,描点连线有实验五 以测电动势和内阻为核心的实验
1.测量电源电动势和内阻的三种常用方案
方案 伏安法 伏阻法 安阻法
原理 E=U+Ir E=U+r E=IR+Ir
电路图
关系式 U=E-Ir =+ =+
图像
纵轴截距: 纵轴截距:
纵轴截距:E 斜率大小:r
斜率: 斜率:
E <E E =E E <E E =E
测 真 测 真 测 真 测 真
误差分析
r <r r >r r <r r >r
测 真 测 真 测 真 测 真
2.定值电阻在电路设计中的三种作用
【例1】.(2024·湖南长沙·统考模拟预测)某同学把铜片和锌片相隔约 插入一个苹果中,就制成了一
个水果电池。为了测量其电动势 和内阻 ,他用到的实验器材有电阻箱(最大阻值为 )、数字万
用表 电压挡(内阻远大于普通电压表)、开关、导线若干。实验步骤如下∶
①将该水果电池与其余实验器材按图甲所示电路连接;
②调节电阻箱阻值,闭合开关,待示数稳定后,记录电阻箱的阻值 和数字万用表的数值 后立即断开开关;
③每次将电阻箱的阻值增大 ,重复实验,计算出相应的 和 ,数据记录如下表所示∶
2000 0.206 0.500 4.854
3000 0.275 0.333 3.636
4000 0.335 0.250 2.985
5000 0.380 0.200 2.632
6000 0.425 0.167 2.353
④根据表中数据,绘制出 关系图线如图乙中的直线 所示。
请回答下列问题∶
(1)步骤②中立即断开开关的原因是 ;(2)根据闭合电路欧姆定律,可以得到 与 的关系表达式为 (用 、 和 表示);
(3)根据实验数据绘制的图线 可得该水果电池的电动势为 ,内阻为 (结果均保
留2位有效数字);
(4)若用普通的电压表代替万用电表进行实验,得到的图线可能是图乙中的 (选填“ "、
“b"、“c"、“d")。
【答案】 见解析 a
【详解】(1)[1]步骤②中立即断开开关的原因是防止长时间通电,导致水果电池内阻和电动势发生变化。
(2)[2]在闭合电路中,由闭合电路欧姆定律有
解得
(3)[3][4]则可知图像b的截距
图像斜率
由图b可知
所以
(4)[5]若用普通的电压表代替万用电表进行实验,由于电压表内阻不是无穷大,会导致测量结果存在误
差,由闭合回路欧姆定律有
得可见图线斜率不变,但截距变化,所以得到图线可能是图乙中的a。
【例2】(2024·山西临汾·统考一模)有一种叠层电池,电动势约为9V,内阻在 之间,最大允许
电流为50mA。为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电
阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为 ; 是定值电阻。
(1)电路中 的作用是保护电源的安全,以下几个定值电阻可以用于本实验的是 。
A. B. C. D.
(2)该同学接入符合要求的 后,按照电路图正确连接电路,请将图乙的电路补充完整 。
(3)闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,获得多组数据,作出了如
图丙的 图线。则根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势 V,内电阻
(结果均保留2位有效数字)。
(4)如果考虑电压表内阻的影响,上面测量的电动势结果 ,内电阻结果 (都选填“偏
大”“偏小”“不影响”)。
【答案】 C 偏小
偏小【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律可知电路中 最小电阻为
故选C。
(2)[2]按照电路图正确连接电路,将图乙的电路补充完整
(3)[3][4]由闭合电路欧姆定律得
变形得
可知纵截距
解得
斜率
解得
(4)[5][6]由于电压表分流作用,则通过电源的电流实验中偏小,由 可知,电池的电动势偏小,
内电阻偏小。
三.专题强化训练
1.(2023上·陕西西安·高三校考期末)某同学要测量一均匀材料制成的圆柱体的电阻率 ,步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm;(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径 mm;
(3)用多用电表的电阻“ ”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R,发现偏角过大,因此应选
择 (填“ ”或“ ”)倍率的电阻档,更换倍率后,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值
为 。
(4)若金属丝的有效长度用 表示,横截面的直径用d表示,两端的电压用U表示,通过的电流用I表示,
则该金属丝的电阻率 (用 、d、U、I、 来表示)。
【答案】
【详解】(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知20分度的卡尺精确度为 ,则读数为
(2)[2]根据螺旋测微器读数规则,可知读数为固定刻度与可动刻度之和,所以其直径
(3)[3]使用多用电表的电阻“ ”挡,发现偏角过大,说明读数过小,需要重新选择“ ”倍率的
电阻档。
[4]更换倍率后,读数为
(4)[5]根据电阻定律和欧姆定律可得
,
又因为金属丝的横截面积方程联立解得
2.(2024上·河北·高三校联考期末)在学习了多用电表的原理以后,某同学对自制多用电表产生了兴趣。
他走进物理实验室,用一个满偏电流为3A、内阻约为 的电流表、滑动变阻器和一节电动势为1.5V的干
