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专题26 电学实验(一)
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 描述小
灯泡伏安特性曲
线
(10 年几考)
2023·全国·高考真题、2021·全国·高考真题、2021·河北·高考真
题、2020·江苏·高考真题、2020·全国·高考真题、2020·浙江·高
考真题、2019·浙江·高考真题、2017·全国·高考真题、2017·浙
江·高考真题、2016·天津·高考真题、2015·福建·高考真题、
2015·山东·高考真题、2015·浙江·高考真题
主要复习电学实
验的基本原理和
方法,并借助基
本实验分析拓展
创新实验。考查
电表改装、多用
电表原理和使
用;“电阻测量
类”实验;测量
电源的电动势和
内阻;电学拓展
创新实验等。考
查的是电学实验
的基本原理和方
法,经常和传感
器结合在一起,
考查电路的控
制,难度一般较
大。
考点2 半偏法
测电阻
(10 年7 考)
2023·海南·高考真题、2021·山东·高考真题、2019·海南·高考真
题、2018·海南·高考真题、2017·全国·高考真题、2016·全国·高
考真题、2015·全国·高考真题
考点3 特殊法
测电阻
(10 年7 考)
2024·全国·高考真题、2023·湖南·高考真题、2022·全国·高考真
题、2021·浙江·高考真、2020·海南·高考真题、2018·全国·高考
真题、2016·全国·高考真题、2016·江苏·高考真题
考点4 测量电阻
率
(10 年9 考)
2024·江西·高考真题、2024·山东·高考真题、2024·湖南·高考真
题、2024·江苏·高考真题、2023·广东·高考真题、2023·北京·高
考真题、2023·辽宁·高考真题、2023·全国·高考真题、2023·浙
江·高考真题、2022·辽宁·高考真题、2022·湖北·高考真题、
2022·浙江·高考真题、2022·广东·高考真题、2021·福建·高考真
题、2021·全国·高考真题、2020·全国·高考真题、2019·江苏·高
考真题、2019·天津·高考真题、2017·浙江·高考真题、2015·海
南·高考真题、2015·重庆·高考真题
考点5 电容器
充放电现象(10
年2 考)
2024·重庆·高考真题、2024·海南·高考真题、2024·浙江·高考真
题、2023·福建·高考真题、2023·山东·高考真题、2023·全国·高
考真题
考点01 描绘小灯泡伏安特性曲线
1.(2023·全国·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
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(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 灯+IRA
根据图(c)曲线可得,电流分别为200mA、300mA、500mA 时,U 灯为1.0V、2.0V、6.0V,可知对应的电压应
为1.3V、2.45V、6.75V,描点连线有
2
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2.(2017·全国·高考真题)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3.8V,
额定电流0.32A);电压表
(量程3V,内阻3kΩ);电流表
(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻
(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8V 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
(选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源
(电动势4V,内阻1.00Ω)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。
(结果均保留两位小数)
【答案】
增大 增大
/
/
【详解】(1)[1]小灯泡的电压要求从0 开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,小灯泡的额定电压超出
电压表的量程,需将电压表与
串联后接入电路,由于小灯泡的电阻比较小,电流表采用外接法,电路图
如图所示
(2)[2][3]
图像中随着电流的增大,图线上点与原点连线的斜率变小,则小灯泡的电阻增大,根据
电阻定律
可知灯丝的电阻率增大。
[4]当滑动变阻器R 的阻值最大为9Ω 时,电路中电流最小,小灯泡功率有最小值。根据闭合电路欧姆定律
得
3
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可得
在小灯泡的伏安特性曲线图中,再画此时小灯泡的
图线,如图
取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点:
则小灯泡的最小功率为
3.(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R0
滑动变阻器R1(阻值0-20
)
电阻箱R2(最大阻值9999.9
)
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,R0应选取阻值为
的定值电阻;
(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R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和
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
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(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R2的阻值调整为
。然后调节滑动变阻器R1,测得数据如下表所示:
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P1=
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P2,则
= (保
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R0应选取阻值为10
;
(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;
5
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(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
P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[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
P2=2.5V×0.3A=0.75W
故有
4.(2021·河北·高考真题)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有;小灯泡(
,
),直流电源(
),滑动变阻器,量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1 所
示。
(1)根据图1,完成图2 中的实物连线 ;
(2)按照图1 连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是 (单
项选择,填正确答案标号);
A.电流表短路
B.滑动变阻器的滑片接触不良
C.滑动变阻器滑片的初始位置在b 端
(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到
图像,其中一部分如
图3 所示,根据图像计算出P 点对应状态下小灯泡的电阻为
(保留三位有效数字)。
【答案】
C
6
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【详解】(1)[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的
位置连接,如图
(2)[2]开关闭合,小灯泡闪亮一下后灯丝烧断,说明通过小灯泡的电流过大。
A.电流表内阻非常小,短路几乎不影响通过小灯泡的电流,与灯丝烧断无关,A 错误;
B.滑动变阻器滑片接触不良,无电流通过小灯泡,B 错误;
C.滑动变阻器的滑片开始时置于
端,小灯泡部分分压达到最大,通过电流最大,可能会烧断小灯泡灯丝,
C 正确;
故选C。
(3)根据小灯泡的伏安特性曲线可知在
点时的电压和电流分别为
,
根据欧姆定律
可知小灯泡的电阻为
5.(2020·江苏·高考真题)某同学描绘一种电子元件的
关系图象,采用的实验电路图如题图1 所示,
V 为电压表,
mA 为电流表,E 为电源(电动势约
),R 为滑动变阻器(最大阻值
),
为定值电阻,S 为开关。
(1)请用笔画线代替导线,将题图2 所示的实物电路连接完整 。
(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
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50
请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的
图线 。
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(3)根据作出的
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
,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】
非线性元件 BC
【详解】(1)[1]根据题意连接电路如图
(2)[2]根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接各点如图
(3)[3]根据图像可知该元件是非线性元件。
(4)[4]AB.
图线上某点与原点连线的斜率为
,根据元件的特性可知,当电压超过一定数值时,电流
8
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会急剧增大,所以电阻会急剧减小,若用导线代替
,电流急剧增大,可能会烧坏待测元件,对电流表和
电压表的测量误差无影响,A 错误,B 正确;
CD.根据图像可知待测元件的电压范围小于
,而电源电动势为
,因为待测元件两端电压非常小,如
果用导线代替
,会导致滑动变阻器的调节范围变得非常小,难以调节,C 正确,D 错误。
故选BC。
6.(2020·全国·高考真题)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性。所用器材有:电流表A1
(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 Ω),电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值
R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S 和若干导线。
该同学设计的电路如图(a)所示。
(1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线 。
(2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U=
,流过小灯泡的电流I= 。为保证小灯泡的安全,I1不能超过 mA。
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读
取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA
32
55
85
125
144
173
I2/mA
171
229
299
379
424
470
根据实验数据可算得,当I1=173 mA 时,灯丝电阻R= Ω(保留1 位小数)。
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻
值不能小于 Ω(保留1 位小数)。
【答案】
180 11.6 8.0
【详解】(1)根据电路图连接实物图如图所示
9
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(2)①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压,故根据欧姆定律有
②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为
③因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA;
(3)根据表中数据可知当I1=173mA 时,I2=470mA;根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为
U=3.46V;流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A;故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为
(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V,而电流表A1不能超过其量程
200mA,此时结合①有
解得
,即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于
。
7.(2020·浙江·高考真题)(1)小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后,所选
欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示,则此电阻器的阻值为 Ω
(2)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中:
①如图丙所示,已经连接了一部分电路,请在答题纸上对应位置将电路连接完整 。
②合上开关后,测出9 组Ⅰ、U 值,在
坐标系中描出各对应点,如图丁所示。请在答题纸对应位置的
图中画出此小灯泡的伏安特性曲线 。
③与图丁中P 点对应的状态,小灯泡灯丝阻值最接近 。
A.16.7Ω B.12.4Ω C.6.2Ω
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【答案】 1750(1700~1800)
C
【详解】(1)[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率:
(2)①[2]根据图丁可知电压表选择0 到3V 量程即可,数据从0 开始测量,滑动变阻器采用分压接法:
②[3]用平滑曲线画出伏安特性曲线:
③[4]根据图像结合欧姆定律:
所以C 选项的电阻较为接近。
8.(2019·浙江·高考真题)小明想测额定电压为2.5V 的小灯泡在不同电压下的电功率的电路.
