第17講電學(xué)實驗

【目標(biāo)要求】1.熟練掌握電學(xué)實驗的基本原理和方法，并借助基本實驗分析拓展創(chuàng)新實驗。2.掌握傳感器的性質(zhì),

能利用傳感器制作簡單的自動控制裝置。

考點一以測電阻為核心的實驗

1.伏安法測電阻金屬絲電阻率的測量

u測

R測=丁=氐短人＞&，

/測

伏安法適合測量大電阻

測電阻U測一R”!/

凡則-/—R

/測Kx^KV

適合測量小電阻

1.測電阻尺巖

2.測電阻率夕，

金屬絲

_1

&=於，而5=—,

電阻率S4

的測量R4聯(lián)立得

TtUD2

O=

產(chǎn)4IL

2.測量電阻創(chuàng)新方案對比

如果已知⑥的內(nèi)阻RI，則可

測得雀的內(nèi)阻&=牛

安12

安

⑥串聯(lián)一定值電阻Ro后，同

法

樣可測得④的內(nèi)阻

兩電表的滿偏電流接近時，若

伏

已知0的內(nèi)阻品,則可測出

伏

法?的內(nèi)阻

U1

⑨并聯(lián)一定值電阻Ro后，同

樣可得?的內(nèi)阻&=矗

二+而

單刀雙擲開關(guān)分別與1、2相

替

接，調(diào)節(jié)電阻箱Ri，保證電流

代

表兩次讀數(shù)相等，則Ri的讀數(shù)

法

即等于待測電阻的阻值

閉合Si，斷開S2，調(diào)節(jié)凡使

A表滿偏；再閉合S2,只調(diào)節(jié)

Ri,使A表半偏(R?RA),則

半

Ri=R測,R測＜7?真

偏

使&=0,閉合S,調(diào)節(jié)凡使V

法

表滿偏；只調(diào)節(jié)&使V表半

偏(Rv?Ri),則&=氏測，R測〉R

真

調(diào)節(jié)電阻箱以，靈敏電流計G

的小數(shù)為。時，Ri和&兩端的

電壓相等，設(shè)為Ui,同時&

電和尺兩端的電壓也相等，設(shè)為

橋U2,根據(jù)歐姆定律有:

法曳_￡1￡1_y20由以上兩式解

RiR2R3Rx

得：R1&=&?以，這就是電橋

平衡的條件，由該平衡條件可

求出被測電阻尺的阻值

3.傳感器的應(yīng)用

例1（2024?山東卷44）某學(xué)習(xí)小組對兩種型號鉛筆芯的電阻率進(jìn)行測量。實驗器材如下:

學(xué)生電源（輸出電壓0~16V）

滑動變阻器（最大阻值10C,額定電流2A）；

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻未知）；

電流表A（量程3A,內(nèi)阻未知）；

待測鉛筆芯R（X型號、Y型號）；

游標(biāo)卡尺，螺旋測微器，開關(guān)S,單刀雙擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。

回答以下問題：

（1）使用螺旋測微器測量鉛筆芯直徑，某次測量結(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)為mm；

⑵把待測鉛筆芯接入圖乙所示電路，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適

位置，將單刀雙擲開關(guān)K分別擲到1、2端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯，則

測量鉛筆芯電阻時應(yīng)將K擲到（填“1”或“2”）端；

⑶正確連接電路，得到Y(jié)型號鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示，求得電阻RY=C（保留3

位有效數(shù)字）；采用同樣方法得到X型號鉛筆芯的電阻為1.70C；

⑷使用游標(biāo)卡尺測得X、Y型號鉛筆芯的長度分別為40.68mm、60.78mm,使用螺旋測微器測得

X、Y型號鉛筆芯直徑近似相等，則X型號鉛筆芯的電阻率（填“大于”或“小

于"）丫型號鉛筆芯的電阻率。

答案⑴2.450(2)1(3)1.91(4)大于

解析（1）根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知，其讀數(shù)為

d=2mm+0.01x45.0mm=2.450mm

（2）由于電壓表示數(shù)變化更明顯，說明電流表分壓較多，因此電流表應(yīng)采用外接法，即測量鉛筆芯電阻時應(yīng)

