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专题16 电学实验（精练）（解析版）
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这是一份专题16 电学实验（精练）（解析版），共34页。试卷主要包含了在“测量金属丝的电阻率”实验中等内容，欢迎下载使用。
2023年高考物理二轮复习讲练测
专题16 电学实验（精练）
1．在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与________（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与___________（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1—2.5 0.24—0.28
【详解】（1）[1][2][3]实验中用两节干电池供电，则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度，减少实验的误差，则乙同学通过U-I图像求电阻，求电阻的方法更合理；
（3）[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一：由电路可知解得则若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表，则并联的电阻解得
方法二：延长图像可知，当I=9.0mA时可得即
2．某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径d，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度L及电阻率。
（1）用螺旋测微器测元件的外径D。
（2）用多用电表测出其阻值，多用电表的“Ω”挡有“”、“”、“”和“”四挡，选用“”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图乙所示，则该元件的电阻为___________Ω。
（3）为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：
A．电流表（量程3A，内阻约为0.1Ω）
B．电流表（量程150mA，内阻约为20Ω）
C．电流表（量程30mA，内阻）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）
E．直流电源E（12V，内阻不计）
F．导电元件
G．定值电阻，
H．开关一只，导线若干
请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。( )
（4）实验测得的数据如下表：
序号
1
2
3
4
5
5.5
9.0
15.3
20.0
24.9
27
48
78
100
127
21.5
39.0
62.7
80.0
102.1
根据表格数据在上面坐标系中做出I1-的图像_________，可得该元件电阻的测量值为___________Ω（保留3位有效数字）。若测得该元件的电阻为Rx，则可得到该元件的内径d。
（5）若实验室提供的定值电阻的实际阻值比标称值略小，则由此测得的内径d与真实值相比___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。
【答案】 100 99.0—101 偏大
【详解】（2）[1]当选用“×100”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明流过电表的电流较大，则待测电阻阻值较小，故需改用“×10”挡进行测量，由图可知，该元件的电阻为
（3）[2]由于实验器材中没有电压表但电流表A3内阻已知，且电流表A3能测最大电压为
Umax比电源电动势小很多，故需选择一个定值电阻与其串联，由
所以选择R2与A3串联改装成电压表；又由于滑动变阻器的总阻值比待测电阻小，为了多测量数据而减小误差，则滑动变阻器应用分压式；由于电源电动势只有12V，待测电阻阻值约为100Ω，故A1电流表量程过大，选A2做电流表比较合适；由于电流表A2的内阻未知，故采用外接法，电路图如图
（4）[3]将数据表中I1和的数据在坐标系中描点，并连成一条直线，让尽可能多的点在直线上，其余点分布直线两侧，可得到一条过原点的斜线，如图
[4]由欧姆定律由图像求得图像斜率为
所以该元件电阻的测量值为
（5）[5]由电阻定律有 解得若R2电阻的实际阻值比标称值略小，由
可知测出的Rx阻值也偏大，所以测出的内径d偏大。
3．现有一特制金属电阻丝，某同学用多用电表粗测其阻值为20Ω，为了解其材料的导电属性，测量它的电阻率，需要更精确地测量其电阻。下面是该同学实验小组的一些实验过程。实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外，还给出了以下器材：
①电流表G1（0 ~ 50mA，内阻r1= 3Ω）
②电流表G2（0 ~ 100mA，内阻r2= 1Ω）
③定值电阻R1（R1= 150Ω）
④定值电阻R2（R2= 20Ω）
⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）
⑥干电池（1.5V，内阻不计）
⑦开关S及导线若干
（1）该同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径和长度如上图所示，螺旋测微器读数为________mm，游标卡尺读数为________cm。
（2）根据现有器材，另一同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻________为被测电阻（填“A”或“B”），定值电阻应选________（填“R1”或“R2”）
（3）若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小为________（用已知和测量物理量的符号表示）。
（4）若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组I1、I2的实验数据，根据实验数据做出I2随I1的变化图像如图乙所示，并求得图像的斜率k = 2.10，则被测电阻的大小为________Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 0.900 1.450 B R2 20.9
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有0.5mm＋40.0 × 0.01mm = 0.900mm
[2]根据游标卡尺的读数规则有14mm＋10 × 0.05mm = 14.50mm = 1.450cm
（2）[3]由题图甲可看出电阻A与G1串联，则说明A为定值电阻，将A与G1串联改装出一个大量程的电压表，其并联在电阻B的两端，则说明B为待测电阻。
[4]由于电源电动势为1.5V，则需将G1改装为一个1.5V左右的电压表，则定值电阻A的阻值约为
代入数据有RA= 27Ω则定值电阻应选R2。
（3）[5]若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小为
（4）[6]上式整理后有则代入数据有R = 20.9Ω
4．实验室有一电流表，只有量程一条刻度线，但数据未知（0.6 A左右）。某同学用如图所示的电路测量电流表A的量程和内阻，可供使用的器材如下：
A．待测电流表；
B．标准电流表：量程为0.6 A，内阻未知；
C．标准电流表：量程为3 A，内阻未知；
D．电阻箱：阻值范围为0∼999.9 Ω；
E.滑动变阻器（最大阻值为20 Ω）；
F.滑动变阻器（最大阻值为2 kΩ）；
G.电源E：电动势约为4 V，内阻不计；
H.开关S，导线若干。
（1）标准电流表A应选用___________（填“B”或“C”），滑动变阻器R应选用___________（填“E”或“F”）。
（2）请在如图所示的实物图中，用笔画线将电路连接完整___________；按照电路图，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至___________（填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，接着调节，直至电流表A满偏，记录此时标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值。重复实验，得到多组数据，正确作出如图所示的图像，若图像的横截距为、纵截距为b，则电流表A的量程为___________、内阻为___________。
【答案】 C E 右 b
【详解】（1）[1] 标准电流表的电流需大于电流表的电流，即标准电流表的电流大于0.6 A，因此标准电流表应选用C；
[2] 根据题图甲可知，滑动变阻器R为分压接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器R应选用E。
（2）[3] 实物图如图所示
[4] 为保证电流表的安全，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至右端。
（3）[5] [6]设电流表的量程为、内阻为，则有整理得图像的横截距为、纵截距为b，可得电流表的量程为b、内阻
5．实验小组为了测量某定值电阻的阻值。使用的实验器材如下：
A．两个完全相同的电压表（量程为，阻值大约）
B．待测电阻
C．定值电阻
D．电源（电压恒定，约为，内阻不计）
E.开关、导线若干
（1）按图甲连接好电路。闭合开关。将单刀双掷开关，拨向接线柱1，电压表读数如图乙所示，其读数为___________V；然后再将开关拨向接线柱2，电压表的读数如图丙所示；
（2）实验小组的同学把当作理想电表处理，根据串联电路中电压与电阻的关系，得出___________（计算结果保留4位有效数字），你认为由于电压表内阻的影响，使得测量值和真实值相比会___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
【答案】 2.60 1857 相等
【详解】（1）电压表的量程为，分度值为，读数时要估读到分度值的下一位，因此电压表的读数为2.60V；
（2）由丙图读出根据串联电路中电压与电阻的关系有计算得到若考虑电压表内阻的影响，当开关拨向接线柱1时，电压表和待测电阻并联的总电阻为
则二者分得电压为同理，当开关拨向接线柱2时，电压表和电阻箱分得电压为则有故测量值与真实值相等。
6．某学校实验小组设计了如图所示的电路图测定、两电压表的内阻，可供选用的仪器有：
A．内阻约的待测电压表、，量程0~3V
B．定值电阻
C．定值电阻
D．滑动变阻器（最大阻值为）
E.滑动变阻器（最大阻值为）
F.电源E，电动势E=6V，内阻忽略不计
G.开关、导线若干
（1）为了准确测量、两电压表的内阻，定值电阻应选______，滑动变阻器应选______。（均填仪器前的字母代号）
（2）根据电路图用笔画线代替导线完成实物图的连接。______