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(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的 导线没有连
接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7 点至8 点”);
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所示,
则电流为 A,此时小灯泡的功率为 W
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V 时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下
列数据,你认为最有可能的是
A.0.08A B.0.12A C.0.20A
【答案】 1 点至4 点 0.30 0.75 C
【详解】(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1 点至4
点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路;
(2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.30×2.5W=0.75W;
(3)若灯泡电阻不变,则由
,解得I1=0.12A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值越小,
则通过灯泡的电流要大于0.12A,则选项C 正确;故选C.
9.(2017·浙江·高考真题)做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,要求采用分压电路,电流表外接.小
王的连接如图甲所示,闭合开关S 前请老师检查,老师指出图中标示的①、②两根连线有一处错误,错误
连线是 (填“①”或“②”);图中标示的③、④和⑤三根连线有一处错误,错误连线是
(填“③”“④”或“⑤”).小王正确连线后,闭合开关S 前,应将滑动变阻器滑片C 移到 处(填
“A”或“B”).闭合开关S,此时电压表读数为 V,缓慢移动滑片C 至某一位置时,电流表指针如图乙
所示,电流表的示数为 A.
【答案】 ① ④ A 0 0.32
【详解】本实验的等效电路图如下:
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应该采用分压式、外接法,所以①、④两根导线有问题.
实验开始时为了保证实验仪器的正常使用,需要将C 拨到最左端,即A 处,开关闭合后,电压表读数为0
V.
电流表的量程应为0.6A,图乙中电流表的读数为0.32 A(不需要估读).
10.(2016·天津·高考真题)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 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了开关、导线外,还有:
电压表V1(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)
电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω)
电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)
滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω)
定值电阻R4(阻值等于10 Ω)
定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)
电源E(E=6 V,内阻不计)
(1)请画出实验电路图,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I–U 图象应是下图中的 .
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【答案】
B
【详解】①用电压表V1和R5串联,可改装成量程为
的电压表;用电流表A1与R4并
联可改装为量程为
的电流表;待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接法;为使
曲线完整,滑动变阻器应采用分压接法,故选择总阻值小的R1,电路如图:
②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I–U 图线应该是B.
【点睛】此题考查了探究小灯泡的伏安特性曲线的实验;此题的难点在于题中所给的电表量程都不适合,
所以不管是电流表还是电压表都需要改装,所以要知道电表的改装方法;改装成电压表要串联分压电阻;
改装成电流表要并联分流电阻;其他部分基本和课本实验一样.
11.(2015·福建·高考真题)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,
现已完成部分导线的连接.
(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画
线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接 :
(2)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为 A;
(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将 只相同的小电珠并联后,直
接与电动势为3V、内阻为1Ω 的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为
W(保留小数点后两位).
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【答案】
0.44 4 2.22~2.28
【详解】(1)滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,则滑动变阻器
采用分压接法,实物图如图所示;
(2)由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A;
(3)电源内阻为1 欧,所以当外电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电
压等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V 时电流约为0.38A,此时电阻约为
,并联后的总
电阻为1 欧,所以需要4 个小电珠,小电珠消耗的总功率约为
(2.22-2.28W 均可).
12.(2015·山东·高考真题)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0,R 为定值电阻,电流
表、电压表均可视为理想电表.某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率.改变RL的阻值,记录
多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的U
I
﹣关系图线.
回答下列问题:
(1)滑动触头向下移动时,电压表示数 (填增大或减小).
(2)I0= A.
(3)RL消耗的最大功率为 W(保留一位有效数字).
【答案】 减小 1.0 5
【详解】(1)滑动头向下移动时,RL阻值减小,则总电阻减小,电压变小,则电压表读数变小;
(2)由电路图可知:
,即:U=I0R-IR,由U-I 图线可知,I0R=20;
,则
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I0=1.0A;
(3)RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2,则当I=0.5 时,功率的最大值为
13.(2015·浙江·高考真题)图甲是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。
(1)根据图甲画出实验电路图 。
(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乙中的①②③④所示,电流表量程为0.6A,
电压表量程为3V。所示读数为:① ② ③ ④ 。两组数据得到的
电阻分别为 和 。
【答案】
0.10 A 0.24 A 2.00V 0.27V
【详解】(1)[1]从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压,电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压接
法,故电路图如图所示
(2)[2][3]电流表的量程为0.6A,所以每小格表示的分度值为0.02A,故①的读数为0.10A,②的读数为
0.24A。
[4][5]电压表的量程为3V,则每一小格表示0.1V,所以③的示数为2.00V,④的示数为0.27V。
[6]通过灯泡的电流小,则灯泡两端的电压小,故①④为同一组数据,故得到的电阻为
[7]②③为另外一组数据,故得到的电阻为
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考点02 半偏法测电阻
1.(2023·海南·高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω 的微安表头的内阻,
所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选 ,RN应选 ;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整 ;
(3)下列操作顺序合理排列是 :
①将变阻器滑动头P 移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P 至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为 ,该测量值 (填“大于”、“小
于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V 的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V
(保留3 位有效数字)。
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(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P 不变,S2闭合后调
节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP 间电压不变,则微安表内阻为 (用RM、RN表
示)
【答案】 R1 R2
①③②④ 1998.0Ω 小于
1.28
【详解】(1)[1][2]根据半偏法的测量原理可知,RM与R1相当,当闭合S2之后,变阻器上方的电流应基本
不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1,RN应选R2。
(2)[3]根据电路图连接实物图有
(3)[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P 移至最左端,将RN调至最大值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P 至某位置再调节RN使表头满偏;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。
(4)[5]根据RM调节后面板读数为1998.0Ω。
[6]当闭合S2后,原电路可看成如下电路
闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的电流大于原来的电流,则流过RM的电流
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大于
,故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
(5)[7]将该微安表改装成量程为2V 的电压表,则需要串联一个电阻R0,则有
U = Ig(Rg+R0)
此时的电压读数有
U′ = I′(Rg+R0)
其中
U = 2V,Ig= 100μA,I′ = 64μA
联立解得
U′ = 1.28V
(6)根据题意OP 间电压不变,可得
解得
2.(2017·全国·高考真题)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为0~100μA,内阻大约
为2500Ω)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20Ω,另一个阻值为
2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);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:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2000”);
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片D 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C 置于中间位置附近;
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片C 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C 所在位置的电势 (填“相
等”或“不相等”);
④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2601.0Ω 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 Ω(结果保留到个位);
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(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。
【答案】
20 左 相等 2550 调节R1上的分压,尽可
能使微安表接近满量程
【详解】(1)[1]实物连线如图所示
(2)①[2]滑动变阻器R1要接成分压电路,则要选择阻值较小的20Ω 的滑动变阻器。
②[3][4]为了保护微安表,开始时将R1的滑片D 滑到接近图(a)中滑动变阻器的左端对应的位置;③将电
阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1;将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片C 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BC 中无电流流过,可知B 与C 所在位置的
