《湖北省光谷第二高級中學(xué)高三物理 專題3 電學(xué)重要實驗的創(chuàng)新與設(shè)計定稿（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《湖北省光谷第二高級中學(xué)高三物理 專題3 電學(xué)重要實驗的創(chuàng)新與設(shè)計定稿（通用）（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題3 電學(xué)重要實驗的創(chuàng)新設(shè)計 專題概述考情分析電學(xué)實驗部分的重要實驗包括：描繪小燈泡大的伏安特性曲線、測定金屬的電阻率、把電流表改裝成電壓表、測定電源電動勢和內(nèi)阻等4個主干實驗。高考中大部分試卷都會涉及一道電學(xué)實驗題。08年高考中全國卷考查了電壓表量程擴容后的準(zhǔn)確值的提高實驗，全國卷考查非理想電壓表的使用，天津卷考查描繪電阻的伏安特性曲線，重慶卷考查鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系，四川卷考查伏安法測電阻的誤差分析，山東卷考查磁敏電阻隨磁感應(yīng)強度變化的關(guān)系的實驗，廣東卷考查熱敏電阻隨溫度變化特性的實驗。縱觀近幾年高考電學(xué)實驗題，基本以設(shè)計性實驗為主體趨勢，并基本脫離教材中的基本實驗器材與電路圖的

2、模式，考查的實驗以測電阻居多。復(fù)習(xí)指導(dǎo)電學(xué)實驗題本質(zhì)上都是在考查測電阻。因此在復(fù)習(xí)中掌握測電阻的方法非常重要，比如要掌握以伏安法測電阻為主體的測電阻的方法，還要掌握測定值電阻、測熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻、磁敏電阻、液態(tài)溶液的電阻、測電流表的內(nèi)阻、電壓表的內(nèi)阻和電源的內(nèi)阻等的方法；通過復(fù)習(xí)提升實驗?zāi)芰?，比如要熟練掌握以器材的選擇、儀器的量程選擇為主體的選擇方法，還要掌握電壓表、電流表、電源、定值電阻、滑動變阻器、單刀與雙刀開關(guān)等器材的選擇方法與思路；對復(fù)習(xí)中的設(shè)計性能力的培養(yǎng)，要掌握以電路的設(shè)計方案的選取為主體的設(shè)計方案，還要掌握電流表的內(nèi)外接法、滑動變阻器的分壓式與限流式接法、非理想電表的

3、非常規(guī)接法等常規(guī)的設(shè)計思想。典例調(diào)研考點一電阻測量的新理念【調(diào)研1】(2020年高考山東理科綜合卷)2020年諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強度。若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻磁感應(yīng)強度特性曲線，其中RB、R0分別表示有、無磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應(yīng)強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。（1）設(shè)計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應(yīng)強度大小約為0.61.0T，不考慮磁場對電路其它

4、部分的影響）。要求誤差較小。圖2提供的器材如下：A.磁敏電阻，無磁場時阻值R0 = 150B.滑動變阻器R，全電阻約20C.電流表，量程2.5mA,內(nèi)阻約30D.電壓表，量程3V，內(nèi)阻約3kE.直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻不計F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中，測量數(shù)據(jù)如下表：123456U（V）0.000.450.911.501.792.71I（mA）0.000.300.601.001.201.80根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB= ，結(jié)合圖1可知待測磁場的磁感應(yīng)強度B T。（3）試結(jié)合圖1簡要回答，磁感應(yīng)強度B在00.2T和0.41.0T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變

5、化規(guī)律有何不同？（4）某同學(xué)查閱相關(guān)資料時看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻磁感應(yīng)強度特性曲線（關(guān)于縱軸對稱），由圖線可以得到什么結(jié)論？【解析】（1）當(dāng)B = 0.6T時，磁敏電阻阻值約為6150=900；當(dāng)B =1.0T時，磁敏電阻阻值約為11150=1650。由于滑動變阻器全電阻約為20比磁敏電阻的阻值小得多，故滑動變阻器選擇分壓式接法；由于 ，所以電流表應(yīng)內(nèi)接。電路圖如圖所示。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求得磁敏電阻的阻值分別為：R1 = =1500，R2 = =1517，R3 = =1500，R4 = =1492，R5 = =1506 。故電阻的測量值為R = =1503（15001

