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第03讲限流与分压模型(解析版)_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习模型解题技巧巩固练习备考_第十三章电学实验全覆盖(8)份

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2024 年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过
模块13    电学实验全覆盖模块大招
第03 讲   限流与分压模型
(解析版) 
目录
【内容一】 认识滑动变阻器的两种接法模型..................................................................................................1
【内容二】 等效电路图模型..............................................................................................................................3
【内容三】 两种接法的适用条件模型..............................................................................................................5
技巧总结
限流与分压
技巧总结
将变阻器从滑动触点
分成两个部分,把一个完整的变阻器看成是由两部分串联组成
的,如下图所示。
Ⅰ:认识滑动变阻器的两种接法  滑变作用:保护电路及多数据.
1.限流式:一上一下接线(一上两下也可以)
    
限流式接法  (通过变阻器改变电路中的电流,以控制电路中的电流)
等效电路图:
1
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滑片
在移动过程中,待测电阻
的电压和电流该如何变化?
当滑片
处于
端:滑变接入阻值
;待测电阻所分电压最大,为电源电压
;
待测电阻的电流
当滑片
处于
端:滑变接入阻值
;待测阻值所分电压最小且为
;
待测电阻的电流
.
电流调节范围:
,电压调节范围:
.
限流接法选择滑动变阻器的一般原则:选择比待测电阻大的滑变用来限流,一般
。
优点:节能   缺点:
变化范围小  整体选择标准:节能环保,大滑变小
.
2.分压式:一上两下接线
2
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分压式接法 (通过变阻器改变用电器两端的电压,起调压器的作用)
等效电路图
分压式(滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后,再与另一部分滑变剩余电阻串联) 
滑片
在移动过程中,待测电阻
的电压和电流该如何变化?
当滑片
处于
端:滑变全部阻值
与
并联(
);待测电阻所分电压最大,为电源电压
;待测电阻的电流
当滑片
处于
端:滑变接入阻值
;此时
被短路(
)待测阻值所分电压最小且为
;待测电阻的电流
.
电流调节范围:
,电压调节范围:
.
分压接法选择滑动变阻器的一般原则:小分压(有多小选多小的)
优点:
从0 变化,范围大  缺点:耗能  整体选择标准:0 起必分压(接近0),
小滑变大
.
Ⅱ:两种接法的适用条件
①限流式接法适合测量阻值小的电阻
与滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小.
因为
小,限流式接法中滑动变阻器分得电压大,移动滑片调节范围大.
3
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②分压式接法适合测量阻值较大的电阻
比滑动变阻器的总电阻大.
因为
大,分压式接法中
几乎不影响电压的分配,移动滑片电压变化明显,便于
调节.
③以下几种情况必须采用分压接法
 若采用限流式不能控制电路中电流满足实验要求,即不论怎样调节滑动变阻器,
待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额
定电流,则必须选用分压式接法.
 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器
的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,不利于多次
测量求平均值,此时,应改用分压式接法.
 若实验中要求电压从零开始连续可调,则必须采用分压式接法.
④在两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简
单、耗能低.
例题演练
例1.电学实验中测量电阻
的阻值时,电流表有两种接法,如图甲、乙所示;滑动
变阻器
控制电路,调节待测电阻
的电压、电流时也有两种接法,如图丙、丁所示.
关于电路图说法正确的是
A.甲图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
B.乙图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
C.丙图中滑动变阻器
属分压接法,丁图中滑动变阻器
属限流接法
D.若
,且要求
的电压有较大的调节范围,则选用丁图较好
解:A.甲图中的误差是由电流表分压引起的,为了减小误差,应使电流表分压尽量
4
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小,即
,A 正确;
B.乙图中的误差是由电压表分流引起的,为了减小误差,应使电压表分流尽量小,即
,B 错误;
C.丙图中滑动变阻器
属于限流接法,丁图中滑动变阻器
属于分压接法,C 错误;
D.当被测电阻较大,并且要求电压有较大的调节范围时,滑动变阻器应采用分压接
法,D 正确;故选AD。
例2.某实验小组在测量一金属丝电阻率的实验中,将一段金属丝接入电路中,先用
螺旋测微器测量这段金属丝直径,再用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度,
最后用实验电路测量金属丝的电阻,利用这些测量值就可以计算出金属丝的电阻率,
该实验小组在测金属丝的电阻时,先利用多用电表粗测了其电阻,发现此金属丝的电
阻远远小于电压表的内阻,他们设计了以下四种电路图,为了减小实验误差,并要求