电池组装一个欧姆表。
(1)他首先测量了电流表的内阻,另取来一个量程为0~1.5V的电压表和一个总阻值为999.9Ω的电阻箱,
测量电路如图1所示,闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,他测得电流表满偏时电压表的读数为1.47V,
电阻箱的读数为 ,则电流表的内阻 。
(2)该同学设计了如图2所示的电路,完成调试后表盘上1.5mA的刻度对应的电阻值为 。
(3)该同学又从实验室取来 的标准电阻与电流表并联,如图3所示,这相当于对图2中的欧姆
表换档,换档前后欧姆表的倍率之比为 。
(4)该同学还用图4改装了一个欧姆表;当 未接入时,闭合开关S,将红黑表分开时,调节可变电阻,
使电流表满偏,然后 接入红、黑表笔之间开始测电阻,下列关于该欧姆表说法正确的是 。
A.电阻刻度的零刻度线在灵敏电流表的右端
B.电阻刻度的零刻度线在灵敏电流表的左端
C.表盘上的电阻刻度是均匀的
D.测量电阻后,应将开关S断开
【答案】 10 500 BD/DB
【详解】(1)[1]设电阻箱的阻值为 ,则有解得
(2)[2]图2电路,表头总内阻为
当
根据
解得
(3)[3]图3电路,电流表满偏时,总电流
表头的总内阻
故换挡前后欧姆表的倍率之比为10:1
(4)[4]AB.由图可知,该电路是利用并联分流的特点改装的。当红黑表笔短接时,电流计被短路了,示
数为0,此欧姆表的零刻度在电流表的左端,A错误,B正确;
C.利用闭合电路的欧姆定律,表盘刻度是不均匀的,C错误;
D.测量电阻后,该电路仍闭合,故应将开关S断开,D正确。
故选BD。
3.(2023上·贵州黔南·高三贵州省瓮安中学校考阶段练习)某实验兴趣小组在实验室找到一个标有
“6V,3W”的小灯泡,该实验小组现要用伏安法精确描绘该小灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:
A.学生电源(电动势为7V,内阻不计)
B.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约2Ω)
C.电压表V(量程为0~15V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值1kΩ,最大允许电流0.5A)
1
E.滑动变阻器R(最大阻值10Ω,最大允许电流2A)
2F.开关一个、导线若干
(1)请在虚线框中画出实验电路图,并标出选择的滑动变阻器。( )
(2)请根据(1)中所画的电路图,补充完成图甲中实物电路甲的连线。( )
(3)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次测量过程
中电压表和电流表示数如图所示,此时电流I= A,电压U= V。
(4)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示。另取两个相同的上述灯泡L,连接成如
图所示的电路,已知电源的电动势为E=5V、内阻为r'=1Ω,定值电阻的阻值为R=4Ω,则电路中一个灯泡
0
L消耗的电功率约为 W(保留2位有效数字)。
【答案】 见解析 见解析 0.26 4.0 0.60
【详解】(1)[1]小灯泡正常发光电阻为
更接近电流表电阻,故电流表采用外接法,实验中电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,故选用R。原理图如图
2
(2)[2]电压表量程应选0~15 V,电流表量程应选0~0.6 A,根据图甲所示的电路图,实物图连接如图
(3)[3]电流表最小分度为0.02A,估读本位即可,示数为0.26A。
[4]电压表最小分度为0.5V,估读本位即可,示数为4.0V。
(4)[5]设小灯泡两端电压为U,流过小灯泡的电流为I,由闭合电路欧姆定律可得
做出电源的U-I图线,与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标即为通过小灯泡的电流及小灯泡两端的电压。
由图可知U=2.0V,I=0.3A。则电路中一个灯泡L消耗的电功率约为4.(2023·贵州六盘水·统考模拟预测)某实验小组用以下器材研究流过小灯泡的电流与其两端电压的关系。
小灯泡L(额定电压为3.8V)
电压表V(量程为 ,内阻 约为 )
1
电压表V(量程为 ,内阻 约为 )
2
电流表A(量程为 或 )
滑动变阻器(最大阻值为 )
电源 (电动势为 ,内阻 )
开关S,导线若干。
(1)该实验中,电压表应选 (选填“V”或“V”),电流表选择接入电路的量程为0~0.6A。
1 2
(2)图甲为尚未完成的实物电路连线图,请用笔画线代替导线,将电路连线图补充完整 。
(3)经正确操作后,该小组绘制出小灯泡的电流与其两端电压的关系图像如图乙所示,由图像可知流过
该小灯泡的电流随电压的变化而变化,但并非正比关系。
(4)如图丙所示的电路中,电源电动势 、内阻 ,定值电阻 , ,则该
电路中流过小灯泡 的实际电流为 (保留2位有效数字)。【答案】 V 0.20
1
【详解】(1)[1] 小灯泡L额定电压为3.8V,则电压表选择5V量程的V;
1
(2)[2]电源电动势大于灯泡的额定电压,为保护用电器的安全同时使灯泡电压变化从零开始,应采用分
压接法,如图:
(4)[3]将定值电阻 也看作电源内阻,根据
在图乙中作出电源的 图,如图
图像的交点为灯泡和 并联部分的工作状态,此时
,
根据并联规律,通过 的电流为
则通过小灯泡的电流为5.(2023·云南·校联考模拟预测)某同学做描绘小灯泡 图像的实验,并要求小灯泡电压从零开始调
节。所用器材如下:
待测小灯泡一只,额定电压为 ,电阻约为几欧;
电压表V一只,量程 ,内阻约为 ;
电流表A一只,量程 ,内阻约为 ;
干电池两节,开关一个,导线若干
实验室能够提供两种规格的滑动变阻器
A.滑动变阻器 (阻值范围 ,额定电流 )
B.滑动变阻器 (阻值范围 ,额定电流 )
(1)滑动变阻器应该选择 (填“ ”或“ ”)。
(2)在图甲所示方框中画出该实验电路图 。
(3)该同学通过实验作出小灯泡的 图像如图乙所示,把该小灯泡和一节电动势为 ,内阻为
的电池串联,则小灯泡的功率为 W。(结果保留两位有效数字)
【答案】 0.32/0.33/0.34/0.35/0.36
【详解】(1)[1]因为灯泡电阻较小,为了获得较好的调节效果应该选用阻值范围小的滑动变阻器。
(2)[2]要求小灯泡电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法,由于
大于小灯泡的电阻,所以电流表采用外接法。电路图如图(3)[3]在灯泡的I-U图像坐标系内,作出电动势为E=1.5V,内阻为 的电源I-U图像如图所示
由图像可得灯泡两端电压为1.3V,通过灯泡的电流为0.26A,则灯泡实际功率
6.(2024上·山东青岛·高三山东省平度第一中学校考期末)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要
知道电流表的满偏电流和内阻。如图,他设计了一个用标准电流表G 校对待测电流表G 的满偏电流和测
1 2
定G 内阻的电路。已知G 的量程略大于G 的量程,R 为滑动变阻器,R 为电阻箱。
2 1 2 1 2
(1)实验过程包含以下步骤,合理的顺序为 (填步骤的字母代号);
A.合上开关S
2
B.分别将R 和R 的阻值调至最大
1 2
C.记下R 的最终示数
2
D.反复调节R 和R 的阻值,使G 的示数仍为I,G 的指针偏转到满刻度的一半,此时R 的最终示数为r
1 2 1 1 2 2
E.合上开关S
1
F.调节R 使G 的达到满偏,记下此时G 的示数I
1 2 1 1
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G 内阻的测量值与真实值相比 ,若没有电
2
流表G,电路图其他元件的连接方式不变,G 内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”
1 2
“偏小”或“相等”);(3)若要将G 的量程扩大为I,并结合前述实验中测量的结果,则需在G 上并联的分流电阻 的表达式
2 2
。
【答案】 BEFADC 相等 偏小
【详解】(1)[1]根据半偏法测电表内阻的步骤可得正确顺序为闭合开关前将R 和R 的阻值调至最大,以
1 2
免烧坏电流表,合上开关S,调节R 使G 的达到满偏,记下此时G 的示数I,合上开关S,反复调节R
1 1 2 1 1 2 1
和R 的阻值,使G 的示数仍为I,G 的指针偏转到满刻度的一半,此时R 的最终示数为r,记下R 的最
2 1 1 2 2 2
终示数,即顺序为BEFADC.
(2)[2]由原理可知,表头与电阻并联,则当电流达到半偏时,两并联电阻相等,即用上述方法得到的
内阻的测量值与真实值相比相等;
[3]若没有电流表G,电路图其他元件的连接方式不变,合上开关S 后,电路中总电阻变小,流过 的电
1 2
流大于流过 的电流, 两端的电压和电阻箱R 两端的电压相等,根据欧姆定律 可知G 内阻的测
2 2
量值与真实值相比偏小;
(3)[4]扩大电流表的量程需要并联一个电阻,由上述实验步骤可知其满偏电流为 ,则有
则
7.(2023上·辽宁朝阳·高三校联考阶段练习)测量一个量程为 的直流电压表的内阻 (几千欧),所
用的实验电路图如图甲所示。(1)请根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路 。
(2)把滑动变阻器的滑片 滑到 端,将电阻箱 的阻值调到零,闭合开关 ,调节滑动变阻器 的阻值,
使电压表的示数为 ,然后滑动变阻器的滑片 (填“向 端滑动”“向 端滑动”或“位
置不变”),调节电阻箱 的阻值,使电压表的示数为 ,此时电阻箱的示数如图丙所示,则该示数为
,该电压表的内阻 的测量值为 。
(3)由于系统误差,真实值 (填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
【答案】 位置不变 3936 1968 小于
【详解】(1)[1] 根据图甲将图乙中的器材连成完整的电路如下(2)[2][3][4]根据实验原理可知,保持待测部分电压不变,所以调节滑动变阻器 的阻值,使电压表的示
数为 ,然后滑动变阻器的滑片 位置不变。调节电阻箱 的阻值,使电压表的示数为 ,此时电阻箱
的示数如图丙所示,则该示数为3936Ω。根据串联分压原理可知
解得
(3)[5] 因该支路电阻变大,则该支路部分实际电压要比原电压变大,即R 的分压要大于2V,故R 的实
0 v
际值要小一些,即真实值小于测量值。
8.(2024上·湖南·高三校联考阶段练习)某同学要测量一个未知电的阻值。
(1)该同学先用多用电表测量这个未知电阻的阻值,首先将选择开关拨到欧姆挡“×10”挡,测量时发现
表针的位置如图甲中a的位置,指针偏转的角度 (地“太大”或“太小”),需要将选择开关
旋钮调至欧姆挡 (填“×1”或“×100”)挡,重新进行欧姆调零后再进行测量,这时指针指在
图甲中b位置,则被测电阻阻值为 Ω。
(2)为了精确测量该电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电源E(电动势6V,内阻不计)
