第14講　電學實驗

                             高頻考點·能力突破        

考點一　電學基本器材的使用與讀數(shù)

1．電壓表、電流表,、多用電表的讀數(shù)技巧

對電表讀數(shù)問題，要先弄清楚電表的分度值,，即每小格的數(shù)值,，再確定是、還是估讀,，明確讀數(shù)的小數(shù)位數(shù)．

2．多用電表的使用問題

在弄清其基本原理的基礎上,，會選擇測量項目及量程、擋位,，能區(qū)分機械調(diào)零和歐姆調(diào)零,，掌握測量電阻的步驟．

3．電表的“三用”

如果知道電表的內(nèi)阻，電流表,、電壓表就既可以測電流,，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用,，即“一表三用”．

例1 (1)如圖甲所示,，電壓表選0～3 V量程時的讀數(shù)為________ V，電壓表選0～15 V量程時的讀數(shù)為________ V．

(2)如圖乙所示,，電流表選0～0.6 A量程時的讀數(shù)為________ A,，電流表選0～3 A量程時的讀數(shù)為________ A．

(3)如圖丙所示，電阻箱的讀數(shù)為________．

預測1　如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“×100”的歐姆擋測電阻時,，表針如圖所示

(1)所測電阻的阻值為________ Ω,；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×10⁴ Ω的電阻，為了使測量結果比較精確,，應選用的歐姆擋是________(選填“×10”“×100”或“×1 k”)．

(2)用此多用電表進行測量,，當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時,，表針指于圖示位置，則所測電流為________ mA,；當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時,，表針指于圖示位置，則所測電流為________ mA.

(3)當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時,，表針也指于圖示位置,，則所測電壓為______ V．

考點二　以測量電阻為核心的電學實驗

1．電阻的測量

電阻測量首先要根據(jù)實驗目的、實驗原理,、實驗器材的不同而靈活選用“伏安法”(又分為內(nèi)接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等測量電路．從供電方式上又可分為限流電路和分壓電路．

(1)有電壓表,、電流表且量程恰當時選擇“伏安法”．

(2)電壓表不能用或沒有電壓表等情形下，若精確知道電流表內(nèi)阻,，可以將電流表當作電壓表使用,，即選擇“安安法”．

(3)電流表不能用或沒有電流表等情況下，若精確知道電壓表內(nèi)阻,，可以將電壓表當作電流表使用,，即選擇“伏伏法”．

(4)在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小或太大,，為了滿足安全精確的原則,，選擇“伏安加R法”，此法又叫“加保護電阻法”．

2．實驗器材的選擇

(1)電源的選擇：一般根據(jù)待測電阻的額定電流或額定電壓選擇符合需要的直流電源．

(2)電表的選擇：一般根據(jù)電源的電動勢或待測用電器的額定電壓選擇電壓表,；根據(jù)待測電流的最大電流選擇電流表,；電表的指針擺動的幅度較大，一般應使指針能達到半偏．

例2 [2022·全國甲卷]某同學要測量微安表內(nèi)阻,，可利用的實驗器材有：電源E(電動勢1.5 V,，內(nèi)阻很小)，電流表(量程10 mA,，內(nèi)阻約10 Ω),，微安表(量程100 μA，內(nèi)阻R_g待測,，約1 kΩ),，滑動變阻器R(最大阻值10 Ω)，定值電阻R₀(阻值10 Ω),，開關S,，導線若干．

(1)將圖中所示的器材符號連線，畫出實驗電路原理圖,；

(2)某次測量中,，微安表的示數(shù)為90.0 μA，電流表的示數(shù)為9.00 mA，由此計算出微安表內(nèi)阻R_g＝________ Ω.