（3）闭合前，将滑动变阻器的滑片调到______（填“最左端”或“最右端”），再将单刀双掷开关拨到a，调节滑动变阻器使得和有明显的读数，分别为、；再将单刀双掷开关拨到b，调节滑动变阻器，使得和有明显的读数，分别为、，则电压表的内阻为______，的内阻为______（以上两空均用、、、和表示）
【答案】 B E 最左端
【详解】（1）[1]因为待测电压表的内阻约为，而定值电阻的阻值为，定值电阻的阻值比电压表的内阻小得多，如果选用，则当单刀双掷开关拨到b时，电压表指针偏转幅度很小，读数误差将很大，因此定值电阻选择，即选择B；
[2]由于控制电路采用了分压式，为了确保调节滑动变阻器输出电压的连续性强一些，滑动变阻器的总阻值应当选择小一些，则滑动变阻器选择总阻值，即选择E。
（2）[3]根据电路图作出实物连线如图所示
（3）[4]为了确保电路的安全，闭合前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端。
[5][6]将单刀双掷开关拨到a时，有将单刀双掷开关拨到b时，有
解得，
7．某实验小组要测定电池的电动势和内阻，实验器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（已知阻值为）、一个电流表（已知内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。
（1）由于缺少滑动变阻器，可将电阻丝充当滑动变阻器使用。将现有实验器材按如图甲所示的电路图连接。先将单刀双掷开关接a，电流表读数为；再将单刀双掷开关接b，调节电阻丝上的金属夹，使电流表读数仍然为断开开关后，用刻度尺量出此时接入电路的电阻丝长度占全长的。于是，用刻度尺将电阻丝八等分，并用数字标记等分点如图乙所示。则电阻丝每等份的阻值___________。（用题目中所给物理量的符号表示）
（2）测出后，再用现有器材进行实验，测定电池的电动势和内阻。主要实验步骤如下；
a. 按如图乙所示将器材连接：
b. 闭合开关，改变金属夹的位置，记录每次接入电路的电阻丝对应的编号和电流表示数，得到多组数据；
c. 整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图丙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、表示）
【答案】
【详解】（1）[1]根据题意，设电阻丝的最大阻值为，则有解得用刻度尺将电阻丝八等分，则电阻丝每等份的阻值为
（2）[2][3]根据题意，由闭合回路欧姆定律有整理可得结合图丙可得；解得；
8．某实验小组用电阻箱、定值电阻和电压表（内阻可视为无穷大）设计了如图所示的实验电路图，既能测出定值电阻R1的阻值，又能同时测出水果电池的电动势和内阻，实验步骤如下：
（1）根据电路图用笔画代替导线，在下列实物图上连接完整的电路____________，并且：
①将S2接到A，闭合S1，当电阻箱的阻值为504Ω时，电压表示数为0.30V；
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，电压表示数为0.35V；
③仍将S2切换到B，多次节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。
（2）根据上述步骤，可得出定值电阻R1的阻值为____________Ω。
（3）将实验测得的数据填入表格中，如下表所示：
数据序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.09
0.16
0.27
0.40
0.55
0.67
R+R1/（103Ω）
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
4.0
11.11
6.25
3.70
2.50
1.82
1.50
由测得的数据，利用计算机得出电压表示数的倒数和电阻箱与定值电阻之和的倒数，图像。根据图像可求得水果电池的电动势E及内阻r，其E=____________V，r=____________Ω（结果均保留小数点后两位）。
【答案】 84 0.83
【详解】（1）[1]连接电路图如图所示
（2）[2]根据串联电路分压比等于电阻比可知解得
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知变形可得根据图像可知；解得；
9．一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经正确操作后，指针指示如图甲，为了使测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡___________挡（选填“”“”）。
（2）使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图乙所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻
B．灵敏电流计G
C．定值电阻
D．电阻箱
E．粗细均匀的电阻丝（在电路中的段长）
F．滑动变阻器
G．电源
H．刻度尺
I．线夹、开关以及导线若干
①在闭合开关S前，将线夹大致夹于电阻丝AB中部位置，滑片应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片至某一位置，然后不断调节线夹所夹的位置，直到灵敏电流计示数为零，测出此时段电阻丝长度，则___________（用、、表示），代入数据得___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻换成电阻箱，并按照①中的操作，当灵敏电流计系数为零时，电阻箱的阻值为；然后将电阻箱与交换位置，保持线夹的位置不变，调节电阻箱，再次使灵敏电流计示数为零，此时电阻箱的阻值为，则电阻___________（用、表示）。
【答案】 不变 40
【详解】（1）[1]选择开关拨至欧姆挡“”挡，由图甲所示可知，指针偏转角度很大，说明倍率挡位选择较大，则为了使测量结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“”挡；
（2）[2]使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则有由于满偏电流不变，电源的电动势不变，说明欧姆调零后欧姆表内阻不变，故测量结果不变；
（3）① [3][4]由电桥法原理可知，当灵敏电流计示数为零时满足可得代入数据解得
② [5]根据①问的原理可知，交换位置前有交换位置后有联立可得
解得
10．一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）首先用多用电表进行粗测，如图所示下列操作步骤正确的是___________
A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零
B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零
C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡
D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置
（2）随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻Rx
B．灵敏电流计G
C．定值电阻R0=80Ω
D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L=60.00cm）
E．滑动变阻器R
F．线夹、电源、开关以及导线若干
G．电源（电动势为3V）
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=12.00cm，则Rx的阻值计算式为___________（用R0、L、x表示），代入数据得Rx=___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻R=___________。
【答案】 B 偏大 20
【详解】（1）[1]A．如图甲，将红黑表笔短接，进行的是欧姆调零，A错误；
B．图乙所示旋钮为欧姆调零旋钮，B正确；
C．用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，即读数太小，为了减小误差，应使指针停留在刻度盘中间区域，要增大读数，应换到“×1”挡，C错误；
D．实验完成后，应将挡位开关置于OFF挡或交流电压最高挡，D错误。
故选B。
（2）[2]多用电表的测量原理为闭合电路欧姆定律，当电池电动势减小、内阻变大时，欧姆表重新调零，即满偏电流不变，则可知欧姆表的内阻R中变小，当测电阻时有因R中变小，则同一Rx对应的电流要变小，对应的电阻刻度值要变大，即测量结果会偏大。
（3）①[3][4]当灵敏电流计G示数为零时，说明Rx的分压和AP2部分的分压相等，即
整理得则代入数据解得
②[5]根据第①问的原理，交换位置前有交换位置后有可得
解得
11．某学习小组需要一个量程为3mA的电流表，在实验室仅找到某微安表G，量程300μA，标识清晰，内阻标识模糊，大约几百欧姆。该小组决定先测微安表内阻，再进行改装。以下器材可供选择：
A．微安表G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）
B．滑动变阻器R1（0~10kΩ）
C．滑动变阻器R2（0~50kΩ）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E.电源E1（电动势约为1.5V）
F.电源E2（电动势约为9V）
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：
①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；
②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱，使G的示数为200μA，记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）实验中电源应选用___，滑动变阻器应选用_____（填器材前面的序号）；
（2）若实验步骤③中调节后的电阻箱如图乙所示，此时电阻箱的读数为R=____Ω，测得微安表G的内阻Rg＝____Ω，设微安表G的内阻的真实值为R真，测量值为R测，则R真____R测（选填“>”、“<”或“=”）；
（3）若用第（2）问中微安表G的测量值作为它的内阻，现将该表头G改装成一个量程为3mA的电流表，需要并联一个____Ω的电阻（保留一位小数）。
【答案】 F C
【详解】（1）[1]由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关时认为电路中总电流不变，实际闭合开关后，电路总电阻变小，电路电流变大，闭合开关时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，选用的电源电动势越大，则微安表两端的电压变化就会越小，故电源应选F；
