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1、第第2 2讲电学实验与创新讲电学实验与创新突突 破破实实 战战热点考向一基本器材的原理及使用热点考向一基本器材的原理及使用【核心提炼核心提炼】 1.1.游标卡尺的读数游标卡尺的读数突破突破 热点考向聚焦热点考向聚焦游游标尺尺精确度精确度(mm)(mm)测量量结果果( (游游标尺上第尺上第n n条刻度条刻度线与主尺与主尺上的某刻度上的某刻度线对齐时)(mm)(mm)刻度刻度格数格数刻度刻度总长度度(mm)(mm)每小格与每小格与1 mm1 mm差差(mm)(mm)10109 90.10.10.10.1主尺上主尺上读的毫米数的毫米数+0.1n+0.1n202019190.050.050.050.0
2、5主尺上主尺上读的毫米数的毫米数+0.05n+0.05n505049490.020.020.020.02主尺上主尺上读的毫米数的毫米数+ 0.02n+ 0.02n2.2.螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数测量值测量值= =固定刻度读数固定刻度读数+ +可动刻度读数可动刻度读数( (含估读值含估读值)0.01 mm.)0.01 mm.3.3.电压表、电流表、多用电表的读数电压表、电流表、多用电表的读数(2)(2)欧姆表的刻度是不均匀的欧姆表的刻度是不均匀的, ,读数时应乘以倍率读数时应乘以倍率. .4.4.多用电表使用的几个注意事项多用电表使用的几个注意事项(1)(1)电流的流向电流的流向: :由
3、于使用多用电表时不管测量什么由于使用多用电表时不管测量什么, ,电流都要从电表的电流都要从电表的“+”+”插孔插孔( (红表笔红表笔) )流入流入, ,从从“-”-”插孔插孔( (黑表笔黑表笔) )流出流出, ,所以使用欧姆挡时所以使用欧姆挡时, ,多用电表多用电表内部电池的正极接的是黑表笔内部电池的正极接的是黑表笔, ,负极接的是红表笔负极接的是红表笔. .(2)(2)要要区区分分“机机械械零零点点”与与“欧欧姆姆零零点点”:“:“机机械械零零点点”在在表表盘盘刻刻度度左左侧侧“0”0”位位置置, ,用用表表盘盘下下边边中中间间的的指指针针定定位位螺螺丝丝调调整整;“;“欧欧姆姆零零点点”在
4、在表表盘盘刻刻度度的的右右侧侧电阻刻度电阻刻度“0”0”位置位置, ,用欧姆调零旋钮调整用欧姆调零旋钮调整. .(3)(3)测电阻时每变换一次挡位测电阻时每变换一次挡位, ,都要重新进行欧姆调零都要重新进行欧姆调零. .(4)(4)选选倍倍率率: :测测量量前前应应根根据据估估计计阻阻值值选选用用适适当当的的挡挡位位. .由由于于欧欧姆姆挡挡的的刻刻度度不不均均匀匀, ,使使用用欧欧姆姆挡挡测测电电阻阻时时, ,指指针针偏偏转转过过大大或或过过小小都都有有较较大大误误差差, ,通通常常只只使使用用表表盘盘中中间的一段刻度范围间的一段刻度范围. .(5)(5)测测电电阻阻时时要要将将电电阻阻与与
5、其其他他元元件件断断开开. .测测电电阻阻时时不不要要用用手手接接触触多多用用电电表表的的表表笔金属头笔金属头. .(6)(6)多用电表使用完毕应将选择开关旋至多用电表使用完毕应将选择开关旋至“OFF”OFF”挡或交流电压最高挡挡或交流电压最高挡. .【典例典例1 1】 ( (20172017安徽合肥模拟安徽合肥模拟) )为了精密测量一金属丝的电阻率为了精密测量一金属丝的电阻率: :(1)(1)如图如图( (甲甲) )所示所示, ,先用多用表先用多用表1 1 挡粗测其电阻为挡粗测其电阻为,然后用螺旋然后用螺旋测微器测其直径为测微器测其直径为 mm,mm,游标卡尺测其长度为游标卡尺测其长度为 c
6、m.cm.解析解析: :(1)(1)由图示多用电表可知由图示多用电表可知, ,待测电阻阻值是待测电阻阻值是8.01 =8.0 ;8.01 =8.0 ;由图示螺旋测微器可知由图示螺旋测微器可知, ,其读数为其读数为2 mm+9.50.01 mm=2.095 mm,2 mm+9.50.01 mm=2.095 mm,由图示游标卡尺可知由图示游标卡尺可知, ,其示数为其示数为63 mm+60.05 mm=63.30 mm=6.330 cm;63 mm+60.05 mm=63.30 mm=6.330 cm;答案答案: :(1)8.0(1)8.02.0952.0956.3306.330(2)(2)为为了了
7、减减小小实实验验误误差差, ,需需进进一一步步测测其其电电阻阻, ,除除待待测测金金属属丝丝R R外外, ,实实验验室室还还备备有有的的实验器材如下实验器材如下: :A.A.电压表电压表V(V(量程量程3 V,3 V,内阻约为内阻约为15 k;15 k;量程量程15 V,15 V,内阻约为内阻约为75 k)75 k)B.B.电流表电流表A(A(量程量程0.6 A,0.6 A,内阻约为内阻约为1 ;1 ;量程量程3 A,3 A,内阻约为内阻约为0.2 )0.2 )C.C.滑动变阻器滑动变阻器R R1 1(0(05 ,0.6 A)5 ,0.6 A)D.D.滑动变阻器滑动变阻器R R2 2(0(02