例3 [2022·全國乙卷]一同學探究阻值約為550 Ω的待測電阻R_x在0～5 mA范圍內(nèi)的伏安特性．可用器材有：電壓表(量程為3 V,，內(nèi)阻很大),，電流表(量程為1 mA，內(nèi)阻為300 Ω),，電源E(電動勢約為4 V,，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R(最大阻值可選10  Ω或1.5 kΩ),，定值電阻R₀(阻值可選75 Ω或150 Ω),，開關S，導線若干．

(1)要求通過R_x的電流可在0～5 mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),，將圖(a)所示的器材符號連線,，畫出實驗電路的原理圖；

(2)實驗時,，圖(a)中的R應選最大阻值為________(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑動變阻器,，R₀應選阻值為________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值電阻；

(3)測量多組數(shù)據(jù)可得R_x的伏安特性曲線．若在某次測量中,，電壓表,、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示，則此時R_x兩端的電壓為________ V,，流過R_x的電流為________ mA,，此組數(shù)據(jù)得到的R_x的阻值為________ Ω(保留3位有效數(shù)字)．

預測2　[2022·湛江市測試]兩同學為測定一段粗細均勻、電阻率較小的電阻絲的電阻率,，采用了如圖甲所示的電路進行測量．

實驗步驟如下：

a．用螺旋測微器在電阻絲上的三個不同位置測出電阻絲直徑，求出平均值D,；

b．調(diào)節(jié)電阻絲上的導電夾P的位置,，用毫米刻度尺測量并記錄導電夾P到電阻絲右端B的長度x；閉合開關S,，記錄電壓表示數(shù)U,、電流表示數(shù)I；

c．改變電阻絲上導電夾P的位置,，重復步驟b,，記錄多組x、U,、I的值．

(1)若螺旋測微器某次測量結果如圖乙所示,，其示數(shù)為________ mm.

(2)若選用某組U、I值,，用R_x＝算出電阻絲連入電路的電阻R_x,，則計算值與真實值相比________．(選填“偏小”“相等”或“偏大”)

(3)根據(jù)多組測量得到的實驗數(shù)據(jù)繪出 -x圖象如圖丙所示，若圖線斜率為k，則電阻絲的電阻率ρ＝________(用已知或測量出的物理量的符號表示),；電流表內(nèi)阻對電阻率的測量________(選填“有”或“沒有”)影響．

(4)用記錄的數(shù)據(jù)繪制出U- I圖象如圖丁所示,，由圖象可知電源的內(nèi)阻r＝________ Ω.(結果保留兩位有效數(shù)字)

預測3　[2022·河北衡水中學調(diào)研]為描繪標有“3 V　1.8 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線，所使用的器材有：導線,，開頭,，電動勢為4 V的電池組和待測小燈泡，此外還有如下實驗器材供選擇：

A．電流表(量程為0.6 A,，內(nèi)阻約為1 Ω),；

B．電流表(量程為3 A，內(nèi)阻約為0.20 Ω),；

C．電壓表(量程為3 V,，內(nèi)阻約為2 kΩ)；

D．電壓表(量程為15 V,，內(nèi)阻約為4.5 kΩ),；

E．滑動變阻器(0～100 Ω)；

F．滑動變阻器(0～20 Ω)．

(1)為減小實驗誤差,，下列四種實驗方案最理想的是________(填正確答案標號)．

(2)在上述實驗方案中,，電流表應選________，滑動變阻器應選________(均填器材前面的字母代號)．某同學利用所選用的實驗器材描繪出了小燈泡的伏安特性曲線,，如圖甲所示,，當流過小燈泡的電流為0.5 A時，圖象的切線如圖中虛線所示,，此時小燈泡的電阻為________ Ω.

(3)現(xiàn)把實驗中使用的小燈泡連接到如圖乙所示的電路中,，其中電源電動勢E＝2 V，內(nèi)阻r＝1 Ω,，定值電阻R＝4 Ω,，此時小燈泡的實際功率為________ W(結果保  2位有效數(shù)字)．

考點三　電表的改裝、多用電表的原理與使用

例4 [2022·遼寧卷]某同學要將一小量程電流表(滿偏電流為250 μA,，內(nèi)阻為1.2 kΩ)改裝成有兩個量程的電流表,，設計電路如圖(a)所示，其中定值電阻R₁＝40 Ω,，R₂＝360 Ω.