[2]表头的满偏电流为，对应的电路中最小总电阻为所以滑动变阻器应选择阻值较大的，故选C；
（2）[3]电阻箱的读数为
[4]闭合开关时认为电路中总电流不变，流过微安表电流为，则流过电阻箱的电流为，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则
[5]由于闭合后，总电阻减小，则总电流增大，所以通过电阻箱的真实电流大于，即
根据解得可得
（3）[6]量程由原来的扩大到，量程扩大到原来的10倍，需要并联的电阻大小为
12．某小组要测量μA1微安表的内阻，选用的器材有：
待测微安表μA1（量程0~200μA，内阻约几百欧）；
微安表μA2（量程0~300μA，内阻约几百欧）；
电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）；
滑动变阻器R1（阻值0~10Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0~20kΩ）；
电阻箱R0（阻值0~9999Ω）；
电源（电动势3V，内阻不计）；
导线和开关若干。要求尽可能减小实验误差，甲、乙、丙三位同学分别进行实验：
（1）甲同学设计了如图（a）的电路，利用伏安法测量μA1表的内阻，该电路是______（填“合理”或“不合理”）的；
（2）乙同学设计了如图（b）的电路，滑动变阻器R应选用______（填“R1”或“R2”），主要实验步骤如下：
①断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处；
②保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，则微安表μA1的内阻测量值为______Ω，与真实值相比______（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 不合理 R2 450 偏小
【详解】（1）[1]通过待测微安表μA1的最大电流为200μA，而待测微安表μA1的内阻只有几百欧，可知待测微安表μA1两端最大电压只有0.1V左右，甲同学设计了如图（a）的电路中，电压表的读数太小，使得实验误差很大，故该电路是不合理的；
（2）[2]乙同学设计了如图（b）的电路，由于待测微安表μA1的量程很小，说明电路的总电阻很大，故滑动变阻器应选用阻值比较大的R2；
[3]断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处，此时电路总电流为保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，可认为电路总电流200μA保持不变，则有解得微安表μA1的内阻测量值为
[4]保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，由于并联了R0，使得电路总电阻减小，电路总电流增大，即则有
解得微安表μA1的内阻真实值为即测量值与真实值相比偏小。
13．某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
0.88
0.93
0.680
0.544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 0.0465 0.82
【详解】（1）[1]水果电池内阻较大，相对而言电流表的内阻可以忽略不记，故实物图连接如图所示
（2）[2]根据题意，电路图如图所示
[3]由题意及表中数据可得，根据欧姆定理可知，电阻箱两端的电压为
（3）[4][5]由题意及上述分析可得；结合图形可得，图线与纵轴的交点为电池电动势，图线的斜率大小为电池内阻，即；
14．现有一块旧的动力电池，某小组设计了如图甲所示电路来测量该电池的电动势和内阻。使用的器材如下：
待测电池（电动势约）；电压表V（量程为、内阻约）；电阻箱R（）；
定值电阻（阻值为）；开关及导线若干。
（1）请按照图甲，用笔画线代替导线在图乙中连接实物图。____
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记下电阻箱阻值R和对应的电压表示数U，做出的图线，如图丙所示。由此得出该电池的电动势___________V，内阻___________。（结果均保留2位有效数字）
（3）根据图丙计算得出的电动势E的测量值___________真实值，内阻r的测量值___________真实值。（选填“>”、“<”或“=”）
（4）若考虑电压表内阻对实验的影响，已知电压表的内阻为，图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势的表达式为___________，内阻的表达式为___________（结果用k、b、、表示）
【答案】 3.3—3.4 0.89（0.82~0.95） < <
【详解】（1）[1]电路图如下所示
（2）[2][3]根据电路图连接方式及串并联电路的规律，可得电源电动势为
整理得根据图像可得；解得；
（3）[4][5]由于定值电阻的分压作用，电动势的测量值小于真实值。根据（2）中的关系式可知，内阻的测量值小于真实值。
（4）[6][7] 根据电路图连接方式及串并联电路的规律，可得电源电动势为
整理得根据图像可得；解得；
15．如图甲所示为某电动车电池组的一片电池，探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻，查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下：
A．待测电池（电动势约为3.7V，内阻忽略不计）
B．待测电流表A（量程为0~3A，内阻待测）
C．电压表V（量程为0~3V，内阻）
D．定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器（）
H.滑动变阻器（）
I.导线若干、开关
为了精确地测定电源电动势和电流表内阻，探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题：
（1）滑动变阻器应选择__________，②处应选择__________；（均填写器材前序号）
（2）电流表安装在__________处；（填①或③）
（3）探究小组通过实验测得多组（，）数据，绘制出如图丙所示的图线，则电源的电动势为_______V，电流表内阻为________（结果均保留2位有效数字），从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】 F D ③ 3.6 0.80 相等
【详解】（1）[1][2]因为电流表内阻较小，为了使电压表示数变化明显些，所以滑动变阻器R应选择，所以滑动变阻器应选择F；由于电源电动势约为3.7V，而电压表V量程为，因此需要扩大量程，由题意可知，应将电压表V与定值电阻R1串联，所以②处应选择D。
（2）[3]电流表A量程为，将电流表安装在③处可以测量干路中的电流。
（3）[4][5]由闭合电路的欧姆定律代入数据，化简可得结合图丙可知解得，电流表内阻为将，代入解析式中，解得电源的电动势为
[6]由题意得在此实验中，电流表“相对电源内接法”，且电流表内阻已测得，所以从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相等。
16．多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中：
（1）小白同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是____________。
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至“”挡（或交流电压最大量程处），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“”挡
d．将选择开关旋到“”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。在图甲所示的电路中____________（选填“>”或“<”）；在图乙所示的电路中的阻值为____________。
（3）在图乙电路的基础上，该同学连接电源、滑动变阻器就改装成为如图丙所示的多用电表，则表笔A为____________（选填“红”或“黑”）表笔；已知电源电动势，当开关S置于3时，将表笔A、B短接，调节滑动变阻器进行欧姆调零，滑动变阻器接入电路的阻值为____________（结果保留两位有效数字）；将待测电阻接在表笔A、B之间进行测量，稳定时，指针偏转到满刻度的，则待测电阻的阻值为____________。
【答案】 daeb ＞ 2 黑
【详解】（1）[1]指针偏转过小，即流过欧姆表表头的电流太小，应选择更大的挡位，将选择开关旋到“”挡；然后将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔；将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值断开两表笔；最后旋转选择开关至“”挡（或交流电压最大量程处），并拔出两表笔，所以操作顺序是daeb。
（2）[2][3]图甲中，两电阻两端电压相等，由欧姆定律知电流量程大的对应所接电阻小，即；图乙中，当量程为时得当量程为时得
解得；
（3）[4]根据“红进黑出”可知表笔A为黑表笔；
[5]当开关S置于3时，将表笔A、B短接，调节滑动变阻器进行欧姆调零，欧姆表的内阻
则的阻值
[6]当电流表指针偏转到满刻度的时，由闭合电路欧姆定律得解得待测电阻的阻值
17．如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
（1）多用电表的红表笔应是图甲中的________端（填“A”或“B”）。
（2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择________（填“×10”或“×1000”）倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装了如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0＝1Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是________Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为________Ω。
【答案】 A ×1000 偏大 10000 99.01
【详解】（1）[1]多用电表的红笔应接欧姆挡电源的负极，黑笔应接欧姆挡电源的正极，所以多用电表的红表笔应是图甲中的A端。
（2）[2]当选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明电阻较大，故应选用更大的倍率，即应选择“×1000”倍率的欧姆挡。
[3]当电池电动势变小，内阻变大，此表重新欧姆调零时，由于电流计的满偏电流不变，由
