文档文本内容
专题01 电学实验
一、题型归纳
01.多用电表的使用及电表的改装
02.测电源电动势和内阻
03.测定金属电阻率
04.小灯泡及各类传感器电阻的测量
二、题型训练
内阻多用电表的使用及电表的改装
1.(2025·山西忻州·一模)某实验小组利用实验室器材,将一个量程
的微安表改装成了一个具
有双量程的电流表和双倍率的欧姆表。
(1)首先用图甲的电路测量微安表的内阻,主要步骤如下:
①将
(总电阻
)的滑动触头调到最左端,
调为
;
②闭合开关,调节
,让微安表指向
;
③保持
不变,调节
,当
的电阻为
时,微安表的示数为
;
④可认为微安表的内阻
。
(2)将微安表改装成量程分别是“
”和“
”的电流表,电路如图乙所示:
①图中,
;
②将S 置于“1”时,电流表量程为 。
(3)将微安表改装成倍率分别为“×10”和“×100”的双倍率欧姆表,电路如图乙所示。其中
,内阻
忽略不计:
①“
”孔内应插 表笔(选填“红”或“黑”);
②将S 置于“2”时,正确操作后微安表指针指在
处,则待测电阻的阻值为
。
【答案】(1)
(2)
(3) 红 3000/
【详解】(1)根据题意,由电路图可知,微安表与电阻箱串联相当于电压表,保持
不变,微安表所在
支路电压不变,由欧姆定律有
解得
(2)[1][2]由图乙可知,将S 置于“1”时,微安表与
串联之后与
并联,由并联分流原理可知,此时
所在支路所分电流较多,即微安表满偏时,分流支路电流较大,扩大量程较大,则将S 置于“1”时,电流
表量程为
,将S 置于“2”时,电流表量程为
,则有
解得
。
(3)[1]直流电表要求电流由红表笔流入,从黑表笔流出。“
”孔内应插红表笔;
[2]根据题意可知,置于“2”时两表笔短接,则有
测量电阻时有
解得
2.(2025··山西运城·一模)用伏安法测定一个阻值约为
的待测电阻阻值,实验室提供如下器材:
电池组
:电动势
,内阻不计;
电流表
:量程
,内阻约为
;
电流表
:量程
,内阻为
;
滑动变阻器
:阻值范围
,额定电流
;
电阻箱
,阻值范围
,额定电流
;
开关
、导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量
的阻值,请回答下列问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表
填写器材代号与电阻箱串联,并将电阻箱阻
值调到
,这样可以改装成一个量程为
的电压表。
(2)在图中画出完整测量
阻值的电路图,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器
,两表的示数如图所示,可读出电流表
的示数是
,测得待测电阻
的阻值是 。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)
8000
(2)
(3) 8.0 191
【详解】(1)[1]由于电流表
的电阻已知,可以利用
与变阻箱串联改装成电压表;
[2]根据欧姆定律可得
代入数据解得
(2)由于待测电阻的阻值
,故电流表采用外接法;滑动变阻器
的最大阻值小于待测电阻的阻值,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如下
2
A
2
A
2
V
A
2
(
)
g
U
I
R
R
2
8000
R
2
4
A
V
200
10
10
1000
x
R
R R
(3)[1]由图可知,电流表
的示数为
[2]电流表
的示数为
,故待测电阻两端的电压
通过待测电阻的电流
故待测电阻的阻值
3.(2025·陕西西安·一模)某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路,通过控制开关S 和调节电阻
箱,使欧姆表具有×1 和×10 两种倍率。所用器材如下:
A.干电池:电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω
B.电流表G:满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=150Ω
C.定值电阻:R1=1200Ω
D.电阻箱R2和R3:最大阻值均为999.9Ω
E.电阻箱R4:最大阻值为9999Ω
F.开关一个,红、黑表笔各1 支,导线若干
1
A
8.0mA
I
2
A
2
150 A
I
2
2
A
2
(