(1)當開關S接A端時,，該電流表的量程為0～________ mA；

(2)當開關S接B端時,，該電流表的量程比接在A端時________(填“大”或“小”),；

(3)該同學選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻R_x的阻值，設計了圖(b)中兩個電路．不考慮實驗操作中的偶然誤差,，則使用________(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差．

預測4　[2022·重慶押題卷]某興趣小組利用所學知識自制一個歐姆表,，他們先利用題圖所示電路測量,，一只量程為100 mA的電流表內(nèi)阻，實驗步驟如下：

①閉合S₁,，斷開S₂,，調(diào)節(jié)滑動變阻器R₁，使電流表達到滿偏值I₀＝100 mA,；

②保持R₁的滑片位置不變,，閉合S₂，調(diào)節(jié)電阻箱R₂,，使電流表的讀數(shù)如題圖所示,，然后讀出此時電阻箱R₂的阻值為12.8 Ω；(可認為電路總電流保持不變)

③計算出電流表內(nèi)阻R₀.

(1)步驟②中電流表示數(shù)為________ mA,，步驟③中電流表內(nèi)阻R₀為________ Ω.

(2)題圖為改裝后的歐姆表電路示意圖．電源電動勢為2 V,、內(nèi)阻很小可不計，S為單刀雙擲開關,，a,、b為制作的兩個擋位，其中一個是“×1”擋,，另外一個是“×10”擋．可計算出定值電阻R₃為________ Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

(3)現(xiàn)使用該自制歐姆表測一未知定值電阻R_x的阻值,，將開關S接到b處，完成歐姆調(diào)零后,，在紅黑表筆間接入R_x時電流表指針在題圖所示位置,，計算出R_x電阻為________ Ω.

預測5　在“多用電表的使用”實驗中：

(1)甲同學利用多用電表測量電阻．他用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了得到比較準確的測量結果,，請從下列選項中挑出合理的步驟,，操作順序為________(填寫選項前的字母)．

A．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0 Ω”

B．將選擇開關旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置

C．將選擇開關旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置

D．將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接完成測量

(2)乙同學利用多用電表測量圖示電路中小燈泡正常工作時的有關物理量．閉合開關,，以下操作正確的是________．

A.將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋,，閉合開關，利用圖1的電路測量小燈泡的電阻

B．將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋,，閉合開關，利用圖1的電路測量小燈泡兩端的電壓

C．將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋,，閉合開關,，利用圖2的電路測量通過小燈泡的電流

D．將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋，把圖2中紅,、黑表筆接入電路的位置互換,，閉合開關，測量通過小燈泡的電流

(3)丙同學將選擇開關旋轉(zhuǎn)到“直流250 mA”擋作為電流表,，設計了如圖3所示的電路,，已知電流表內(nèi)阻R_A＝0.4 Ω,，R₁＝R_A，R₂＝7R_A.若將接線柱1,、2接入電路時,，最大可以測量的電流為________ A；若將接線柱1,、3接入電路時,，最大可以測量的電壓為________ V.

考點四　以測量電源電動勢為核心的電學實驗

1．常見測量電源電動勢和內(nèi)阻的三種方法

根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir，而最關鍵的是看電路中如何測量出路端電壓U和電路中的總電流I.

2．在數(shù)據(jù)處理問題中,，利用圖象得出電動勢和內(nèi)阻是常用的方法——注意“化曲為直”．

例5 [2022·北京押題卷]在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中,，可選用的器材有：

A．電壓表V₁：0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ,；

B．電壓表V₂：0～15 V,，內(nèi)阻約15 kΩ；

C．電流表A₁：0～0.6 A,，內(nèi)阻約0.1 Ω,；

D．電流表A₂：0～3 A，內(nèi)阻約0.01 Ω,；

E．滑動變阻器R₁：0～100 Ω,；

F．滑動變阻器R₂：0～15 Ω；

G．開關S和導線若干．

(1)電流表應選用________,，電壓表應選用________,，滑動變阻器應選用________；(選填項目前的符號)

(2)用所選器材按照圖連接好電路后,，將滑動變阻器滑片置于合適位置,，閉合開關S，通過調(diào)整滑動變阻器,，得到多組電流I和電壓U.根實驗數(shù)據(jù),，繪制出如圖所示的U - I圖象，由圖線可求出E＝________ V,，r＝________ Ω,；