可知，此时欧姆表的内阻应该调小。而待测电阻的测量值是通过电流计的示数体现出来的，由于可知，电流计示数I偏小，则测得的电阻值将偏大。
（3）[4]欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，则表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是
[5]将R0与电流计并联，当电流计满偏时，干路电流为所以欧姆挡的内阻为
故换挡后可变电阻器R阻值应调为
18．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关S改接2后，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为________。
（3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有________（q为电容器极板所带的电荷量，为A、B两板的电势差）。
A． B．
C． D．
【答案】 放电 见解析 不变 575 AD##DA
【详解】（1）[1]开关接1时，对电容器充电，接2时电容器放电。
[2][3]在I-t图像中，阴影部分表示的物理意义是q= It所以是0.2s内电容器放出的电荷量，因为总电荷量不会因为电阻R而变化，则曲线与坐标轴所围成的面积不变。
（2）[4]根据且U=E解得
（3）[5]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小。故A正确；B错误；
CD．根据且C不变可知，Q与U的变化情况相同。故C错误；D正确。故选AD。
19．在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
（1）根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________（选填“相同”或“相反”），大小都随时间________（选填“增加”或“减小”）。
（2）当开关接“1”时，是充电还是放电？________；上极板带什么电？________；
（3）某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确__________。
【答案】 相反 减小 充电 带正电 见解析
【详解】（1）[1][2]根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小。
（2）[3][4]当开关接“1”时，是与电源连接，是充电，且上极板带正电。
（3）[5]正确，因为当开关S与2连接，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”，可应用
而Q可根据如下式子求取即计算电容值。
20．某学校高二（9）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是___________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器原线圈接低压交流电时，可以用多用电表的“直流电压挡”测量副线圈电压
C．测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位
D．研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
（2）变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是___________。
A．减小涡流，提高变压器的效率
B．增大涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
（3）一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6V”挡位，测得副线圈的电压为3.2V。则下列分析正确的是___________。
A．原线圈导线比副线圈导线粗
B．学生电源实际输出电压大于标注的“6V”
C．原线圈实际匝数与标注的“800”不符，应大于800
D．副线圈实际匝数与标注的“400”不符，应小于400
【答案】 D A B
【详解】（1）[1] A．为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B．变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C．为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C错误；
D．研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故D正确。
故选D；
（2）[2]变压器只能改变交流电，不能改变直流电，变压器的铁芯如果是整块导体，内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故A正确，BC错误。故选A；
（3）[3] A．原线圈的匝数多，因此电压大电流小，由可知原线圈导线应该选用细的，故A错误；
B．根据测得副线圈的电压偏高，可能是因为学生电源实际输出电压大于标注的“”，故B正确；
C．如果原线圈实际匝数与标注的“800”不符，大于800，则测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故C错误；
D．如果副线圈实际匝数与标注的“400”不符，小于400，测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故D错误。
故选B。
21．饮酒驾车，害人害己。某物理兴趣小组利用酒精气体传感器、小量程电流表等器材制作了一个简易的气体酒精测试仪。已知传感器的电阻随酒精气体浓度变化的关系，如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”。醉驾标准是“酒精气体浓度”。除酒精气体传感器以外，从实验室找到以下器材：
A．直流电源（电动势为6V，内阻忽略不计）
B．电流表（量程为300μA，内阻）
C．电阻箱（最大阻值为99999.9Ω）
D．定值电阻（阻值为）
E.定值电阻（阻值为5Ω）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
（1）实验小组设计了如图乙所示的酒精测试仪电路图。
（2）电路中定值电阻应选______（选填或）让电流表的量程扩大为______倍。
（3）再按照下列步骤制作酒精测试仪：
①先把开关向c端闭合，再把电阻箱阻值从最大值调到30.0kΩ。则丙图中电流表示数为20μA，并将此刻度线标记为0mg/mL；
②逐渐减小电阻箱的阻值，电流表的示数逐渐变大，电阻箱阻值调到4kΩ时，电流表的示数为______μA，应把此刻度标记为______mg/mL；
③当电阻箱阻值调到2kΩ时，电流表示数为300μA，并将此刻度线标记为0.8mg/mL；
④按照甲图中的数据，电阻箱选取更多不同的电阻值，将对应电流表的电流示数逐一标为相应的酒精气体浓度；
⑤将开关向d端闭合，测试仪即可正常使用。
（4）制作好的酒精测试仪酒精浓度的刻度是均匀的吗？请说明理由。____________________________________________________________________________________________
【答案】 10 150 0.1 不是；因传感器的电阻与酒精气体浓度的关系不成反比
【详解】（2）[1][2]浓度为，传感器电阻最大为，回路电流电阻只能将量程扩大一倍，所以选择电阻，扩大后量程扩大了10倍。
（3）②[3][4] 电阻箱阻值从最大值调到30.0kΩ。则丙图中电流表示数为20μA，电阻箱阻值调到4kΩ时，根据
改装电流表内阻远小于电阻箱电阻，可认为，电流与电阻箱阻值成反比，所以读数为150μA，根据图像可知，电阻为4kΩ时，对应浓度为0.1mg/mL。
（4）[5]回路电流因为根据图像可知，传感器的电阻与酒精气体浓度的关系不成反比，则电流与浓度不成正比，所以刻度不是均匀的。
22．由半导体材料制成的热敏电阻阻值会随温度的变化而变化。利用热敏电阻对温度敏感的特性可设计一个火灾自动报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有：
A．直流电源（，内阻不计）；
B．电流表（量程，内阻约）；
C．电压表（量程，内阻约）；
D．热敏电阻；
E.报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警，超过时就会损坏）；
F.滑动变阻器（最大阻值）；
G.电阻箱（最大阻值）；
H.单刀单掷开关；
I.单刀双掷开关；
J.导线若干。
（1）用图（a）所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节变阻器，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图（b）所示，此时热敏电阻的阻值为__________，该电路测得的阻值比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。由以上实验数据可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________（填“增大”或“减小”）。
（2）某同学利用该热敏电阻设计的火灾自动报警的电路实物连线如图（c）所示，其中只有一个器件的导线连接有误，该器件为__________（填写器件名称前的字母）。正确连接后，先把开关接到1，使用电阻箱对电路进行调试，其阻值应设置为__________，然后使变阻器阻值逐渐减小，直至报警器开始报警，此时连入电路的阻值为__________。电路调试完毕后，保持阻值不变，再把开关接到2，热敏电阻便接入电路，火灾报警系统便可正常工作。
【答案】 600 偏大 减小 600 3000
【详解】（1）[1][2][3]由图（b）可知，电流表的示数为，则此时热敏电阻的阻值为；该方法所测电流值为真实电流值，所测电压值为热敏电阻和电流表两端的总电压，故根据可知此时所测电阻值偏大；在相同电压下，温度越高，通过电流越大，说明热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；
（2）[4][5][6]滑动变阻器的导线连接有误，两根导线都连接在上端，无法起到改变接入电阻阻值的作用，接线柱应一上一下连接；先使用电阻箱进行调试，其阻值设置应为的自动报警电阻，即；此时要求刚好在时自动报警，则通过电路的电流，报警器和电流表的电阻很小，可忽略不计，可得此时滑动变阻器的阻值为
2023年高考物理二轮复习讲练测
专题16 电学实验（精练）
1．在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与________（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与___________（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1—2.5 0.24—0.28