6、503皆可），由于 = =10，從圖1中可以讀出 B = 0.9T。（3）在00.2T范圍，圖線為曲線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度非線性變化（或非均勻變化）；在0.41.0T范圍內(nèi)，圖線為直線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度線性變化（或均勻變化）。（4）從圖3中可以看出，當(dāng)加磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的磁場時，磁敏電阻的阻值相等，故磁敏電阻的阻值與磁場方向無關(guān)?！敬鸢浮浚?）如解析中圖所示；（2）1500；0.90；（3）在00.2T范圍，圖線為曲線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度非線性變化（或非均勻變化）；在0.41.0T范圍內(nèi)，圖線為直線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強度線性變化（或均勻變化）

7、；（4）磁場反向，磁敏電阻的阻值不變?！靖呖兼溄印吭冢?）問中要求將表格中所給的數(shù)據(jù)進行分析，通過取平均值法來減少誤差并計算電阻的測量值，當(dāng)然也可以通過圖象法來研究，即由表中的數(shù)據(jù)作出UI圖象，圖象的斜率即為電阻值，用圖象處理數(shù)據(jù)并通過圖象的斜率來表示相關(guān)物理量的方法，在高考中的考查越來越頻繁，特別是關(guān)于熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻、半導(dǎo)體等電阻，由于溫度、光線、壓力等其他非電學(xué)物理量的影響導(dǎo)致電阻的電阻率的變化，均通過圖象的方式來處理數(shù)據(jù)?！痉椒ㄌ骄俊?、當(dāng)伏特表的內(nèi)阻RV遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于（一般是指大于100倍以上）待測電阻Rx，即RVRx時，采用外接法。此時電壓表的分流作用對電流表的讀數(shù)引起的誤差

8、很小，電流表中的讀數(shù)幾乎就是流過待測電阻中的電流（I測 = I真 + IV，IV很小可忽略不計），而電壓表所測的電壓就是待測電阻兩端的電壓值，此時測量值Rx = ，非常接近待測電阻的真實值，采用外接法造成的測量誤差較小。2、當(dāng)安培表的內(nèi)阻RA遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于待測電阻Rx，即RARx時，采用內(nèi)接法。此時電流表RA引起的分壓作用很小，電壓表中的讀數(shù)幾乎就是待測電阻兩端的電壓（U測 = U真 + UA，UA很小可忽略不計），此時Rx = ，非常接近真實值，采用內(nèi)接法造成的誤差較小。3、通過以上分析可以看出，當(dāng) 時，電壓表的分流作用小于電流表的分壓作用，應(yīng)該選用外接法；當(dāng) 時，電流表的分壓作用小于電壓表的分流

9、作用，宜選用內(nèi)接法?？键c二電源電動勢和內(nèi)阻測量的變式【調(diào)研2】為了測量一個電源的電動勢E和內(nèi)阻r，給定以下器材：電源B(E約為4.5V，r約1.5)電流表A（量程0.1A，內(nèi)阻RA4）電壓表V（具有一定內(nèi)阻）滑動變阻器R（最大阻值30）定值電阻R0（阻值為30）電鍵K導(dǎo)線若干要求盡可能提高精確度，則（1）設(shè)計測量電源B的電動勢E和內(nèi)阻的電路圖；（2）若當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U1時，電流表的讀數(shù)為I1；當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U2時，電流表的讀數(shù)為I2.則電源電動勢的測量值E測_，內(nèi)阻的測量值r測_；（用題中說給的符號或字母表示，不需要代入數(shù)據(jù)計算）（3）電源電動勢和內(nèi)阻的測量值與真實值比較，E測_ E真，r

10、測_ r真。（填“”，“”，“”）AVR0E,rKR【解析】（1）要求提高精確度，電流表已知內(nèi)阻，應(yīng)該將電流表接在干路，由于電流表的量程為0.1A，電路中的電阻至少為4.5V/0.1A45，必須用定值電阻R0作為保護電阻，電路如圖。（2）將電流表的內(nèi)阻、定值電阻和電源內(nèi)阻等效為電源內(nèi)阻R1，由路端電壓和干路電流的關(guān)系，U1EI1R1，U2EI2R1，R1rR0RA，解得：E，rR0RA。（3）等效后電路中電壓表測量的是路端電壓，電流表測量的是干路電流，均沒有誤差，故E測 E真，r測 r真?！敬鸢浮浚?）如解析中圖所示（2）；R0RA（3）；【方法歸納】對于測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理是根據(jù)閉