(3)實驗中，某同學發(fā)現(xiàn)電流表被損壞,，他利用完好的電壓表和實驗室中的下述器材,，仍然可以較準確測量電源電動勢和內(nèi)阻的是________．

A．另一滑動變阻器

B．電阻箱

C．多個定值電阻(阻值為幾歐)

D．量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)

預測6　[2022·滄州二模]某同學想測量一舊手機中的鋰電池的電動勢和內(nèi)阻(電動勢E標稱值為3.7 V，允許最大放電電流為500 mA)．實驗室備有如下器材：

A．電壓表V(量程為3 V,，電阻R_V約為  4.0 Ω),；

B．定值電阻R₀(阻值為5 Ω)；

C．電阻箱R(0～999.9 Ω),；

D．開關S一只,，導線若干．

(1)為測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r,，該同學設計了如圖甲所示的電路圖．請你幫助該同學按圖甲所示的電路圖，將圖乙中實物連線補充完整．

(2)實驗時,，該同學通過改變電阻箱R的阻值,，得到多組測量數(shù)據(jù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出 -圖象,，如圖丙所示．則該鋰電池的電動勢E＝________ V,、內(nèi)阻r＝________ Ω(結果均保留兩位有效數(shù)字)．該實驗中電動勢E的測量值偏小，造成此系統(tǒng)誤差的主要原因是__________________________．

預測7　[2022·福建押題卷]某同學用多用電表做了以下兩個實驗：

(1)用歐姆擋測量一電阻的阻值(約580 Ω～610 Ω),，進行了如圖甲所示的a,、b、c,、d四個操作,，正確的順序是________；其中步驟b的指針指在圖乙所示的刻度處,，該同學選擇的倍率為________________(選填“×1”“×10”或“×100”),；

(2)歐姆擋進行電阻調(diào)零后，為了測量紅,、黑表筆短接時流出多用電表的電流I_m,，該同學設計了如圖丙所示的電路，但電路中有一處接線錯誤,，請指出：________________,；正確連接線路后，閉合開關,，改變電阻箱的阻值,，可得到多組電流表示數(shù)I和電阻箱阻值R，作出 -R圖線如圖丁,，該圖線縱軸截距為b,，若忽略毫安表內(nèi)阻，可得出I_m＝____________,；若考慮到毫安表內(nèi)阻的影響,，這個測量值________________真實值(選填“大于”“等于”或“小于”)．

素養(yǎng)培優(yōu)·創(chuàng)新實驗

情境1　[2022·福建莆田二模]物理興趣小組的同學們想通過實驗探究熱敏電阻的阻值與溫度的關系及并聯(lián)電路的電流與電阻的關系．實驗室有如下器材：

A．熱敏電阻R_x；

B．定值電阻R₀,；

C．學生直流電壓電源(電動勢為5 V,，內(nèi)阻不計)；

D．電流表A₁(量程為0.6 A,，內(nèi)阻r₁為5 Ω)；

E．電流表A₂(量程為3 A,，內(nèi)阻r₂約為1 Ω),；

F．數(shù)字溫控箱,；

G．開關S，導線若干．

(1)為了更精確地描述出電阻R_x隨溫度變化的關系(精確測定不同溫度時的阻值),，請完成虛線框內(nèi)圖甲電路圖的設計．

(2)閉合開關S,，分別記下電流表A₁、A₂的示數(shù)為I₁,、I₂,，其中A₂的示數(shù)如圖乙所示，則I₂＝________ A,，可得R_x＝________(用題中已知和測量出的物理量的符號表示)．

(3)實驗中改變溫控箱的溫度,，分別測出了熱敏電阻在不同溫度下的阻值，得到了如圖丙所示的R_x - t圖象．由圖象分析可知,，當溫控箱中的溫度達到450 ℃時,，通過熱敏電阻的電流為0.03 A，此時熱敏電阻的阻值仍滿足圖丙中的變化規(guī)律,，則電流表A₁的示數(shù)為________ A．(結果保留2位有效數(shù)字)