B.电压表V(量程6V,内阻约6kΩ)
C.电流表A(量程400mA,内阻约1.0Ω)
1
D.电流表A(量程300mA,内阻约2.0Ω)
2
E.滑动变阻器R(0~10Ω)
F.开关两个,导线若干
该同学设计了如图乙所示电路,请根据电路将图丙中的实物连接完整。(3)闭合开关S 前将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,闭合S、S,调节
1 1 2
滑动变阻器至合适位置,读得此时电流表A 和电压表V的示数分别为I、U。再断开S,调节滑动变阻器,
1 0 0 2
使电压表V的示数仍为U,读得此时电流表A 和A 的数分别为I、I,则待测电阻R= (用题
0 1 2 1 2 x
中测出的物理量表示)。
【答案】 太大 ×1 18 左
【详解】(1)[1][2][3]指针指在a的位置,指针偏转角度太大,说明被测电阻太小,需要将将选择开关旋
钮调至欧姆挡“×1”,被测电阻为
(2)[4]电路连接如图所示(3)[5][6]闭合开关S 前将滑动变阻器的滑片移到最左端,使输出电压为零,当闭合S 和S,根据欧姆定
1 1 2
律可得
断开S,有
2
联立解得
9.(2024上·陕西西安·高三校考期末)某物理兴趣小组欲将电流表A 改装成量程为3V的电压表。
1
(1)小组同学先测量电流表的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表A(量程为1mA,内阻约为90Ω);
1
B.电流表A(量程为1.5mA,内阻约为400Ω);
2
C.定值电阻(阻值为200Ω);
D.定值电阻(阻值为20Ω);
E.滑动变阻器R(阻值为0~10Ω);
F.一节新的干电池E;
G.开关S及导线若干。
①图中的电阻R 应选用 (填“C”或“D”);
0
②根据如图所示的器材符号,请画出实验电路的原理图 ;③正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组A 的示数I 和A 的示数I,测得电流
1 1 2 2
表A 的内阻为100Ω。
1
(2)给电流表A 串联一个阻值为 kΩ(结果保留两位有效数字)的定值电阻,可将电流表A 改
1 1
装成量程为3V的电压表V。
【答案】 C 2.9
【详解】(1)[1]当电流表 、 满偏时,电流表 并联的电阻约为
故图中的电阻 应选用C。
[2]滑动变阻器变阻器阻值较小,需采用分压式接法,电流表 与定值电阻 并联可求出电流表 两端的
电压,电流表 测量通过电流表 与定值电阻 的总电流,故实验电路的原理图如图所示。(2)[3]根据电压表改装原理
电流表A 串联一个定值电阻的阻值为
1
10.(2024上·四川·高三校联考期末)某物理兴趣小组欲将电流表 改装成量程为3V的电压表。
(1)小组同学先测量电流表 的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表 (量程为1mA,内阻约为90Ω);
B.电流表 (量程为1.5mA,内阻约为400Ω);
C.定值电阻(阻值为200Ω);
D.定值电阻(阻值为20Ω);
E.滑动变阻器R(阻值为0~10Ω);
F.一节新的干电池E;
G.开关S及导线若干。
①图中的电阻 应选用 (填“C”或“D”);②请画出实验电路的原理图;
③正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组 的示数 和 的示数 ,测得电
流表 的内阻为100Ω。
(2)给电流表 串联一个阻值为 kΩ(结果保留两位有效数字)的定值电阻,可将电流表 改
装成量程为3V的电压表V;
(3)用标准电压表 与电压表V并联进行校准。当V 的示数为1.4V时,电流表 的指针恰好半偏,则
0
电压表V的实际量程为 V(结果保留两位有效数字)。
【答案】 C 2.9 2.8
【详解】(1)①[1]当电流表 、 满偏时,电流表 并联的电阻约为
故图中的电阻 应选用C。
②[2]滑动变阻器变阻器阻值较小,需采用分压式接法,电流表 与定值电阻 并联可求出电流表 两端
的电压,电流表 测量通过电流表 与定值电阻 的总电流,故实验电路的原理图如图所示。(2)[3]根据电压表改装原理
给电流表 串联一个阻值为
(3)[4]根据
电压表V的实际量程为
11.(2023上·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期末)某同学要测量某电压表的内阻,可利用的实验器
材有:
A.待测电压表 (量程为 ,内阻不到 );
B.标准电压表 (量程为 ,内阻约为 );
C.电源E(电动势为 ,内阻很小);
D.滑动变阻器R(最大阻值为 );
E.定值电阻 (阻值为 );
F.开关S,导线若干。(1)当待测电压表 的示数为 时,标准电压表 的示数为 ,改变滑动变阻器滑片位置,经过多次
测量,得到多组 的数值,以 为纵坐标, 为横坐标,画出的 图像是斜率为3的直线,则
待测电压表 的内阻 。
(2)把待测电压表 改装成量程为 的电压表,需要 (填“串”或“并”)联一个阻值
的定值电阻。
(3)把改装后的电压表跟标准电压表进行校对,发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数大,说
明在改装电压表时选用的定值电阻的阻值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 1500 串 6000 偏小
【详解】(1)[1]根据实验电路图可得
整理得
根据题意有
解得
(2)[2][3]将小量程得电压表改装成大量程得电压表 ,根据串联分压的原理可知,需要给电压表 串