將K擲到1端；

⑶根據(jù)題圖丙的/-U圖像，結(jié)合歐姆定律有/?Y=|^?1.91Q

（4）根據(jù)電阻定律R=*,可得"岑

因兩種材料的橫截面積近似相等，分別代入數(shù)據(jù)可知0X>"Y。

例2（2024?四川雅安市三模）某實驗小組為了測量某電壓表V的內(nèi)阻，他們找到如下實驗器材:

學(xué)生直流電源E

電阻箱R（最大阻值9999C）

標(biāo)準(zhǔn)電壓表Vo

滑動變阻器R（最大阻值50C）

滑動變阻器及（最大阻值500C）

開關(guān)、導(dǎo)線若干

⑴他們設(shè)計了如圖甲所示實驗電路圖，滑動變阻器應(yīng)選擇（填“Ri”或）□

⑵正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至最端（填“左”或“右”），電阻箱阻值調(diào)為—

（填“零”或“最大值”）；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片位置不

動，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表半偏，此時電阻箱示數(shù)如圖乙所示，則可認(rèn)為電壓表內(nèi)阻為

C。

⑶該實驗存在系統(tǒng)誤差，電壓表實際內(nèi)阻應(yīng)此時電阻箱阻值（填“大于”“小于”或“等

于”）；為了得到更準(zhǔn)確的內(nèi)阻值，他們設(shè)計了如圖丙所示電路，正確連接電路后，調(diào)節(jié)電阻箱阻

值為某一固定值品），當(dāng)待測電壓表V的示數(shù)為。時，標(biāo)準(zhǔn)電壓表Vo示數(shù)為。0,調(diào)節(jié)滑動變阻器,

測得多組。、Uo的數(shù)值，以Uo為縱坐標(biāo)，。為橫坐標(biāo)，畫出Uo-U圖像是斜率為左的直線，則待

測電壓表的內(nèi)阻為（用k、Ro表示）。

答案（l）Ri⑵左零2010（3）小于懸

解析（1）分壓式電路應(yīng)選擇小電阻的滑動變阻器，故應(yīng)選擇

（2）正確連接電路后，為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器滑片調(diào)節(jié)至最左端，應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)為

零；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片位置不動，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓

表半偏，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，電阻箱的阻值等于被測電壓表的內(nèi)阻，所以被測電壓表的內(nèi)阻為2

010Qo

（3）由于電阻箱的接入，并聯(lián)部分的電阻增大，分壓增大，所以當(dāng)電壓表讀數(shù)變?yōu)榘肫珪r，電阻箱實際分壓

大于電壓表的讀數(shù)，所以電壓表實際內(nèi)阻應(yīng)小于電阻箱的阻值；

根據(jù)題圖丙所示電路，由閉合電路歐姆定律有匹士匕,知u=-:*U,貝黨，待測電壓表的內(nèi)阻為

R。0

Rvy

例3（九省聯(lián)考?河南23）學(xué)生小組用放電法測量電容器的電容，所用器材如下:

電池（電動勢3V,內(nèi)阻不計）；

待測電容器（額定電壓5V,電容值未知）；

微安表（量程200RA,內(nèi)阻約為1kC）；

滑動變阻器R（最大阻值為20C）；

電阻箱品、及、品、&（最大阻值均為9999.9C）；

定值電阻Ro（阻值為5.0kC）；

單刀單擲開關(guān)Si、S2,單刀雙擲開關(guān)S3；

計時器；

導(dǎo)線若干。

//“A

200川川「田口田山王王田山口

1604三三三三1三|；三三三一

120."；=====-1

8。上：:：、；：三三三三不與三：

40■~^一，=q土===4=

02468101214^

(c)

(1)小組先測量微安表內(nèi)阻，按圖(a)連接電路。

⑵為保護(hù)微安表，實驗開始前Si、S2斷開，滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于(填“左”或