在实验中金属丝两端的电压能从0 开始调节,应选择的电路是(  )
A.
B.
C.
D.
解:由题意可知,金属丝的电阻远远小于电压表的内阻,则采用电流表外接法,要求
金属丝两端的电压能从0 开始调节,则滑动变阻器采用分压式接法,故C 正确,ABD
错误。选C。
例3.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R 是滑动变阻器,P 是滑动
变阻器的滑片,a、b 是滑动变阻器的两端,Rx 是待测电阻,下列说法正确的是
(  )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关测量前,甲、乙两图中滑片P 都应置于b 端
C.Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻Rx 上的电压都可以调到零
5
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解:A.乙图电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式,A 错误;
B.在闭合开关测量前,为了保护电路,滑动变阻器的阻值都应该在最大位置处,即甲、
乙两图中滑片P 都应置于b 端,B 正确;
C.当Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻
的电流几乎不发生变化,所以应选择分压式电路,即选择乙电路比较合适,C 错误;
D.甲电路叫做限流式电路,滑片滑到b 端时,加在Rx 两端的电压最低但达不到零,
D 错误。故选B。
例4.健康同学认为,欧姆表测量电阻不够准确,他想换用伏安法进一步测量一段阻
值约为5Ω 电阻丝的电阻,有下列器材与电路:
a.电流表A1(0.6A,内阻约为0.1Ω)b.电流表A2(3A,内阻约为0.1Ω)
c.电压表V1(3V,内阻约为6kΩ)d.电压表V2(15V,内阻约为20kΩ)
e.滑动变阻器R1(2kΩ,0.5A)f.滑动变阻器R2(10Ω,2A)
g.干电池E(3V,内阻约为0.05Ω)h.开关一个,带夹子的导线若干
为了尽量减小测量数据的读数误差,他应该(  )
A.电流表选用a,电路选甲
B.电流表选用b,电路选甲
C.电流表选用a,电路选乙
D.电流表选用b,电路选乙
解:电路最大电流约为
则电流表应选a,电源电动势为3V,因此电压表选c,由于
说明待测电阻较小,因此电流表应采用外接法,则电路应选乙,故C 正确,ABD 错误。
故选C。
例5.在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压,常常采用
如图所示的电路通过两只滑动变阻器
和
对一阻值为500Ω 左右的电阻
两端电压
进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω 和10Ω 关于滑动变阻
器
、
的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是(        )
6
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A.取
=200Ω,
=10Ω,调节
起粗调作用B.取
=10Ω,
=200Ω,调节
起
微调作用
C.取
=200Ω,
=10Ω,调节
起粗调作用D.取
=10Ω,
=200Ω,调节
起微
调作用
解:若
=200Ω,
=10Ω,则
与R0组成的部分电路的电阻远小于
,移动
上的滑
片很不方便调节
两端的电压.
当
=10Ω,
=200Ω 时,移动
上的滑片使
两端的电压变化较快,移动
上的滑片使
R0两端的电压变化相对较慢,故B 对;ACD 错
故选B
例6.实验室新进了一批低阻值的电阻,课外活动小组的同学设计了一个实验来测量
其电阻,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图的A、
B、C、D 四个电路中选择那个电路来测量(   )
A.
B.
C.
D.
解:由于金属丝的电阻较小,则选择电流表外接法,并为了减少实验误差,且在实验
中获得较大的电压调节范围,所以变阻器要选择分压式接法,故D 正确,ABC 错误。
故选D 。
7
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例7.关于下列甲、乙两电路图说法正确的是(  )
A.甲图中滑动变阻器R0属分压式接法B.甲图中电阻R 两端的电压能从零开始调节
C.乙图中滑动变阻器R0属限流式接法D.乙图中电阻R 两端的电压能从零开始调节
解:A.当滑片P 连线上不连接电阻时,为限流式接法,当滑片P 上连接电阻时,为分
压式接法,其中分压式接法中电阻R 两端的电压能从零开始调节,甲图中滑动变阻器
的滑片P 上没有连接电阻,所以为限流接法,A 错误;
B.只有采用分压式接法时,电阻R 两端的电压才可以从零开始调节,B 错误;
CD.乙图中滑动变阻器的滑片P 上联有电阻,所以为分压式接法,电阻R 两端的电压
可以从零开始调节,C 错误,D 正确。故选D。
例8.某同学测量阻值约为25 kΩ 的电阻Rx,现备有下列器材:
A.电流表(量程100 μA,内阻约为2.5 kΩ);B.电流表(量程500 μA,内阻约为
500 Ω);
C.电压表(量程15 V,内阻约为150 kΩ);D.电压表(量程50 V,内阻约为500 
kΩ);
E.直流电源(25 V);F.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W);G.电键和导线
若干。
电流表应选________,电压表应选________。(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减
小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
__________________
①
;
__________________
②
。
解:[1][2]根据题意可知电源电动势为
,则电路中最大电流约为
故电流表应选B,由于电流表B 的量程为
则待测电阻两端的电压的最大值约为
8
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则电压表选C。
[3][4]因待测电阻约为
,为大电阻,则电流表应采用内接法,因滑动变阻器的最
大阻值与待测电阻比较较小,应采用分压的接法。
对应题型精炼
1.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。下列说法正确的是(  )
  