)
1.5V
x
U
I
R
R
3
2
7.85 10 A
xI
I
I
3
1.5
191
7.85 10
x
x
x
U
R
I
(1)该实验小组按图甲正确连接好电路,图中A 表笔为 (选填“红”或“黑”)表笔;
(2)断开电键S,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表
的内阻R 内,则R 内= Ω;在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4至电流表指针指向如图乙所示的位
置,则R4为 Ω。
(3)闭合电键S,调节电阻箱R2和R3,再将红、黑表笔短接,电流表再次满偏,则此时欧姆表倍率为
(选填“×1”或“×10”),R3= Ω(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)黑
(2) 1500 1000
(3) ×1 1.5×102
【详解】(1)根据欧姆表电流“红进黑出”可知图中A 表笔为黑表笔。
(2)[1]断开电键S,由闭合电路欧姆定律可知,欧姆表的内阻为
[2]在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4至电流表指针指向如图乙所示的位置,由闭合电路欧姆定律可
得
解得
3
g
1.5
Ω
1500Ω
1 10
E
R
I
内
4
0.6mA
E
I
R
R
内
4
1000
R
(3)[1]设欧姆表中间刻度为R 中,欧姆倍率为×n 时,对应欧姆内阻为
,则有
,
可得欧姆内阻为
可知欧姆内阻与欧姆表倍率成正比;闭合电键S,电流表再次满偏,设此时干路电流为
,则欧姆表的内
阻为
可知闭合电键S 时欧姆表的内阻小于断开电键S 时欧姆表的内阻,所以闭合电键S 时欧姆表倍率为×1;
[2]由以上分析可知,闭合电键S 时欧姆表的内阻是断开电键S 时欧姆表的内阻的
,则闭合电键S 时,当
电流表满偏时,干路电流是电流表满偏电流的10 倍,则有
代入数据解得
4.(2025·陕西·西安·西安中学·一模)某欧姆表由于长时间未使用,电源电动势和内阻发生了明显变化,
导致无法进行欧姆调零。小佳同学用如图甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时选择欧姆表
“×1”挡位,已知毫安表的量程为400mA,内阻约为1Ω。
(1)在电路连接时,要注意毫安表的“﹣”接线柱要与欧姆表的 (选填“红”或“黑”)
表笔相连;
n
R
m
n
E
I
R
m
1
2
n
E
I
R
nR
中
n
R
nR
中
m
I
m
g
E
E
R
I
I
内
1
10
g
g
1
m
g
g
3
(
)
10
I
R
R
I
I
I
R
2
3
150
1.5 10
R
(2)调节电阻箱的阻值,当毫安表的读数为300mA 时,欧姆表指针偏转到整个表盘
位置的10Ω 刻度处,
如图乙所示,则欧姆表表头G 的量程为 mA;
(3)连续调节电阻箱的阻值,记录多组电阻箱阻值R 和通过毫安表电流I,作出
图像,如图丙所示,
则电源的电动势E= V。在不考虑实验偶然误差的情况下,电源电动势的测量值
真实值(选填“大于“小于”或“等于”);
(4)若想让该欧姆表在“×1”挡位下可以正常使用,则更换的新电源电动势E'= V。
【答案】 红 500 5 等于 7.5
【详解】(1)[1]电流从欧姆表的红表笔流入,从毫安表的“﹣”接线柱流出,所以毫安表的“﹣”接线
柱要与欧姆表的红表笔相连。
(2)[2]设欧姆表表头G 的量程为Ig,由题意可得
解得
Ig=500mA
(3)[3]设回路中除电阻箱之外的总电阻为r,根据闭合电路欧姆定律有
E=I(R+r)
整理得
所以电源的电动势为
[4]根据实验原理可知并未引入由于电表内阻而产生的系统误差,所以在不考虑实验偶然误差的情况下,电
源电动势的测量值等于真实值。
(4)[5]设欧姆表在“×1”挡位下的内阻为r 内,则
3
5
1
R
I
g
3
300mA
5 I
1
R
E
r
I
20 V
5V
4
E
k
0.3A
联立以上两式解得
E'=7.5V
5.(2025·青海·海南州·一模)某同学欲将内阻为2.5Ω、量程为200mA 的电流表改装成多倍率欧姆表,改
装后,将欧姆表选择开关转到“
”挡时,中值电阻为15Ω;选择开关转到“
”挡时,中值电阻为
150Ω。可选用的器材还有:滑动变阻器
(最大阻值为20Ω),定值电阻