联一个较大阻值的电阻,而根据串联电路中电压比等于电阻之比可得
即
解得(3)[4]在对改装后的电压表进行校对时,标准电压表和改装后的电压表是并联连接的,发现改装后的电
压表读数总是比标准电压表大,说明改装后的电压表通过的电流偏大,根据并联电路的分流原理,即电流
比等于电阻的反比可知,改装后的电压表所串联的电阻阻值偏小。
12.(2023上·陕西汉中·高三校联考期中)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表 的内阻,
可选用的器材如下:
A.待测电压表 :量程 ,内阻约
B.电压表 :量程 ,内阻约
C.电流表A:量程 ,内阻约
D.定值电阻 :
E.滑动变阻器 :
F.滑动变阻器 :
G.电源 :电动势约为 ,内阻忽略不计
H.开关、导线若干
(1)为了准确测量电压表 的内阻,两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙两个测量电路,
你认为 (选填“甲”或“乙”)更合理,并在实物图丙中用笔画线代替导线将电路图补充完整
。
(2)该实验中滑动变阻器应该选用 (选填“ ”或“ ”)。闭合开关前,将滑动变阻器滑片置于 (选填“左端”“中间”或“右端”)。
(3)用已知量 和 、 的示数 、 来表示电压表 的内阻: 。
【答案】 乙 见解析 左端
【详解】(1)[1]图甲电路中,由于电压表 的分流,没有办法精确测量待测电压表 中的电流,也就无
法精确测量电阻,而图乙中,通过两电压表的示数差能够求出定值电阻两端电压,从而求出通过定值电阻
的电流,该电流即为通过待测电压表 中的电流,可知为了准确测量电压表 的内阻,应选电路乙。
[2]结合电路图乙,连接实物图如图所示
(2)[3]控制电路采用分压式,为了确保测量数据的连续性强,滑动变阻器总阻值选择小一些,即滑动变
阻器选择 ;
[4]为了确保电路的安全,闭合开关之前,应将滑动变阻器滑片置于左端,使控制电路输出电压为0。
(3)[5]通过 的电流
根据欧姆定律有
解得13.(2024·全国·高三专题练习)“祖冲之”学习小组用如图甲所示的电路测量电压表的内阻,实验仪器
有:
待测电压表V(量程为0~3V,内阻约为4000Ω);
1
电压表V(量程为0~5V,内阻约为6000Ω);
2
电源E(电动势为6V,内阻不计);
滑动变阻器R(0∼10Ω);
1
电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω)。
2
该学习小组采用的主要实验步骤如下:
①开关S 闭合,S 闭合,调节滑动变阻器R 的阻值,使电压表V 的指针偏转到满刻度,读出此时电压表
1 2 1 1
V 的示数U;
2 0
②开关S 闭合,S 断开,同时调节滑动变阻器R 和电阻箱R,使电压表V 的示数仍为U,并使电压表V
1 2 1 2 2 0 1
的指针偏转到满刻度的 ,记录此时电阻箱R 的阻值。
2
(1)若步骤②中记录电阻箱R 的阻值为2000Ω,则电压表V 内阻的测量值为 Ω,该测量值
2 1
(填“大于”、“小于”或“等于”)电压表V 内阻的实际值;
1
(2)学习小组中有人认为不用电压表V 也能测量电压表V 的内阻,实验电路如图乙所示,主要实验步骤
2 1
为:
A.开关S 闭合,S 闭合,调节滑动变阻器R 的阻值,使电压表V 满偏;
1 2 1 1
B.开关S 闭合,S 断开,保持滑动变阻器R 的阻值不变,调节变阻箱R 的阻值使电压表V 半偏,读出
1 2 1 2 1
此时变阻箱R 的阻值,此阻值等于电压表V 内阻的阻值。此种情况下测得的电压表V 的内阻阻值
2 1 1
(填“大于”、“小于”或“等于”)电压表V 内阻的实际值。
1
【答案】 4000 等于 大于
【详解】(1)[1]开关S 闭合,S 闭合,两电压表并联,因此电压表的示数
1 2开关S 闭合,S 断开时,电压表的示数
1 2
电阻箱R 两端电压
2
根据串联电路电压的分配与电阻的关系
代入数据解得
[2]由于电阻箱两端电压、待测电压表两端电压以及电阻箱的值无误差,因此电压表内阻的测量值等于实际
值。
(2)[3]用题图乙测电压表内阻采用的是“半偏法”,实验的原理是闭合开关S 前后电压表支路的总电压
2
不变,当电压表示数半偏时,电压表的内阻的测量值等于电阻箱的接入电阻,即
实际上当开关S 断开时,电压表支路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的总电流变小,根据串联
2
电阻的分压原理可知,电压表支路的总电压变大;当电压表示数半偏时,电阻箱两端的真实电压大于半偏
的电压,根据串联电路电压的分配与电阻的关系可知,电压表内阻的真实值小于电阻箱的接入电阻,即
综上分析可知,电压表内阻的测量值大于真实值。
14.(2024上·安徽·高三校联考期末)某同学使用电桥法测量一未知电阻的阻值。实验器材有:多用电表、
电阻箱、滑动变阻器、刻度尺、电源、开关(两个)、灵敏电流计、导线若干。
(1)实验时,该同学先用欧姆表粗测待测电阻的阻值,把选择开关旋转到“×10”位置,经过正确操作后,
其读数如图所示,则该待测电阻的阻值为 Ω。(2)根据图的电路图,将图的实物图连接完整。( )
(3)实验时,调节滑片P使得灵敏电流计示数为零,此时用刻度尺测出滑片P到滑动变阻器线圈最左端
的距离x,以及线圈的总长度L,并记下此时电阻箱的阻值R,则待测电阻R= (用x、L和R 表
0 x 0
示)。
(4)若(3)中该同学的刻度尺损坏,无法测量滑动变阻器的线圈长度,可将电路中的R 与电阻箱互换位
x