8、 000 ,0.1 A)2 000 ,0.1 A)E.1.5 VE.1.5 V的干电池两节的干电池两节, ,内阻不计内阻不计F.F.电阻箱电阻箱G.G.开关开关S,S,导线若干导线若干为为了了测测多多组组实实验验数数据据, ,则则上上述述器器材材中中的的滑滑动动变变阻阻器器应应选选用用( (填填“R“R1 1”或或“R“R2 2”).”).请在图请在图( (乙乙) )的虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图的虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图( (丙丙) )的连线的连线. .答案答案: :( (2)R2)R1 1见解析图见解析图 解解析析: :(2)(2)为为保保证证电电路路安安全全, ,
9、方方便便实实验验操操作作, ,滑滑动动变变阻阻器器应应选选R R1 1, ,为为测测多多组组实实验验数数据据, ,滑滑动动变变阻阻器器应应采采用用分分压压接接法法, ,由由于于被被测测电电阻阻阻阻值值较较小小, ,则则电电流流表表应应采采用用外外接接法法, ,实实验验电电路路图图如如图图1 1所所示示, ,根根据据实实验验电电路路图图连连接接实实物物电电路路图图, ,如如图图2 2所示所示. .【预测练习预测练习1 1】 ( (20172017安徽芜湖模拟安徽芜湖模拟) )某学生实验小组利用图某学生实验小组利用图( (甲甲) )所示电路所示电路, ,测量多用电表内电池的电动势和测量多用电表内电
10、池的电动势和“100 100 ”挡内部电路的总电阻挡内部电路的总电阻. .使用的使用的器材有器材有: :A.A.多用电表多用电表; ;B.B.毫安表毫安表: :量程量程6 mA;6 mA;C.C.滑动变阻器滑动变阻器: :最大阻值最大阻值2 k;2 k;D.D.导线若干导线若干. .实验步骤如下实验步骤如下: :(1)(1)将多用电表挡位调到电阻将多用电表挡位调到电阻“100”100”挡挡, ,再将红表笔和黑表笔短接再将红表笔和黑表笔短接, ,调零点调零点. .(2)(2)将将图图( (甲甲) )中中多多用用电电表表的的黑黑表表笔笔和和( (选选填填“1”1”或或“2”)2”)端端相相连连,
11、,红红表表笔笔连接另一端连接另一端.(3)(3)将将滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片调调到到适适当当位位置置, ,使使这这时时毫毫安安表表的的示示数数为为3 3 mA,mA,多多用用电电表的示数如图表的示数如图( (乙乙) )所示所示, ,多用电表的示数为多用电表的示数为 .(4)(4)调调节节滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片, ,使使其其接接入入电电路路的的阻阻值值为为零零. .此此时时毫毫安安表表的的示示数数为为3.75 mA.3.75 mA.从测量数据可知从测量数据可知, ,毫安表的内阻为毫安表的内阻为 .(5)(5)多多用用电电表表电电阻阻挡挡内内部部电电路路可可等等效效为为由由一一个
12、个无无内内阻阻的的电电池池、一一个个理理想想电电流流表表和和一一个个电电阻阻串串联联而而成成的的电电路路, ,如如图图( (丙丙) )所所示示. .根根据据前前面面的的实实验验数数据据计计算算可可得得, ,此多用电表内电池的电动势为此多用电表内电池的电动势为V,V,电阻电阻“100”100”挡内部电路的总电阻为挡内部电路的总电阻为 .答案答案: :(2)1(2)1(3)1 500(3)1 500(4)900(4)900(5)9(5)91 500 1 500 热点考向二以伏安法测电阻为核心的实验热点考向二以伏安法测电阻为核心的实验 【核心提炼核心提炼】1.1.明确三个明确三个“选择选择”, ,电
13、学实验难离它电学实验难离它(1)(1)实验器材的选择实验器材的选择电电源源的的选选择择: :一一般般根根据据待待测测电电阻阻的的额额定定电电流流或或额额定定电电压压选选择择符符合合需需要要的的直直流电源流电源. .电电表表的的选选择择: :一一般般根根据据电电源源的的电电动动势势或或待待测测用用电电器器的的额额定定电电压压选选择择电电压压表表; ;根根据据待待测测电电流流的的最最大大电电流流选选择择电电流流表表; ;电电表表的的指指针针摆摆动动的的幅幅度度较较大大, ,一一般般应应使指针能达到半偏左右使指针能达到半偏左右. .(2)(2)电流表内接法与外接法的选择电流表内接法与外接法的选择(3
14、)(3)分压电路与限流电路的选择分压电路与限流电路的选择以以小小控控大大用用分分压压, ,相相差差无无几几用用限限流流. .即即当当滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值较较小小时时, ,常常采采用用分分压压电电路路; ;当当滑滑动动变变阻阻器器的的阻阻值值与与负负载载相相差差不不大大时时, ,常常采采用用限限流流电电路路. .另另外外, ,必必须须采采用用分分压压电电路路的的情情况况有有三三种种:要要求求电电压压从从零零开开始始变变化化;滑滑动动变变阻阻器器太太小小, ,不不能能起起到到限限流流的的作作用用;限限流流电电路路不不能能获获取取有有区区分分度度的的多多组组数数据据. .若若两两种种电电