11、合電路的歐姆定律E = U + Ir，若用電壓表和電流表分別測出電路中的路端電壓和干路電流（測得兩組數(shù)據(jù)），利用上式就可求出電源的電動勢和內(nèi)電阻。用電流表和電壓表測電源的電動勢和內(nèi)電阻時，電流表分為內(nèi)接和外接兩種接法，如圖中所示。在兩種接法的情況下，測得的電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)值與其真實值間的有何關(guān)系呢？若采用圖中（甲）圖所示的電路接法時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，兩次測量的方程為： 解得： ，若考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，對圖甲中所示的電路應(yīng)有：，（式中E和r為電動勢和內(nèi)電阻的真實值）解以上兩式得：，比較得：E測 =E，r測 r。這種情形類似于只用電流表和定值電阻測電動勢和內(nèi)電阻的情況。由于電流表的影

12、響，我們測得的內(nèi)電阻值實際上是電源內(nèi)電阻和電流內(nèi)阻的和，所以內(nèi)電阻的測量值比真實值偏大。若采用圖乙所示的電路，同樣考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)用閉合電路歐姆定律有：解得：， 比較得：E測 E，r測 r，這種情況類似于用一塊電壓表和兩只定值電阻測電動勢和內(nèi)電阻的情況。由于電壓表的影響，我們測得的內(nèi)電阻實際上是電源內(nèi)電阻與電壓表的并聯(lián)后的總電阻，所以測得的電源電動勢比實際的電源內(nèi)電阻偏小。采用甲圖所示的電路雖然E測 =E，測量時電流表的內(nèi)阻等效為電源的內(nèi)電阻，導(dǎo)致電源內(nèi)電阻的測量值偏大，且因為電池內(nèi)阻與電路表內(nèi)阻都較小，且相差不大，從而使內(nèi)電阻的測量值誤差太大；采用圖乙所示的電路，雖然電動勢和內(nèi)電

13、阻的測量值都偏小，但是由于電壓表的內(nèi)阻一般很大，由以上分析可知E測E，r測r，誤差都很小，故我們不采用甲圖所示的電路，而是采用乙圖所示的電路進行測量?！菊`點警示】本題的電路設(shè)計上有較多的創(chuàng)新之處，來源于教材中的實驗原理、實驗方法，但所給的儀器的變化導(dǎo)致實驗設(shè)計電路圖的時候需要重新分析設(shè)計方案。比如電流表的位置在教材中實驗電路圖是放在外電路的支路上，而本題設(shè)計時考慮到電流表的內(nèi)阻是已知的，將其等效到電源內(nèi)阻中，從而兩塊表的讀數(shù)均為實驗原理中需要的真實物理量，達到精確測量的目的?？键c三非理想電表的非常規(guī)使用【調(diào)研3】某待測電阻Rx的阻值約為20，現(xiàn)要測量其阻值，實驗室提供器材如下：A電流表A1（量

14、程150mA，內(nèi)阻r1=10）B電流表A2（量程20mA，內(nèi)阻r2=30）C定值電阻R0=100D滑動變阻器R，最大阻值為10E電源E，電動勢E=4V（內(nèi)阻不計）F開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）根據(jù)上述器材完成此實驗，測量時要求電表讀數(shù)不得小于其量程的1/3，請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的一種實驗原理圖（圖中元件作用題干中相應(yīng)英文字母符號標(biāo)注）。（2）實驗時電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，用已知和測得的物理量表示Rx=_?！窘馕觥浚?）題干所給的器材中沒有電壓表，需要用其中一塊電流表與定值電阻串聯(lián)改裝成SEA2A1A2A1RxESRxR0R0RR電壓表，由于電流表A1的電壓量程為1501

