第12講電學實驗專題提升訓練1.(2015·中山二模)某同學在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻R0，步驟如下：(1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1甲所示，由圖可知其長度為________mm。圖1(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為________mm。(3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數如圖2，則該電阻的阻值約為________Ω。圖2(4)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現有的器材及其代號和規格如下：待測圓柱體電阻R電流表A1(量程0～4mA，內阻約50Ω)電流表A2(量程0～10mA，內阻約30Ω)電壓表V1(量程0～3V，內阻約10kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內組約25kΩ)直流電源E(電動勢4V，內阻不計)滑動變阻器R1(阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A)滑動變阻器R2(阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A)開關S，導線若干為使實驗誤差較小，要求測得多組數據進行分析，請在虛線框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號。解析(1)50mm＋3×0.05mm＝50.15mm。(2)4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。(3)22×10Ω＝220Ω。(4)電源電動勢為4V，所以電壓表選用V1，通過待測電阻的電流最大值約為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(3,220)A≈10mA，所以電流表選用A2；因eq\f(RV1,R)＞eq\f(R,RA2)，所以電流表采用外接法；為使實驗誤差較小，且能測得多組數據，滑動變阻器圖應該采用分壓式接法，變阻器若采用R2，不便于調節，故應采用R1，電路圖如圖所示。答案(1)50.15(2)4.700(3)220(4)見解析2.(2015·浙江理綜，22)圖3是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。圖3圖4(1)根據圖3畫出實驗電路圖；(2)調節滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數如圖4中的①、②、③、④所示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V。所示讀數為：①________、②________、③________、④________。兩組數據得到的電阻分別為________和________。解析(1)實驗電路圖如圖所示。(2)電流表量程為0.6A時，最小刻度為0.02A，讀數讀到小數點后兩位，所以①表示數為0.10A，②表示數為0.24A；電壓表量程為3V，最小刻度為0.1V，應估讀到0.01V，所以③表示數為2.00V，④表示數為0.27V，根據歐姆定律R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.00V,0.24A)＝8.3Ω，R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.27,0.1)Ω＝2.7Ω。答案(1)見解析圖(2)①0.10A(0.10±0.02均可)②0.24A(0.24±0.02均可)③2.00V(2.00±0.02均可)④0.27V(0.27±0.02均可)；8.3Ω(8.3±0.2均可)2.7Ω(2.7±0.2均可)3.(2015·寧波市高三模擬)現有一特殊的電池，其電動勢E約為9V，內阻r在35Ω～55Ω范圍，最大允許電流為50mA。為測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用圖5甲的電路進行實驗。圖中電壓表看做理想電表；R為電阻箱，阻值范圍為0～9999.9Ω；R0為定值電阻。圖5(1)該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S，調整電阻箱的阻值，讀出電壓表的示數U，再改變電阻箱阻值，測得多組數據，然后作出有關物理量的線性圖象，如圖乙所示，由圖可求得電源的電動勢和內阻。a.請寫出該線性圖象對應的函數表達式________。(用字母E、r、U、R、R0表示)b.請標明圖乙中兩個坐標軸所表示的物理量，橫坐標________，縱坐標________。(2)根據乙圖所作出的圖象求得該電池的電動勢E為________V，內電阻r為________Ω。解析(1)a.由閉合電路歐姆定律E＝eq\f(U,R0＋R)·(r＋R0＋R)，經變換得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R＋R0)＋eq\f(1,E)。b.自變量為eq\f(1,R＋R0)，因變量eq\f(1,U)。(2)由eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R＋R0)＋eq\f(1,E)及題圖乙知，縱截距為eq\f(1,E)＝0.1，所以E＝10V；斜率為eq\f(r,E)＝eq\f(0.65－0.1,12×10－2)≈4.6，所以r＝46Ω。