15、路路均可均可, ,则采用限流式则采用限流式, ,因为限流式损耗功率小因为限流式损耗功率小. .2.2.测电源电动势和内阻的三种方法测电源电动势和内阻的三种方法方法方法原理原理图数据数据处理理用用电压表、表、电流表和可流表和可变电阻阻( (如滑如滑动变阻器阻器) )测量量测 出出 两两 组 U,IU,I值 , ,根根 据据E=U+Ir,E=U+Ir,通通过计算算或或利利用用图像法像法处理数据理数据用用电流表、流表、电阻箱阻箱测量量测 出出 两两 组 I,RI,R值 , ,根根 据据E=I(R+r)E=I(R+r)通通过计算算或或利利用用图像法像法处理数据理数据用用电压表、表、电阻箱阻箱测量量测测
16、 出出 两两 组组 U,RU,R值值 , ,极极 据据E=U+ E=U+ r,r,通通过计算算或或利利用用图像法像法处理数据理数据【典例典例2 2】 ( (20172017湖南湘潭模拟湖南湘潭模拟) )某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线. .(1)(1)甲甲同同学学要要描描绘绘一一个个标标有有“3.6 3.6 V,1.2 V,1.2 W W”的的小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性曲曲线线, ,除除了了导导线和开关外线和开关外, ,还有下列器材可供选择还有下列器材可供选择: :电压表电压表V(V(量程量程5 V,5 V,内阻约为内阻约为5 k)5 k)直流电源
17、直流电源E(E(电动势电动势4.5 V,4.5 V,内阻不计内阻不计) )电流表电流表A A1 1( (量程量程350 mA,350 mA,内阻约为内阻约为1 )1 )电流表电流表A A2 2( (量程量程150 mA,150 mA,内阻约为内阻约为2 )2 )滑动变阻器滑动变阻器R R1 1( (阻值阻值0 0200 )200 )滑动变阻器滑动变阻器R R2 2( (阻值阻值0 010 )10 )实实验验中中电电流流表表应应选选, ,滑滑动动变变阻阻器器应应选选( (均均填填写写器器材材代代号号););以以下下的的四个电路中应选用四个电路中应选用进行实验进行实验. .答案答案: :( (1)
18、A1)A1 1R R2 2A A (2)(2)根根据据所所选选电电路路图图, ,请请在在图图1 1中中用用笔笔画画线线代代替替导导线线, ,把把实实验验仪仪器器连连接接成成完完整整的的实验电路实验电路. .解析解析: :(2)(2)根据所选原理图可得出对应的实物图根据所选原理图可得出对应的实物图, ,如图如图( (甲甲) )所示所示. .答案答案: :(2)(2)见解析见解析(3)(3)利利用用实实验验得得到到了了8 8组组数数据据, ,在在如如图图2 2所所示示的的I I- -U U坐坐标标系系中中, ,通通过过描描点点连连线线得得到到了了小小灯灯泡泡的的伏伏安安特特性性曲曲线线. .将将同
19、同种种规规格格的的两两个个这这样样的的小小灯灯泡泡并并联联后后再再与与R=10 R=10 的的定定值值电电阻阻串串联联, ,接接在在电电动动势势为为8 8 V V、内内阻阻不不计计的的电电源源上上, ,如如图图3 3所所示示. .闭闭合合开关开关S S后后, ,电流表的示数为电流表的示数为 A, A,两个小灯泡的总功率为两个小灯泡的总功率为 W. W.解解析析: :(3)(3)由由题题图图3 3所所示示电电路路图图可可知知, ,两两灯灯泡泡并并联联, ,可可以以把把电电源源与与定定值值电电阻阻等等效效为为电电源源, ,设设每每个个灯灯泡泡加加上上的的实实际际电电压压和和实实际际电电流流分分别别
20、为为U U和和I.I.在在这这个个闭闭合合电电路路中中,E=U+2IR,E=U+2IR,代代入入数数据据并并整整理理得得,U=8-20I,U=8-20I,在在图图2 2所所示示坐坐标标系系中中作作出出U=8-20IU=8-20I的图像如图的图像如图( (乙乙) )所示所示, ,由由图图像像可可知知, ,两两图图像像交交点点坐坐标标值值为为U=2 U=2 V,I=0.3 V,I=0.3 A,A,此此时时通通过过电电流流表表的的电电流流值值I IA A=2I=0.6 =2I=0.6 A,A,每每个个灯灯泡泡的的实实际际功功率率P=UI=20.3 P=UI=20.3 W=0.6 W=0.6 W,W,
21、两两个个小小灯灯泡泡的的总功率为总功率为1.2 W.1.2 W.答案答案: :(3)0.6(3)0.61.21.2【预预测测练练习习2 2】 ( (20172017四四川川成成都都模模拟拟) )用用如如图图1 1所所示示电电路路测测量量电电源源的的电电动动势势和和内内阻阻. .实实验验器器材材: :待待测测电电源源( (电电动动势势约约3 3 V,V,内内阻阻约约2 2 ),),保保护护电电阻阻R R1 1( (阻阻值值10 10 )和和R R2 2( (阻值阻值5 ),5 ),滑动变阻器滑动变阻器R,R,电流表电流表A,A,电压表电压表V,V,开关开关S,S,导线若干导线若干. .实验主要步