电势相等。
④[5]设滑片C 两侧电阻分别为R21和R22,因B 与C 所在位置的电势相等,可知
同理当Rz和微安表对调后,仍有
解得
(3)[6]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。
3.(2016·全国·高考真题)某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表V 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 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变
阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1 个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图连接线路;
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②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④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)根据电路将图中实物图连线。( )
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,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 Ω(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)。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
【答案】 R1
2520 D
【详解】(1)[1]本实验中认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,但实际情况是由于并联部分的电
阻增大造成分压略微增大,从而造成系统误差,为了能尽量减小这一误差,需要使分压部分的等效电阻
(即滑动变阻器负责分压部分的电阻与支路电阻的并联电阻)近似不变,根据电阻并联规律可知,这就需
要滑动变阻器负责分压部分的电阻远小于支路电阻,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的R1。
(2)[2]如图所示。
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(3)[3]当电压表的示数为2.00 V 时,电阻箱两端电压为0.5V,根据串联电路分压规律可得
RV=4R=2520Ω
(4)[4]根据电表改装原理可得该表头的满刻度电流为
故选D。
4.(2021·山东·高考真题)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随
温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻
(实验温度范围内,阻值约几百欧到几千欧);
电源E(电动势
,内阻r 约为
);
电阻箱R(阻值范围
);
滑动变阻器
(最大阻值
);
滑动变阻器
(最大阻值
);
微安表(量程
,内阻等于
);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合
、
,调节滑动变阻器滑片P 的位置,使微安表指针满偏;
③保持滑动变阻器滑片P 的位置不变,断开
,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用 (填“
”或“
”)。
(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温控装置)连接成完整电路 。
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(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为
,该温度下热敏电阻的测量值为
(结果保留到个位),该测量值 (填“大于”或“小于”)真实值。
(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐
渐 (填“增大”或“减小”)。
【答案】
3500 大于 减小
【详解】(1)[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于
该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后并联部分电阻变化越小,
从而并联部分的电压值变化越小,故滑动变阻器应选R1。
(2)[2]电路连接图如图所示
(3)[3]微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2 倍,即
可得
[4]当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2 倍
略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微
安表的总电阻来计算,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
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(4)[5]由于是
图像,当温度T 升高时,
减小,从图中可以看出
减小,从而
减小,因此
热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
5.(2019·海南·高考真题)用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为:
待测电流表A(量程10mA,内阻约为
),滑动变阻器
,电阻箱R,电源E(电动势约为6V,内阻可
忽略),开关
和
,导线若干。
(1)根据实验室提供的器材,在图(a)所示虚线框内将电路原理图补充完整,要求滑动变阻器起限流作用
;
(2)将图(b)中的实物按设计的原理图连线 ;
(3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格
①
,额定电流2A ②
,额定电流0.5A
实验中应该取 。(填“①”或“②”)
【答案】
②
【详解】(1)电路原理图如图;
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(2)实物连线如图:
(3)待测电流表两端允许的最大电压为
,当S2断开,电流表满偏时,滑动变阻器的阻
值
,故滑动变阻器选择②。
6.(2018·海南·高考真题)某同学利用图(a)中的电路测量电流表A 的内阻RA(约为5Ω)和直流电源的
电动势E(约为10V)。图中R1和R2为电阻箱,S1和S2为开关,已知电流表的量程为100mA,直流电源的
内阻为r。
(1)断开S2,闭合S1,调节R1的阻值,使A 满偏;保持R1的阻值不变,闭合S2,调节R2,当R2的阻值为
4.8Ω 时A 的示数为48.0mA,忽略S2闭合后电路中总电阻的变化,经计算得RA= Ω;
(2)保持S1闭合,断开S2,多次改变R1的阻值,并记录电流表的相应示数。若某次R1的示数如图(b)所
示,则此次R1的阻值为 Ω;
(3)利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I,作出I-1-R1图线,如图(c)所示,用电池的电动势E、
内阻r 和电流表内阻RA表示I-1随R1变化的关系式为I-1= ,利用图(c)可求得E= V。(保
留2 位有效数字)
【答案】 5.2 148.2
9.1/8.9/9.0/9.2/9.3/9.4
【分析】本题考查是一个半偏法测表头内阻的实验,附带测量电源的电动势
【详解】(1)[1]因为忽略S2闭合后电路中总电阻的变化,总电流还是为100mA,表头与R2并联,电流按
电阻成反比分配,即
易知
RA=5.2Ω
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(2)[2]由图可知
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律
易得
由斜率
可求出
7.(2015·全国·高考真题)电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍.某同学利用这
一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供材料器材如下:
待测电压表(量程3V,内阻约为3 000 欧),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 欧),滑动变阻器R1(最大
阻值100 欧,额定电压2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,导线若干.
(1)虚线框内为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步骤
, ,
.
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为
与内阻的真实值
先比
(添>=或<),主要理由是
.
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【答案】
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,使电压表指针满偏; 保证滑动变阻器的滑片的位置
不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏; 读取电阻箱所示的电阻值,即为测得的电压
表内阻. >
【详解】(1)实验电路如图所示
(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
表指针满偏;保证滑动变阻器的滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏;读取电
阻箱所示的电阻值,即为测得的电压表内阻.
(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路的总电阻增大,分得的电压也增大,此
时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故
.
【点睛】本题主要是理解半偏法测电表内阻,主要还是电路分析
考点03 特殊法测电阻
1.(2024·全国·高考真题)学生实验小组要测量量程为3V 的电压表V 的内阻
。可选用的器材有:多用
电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻
(阻值为800Ω),滑动变
阻器
(最大阻值50Ω),滑动变阻器
(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆
表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填
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“×1”“×100”或“
”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的
该电压表内阻为 kΩ(结果保留1 位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“
”或“
”),闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表
,待测电压表的示数分别为
、
,则待测电
压表内阻
(用
、U 和
表示);
(4)测量得到
,则待测电压表内阻
(结果保留3 位有效数字)。
【答案】(1) CAB 负极、正极 ×100 1.6(2)
a(3)
(4)1.57
【详解】(1)[1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C 选项:将多用电表选择开
关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A 选项;进行欧姆调零即B 选项:调节欧姆调零旋钮,
使指针指向零欧姆。
故首先操作顺序为CAB。
[2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、
黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
[3]读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,
应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“
”倍率又过大,故应选择欧姆挡
“×100”的位置;
[4]测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为
(2)[1]图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动
变阻器即
;
[2]为保护电路,且测量电路部分电压从零开始条件,闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片应置于a 端。
(3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
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(4)测量得到
,带入待测电压表的阻值表达式
则待测电压表内阻
2.(2023·湖南·高考真题)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,
其电路如图(a)所示,
为电阻箱,
为半导体薄膜压力传感器,
间连接电压传感器(内
阻无穷大).
(1)先用欧姆表“
”挡粗测
的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是
;
(2)适当调节
,使电压传感器示数为0,此时,
的阻值为 (用
表示);
(3)依次将
的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读
出电压传感器示数
,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制
关系图线 ;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力
,电压传感器示数为
,则
大小是
(重力加速度取
,保留2 位有效数
字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量
间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力
,
此时非理想毫伏表读数为
,则
(填“>”“=”或“<”).