“右”)端。將電阻箱氏、比、舟的阻值均置于1000.0C,滑動變阻器R的滑片置于適當(dāng)位置。

保持R、凡阻值不變，反復(fù)調(diào)節(jié)&,使開關(guān)S2閉合前后微安表的示數(shù)不變，則P、。兩點的電勢

(填“相等”或“不相等”)。記錄此時&的示數(shù)為1230.0C,則微安表的內(nèi)阻為C。

⑶按照圖(b)所示連接電路，電阻箱以阻值調(diào)至615.0C,將開關(guān)S3擲于位置1,待電容器充電完

成后，再將開關(guān)S3擲于位置2,記錄微安表電流/隨時間/的變化情況，得到如圖(c)所示的圖像。

當(dāng)微安表的示數(shù)為100(1A時，通過電阻Ro的電流是piAo

(4)圖(c)中每個最小方格面積所對應(yīng)的電荷量為C(保留兩位有效數(shù)字)。某同學(xué)數(shù)得曲

線下包含150個這樣的小方格，則電容器的電容為F(保留兩位有效數(shù)字)。

答案⑵左相等1230.0(3)300

(4)3.2x10-64.8x10"

解析(2)為保護(hù)微安表，實驗開始前Si、S?斷開，滑動變阻器R的滑片應(yīng)置于左端。由題知，使開關(guān)S2

閉合前后微安表的示數(shù)不變，則說明P、。兩點的電勢相等。根據(jù)電橋平衡可知，此微安表的內(nèi)阻為1

230.0Qo

⑶由于微安表與&并聯(lián)，則當(dāng)微安表的示數(shù)為10011A時，用所在支路的電流為

,IRg1OOX1O_6X1230.0ACMA

l4=—=--------------A=200urA

R4615.0

則通過電阻Ro的電流/總=/4+/=300(IA

(4)題圖(c)中每個最小方格面積所對應(yīng)的電荷量為

q=8nAx0.4s=3.2xIO-6C

150個這樣的小方格的總電荷量為

2=7^=150X3.2X106C=4.8X104C

且微安表改裝后流過Ro的電流是流過微安表的3倍，則根據(jù)電容的定義式可知電容器的電容為

6

C=3￡=480X10-X3F=48X1Q-4FQ

考點二以閉合電路歐姆定律為核心的實驗

表1.原理：閉合電路歐姆定律，/=『%（其中R內(nèi)

盤&+R內(nèi)

指

針

定=Rg+E+r,/與R%成一一對應(yīng)關(guān)系）

歐

用多用電表測量位

姆

螺

調(diào)2.中值電阻a中=4+尺+廠

絲

電學(xué)中的物理量零

選

旋

擇

鈕3.紅、黑表筆短接，歐姆調(diào)零，

開3Rg+R+r

關(guān)

乙

4.電流方向：“紅進(jìn)黑出”

1.原理：U=E-Ir

2.誤差來源：電壓表的分流

3.誤差分析：Ea<E*,r?j<r*（r一）

Ry+r

伏安法

0,1.原理：U^E-Ir

-C2.誤差來源：電流表的分壓

3.誤差分析：￡?=￡*,r測>廠真（r測=HRA）

測量電源的電動

伏安法

勢和內(nèi)阻

UJ1.原理：E=U+%

2.關(guān)系式：能

3.誤差分析：石測<￡真，廠測真（r測

伏阻法

1.原理：E=IR+Ir

2.關(guān)系式：工=七區(qū)+2或R=E2r

_JI1^°-SIEEI

3.誤差分析：石測二E真，廠測〉廠真（r測二）

安阻法R+HA

例4（2024?貴州安順市二模）多用電表是一種多功能儀表，可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、

電阻等物理量。

甲乙

（1）指針式多用電表使用前應(yīng)該調(diào)整_________________________（填“歐姆調(diào)零旋鈕”“指針定位螺

絲”或“選擇開關(guān)”），使指針指到零刻度。

⑵現(xiàn)用該多用電表測某定值電阻的阻值，把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“xlk”位置，指針指到“根”處，由