(阻值大小未知),电池
(电动势为3V,内阻为0.5Ω),电池
(电动势为30V,内阻为1.5Ω),红、黑表笔,单刀双掷开关和
导线若干。实验电路图如图甲所示。
(1)由图甲可知,A 是 (填“红”或“黑”)表笔。
(2)欧姆表改装好后,若将开关K 掷向a 端,则对应欧姆表的倍率是 (填“
”或“
”);欧
姆调零后,接入电路的电阻
。然后,将开关K 掷向b 端,红、黑表笔短接,发现电流表指针恰
好满偏,则定值电阻
。
(3)若将电流表刻度更换为“
”挡欧姆表的刻度,则图乙表盘上50mA 处的刻度应更换为 Ω。
【答案】(1)红
g
0.5A
E
I
r
内
10
E
r
内
1
10
1R
2
R
1
E
2
E
1
10
1
R
2
R
1
(2)
12 134
(3)45
【详解】(1)欧姆表内置电源的负极与红表笔相连,由图甲所示电路图可知,A 是红表笔。
(2)[1][2]若开关K 掷向a 端,欧姆表内阻
则对应的欧姆表倍率是
,欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻
[3]开关掷向b 时,欧姆表内阻
阻值
(3)若将电流表刻度更换为“
”挡欧姆表的刻度,由闭合电路的欧姆定律得
其中
,代入数据解得
则图乙表盘上
处的刻度应更换
。
测电源电动势和内阻
1.(2025·山西晋中·一模)某班物理兴趣小组测量水果电池的电动势和内阻,操作如下:
①用多用电表粗测:
将一个铜片、一个锌片分别插入到一个苹果相距稍远的两个位置,用多用电表的直流电压挡测量铜片与锌
片间的电压,示数为0.70V;拔出锌片,在原位置插入另一个铜片,将多用电表选择开关拨到欧姆表×1 挡,
欧姆调零后测量两铜片间的电阻,发现指针偏角太小(接近欧姆表盘左侧∞位置),换到×10 挡,再次欧
姆调零,重新测量的结果为350Ω。
1
1
3
g
3
Ω
15Ω
200 10
a
E
R
I
内
1
1
g
1
15Ω
2.5Ω
0.5Ω
12Ω
a
R
R
R
r
内
2
3
g
30
Ω
150Ω
200 10
b
E
R
I
内
2
g
2
1
150Ω
2.5Ω 1.5Ω-12Ω
134Ω
b
R
R
R
r
R
内
1
1
x
a
E
I
R
R
内
50mA
I
45
x
R
50mA
45
②设计电路精确测量,实验室中准备有如下器材:
A.电流表
(量程0~0.6A,内阻为1Ω)
B.电流表
(量程0~200
,内阻为450Ω)
C.电流表
(量程0~600
,内阻为400Ω)
D.定值电阻
(阻值50Ω)
E.电阻箱R(0~999Ω)
F.导线和开关
(1)根据粗测结果,考虑到苹果电池可能提供的最大电流,他们设计了如图1 所示的电路图,图中电流表应
选 (填器材前的序号)。
(2)根据电路图,用笔代替导线连接图2 中实物图(铜片为正极)。
(3)调节电阻箱,得到多组电流表读数I、电阻箱读数R,作出
图像如图所示,根据图像数据求得苹果
电池的电动势
V(结果保留2 位有效数字),内电阻
Ω(结果保留3 位有效
数字)。
【答案】(1)B
(2)见详解
(3) 0.72#0.73#0.74 361(355~366)
【详解】(1)不计电流表电阻,当电流表直接与苹果电池串联时
则通过电流表的电流必然小于200
,所以电流表选择
,即选择B 项。
(2)实物图连接如下
(3)[1][2]由闭合回路欧姆定律可得
将
,
代入得
结合
图像可得
,
解得
,
2.(2025·山西晋城·一模)为了测量铅蓄电池的电动势
和内阻,某同学用如下实验器材设计了如图甲
所示的电路。
A.待测铅蓄电池E B.电压表V(内阻很大)
C.电阻箱
D.开关一个,导线若干
(1)根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中的实物连线 。
(2)闭合开关
,当电阻箱的阻值为
时,记录电压表V 的示数
。
(3)改变电阻箱的阻值
,重复(2)中步骤,得到多组
、
数据。
(4)以
为纵坐标、
为横坐标作出
图像,描点得到一条斜率为
,纵截距为
的直线,则该铅
蓄电池的电动势
,内阻
。
(5)该实验测得的电动势 真实值,测得的内阻 真实值。(均填“大于”“小于”或“等
于”)
【答案】
小于 小于
【详解】
(1)[1]根据电路图,连接实物图如下
(4)[2][3]根据闭合电路的欧姆定律可
得
,
整理可得
结合
图像,则有
,
解得
,
(5)[4][5]电压表的分流会对实验产生影响,设电压表的内阻为