置,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱使灵敏电流计示数再次为零,记下此时电阻箱的示数 ,
则R 的阻值为 (用R 和 表示)。
x 0
【答案】 130
【详解】(1)[1]由于选择开关旋转到“×10”挡位,故待测电阻的阻值为R=130Ω
(2)[2]实物图连接如图所示
(3)[3]设通过电阻R 的电流为I,通过滑动变阻器的电流为I,滑动变阻器滑片P左侧线圈的电阻为
x 1 2
R,滑动变阻器滑片P右侧的电阻为R,由灵敏电流计示数为零可知
1 2
,
则
由电阻决定式 可知
则
(4)[4]由(3)知 ,同理R 和电阻箱互换后,有
x
联立解得
15.(2024·河南·统考一模)学生小组用放电法测量电容器的电容,所用器材如下:电池(电动势3V,内阻不计);
待测电容器(额定电压5V,电容值未知);
微安表(量程200μA,内阻约为1kΩ);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
电阻箱R、R、R、R(最大阻值均为9999.9Ω);
1 2 3 4
定值电阻R(阻值为5.0kΩ);
0
单刀单掷开关S、S,单刀双掷开关S;
1 2 3
计时器;
导线若干。
(1)小组先测量微安表内阻,按图(a)连接电路。
(2)为保护微安表,实验开始前S、S 断开,滑动变阻器R的滑片应置于 (填“左”或
1 2
“右”)端。将电阻箱R、R、R 的阻值均置于1000.0Ω,滑动变阻器R的滑片置于适当位置。保持R、
1 2 3 1
R 阻值不变,反复调节R,使开关S 闭合前后微安表的示数不变,则P、Q两点的电势 (填
3 2 2
“相等”或“不相等”)。记录此时R 的示数为1230.0Ω,则微安表的内阻为 Ω。
2
(3)按照图(b)所示连接电路,电阻箱R 阻值调至615.0Ω,将开关S 掷于位置1,待电容器充电完成后,
4 3
再将开关S 掷于位置2,记录微安表电流I随时间t的变化情况,得到如图(c)所示的图像。当微安表的
3
示数为100μA时,通过电阻R 的电流是 μA。
0
(4)图(c)中每个最小方格面积所对应的电荷量为 C(保留两位有效数字)。某同学数得曲
线下包含150个这样的小方格,则电容器的电容为 F(保留两位有效数字)。
【答案】 左 相等 1230.0 300 3.2 × 10-6 4.8 × 10-4
【详解】(2)[1]为保护微安表,实验开始前S、S 断开,滑动变阻器R的滑片应置于左端。
1 2
[2]由题知,使开关S 闭合前后微安表的示数不变,则说明P、Q两点的电势相等。
2
[3]根据电桥平衡可知,此微安表的内阻为1230.0Ω。
(3)[4]由于微安表与R 并联,则当微安表的示数为100μA时,R 分担的电流为
4 4则通过电阻R 的电流
0
I = I+I = 300μA
总 4
(4)[5]图(c)中每个最小方格面积所对应的电荷量为
q = 8μA × 0.4s = 3.2μC = 3.2 × 10-6C
[6]则150个这样的小方格为总电荷量为
Q = n × q = 150 × 3.2 × 10-6C = 4.8 × 10-4C
而微安表改装后流过R 的电流是微安表示数的3倍,则根据电容的定义式可知电容器的电容为
0
16.(2024上·山西吕梁·高三统考期末)某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动
势和内阻,他们找到了如下实验器材:电池组(电动势约为 ,内阻约为 ),灵敏电流计G(满偏
电流 ,内阻 ),定值电阻 ( ),定值电阻 ,电阻箱R,开关与导线若干。
同学们研究器材,思考讨论后确定了如下的实验方案,请你将该方案补充完整。
(1)若想把灵敏电流计G改装成量程为8V的电压表,需要 (选填“串联”或“并联”)定值电阻
等于 。
(2)为了准确测出电池组的电动势和内阻,同学们设计了如下图甲所示的电路图。
(3)同学们根据采集到的灵敏电流计G的读数I和电阻箱的读数R,作出的图像如图乙所示,已知图线的
斜率为k,纵截距为b,电源中的电流远大于电流计G中的电流,则所测得电池组的电动势 ,内
阻 。(用题目中所给的字母表示)(4)该小组同学继续研讨探究;图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线,如果把四个该型
号的灯泡并联后再与 的定值电阻串联起来接在上述电池组上(若测得电池组的电动势 ,
内阻 ),如图丁则四只灯泡消耗的实际总功率为 W(结果保留两位有效数字)。
【答案】 串联 ( )
【详解】(1)[1][2]根据电表改装原理可知若想把灵敏电流计G改装成量程为8V的电压表,需要串联一
个定值电阻
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得:
结合图乙有
,
解得
,
(4)[5]设灯泡的电压为U,电流为I,则有解得
作出对应的 图像如图所示
由图像可知,灯泡实际的电流与电压分别为
,
故四只灯泡消耗的实际总功率为
17.(2024上·江西吉安·高三吉安一中校考期末)实验小组用图甲所示的电路来测量电源的电动势与内阻,
图中定值电阻的阻值为R,电压表的内阻很大,电阻箱R的调节范围足够大。主要的实验步骤如下:
0
a.先将S闭合,多次改变电阻箱的阻值,记下电压表的对应示数U和电阻箱的阻值R;
b.根据记录的数据,做出 的图像如图乙所示。
回答下列问题:
(1)按照图甲所示的实验电路图在下列方框中接好实物图 ;(2)写出乙图的函数表达式 (用E、r、R、U、R来表示);
0
(3)根据乙图可得r= (用b、R 表示),E= (用a表示),由于 .电
0
源电动势的测量值与真实值相比偏小.