22、骤实验主要步骤: :()()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大, ,闭合开关闭合开关; ;()()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值, ,记下电压表的示数记下电压表的示数U U和相应电流表和相应电流表的示数的示数I;I;()()在图在图2 2中中, ,以以U U为纵坐标为纵坐标,I,I为横坐标为横坐标, ,作作U-IU-I图线图线(U,I(U,I都用国际单位都用国际单位););()()求出求出U-IU-I图线斜率的绝对值图线斜率的绝对值k k和在横轴上的截距和在横轴上的截距a.a.回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)电压表最
23、好选用电压表最好选用; ;电流表最好选用电流表最好选用. .A.A.电压表电压表(0(03 V,3 V,内阻约内阻约15 k)15 k)B.B.电压表电压表(0(03 V,3 V,内阻约内阻约3 k)3 k)C.C.电流表电流表(0(0200 mA,200 mA,内阻约内阻约2 )2 )D.D.电流表电流表(0(030 mA,30 mA,内阻约内阻约2 )2 )答案答案: :(1)A(1)AC C 答案答案: :(2)C (2)C (2)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动滑动变阻器的滑片从左向右滑动, ,发现电压表示数增大发现电压表示数增大. .两导线与滑动变阻器接线两导线与滑动变阻器接线柱连
24、接情况是柱连接情况是.A.A.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱B.B.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱C.C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱, ,另一条导线接在电阻丝左端接线柱另一条导线接在电阻丝左端接线柱D.D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱, ,另一条导线接在电阻丝右端接线柱另一条导线接在电阻丝右端接线柱解解析析: :(2)(2)分分析析电电路路可可知知, ,滑滑片片右右移移电电压压表表示示数数变变大大, ,则则说说明明
25、滑滑动动变变阻阻器器接接入入电电路路部部分分电电阻阻增增大大.A.A项项中中两两导导线线均均接接在在金金属属杆杆的的两两端端上上, ,接接入入电电阻阻为为零零;B;B项项中中两两导导线线接接在在电电阻阻丝丝两两端端, ,接接入入电电阻阻最最大大并并保保持持不不变变;C;C项项中中一一导导线线接接在在金金属属杆杆左左端端, ,另另一一导导线线接接在在电电阻阻丝丝左左端端, ,可可以以保保证证滑滑片片右右移移时时, ,接接入入电电阻阻增增大大;D;D项项中中导导线线分分别别接接右右边边上上下下接接线线柱柱, ,滑片右移时滑片右移时, ,接入电阻减小接入电阻减小. .故选故选C.C.(3)(3)选用
26、选用k,a,Rk,a,R1 1和和R R2 2表示待测电源的电动势表示待测电源的电动势E E和内阻和内阻r r的表达式的表达式E=E= , ,r=r=, ,代入数值可得代入数值可得E E和和r r的测量值的测量值. .答案答案: :(3)ka(3)kak-Rk-R2 2 热点考向三电学创新实验热点考向三电学创新实验【核心提炼核心提炼】1.1.实验的创新与设计是电学实验中常考的一类问题实验的创新与设计是电学实验中常考的一类问题, ,分析这类实验的特点分析这类实验的特点(1)(1)基于教材中的电学实验基于教材中的电学实验, ,看重考查实验原理的改进看重考查实验原理的改进, ,实验步骤实验步骤, ,
27、误差分析误差分析; ;(2)(2)重重视视电电学学实实验验的的实实验验方方法法, ,问问题题设设置置结结合合科科技技、生生产产、生生活活的的实实际际; ;因因此此, ,理解实验原理理解实验原理, ,掌握实验方法掌握实验方法, ,是解决电学实验的关键是解决电学实验的关键. .2.2.电学创新实验的注意事项电学创新实验的注意事项(1)(1)在在解解决决设设计计型型实实验验时时, ,要要注注意意条条件件的的充充分分利利用用, ,如如对对于于给给定定确确切切阻阻值值的的电电压压表表和和电电流流表表, ,电电压压表表可可当当作作电电流流表表使使用用, ,电电流流表表也也可可当当作作电电压压表表使使用用,
28、 ,利利用用这这一一特点特点, ,可以拓展伏安法测电阻的方法可以拓展伏安法测电阻的方法, ,如伏伏法、安安法等如伏伏法、安安法等. .(2)(2)对对一一些些特特殊殊电电阻阻的的测测量量, ,如如电电流流表表或或电电压压表表内内阻阻的的测测量量, ,电电路路设设计计有有其其特特殊殊性性, ,即即首首先先要要注注意意到到其其自自身身量量程程对对电电路路的的影影响响, ,其其次次要要充充分分利利用用其其“自自损损电电流流或或自自损损电电压压”的的功功能能, ,因此在测电压表内阻时无需另并联电压表因此在测电压表内阻时无需另并联电压表, ,测电流表内阻时无需再串联电流表测电流表内阻时无需再串联电流表.