于誤差較大，應(yīng)選擇合適倍率重新測量，選擇合適倍率后，（填“要”或“不要”）重

新進(jìn)行歐姆調(diào)零。正確操作后，指針指到處，則該電阻的阻值為C。

⑶圖乙是某同學(xué)設(shè)計的多用電表測電阻的歐姆調(diào)零原理圖，電池的正極應(yīng)接（填“紅”

或“黑”）表筆。圖中G為表頭，量程為100RA,內(nèi)阻&=4kd滑動變阻器的最大阻值RT=1kd

兩表筆短接，通過調(diào)節(jié)。、6間的觸點，使G滿偏。已知&=2kC,電池電動勢為1.50V（電池內(nèi)阻

可忽略），觸點在a端時G滿偏，則R尸C。

答案（1）指針定位螺絲（2）要1200（3）黑1250

解析（1）指針式多用電表使用前應(yīng)該調(diào)整指針定位螺絲，使指針指到零刻度。

（2）用指針式多用電表測電阻每次選擇合適倍率后，都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“xlk”位置，指針指到“〃J處,說明電阻較小，應(yīng)先將開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X100”位置，指針

指到處,則該電阻的阻值為12x1000=1200Q

（3）電阻表的紅表筆與其內(nèi)置電源的負(fù)極相連接，黑表筆與電阻表內(nèi)置電源的正極相連接，則電池的正極應(yīng)

接多用電表的黑表筆。

觸點在a端時G滿偏，則RT與G串聯(lián)，串聯(lián)部分兩端的電壓為t/i=Zg（/?T+/?g）=0.50V,

根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可知&兩端的電壓為U2=E-UI=L00V,所以通過&的電流為/=善=500心,則通過

Ri的電流為7i=7-7g=400心，根據(jù)閉合電路歐姆定律得以="=1250。。

例5（2023?湖北卷?12）某實驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖（a）所示電路，所用

器材如下：

電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻很大）；

電流表（量程0-0.6A）；

電阻箱（阻值0~999.9C）；

干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導(dǎo)線若干。

(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實物圖連線。

⑵調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示

數(shù)/和電壓表示數(shù)。。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖(c)所示，則干電池的電動勢為

V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為C(保留2位有效數(shù)字)。

(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出十尺圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距，結(jié)

合(2)問得到的電動勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為C(保留2位有效數(shù)字)。

⑷由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實驗干電池內(nèi)阻的測量值________(填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)見解析圖(2)1.580.64(3)2.5

(4)偏小

解析(1)實物連線如圖：

(2)由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得

U=E-Ir

由題圖(c)可知E=1.58V

_i_(7口1.58-1.37八八//八

內(nèi)阻巾.64C

(3)根據(jù)E=/(R+RA+r)

可得工工.我+也上

IEE

由題圖(d)可知必上=2A",解得《共2.5。

E

(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實驗測得的是電壓表內(nèi)阻與干電池內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實驗中測得的干電

池內(nèi)阻偏小。

變式(2024.安徽六安市一模)某物理課外活動小組學(xué)習(xí)了“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗后，設(shè)計了如

圖甲所示的實驗電路。

(1)若閉合開關(guān)Si,將單刀雙擲開關(guān)S2擲向。，改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U,處理數(shù)

據(jù)得到如圖乙所示圖像，寫出《與胴的關(guān)系式_________________。

UK

(2)若斷開Si，將單刀雙擲開關(guān)S2擲向6,改變電阻箱R的阻值得到一系列的電流表的讀數(shù)/,處理數(shù)據(jù)得

到如圖丙所示圖像，寫出｝與R間的關(guān)系式0

⑶同學(xué)們對實驗結(jié)果進(jìn)行了誤差分析，發(fā)現(xiàn)將兩個圖像綜合利用，就可以避免由于電壓表分流和電流表分

壓帶來的系統(tǒng)誤差。已知圖像乙和丙的縱軸截距分別為》1、歷，斜率分別為股、k2,則利用丙圖可求得電

源的電動勢E=,再結(jié)合乙圖可求內(nèi)阻廠。

答案⑴旨,譯⑵衿叫(3亡

解析(1)若閉合開關(guān)Si,將單刀雙擲開關(guān)S2擲向a,改變電阻箱R的阻值得到一系列的電壓表的讀數(shù)U,

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=U+Ir=U+^-r,貝畤=落+]

