第一部分　專題六　第2講　電學(xué)實驗及創(chuàng)新基礎(chǔ)題——知識基礎(chǔ)打牢1．(2021·福建福州質(zhì)檢)利用圖甲所示的電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，要求盡量減小實驗誤差．實驗室供選擇的器材有：A．電流表A(0～0.6 A)B．電壓表V1(0～3 V)C．電壓表V2(0～15 V)D．滑動變阻器R(0～20 Ω)E．定值電阻R0＝1 ΩF．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干(1)實驗中電壓表應(yīng)選用  B  (選填相應(yīng)器材前的字母)；(2)閉合開關(guān)，電壓表和電流表均有示數(shù)，但是無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表的讀數(shù)變化都非常小．同學(xué)們討論后，在原電路的基礎(chǔ)上又加了一個定值電阻R0，問題得到解決．請你在虛線框內(nèi)畫出改進后的電路圖．該小組用改進后的電路圖，記錄了6組數(shù)據(jù)，對應(yīng)的點已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上．請在圖乙坐標(biāo)紙上畫出U－I圖線，并根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動勢E＝1.5 V，內(nèi)電阻r＝  0.14(0.12～0.16)  Ω(保留兩位有效數(shù)字)．【答案】　(2)見解析圖【解析】　(1)實驗中因為測量一節(jié)干電池的電動勢，則電壓表應(yīng)選用B；(2)改進后的電路圖如圖；畫出U－I圖線如圖；由圖可知電源內(nèi)阻，r＝－R0＝ －1 Ω＝0.14 Ω.2．(2021·福建龍巖質(zhì)檢)圖甲為歐姆表“×10”擋的內(nèi)部電路，電流表G的滿偏電流Ig＝10 mA，內(nèi)阻Rg＝90 Ω.(1)某同學(xué)為了測量電路中電源的電動勢，先將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電流表G的指針滿偏，接著在兩表筆間接一阻值為82.0 Ω的定值電阻，電流表G的指針位置如圖乙所示，則電流表G的電流讀數(shù)為  6.5  mA，可求出電源的電動勢為  1.5  V(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．(2)該同學(xué)欲將此歐姆表改裝為“×1”的倍率，可在圖甲中電流表G兩端并聯(lián)一個阻值為  10  Ω的定值電阻．【解析】　(1)電流表G的電流讀數(shù)為6.5 mA；根據(jù)閉合電路歐姆定律，兩表筆短接時有E＝Ig(R＋Rg＋r)，兩表筆間接82.0 Ω的定值電阻時有E＝I(Rx＋R＋Rg＋r)，聯(lián)立解得E＝1.5 V(2)欲將此歐姆表改裝為“×1”的倍率，就是將電流表內(nèi)阻變?yōu)樵瓉淼?/span>，設(shè)并聯(lián)的電阻為R1，＝Rg，解得R1＝10 Ω3．(2021·河北“五個一名校聯(lián)盟”聯(lián)考)如圖(a)為簡易多用電表的電路圖．圖中E是電動勢為1.5 V的干電池；R1、R2、R3、R4和R5是定值電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為600 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個擋位，分別為：直流電壓2.5 V擋位和10 V擋位；直流電流1 mA擋位和10 mA擋位；歐姆×100擋位．(1)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝  200  Ω，R4＝  2_350  Ω.