15、0mV=1500mV，電流表A2的電壓量程為2030mV=600mV，故需要將電流表A2與定值電阻串聯(lián)改裝成電壓表；如果將電流表A1與定值電阻串聯(lián)改裝電壓表，則兩塊表中必定有一塊表的讀數(shù)會小于其量程的1/3。測量電阻時需要多組數(shù)據(jù)來盡量減小測量誤差，由于所給的滑動變阻器R的最大阻值為10，為了方便調(diào)節(jié)，可采用滑動變阻器分壓式接法。電路設(shè)計圖如圖所示，兩個實驗電路圖均可。（2）根據(jù)歐姆定律，按照左邊的電路圖進行實驗時，Rx = ，若按照右邊的電路圖進行實驗時，Rx = r1。【答案】（1）電路實驗原理圖如解析中所示（兩種實驗電路圖均可）；（2）或r1【技巧點拔】1、非理想電流表的內(nèi)阻小，但依然不

16、能忽略不計，而理想電流表的內(nèi)阻可忽略不計，即當(dāng)作短路處理，并且電流表本身不考慮電壓降落；非理想電壓表的內(nèi)阻很大，但不是無窮大，需要考慮實際電阻的影響，而理想電壓表的內(nèi)阻認(rèn)為無窮大，所在路中電流認(rèn)為是零，即當(dāng)作斷路處理。2、電壓表和電流表都是通過小量程的電流表改裝而成，將小量程的電流表與更小的電阻并聯(lián)可改裝成更大量程的電流表，如果改裝后的量程為原電流表量程的n倍，則需要并聯(lián)的電阻阻值為R = RA ；將小量程的電流表與較大的電阻串聯(lián)可改裝成更大量程的電壓表，如果改裝后的量程為原電流表的電壓量程的n倍，則需要串聯(lián)的電阻阻值為R = (n1)RA，其中RA為小量程的電流表的內(nèi)阻?？键c四定值電阻的妙用

17、【調(diào)研4】圖a中，A為電流表，電阻R11000W，R2500W。電源電動勢E1.0V，內(nèi)阻不計。當(dāng)電鍵S斷開時，電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。當(dāng)S閉合時，電流表指針偏轉(zhuǎn)到刻度的一半。 （1）此電流表的量程為_。（2）現(xiàn)要利用一電阻箱R及上述電流表組裝成一個量程為3.0mA的電流表，并將組裝成的電流表與電源B、電阻R0、電鍵S構(gòu)成回路，用它測量R0中的電流。試在圖b中畫出連線。電阻箱的取值應(yīng)為_W?！窘馕觥浚?）實物圖連線如圖所示。將電阻R1等效為電源的內(nèi)阻，設(shè)電流表的量程為I，內(nèi)阻為RA電鍵斷開時：路端電壓U1IRA，干路電流為I1 = I；電鍵閉合時：路端電壓為U2= IRA/2，干路電流為I2

18、，故電源等效內(nèi)阻R1，代入解得電流表內(nèi)阻RA1000W，量程I0.5mA。（2）要將量程擴大為原來的n6倍，需并聯(lián)一個電阻為200W的電阻.【答案】（1）0.5mA；（2）如解析中所示； 200【誤區(qū)警示】這個實驗看起來像是半偏法測電流表的內(nèi)阻，實際上是利用路端電壓和干路電流的關(guān)系研究閉合電路的歐姆定律的問題，容易將電流表半偏理解為電流表內(nèi)阻等于電阻R2。另外定值電阻可當(dāng)作電源的內(nèi)阻來處理，從而使用比較熟悉的測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理來列方程求解?？键c五原理的遷移及電路的設(shè)計的技巧【調(diào)研5】要測定一塊電流表A的內(nèi)阻（量程05mA，內(nèi)阻r約為500），某同學(xué)在實驗室找到了如下器材：電源E（3V

19、，內(nèi)阻未知）電壓表V（015V，內(nèi)阻約為5k）電阻箱R1（0999.9）滑動變阻器R2（010）電鍵開關(guān)一只、導(dǎo)線若干（1）該同學(xué)想利用半偏法測該電流表的內(nèi)阻，為了測量盡量精確，請幫忙在方框中畫出設(shè)計電路圖；（2）簡要說明測量操作步驟 寫出r的測量值的表達式，r ?！窘馕觥浚?）滑動變阻器的可調(diào)節(jié)阻值相對待測表頭內(nèi)阻很小，無法達到盡量減小誤差所需要的滑動變阻器的電阻遠(yuǎn)大于電阻箱的電阻，所以不能通過教材中給定的半偏法測量的電路設(shè)計圖，滑動變阻器應(yīng)作為分壓式接法，由于電壓表量程相對電源電壓過大，使用時無法達到量程的，勢必造成較大的讀數(shù)誤差，電壓表無法選用；可以通過電阻箱與電流表串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)電阻箱