29、 .3.3.解决电学设计型实验常用的三种方法解决电学设计型实验常用的三种方法(1)(1)转转换换法法: :将将不不易易测测量量的的物物理理量量转转换换成成可可以以( (或或易易于于) )测测量量的的物物理理量量进进行行测测量量, ,然然后后再再反反求求待待测测物物理理量量的的值值, ,这这种种方方法法叫叫转转换换测测量量法法( (简简称称转转换换法法).).如如在在测测量量金金属属丝丝电电阻阻率率的的实实验验中中, ,虽虽然然无无法法直直接接测测量量电电阻阻率率, ,但但可可通通过过测测量量金金属属丝丝的的长长度度和和直直径径, ,并并将将金金属属丝丝接接入电路测出其电阻入电路测出其电阻, ,
30、然后再计算出它的电阻率然后再计算出它的电阻率. .(2)(2)替替代代法法: :用用一一个个标标准准的的已已知知量量替替代代被被测测量量, ,通通过过调调整整标标准准量量, ,使使整整个个测测量量系系统统恢恢复复到到替代前的状态替代前的状态, ,则被测量等于标准量则被测量等于标准量. .(3)(3)控控制制变变量量法法: :研研究究一一个个物物理理量量与与其其他他几几个个物物理理量量的的关关系系时时, ,要要使使其其中中的的一一个个或或几几个个物物理理量量不不变变, ,分分别别研研究究这这个个物物理理量量与与其其他他各各物物理理量量的的关关系系, ,然然后后再再归归纳纳总总结结, ,如如探探究
31、究电电阻的决定因素实验阻的决定因素实验. .【典典例例3 3】 ( (20162016全全国国卷卷,23,23) )现现要要组组装装一一个个由由热热敏敏电电阻阻控控制制的的报报警警系系统统, ,要要求求当当热热敏敏电电阻阻的的温温度度达达到到或或超超过过60 60 时时, ,系系统统报报警警. .提提供供的的器器材材有有: :热热敏敏电电阻阻、报报警警器器( (内内阻阻很很小小, ,流流过过的的电电流流超超过过I Ic c时时就就会会报报警警),),电电阻阻箱箱( (最最大大阻阻值值为为999.9 999.9 ),),直直流流电电源源( (输输出出电电压压为为U,U,内内阻阻不不计计),),滑
32、滑动动变变阻阻器器R R1 1( (最最大大阻阻值值为为1 1 000 ),000 ),滑动变阻器滑动变阻器R R2 2( (最大阻值为最大阻值为2 000 ),2 000 ),单刀双掷开关一个单刀双掷开关一个, ,导线若干导线若干. .在在室室温温下下对对系系统统进进行行调调节节, ,已已知知U U约约为为18 18 V,IV,Ic c约约为为10 10 mA;mA;流流过过报报警警器器的的电电流流超超过过20 20 mAmA时时, ,报报警警器器可可能能损损坏坏; ;该该热热敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随温温度度升升高高而而减减小小, ,在在60 60 时阻值为时阻值为650.0 .650.