,则有
整理得
结合图像可得
,
解得
,
所以该实验测得的电动势小于真实值,测得的内阻小于真实值。
3.(2025·山西临汾·一模)2024 年我国新能源汽车年度产量突破1000 万辆,深受大众喜爱。某新能源汽
车采用刀片电池技术,一实验小组将其中一块电芯(由多节刀片电池串联面成)拆解下来,测其电动势E
(约30~40V)和内阻r(约几欧),利用实验室现有器材设计了如下实验:
(1)该小组先粗测电芯的电动势,某多用电表的直流电压档有2.5V、10V、50V、250V 多个量程,他们欲将
多用电表的表笔直接与电芯的正负极连接进行测量,应选择 V 的量程。正确选择量程后,测量电芯
两端的电压,测量结果如图1 所示,读数为 V。
(2)为进一步测量,实验室现有一个量程为15V、内阻为15kΩ 的电压表V,需将此电压表改装成量程为40V
的电压表使用,需要串联一个 kΩ 的定值电阻
。
(3)该小组将(2)中改装好的电压表(电压表表盘没有改变)与其他器材连接成如图2 所示电路,测量该
块电芯的电动势E 和内阻r,操作如下:
①多次调节电阻箱R,记下电压表V 的示数U 和电阻箱R 相应的示数;
②以
为纵轴,
为横轴,作出
图像;
③根据实验所得数据,作出图像如图3 所示。
则该块电芯的电动势
V,内阻
(结果均保留三位有效数字)。
【答案】(1) 50 36.0
(2)25
(3) 36.5 2.00
【详解】(1)[1][2]用多用电表的表笔直接与电芯的正负极连接进行测量,应选择50V 的量程。最小刻度
为1V,则测量结果读数为36.0V;
(2)需要串联的定值电阻
E
r
1
0
1
40 15 15kΩ
25kΩ
15
V
R
U
U
U
R
(3)[1][2]由电路可知
忽略通过电压表的电流,则
可得
由图像可知
,
解得E=36.5V,r=2.00Ω
4.(2025·陕西渭南·一模)某同学想要设计某个电路来准确测量由3 节相同的干电池组成的电池组的电动
势和内阻。目前可使用的器材有:
A.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为10Ω)
B.电压表
(量程0~3V,内阻约为4kΩ)
C.电压表
(量程0~15V,内阻约为20kΩ)
D.滑动变阻器:0~1000Ω,额定电流0.5A
E.滑动变阻器:0~25Ω,额定电流2A
F.定值电阻2Ω
G.定值电阻100Ω
H.开关、导线若干
0
8
3
V
U
U
U
U
R
R
端
U
E
U
r
R
端
端
1
8
8
1
3
3
r
U
E
E R
8
0.073
3E
8
0.073
0.146
3
0.5
r
E
(1)为了使测量结果尽量准确,电压表选择 ,滑动变阻器选择 ;为了更加准确的测量电池内阻,
需要给电池组串联一个合适的定值电阻,这个电阻应选择 。(均填写仪器前的字母代号)
(2)请你用所选的实验器材设计出测量该电池组的电动势和内阻的电路图,画在图1 方框里。
(3)缓慢调节滑动变阻器,记录电流表示数I,电压表示数
。根据记录的数据作出的
图像如图2 所示,
则每一节干电池的电动势为 V(保留3 位有效数字)、内阻为 Ω(保留1 位小数)。
(4)上述电动势的测量值 真实值。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) C E F
(2)
(3) 1.48 1.0
(4)<
【详解】(1)[1][2][3]3 节干电池电动势约为4.5V,故电压表应选择量程0~15V 的电压表C;为了方便调
节电压,滑动变阻器应选最大阻值较小的E;由于滑动变阻器的最大阻值为
,若给电池组串联阻值为
100Ω 的定值电阻,由于定值电阻阻值远大于滑动变阻器的最大阻值25Ω,故调节滑动变阻器时电压表的示
数变化很小,故选择小阻值电阻,故选F。
25
(2)由于电流表的阻值与电源内阻和定值电阻的总电阻相差不大,电流表应选择相对电源外接,电路图
如下:
(3)[1][2]设每节干电池的电动势为E,内阻为r,根据闭合电路欧姆定律
,
整理得
结合图像可知
,
解得
,
(4)由于电压表的分流,电动势的测量值等于电源与电压表并联后两端电压,所以电动势的测量值比真
实值偏小。
5.(2025·宁夏·银川·六盘山中学·一模)要测量一节干电池的电动势
和内阻,现有下列器材:电压表
,电阻箱
,定值电阻
,开关和导线若干。某实验小组根据所给器材设计了如
图1 所示的实验电路。由于