20、的阻值讓電流表分別滿偏和半偏，從而達到實驗?zāi)康?。設(shè)計圖如圖。（2）閉合開關(guān)，將電阻箱電阻調(diào)為零，使滑動變阻器的分壓電壓全部給電流表，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電流表達到滿偏，即電阻箱兩端的電壓與電流表兩端的電壓相同；為了盡量減小分壓電路的電壓不變，需要滑動變阻器的電阻遠(yuǎn)小于電流表的內(nèi)阻，故在不改變滑動變阻器位置的前提下，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使得電流表半偏，讀取電阻箱R。則根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律，電流表內(nèi)阻測量值rR ?！敬鸢浮浚?）實驗電路圖如解析中所示；（2）閉合開關(guān)，將電阻箱電阻調(diào)為零，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電流表達到滿偏；不改變滑動變阻器位置，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使得電流表半偏，讀取電阻箱R；rR ?！?/p>

21、技巧點拔】本題看似教材中的半偏法測電流表頭的內(nèi)阻的原理，學(xué)生很容易死記教材的原理，實驗題的考查趨勢是向設(shè)計型轉(zhuǎn)型，本題一般的思路為通過測量電流表兩端的電壓，但電壓表無法達到誤差所要求的精度。故本題的關(guān)鍵突破口是滑動變阻器和電壓表的選用問題。同時也給同學(xué)們提供了一種測量大內(nèi)阻的半偏法?！景l(fā)散類比】1、變阻器在電路中的限流與分壓作用：（1）限流作用：（如圖中所示）當(dāng)把變阻器接入電路中起限流作用時，要將變阻器串聯(lián)接入電路中，使用時將滑桿的一端和電阻線圈的一端接入電路，通過改變滑片P的位置，而改變變阻器的接入電阻，從而使電路中的電流發(fā)生相應(yīng)的變化，這種連接方式通常稱為變阻器的限流式接法。這種接法的特點

22、是被控電路中的電流不能從零開始變化（被控制電路的電壓也不能從零開始變化），電流變化范圍為，電壓變化范圍為。在閉合電路時，應(yīng)注意滑動變阻器的滑片P是否處在正確的一端。（2）分壓作用：（如圖中所示）該種接法的特點是截取變阻器上的一部分電壓（Ux = Uap），當(dāng)滑片P自a端向b端滑動時，負(fù)載電阻Rx可分得從零變起的所需電壓（限流接法不能做到這一點）?？梢?，當(dāng)滑動變阻器當(dāng)分壓器接入電路時，被控電路中的電壓變化范圍要比限流接法所調(diào)節(jié)的范圍大，其調(diào)節(jié)范圍為0E，合上開關(guān)時，滑片就處在使Rx兩端電壓為零的位置。2、兩種接法的選取原則在題目中沒有明確的要求時，兩種電路都可以考慮使用，但從電源的功率損耗方面考

23、慮，限流接法比分壓接法對電流的損耗要小，所以可優(yōu)先選用限流接法。若題意中存在以下幾個方面之一的內(nèi)容，則應(yīng)改用分壓接法：（1）題目中明確要求被控電路的電壓需要從零開始變化時，必須選用分壓接法。（2）若采用限流接法時，當(dāng)滑片P滑到變阻器的接入電阻最小時（此時被控電路中電流最大），此時電路中的最小電流仍超過Rx的額定值時，必須改用分壓接法。（3）若RRx，即滑動變阻器的最大值比被控電路的電阻小，此時若采用限流式接法，當(dāng)滑動滑片P時，電路中的電流變化范圍很小，測量誤差較大，此時應(yīng)改用分壓接法。即變阻器的最大阻值比Rx大時，采用限流接法時，調(diào)節(jié)R的阻值，Rx中的電流變化明顯；當(dāng)變阻器的最大阻值比Rx小時