(2)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為  4.0  mA；若此時B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為  2_200  Ω；若此時B端是與“4”相連的，則讀數(shù)為  1.00  V.(3)表內(nèi)干電池由于使用時間較長了，導(dǎo)致電池的電動勢變小，內(nèi)阻變大了，但還能進行歐姆調(diào)零．此時測量一電阻的電阻值，在各項操作都無誤的情況下，電阻的測量值  大于  (選填“大于”“小于”或“等于”)電阻的真實值．【解析】　(1)由電流表的改裝原理可知，接1時電流表的量程較大，為10 mA擋，接2時為1 mA擋位，由串并聯(lián)知識可得R1＋R2＝ Ω＝200 Ω表頭G與R1、R2的總電阻為R＝150 Ω，接4為2.5 V擋，由電壓表的改裝原理可得R4＝ Ω＝2 350 Ω(2)B端與“1”相連時為10 mA擋，最小分度為0.2 mA，不用估讀到下一位，故讀數(shù)為4.0 mA．B端與“3”相連時為電阻×100擋，故讀數(shù)為22×100＝2 200 ΩB端與“4”相連時為電壓2.5 V擋，最小分度為0.05 V，不用估讀到下一位，讀數(shù)為1.00 V.(3)由于電池的電動勢變小，內(nèi)阻變大了，導(dǎo)致中值變大，故讀數(shù)總體會偏大，即電阻的測量值大于電阻的真實值．4．(2021·廣東六校聯(lián)考)某同學(xué)要測量量程為3 V電壓表的內(nèi)阻值，步驟如下：(1)先用多用電表的歐姆擋測量量程為3 V電壓表的內(nèi)阻值，用歐姆“×100”擋測量，表盤示數(shù)如圖甲所示，則電壓表示數(shù)為  2.20  V，阻值約為  2_200  Ω；(2)要進一步精確測量電壓表其阻值，實驗室中可提供的器材有：①電阻箱R，最大電阻為9 999 Ω②定值電阻r＝2 kΩ③電動勢約為6 V，內(nèi)阻不計的電源E④開關(guān)、導(dǎo)線若干．實驗的電路圖如圖乙所示，先正確連好電路，再調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻值，使得電壓表的指針半偏，記下此時電阻箱R的電阻值R1＝4 450 Ω；然后調(diào)節(jié)電阻箱R的值，使電壓表的指針滿偏，記下此時電阻箱R的電阻值R2＝150 Ω.(3)此實驗計算電壓表內(nèi)阻RV的表達式為RV＝  2_150  Ω；(4)若電源的內(nèi)阻不能忽略，則電壓表內(nèi)阻RV的測量值將  A  .A．偏大B．不變C．偏小D．不能確定，要視電壓表內(nèi)阻的大小而定【解析】　(1)電壓表的最小分度為0.1 V，應(yīng)估讀到0.01 V，故讀數(shù)為2.20 V.阻值為22×100＝2 200 Ω(3)設(shè)電壓表半偏時電流為I，則電壓表滿偏時電流為2I，由閉合電路歐姆定律可得E＝I(RV＋R1＋r)E＝2I(RV＋R2＋r)聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可解得RV＝2 150 Ω.(4)若電源的內(nèi)阻不能忽略，假設(shè)為r′，則閉合電路歐姆定律應(yīng)為E＝I(RV＋R1＋r＋r′)＝2I(RV＋R2＋r＋r′)，代入數(shù)據(jù)可解得電壓表內(nèi)阻的實際值為RV＝2 150 Ω－r′，則電壓表內(nèi)阻RV的測量值偏大，A正確．5．(2021·河北張家口一模)電流表G的量程為0～100 μA，內(nèi)阻r＝180 Ω，把它改裝成如圖所示的一個多量程多用電表，當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時為電流擋，其中小量程為0～1 mA，大量程為0～10 mA．當(dāng)開關(guān)S接到4時為電壓擋，電壓表量程為0～3 V.