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P 都应置于b 端
C.
阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻
两端的电压都可以调到零
【答案】B
【详解】A.乙图电路中的滑动变阻器电阻全部连入电路,采用并联分压接法,没有
采用“一上一下”的连接方式,故A 错误;
B.在闭合开关前,为了保护电路,要保证
两端的电压最小,即甲图中滑动变阻器
连入电路的阻值应该最大,乙图中
与滑动变阻器
部分并联,所以甲、乙两图中
滑片P 都应置于b 端,故B 正确;
C.当
阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻
的电流变化很小,所以应选择分压式电路,即选择乙图电路,故C 错误;
D.甲图电路为限流式电路,滑片滑到b 端时,加在
两端的电压最低但达不到零,
故D 错误。
故选B。
2.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R 是滑动变阻器,P 是滑动变
阻器的滑片,a、b 是滑动变阻器的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是(  
9
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 )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关测量前,甲、乙两图中滑片P 都应置于b 端
C.要求电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零
【答案】BC
【详解】A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法,是一上两下的连接方式,故A
错误;
B.在闭合开关测量前,甲图中滑动变阻器应该全部接入电路,滑片P 都应置于b 端,
乙图中Rx两端的电压应该从零开始变化,滑片P 都也应置于b 端,故B 正确;
C.乙图中电压和电流都可以从零开始,而甲图中电压和电流都无法调节到零,故图乙
的电压和电流调节范围较大,故C 正确;
D.图甲属于限流式接法,滑片滑到b 时,待测电阻两端的电压最小,且无法调节到零,
故待测电阻上的电压无法调节到零,故D 错误。
故选BC。
3.为测量“12V,6W”的小电珠在不同电压(要求电压在0~12V 范围内变化)下的功
率,给定了以下器材:
电源(12V,内阻不计),电流表(量程0~0.6A、0~3A,内阻约为0.5Ω),电压表
(量程0~3V、0~15V,内阻约为15kΩ),滑动变阻器1(0~1kΩ),滑动变阻器2
(0~10Ω),开关一个,导线若干。回答下列问题:
(1)实验时选用的电流表量程为           A,电压表量程为           V;
(2)实验中滑动变阻器选用           (选填“1”或“2”),用作           (选
填 “限流式”或“分压式”)连接;
(3)以下四个电路图中,你认为最合适的是           。
10
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A.
 B.
C.
 D.
【答案】     0~0.6     0~15     2     分压式     A
【详解】(1)[1]小电珠的额定电流为
 