RUERE

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E=/(R+r),得至上與R的關(guān)系式

IIEE

(3)由題圖所示電路圖可知，利用伏阻法時，由于電壓表的分流作用，通過電源的電流大于《，這是造成系

統(tǒng)誤差的原因。若考慮通過電壓表的電流，則表達(dá)式為E=U+I『U+《+?)r,貝吟=磐甘片，貝吐=履，利用

RRyUERyERE

安阻法時，考慮電流表內(nèi)阻，可得:=4+笠上，貝尼=依。那么根據(jù)餐左1,,可得,片獸。

IEEEEEk2k2

專題強(qiáng)化練［分值：50分］

1.（10分X2024.廣西卷42）某同學(xué)為探究電容器充、放電過程，設(shè)計了圖甲實驗電路。器材如下：電容器,

電源E（電動勢6V,內(nèi)阻不計），電阻&=400.0。，電阻&=200.0。，電流傳感器，開關(guān)Si、S2,導(dǎo)線若干。

實驗步驟如下：

甲乙

丙

⑴（2分）斷開Si、S2,將電流傳感器正極與。節(jié)點相連，其數(shù)據(jù)采樣頻率為5000Hz,則采樣周期為

s；

（2）（2分）閉合Si，電容器開始充電，直至充電結(jié)束，得到充電過程的入曲線如圖乙，由圖乙可知開關(guān)Si閉

合瞬間流經(jīng)電阻Ri的電流為mA（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

（3）（2分）保持Si閉合，再閉合S2，電容器開始放電，直至放電結(jié)束，則放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓為一

V；

（4）（4分）實驗得到放電過程的I-t曲線如圖丙，■曲線與坐標(biāo)軸所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0188

C,則電容器的電容C為四F。圖丙中■曲線與橫坐標(biāo)、直線r=ls所圍面積對應(yīng)電容器釋放

的電荷量為0.0038C,則t=lS時電容器兩極板間電壓為V（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

答案（1）2x10-4（2）15.0（3）2

（4）4.7x1035.2

解析⑴采樣周期為T=：2xl0-4s

（2）由題圖乙可知開關(guān)Si閉合瞬間流經(jīng)電阻&的電流為15.0mA;

（3）放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓等于&兩端電壓，

根據(jù)閉合電路歐姆定律得電容器兩極板間電壓為UC=~^—R2=2V

（4）充電結(jié)束后電容器兩端電壓為UC'=E=6V,

故可得AQ=(Uc'-Uc)C=0.0188C

解得C=4.7xl03好

設(shè)=1s時電容器兩極板間電壓為Uc

得（UWC=0.0038C

代入數(shù)值解得Uc"-5.2Vo

2.（6分X2024?浙江1月選考J6III）在探究熱敏電阻的特性及其應(yīng)用的實驗中，測得熱敏電阻R在不同溫度

時的阻值如下表：

溫度ZfC

（xlO2。）

某同學(xué)利用上述熱敏電阻品、電動勢E=3V（內(nèi)阻不計）的電源、定值電阻R（阻值有3kC、5kQ、12k。三

種可供選擇）、控制開關(guān)和加熱系統(tǒng)，設(shè)計了A、B、C三種電路。因環(huán)境溫度低于20℃,現(xiàn)要求將室內(nèi)溫