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【答案】 1000#1000.0
1.7×10-2 >
【详解】(1)[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω
(2)[2]当电压传感器读数为零时,CD 两点电势相等,即
即
解得
(3)[3]绘出U-m 图像如图
(4)[4]由图像可知,当电压传感器的读数为200mV 时,所放物体质量为1.75g,则
(5)[5]可将CD 以外的电路等效为新的电源,电动势E',内阻r',CD 两点电压看做路端电压,因为换
用非理想电压传感器时内阻不是无穷大,此时电压传感器读数
当读数为U'=200mV 时,实际CD 间断路(接理想电压传感器时)时的电压等于E'大于200mV,则此时
压力传感器的读数F1>F0。
3.(2022·全国·高考真题)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势
,内阻
很小),电流表(量程
,内阻约
),微安表(量程
,内阻
待测,约
),滑动变阻
器R(最大阻值
),定值电阻
(阻值
),开关S,导线若干。
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(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图 ;
(2)某次测量中,微安表的示数为
,电流表的示数为
,由此计算出微安表内阻
。
【答案】 见解析 990
【详解】(1)[1]为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联,
通过电流表的电流与微安表的电流之差,可求出流过定值电阻R0的电流,从而求出微安表两端的电压,进
而求出微安表的内电阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动电阻器采用分压式解法,实验
电路原理图如图所示
(2)[2]流过定值电阻R0的电流
加在微安表两端的电压
微安表的内电阻
4.(2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1 所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将
滑动变阻器的滑片P 移至合适位置。单刀双掷开关K 掷到1,电压表的读数
,电流表的示数如图
2 所示,其读数
A;将K 掷到2,电压表和电流表的读数分别为
,
。
由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:
①器材间连线如图3 所示,请在虚线框中画出对应的电路图 ;
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②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电
流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3 所示。则待测电阻
。此方法
(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是 。
【答案】 0.34 见解析 外 5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其
它合理解释)
【详解】(1)[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为
电流表的百分比变化为
因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法
(2)①[3]电路图如图
②[4]两次实验中电路电流相同,因此可有
可得
读数可得
[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4Ω,则实验
只能测得其为
,误差较大。
5.(2020·海南·高考真题)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表
(量程
,
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内阻
),电压表
(量程
,内阻
),滑动变阻器R(额定电流
,最大阻值
),待测定值电阻
,电源E(电动势
,内阻不计),单刀开关S,导线若干:
回答下列问题:
(I)实验中滑动变阻器应采用 接法(填“限流”或“分压”);
(2)将虚线框中的电路原理图补充完整 ;
(3)根据下表中的实验数据(
、
分别为电压表
﹑
的示数),在图(a)给出的坐标纸上补齐数
据点,并绘制
图像 ;
测量次数
1
2
3
4
5
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
1.61
2.41
3.21
4.02
4.82
(4)由
图像得到待测定值电阻的阻值
(结果保留三位有效数字);
(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻
(阻值约为
)的阻值,在不
额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的虚线框内画出你改进的电路图 。
【答案】 分压
33
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【详解】(1)[1]电压表
和
串联再和
并联,并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻,为了调节变阻器
时,电表示数变化明显,且能获得更多组数据,应选择分压接法。
(2)[2]完整的电路图,如图所示
(3)[3]根据表中的实验数据,绘制的
图像,如图所示
(4)[4]根据实验电路图,则有
变形得
则图线的斜率为
根据
图像可得斜率
则有
代入
,解得
(5)[5]因待测电阻Ry(阻值约为700Ω)的阻值较小,若直接与电压表V1串联,则所分得的电压过小,不
利于测量,故待测电阻Ry应与Rx串联,当成一整体测出其电阻,再扣除Rx即可,电压表V1与两电阻串联,
34
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整体与V2并联,两电表读数均能超过量程的一半,误差较小,改进后的电路图如下图所示
6.(2018·全国·高考真题)一课外实验小组用如右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=20.0Ω);V 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)按照实验原理图(a)将图(b)中实物连线补充完整 (还差两条连线);
(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V 的示数U1;然后将S2掷于2 端,
记下此时电压表V 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:
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5 次测量所得
的平均值,求得Rx= Ω。(保留1 位小数)
【答案】 见解析
R0 48.2
【详解】(1)[1]实物连线如图
35
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(2)[2]开关S2掷于1 端,由欧姆定律可得通过
的电流
将开关S2掷于2 端,R0和
两端电压为U2,
两端电压为
由欧姆定律可得待测电阻阻值
(3)[3]5 次测量所得
的平均值为
代入数据可得
7.(2016·全国·高考真题)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
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
时就会报警),电
阻箱(最大阻值为
),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器
(最大阻值为
),滑动变阻器
(最大阻值为
),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
约为
,
约为
;流过报警器的电流超过
时,报警器可
能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在
时阻值为
。
(1)在答题卡上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“
”或“
”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①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 Ω;滑动变阻器的滑片
36
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应置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 。
②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。
【答案】
接通电源后,流
过报警器的电流会超过
,报警器可能损坏 c 报警器开始报警
【详解】(1)[1]根据题意报警系统原理可知,电路连线如图所示
(2)[2]在室温下对系统进行调节,已知
约为
,
约为
;流过报警器的电流超过
时,报
警器可能损坏,可知外电阻的取值范围大约是
报警器的电阻是
,所以滑动变阻器的取值范围在
到
之间,所以滑动变阻器应该选
。
(3)①[3]本题采用的是等效替换法,先用变阻箱来代替热敏电阻,所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻
的临界电阻也就是在
时阻值为
。
[4][5]为防止接通电源后,流过报警器的电流会超过
,报警器可能损坏,滑动变阻器的滑片应置于
端。
②[6]先把变阻箱的电阻接入电路,即将开关向端闭合,调节滑动变阻器的电阻,调至报警器开始报警时,
保持滑动变阻器的阻值不变,接到热敏电阻上,当热敏电阻的阻值是
时,也就是温度达到了
,
报警器开始报警。
8.(2016·江苏·高考真题)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 Ω,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,…。
37
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(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用 。
(A)量程0~100 mA,内阻约2Ω
(B)量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω 调节至10.0Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,
正确的操作顺序是 。
①将旋钮a 由“0”旋转至“1”
②将旋钮b 由“9”旋转至“0”
③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
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t 图线。
由图线求得R 随t 的变化关系为R= Ω。
【答案】 A ①②③或①③②
0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0
都算对)
38
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【详解】
(1)[1]已知电源电动势为1.5V,R 在常温下的阻值为约10Ω,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,常温
下电路的电流最小,约为75mA,所以电流表选择A。
(2)[2]先将旋钮a 由“0”旋转至“1”,然后将个位数及小数位旋转至0,所以顺序为①②③或①③②。
(3)[3]描点画图,如图所示
[4]由图线可求R 随t 的变化关系为
R=0.04t+8.8
【点睛】考查电阻温度随时间的变化关系,通过估算电路中电压或电流的数值选择电表的量程,在描点画
图时,尽可能使图像充满格子,纵坐标不一定要从0 开始。
考点04 测量电阻率
1.(2024·江西·高考真题)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自
来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得
水的截面宽
和高
。
(2)现有实验器材:电流表(量程
,内阻
)、电压表(量程
或
,内阻未知)、直
流电源
、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接 。
(3)连接好电路,测量
的水在不同长度l 时的电阻值
。将水温升到
,重复测量。绘出
和
水的
图,分别如图(b)中甲、乙所示。
39
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(4)若
图线的斜率为k,则水的电阻率表达
(用k、d、h 表示)。实验结果表明,
温度 (填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用
内直径为
的水管。若人体的安全电流为
,热水器出水温度最高为
,忽略其他电
阻的影响(相当于热水器
的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为
m。(保留两位有效数字)
【答案】
高 0.46
【详解】(2)[1]电源电动势为
,故电压表量程选择
;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接
时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图如下:
(4)[2]根据电阻定律
故可得
得
[3]电阻率越小更容易导电,根据图像可知
的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。
(5)[4]根据前面分析可知
的水的电阻率为
40
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故当选用内直径为
的水管。若人体的安全电流为
,接入电压
时,
得
解得水管的长度至少应设计为
2.(2024·山东·高考真题)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X 型号、Y 型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S 后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将
单刀双掷开关K 分别掷到1、2 端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时
应将K 掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y 型号铅笔芯I-U 图像如图丙所示,求得电阻RY= Ω(保留3 位有效数字);
采用同样方法得到X 型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y 型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y 型号
铅笔芯直径近似相等,则X 型号铅笔芯的电阻率 (填“大于”或“小于”)Y 型号铅笔芯的电阻率。
41
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【答案】(1)2.450(2)1(3)1.91(4)大于
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为
(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻
时应将K 掷到1 端;
(3)根据图丙的I-U 图像,结合欧姆定律有
(4)根据电阻定律
可得
两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知
3.(2024·湖南·高考真题)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示
的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E 是电源,V 为电压表,A 为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1 个标准大气压,电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图(c)所示,
示数为 V,此时金属丝阻值的测量值R 为 Ω(保留3 位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I 不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R—p 关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5 个标准大气压,保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的
侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值 真实值(填“大于”“小于”或“等
于”)。
42
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【答案】 1.23 12.3 右侧 小于
【详解】(1)[1]电压表量程为0—3V,分度值为0.1V,则电压表读数需估读一位,读数为1.23V,[2]根据
欧姆定律可知,金属丝的测量值
(4)[3]根据图(d)可知气压越小电阻越大,再根据
U = IR
可知压强p 减小,则电阻R 增大,故电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)[4]电流表采用外接法会导致电压表分流,即
,
即I 测偏大,故R 测 < R 真。
4.(2024·江苏·高考真题)某同学在实验室测定金属块的电阻率,电路如图1 所示,除被测金属块(图
2)外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为3V,内阻可忽略不计;
B.电流表
:量程
,内阻约为1Ω;
C.电流表
:量程
,内阻约为4Ω;
D.电压表V:量程0~3V,内阻约为3kΩ;
E.滑动变阻器
:0~10Ω;
F.滑动变阻器
:0~50Ω;
G.开关、导线等
(1)用多电电表欧姆档粗测金属块电阻,测得A、B 端电阻
,测C、D 端电阻时的示数如图3 所示,
则
。
43
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(2)测C、D 端电阻时滑动变阻器应选 (填实验器材前字母序号)
(3)实物连线如图4 所示,其中4 个区域,连错的部分是 。
(4)连通电路时,滑动变阻阻滑片应置于最 端(选填“左”或“右”)。
(5)实验中测量A、B 间电阻时选用电流表
,测量A、B 间电阻时选用电流表
,经过一系列测量后得到
金属块的电阻率
和
。
1.02
1.06
小明认为A、B 间测得的电阻计算电阻率更准确,因为测量A、B 间电阻时所用的电流表
的内阻更小,
你认为小明的说法是否正确,说明你的理由 。
【答案】(1)330(2)F(3)②(4)右(5)错误;理由见解析
【详解】(1)由图可得,多用电表欧姆当选用“×100”倍率,则C、D 端电阻
;
(2)由图1 可得,滑动变阻器采用限流式接入电路,为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化,应
该接入阻值和C、D 端电阻接近的滑动变阻器
,即选F。
(3)电压表测量金属块和电流表两端的电阻,连接错误的区域是②区域,目前电压表测量电流表两端的
电压,应将电压表的左边接线柱(+接线柱)连接到电阻的左端;
(4)接通开关前,滑动变阻阻滑片应放在阻值最大的最右端位置;
(5)金属块A、B 间的电阻约为4Ω,若用内阻约为4Ω的微安表测量,其误差要比内阻约为1Ω电流表测
量较大,测量值的相对误差约为
;测量金属块C、D 间约330Ω 电阻,测量值得相对误差约为
44
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,误差更小,测得的电阻计算电阻率更准确,则小明的说法错误。
5.(2023·广东·高考真题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源
(电动势恒定,
内阻可忽略);毫安表mA(量程
,内阻可忽略);电阻
(阻值
)、
(阻值
)、
(阻值
)和
(阻值
);开关
和
;装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若
干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图.在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,只有
一端的导线还未连接,该
导线应接到
的 (填“左”或“右”)端接线柱
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高.在样品池中注满待测盐水
②闭合开关
, 开关
,毫安表的示数为
,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品
池的电流
为
③ 开关
,毫安表的示数为
,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流
为
④断开开关
,测量并记录盐水的温度
(3)根据上述数据,计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为
,进而可求得该温度时待
测盐水的电导率。
【答案】 右 断开 40.0 闭合 60.0 100
【详解】(1)[1]根据图(a)为电路可知,
一端的导线应接到
的右端接线柱;
(2)②[2][3]闭合开关
,断开开关
,毫安表的示数为
, 则通过电阻
的电流为
根据电路构造可知,流过样品池的电流为
③[4][5]闭合开关
,毫安表的示数为
,则流过
的电流为
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流过样品池的电流
为
(3)[6]设待测盐水的电阻为
,根据闭合电路欧姆定律,开关
断开时
开关
闭合时
代入数据解得
6.(2023·北京·高考真题)采用图1 所示的电路图来测量金属丝
的电阻率。
(1)实验时,闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片P 应处在 (填“M”或“N”)端。
(2)按照图1 连接实物图,如图2 所示。闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为
(填“a”“b”或“c”)。若闭合开关,该错误连接会带来的问题有 。
【答案】 M b 移动滑片时,电压表和电流表的示数为0
【详解】(1)[1]实验时,闭合开关S 前,为保护电路,滑动变阻器滑片P 应处在最大阻值处,滑动变阻器
的滑片P 应处在M 端。
(2)[2][3]滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器下端两接线柱与电源相连,故b 导线接错;该错误带
来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数为0。
7.(2023·辽宁·高考真题)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现
有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所
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示的电路图,实验步骤如下:
a.测得样品截面的边长a = 0.20cm;
b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间
左右移动;
c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
d.闭合开关S,调节电阻箱R 的阻值,使电流表示数I = 0.40A,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L 和U,作出U—L 图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
回答下列问题:
(1)L 是丙到 (填“甲”“乙”或“丁”)的距离;
(2)写出电阻率的表达式ρ = (用k、a、I 表示);
(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ = Ω∙m(保留两位有效数字)。
【答案】 乙
6.5 × 10-5
【详解】(1)[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压,则L 是丙到乙的距离。
(2)[2]根据电阻定律有
再根据欧姆定律有
联立有
则
(3)[3]根据图像可知
k = 6.5V/m
则根据(2)代入数据有
ρ = 6.5 × 10-5Ω∙m
8.(2023·全国·高考真题)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋
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测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻
(阻值
)、滑动变阻器R、待测金属
丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R 接入电路的电阻调至最大,闭合S
(2)将K 与1 端相连,适当减小滑动变阻器R 接入电路的电阻,此时电压表读数记为
,然后将K 与2 端
相连,此时电压表读数记为
。由此得到流过待测金属丝的电流I= ,金属丝的电阻
。
(结果均用
、
、
表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
(
)
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
(
)
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻
。
(5)用米尺测得金属丝长度
。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如
图(b)所示,该读数为
mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与d 相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率
。(保留2 位有效数字)
【答案】
0.150/0.151/0.149 5.0
【详解】(1)[1]根据题意可知,
两端的电压为
则流过
即流过待测金属丝的电流
[2]金属丝的电阻
联立可得
(5)[3]螺旋测微器的读数为
48
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(6)[4]根据电阻定律
又
代入数据联立解得
9.(2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1 所示,图中的导线a 端应与 (选填
“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b 端应与 (选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开
关闭合前,图1 中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U 和I 数据。甲同学由每组U、I 数据计算电阻,然后求电阻
平均值;乙同学通过
图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或
“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流
的表头G 改装成电流表。如图2 所示,表头G 两端
并联长为L 的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G 满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组
I、L 数据,作出
图像如图3 所示。
则
图像斜率
。若要把该表头G 改装成量程为
的电流表,需要把长为
m 的镍铬丝并联在表头G 两端。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1/2.2/2.3/2.4/2.5 0.24/0.25/0.26/0.27/0.28
49
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【详解】(1)[1][2][3]实验中用两节干电池供电,滑动变阻器分压式连接,电压从零开始调节,电流表选
较小量程测量电流减小误差 ,则图中的导线a 端应与 “0.6”接线柱连接,电压表测电阻两端的电压,则
金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b 端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表,开关闭合前,
图1 中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)[4]做U-I 图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度,减少实验的误差,则乙同学通
过U-I 图像求电阻,求电阻的方法更合理;
(3)[5]由图像可知
图像斜率
[6]方法一:由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为
表头G 改装成量程为
的电流表,则并联的电阻
解得
方法二:延长图像可知,当I=9.0mA 时可得
即
10.(2022·辽宁·高考真题)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为
,内阻为
)改装成有两
个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻
,
。
50
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(1)当开关S 接A 端时,该电流表的量程为
;
(2)当开关S 接B 端时,该电流表的量程比接在A 端时 (填“大”或“小”)
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻
的阻值,设计了图(b)
中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用 (填“甲”或“乙”)电路可修正由电
表内阻引起的实验误差。
【答案】 1 大 乙
【详解】(1)[1]由图可知当S 接A 时,R1和R2串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端的电压
为
此时R1和R2的电流为
所以总电流为
即量程为0~1mA。
(2)[2]当开关S 接B 端时,由图可知R1和电流表串联再和R2并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电
流表满偏时,流过R2的电流变大,干路电流变大,即量程变大;所以比接在A 端时大。
(3)[3]图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于
电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误
差。