实验时选用的电流表量程为0~0.6A;
[2]小电珠的额定电压为12V,实验时选用的电压表量程为0~15V;
(2)[3]小电珠的电阻约为
 
为了方便调节电路,实验中滑动变阻器选用2;
[4]实验要求电压在0~12V 范围内变化,所以滑动变阻器采用分压式连接;
(3)[5]因为
为了减小实验误差,采用电流表外接法,所以采用分压外接法。
故选A。
4.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。
11
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(1)图2 为实验器材部分连线图,还需要          (选填
、
、
、
、
或
)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
,额定电流
。选择负载电阻
,以R 两端电压
为纵轴,
为横轴(
为AP 的长度,
为AB 的长度),得到
分压特性曲线为图4 中的“ ”;当
,分压特性曲线对应图4 中的   
(选填“
”或“
”);则分压接法时滑动变阻器最大阻值的选择依据是
        
R(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】     
、
、
     1.50/1.48/1.49/1.51     II     小于
【详解】(1)[1]根据电路图可知实物连接如图所示
12
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可知还需要
、
、
连线。
(2)[2]量程为
的电压表分度值为
,则图3 所示电压表的示数为
。
(3)[3]假设
部分的电阻为
,
分别与
和
并联再与
部分的电阻串联;
由于相同的
与
并联后的电阻较与
并联后的电阻大,则根据闭合电路欧姆定
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,
负载
时的电压表示数大于负载
时的电压表示数,由于负载
对应的分压特
性曲线为图4 中的“ ”,则负载
对应的分压特性曲线对应图4 中的“
”;
[4]由上述分析可知,对于不同的负载电阻,调节滑动变阻器触头时,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
小于
。
5.某实验小组要测定一段电阻丝的电阻率,用螺旋测微器测得电阻丝的直径为D。
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,将多用电表选择开关置于“×1”挡,将黑、红两
表笔短接,然后进行   ,经正确操作后多用电表指针位于如图1 所示位置,被测电阻
丝电阻的测量值
为    Ω;
(2)要精确地测量电阻丝的电阻,实验室提供的实验器材如下:
A.电源(电动势约15V,内阻约0.1Ω)
13
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B.电流表(量程0~0.6A,内阻约3.0Ω)
C.电阻箱R(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器
(0~5Ω)
E.开关一个,单刀双掷开关一个,导线若干
实验小组成员设计了图2 和3 两个电路图,你认为合理的是图     (填“2”或“3”)
电路。根据选用的电路图进行实验,闭合电键
之前,先将电路图中的滑动变阻器滑
片移到最        (填“左”或“右”)端,将
合向1,闭合电键
,调节滑动变
阻器使电流表的指针偏转较大,记下电流表的示数
。将电阻箱接入电路的电阻调到
最大,保持滑动变阻器滑片位置不变,将
合向2,调节电阻箱,使电流表的示数仍
为I,这时电阻箱的示数为
,测得金属丝接入电路的长为L,由此求得电阻丝的电阻
率
      (用已知和测量的物理量符号表示)。
(3)若在将
合向2 时,无意中碰了一下滑动变阻器滑片,使电路图中的变阻器滑片
向左发生一个小的移动,则使测得的电阻率偏      (填“大”或“小”)。
【答案】     欧姆调零     12     3     左     
     小
【详解】(1)[1]用多用电表粗测电阻丝的阻值,将多用电表选择开关置于“×1”挡,
将黑红两表笔短接,然后进行欧姆调零。
[2]多用电表表盘刻度不均匀,不需要估读,此时表盘上所指刻度值为12,而用的是
“×1”挡,所以电阻丝电阻的测量值为
(2)[3][4]电源的电动势约15V,内阻约0.1Ω,电流表(量程0~0.6A,内阻约
3.0Ω),若用限流法,估测总电路所需最小电阻约
大于电路实际的最大总电阻
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不可选,只能选择图3 分压法,闭合电键
之前,先将电路图中的滑动变阻器滑片移
到最左端,使被测电阻两端电压从零开始变化
[5]根据电路原理知,电阻丝电阻与电阻箱阻值相等,为
根据电阻定律
 