【答案】 电压
表的分流
【详解】(1)[1]完整的电路连线图如下;
(2)[2]由闭合电路欧姆定律可得
变形可得
;
(3)[3][4][5]由乙图可得综合解得
由于电压表的分流,电源电动势的测量值与真实值相比偏小。
18.(2024上·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校考阶段练习)某同学测一节干电池的电
动势和内阻,现备有下列器材。
A.被测干电池一节
B.电流表2:量程0~0.6A,内阻
C.电压表1:量程0~15V,内阻未知
D.电压表2:量程0~3V,内阻未知
E.滑动变阻器1:阻值范围为0~10Ω,允许通过最大电流2A
F.滑动变阻器2:阻值范围为0~100Ω,允许通过最大电流1A
G.开关、导线若干
(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在
现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材,电压表
选择 ,滑动变阻器选择 。(填写器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图 (填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的 图像,则在修正了实验系统误差后,干
电池的内阻 Ω。
(4)使用图乙电路图测得的电动势 真实值(填大于、等于或小于)。【答案】 D E 甲 1.05 小于
【详解】(1)[1]实验要尽可能准确地测量一节干电池的电动势和内阻,已知电流表2的内阻,可以把它
串联在干路中,把它的内阻看成电源的一部分,而电压表测量得到的电压就可以看成是路端电压。由于一
节干电池的电压约为 ,路端电压小于 , 读数误差太大,电压表选择D。
[2]干电池内阻较小,则为了方便调节,减小误差,滑动变阻器选择E。
(2)[3]因为电流表的内阻已知,把它接入干路中,可以准确测出流过电源的干路电流,把它的内阻等效
为电源内阻,电压表的示数即可看做路端电压,则应选甲图。
(3)[4]由闭合回路欧姆定律有
结合图像可得
解得
(4)[5]若使用图乙电路图测内阻相对于电源而言,电流表外接,由于电压表有分流作用,故电流表测量
值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的 图像如下图所示,由图可知,电源电动
势的测量值小于真实值。
19.(2024上·广东梅州·高三统考期末)某实验小组,欲测量一节5号电池的内阻r和待测定值电阻R的阻值,器材如下:待测5号电池一节(电动势1.5V,内阻r待测),同规格待测电阻R若干,毫安表
(量程500mA,内阻 ,开关,导线若干。实验步骤如下:
(1)按图(a)所示电路图,连接实物电路。
(2)依次将1只定值电阻、2只定值电阻、…k…只定值电阻串联接入电路中,电路中毫安表的读数依次
为 、 、… …,将电流表的读数记录在表格中。
接入电路的电阻个数k 1 2 3 4 5
毫安表读数I(mA) 405 242 172 134 110
k
电流倒数(A⁻¹) 2.47 4.13 5.80 7.47 9.09
(3)断开电路,整理器材。
根据以上操作,试回答下列问题:
①电路中电动势 ,电流 ,定值电阻R,所满足的关系是 (用代表相应物理量的字母表示,设接
入电路中的定值电阻个数为k)。
②以 为纵坐标,k为横坐标,在坐标纸上描点,如图(b)所示,其中第3组数据坐标纸上没有描出,请
在图(b)中将它描出,并在坐标纸上完成作图。
③根据图(b)中的图像,可知电源的内阻r= Ω,定值电阻的阻值R= Ω。(结果均保留两位
有效数字)
④若实际电源的电动势略低于1.5V,则电源内阻的测量值将 。
A.偏大 B.偏小 C.准确 D.不确定【答案】 0.80 2.5 偏小
【详解】(3)[1]电路中电动势 ,电流 ,定值电阻R,所满足的关系是
[2]由表中数据,描点作图可得
[3][4]由
整理可得
结合图像有
,
解得
,
[5]若实际电源的电动势略低于1.5V,则电源内阻的测量值将偏小。
20.(2023·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考一模)(1)某次实验中,多用电表表盘如图1所示,如果甲同学用欧姆挡“ ”测量,则读数为 Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为 V;
(2)乙同学利用多用电表测量图2和图3所示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。以下操作正确的是
。
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小
灯泡的电流
【答案】 800 3.3 AC/CA
【详解】(1)[1]用“ ”档位,其读数为
[2]用“直流5V”档位,由题图可知,其分度值为0.1V,其读数为
(2)[3]电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出,图2多用电表与小灯泡并联是测电压,图3多用电
表与小灯泡串联是测电流,表笔位置正确;根据欧姆挡使用规则,不能在通有电流的电阻上用欧姆挡测量
电阻。
故选AC。
21.(2023上·黑龙江双鸭山·高三校考期中)如图甲为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图;
如图乙为欧姆表测电阻R 的原理图;用多用电表直接测量电阻约为1300Ω的电灯泡的电阻,其电路连接图
x
如图丙所示,回答下列问题:(1)对甲图,在测量电阻前需要将红、黑表笔短接,进行 调零,需要调整 (选填
“A”、“B”或“C”)。
(2)对乙图,若电源的电动势为E,满偏电流为I ,当接上待测电阻R 后,表头的示数为I,则欧姆表的
m x
内阻为 ,待测电阻R 的阻值为 。
x
(3)对丙图,实验选择开关所处的档位是 (填“×10”“×100”或“×1000”),灯泡阻值的读数为
Ω。
(4)使用一段时间后,多用电表电源电动势降低,但仍能进行欧姆调零,用该欧姆表测量某一电阻时,
测量值比真实值 (填“偏大”不变”或“偏小”)。
【答案】 欧姆 B ×100 1200 偏大
【详解】(1)[1] [2]对甲图,在测量电阻前需要将红、黑表笔短接,进行欧姆调零;需要调整B;
(2)[3] [4]根据欧姆表工作的原理可知欧姆表的内阻为
根据闭合电路欧姆定律有
解得
(3)[5][6]多用电表测量电阻约为1300Ω的电灯泡的电阻,为使指针在中央附近,应选择×100的倍率;指
针指向12刻度,读数为1200Ω;
(4)[7] 使用一段时间后,多用电表电源电动势降低,根据欧姆表内阻欧姆调零时欧姆表内阻R 变小,用欧姆表测电阻时,电流
内
由于R 偏小,I偏小,指针偏左,电阻测量值偏大。
内
22.(2024上·四川内江·高三四川省内江市第一中学校考阶段练习)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; 、 、 、 和 是固定电阻, 是可变电阻;表头G的满偏电流为
250μA,内阻为480Ω,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1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆100Ω挡.