24、，采用分壓接法時，調(diào)節(jié)R的阻值，Rx兩端的電壓變化明顯。此關(guān)系可概括為“以大控小用限流，以小控大用分壓”?？键c六電路實物連線的技巧【調(diào)研6】測量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度。器材：A、待測螺線管L（符號）：繞制螺線管金屬絲的電阻率 = 5.010-7m，電阻RL約為100B、螺旋測微器C、電流表G：量程100A，內(nèi)阻RG=500D、電壓表V：量程6V，內(nèi)阻RV=4kE、定值電阻R0：R0=50F、滑動變阻器：全電阻約1kG、電源E：電動勢9V，內(nèi)阻忽略不計H、電鍵S一個，導(dǎo)線若干（1）實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖甲所示，其示數(shù)為d=_；圖甲（2）按圖乙所示電路測量，請在圖丙的實物

25、圖上連線。 圖乙 圖丙（3）若測得的金屬絲直徑用d表示，電流表G的讀數(shù)用I表示，電壓表V的讀數(shù)用U表示，則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度l=_【解析】（1）由于螺旋筒讀數(shù)為38.5，主尺上讀取0mm，故讀數(shù)為：0mm +0.01mm38.5=0.385mm；（2）連線時可采取“順藤摸瓜”式的方式進行電路實物圖連線。比如從電源的正極出發(fā)，進入兩個分支：滑動變阻器和電壓表，滑動變阻器這條支路直接進入電鍵后回到電源負(fù)極，從電壓表這條支路再進入兩個分支：金屬絲與電流表和定值電阻，匯總后進入滑動變阻器的金屬橫桿上。也可以通過“分塊回路”法來進行。比如先畫主干回路，即電源、電鍵和滑動變阻器組成一個

26、回路，然后再畫分壓部分的電路。（3）通過電阻R0的電流I0 = I，由并聯(lián)知識：電阻R0兩端的電壓U0 = I0R0 = I（RG + RL），解得金屬絲的電阻R = (R0 + RG),根據(jù)電阻定律得L = ?！敬鸢浮浚?）0.384-0.386mm；（2）如圖所示；（3）【方法歸類】電路實物圖連線時要注意以下方面的問題：1、按照所給的電路圖的順序進行連線，比如電源的正極與負(fù)極在左邊還是右邊，電鍵的位置在電源的左邊還是右邊等；2、一個元件不要漏掉，所有的器材都要連入電路中，并在連線完后進行認(rèn)真的檢查；3、注意電源、電流表、電壓表的正負(fù)極，從電源正極出來的線要進入到電流表和電壓表的正極，然后從

27、電表的負(fù)極出來，并注意所選擇的電流表和電壓表的量程；3、注意滑動變阻器的接口，滑動變阻器一共有四個接口，纏繞銅絲的筒的左、右各一個，金屬桿兩邊各一個，如果滑動變阻器是限流式接法，只需要在筒的左或右接一根線，然后在金屬桿的某一端接一根線；如果滑動變阻器是分壓式接法，需要在筒的左和右各接一根線，然后在金屬桿的某一端接一根線。接線時要注意滑動變阻器接入電路的分壓電阻部分是否與電路設(shè)計圖相符；4、盡量不要將連線纏繞或相交，如果實在要相交或纏繞需要畫出“跳躍”的樣式；5、電路連線完畢后，需要對照電路設(shè)計圖進行核對和檢查，這樣可盡量避免電路實物圖連線出錯。創(chuàng)新預(yù)測1請從一下器材中選擇適當(dāng)儀器設(shè)計一個電路，

28、要求僅用此電路量待測電阻Rx的電阻（約500），又能測量電源E的電動勢。a.待測定值電阻Rx：阻值約500b.滑動變阻器R1：總阻值1000c.電阻箱R2：最大阻值999.9d.電阻箱R3：最大阻值99.99e.電流表G：量程3mA，內(nèi)阻約50f.電源E：電動勢約為3V，內(nèi)阻很小但不可忽略g.開關(guān)及導(dǎo)線若干（1）實驗中應(yīng)選取的器材有：_（填寫器材前面的字母序號）（2）請在虛線框中畫出實驗電路圖（3）在測出電阻Rx的值后（記為Rx），再利用此電路測量電源E的電動勢。還需要測量的物理量有：_2用以下器材可測量待測電阻Rx的阻值：待測電阻Rx：阻值在30004000之間;電源E：電動勢約為6.0V，