情境2　[2022·遼寧押題卷]目前表現(xiàn)比較出色的18650鋰電池具有容量大,、壽命長、安全性能高等優(yōu)點,，被廣泛應用．

某活動小組利用以下器材測定一個新鋰電池的電動勢,，實驗電路圖如甲圖所示．

A．電流表G：量程2 mA、內(nèi)電阻R_G約為200 Ω

B．電壓表V：量程0～3 V,、內(nèi)電阻R_V未知

C．固定電阻R₀,；阻值R₀＝1 800 Ω

D．電鍵、導線若干

實驗過程如下：

(1)閉合電鍵S₁,，將電鍵S₂撥至“2”,，穩(wěn)定后電流表示數(shù)為I₀＝1.85 mA；

(2)將電鍵S₂撥至“1”,，穩(wěn)定后電流表的示數(shù)為I₁＝1.00 mA.由乙圖可知電壓表的示數(shù)為U₁＝________ V,；

(3)由以上數(shù)據(jù)可得：電動勢E ＝________ V；(結果保留2位有效數(shù)字)

(4)活動小組利用以上數(shù)據(jù)計算出了電壓表的內(nèi)阻為________ Ω,，該電壓表內(nèi)阻的測量值________其真實值．(填“大于”“小于”或“等于”)

情境3　[2022·重慶外國語學校一診]酒駕嚴重危害了公共交通安全,，打擊酒駕現(xiàn)象已成為日常．如圖甲為交警使用的某種酒精檢測儀，核心部件為酒精氣體傳感器,，其電阻R₁與酒精氣體濃度x的關系如圖乙所示．

(1)某同學自行設計了簡易酒精檢測儀,，如圖丙所示，用到的器材有酒精氣體傳感器R₁,、電源(電動勢為9.0 V,，內(nèi)阻未知)、電流表(滿偏電流為100 mA,，內(nèi)阻為8.5 Ω)．閉合開關,，周圍無酒精氣體時,，發(fā)現(xiàn)電流表剛好滿偏，則電源內(nèi)阻為________ Ω.用該儀器________(選填“能”或“不能”)檢測酒駕．

(2)另一位同學查閱酒精檢測儀說明書時看到題表,，他根據(jù)自己的理解將酒精檢測儀的內(nèi)部電路簡化為圖丁．只有綠燈亮表示被測試者非酒駕,，紅燈,、綠燈一起亮表示被測試者酒駕．圖丁中電源電動勢為6 V，內(nèi)阻不計,，R₂為定值電阻,，R₁為酒精氣體傳感器，L₁,、L₂是彩色小燈泡,，顏色一紅一綠，小燈泡兩端的電壓達到0.7 V才會發(fā)光,，則L₁為________(選填“紅”或“綠”)燈,，當紅燈剛亮時通過其的電流為________ A(結果保留2位有效數(shù)字)．

第14講　電學實驗

高頻考點·能力突破

考點一

例1　答案：(1)1.20　6.0　(2)0.50　2.50　(3)530.0 Ω

預測1　解析：(1)歐姆表讀數(shù)：對應最上邊一行刻度值為15，倍率為“×100”,，讀數(shù)為1.5×10³Ω,；測2.0×10⁴ Ω電阻時應選“×1 k”的歐姆擋．

(2)選50 mA電流擋，則每一大格表示10 mA,，每一小格表示1 mA,，測量的精確度為1 mA，應估讀到0.1 mA(此時為估讀),，表針對應的讀數(shù)為30.7 mA,；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA,，每一小格表示5 mA,，測量的精確度為5 mA，應估讀到1 mA(此時為估讀),，表針對應的讀數(shù)為153 mA.

(3)選擇10 V電壓擋,，則每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V,，測量的精確度為0.2 V,，應估讀到0.1 V(此時應為估讀)，表針對應的讀數(shù)為6.1 V.

答案：(1)1.5×10³　×1 k　(2)30.7(30.5～30.9都正確)　153(152～154都正確)　(3)6.1

考點二

例2　解析：流過電阻R₀的電流I₀＝I－I_g＝9 mA－0.09 mA＝8.91 mA,，由歐姆定律可知,，R_g＝＝ Ω＝990 Ω.