(1)关于 的使用,下列说法正确的是 。
A.在使用多用电表之前,调整 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 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 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(2)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“3相连的,则读数为
Ω。
(3)根据题给条件可得 Ω, Ω。
【答案】 B
【详解】(1)[1] 是可变电阻,只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,也就是使用
欧姆挡时,先将两表笔短接,调整 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。故选B。
(2)[2]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“3”相连的,则多用电表为欧姆
“ ”挡,读数为
(3)[3] 由图(a)可知,换挡开关接2时,对应量程为直流电流 ,则有
解得
[4]换挡开关接 时,对应量程为直流电压 ,这时表头与 、 并联组成新表头,新表头的内阻为
新表头的量程是 ,则有
若换挡开关接 时,对应量程为直流电压 ,则有
代入数值解得
23.(2024上·贵州贵阳·高三贵阳一中校考期末)小王同学利用一个毫安表和一些电学元件练习测量几个
电阻。器材如下:
干电池:电动势E=1.5V,内阻r=1Ω;
毫安表:满偏电流I=1mA,内阻R=100Ω;
g g
定值电阻R=300Ω;
0
滑动变阻器R,阻值调节范围足够大;
待测电阻R 若干;
x
开关S,红、黑表笔各一支,导线若干。(1)请将图甲实物用连线组成欧姆表,并在图中标出表笔的颜色(“黑”或“红”)。( )
(2)将两支表笔短接,调节滑动变阻器至电流为1mA时,R应为 Ω。
(3)将表笔跨接在待测电阻R,两端,指针如图乙所示,则R 为 Ω。
x
(4)一段时间后电池内阻变大(电动势不变),调零后测量某电阻的阻值,其测量结果 (填
“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】 1099 2250 准确
【详解】(1)[1]根据红表笔接内部电源的负极,所以左侧为红表笔,故实物图连接如图
(2)[2]根据欧姆定律
=1500Ω
所以=1099Ω
(3)[3]根据欧姆定律
=3750Ω
所以
=2250Ω
(4)[4]由于电动势不变,满偏电流相同,指针指相同的位置时电流相同,所以 相同,即读数准确。
24.(2023上·安徽·高三校联考阶段练习)如图所示,图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图,该欧姆
表有“ ”及“ ”两个挡位可选。图1中电源的电动势为 ,内阻为 ,在挡位切换时
电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为 ,满偏电流为 ,定值电阻
。图2为该多用电表的表盘,欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻,请回
答下列问题:
(1)在正确操作的情况下,图1中b表笔应为 表笔(填红”或黑”)。
(2)若欧姆表的倍率调为“ ”挡,则图1中对应单刀双掷开关应拨至 位置(填1”或
2”)。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻,发现指针位于20与30正中间,则测量值 (填
“大于”“等于”或“小于”) 。
(3)若将欧姆表的倍率调为“ ”挡,进行欧姆调零后接在另一个待测电阻 的两端,稳定后指针指
在灵敏电流计满偏刻度的 处,则通过计算可知该待测电阻的阻值为 .(4)若将图1中单刀双郑开关拨至2后,进行欧姆调零,当调零完毕时,滑动变阻器接入电路的阻值为
R= 。
【答案】 黑 2 小于 75 1409
【详解】(1)[1]在欧姆表的使用过程中,应让电流从红表笔流入,黑表笔流出,黑表笔接内部电源正极,
所以b表笔应为黑表笔;
(2)[2][3]当开关拨至2时,灵敏电流计满偏时的干路电流为
此时欧姆表的中值电阻为
所以当开关拨至2时,欧姆表的倍率是“ ”,由于刻度盘为左密右疏”,因此小于 ;
(3)[4]倍率选择“ ”挡时,欧姆表的内阻为
由闭合电路欧姆定律有
指针指在电流计满偏刻度的 位置时,有
解得
(4)[5]当开关拨至2时,倍率为“ ”挡,欧姆表的内阻为
电路中并联部分的阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻为25.(2024·云南昭通·统考模拟预测)如图甲为一个多用电表欧姆挡的内部电路示意图。其中电池的电动
势 、内阻 ;电流计的满偏电流 、内阻 ;R 为调零电阻(阻值范围是
0
)。
(1)图甲中表笔 为 (填“红”或“黑”)表笔。
(2)将图甲中两表笔短接,进行欧姆调零后,调零电阻 的有效阻值为 .
(3)紧接着用该多用电表测量某电阻的阻值,表盘指针如图乙所示,从图中信息可知选择的挡位为
(填“ ”或“ ”)倍率挡,被测电阻的阻值为 。
(4)某同学利用定值电阻 给该欧姆表增加一个“ ”倍率挡,设计的电路如图丙所示,则定值电阻
。(结果保留1位小数)
【答案】 红 1483 1600 1.7
【详解】(1)[1]根据电流方向“红进黑出”,结合欧姆表内部电源的情况,可以判断 为红表笔。
(2)[2]当电表指针满偏时,电表总内阻为
又
解得
(3)[3][4]表盘指针半偏时则倍率为“ ”挡;被测电阻的阻值为 。
(4)[5]倍率为“ ”时
满偏电流
由
得