(1)開關(guān)S接位置  2  (填“1”或“2”)時，電流表的量程為0～1 mA，圖中電阻R1＝  2  Ω，R2＝  18  Ω，R4＝  2_982  Ω.(2)圖中電源E的電動勢為1.5 V，當(dāng)把開關(guān)S接到位置3時，短接A、B進行歐姆調(diào)零后，此歐姆擋內(nèi)阻為  1_500  Ω，現(xiàn)用該擋測一電阻阻值，指針偏轉(zhuǎn)到30 μA，則該電阻的阻值為  3_500  Ω.【解析】　(1)根據(jù)電流表改裝的規(guī)律，并聯(lián)電阻越小，量程越大，所以開關(guān)S接位置2時，為小量程．接2時，有＝＝接1時，有＝＝99解得R1＝2 Ω，R2＝18 Ω接4時，有100×10－6×180＋0.001R4＝3 V，解得R4＝2 982 Ω(2)表筆短接，電流表滿偏，則有r′＝＝ Ω＝1 500 Ω根據(jù)閉合電路的歐姆定律得R＝－r′＝－1 500 Ω＝3 500 Ω6．(2021·湖北武漢質(zhì)檢)某實驗小組測量一捆長度為L＝100 m銅芯線的電阻率，實驗如下：(1)如圖甲所示，用螺旋測微器測得銅芯的直徑為  1.402  mm；(2)如圖乙所示，取整捆銅芯線、2節(jié)干電池和相關(guān)器材，為了使電壓表示數(shù)能從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，請補充連接好實物電路；(3)正確連接實物電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得電流表示數(shù)為2.00 A，此時電壓表示數(shù)如圖丙所示，則其示數(shù)為  2.40  V.計算得到銅芯線的電阻率為ρ測＝  1.8×10－8  Ω·m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(4)實驗小組查閱教材得知：在t0＝20 ℃時銅的電阻率為ρ0＝1.7×10－8Ω·m.顯然ρ測>ρ0，你認(rèn)為造成這種偏差的可能原因是  CD  .A．電流表測得的電流大于通過銅芯線的電流B．用螺旋測微器測得銅芯的直徑偏小C．實驗時銅芯線的溫度高于20 ℃D．銅芯線不純，含有雜質(zhì)【答案】　(2)見解析【解析】　(1)螺旋測微器測得銅芯的直徑為1 mm＋40.2×0.01 mm＝1.402 mm(2)滑動變阻器采用分壓式接法，電流表采用外接法，連接電路如圖所示(3)由于電壓表接3 V量程，因此電壓表讀數(shù)為2.40 V電阻的測量值R測＝＝1.2 Ω，根據(jù)R＝ρ＝ρ，整理得ρ測＝1.8×10－8Ω·m(4)根據(jù)R＝，如果電流表測得的電流大于通過銅芯線的電流，會導(dǎo)致電阻測量值偏小，從而導(dǎo)致電阻率測量值偏小，A錯誤；用螺旋測微器測得銅芯的直徑偏小，導(dǎo)致橫截面積測量值偏小，從而導(dǎo)致電阻率測量值偏小，B錯誤；隨著溫度升高，電阻率增大，因此可能實驗時銅芯線的溫度高于20 ℃，導(dǎo)致電阻率偏大，C正確；銅芯線不純，含有雜質(zhì)導(dǎo)致電阻率偏大，D正確．故選CD.應(yīng)用題——強化學(xué)以致用7．(2021·湖北八市聯(lián)考)某實驗小組用如圖(a)所示的電路測量一個電動勢E約為9 V、內(nèi)阻r在0～15 Ω范圍內(nèi)、允許通過的最大電流為0.6 A的電池的電動勢和內(nèi)阻，虛線框內(nèi)表示的是由量程只有6 V、內(nèi)阻為3 000 Ω的電壓表和一只電阻箱R1共同改裝成的新電壓表．R2是保護電阻，R3也是電阻箱．(1)若改裝成的新電壓表的量程為9 V，則電阻箱R1的阻值應(yīng)該調(diào)節(jié)為  1_500  Ω；(2)可備選用的定值電阻有以下幾種規(guī)格，則R2宜選用  C  ；A．5 Ω，2.5 W B．15 Ω，1.0 WC．15 Ω，10 W D．150 Ω，5.0 W(3)接好電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R3，記錄R3的阻值和改裝成的電壓表的示數(shù)U.