答案：(1)如圖所示　(2)990

例3　解析：(1)要求通過R_x的電流可在0～5 mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，則應用滑動變阻器的分壓式接法，電流表的量程為1 mA,，需測到5 mA,，則要對電流表改裝，與其并聯(lián)一個電阻R₀,，電壓表的內(nèi)阻很大，則電流表采用外接法．

(2)滑動變阻器采用分壓式接法,，R應選最大阻值較小的滑動變阻器,；電流表量程1 mA改裝為量程5 mA，則R₀＝＝＝75 Ω,，故R₀應選阻值為75 Ω的定值電阻．

(3)電壓表的分度值為0.1 V,，讀數(shù)時需估讀到分度值的下一位，讀數(shù)為2.30 V,，電流表的分度值為0.02 mA,，此時示數(shù)為0.84 mA，考慮到改裝關系,，流過R_x的電流為5×0.84 mA＝4.20 mA,，利用R＝解得R_x≈548 Ω.

答案：(1)如圖所示　(2)10 Ω　75 Ω　(3)2.30　4.20　548

預測2　解析：(1)根據(jù)圖乙的螺旋測微器可知，其示數(shù)為D＝1.5 mm＋16.5×0.01 mm＝1.665 mm

(2)由圖甲電路圖可知,，電壓表測量的是R_x和電流表的電壓,，電流表測量的是流過R_x的電流，若用R_x＝算出電阻絲連入電路的電阻R_x,，則計算值與真實值相比偏大．

(3)根據(jù)電阻的決定式可知,，電阻絲連入電路的電阻R_x＝ρ＝ρ

設電流表內(nèi)阻為R_A，根據(jù)歐姆定律可知＝R_x＋R_A＝x＋R_A

根據(jù)圖丙 -x圖象可知＝k,，解得ρ＝

電流表內(nèi)阻對電阻率的測量沒有影響．

(4)根據(jù)閉合回路的歐姆定律可知U＝E－Ir

由圖丁的U - I圖象可知,，電源的內(nèi)阻r＝Ω≈0.91 Ω

答案：(1)1.665(1.662～1.668均可)　(2)偏大　(3)　沒有　(4)0.91

預測3　解析：(1)由I - U曲線可知，電壓從零開始,，所以滑動變阻器用分壓式接法,，當R_x>時，電流表采用內(nèi)接法,，當R_x<時,，電流表采用外接法，而R_x＝＝5 Ω<Ω,，電流表采用外接法,，A、B,、D錯誤,，C正確．

(2)燈泡額定電流I_額＝＝0.6 A，故電流表選A；滑動變阻器采用分壓式接法,，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器,，故滑動變阻器選F；根據(jù)歐姆定律,，由題圖甲可得R_x＝＝ Ω＝4.4 Ω.

(3)

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U＝E－I(R＋r),，代入數(shù)據(jù)得I＝(A)，將所得函數(shù)圖線作在題圖甲中,，如圖所示,，兩圖線的交點即為燈泡的工作點，由功率公式可得P＝UI,，代入數(shù)值可得P≈0.17 W.

答案：(1)C　(2)A　F　4.4　(3)0.17(0.15～0.19都對)

考點三

例4　解析：(1)由圖可知當S接A時,，R₁和R₂串聯(lián)接入電路，和電流表并聯(lián),，滿偏時電流表兩端的電壓為

U_m＝I_mr＝250×10^－6×1.2×10³V＝0.3 V

此時R₁和R₂的電流為I＝＝A＝0.75×10^－3A＝0.75 mA

所以總電流為I_總＝I_m＋I＝1 mA,，即量程為0～1 mA.

(2)當開關S接B端時，由圖可知電阻R₁和電流表串聯(lián)再和電阻R₂并聯(lián),，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小,，當電流表滿偏時，流過電阻R₂的電流變大,，干路電流變大,，即量程變大；所以開關S接B端時,，該電流表的量程比接在A端時大．

(3)圖甲是電流表的外接法,，誤差是由于電壓表的分流引起的；圖乙是電流表的內(nèi)接法,，誤差是由于電流表的分壓引起的,，因為題目中電壓表電阻未知，故采用圖乙的方法可以修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差．