则有
(3)[6]变阻器滑片向左发生一个小的移动,被测电路两端电压减小,电流表的示数仍
为I,可推出此时电阻箱的阻值小于电阻丝的真实值,所测电阻值偏小,根据电阻定律
知,测得的电阻率偏小。
6.某同学想通过实验测定一个阻值约为
的电阻
的阻值。设计了一个如图所示
的电路图。请你帮助他完善实验设计。
(1)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻
,想要实现对
的测量,要求
电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉一根导线            即可。
(填“
”、“
”、“
”或“
”)
(2)如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻
,想要实现对
的测量,要求
电路简单,可操作性强,则在此电路图的基础上去掉两根导线            、  
 
即可。(填“
”、“
”、“
”或“
”)
(3)如果不加修改,直接用上图测量,请你从安全、精确、可操作等角度评价这一方
案,并预测可能出现的问题           。
【答案】     ed     ab/ed     ed/ab     如果不加修改,则会有安全隐患,当滑动
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变阻器划片滑到b 端时,电路会造成电源短路
【详解】(1)[1]因为滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻,故使用分压式接法,所以
要去掉图中的ed 导线,使得待测电阻的电压与滑动变阻器左侧并联部分电阻电压一起
变化。
(2)[2][3]如果滑动变阻器最大电阻
,则为了方便测量,需要采用限流式接
法,故要去掉图中ab 和ed 两根导线即可。
(3)[4]如果不加修改,则会有安全隐患,当滑动变阻器划片滑到b 端时,电路会造成
电源短路。
7.某校课外兴趣小组要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率
,步骤如下:

(1)游标卡尺测量其长度,示数如图甲所示,由图可知其长度L=           cm;
(2)用螺旋测微器测量其直径,示数如图乙所示,由图可知其直径D=           
mm;
(3)实验小组决定使用伏安法测量圆柱体的电阻,已知其电阻约为100Ω,实验所用
直流电源的电动势约为4V、内阻可忽略,电流表V 的量程为0 30mA
∼
、内阻约为
30Ω,电压表V 的量程为0 3V
∼
、内阻约为10kΩ,滑动变阻器
阻值的变化范围为
0 15Ω
∼
,允许通过的最大电流为2.0A,为减小测量误差,实验中实验电路应采用丙图
中的           ;(R 代表圆柱体的电阻)
【答案】     5.015     4.700     A
【详解】(1)[1]由题图甲可知,游标卡尺是20 分度的,游标卡尺的精度是0.05mm。
游标卡尺的示数为
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(2)[2]由题图乙可知,螺旋测微器的示数为
(3)[3]因为
所以电流表应采用外接法;待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测量多组实
验数据,滑动变阻器应采用分压接法,因此应选择图A 所示电路图。
8.已知一热敏电阻当温度从
升至
时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利
用下列方法测量其常温下的阻值。
(1)用多用电表的欧姆挡“
”倍率测量热敏电阻的阻值,正确操作指针偏转如图
甲所示。实验小组应将倍率更换至          (选填“
”或“
”)倍率,正确
操作并读出热敏电阻阻值;
(2)实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后,用以下的器材精确测量它的阻值。
A.电流表
(
,内阻约为
)
B.电流表
(量程
,内阻约为
)
C.电压表
(
,内阻约为
)
D.电压表
(
,内阻约为
)
E.滑动变阻器R(
,允许通过的最大电流为
)
F.电源(
,内阻约为
)
G.开关
H.导线
①为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值,电流表选       ,电压表选       ;
(选填元件前面的序号)
②下列电路图设计合理的是       。(选填“乙”或“丙”)
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(3)已知热敏电阻
与温度的关系如下表所示:
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0
利用该热敏电阻制作温控报警器,其电路原理如图丁所
示,图中E 为直流电源(电动势为
,内阻可忽略),报警系统接在
之间,当
之间的输出电压低于
时,便触发报警器报警,若要求开始报警时环境温度为
,
测试发现温度达到
时报警器就开始报警,则应      (选填“调小”或“调
大”)电阻箱的阻值。
【答案】     
     A     C     丙     调小
【详解】(1)[1]选择“×10”倍率时,指针偏转角度偏小,重选相邻的大倍率
“×100”。
(2)[2][3]电源电动势是5V,电压表选择0~5V,电压全部加在热敏电阻上,电流约
为5mA,电流表量程选0~5mA,选电流表选A 电压表选C;
[4]滑动变阻器的最大阻值远远小于热敏电阻阻值,所以用分压式连接,选丙。
(3)[5]测试发现温控室中温度达到55℃时报警器就开始报警,说明热敏电阻偏大,
所以应调小电阻箱的阻值,使其在要求温度下报警。
9.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋
测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。
(1)实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,
则金属丝长度的测量值
           cm,金属丝直径的测量值为
        mm。
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(2)实验中给定电压表(内电阻约为
)、电流表(内电阻约为
)、滑动
变阻器(最大阻值为
)、待测金属丝(电阻约为
)、电源、开关及导线若干。
两位同学想用伏安法多次测量做出I-U 图线求出待测金属丝的阻值,他们设计了甲、
乙两个电路,你认为采用         图更合理(填“甲”或“乙”),电压表的右端应
接在        点(填“a”或“b”)。
(3)请你用笔画线代替导线,在图中按照第(2)问你所选择的电路图补全实验电路  
。
  