度控制在20~28℃范圍，且1、2兩端電壓大于2V,控制開關(guān)開啟加熱系統(tǒng)加熱，則應(yīng)選擇的電路

是,定值電阻R的阻值應(yīng)選kd1、2兩端的電壓小于V時，自動關(guān)閉加熱系

統(tǒng)（不考慮控制開關(guān)對電路的影響）。

加熱系統(tǒng)用熱系卓

立制開支

控制開關(guān)

R1RR2R

答案C31.8

解析電路A,定值電阻和熱敏電阻并聯(lián)，電壓不變，故不能實現(xiàn)電路的控制，故A錯誤；電路B,定值

電阻和熱敏電阻串聯(lián)，溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，定值電阻分到的電壓越小，無法實現(xiàn)1、2兩端

電壓大于2V,控制開關(guān)開啟加熱系統(tǒng)加熱，故B錯誤；電路C,定值電阻和熱敏電阻串聯(lián)，溫度越低，

熱敏電阻的阻值越大，熱敏電阻分到的電壓越大，可以實現(xiàn)1、2兩端電壓大于2V,控制開關(guān)開啟加熱系

統(tǒng)加熱，故C正確；由熱敏電阻凡在不同溫度時的阻值表可知，20℃的阻值為60x100Q=6kQ,由題意

可知U12=-^-E=-^-x3V=2V,解得R=3kQ；28℃時關(guān)閉加熱系統(tǒng)，此時熱敏電阻阻值為4.5k。，此時

3

1、2兩端的電壓Ul2'=-------1--------x4.5xl0V=1.8V,1、2兩端的電壓小于1.8V時，自動關(guān)閉加熱系統(tǒng)

（不考慮控制開關(guān)對電路的影響）。

3.(8分X2023?全國乙卷?23)一學(xué)生小組測量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率?，F(xiàn)有實驗器材：螺旋測微

器、米尺、電源小電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻Ro(阻值10.00)、滑動變阻器&待測金屬絲、單刀雙

擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖(a)是學(xué)生設(shè)計的實驗電路原理圖。完成下列填空：

(1)實驗時，先將滑動變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大，閉合S。

⑵(4分)將K與1端相連，適當(dāng)減小滑動變阻器R接入電路的電阻，此時電壓表讀數(shù)記為■，然后將K與

2端相連，此時電壓表讀數(shù)記為3。由此得到流過待測金屬絲的電流/=，金屬絲的電阻

r=o(結(jié)果均用Ro、Ui、5表示)

(3)繼續(xù)微調(diào)R,重復(fù)(2)的測量過程，得到多組測量數(shù)據(jù)，如下表所示:

Ui(mV)0.570.710.851.141.43

U2(mV)0.971.211.451.942.43

(4)利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻廠14.20。

(5)(2分)用米尺測得金屬絲長度￡=50.00emo用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)

如圖(b)所示，該讀數(shù)為4mm。多次測量后，得到直徑的平均值恰好與d相等。

(6)(2分)由以上數(shù)據(jù)可得，待測金屬絲所用材料的電阻率.=X107Q-mo(保留2位有效數(shù)字)

答案(2)岬色鬻~(5)0.150(6)5.0

解析(2)根據(jù)題意可知，R)兩端的電壓為

U=U2-Ui

則流過Ro及待測金屬絲的電流

J二廠名

RoRo

金屬絲的電阻『牛

聯(lián)立可得『會等

(5)螺旋測微器的讀數(shù)為

<7=0+15.0x0.01mm=0.150mm

(6)根據(jù)r=p.

又S=m?)2

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

p-5.OxlO-7dm

4.（8分X2024.新課標(biāo)卷23）學(xué)生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻Rv?？蛇x用的器材有：多用

電表，電源E（電動勢5V）,電壓表Vi（量程5V,內(nèi)阻約3kC）,定值電阻R）（阻值為800C）,滑動變阻器

Ri（最大阻值50。），滑動變阻器R2（最大阻值5kQ）,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

完成下列填空：

（1）（4分）利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)（把下列實驗步驟前的字母按正確操作順

序排列）；

A.將紅、黑表筆短接

B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆

C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“X10”位置

再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的（填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”）相連,