答案：(1)1　(2)大　(3)乙

預測4　解析：(1)電流表示數(shù)I₁＝80 mA時,，R₂所在支路電流I₂＝I₀－I₁＝20 mA,，故R₀＝＝3.2 Ω

(2)S接a時，歐姆表內(nèi)阻R_內(nèi)＝＝20 Ω

S接b時R₃分流,，電流表滿偏時,，電路總電流增大，此時歐姆表內(nèi)阻R′_內(nèi)<R_內(nèi),，故S接a時為“×10”擋,，S接b時為“×1”擋，即S接b時電路總電流增大為原來的10倍,，R′_內(nèi)＝＝2 Ω

此時R₃所在支路電流I₃＝10I₀－I₀＝9I₀

因此R₃＝＝0.36 Ω

(3)S接b且電流表示數(shù)I₁＝80 mA時

＝10I₁,，＝0.8 A

解得R_x＝0.5 Ω

答案：(1)80　3.2　(2)0.36　(3)0.5

預測5　解析：(1)甲同學用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,，說明倍率擋選擇過低，應該選擇×1k擋,，換擋后再重新調(diào)零,，然后進行測量，則下列選項中合理的操作順序為CAD.

(2)根據(jù)歐姆擋使用規(guī)則,，嚴禁在通有電流的電阻上使用歐姆擋測量電阻,，則選項A錯誤；將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋,，閉合開關,，利用圖1的電路測量小燈泡兩端的電壓，紅表筆接高電勢點,，電流從紅表筆流入，選項B正確,；將選擇開關旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋,，閉合開關，利用圖2的電路測量通過小燈泡的電流,，電流從紅表筆流入,，選項C正確，D錯誤．

(3)因R₁＝R_A,，則若將接線柱1,、2接入電路時，當電流計滿偏時,，通過R₁的電流也為250 mA,，則最大可以測量的電流為500 mA＝0.5 A；若將接線柱1,、3接入電路時,，最大可以測量的電壓為U＝2I_g＝1.5 V

答案：(1)CAD　(2)BC　(3)0.5　1.5

考點四

例5　解析：(1)一節(jié)干電池的電動勢約為1.5 V，則電壓表應選用A,，為了減小測量誤差,，電流表選擇C，為了方便操作,，滑動變阻器選擇阻值較小的F,；

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir

可得U - I圖線的縱軸截距為電源電動勢E＝1.49 V

斜率的絕對值為電源內(nèi)阻r＝ Ω＝0.76 Ω

(3)利用滑動變阻器和電壓表，無法求出電路中的電流,，所以不能測出電動勢和電源內(nèi)阻,，故A錯誤；利用變阻箱和電壓表,，由于電阻箱可以讀出阻值,，所以可以計算出電路中的電流，可以測出電動勢和電源內(nèi)阻，故B正確,；利用多個定值電阻和電壓表,，定值電阻阻值已知，所以可以計算出電路中的電流,，可以測出電動勢和電源內(nèi)阻,，故C正確；利用兩個電壓表,，由于電壓表的內(nèi)阻未知,，無法較準確測量電源電動勢和內(nèi)阻，故D錯誤．

答案：(1)C　A　F　(2)1.49　0.76　(3)BC

預測6　解析：(1)圖乙中實物連線如圖所示

(2)由閉合電路的歐姆定律可知E＝U＋(r＋R₀)

化簡可得＝

對照題圖丙可知＝0.3

解得E≈3.3 V

根據(jù)表達式＝

可得,，圖丙斜率為

＝k＝

解得r≈12 Ω

電壓表的分流主要導致實驗中電動勢E的測量值偏?。?/p>

答案：(1)圖見解析　(2)3.3　12　電壓表的分流

預測7　解析：(1)機械調(diào)零，用刻度盤下的調(diào)零旋鈕手動把指針撥到零刻度線處,；指針調(diào)零,，兩個表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕,，讓指針指在零的位置,；連接待測電阻測量，表盤電阻的讀數(shù),，乘以擋位開關倍率,，乘積為電阻值；測完后萬用表擋位調(diào)到交流電壓的最高擋,，或斷開擋．故正確的順序是adcb,；