33、0 .(1)(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线完成待调节的报警系统原理电路图的连线. .解析解析: :(1)(1)报警系统电路连线如图所示报警系统电路连线如图所示. .答案答案: :(1)(1)见解析见解析(2)(2)电路中应选用滑动变阻器电路中应选用滑动变阻器( (填填“R R1 1”或或“R R2 2”).”).答案答案: :(2)R(2)R2 2 (3)(3)按照下列步骤调节此报警系统按照下列步骤调节此报警系统: :电电路路接接通通前前, ,需需将将电电阻阻箱箱调调到到一一固固定定的的阻阻值值, ,根根据据实实验验要要求求, ,这这一一阻阻值值为为 ;滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑
34、片片应应置置于于( (填填“a”a”或或“b”)b”)端端附附近近, ,不不能能置置于于另另一一端端的的原原因因是是 .将将开开关关向向( (填填“c”c”或或“d”)d”)端端闭闭合合, ,缓缓慢慢移移动动滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片, ,直直至至 .(4)(4)保保持持滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片的的位位置置不不变变, ,将将开开关关向向另另一一端端闭闭合合, ,报报警警系系统统即即可可正正常常使用使用. .解解析析: :(3)(3)电电路路接接通通前前, ,电电阻阻箱箱电电阻阻应应与与热热敏敏电电阻阻的的临临界界阻阻值值一一致致, ,即即为为650.0 650.0 ,滑滑动动变变阻阻
35、器器滑滑片片应应置置于于b b端端附附近近, ,若若滑滑片片置置于于a a端端, ,电电路路接接通通后后电电流会超过流会超过20 mA,20 mA,报警器可能损坏报警器可能损坏. .将开关向将开关向c c端闭合端闭合, ,缓慢移动滑动变阻器的滑片缓慢移动滑动变阻器的滑片, ,使报警器开始报警使报警器开始报警. .答案答案: :(3)650.0(3)650.0b b接通电源后接通电源后, ,流过报警器的电流会超过流过报警器的电流会超过20 mA,20 mA,报警报警器可能损坏器可能损坏 c c报警器开始报警报警器开始报警【预预测测练练习习3 3】某某同同学学要要用用电电阻阻箱箱和和电电压压表表测
36、测量量某某水水果果电电池池组组的的电电动动势势和和内内阻阻, ,考考虑虑到到水水果果电电池池组组的的内内阻阻较较大大, ,为为了了提提高高实实验验的的精精确确度度, ,需需要要测测量量电电压压表表的的内内阻阻。实实验验器器材材中中恰恰好好有有一一块块零零刻刻度度在在中中央央的的双双向向电电压压表表, ,该该同同学学便便充充分分利利用用这这块块电电压压表表, ,设设计计了了如如图图( (甲甲) )所所示示的的实实验验电电路路, ,既既能能实实现现对对该该电电压压表表的的内内阻阻的的测测量量, ,又又能能利利用用该该表表完完成成水水果果电电池池组组电电动动势势和和内内阻阻的的测测量量, ,他他用用
37、到到的的实实验验器材有器材有: : 待待测测水水果果电电池池组组( (电电动动势势约约4 4 V,V,内内阻阻约约50 50 )、双双向向电电压压表表( (量量程程为为2 2 V,V,内内阻阻约约为为2 2 k)k)、电电阻阻箱箱(0(09 9 999 999 )、滑滑动动变变阻阻器器(0(0200 200 ),),一一个个单单刀刀双双掷开关及若干导线掷开关及若干导线. .答案答案: :(1)R(1)R1 1半偏半偏( (或最大值的一半或最大值的一半) )RR2 2(1)(1)该同学按电路图连线后该同学按电路图连线后, ,首先测出了电压表的内阻首先测出了电压表的内阻. .请完善测量电压表内请完
38、善测量电压表内阻的实验步骤阻的实验步骤: :将将R R1 1的滑动触头滑至最左端的滑动触头滑至最左端, ,将将S S拨向拨向1 1位置位置, ,将电阻箱阻值调为将电阻箱阻值调为0;0;调节调节R R1 1的滑动触头的滑动触头, ,使电压表示数达到满偏使电压表示数达到满偏; ;保持保持不变不变, ,调节调节R R2 2, ,使电压表的示数达到使电压表的示数达到; ;读出电阻箱的阻值读出电阻箱的阻值, ,记为记为R R2 2, ,则电压表的内阻则电压表的内阻R RV V= =. .解解析析: :(1)(1)由由题题图图可可知知, ,当当S S拔拔向向1 1位位置置, ,滑滑动动变变阻阻器器R R1
39、 1在在电电路路中中为为分分压压式式接接法法, ,利利用用电电压压表表的的半半偏偏法法得得; ;调调节节R R1 1使使电电压压表表满满偏偏, ,保保持持R R1 1不不变变,R,R2 2与与电电压压表表串串联联, ,调调节节R R2 2使使电电压压表表的的示示数数达达到到半半偏偏( (或或最最大大值值的的一一半半),),则则电电压压表表的的内内阻阻与与电电阻箱示数阻箱示数R R2 2相同相同. .(2)(2)若若测测得得电电压压表表内内阻阻为为2 2 k,k,可可分分析析此此测测量量值值应应( (选选填填“大大于于”“”“等于等于”或或“小于小于”) )真实值真实值.解解析析: :(2)(2