29、內(nèi)阻可忽略不計；毫伏表V1：量程為0500mV，內(nèi)電阻r1=1000；電壓表V2：量程為010V，內(nèi)電阻r2在1012k；電阻箱R0：阻值范圍9999.9；滑動變阻器R：最大阻值為150；單刀單擲開關(guān)S、導(dǎo)線若干；（1）測量中要求兩塊電表的讀數(shù)都不小于其量程的 ，并能測量多組數(shù)據(jù)，試畫出測量電阻Rx的實驗電路原理圖（原理圖中的元件用題干中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）（2）若某次測量中將電阻箱調(diào)到恰當(dāng)值R0時，毫伏表V1的示數(shù)為U1，電壓表V2的示數(shù)為U2，則由已知量和測量量計算Rx的表達式為Rx_3甲乙兩位同學(xué)在實驗室利用如圖（a）所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動變阻器的

30、滑動觸頭P向某一方向移動時，甲同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，乙同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)。表格一、表格二分別是測量的數(shù)據(jù)。ErR0RAV1V2P(a)表格一電壓表讀數(shù)/V1.401.311.221.081.00電流表讀數(shù)/A0.100.200.300.400.50表格二電壓表讀數(shù)/V0.190.410.620.791.00電流表讀數(shù)/A0.100.200.300.400.50（1）用實驗數(shù)據(jù)分別作出R0的U-I圖像以及電源的U-I圖像。01.21.41.6U/V0.20.40.6I/A1.0R0的U-I圖像00.51.01.5U/V0.20.40.6I/A 電源的U

31、-I圖像（2）根據(jù)U-I圖像，可以求出定值電阻R0= ，電源電動勢E = V，內(nèi)電阻r = 。4如圖甲所示為某一測量電阻的電路，Rx為待測電阻，R為電阻可讀可調(diào)的電阻箱，R為適當(dāng)?shù)谋Ｗo電阻，阻值未知，電源E的電動勢未知，S為單刀雙擲開關(guān)，A為電流表，請完成以下要求：（1）簡述測量Rx的基本步驟；（2）按圖甲所示的電路，在圖乙實物圖上連線。5現(xiàn)要求一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r 。干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻較?。?；電流表（量程10mA，內(nèi)阻約為3040）；阻值為100和150的定值電阻各一個；開關(guān)S1、S2；導(dǎo)線若干。（1）根據(jù)所給器材，在所給的兩個電路原理圖中，應(yīng)選擇圖_（填“甲”或“乙”

32、）電路。（2）在所選擇的電路原理圖中，R1應(yīng)選取阻值為_的定值電阻。（3）若在用所選擇的電路原理圖測量中，閉合開關(guān)S1、S2時，電流表的讀數(shù)為I1；閉合開關(guān)S1、斷開S2時，電流表的讀數(shù)為I2，寫出用已知量和測得量的字母表示的待測干電池的電動勢E =_。若電流表內(nèi)阻Rg為已知量，寫出用已知量和測得量的字母表示的待測干電池的內(nèi)阻r =_。6有一電壓表V1量程為3V，內(nèi)阻約為3000，要較準(zhǔn)確地測量該電壓表的內(nèi)阻，提供的實驗器材有：電源E：電動勢約為15V，內(nèi)阻可忽略不計；電流表A1：量程為0 100mA，內(nèi)阻r1=20；電壓表V2，量程為2V，內(nèi)阻r2=2000；定值電阻R1：阻值R1=20；定

33、值電阻R2：阻值R2=3；滑動變阻器R0：最大阻值為10，額定電流1A；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干；（1）實驗中應(yīng)選用的電表是 ；定值電阻應(yīng)選用 。（用題中器材相應(yīng)的代號）（2）設(shè)計一個測量電壓表V1的內(nèi)阻的實驗電路，畫出原理圖。（3）說明實驗所要測量的量： ；寫出計算電壓表V1的內(nèi)阻RV，計算公式為RV= ?！緞?chuàng)新預(yù)測答案】1（1）abcefg 由于待測電阻Rx阻值約為500，故電阻箱選擇R2，需要電源、滑動變阻器進行限流、電流表測電流和電鍵開關(guān)控制電路。GRxR1ER2ab（2）如圖（若用兩只單刀單擲開關(guān)正確設(shè)計電路）注意滑動變阻器的總阻值相對較大，可以達到限流的效果，電鍵需要兩次控制電路，