由于電阻的阻值(約580 Ω～610 Ω)，根據(jù)在圖乙所示的刻度,，可知選擇的倍率為×10,；

(2)萬用表歐姆擋表內(nèi)自帶電源，電流紅進黑出,，而對于毫安表,，電流應從正極進負極出，因此電流表的正負接線柱接反,；

歐姆表測量原理為I＝(設毫安表無電阻)

作如題圖線可將其轉(zhuǎn)化為＝

當R_x為零時,，此時＝，即I_m＝

由于I_m＝,，當考慮到毫安表內(nèi)阻的影響,，R_總增大，這個測量值小于真實值．

答案：(1)adcb　×10　(2)電流表的正負接線柱接反　　小于

素養(yǎng)培優(yōu)·創(chuàng)新實驗

情境1　解析：(1)題中沒有電壓表,，可用已知內(nèi)阻的電流表A₁與熱敏電阻并聯(lián)測電壓,，電流表A₂放在干路上測電流,，實驗電路圖如圖所示．

(2)A₂的量程為3 A，最小刻度為0.1 A,，則示數(shù)I₂＝1.20 A,，根據(jù)電路圖可得R_x＝.

(3)由圖丙可知R_x＝(10＋t) Ω，當溫控箱中的溫度達到450 ℃時,，熱敏電阻的阻值為R_x＝70 Ω,，又此時通過熱敏電阻的電流為0.03 A，則電流表A₁的示數(shù)為I₁＝＝ A＝0.42 A.

答案：(1)見解析圖　(2)1.20　　(3)0.42

情境2　解析：(2)由乙圖可知電壓表量程選擇為0～3 V,，1格對應的電壓數(shù)值為0.1 V,，故需要估讀到精確值的下一位，圖中示數(shù)為U₁＝1.70 V

  (3)將電鍵S₂撥至“2”,，由閉合電路歐姆定律可得E＝I₀(r＋R_G＋R₀)

將電鍵S₂撥至“1”,，由閉合電路歐姆定律可得E＝U₁＋I₁(r＋R_G＋R₀)

聯(lián)立以上式子解得E＝＝ V＝3.7 V

(4)根據(jù)歐姆定律可得電壓表的內(nèi)阻為R_V＝＝ Ω＝1  700 Ω

由于將電鍵S₂撥至“1”，電流表與電壓表為串聯(lián)關系,，故電流表示數(shù)就是通過電壓表的電流,，所以電壓表內(nèi)阻測量值等于真實值．

答案：(2)1.70　(3)3.7　(4)1 700　等于

情境3　解析：(1)電流表剛好滿偏，則電流表兩端電壓為U_A＝IR_A＝0.85 V,，此時周圍無酒精氣體，則R₁取80 Ω,，其兩端電壓為U₁＝IR₁＝8 V,，則電源內(nèi)阻為r＝＝1.5 Ω；當無酒精氣體時,，R₁電阻最大,，此時電流表剛好滿偏，若有酒精氣體時,，R₁電阻變小,，電路中電流變大，超過電流表的最大量程,，所以該儀器不能檢測酒駕．

(2)兩個小燈泡顏色一紅一綠,，小燈泡兩端的電壓達到0.7 V才會發(fā)光，所以亮綠燈的小燈泡需要保證其兩端的電壓一直大于等于0.7 V,，初始電阻大時應當不讓紅色小燈泡亮,，等電阻變小時讓紅色小燈泡亮，這樣才可以查出酒駕,，所以一直亮綠燈的小燈泡應當與定值電阻串聯(lián)接在一起,，這樣無論R₁如何變化，都不會影響綠色小燈泡是否亮,，且與定值電阻串聯(lián)接在一起也會保證綠燈一直亮,，所以L₂是綠燈,，L₁是紅燈．當酒精氣體濃度達到0.2 mg/mL時，L₁會變亮,，此時L₁兩端電壓為0.7 V,，已知電源電動勢為6 V，則R₁兩端電壓為5.3 V,，根據(jù)圖乙可知R₁的阻值為30 Ω,，則當紅燈剛亮時，通過其的電流為I₁＝＝ A＝0.18 A.

答案：(1)1.5　不能　(2)紅　0.18