的阻值无法辨认,实验时先用一欧姆表测量其阻值。该欧姆表的内部结构如
图2 所示,该表有“
”、“
”两个倍率。现用该表测量阻值小于
的电阻
。
0
3
3
E
U
I
r
R
0
2Ω
R
0
3
3
U
E
I
r
R
3
4.45V
E
0
4.45
2.00
3
0.5
r
R
1.48V
E=
1.0
r
E
r
V 0
3V
0
9999.9Ω
R
0
R
0
R
1
10
10
0
R
(1)图2 中
表笔为 (选填“红”或“黑”)表笔。要测量
应与 (选填“
”或“ ”)
相连。测量时指针位置如图3 所示,欧姆表的读数为
。
(2)实验小组同学利用图1 电路多次调节电阻箱阻值
,读出电压表对应的数据,建立
坐标系,描点
连线得到如图4 所示的图线,则该电源的电动势
V,内阻
。(结果均保留三位有效数
字)
(3)经核实,电阻
的测量值与真实值一致,实验小组利用图1 电路得到的内阻的测量值
(选填
“小于”、“等于”或“大于”)真实值
【答案】(1) 黑表笔 d 4
(2) 1.43 2.25
(3)小于
【详解】(1)[1]电流从红表笔流入,黑表笔流出,所以图2 中a 表笔为黑表笔;
[2]该表有“
”、“
”两个倍率,欧姆表的内阻等于该倍率下的中值电阻,所以“
”倍率的内阻
小于“
”倍率的内阻,由于
阻值小于
,应选择“
”倍率,故要测量
应与d 相连;
[3]如图3 所示,欧姆表的读数为
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律
化简可得
由图可知
a
0,
R c
d
e
R
1
1
R
U
E
r
0
R
r测
r
1
10
1
10
0
R
10
1
0,
R c
0
4 1
4
R
0
(
)
U
E
U
R
r
R
0
0
1
1
1
E
R
R
r U
R
r
,
联立解得,该电源的电动势为
内阻为
(3)由图1 可知,误差来源于电压表分流,则根据闭合电路欧姆定律
化简可得
对比
可得
6.(2025·宁夏·石嘴山·一模)某同学要测定实验室一干电池组的电动势和内阻,利用现有器材设计了如图
1 所示的实验电路图,选用器材如下:
A.待测干电池组(电动势约4.5V,内阻约
);
B.电压表
(量程0~3V,内阻约
);
C.电压表
(量程0~15V,内阻约
);
0
0.16
0.70
E
k
R
r
0
1
0.16
b
R
r
1.43V
E
2.25
r
0
V
(
)(
)
U
U
E
U
R
r
R
R
真
真
0
0
V
1
1
1
1
(
)
E
R
R
r
U
R
r
R
真
真
真
0
0
1
1
1
E
R
R
r
U
R
r
测
测
r
r
测
真
D.电流表
(量程0~1A,内阻为
);
E.电流表
(量程0~100mA,内阻为
;)
F.滑动变阻器
(
);
G.开关、导线若干。
闭合开关,该同学通过改变滑动变阻器滑片的位置得到多组关于电压表和电流表的数据,描绘了如图2 所
示的U-I 图像,根据上述条件回答以下问题。
(1)电压表应选择______,电流表应选择______(填选项前
字母)。
(2)根据图像和已知数据可算出,电池组电动势
______V,内阻
______
(结果均保留3 位有效
数字)
与真实值相比,电动势测量值______(填“偏大”“偏小”或“相等”),内阻测量值______
(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1) ①. B ②. D
(2) ①. 4.50 ②. 3.25 ③. 相等 ④. 相等
【解析】
【小问1 详解】
[1]由题可知,待测电池组的电动势大约为4.5V,选量程0~15V 的电压表,测量误差较大,所以实验
时需要选择量程0~3V 的电压表,通过调节滑动变阻器可以保证不超量程,即电压表应选择B。
[2]结合图2 的U-I 图像,可知实验过程电路中的电流取值范围为0.4~0.8A,所以选择量程0~1A 的电
流表。即电流表选D。
【小问2 详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
结合U-I 图像可知
,
联立,解得
,
[3][4]由于电流表内阻已知,实验没有电压表分流、电流表分压的引起的误差,则计算出的电源的电
动势测量值与真实值相等,电源内阻测量值和真实值也相等。
测定金属电阻率
1. (2025·宁夏·中卫·一模)实验小组做“测量合金丝的电阻率”实验。