40、)由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可知知, ,调调节节R R2 2变变大大使使电电压压表表达达到到半半偏偏的的过过程程中中, ,总总电电阻阻值值变变大大, ,干干路路总总电电流流变变小小, ,由由E=IE=Ir+Ur+U外外得得U U外外变变大大, ,由由电电路路知知U U外外=U=U并并+U+U右右, ,滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头右右侧侧分分得得的的电电压压U U右右=I=IR R右右变变小小, ,则则U U并并变变大大, ,电电压压表表半半偏偏时时,R,R2 2上上分分得得的的电电压压就就会会大大于于电电压压表表上上分分得得的的电电压压, ,那那么么R R2 2的的阻阻
41、值值就就会会大大于电压表的阻值于电压表的阻值. .答案答案: :(2)(2)大于大于(3)(3)接下来测量水果电池组的电动势和内阻接下来测量水果电池组的电动势和内阻, ,实验步骤如下实验步骤如下: :将开关将开关S S拨至拨至( (选填选填“1 1”或或“2 2”) )位置位置, ,将将R R1 1的滑动触片移到最的滑动触片移到最端端, ,不再移动不再移动; ;调节电阻箱的阻值调节电阻箱的阻值, ,使电压表的示数达到一个合适值使电压表的示数达到一个合适值, ,记录下电压表的示数记录下电压表的示数和电阻箱的阻值和电阻箱的阻值; ;重复步骤重复步骤, ,记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值记录
42、多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值. .解析解析: :(3)(3)测水果电池组的电动势和内阻测水果电池组的电动势和内阻, ,利用伏阻法利用伏阻法,S,S拔到拔到2,2,同时将同时将R R1 1的的滑动触头移到最左端滑动触头移到最左端. .答案答案: :(3)2(3)2左左实战实战 高考真题演练高考真题演练答案答案: :(1)(1)见解析见解析 (1)(1)实实验验要要求求能能够够实实现现在在0 03.8 3.8 V V的的范范围围内内对对小小灯灯泡泡的的电电压压进进行行测测量量, ,画画出出实验电路原理图实验电路原理图. .(2)(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图实验测得该小灯泡伏安特性
43、曲线如图(a)(a)所示所示. .由实验曲线可知由实验曲线可知, ,随着电流的增加小灯泡的电阻随着电流的增加小灯泡的电阻( (填填“增大增大”“”“不变不变”或或“减小减小”),),灯丝的电阻率灯丝的电阻率( (填填“增大增大”“”“不变不变”或或“减小减小”).).答案答案: :(2)(2)增大增大增大增大 (3)(3)用另一电源用另一电源E E0 0( (电动势电动势4 V,4 V,内阻内阻1.00 )1.00 )和题给器材连接成图和题给器材连接成图(b)(b)所示的电所示的电路图路图, ,调节滑动变阻器调节滑动变阻器R R的阻值的阻值, ,可以改变小灯泡的实际功率可以改变小灯泡的实际功率
44、. .闭合开关闭合开关S,S,在在R R的的变化范围内变化范围内, ,小灯泡的最小功率为小灯泡的最小功率为W,W,最大功率为最大功率为W.(W.(结果均结果均保留保留2 2位小数位小数) )解解析析: :(3)(3)当当R=9.0 R=9.0 时时, ,小小灯灯泡泡的的实实际际功功率率最最小小, ,由由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律有有E E0 0=I(R+r)+U,=I(R+r)+U,即即4=10I+U,4=10I+U,在在图图中中作作出出该该直直线线如如图图( (甲甲) )所所示示, ,交交点点坐坐标标约约为为I=223 I=223 mA,U=1.77 mA,U=1.77 V V时时最最
45、小小功功率率P Pminmin=UaI=0.39 =UaI=0.39 W;W;当当R=0R=0时时, ,小小灯灯泡泡的的实实际际功功率率最最大大, ,有有E=Ir+U,E=Ir+U,即即4=I+U,4=I+U,在在图图中中作作出出该该直直线线如如图图( (乙乙) )所所示示, ,交交点点坐坐标标约约为为I=318 mA,U=3.69 V,I=318 mA,U=3.69 V,小灯泡的最大功率小灯泡的最大功率P Pmaxmax=UI=1.17 W.=UI=1.17 W.答案答案: :(3)0.39(3)0.391.171.172.2.测电表内阻测电表内阻(20172017全国全国卷卷,23,23)
46、 )某同学利用如图某同学利用如图(a)(a)所示的电路测量一微所示的电路测量一微安表安表( (量程为量程为100 A,100 A,内阻大约为内阻大约为2 500 )2 500 )的内阻的内阻. .可使用的器材有可使用的器材有: :两个滑动两个滑动变阻器变阻器R R1 1,R,R2 2( (其中一个阻值为其中一个阻值为20 ,20 ,另一个阻值为另一个阻值为2 000 );2 000 );电阻箱电阻箱R Rz z( (最大阻最大阻值为值为99 999.9 );99 999.9 );电源电源E(E(电动势约为电动势约为1.5 V);1.5 V);单刀开关单刀开关S S1 1和和S S2 2.C,D