【详解】（1）[1][2][3]实验中用两节干电池供电，则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度，减少实验的误差，则乙同学通过U-I图像求电阻，求电阻的方法更合理；
（3）[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一：由电路可知解得则若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表，则并联的电阻解得
方法二：延长图像可知，当I=9.0mA时可得即
2．某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径d，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度L及电阻率。
（1）用螺旋测微器测元件的外径D。
（2）用多用电表测出其阻值，多用电表的“Ω”挡有“”、“”、“”和“”四挡，选用“”挡测量时，发现指针偏转角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图乙所示，则该元件的电阻为___________Ω。
（3）为精确地测量该元件电阻，有下列器材可供选择：
A．电流表（量程3A，内阻约为0.1Ω）
B．电流表（量程150mA，内阻约为20Ω）
C．电流表（量程30mA，内阻）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）
E．直流电源E（12V，内阻不计）
F．导电元件
G．定值电阻，
H．开关一只，导线若干
请选择合适的仪器，将实验电路图画在虚线框内，并标明所选器材的代号。( )
（4）实验测得的数据如下表：
序号
1
2
3
4
5
5.5
9.0
15.3
20.0
24.9
27
48
78
100
127
21.5
39.0
62.7
80.0
102.1
根据表格数据在上面坐标系中做出I1-的图像_________，可得该元件电阻的测量值为___________Ω（保留3位有效数字）。若测得该元件的电阻为Rx，则可得到该元件的内径d。
（5）若实验室提供的定值电阻的实际阻值比标称值略小，则由此测得的内径d与真实值相比___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。
【答案】 100 99.0—101 偏大
【详解】（2）[1]当选用“×100”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明流过电表的电流较大，则待测电阻阻值较小，故需改用“×10”挡进行测量，由图可知，该元件的电阻为
（3）[2]由于实验器材中没有电压表但电流表A3内阻已知，且电流表A3能测最大电压为
Umax比电源电动势小很多，故需选择一个定值电阻与其串联，由
所以选择R2与A3串联改装成电压表；又由于滑动变阻器的总阻值比待测电阻小，为了多测量数据而减小误差，则滑动变阻器应用分压式；由于电源电动势只有12V，待测电阻阻值约为100Ω，故A1电流表量程过大，选A2做电流表比较合适；由于电流表A2的内阻未知，故采用外接法，电路图如图
（4）[3]将数据表中I1和的数据在坐标系中描点，并连成一条直线，让尽可能多的点在直线上，其余点分布直线两侧，可得到一条过原点的斜线，如图
[4]由欧姆定律由图像求得图像斜率为
所以该元件电阻的测量值为
（5）[5]由电阻定律有 解得若R2电阻的实际阻值比标称值略小，由
可知测出的Rx阻值也偏大，所以测出的内径d偏大。
3．现有一特制金属电阻丝，某同学用多用电表粗测其阻值为20Ω，为了解其材料的导电属性，测量它的电阻率，需要更精确地测量其电阻。下面是该同学实验小组的一些实验过程。实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外，还给出了以下器材：
①电流表G1（0 ~ 50mA，内阻r1= 3Ω）
②电流表G2（0 ~ 100mA，内阻r2= 1Ω）
③定值电阻R1（R1= 150Ω）
④定值电阻R2（R2= 20Ω）
⑤滑动变阻器R（0 ~ 5Ω）
⑥干电池（1.5V，内阻不计）
⑦开关S及导线若干
（1）该同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径和长度如上图所示，螺旋测微器读数为________mm，游标卡尺读数为________cm。
（2）根据现有器材，另一同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻________为被测电阻（填“A”或“B”），定值电阻应选________（填“R1”或“R2”）
（3）若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小为________（用已知和测量物理量的符号表示）。
（4）若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组I1、I2的实验数据，根据实验数据做出I2随I1的变化图像如图乙所示，并求得图像的斜率k = 2.10，则被测电阻的大小为________Ω（保留三位有效数字）。
【答案】 0.900 1.450 B R2 20.9
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有0.5mm＋40.0 × 0.01mm = 0.900mm
[2]根据游标卡尺的读数规则有14mm＋10 × 0.05mm = 14.50mm = 1.450cm
（2）[3]由题图甲可看出电阻A与G1串联，则说明A为定值电阻，将A与G1串联改装出一个大量程的电压表，其并联在电阻B的两端，则说明B为待测电阻。
[4]由于电源电动势为1.5V，则需将G1改装为一个1.5V左右的电压表，则定值电阻A的阻值约为
代入数据有RA= 27Ω则定值电阻应选R2。
（3）[5]若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。则被测电阻的大小为
（4）[6]上式整理后有则代入数据有R = 20.9Ω
4．实验室有一电流表，只有量程一条刻度线，但数据未知（0.6 A左右）。某同学用如图所示的电路测量电流表A的量程和内阻，可供使用的器材如下：
A．待测电流表；
B．标准电流表：量程为0.6 A，内阻未知；
C．标准电流表：量程为3 A，内阻未知；
D．电阻箱：阻值范围为0∼999.9 Ω；
E.滑动变阻器（最大阻值为20 Ω）；
F.滑动变阻器（最大阻值为2 kΩ）；
G.电源E：电动势约为4 V，内阻不计；
H.开关S，导线若干。
（1）标准电流表A应选用___________（填“B”或“C”），滑动变阻器R应选用___________（填“E”或“F”）。
（2）请在如图所示的实物图中，用笔画线将电路连接完整___________；按照电路图，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至___________（填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，接着调节，直至电流表A满偏，记录此时标准电流表A的示数I和电阻箱的阻值。重复实验，得到多组数据，正确作出如图所示的图像，若图像的横截距为、纵截距为b，则电流表A的量程为___________、内阻为___________。
【答案】 C E 右 b
【详解】（1）[1] 标准电流表的电流需大于电流表的电流，即标准电流表的电流大于0.6 A，因此标准电流表应选用C；
[2] 根据题图甲可知，滑动变阻器R为分压接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器R应选用E。
（2）[3] 实物图如图所示
[4] 为保证电流表的安全，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至右端。
（3）[5] [6]设电流表的量程为、内阻为，则有整理得图像的横截距为、纵截距为b，可得电流表的量程为b、内阻
5．实验小组为了测量某定值电阻的阻值。使用的实验器材如下：
A．两个完全相同的电压表（量程为，阻值大约）
B．待测电阻
C．定值电阻
D．电源（电压恒定，约为，内阻不计）
E.开关、导线若干
（1）按图甲连接好电路。闭合开关。将单刀双掷开关，拨向接线柱1，电压表读数如图乙所示，其读数为___________V；然后再将开关拨向接线柱2，电压表的读数如图丙所示；
（2）实验小组的同学把当作理想电表处理，根据串联电路中电压与电阻的关系，得出___________（计算结果保留4位有效数字），你认为由于电压表内阻的影响，使得测量值和真实值相比会___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
【答案】 2.60 1857 相等
【详解】（1）电压表的量程为，分度值为，读数时要估读到分度值的下一位，因此电压表的读数为2.60V；
（2）由丙图读出根据串联电路中电压与电阻的关系有计算得到若考虑电压表内阻的影响，当开关拨向接线柱1时，电压表和待测电阻并联的总电阻为
则二者分得电压为同理，当开关拨向接线柱2时，电压表和电阻箱分得电压为则有故测量值与真实值相等。
6．某学校实验小组设计了如图所示的电路图测定、两电压表的内阻，可供选用的仪器有：
A．内阻约的待测电压表、，量程0~3V
B．定值电阻
C．定值电阻
D．滑动变阻器（最大阻值为）
E.滑动变阻器（最大阻值为）
F.电源E，电动势E=6V，内阻忽略不计
G.开关、导线若干
（1）为了准确测量、两电压表的内阻，定值电阻应选______，滑动变阻器应选______。（均填仪器前的字母代号）
（2）根据电路图用笔画线代替导线完成实物图的连接。______
（3）闭合前，将滑动变阻器的滑片调到______（填“最左端”或“最右端”），再将单刀双掷开关拨到a，调节滑动变阻器使得和有明显的读数，分别为、；再将单刀双掷开关拨到b，调节滑动变阻器，使得和有明显的读数，分别为、，则电压表的内阻为______，的内阻为______（以上两空均用、、、和表示）
【答案】 B E 最左端
【详解】（1）[1]因为待测电压表的内阻约为，而定值电阻的阻值为，定值电阻的阻值比电压表的内阻小得多，如果选用，则当单刀双掷开关拨到b时，电压表指针偏转幅度很小，读数误差将很大，因此定值电阻选择，即选择B；
[2]由于控制电路采用了分压式，为了确保调节滑动变阻器输出电压的连续性强一些，滑动变阻器的总阻值应当选择小一些，则滑动变阻器选择总阻值，即选择E。
（2）[3]根据电路图作出实物连线如图所示
（3）[4]为了确保电路的安全，闭合前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端。
[5][6]将单刀双掷开关拨到a时，有将单刀双掷开关拨到b时，有
解得，