(4)用正确的方法测出了多组电流和电压值,并标在I-U 坐标系中,如图中“×”所示。
请你根据测量值画出图线       ,并求出金属丝的阻值Rx=         
。则这种金
属的电阻率约为           
(该结果保留一位有效数字)。
【答案】     60.27(60.25-60.27 均可)     0.127(0.128-0.129 均可)     乙     
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a     如图所示
       如图所示
     90(88-90 均可)     
【详解】(1)[1]金属丝长度的测量值为60.27cm。
[2]根据螺旋测微器读数,金属丝直径的测量值为
(2)[3]由于滑动变阻器的阻值较小,用分压对外电路电压影响较大,是有效的,所以
采用分压法,选乙图。
[4]由判断内外接公式
则选用电流表外接法,故电压表右端接在a 点。
(3)[5]电路图如图所示
  
(4)[6]如图所示为
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[7] 金属丝的阻值为
[8]由电阻定律公式
可得
10.某同学为了研究小灯泡在不同状态下的电阻,进行了如下实验:
(1)用多用电表的欧姆挡测量小灯泡的电阻,当选用×10Ω 挡测量时发现偏角过大,
此时应选用      Ω 挡(填写“×1”或“×100”),然后需将红、黑表笔短接,进行欧
姆调零,再进行测量。测量完成后,将选择开关拨向      位置。
(2)该同学用内阻约为几十欧的电流表,内阻约为几千欧的电压表等仪器,测定在不
同工作状态下小灯泡的电阻。请根据所画原理图将以下实物连线图补充完整。 
(3)在闭合开关前,实物图中滑动变阻器的滑动触头应在      端(填写“左”或
“右”)。
【答案】     ×1     交流电压的最高挡或OFF     
  
 
右
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【详解】(1)[1]当选用×10Ω 挡测量时发现偏角过大,说明选择的倍率偏大,此时应
选用“×1Ω”挡。
[2]换挡后需将红、黑表笔短接,进行欧姆调零,再进行测量。测量完成后,将选择开
关拔向交流电压的最高挡或OFF 位置。
(2)[3]该根据所画原理图将以下实物连线图补充完整如图
(3)[4]在闭合开关前,滑动变阻器分压部分应该最小,因此实物图中滑动变阻器的滑
动触头应在右端。
11.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制
成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径           
mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为           mm。
 
(2)用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆
柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压能从0 开始连续可调。除待测圆柱体
外,实
验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ) 
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
C.滑动变阻器
(阻值范围
,2.0A) 
D.直流电源
(电动势为3V) 
E.开关 
F.导线若干
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则该实验电路应选择下列电路中的           。
A.
 B.
   