歐姆表的指針位置如圖（a）中虛線/所示。為了減少測量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋（填

“xl”“X100”或“xlk”）位置，重新調(diào)節(jié)后，測量得到指針位置如圖（a）中實線〃所示，則實驗小組測得

到的該電壓表內(nèi)阻為kQ（結(jié)果保留1位小數(shù)）；

⑵（2分）為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖（b）所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選（填“RE或

“&”），閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于（填或"6”）端；

（3）（1分"羽合開關(guān)S,滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表Vi、待測電壓表的示數(shù)分別為5、U,則

待測電壓表內(nèi)阻Rv=（用5、。和Ro表示）；

（4）（1分）測量得到Ui=4.20V,U=2.78V,則待測電壓表內(nèi)阻Rv=kQ（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

答案（l）CAB負(fù)極、正極X1001.6

⑵Ra⑶器（4）1.57

解析（1）利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)選擇歐姆擋，將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋

“X10”位置；接著將紅、黑表筆短接；進(jìn)行歐姆調(diào)零，使指針指向零歐姆。故操作順序為CABO

多用電表使用時電流應(yīng)“紅進(jìn)黑出”，電壓表電流應(yīng)“+”接線柱進(jìn)“-”接線柱出，故將多用電表的紅、

黑表筆分別與待測電壓表的負(fù)極、正極相連。

讀數(shù)時歐姆表的指針位置如題圖(a)中虛線/所示，偏轉(zhuǎn)角度較小即倍率選擇過小，為了減少測量誤差，應(yīng)

將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋倍率較大處，而根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知選擇“xlk”倍率又過大，故應(yīng)選擇歐姆擋

“xlOO”位置;

測量得到指針位置如題圖(a)中實線II所示，則實驗小組測得到的該電壓表內(nèi)阻為

2?=16.OxlOOQ=1.6kQ

(2)題圖(b)所示的電路，滑動變阻器采用的是分壓式接法，為了方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器

即；為保護(hù)電路，且測量電路部分電壓從零開始調(diào)節(jié)，閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于。端。

(3)通過待測電壓表的電流大小與定值電阻電流相同，為/=宇

根據(jù)歐姆定律得待測電壓表的內(nèi)阻為

_U_UR

/vy———-------0--

IU±-U

(4)測量得到G=4.20V,(7=2.78V,

代入待測電壓表的內(nèi)阻表達(dá)式,

則待測電壓表內(nèi)阻

?2.78X800c1uuuc1ur1c

Rv=-------Q-156631.57kQ

4.20-2.78o

5.(8分X2024?黑吉遼?”)某探究小組要測量電池的電動勢和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠校弘妷罕怼㈦娮杞z、定值

電阻(阻值為R))、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路原理圖。

A電阻絲B4電阻絲B

—"1金屬|(zhì)金一屬夾一’

1|>~1|,~

(a)(b)

(1)(2分)實驗步驟如下：

①將電阻絲拉直固定，按照圖(a)連接電路，金屬夾置于電阻絲的________(填'A"或"B”)端;

②閉合開關(guān)S,快速滑動金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S,記錄金屬夾與3端的距離

L；

匕

0L

(c)

③多次重復(fù)步驟②，根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖⑹中圖線I；

④按照圖(b)將定值電阻接入電路，多次重復(fù)步驟②，再根據(jù)記錄的若干組U、L的值，作出圖(c)中圖線II。

⑵(3分)由圖線得出縱軸截距為b,則待測電池的電動勢E=0

⑶(3分)由圖線求得I、II的斜率分別為"左2,若詈=",則待測電池的內(nèi)阻『_____________(用"和Ro表

用1

示)。

答案(1)A(2)J⑶急

解析(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，金屬夾置于電阻絲的最大阻值處，由題圖可知，應(yīng)該置于A端。

⑵對于電路圖(a),根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U=E-Ir

設(shè)電阻絲的電阻率為"，橫截面積為S,結(jié)合歐姆定律和電阻定律有/=!,

R

R=/

聯(lián)立可