7．某实验小组要测定电池的电动势和内阻，实验器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（已知阻值为）、一个电流表（已知内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。
（1）由于缺少滑动变阻器，可将电阻丝充当滑动变阻器使用。将现有实验器材按如图甲所示的电路图连接。先将单刀双掷开关接a，电流表读数为；再将单刀双掷开关接b，调节电阻丝上的金属夹，使电流表读数仍然为断开开关后，用刻度尺量出此时接入电路的电阻丝长度占全长的。于是，用刻度尺将电阻丝八等分，并用数字标记等分点如图乙所示。则电阻丝每等份的阻值___________。（用题目中所给物理量的符号表示）
（2）测出后，再用现有器材进行实验，测定电池的电动势和内阻。主要实验步骤如下；
a. 按如图乙所示将器材连接：
b. 闭合开关，改变金属夹的位置，记录每次接入电路的电阻丝对应的编号和电流表示数，得到多组数据；
c. 整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图丙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、表示）
【答案】
【详解】（1）[1]根据题意，设电阻丝的最大阻值为，则有解得用刻度尺将电阻丝八等分，则电阻丝每等份的阻值为
（2）[2][3]根据题意，由闭合回路欧姆定律有整理可得结合图丙可得；解得；
8．某实验小组用电阻箱、定值电阻和电压表（内阻可视为无穷大）设计了如图所示的实验电路图，既能测出定值电阻R1的阻值，又能同时测出水果电池的电动势和内阻，实验步骤如下：
（1）根据电路图用笔画代替导线，在下列实物图上连接完整的电路____________，并且：
①将S2接到A，闭合S1，当电阻箱的阻值为504Ω时，电压表示数为0.30V；
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，电压表示数为0.35V；
③仍将S2切换到B，多次节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。
（2）根据上述步骤，可得出定值电阻R1的阻值为____________Ω。
（3）将实验测得的数据填入表格中，如下表所示：
数据序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.09
0.16
0.27
0.40
0.55
0.67
R+R1/（103Ω）
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
4.0
11.11
6.25
3.70
2.50
1.82
1.50
由测得的数据，利用计算机得出电压表示数的倒数和电阻箱与定值电阻之和的倒数，图像。根据图像可求得水果电池的电动势E及内阻r，其E=____________V，r=____________Ω（结果均保留小数点后两位）。
【答案】 84 0.83
【详解】（1）[1]连接电路图如图所示
（2）[2]根据串联电路分压比等于电阻比可知解得
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知变形可得根据图像可知；解得；
9．一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经正确操作后，指针指示如图甲，为了使测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡___________挡（选填“”“”）。
（2）使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图乙所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻
B．灵敏电流计G
C．定值电阻
D．电阻箱
E．粗细均匀的电阻丝（在电路中的段长）
F．滑动变阻器
G．电源
H．刻度尺
I．线夹、开关以及导线若干
①在闭合开关S前，将线夹大致夹于电阻丝AB中部位置，滑片应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片至某一位置，然后不断调节线夹所夹的位置，直到灵敏电流计示数为零，测出此时段电阻丝长度，则___________（用、、表示），代入数据得___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻换成电阻箱，并按照①中的操作，当灵敏电流计系数为零时，电阻箱的阻值为；然后将电阻箱与交换位置，保持线夹的位置不变，调节电阻箱，再次使灵敏电流计示数为零，此时电阻箱的阻值为，则电阻___________（用、表示）。
【答案】 不变 40
【详解】（1）[1]选择开关拨至欧姆挡“”挡，由图甲所示可知，指针偏转角度很大，说明倍率挡位选择较大，则为了使测量结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“”挡；
（2）[2]使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则有由于满偏电流不变，电源的电动势不变，说明欧姆调零后欧姆表内阻不变，故测量结果不变；
（3）① [3][4]由电桥法原理可知，当灵敏电流计示数为零时满足可得代入数据解得
② [5]根据①问的原理可知，交换位置前有交换位置后有联立可得
解得
10．一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：
（1）首先用多用电表进行粗测，如图所示下列操作步骤正确的是___________
A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零
B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零
C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡
D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置
（2）随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻Rx
B．灵敏电流计G
C．定值电阻R0=80Ω
D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L=60.00cm）
E．滑动变阻器R
F．线夹、电源、开关以及导线若干
G．电源（电动势为3V）
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=12.00cm，则Rx的阻值计算式为___________（用R0、L、x表示），代入数据得Rx=___________Ω。
②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻R=___________。
【答案】 B 偏大 20
【详解】（1）[1]A．如图甲，将红黑表笔短接，进行的是欧姆调零，A错误；
B．图乙所示旋钮为欧姆调零旋钮，B正确；
C．用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，即读数太小，为了减小误差，应使指针停留在刻度盘中间区域，要增大读数，应换到“×1”挡，C错误；
D．实验完成后，应将挡位开关置于OFF挡或交流电压最高挡，D错误。
故选B。
（2）[2]多用电表的测量原理为闭合电路欧姆定律，当电池电动势减小、内阻变大时，欧姆表重新调零，即满偏电流不变，则可知欧姆表的内阻R中变小，当测电阻时有因R中变小，则同一Rx对应的电流要变小，对应的电阻刻度值要变大，即测量结果会偏大。
（3）①[3][4]当灵敏电流计G示数为零时，说明Rx的分压和AP2部分的分压相等，即
整理得则代入数据解得
②[5]根据第①问的原理，交换位置前有交换位置后有可得
解得
11．某学习小组需要一个量程为3mA的电流表，在实验室仅找到某微安表G，量程300μA，标识清晰，内阻标识模糊，大约几百欧姆。该小组决定先测微安表内阻，再进行改装。以下器材可供选择：
A．微安表G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）
B．滑动变阻器R1（0~10kΩ）
C．滑动变阻器R2（0~50kΩ）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E.电源E1（电动势约为1.5V）
F.电源E2（电动势约为9V）
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：
①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；
②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
③闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱，使G的示数为200μA，记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）实验中电源应选用___，滑动变阻器应选用_____（填器材前面的序号）；
（2）若实验步骤③中调节后的电阻箱如图乙所示，此时电阻箱的读数为R=____Ω，测得微安表G的内阻Rg＝____Ω，设微安表G的内阻的真实值为R真，测量值为R测，则R真____R测（选填“>”、“<”或“=”）；
（3）若用第（2）问中微安表G的测量值作为它的内阻，现将该表头G改装成一个量程为3mA的电流表，需要并联一个____Ω的电阻（保留一位小数）。
【答案】 F C
【详解】（1）[1]由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关时认为电路中总电流不变，实际闭合开关后，电路总电阻变小，电路电流变大，闭合开关时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，选用的电源电动势越大，则微安表两端的电压变化就会越小，故电源应选F；
[2]表头的满偏电流为，对应的电路中最小总电阻为所以滑动变阻器应选择阻值较大的，故选C；
（2）[3]电阻箱的读数为
[4]闭合开关时认为电路中总电流不变，流过微安表电流为，则流过电阻箱的电流为，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则
[5]由于闭合后，总电阻减小，则总电流增大，所以通过电阻箱的真实电流大于，即
根据解得可得
（3）[6]量程由原来的扩大到，量程扩大到原来的10倍，需要并联的电阻大小为
12．某小组要测量μA1微安表的内阻，选用的器材有：
待测微安表μA1（量程0~200μA，内阻约几百欧）；
微安表μA2（量程0~300μA，内阻约几百欧）；
电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）；