答案(1)a.eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R＋R0)＋eq\f(1,E)b.eq\f(1,R＋R0)eq\f(1,U)(2)1046(44～48)4.LED綠色照明技術已經走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約為500Ω，電學符號與小燈泡電學符號相同。實驗室提供的器材有A.電流表A1(量程為50mA，內阻RA1約為3Ω)B.電流表A2(量程為3mA，內阻RA2＝15Ω)C.定值電阻R1＝697ΩD.定值電阻R2＝1985ΩE.滑動變阻器R(0～20Ω)F.電壓表V(量程0～12V，內阻RV＝1kΩ)G.蓄電池E(電動勢為12V，內阻很小)H.開關S(1)部分電路原理圖如圖6所示，請選擇合適的器材，電表1為________，電表2為________，定值電阻為________。(填寫器材前的字母編號)圖6(2)將電路圖(圖6)補充完整。(3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx＝________(用已知量和測量量表示)，當表達式中的________(填字母)達到________，記下另一電表的讀數代入表達式，其結果為LED燈正常工作時的電阻。解析(1)電表2與定值電阻串聯，應是電流表，根據電流表示數可得LED兩端的電壓，由于電流表A1阻值未知，所以電表2選用A2，定值電阻R1阻值太小，因此定值電阻應選用R2；電流表A1量程太大，電壓表內阻已知，可以當電流表使用，所以電表1選用電壓表。(3)電壓表示數為U，電流表示數為I2，eq\f(U,RV)＝I2＋eq\f(I2（R2＋RA2）,Rx)，可得Rx＝eq\f(I2（R2＋RA2）,\f(U,RV)－I2)；當I2(R2＋RA2)＝3V，即I2＝1.5mA時LED燈正常工作，Rx的值為LED燈正常工作時的電阻。答案(1)F；B；D(2)如圖所示(3)eq\f(I2（R2＋RA2）,\f(U,RV)－I2)；I2；1.5mA5.(2015·安徽理綜，21，Ⅱ)某同學為了測量一節電池的電動勢和內阻，從實驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100μA、內阻為2500Ω的表頭，一個開關，兩個電阻箱(0～999.9Ω)和若干導線。(1)由于表頭量程偏小，該同學首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表，則應將表頭與電阻箱________(填“串聯”或“并聯”)，并將該電阻箱阻值調為________Ω。(2)接著該同學用改裝的電流表對電池的電動勢及內阻進行測量，實驗電路如圖7所示，通過改變電阻R測相應的電流I，且作相關計算后一并記錄如下表。圖7123456R(Ω)95.075.055.045.035.025.0I(mA)15.018.724.829.536.048.0IR(V)1.421.401.361.331.261.20①根據表中數據，圖8中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數據也描繪在圖8中，并畫出IR－I圖線；圖8②根據圖線可得電池的電動勢E是________V，內阻r是________Ω。解析(1)要將電流表量程擴大，需要并聯電阻，由并聯電路特點：IgRg＝(I－Ig)R并，將I＝50mA，Ig＝100μA，Rg＝2500Ω代入解得R并＝5.0Ω。(2)①作IR－I圖線，如圖所示。(2)根據實驗電路知，IR表示電源的路端電壓，I表示電路的電流，故IR－I圖線的縱軸截距即為電池的電動勢，則E＝1.53V，圖線斜率的絕對值即為電池的內阻，則r＝|eq\f(ΔIR,ΔI)|＝2.0Ω。答案(1)并聯5.0(2)①如解析圖所示②1.532.06.為測量某金屬絲的電阻率，現截取了其中的一段，用米尺測出金屬絲的長度L，用螺旋測微器測得其直徑為D，用多用電表粗測其電阻約為R。(1)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對齊，圖9甲中讀出其長度L＝________mm；(2)用螺旋測微器測金屬絲的直徑，圖乙中讀出其直徑D＝________mm；(3)選擇多用電表“×10”擋粗測金屬絲的電阻，圖丙中讀出其電阻R＝________Ω。圖9(4)接著，該同學用伏安法盡可能精確地測出該金屬絲的電阻，然后根據電阻定律計算出該金屬絲的電阻率。實驗室提供的器材有：A.直流電源E(電動勢4V，內阻不計)B.電流表A1(量程0～3mA，內阻約50Ω)C.電流表A2(量程0～15mA，內阻約30Ω)D.電壓表V1(量程0～3V，內阻10kΩ)E.電壓表V2(量程0～15V，內阻25kΩ)F.滑動變阻器R1(阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A)G.滑動變阻器R2(阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A)H.待測電阻絲Rx，開關、導線若干要求較準確地測出其阻值，電流表應選________，電壓表應選________，滑動變阻器應選________。(填題首字母)(5)在如圖10所示的實物上畫出連線(部分線已畫出)。圖10解析(1)由刻度尺讀出長度為L＝191.2mm；(2)由螺旋測微器讀出其直徑為D＝0.5mm＋18.0×0.01mm＝0.680mm；(3)由歐姆表讀出其阻值為R＝22×10Ω＝220Ω；(4)最大電流約為eq\f(4,220)A＝18mA，電流表選