34、故選用單刀雙擲開關(guān)，也可以選擇兩個只單刀單擲開關(guān)。（3）解法一：開關(guān)接a時，調(diào)節(jié)變阻器R1至適當(dāng)位置并保持不變，記錄電流表讀數(shù)I1；開關(guān)接b時，調(diào)節(jié)電阻箱R2，記錄電阻箱讀數(shù)為R2和電流表讀數(shù)I2；解得電源電動勢為E = 解法二：開關(guān)接b時，調(diào)節(jié)變阻器R1至適當(dāng)位置并保持不變，調(diào)節(jié)電阻箱R2，記錄電阻箱讀數(shù)R2和電流表讀數(shù)I；然后再次調(diào)節(jié)電阻箱R2，記錄電阻箱讀數(shù)為R2，和電流表讀數(shù)I，解得電源電動勢為E = 。EV2RxR0RV1SV2V1RxR0RSE2（1）電路圖如圖所示（兩個設(shè)計圖均正確）所給的電表并沒有電流表，需要將V1表當(dāng)作電流表使用，因為其內(nèi)阻已知，另外一塊電表V2用來測電壓?；?/p>

35、動變阻器的調(diào)節(jié)范圍較小，故使用分壓式接法方便調(diào)節(jié)，并獲得多組數(shù)據(jù)。為了達到測量中兩塊表的讀數(shù)都不小于其量程的 ，且電壓表V1的量程相對電壓表V2較小，需要在電壓表V1支路串聯(lián)一個分壓電阻箱或者并聯(lián)一個分流電阻箱。電路設(shè)計圖如圖所示，兩個電路圖均正確。（2）Rx = 或Rx = 對左邊電路圖，在電壓表V1支路的電壓為U2，電流為I = ，故Rx = = ；對右邊電路圖，同理可得 Rx = = 。3（1）00.51.01.5U/V0.20.40.6I/A01.21.41.6U/V0.20.40.6I/A1.0作圖時要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)點，并用直線連接，對R0的U-I圖像要將直線連接后延長到原點。（2

36、）2.0；1.50；1.0；（三個答案的范圍為1.92.1，1.481.52；0.81.2）定值電阻R0的電阻可通過R0的U-I圖像的斜率計算出，電源電動勢通過電源的U-I圖像的縱軸截距讀取為1.50V，電源的內(nèi)阻通過電源的U-I圖像的橫軸截距計算出。4（1）A、將S向a端閉合，讀出電流表的讀數(shù)為I；B、將S向b端閉合，適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使得電流表讀數(shù)仍為I，并記下此時電阻箱的讀數(shù)R;C、在本實驗中，Rx的測量值就為（2）如圖所示。5（1）甲由于電流表的量程為10mA，電源電動勢約為1.5V，則電路中的電阻最小不得低于=150，在回路的總電阻的這個要求下，乙圖兩個定值電阻如果并聯(lián)后，回路的

37、總電阻將會低于150，故需要選擇甲實驗電路原理圖。（2）150在甲電路圖中，閉合開關(guān)S2后，定值電阻R2短路，R1選擇相對較大的定值電阻，即選擇150的電阻。（3），或根據(jù)閉合電路的歐姆定律，對甲圖，當(dāng)電鍵S2閉合時，I1R1 = EI1(r + Rg) ，當(dāng)電鍵S2打開時，I2(R1 + R2) = EI2(r + Rg) ，解得，或。6（1）V2；R1 （2）如圖由于滑動變阻器的電阻值太小，則只能作為分壓式接入電路，而且限制了額定電流為1A，故需要定值電阻進行保護。器材中所給電流表的電流量程為100mA，電壓量程為2V，電源電壓為15V，而待測電壓表的滿偏電流約為1mA，故所給器材電流表無法使用，只能用電壓表V2代替電流表，因為其內(nèi)阻為已知，由于電壓表V2的量程比待測電壓表量程還小，故考慮用兩塊表V1和V2串聯(lián)起來接入分壓電路中。定值電阻R2相對較小，需要用較大的電阻，故選用定值電阻R2 。（3）電壓表V1的示數(shù)U1；電壓表V2的示數(shù)U2； 實驗中需要測量兩塊表的電壓讀數(shù)，通過V2表的電壓與其內(nèi)阻的比值可得流過電壓表V1的電流，從而計算出電壓表V1的內(nèi)阻RV= 。