11.(2022·湖北·高考真题)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料
制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为 mm。再用游标
卡尺测得其长度L。
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(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定
值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R 的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻
箱R 的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据,在图丙中绘制出
图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的
图像可得
Ω(结果保留2 位有效数字)。最后可由表达式
得到该材料的电阻率(用D、
L、
表示)。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的
图像,还可以求得电源电动势
V,内阻
Ω。(结果均保留2 位有效数字)
(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的
电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不
变”)。
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【答案】 3.700/3.699/3.701 6.0
12 3.0 偏大
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,其读数为
(2)(3)[2][3][4][5]由电路可知,当将S2置于位置1,闭合S1时
即
由图像可知
解得
解得
再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A,则
解得
根据
解得
(3)由(2)可知
(4)根据表达式
因电源电动势变小,内阻变大,则当安培表由相同读数时,得到的
的值偏小,即
测量值偏大。
12.(2022·浙江·高考真题)(1)探究滑动变阻器的分压特性,采用图1 所示的电路,探究滑片P 从A 移
到B 的过程中,负载电阻R 两端的电压变化。
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①图2 为实验器材部分连线图,还需要 (选填af、bf、fd、fc、ce 或cg)连线。
②图3 所示电压表的示数为 V。
③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω,额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω,以R 两端电压U 为纵轴,
为横轴(x 为AP 的长度,L 为AB 的长度),得到
分压特性曲线为图4 中的“I”;当R=100Ω,分
压特性曲线对应图4 中的 (选填“Ⅱ”或“Ⅲ”);则滑动变阻器最大阻值的选择依据是 。
(2)两个相同的电流表G1和G2如图5 所示连接,晃动G1表,当指针向左偏时,静止的G2表的指针也向左
偏,原因是 。
A.两表都是“发电机”
B.G1表是“发电机”,G2表是“电动机”
C.G1表和G2表之间存在互感现象
D.G1表产生的电流流入G2表,产生的安培力使G2表指针偏转
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【答案】 af、fd、ce
Ⅱ
BD/DB
【详解】(1)[1]依原理图可知,还需要af、fd、ce 连线;
[2]依题意,所示电压表的示数为1.50V,考虑到偶然误差
也可;
[3] 假定AP 部分的电阻为
,
分别与10Ω 与100Ω 并联再与BP 部分的电阻串联;由于相同的
与100Ω
并联后的电阻较与10Ω 并联后的电阻大,则根据闭合电路的欧姆定律可知,滑片在相同位置下,负载电阻
越大,其两端电压越大;即在相同横坐标下,此时负载100Ω 时,电压表的示数应该较曲线为图4 中的“I”
来得大,故应该选“Ⅱ”。
[4]由上述分析可知,对于不同的负载电阻,调节滑动触头时负载两端的电压变化规律不同,当负载电阻小
于滑动变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更迅速变化;当负载电阻大于滑动变阻
器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更加平稳变化,从而获得更多的实验数据。所以,
在保证电路安全的情况下,滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电阻越小越好,即
。
(2)[5]据题意可知:电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈,G1和G2用导线连接起来.当晃动G1
时,相当于G1中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流;由于两个电表构成了闭合电路,则电
流会通过G2表中的线圈,而该线圈处于磁场中,由于通电导线在磁场中受力的作用,G2的指针也会偏转;
则G1表相当于“发电机”,G2表相当于“电动机”,故AC 错误,BD 正确。
故选BD。
13.(2022·广东·高考真题)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹
性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接;如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金
属夹A、B 的导线接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L 及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B 间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R 的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转
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到合适位置。记录两表的示数U 和I1。
③闭合S2,电压表的示数 (选填“变大”或“变小”)。调节R 使电压表的示数仍为U,记录
电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx = (用I1、I2和U 表示)。
④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B 间的距离,重复步骤②和③。
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
(4)图11(c)是根据部分实验数据描绘的Rx—L 图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯
曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为 cm,即为机械臂
弯曲后的长度。
【答案】 变小
无 51.80
【详解】(2)[1]闭合S2后,并联部分的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,电压表的示数变小。
[2]加在导电绳两端的电压为U,流过导电绳的电流为I2—I1,因此导电绳的电阻
(3)[3]在闭合S2之前,电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流,闭合S2之后,加在电
压表两端的电压保持不变,因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1,故流过导电绳的电流是I2—I1,与
电压表内阻无关,电压表内阻对测量没有影响。
(4)[4]由图c 可知,导电绳拉伸后的长度为51.80cm。
14.(2022·浙江·高考真题)小明同学根据图1 的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关
系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数
达到某一相
同值时记录电压表的示数U,从而得到多个
的值,作出
图像,如图2 中图线a 所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20
”或“0~200
”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V 电压表的指针位置如图3 所示,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为
·m(结果保留2 位有效数
字)。
(4)图2 中图线b 是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的
图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横
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截面积。
【答案】 0~20
1.32(1.31~1.34) 1.1×10-6(0.90×10-6~1.3×10-6) 小于
【详解】(1)[1]由实验原理可知
而由
图像可知待测电阻最大约为8
,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太
大,故选0~20
比较合适;
(2)[2]量程为3V 的电压表,精度为0.1V,估读到0.01V,则电压为1.32V(1.31~1.34);
(3)[3]根据电阻定律有
则
图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
(4)[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为
由图2 中图线b 可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
15.(2021·福建·高考真题)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为
电阻丝的电阻率,
该电阻丝的电阻值约为
,材料未知。实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为
。
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(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至 倍率的电阻挡(填“
”“
”“
”或“
”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为
。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为
(结果保留3 位有效数字)。
【答案】 1.414(1.411~1.415 均可)
160
【详解】(1)[1]该电阻丝的直径为
(3)[2]使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近,由于该
电阻丝的阻值在100~200Ω,而表盘中央刻度在15~20 左右 ,所以应选择×10 倍率的电阻挡;
(5)[3]15~20 之间的分度值为1,所以该电阻丝的电阻值为
(7)[4]根据电阻定律有
解得该电阻丝的电阻率为
16.(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R0
滑动变阻器R1(阻值0-20
)
电阻箱R2(最大阻值9999.9
)
电源E(电动势6V,内阻不计)
开关S、导线若干。
完成下列填空:
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(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,R0应选取阻值为
的定值电阻;
(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R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和
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R2的阻值调整为
。然后调节滑动变阻器R1,测得数据如下表所示:
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P1=
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P2,则
= (保
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R0应选取阻值为10
;
(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
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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
P1=0.46V×0.16A≈0.074W
[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
P2=2.5V×0.3A=0.75W
故有
17.(2020·全国·高考真题)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
kΩ,电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P 两
点之间,另一种是跨接在O、Q 两点之间。测量得到如图(b)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(b)中标记为II 的图线是采用电压表跨接在 (填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量
得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线 (填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻
的真实值,结果为 Ω(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
Ω(保留1 位小数)。
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【答案】
、
I
【详解】(1)[1]若将电压表接在
、
之间,
则
根据一次函数关系可知对应斜率为
。
若将电压表接在
、
之间,电流表分压为
根据欧姆定律变形可知
解得
根据一次函数可知对应斜率为
,对比图像的斜率可知
所以II 图线是采用电压表跨接在
、
之间。
(2)[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为
左右,根据
说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在
、
之间,所以选择图线I 得到的结
果较为准确。
[3]根据图像可知
[4]考虑电流表内阻,则修正后的电阻为
18.(2019·江苏·高考真题)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:
(1)螺旋测微器如题1 图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋
动 (选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损
坏.