C.
 D.
(3)该同学正确连接电路,所有操作都正确,则测出的电阻           真实值(填
“大于”“小于”或“等于”),该误差的来源是           ,这种误差属于  
 
误差。
(4)实验测出圆柱体的电阻为
,圆柱体横截面的直径为
,长度为
,则圆柱体电
阻率为
           。(用
、
、
表示,单位均已为国际单位)
【答案】     0.920     42.40     B
     小于     电压表的分流     系统     
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为
,由图甲可知直径为
[2]20 分度游标卡尺的精确值为
,由图乙可知其长度为
(2)[3]要求待测电阻两端的电压能从0 开始连续可调,可知滑动变阻器应采用分压接
法,由于
待测电阻远小于电压表内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,B 正确,ACD 错
误。
故选B。
(3)[4][5][6]电流表应采用外接法,由于电压表的分流带来的误差,使得电流表读数
比通过待测电阻的实际电流
大,则有
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可知测出的电阻小于真实值,该误差的来源是电压表的分流,这种误差属于系统误差。
(4)[7]根据电阻定律
可得圆柱体电阻率为
12.在温度为25℃时,合格纯净水的电阻率
。现检测某品牌纯净水,
将采集的水样注满绝缘性能良好的圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,测得
该容器两电极间长度为5.0cm,内径圆面积为50cm2除待测水样Rx外,实验室还提供如
下器材:
A.电流表A(量程0~600μA,内阻约为100Ω)
B.电压表V(量程0~3V,内阻为5kΩ)
C.滑动变阻器R1,阻值范围0~20Ω,允许的最大电流2A
D.滑动变阻器R2,阻值范围0~100kΩ,允许的最大电流0.5A
E.电阻箱R3
F.电源E(电动势为6V,内阻约2Ω)
G.开关和导线若干;
(1)要将电压表V 量程扩大为原来的2 倍,应该将电压表V 和电阻箱R3           
联(填“串”、“并”),并把电阻箱R3的阻值调为           Ω;
(2)先用多用电表粗测容器内水样的电阻。一多用电表正确测量了一个19.0Ω 的电阻,
表盘如图甲所示。现用该表粗测水样电阻,在用红、黑表笔接触容器两端之前,选出
必需的步骤,并按操作顺序排列:           ;
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指向“0”;
B.将红表笔和黑表笔接触;
C.把选择开关旋转到“ 1k”位置;
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D.把选择开关旋转到“ 100”位置;
E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。
(3)按图乙电路测量水样电阻Rx,其中滑动变阻器Rp选择           (填器材选项
代号);合上开关前滑片位于最           端(填“左”、“右”);
(4)将实验中测得的数据,在U-I 坐标系中描点连线,结果如图丙所示,则水样的电
阻Rx=           Ω;
(5)根据实验数据,判断该水样是否合格?           (选填“是”或“否”)。
【答案】     串     5000     CBE     C     左     10000     否
【详解】(1)[1]改装电压表应该将电压表V 和电阻箱R3串联;
[2]串联电阻的阻值为
其中
解得
即应把电阻箱R3的阻值调为
;
(2)[3]待测水样电阻约为
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故应选用“ 1k”挡,在正确测量了一个19.0Ω 的电阻后改用“ 1k”挡时应进行的操作
是:把选择开关旋转到“ 1k”位置;将红表笔和黑表笔接触;调节欧姆调零旋钮使表
针指向欧姆零点;即按操作顺序排列为CBE;
(3)[4]图乙电路中滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器应选用阻值较小的R1,
故选C;
[5]闭合开关前应使流过测量电路的电流最小,即合上开关前滑片位于最左端;
(4)[6]水样的电阻为
(5)[7]根据实验数据,该水样的电阻率为
小于合格纯净水的电阻率,故该水样不合格。
13.在电学实验设计电路时,要思考以下两个问题:
(1)电流表内接还是外接?
如图1 所示,某同学测量灯泡电阻时采用试接的方法,让电压表的一端接在A 点,另
一端先后接到B 点和C 点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,
说明小灯泡的阻值与       (填写“电流表”或“电压表”)的阻值接近,应选择电
流表       (填写“内接”或“外接”)的电路。
(2)如何选择滑动变阻器?
某负载电阻R0=50Ω,有四种规格的滑动变阻器,最大阻值R1分别为5Ω、20Ω、50Ω、
200Ω。将它们分别接入如图3(甲)所示的电路。保持M、N 间电压恒定,从左向右
移动滑片P,研究电压表的电压U 与滑动变阻器接入电路的长度x 的关系,画出U-x
图像,如图3(乙)所示。
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设
,要求滑动变阻器对电压的调节最好是线性的,不要突变,电压的变化范围
要尽量大。满足上述要求的k 值的理想范围为 
A.k<0.1        B.0.1≤k≤0.5        C.k>1
【答案】     电流表     外接     B
【详解】(1)[1][2]电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,说明内接外
接对电流表影响很小,对电压表影响较大,其主要误差原因在于电流表的分压作用,
因此可知小灯泡阻值与电流表相近,为了减少电流表的分压作用,应采取电流表外接
法。
(2)[3]由图可知k 取值为0.1、0.4 是比较符合线性,因此选B。
14.如图甲所示是由某种金属制成的均匀空心柱体,其横截面内外均为正方形,电阻
约为50Ω,为比较准确测量其电阻率,实验室提供以下器材:
A.电流表:量程0~60mA,内阻约为0.20Ω
B.电压表
:量程0~3V,内阻为3kΩ
C.电压表
:量程0~15V,内阻约为5kΩ
D.滑动变阻器
:最大阻值10Ω
E.滑动变阻器
:最大阻值1kΩ。
F.电源:电动势3V,内阻不计
G.开关、导线若干
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(1)用游标卡尺测得该导体截面的外边长D 读数如图乙所示,则
         