(1)用毫米刻度尺测出合金丝AB 的长度L,再利用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图所示,则金属丝
直径的测量值
______mm;用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB 的电阻,多用电表指针指示如图所示,
则合金丝电阻值为______
;
(2)实验室提供下列器材:电源(
)
电压表(量程0~3V,内阻约
)
电流表(量程0~60mA,内阻为
)
滑动变阻器R1(最大阻值
,额定电流2A)
滑动变阻器R2(最大阻值
,额定电流0.5A)
开关、导线若干;
为了调节方便、测量准确,滑动变阻器应选用______;(选填相应的电阻)
(3)将合金丝AB 全部接入电路,使用图中的器材测量合金丝的电阻,请用笔画线代替导线,在图中将实
物电路图连接完整______;
(4)正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片,记录两电表的测量数据,在坐标纸上描点作出如图所示
的
图像,则合金丝AB 的电阻
______
(结果保留1 位小数),由电阻R 求得合金的电阻率;
【答案】 ①. 0.360##0.359##0.361
②. 60
③. R1
④.
⑤. 63.3
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精度为0.01mm,其读数为固定刻度与可动刻度示数之和,所以
[2]欧姆表的示数为指针示数与倍率的乘积,所以合金丝电阻
(2)[3]为了调节方便、测量准确,故滑动变阻器采用分压接法,则应选择最大值较小的
;
(3)[4]电流表的电阻已知,故可精确测量流过合金丝电阻电流,以及电流表两端电压,故电流表采用内
接法,滑动变阻器采用分压接法,则完整的实物连接图,如图所示
(4)[5]根据
图像的斜率表示电阻,则可得
2.(2025·山西吕梁·一模)某同学测量一种金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后,应该先调节 将
金属丝轻轻夹住,再调节 ,当听到“卡、卡、卡”的声音以后,说明被测物体被加紧了,这
时为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧的部件为 。(均选填“
”“
”或“
”)
(2)一小组同学利用伏安法测阻值约为几欧的金属丝的电阻
。实验所用器材为:电池组(电动势
,内
阻约
)、电流表(内阻约为
)、电压表(内阻约为
)、滑动变阻器
,额定电流
)、开关、导线若干。正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
①由以上实验数据可知,他们测量
时,采用了图甲中的 图(选填图下的字母)。
②图乙是测量
的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片
置于变阻器的一端。请
根据①所选的电路图,补充完成图乙中的实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于烧
坏 。
【答案】(1) B C A
(2) D
【详解】(1)[1][2][3]当把细金属丝放到测砧和测微螺杆间后,应该先调节B 将金属丝轻轻夹住,再调节
C,当听到“卡、卡、卡”的声音以后,说明被测物体被加紧了,这时为防止读数时测微螺杆发生转动,
读数前应先旋紧的部件为A。
(2)[1]由记录数据,根据欧姆定律可知金属丝的电阻
约5Ω。如果采用限流,最小电流为
图表可知最小电流为0.020A,故滑动变阻器采用分压式接法,根据题中数据可有
故电流表采用外接法,综合可知D 选项电路图符合题意。
故选D。
[2]根据D 选项的电路图,为了闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于烧坏,则滑动变阻器接入电路阻值
应最大,故实物图连接如下
小灯泡及各类传感器电阻的测量
1.(2025·山西·一模)小彩灯的内部结构如图甲所示,表面涂有氧化层(绝缘物质)的细金属丝与灯丝并
联,正常情况下,细金属丝与灯丝导电支架不导通。为描绘该小彩灯的伏安特性曲线,某实验小组用图乙