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(2)选择电阻丝的 (选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
(3)2 图甲中Rx,为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入2 图乙实物电路中的正确位置
(4)为测量Rx,利用2 图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5 组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关
系图象如图图所示.接着,将电压表改接在a、b 两端,测得5 组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.
(5)由此,可求得电阻丝的Rx= Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.
【答案】 C 不同
23.5
(23.0~24.0 都算对)
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【详解】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后也改用微调方旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声;
(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量;
(3)按照原理图,将实物图连线如图:
;
(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图:
;
当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为
的电压之和,当电压表接在a、b 间时,电压表测的电压
为
的电压,由图可得:
,所以
.
19.(2019·天津·高考真题)现测定长金属丝的电阻率.
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是
.
②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻
,约为
,
画出实验电路图,并标明器材代号.
电源
(电动势
,内阻约为
)
电流表
(量程
,内阻
)
电流表
(量程
,内阻约为
)
滑动变阻器
(最大阻值
,额定电流
)
开关
及导线若干
③某同学设计方案正确,测量得到电流表
的读数为
,电流表
的读数为
,则这段金属丝电阻的计
算式
.从设计原理看,其测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).
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【答案】
(
均可)
相等
【详解】根据螺旋测微器的读数法则可知读数为
因该实验没有电压表,电流表A1 的内阻已知,故用A1 表当电压表使用,为了调节范围大,应用分压式滑
动变阻器的接法,则点如图如图
由电路图可知流过的电流为
,电阻两端的电压为
,因此电阻
该实验的电流为真实电流,电压也为真实电压,因此测得值和真实值相等
20.(2015·海南·高考真题)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。
实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关
和
、电容器C(约100
)、电阻
(约200k
)、电阻
(1k
)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理将图(b)中实物图连线 ;
(2)先闭合开关
,再断开开关
:闭合开关
,同时按下秒表开始计时.若某时刻电压表示数如图
(c)所示,电压表的读数为 V(保留2 位小数);
(3)该同学每隔10s 记录一次电压表的读数,记录的数据如下表所示,在答题卡给出的坐标纸上绘出图线,
已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是 s;
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(4)电路中C、
和
构成的回路的作用是 。
【答案】
3.60V 40 使每次实验前电容器两极板上的电荷相
中和
【详解】试题分析:(1)根据电路的结构,从电源的正极出发,依次将各仪器连接如图;
(2)根据电压表的特点可知,电压表的量程为6V,分度值为0.1V,所以读数为3.60V;
(3)使用描点法画出各点的位置,然后用平滑的曲线连接如图,由图中的数据可知,电压表的读数的变
化逐渐变慢,在40s 时刻的电压值的点明显偏离了该曲线,电压值偏小,所以可知是40s 时刻的数据错误;
(4)先闭合开关S2,再断开开关S2后才接通电路,由电路的结构可知,闭合开关S2后电容器C 与导线以
及R2、S2构成一个RC 回路,该回路能使电容器上的原有的电荷释放干净,才能不影响实验的结果。
21.(2017·浙江·高考真题)小明用电学方法测量电线的长度,首先小明测得电线铜芯的直径为1.00mm,
估计其长度不超过50m,(已知铜的电阻率为
Ω▪m),现有如下实验器材:①量程为3V、内阻约
为3KΩ 的电压表;②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω 的电流表;③阻值为0-2Ω 的滑动变阻器;④内阻可忽略,
输出电压为3V 的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω 的定值电阻,开关和导线若干小明采用伏安法测量电线电阻,
正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0 开始增加,当示数为0.5A 时,电压表示数如图1 所
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示读数为 V,根据小明测量的信息,图2 中P 点应该 (选填“接a”、“接b”、 “接c”或
“不接”)q 点应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),小明测得的电线长度为
m.
【答案】 2.50 接b 接a 31.4
【详解】由图可得电压表量程为3V,最小精度0.1V,有效数字应该保留到0.01V,示数应为2.50V;被测量
电阻属于小电阻,电流表应该外接,P 点接b,题中要求电流表能从0 开始变化,所以采取分压接法,Q 点
应接a,根据电阻定律
,以及
代入数据可得长度为31.4m
综上所述本题答案是:(1). 2.50 (2). 接b (3). 接a (4). 31.4
【点睛】电压表的最小精度为0.1V,则有效数字应该保留到0.01V,利用电路结构并结合串并联关系求出
待测电阻的阻值,然后求解电线的长度.
22.(2015·重庆·高考真题)同学们测量某电阻丝的电阻
,所用电流表的内阻与
相当,电压表可视为
理想电压表.
①若使用图所示电路图进行实验,要使得
的测量值更接近真实值,电压表的a 端应连接到电路的 点
(选填“b”或“c”).
②测得电阻丝的
图如图所示,则
为
(保留两位有效数字).
③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化.他
们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10V 的条件下,得到电阻丝的电阻
随风速(用风速
计测)的变化关系如图所示.由图可知当风速增加时,
会 (选填“增大”或“减小”).在风速增加过
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程中,为保持电阻丝两端电压为10V,需要将滑动变阻器
的滑片向 端调节(选填“M”或“N”).
④为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如图所示的电路.其中
为两只阻值相同的电阻,
为
两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,V 为待接入的理想电压表.如果要求在测量中,
风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的
点和 点(在“a”“b”“c”“d”中选填).