47、.C,D分别为两个分别为两个滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片. .(1)(1)按原理图按原理图(a)(a)将图将图(b)(b)中的实物连线中的实物连线. .解析解析: :(1)(1)实物连线如图所示实物连线如图所示. .答案答案: :(1)(1)见解析图见解析图(2)(2)完成下列填空完成下列填空: :RR1 1的阻值为的阻值为(填填“2020”或或“2 0002 000”).).为了保护微安表为了保护微安表, ,开始时将开始时将R R1 1的滑片的滑片C C滑到接近图滑到接近图(a)(a)中滑动变阻器的中滑动变阻器的端端( (填填“左左”或或“右右”) )对应的位置对应的位置; ;将将R R
48、2 2的滑片的滑片D D置于中间位置附近置于中间位置附近. .将电阻箱将电阻箱R Rz z的阻值置于的阻值置于2 500.0 ,2 500.0 ,接通接通S S1 1. .将将R R1 1的滑片置于适当位置的滑片置于适当位置, ,再再反复调节反复调节R R2 2的滑片的滑片D D的位置的位置, ,最终使得接通最终使得接通S S2 2前后前后, ,微安表的示数保持不变微安表的示数保持不变, ,这说明这说明S S2 2接通前接通前B B与与D D所在位置的电势所在位置的电势( (填填“相等相等”或或“不相等不相等”).).将电阻箱将电阻箱R Rz z和微安表位置对调和微安表位置对调, ,其他条件保
49、持不变其他条件保持不变, ,发现将发现将R Rz z的阻值置于的阻值置于2 601.0 2 601.0 时时, ,在接通在接通S S2 2前后前后, ,微安表的示数也保持不变微安表的示数也保持不变. .待测微安表的内待测微安表的内阻为阻为(结果保留到个位结果保留到个位).).答案答案: :(2) 20(2) 20 左左相等相等2 5502 550(3)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: : .解析解析: :(3)(3)为了提高测量精度为了提高测量精度, ,调节调节R R1 1上的分压上的分压, ,尽可能使微安表接近满量程尽可能使微安表接近满量程.
50、.3.3.多多用用电电表表的的使使用用(20172017全全国国卷卷,23,23) )图图(a)(a)为为某某同同学学组组装装完完成成的的简简易易多多用用电表的电路图电表的电路图. .图中图中E E是电池是电池;R;R1 1,R,R2 2,R,R3 3,R,R4 4和和R R5 5是固定电阻是固定电阻,R,R6 6是可变电阻是可变电阻; ;表头表头 的的满满偏偏电电流流为为250 250 A,A,内内阻阻为为480 480 .虚虚线线方方框框内内为为换换挡挡开开关关,A,A端端和和B B端端分分别别与与两两表表笔笔相相连连. .该该多多用用电电表表有有5 5个个挡挡位位,5,5个个挡挡位位为为
51、: :直直流流电电压压1 1 V V挡挡和和5 5 V V挡挡, ,直直流电流流电流1 mA1 mA挡和挡和2.5 mA2.5 mA挡挡, ,欧姆欧姆 100 100 挡挡. .(1)(1)图图(a)(a)中的中的A A端与端与( (填填“红红”或或“黑黑”) )色表笔相连接色表笔相连接. .(2)(2)关于关于R6R6的使用的使用, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( (填正确答案标号填正确答案标号).).A.A.在使用多用电表之前在使用多用电表之前, ,调整调整R R6 6使电表指针指在表盘左端电流使电表指针指在表盘左端电流“0”0”位置位置B.B.使用欧姆挡时使用欧姆挡时, ,先将两表
52、笔短接先将两表笔短接, ,调整调整R R6 6使电表指针指在表盘右端电阻使电表指针指在表盘右端电阻“0”0”位置位置C.C.使用电流挡时使用电流挡时, ,调整调整R6R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置解析解析: :(1)(1)黑表笔接欧姆表内电源的正极黑表笔接欧姆表内电源的正极, ,故故A A端与黑色表笔相连接端与黑色表笔相连接. .(2)R(2)R6 6与电源串联与电源串联, ,作为欧姆表的欧姆调零电阻作为欧姆表的欧姆调零电阻, ,选项选项B B正确正确. .答案答案: :(1)(1)黑黑 (2)B (2)B (3)(3)根据题给条件可得根据
53、题给条件可得R R1 1+R+R2 2= = ,R,R4 4= =.答案答案: :(3)160(3)160880880(4)(4)某某次次测测量量时时该该多多用用电电表表指指针针位位置置如如图图(b)(b)所所示示. .若若此此时时B B端端是是与与“1”1”相相连连的的, ,则则多多用用电电表表读读数数为为; ;若若此此时时B B端端是是与与“3”3”相相连连的的, ,则则读读数数为为 ; ;若若此时此时B B端是与端是与“5”5”相连的相连的, ,则读数为则读数为.(.(结果均保留结果均保留3 3位有效数字位有效数字)解析解析: :(4)(4)当当B B端接端接1 1时为时为2.5 mA,2.5 mA,电流挡电表读数为电流挡电表读数为1.47 mA,1.47 mA,当当B B端接端接3 3时为欧姆挡时为欧姆挡, ,读数为读数为11.01011.0102 2 , ,当当B B端接端接5 5时为时为5 V5 V直流电压挡直流电压挡, ,读数为读数为2.95 V.2.95 V.答案答案: :(4)1.47 mA(4)1.47 mA11.01011.0102 2 2.95 V2.95 V