的电路进行了实验。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于图乙中的 (填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,反复调节滑动变阻器,小彩灯的亮度能发生变化,但电压表和电流表示数均不能调为零。如
果电路中只有一根导线断路,则该导线是 (用图中字母表示);
(3)故障排除后,测得小彩灯的伏安特性曲线如图丙所示。则小灯泡的电阻随电流的增大而 (填
“增大”“减小”或“不变”);
(4)若把5 个相同的这款小彩灯串联后与电动势为30V,内阻为
的电源通过阻值为
的定值电阻连成串
联电路,则每个小灯泡消耗的电功率为 W(保留两位有效数字);
(5)根据设计,当某个小彩灯两端的电压达到7.5V 时,灯丝熔断,此时细金属丝的氧化层会被击穿,细金
属丝与灯丝支架会导通,与之串联的其他小彩灯能继续发光,但是亮度会降低。那么,细金属丝的电阻与
原灯丝阻值相比 (填“偏大”“偏小”或“相同”)。
【答案】(1)左
(2)
(3)增大
(4)0.80(
)
(5)偏大
【详解】(1)为了保护电路,且使灯泡两端电压从零开始变化,开关闭合前,滑片置于左端,使得小灯
泡两端电压为0;
(2)导线断路,导致电路由分压式改为限流式,使得两电表不能从零变化;
(3)
图线上某点与坐标原点连线的斜率倒数为小灯泡的电阻值,斜率
随
增大而减小,故电阻随
增大而增大;
(4)闭合电路中,根据闭合电路欧姆定律由
即
作出
图线
交小灯泡
图线于
点,可得小灯泡功率
(5)彩灯亮度降低,说明电路中总电阻增大,可知细金属丝的电阻大于原灯丝电阻。
2.(2025··山西太原·一模)某小组为探究“压力传感器”的阻值
,随气压变化的规律,设计了如图
(a)所示的装置,测量原理如图(b)所示。
(1)某次实验中,玻璃管内压强为1 个标准大气压时,电流表示数为100mA,电压表示数如图(c)。已
知电压表量程为3V,则电压表读数为 V,此时
的测量值为
(结果保留3 位有效数字);
(2)逐渐降低玻璃管内气压p,调节滑动变阻器R,保持电流I 不变,根据测量数据,经计算后绘制的
关系图像如(d)所示;
(3)如果玻璃管内气压为0.5 个标准大气压,电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的
侧(填“左”或“右”);
(4)根据该实验原理,“压力传感器”阻值的测量值 真实值(选填“大于”、“小于”或“等
于”)。
【答案】 1.20 12.0 右 小于
【详解】(1)[1]已知电压表量程为3V,分度值为0.1V,由图可知电压表读数为1.20 V;
[2]根据欧姆定律可知,
的测量值为
(3)[3]根据图(d)可知气压越小,电阻越大;如果玻璃管内气压为0.5 个标准大气压,电流为100mA,
可知压强p 减小,则电阻
增大,根据
可知电压增大,则电压表的指针位置应该在题图(c)中指
针位置的右侧。
(4)[4]由电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流使得电流表读数大于真实电流,根据欧姆
定律
可知“压力传感器”阻值的测量值小于真实值。
3.(2025·宁夏·银川·第九中学·一模)气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常
敏感的气敏电阻
,正常情况下阻值为几百欧,当甲醛浓度升高时,其阻值可以增大到几千欧。该气敏电
阻说明书给出的气敏电阻
随甲醛浓度
变化的曲线如图a 所示(横轴为
)
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a 一致,测量部分甲醛浓度下的阻值,设计图b 所示电路。利用如下
q
R
q
R
8
3
10 kg m
实验器材测甲醛浓度为
时气敏电阻的阻值,供选用的器材如下:
A.蓄电池(电动势
,内阻不计)
B.电压表(量程
,内阻约
)
C.毫安表(量程
,内阻约
)
D.滑动变阻器
(最大阻值
)
E.滑动变阻器
(最大阻值
)
F.开关、导线若干
①参照图a 中的参数,滑动变阻器
应选用 (填“
”或“
”);
②单刀双掷开关应接在 (填“1”或“2”);
(2)实验时,将气敏电阻置于密封小盒内,通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度,记录不同甲醛浓度下电表示数,