滑动变阻器R1（阻值0~10Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0~20kΩ）；
电阻箱R0（阻值0~9999Ω）；
电源（电动势3V，内阻不计）；
导线和开关若干。要求尽可能减小实验误差，甲、乙、丙三位同学分别进行实验：
（1）甲同学设计了如图（a）的电路，利用伏安法测量μA1表的内阻，该电路是______（填“合理”或“不合理”）的；
（2）乙同学设计了如图（b）的电路，滑动变阻器R应选用______（填“R1”或“R2”），主要实验步骤如下：
①断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处；
②保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，则微安表μA1的内阻测量值为______Ω，与真实值相比______（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 不合理 R2 450 偏小
【详解】（1）[1]通过待测微安表μA1的最大电流为200μA，而待测微安表μA1的内阻只有几百欧，可知待测微安表μA1两端最大电压只有0.1V左右，甲同学设计了如图（a）的电路中，电压表的读数太小，使得实验误差很大，故该电路是不合理的；
（2）[2]乙同学设计了如图（b）的电路，由于待测微安表μA1的量程很小，说明电路的总电阻很大，故滑动变阻器应选用阻值比较大的R2；
[3]断开S2、接通S1，调节R，使微安表μA1指针指在200μA处，此时电路总电流为保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，可认为电路总电流200μA保持不变，则有解得微安表μA1的内阻测量值为
[4]保持R的滑片不动，再接通S2，调节R0，使电流表指针指在150μA处，读出R0的阻值为1350Ω，由于并联了R0，使得电路总电阻减小，电路总电流增大，即则有
解得微安表μA1的内阻真实值为即测量值与真实值相比偏小。
13．某同学把铜片和锌片相隔约插入一个梨中，就制成一个水果电池（铜片是电池的正极，锌片是负极），铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。现要利用图（a）所示的实验电路测量水果电池的电动势和内阻。图中电流表量程，内阻，电压表内阻约，（a）已将实验器材进行了部分连接。
（1）请将图（a）中的实物电路补充完整________________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路，测量该电池的电动势和内阻。
①请完成虚线框内图（b）的设计___________；
②闭合开关，调节电阻箱，实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算电阻箱两端的电压U，数据见下表，请将表中第7次数据补充完整______________；
次数
1
2
3
4
5
6
7
4.00
1.60
0.80
0.40
0.20
0.10
0.05
0.17
0.34
0.50
0.67
0.80
0.88
0.93
0.680
0.544
0.400
0.268
0.160
0.088
③作图像如图（c）所示，根据图像并考虑电流表内阻的影响，求出水果电池的电动势___________V，内阻______________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 0.0465 0.82
【详解】（1）[1]水果电池内阻较大，相对而言电流表的内阻可以忽略不记，故实物图连接如图所示
（2）[2]根据题意，电路图如图所示
[3]由题意及表中数据可得，根据欧姆定理可知，电阻箱两端的电压为
（3）[4][5]由题意及上述分析可得；结合图形可得，图线与纵轴的交点为电池电动势，图线的斜率大小为电池内阻，即；
14．现有一块旧的动力电池，某小组设计了如图甲所示电路来测量该电池的电动势和内阻。使用的器材如下：
待测电池（电动势约）；电压表V（量程为、内阻约）；电阻箱R（）；
定值电阻（阻值为）；开关及导线若干。
（1）请按照图甲，用笔画线代替导线在图乙中连接实物图。____
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记下电阻箱阻值R和对应的电压表示数U，做出的图线，如图丙所示。由此得出该电池的电动势___________V，内阻___________。（结果均保留2位有效数字）
（3）根据图丙计算得出的电动势E的测量值___________真实值，内阻r的测量值___________真实值。（选填“>”、“<”或“=”）
（4）若考虑电压表内阻对实验的影响，已知电压表的内阻为，图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势的表达式为___________，内阻的表达式为___________（结果用k、b、、表示）
【答案】 3.3—3.4 0.89（0.82~0.95） < <
【详解】（1）[1]电路图如下所示
（2）[2][3]根据电路图连接方式及串并联电路的规律，可得电源电动势为
整理得根据图像可得；解得；
（3）[4][5]由于定值电阻的分压作用，电动势的测量值小于真实值。根据（2）中的关系式可知，内阻的测量值小于真实值。
（4）[6][7] 根据电路图连接方式及串并联电路的规律，可得电源电动势为
整理得根据图像可得；解得；
15．如图甲所示为某电动车电池组的一片电池，探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻，查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下：
A．待测电池（电动势约为3.7V，内阻忽略不计）
B．待测电流表A（量程为0~3A，内阻待测）
C．电压表V（量程为0~3V，内阻）
D．定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器（）
H.滑动变阻器（）
I.导线若干、开关
为了精确地测定电源电动势和电流表内阻，探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题：
（1）滑动变阻器应选择__________，②处应选择__________；（均填写器材前序号）
（2）电流表安装在__________处；（填①或③）
（3）探究小组通过实验测得多组（，）数据，绘制出如图丙所示的图线，则电源的电动势为_______V，电流表内阻为________（结果均保留2位有效数字），从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】 F D ③ 3.6 0.80 相等
【详解】（1）[1][2]因为电流表内阻较小，为了使电压表示数变化明显些，所以滑动变阻器R应选择，所以滑动变阻器应选择F；由于电源电动势约为3.7V，而电压表V量程为，因此需要扩大量程，由题意可知，应将电压表V与定值电阻R1串联，所以②处应选择D。
（2）[3]电流表A量程为，将电流表安装在③处可以测量干路中的电流。
（3）[4][5]由闭合电路的欧姆定律代入数据，化简可得结合图丙可知解得，电流表内阻为将，代入解析式中，解得电源的电动势为
[6]由题意得在此实验中，电流表“相对电源内接法”，且电流表内阻已测得，所以从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相等。
16．多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中：
（1）小白同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是____________。
a．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至“”挡（或交流电压最大量程处），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“”挡
d．将选择开关旋到“”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。在图甲所示的电路中____________（选填“>”或“<”）；在图乙所示的电路中的阻值为____________。
（3）在图乙电路的基础上，该同学连接电源、滑动变阻器就改装成为如图丙所示的多用电表，则表笔A为____________（选填“红”或“黑”）表笔；已知电源电动势，当开关S置于3时，将表笔A、B短接，调节滑动变阻器进行欧姆调零，滑动变阻器接入电路的阻值为____________（结果保留两位有效数字）；将待测电阻接在表笔A、B之间进行测量，稳定时，指针偏转到满刻度的，则待测电阻的阻值为____________。
【答案】 daeb ＞ 2 黑
【详解】（1）[1]指针偏转过小，即流过欧姆表表头的电流太小，应选择更大的挡位，将选择开关旋到“”挡；然后将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔；将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值断开两表笔；最后旋转选择开关至“”挡（或交流电压最大量程处），并拔出两表笔，所以操作顺序是daeb。
（2）[2][3]图甲中，两电阻两端电压相等，由欧姆定律知电流量程大的对应所接电阻小，即；图乙中，当量程为时得当量程为时得
解得；
（3）[4]根据“红进黑出”可知表笔A为黑表笔；
[5]当开关S置于3时，将表笔A、B短接，调节滑动变阻器进行欧姆调零，欧姆表的内阻
则的阻值
[6]当电流表指针偏转到满刻度的时，由闭合电路欧姆定律得解得待测电阻的阻值
17．如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
（1）多用电表的红表笔应是图甲中的________端（填“A”或“B”）。
（2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择________（填“×10”或“×1000”）倍率的欧姆挡。若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装了如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0＝1Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是________Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡后可变电阻器R阻值应调为________Ω。
【答案】 A ×1000 偏大 10000 99.01
【详解】（1）[1]多用电表的红笔应接欧姆挡电源的负极，黑笔应接欧姆挡电源的正极，所以多用电表的红表笔应是图甲中的A端。