【答案】① c;② 4.1 (4.0~4.2);③减小 ,M;④ b,d
【详解】①电流表有较大内阻,选择内接法会使电阻的测量值偏大,而电压表为理想电压表,故选择电流
表外接法可以减小电阻的测量误差,故选接c 点.
②由部分电路的欧姆定律
知
图象的斜率代表电阻,求得
.
③有图知风速增大后,代表电阻的纵坐标数值在减小;
减小,导致总电阻减小,总电流增大,使得并联
部分的电压减小,向M 端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V.
④当风速为零时,电压表的示数也为零,电路的b 和d 两点构成电桥,满足
;而下端的
减小后
,即
有
,故电压表的正接线柱接在b 点,负接线柱接在d 点
考点05 探究电容器充放电现象
1.(2024·重庆·高考真题)探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源E,定值电阻R0,电容
器C,单刀双置开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压
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U 和电流I 变化,需在①、②处接入测量仪器,位置②应该接入测 (电流、电压)仪器。
(2)接通电路并接通开关,当电压表示数最大时,电流表示数为 。
(3)根据测到数据,某过程中电容器两端电压U 与电流I 的关系图如图乙所示。该过程为 (充电,放
电)。放电过程中电容器两端电压U 随时间t 变化关系如图丙所示。0.2s 时R0消耗的功率 W。
【答案】(1)电压(2)0(3) 放电 0.32
【详解】(1)位置②与电容器并联,为测电压仪器。
(2)电压表示数最大时,电容器充电完毕,电流表示数为零。
(3)[1]电容器放电时电压和电流都减小,图像逆向分析,该过程为电容器放电过程。
[2]电容器充电完毕后的电压等于电源电动势,大小为12V,由题图丙可知t = 0.2s 时电容器两端电压为U
= 8V,由题图乙可知当U = 8V 时,电流I = 40mA,则电阻R0消耗的功率为
P = 8 × 4 0× 10-3W = 0.32W
2.(2024·海南·高考真题)用如图a 所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E、电容器
C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关
、开关
、导线若干
(1)闭合开关
,将
接1,电压表示数增大,最后稳定在12.3V。在此过程中,电流表的示数_____(填选
项标号)
A.一直稳定在某一数值
B.先增大,后逐渐减小为零
C.先增大,后稳定在某一非零数值
(2)先后断开开关
、
,将电流表更换成电流传感器,再将
接2,此时通过定值电阻R 的电流方向
(选填“
”或“
”),通过传感器将电流信息传入计算机,画出电流随时间变化的
图像,
如图b,
时
,图中M、N 区域面积比为8 7∶,可求出
(保留2 位有效数字)。
【答案】(1)B(2)
【详解】(1)电容器充电过程中,当电路刚接通后,电流表示数从0 增大某一最大值,后随着电容器的不
断充电,电路中的充电电流在减小,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于开路,电流为0。
故选B。
(2)[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电,将
接2,电容器放电,此时通过定值电阻R 的
电流方向
;
[2]
时
可知此时电容器两端的电压为
电容器开始放电前两端电压为
,根据
图像与横轴围成的面积表示放电量可得
间的放电量为
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后到放电结束间放电量为
根据题意
,解得
3.(2024·浙江·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱
(
)、一节
干电池、微安表(量程
,零刻度在中间位置)、电容器
(
、
)、单刀双掷开关组
装成如图1 所示的实验电路。
(1)把开关S 接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S 接2,微安表指针偏转
情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S 接1,微安表
指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到
时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2 所
示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为
(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】 C 0.50 3.1
【详解】(1)[1]把开关S 接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数
逐渐减小到零;把开关S 接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示
数逐渐减小。
故选C。
(2)[2]由题意可知电压表应选用0~3V 量程,由图2 可知此时分度值为0.1V,需要估读到0.01V,则读数
为0.50V。
[3]当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根
据闭合电路欧姆定律有
根据串联电路规律有
联立可得
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4.(2023·福建·高考真题)某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器
材有:电源、电压传感器、电解电容器C(
,
),定值电阻R(阻值
)、开关S、导线若
干。
(1)电解电容器有正、负电极的区别。根据图(a),将图(b)中的实物连线补充完整 ;
(2)设置电源,让电源输出图(c)所示的矩形波,该矩形波的频率为
;
(3)闭合开关S,一段时间后,
通过电压传感器可观测到电容器两端的电压
随时间周期性变化,结果如图(d)所示,A、B 为实验图线
上的两个点。在B 点时,电容器处于 状态(填“充电”或“放电”)在 点时(填“A”
或“B”),通过电阻R 的电流更大;
(4)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,
并在坐标纸上作出电容器上最大电压
与频率f 关系图像,如图(e)所示。当
时电容器所带电
荷量的最大值
C(结果保留两位有效数字);
(5)根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随
着频率的增大逐渐减小。
【答案】
充电 B
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物图,如图所示
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(2)[2]由图(c)可知周期
,所以该矩形波的频率为
(3)[3][4]由图(d)可知,B 点后电容器两端的电压慢慢增大,即电容器处于充电状态;从图中可得出,
A 点为放电快结束阶段,B 点为充电开始阶段,所以在B 点时通过电阻R 的电流更大。
(4)[5]由图(e)可知当
时,电容器此时两端的电压最大值约为
根据电容的定义式
得此时电容器所带电荷量的最大值为
5.(2023·山东·高考真题)电容储能已经在电动汽车,风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同
学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压
,电容标识不清);
电源E(电动势
,内阻不计);
电阻箱
(阻值
);
滑动变阻器
(最大阻值
,额定电流
);
电压表V(量程
,内阻很大);
发光二极管
,开关
,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关
,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向 端滑
动(填“a”或“b”)。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为 V(保留1 位小数)。
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(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为
时,开关
掷向1,得到电容器充电过程的
图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算
出充电结束后,电容器存储的电荷量为 C(结果保留2 位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为 F(结果保留2 位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关
掷向2,发光二极管 (填“
”或“
”)闪光。
【答案】 b 6.5
【详解】(1)[1]滑动变阻器分压式接法,故向b 端滑动充电电压升高;
(2)[2]量程15 V,每个小格0.5 V,
估读,故6.5 V;
(3)[3]
图像所围的面积,等于电容器存储的电荷量,38 个小格,故电容器存储的电荷量为
C;
(4)[4]由电容的定义式
得:
F;
(5)[5]开关
掷向2,电容器放电,故
闪光。
6.(2023·全国·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电
阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时,红表笔应该与电池的 (填“正极”或
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“负极”)接触。
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为
,将单刀双掷开关S 与“1”端相接,
记录电流随时间的变化。电容器充电完成后,开关S 再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是
。(填正确答案标号)
A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定
B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定
C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为
,再次将开关S 与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况。两
次得到的电流I 随时间t 变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为 (填“R1”或
“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的 (填“电压”或
“电荷量”)。
【答案】 正极 C
电荷量
【详解】(1)[1]多用电表红表笔流入电流,黑表笔流出电流,故电流表红表笔应该与电池的正极接触;
(2)[2]电容器充电完成后,开始时两极板电量较多,电势差较大,当闭合“2”接入小灯泡,回路立即形
成电流,灯泡的迅速变亮;随着时间的积累,两极板电量变少,电势差变小,流过灯泡的电流减小,直至
两极板电荷量为零不带电,则无电流流过小灯泡即熄灭,故选C。
(3)[3]开始充电时两极板的不带电,两极板电势差为零,设电源内阻为r,则开始充电时有
由图像可知开始充电时实线的电流较小,故电路中的电阻较大,因此电阻箱阻值为
;
[4]图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线,故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电
容器上的电荷量
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