測量多組數(shù)據(jù)，通過描點的方法在圖(b)的坐標(biāo)系中得到了一條在縱坐標(biāo)上有一定截距的直線．若該小組選定縱軸表示電壓的倒數(shù)，則橫軸應(yīng)為　　；(4)該小組利用圖(a)測量另一電源的電動勢和內(nèi)阻時，選取R2為10 Ω的定值電阻，將改裝好的新電壓表正確地接在A、C之間．調(diào)節(jié)電阻箱R3，測出若干R3的阻值和R2上相應(yīng)的電壓U1.用描點的方法繪出圖(c)所示的圖像．依據(jù)圖像，可以測出電源的電動勢E＝  7.5  V，內(nèi)阻r＝  5.0  Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．【解析】　(1)由題意可知，改裝前的電壓表參數(shù)為UV＝6 V，RV＝3 000 Ω則其滿偏電流為I＝＝ A將其改裝成新電壓表，則改裝后的電壓表的內(nèi)阻為RV′＝＝4 500 Ω則可得R1＝RV′－RV＝1 500 Ω(2)由題意可知，該電路的最大電流為0.6 A，則電路中最小總電阻約為Rmin＝＝15 Ω其功率為P＝IR＝5.4 W，故選C.(3)由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋r化簡可得＝＋·因此，若該小組選定縱軸表示電壓的倒數(shù)，則橫軸應(yīng)為.(4)由閉合電路歐姆定律可得E＝U＋(R3＋r)其中R2＝10 Ω化簡可得＝＋R3結(jié)合圖(c)可得E＝7.5 Vr＝5.0 Ω8．(2021·廣東名校聯(lián)盟聯(lián)考)“測量土豆電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中．提供有以下器材①新鮮土豆一個(質(zhì)量約為300 g)②銅片和鐵片各一塊③量程為200 μA、內(nèi)阻為RA＝500 Ω的電流表A④電阻箱R(0～9 999.9 Ω)⑤開關(guān)及導(dǎo)線若干(1)請在方框內(nèi)畫出實驗電路圖．     (2)先將銅片和鐵片分別插入土豆中合適的位置，連接線路時，應(yīng)將銅片與電流表的  ＋  (填“＋”或“－”)接線柱相接．(3)甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)，選用合適的坐標(biāo)軸作出一線性圖像，根據(jù)圖像，求出了電動勢和內(nèi)電阻，則他作的圖像可能是  D  .(I為電流表示數(shù)，R為電阻箱讀數(shù))A．I－R圖像 B．I－圖像C．－圖像 D．－R圖像(4)另一同學(xué)乙根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出了IR－I圖像如圖，根據(jù)圖像可得該水果電池的電動勢為  0.88～0.92  V，內(nèi)電阻為  4.2～4.6  kΩ.(保留2位有效數(shù)字)【答案】　(1)見解析圖【解析】　(1)因沒有電壓表，故本實驗可以采用安阻法測電源電動勢與內(nèi)阻需要電阻箱與電流表，電路圖如圖所示：(2)電荷從鐵片一端流向銅片一端，即電流從銅片流向鐵片，即銅片為正，所以應(yīng)和電流表的“＋”相連；(3)電阻箱阻值越大，電流表示數(shù)越小，不是線性圖線，A錯誤；根據(jù)歐姆定律可知E＝I(R＋r＋RA)，解得I＝，變形可得＝＋·R，故－R為線性圖像，故BC錯誤D正確．(4)根據(jù)閉合回路歐姆定律可知E＝I(RA＋r)＋IR，變形可知IR＝E－I(RA＋r)，故IR－I圖像的縱截距表示電源電動勢，斜率表示RA＋r，將圖丙的直線正反向延長，從與縱軸的交點讀出電源電動勢E＝0.90 V，直線的斜率絕對值為：k＝RA＋r＝ Ω＝5 000 Ω，故解得電源內(nèi)阻：r＝5 000－500 Ω＝4 500 Ω＝4.5 kΩ. 

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