（2）[2]当选用“×100”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，说明电阻较大，故应选用更大的倍率，即应选择“×1000”倍率的欧姆挡。
[3]当电池电动势变小，内阻变大，此表重新欧姆调零时，由于电流计的满偏电流不变，由
可知，此时欧姆表的内阻应该调小。而待测电阻的测量值是通过电流计的示数体现出来的，由于可知，电流计示数I偏小，则测得的电阻值将偏大。
（3）[4]欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，则表盘上150μA刻度线对应的电阻刻度值是
[5]将R0与电流计并联，当电流计满偏时，干路电流为所以欧姆挡的内阻为
故换挡后可变电阻器R阻值应调为
18．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关S改接2后，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为________。
（3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有________（q为电容器极板所带的电荷量，为A、B两板的电势差）。
A． B．
C． D．
【答案】 放电 见解析 不变 575 AD##DA
【详解】（1）[1]开关接1时，对电容器充电，接2时电容器放电。
[2][3]在I-t图像中，阴影部分表示的物理意义是q= It所以是0.2s内电容器放出的电荷量，因为总电荷量不会因为电阻R而变化，则曲线与坐标轴所围成的面积不变。
（2）[4]根据且U=E解得
（3）[5]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小。故A正确；B错误；
CD．根据且C不变可知，Q与U的变化情况相同。故C错误；D正确。故选AD。
19．在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
（1）根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________（选填“相同”或“相反”），大小都随时间________（选填“增加”或“减小”）。
（2）当开关接“1”时，是充电还是放电？________；上极板带什么电？________；
（3）某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确__________。
【答案】 相反 减小 充电 带正电 见解析
【详解】（1）[1][2]根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小。
（2）[3][4]当开关接“1”时，是与电源连接，是充电，且上极板带正电。
（3）[5]正确，因为当开关S与2连接，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R上的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”，可应用
而Q可根据如下式子求取即计算电容值。
20．某学校高二（9）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是___________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器原线圈接低压交流电时，可以用多用电表的“直流电压挡”测量副线圈电压
C．测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位
D．研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
（2）变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是___________。
A．减小涡流，提高变压器的效率
B．增大涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
（3）一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6V”挡位，测得副线圈的电压为3.2V。则下列分析正确的是___________。
A．原线圈导线比副线圈导线粗
B．学生电源实际输出电压大于标注的“6V”
C．原线圈实际匝数与标注的“800”不符，应大于800
D．副线圈实际匝数与标注的“400”不符，应小于400
【答案】 D A B
【详解】（1）[1] A．为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B．变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C．为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C错误；
D．研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故D正确。
故选D；
（2）[2]变压器只能改变交流电，不能改变直流电，变压器的铁芯如果是整块导体，内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故A正确，BC错误。故选A；
（3）[3] A．原线圈的匝数多，因此电压大电流小，由可知原线圈导线应该选用细的，故A错误；
B．根据测得副线圈的电压偏高，可能是因为学生电源实际输出电压大于标注的“”，故B正确；
C．如果原线圈实际匝数与标注的“800”不符，大于800，则测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故C错误；
D．如果副线圈实际匝数与标注的“400”不符，小于400，测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故D错误。
故选B。
21．饮酒驾车，害人害己。某物理兴趣小组利用酒精气体传感器、小量程电流表等器材制作了一个简易的气体酒精测试仪。已知传感器的电阻随酒精气体浓度变化的关系，如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”。醉驾标准是“酒精气体浓度”。除酒精气体传感器以外，从实验室找到以下器材：
A．直流电源（电动势为6V，内阻忽略不计）
B．电流表（量程为300μA，内阻）
C．电阻箱（最大阻值为99999.9Ω）
D．定值电阻（阻值为）
E.定值电阻（阻值为5Ω）
F.单刀双掷开关一个，导线若干
（1）实验小组设计了如图乙所示的酒精测试仪电路图。
（2）电路中定值电阻应选______（选填或）让电流表的量程扩大为______倍。
（3）再按照下列步骤制作酒精测试仪：
①先把开关向c端闭合，再把电阻箱阻值从最大值调到30.0kΩ。则丙图中电流表示数为20μA，并将此刻度线标记为0mg/mL；
②逐渐减小电阻箱的阻值，电流表的示数逐渐变大，电阻箱阻值调到4kΩ时，电流表的示数为______μA，应把此刻度标记为______mg/mL；
③当电阻箱阻值调到2kΩ时，电流表示数为300μA，并将此刻度线标记为0.8mg/mL；
④按照甲图中的数据，电阻箱选取更多不同的电阻值，将对应电流表的电流示数逐一标为相应的酒精气体浓度；
⑤将开关向d端闭合，测试仪即可正常使用。
（4）制作好的酒精测试仪酒精浓度的刻度是均匀的吗？请说明理由。____________________________________________________________________________________________
【答案】 10 150 0.1 不是；因传感器的电阻与酒精气体浓度的关系不成反比
【详解】（2）[1][2]浓度为，传感器电阻最大为，回路电流电阻只能将量程扩大一倍，所以选择电阻，扩大后量程扩大了10倍。
（3）②[3][4] 电阻箱阻值从最大值调到30.0kΩ。则丙图中电流表示数为20μA，电阻箱阻值调到4kΩ时，根据
改装电流表内阻远小于电阻箱电阻，可认为，电流与电阻箱阻值成反比，所以读数为150μA，根据图像可知，电阻为4kΩ时，对应浓度为0.1mg/mL。
（4）[5]回路电流因为根据图像可知，传感器的电阻与酒精气体浓度的关系不成反比，则电流与浓度不成正比，所以刻度不是均匀的。
22．由半导体材料制成的热敏电阻阻值会随温度的变化而变化。利用热敏电阻对温度敏感的特性可设计一个火灾自动报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有：
A．直流电源（，内阻不计）；
B．电流表（量程，内阻约）；
C．电压表（量程，内阻约）；
D．热敏电阻；
E.报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警，超过时就会损坏）；
F.滑动变阻器（最大阻值）；
G.电阻箱（最大阻值）；
H.单刀单掷开关；
I.单刀双掷开关；
J.导线若干。
（1）用图（a）所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节变阻器，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图（b）所示，此时热敏电阻的阻值为__________，该电路测得的阻值比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。由以上实验数据可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________（填“增大”或“减小”）。
（2）某同学利用该热敏电阻设计的火灾自动报警的电路实物连线如图（c）所示，其中只有一个器件的导线连接有误，该器件为__________（填写器件名称前的字母）。正确连接后，先把开关接到1，使用电阻箱对电路进行调试，其阻值应设置为__________，然后使变阻器阻值逐渐减小，直至报警器开始报警，此时连入电路的阻值为__________。电路调试完毕后，保持阻值不变，再把开关接到2，热敏电阻便接入电路，火灾报警系统便可正常工作。
【答案】 600 偏大 减小 600 3000
【详解】（1）[1][2][3]由图（b）可知，电流表的示数为，则此时热敏电阻的阻值为；该方法所测电流值为真实电流值，所测电压值为热敏电阻和电流表两端的总电压，故根据可知此时所测电阻值偏大；在相同电压下，温度越高，通过电流越大，说明热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；
（2）[4][5][6]滑动变阻器的导线连接有误，两根导线都连接在上端，无法起到改变接入电阻阻值的作用，接线柱应一上一下连接；先使用电阻箱进行调试，其阻值设置应为的自动报警电阻，即；此时要求刚好在时自动报警，则通过电路的电流，报警器和电流表的电阻很小，可忽略不计，可得此时滑动变阻器的阻值为
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