mm;
(2)用伏安法可以更准确地测量该柱体的电阻,为使实验中数据有较大的测量范围,
则滑动变阻器应选择         (填仪器前的符号),电压表应选         (填仪器
前的符号),电路图应选择         (填电路图下方的代号)。
A.
 B.
 C. 
 D.
(3)若该空心柱体横截面的外正方形的边长为D,横截面金属厚度为d,柱体长度为
L,电流表读数为I,电压表读数为U,电压表内阻为r,用以上符号表示该柱体材料的
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电阻率
         。
【答案】     30.50     D     B     B     
【详解】本题考查测量金属电阻率实验。
(1)根据游标卡尺读数规则,游标尺0 刻度线在主尺30mm 刻度右侧,主尺为
30mm,游标卡尺为20 分度,精度为0.05mm,游标尺上刻度10 与主尺刻度线对齐,
该导体截面的外边长
。
(2)题中要求实验中数据有较大的测量范围,滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻
器选择最大阻值较小的D,由于电源电动势为3V,所以电压表选择量程为0~3V 的
B,由于电压表内阻已知,所以电流表外接,电路图选择B。
(3)由欧姆定律有
由电阻定律有
,
,
联立解得电阻率
15.有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在8~10Ω 之间,为了测量该导电材料的电
阻率,实验室提供了以下实验器材:
A.20 分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(0~100mA,内阻约为10Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
E.电压表V1(0~3V,内阻约为3kΩ)
F.电压表V2(0~15V,内阻约为15kΩ)
G.直流电源E(4V,内阻不计)
H.滑动变阻器R(0~5Ω,2A)
I.开关及导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度L。其示数如图甲所示,其读数为        mm;
用螺旋测微器测得该样品的外径D,其示数如图乙所示,其读数为        mm;
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(2)本次实验的电流表选用的是      ,电压表选用的是      (填写器材前的字
母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形的导电材料的电阻R0应采用下图中的        (选
填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
【答案】     41.75     3.627(3.626~3.628 均可)     D     E     甲
【详解】(1)[1]游标卡尺读数为
[2]螺旋测微器读数为
(2)[3][4]电源电动势为4V,若选择电压表V2,则电压表的指针偏转过小,不够准确,
所以电压表选择V1,电路中最大电流约为
则电流表选A2。
(3)[5]滑动变阻器最大阻值与待测电阻阻值差不多,略小于待测电阻阻值,为测多组
实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法。又因电压表内阻远大于待测电阻阻值,则
电流表应采用外接法,选择图甲所示电路。
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