计算出气敏电阻对应阻值,若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为
和
,则此时气敏电阻的
阻值为
(保留2 位有效数字)。
(3)已知国家室内甲醛浓度标准是
。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c 所示的简单测试电
路,用来测定室内甲醛是否超标。
电源电动势为
(内阻不计),电路中
、
分别为红、绿发光二极管,红色发光二极管
的启
8
3
8 10 kg m
6V
6V
10k
5mA
2
1R
20
2
R
1000
P
R
1R
2
R
5.5V
3.7mA
k
3
0.1mg m
5.0V
E
1
D
2
D
1
D
动(导通)电压为
,即发光二极管两端电压
时点亮,绿色发光二极管
的启动电压为
,发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮,超标时红灯亮,
则在电阻
和
中, 是定值电阻,其阻值为
。
【答案】(1)
1
(2)1.5
(3)
3.9
【详解】(1)[1]根据图b 可知,滑动变阻器采用了分压接法,为了调节方便,则滑动变阻器应该选择最
大阻值较小的
。
[2]由图a 可知,甲醛浓度为
的气敏电阻的阻值
由于
,因此电流表应采用内接法,即开关接到1。
(2)根据欧姆定律可得气敏电阻阻值为
(3)[1]
、
串联,当甲醛浓度升高,气敏电阻的阻值
增大时,红色发光二极管
两端电压升高,
所以
为气敏电阻,
为定值电阻。
[2]根据电阻与电压成正比,有
2.0V
1
D
2.0V
U
2
D
3.0V
3R
4
R
k
1R
4
R
1R
8
8 10 kg m
2.5k
q
R
V
A
q
R
R R
3
3
5.5
1.5 10
1.5k
3.7 10
q
U
R
I
3R
4
R
q
R
1
D
3R
4
R
4
2
3
q
R
R
红色发光二极管
处于点亮的临界状态,由图a 可知
时,气敏电阻的阻值
,故可得
4.(2025·陕西·一模)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值会随压力变化而改变。某实验
小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约为几十欧,现有以下器材:
压力传感器
电源:电动势6V(内阻不计)
电流表A:量程250mA,内阻约为5Ω
电压表V:量程3V,内阻约为20kΩ
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω
开关S,导线若干
(1)为了提高测量的准确性,应该选以下 电路图进行测量,使用该电路得到的测量值
(选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
A.
B.
1
D
3
7
3
0.1mg m
1 10
kg m
2.6k
q
R
4
3.9k
R
C.
D.
(2)通过多次实验测得其阻值RN随压力F 变化的关系图像如图甲所示,该学习小组利用该压力传感器设计
了如图乙所示的自动分拣装置,可以将质量大于0.14kg 的物体和小于0.14kg 的物体进行分拣,图中RN为
压力传感器,R′为滑动变阻器,电源电动势为6V(内阻不计),重力加速度大小取10m/s2。分拣时质量不
同的物体通过传送带运送到托盘上,OB 为一个可绕O 转动的杠杆,下端有弹簧,当控制电路两端电压
≥2V 时,杠杆OB 水平,物体水平进入通道1;当控制电路两端电压<2V 时,控制电路控制杠杆的
端下
移,物体下滑进入通道2,从而实现分拣功能。根据以上原理可知,R′接入电路的阻值为 Ω
(结果保留3 位有效数字),质量为0.1kg 的物体将进入 (选填“通道1”或“通道2”)。
【答案】(1) B 小于
(2) 15.0 通道2
【详解】(1)[1]由于
所以电流表应采用外接法,且待测电阻阻值与滑动变阻器的总电阻相比较大,并且为了提高测量的准确性,
所以滑动变阻器采用分压式接法。
故选B。
[2]根据电路的连接方式可知,由于电压表分流,导致电流的测量值偏大,故电阻的测量值小于真实值。
(2)[1]质量为0.14kg 的物体对RN的压力为1.4N,由图甲可知,此时
由闭合电路欧姆定律可得
且
联立可得
[2]由图甲可知,压力变小,阻值变大,故电路中电流变小,控制电路两端电压变小,小于2V,故物体进
入通道2。