第2讲 电学实验A级对点练1(2020河北衡水中学高考模拟)学校物理兴趣小组为探究多用电表欧姆挡的原理,决定自己动手设计一个可以测量电阻的装置手边的器材有：干电池组,电流计A,电阻箱,待测电阻Rx.其中电流计刻度盘刻线清晰,但是读数已经模糊(1)小组成员先将电池组与电流计A进行串联,电路两端分别接好表笔,如图1所示；将表笔短接,发现电流计指针刚好能够指在刻度盘最右端刻度处(2)将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连,调节电阻箱,直到电流计指针指在刻度盘正中央,电阻箱示数如图2,则电阻箱接入电路的电阻值为_ .(3)用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间,电流计指针指示如图3所示,则可知待测电阻Rx_ .(保留到小数点后一位)此次实验快结束时,有同学拿来一块内阻为2 803 的电压表,将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上,电压表示数为2.8 V,可以推知实验中使用的电池组的电动势为_ V(保留到小数点后一位)解析：(2)根据图2可知,电阻箱接入电路的电阻值为R910 71 97 .(3)设电流计满偏电流为Im,短接时,根据闭合电路欧姆定律得Im,接入电阻箱时有Im,接入电阻Rx时有Im,解得Rx48.5 ,r97 .当两表笔正确接在电压表的两接线柱上时,根据闭合电路欧姆定律得EUr2.8 V97 V2.9 V.答案：(2)97(3)48.52.92(2020广东省惠州市第三次调研)如图甲为多用电表的电路原理图已知选用的电流表内阻Rg10 、满偏电流Ig10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心,上排刻度线对应数值没有标出(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为_；选择开关接3时其读数为_(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势,某同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验：将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏；将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在C处,此时电阻箱如图丙所示,则C处刻度应为_计算得到多用电表内电池的电动势为_ V(保留2位有效数字)解析：(1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2 mA,示数为6.9 mA；选择开关接3时测电压,其分度值为5 V,其示数为173 V；(2)由题图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为01 000 1100 510 01 150 ；由题图乙所示可知,指针指在C处时,电流表示数为5 mA0.005 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 ,电源电动势EI(RR内)0.005(150150) V1.5 V.答案：(1)6.9 mA173 V(171175 V均可)(2)1501.53(2019江苏卷,11T)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率实验操作如下：(1)螺旋测微器如图所示在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动_(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏(2)选择电阻丝的_(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径(3)题图2甲中Rx为待测电阻丝请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题图2乙图实物电路中的正确位置(4)为测量Rx,利用图2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1I1关系图像如图3所示接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据,在方格纸上作出U2I2图像图3(5)由此,可求得电阻丝的Rx_.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率解析：(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后也改用微调旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声；(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量；(3)按照原理图,将实物图连线如图1.(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图2.当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为Rx,R0的电压之和,当电压表接在a、b间时,电压表测的电压为R0的电压,由图可得：RxR0 49 ,R0 25.5 ,所以Rx23.5 .答案：(1)C(2)不同(3)(见图1)(4)(见图2)(5)23.5(23.024.0都算对)4(2019贺州二模)要精确测量国产某手机的锂聚合物电池的电动势和内阻,给定了下列实验器材：A待测电源(电动势约3.8 V,内阻约1 )B电流表A1(量程0.6 A,内阻未知)C电压表V1(量程15 V,内阻r15 k)D电压表V2(量程3 V,内阻r23 k)E定值电阻(R1500 )F定值电阻(R21 000 )G滑动变阻器R(阻值范围020 )H滑动变阻器R(阻值范围0100 )I开关及导线(1)该实验中电压表应选_,定值电阻应选_,为操作方便滑动变阻器应选_(填选项前面的序号)(2)在方框中画出实验电路图(3)若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,测得多组数据后作出UI图像,若图像的纵截距为b,斜率的绝对值为k,忽略电压表的分流作用,则电动势E_,电源内阻r_.(这两空要求用题目给的符号r1、r2、R1、R2及k,b表示)解析：(1)由题意可知,电源电压为3.8 V；若采用15 V的电压表,量程太大,则测量结果不准确；而采用3 V的电压表,则量程太小,不过可以串联电阻分压来扩大量程；故电压表应选用D；采用电阻与电压表串联的方式后,总量程与电阻成正比；则若选用500 的定值电阻,改装后量程为3 V3.5 V；仍小于电动势不适用；采用1 k的电阻串联,则改装后电压表量程为：3 V4 V；故定值电阻选用F；因电源内阻较小,为了便于调节控制,应选择总阻值较小的G; (2)本实验中电源内阻与电流表内阻相差不多,故电流表应采用外接法(相对于电源),故电路图为：(3)根据闭合电路欧姆定律以及改装原理可知：UEIr变形可得：UErI则由图像可知：Ebrk解得：Eb；rk.答案：(1)DFG(2)如解析图所示(3)bk5(2020衡水模拟)因为“万能”,所以“多用”多用电表是一种多功能、多量程的测量仪表(1)某次在使用多用电表进行测量时,指针的位置如图甲中的实线所示若选择开关拨至“50 mA”挡,其测量结果为_；若选择开关拨至欧姆“1”挡,其测量的结果为_(2)(多选)在图甲所示的一次测量中,指针指在虚线所示位置则下列说法中正确的是_A若测量元件为电阻,为减小测量误差,应将选择开关调至欧姆“1”挡B每次测量阻值不同的电阻时,都必须重新机械调零C若测量元件为二极管,则a端为二极管的正极D无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从“”插孔流入多用电表(3)图乙为某种型号多用电表电阻挡内部原理示意图,已知电流计内阻为Rg,电池内阻为r.某同学用其电阻挡测电阻时进行如下操作：先闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,当可变电阻接入电路的阻值为R时电流表满偏；再将Rx接入A、B表笔之间时电流计指针指在表盘的正中央,则待测电阻Rx的阻值为_(用含R、r、Rg的式子表示)解析：(1)若选择开关拨至“50 mA”挡,由图甲所示表盘可知,其分度值为1 mA,所测电流为：23.0 mA；若选择开关拨至欧姆“1”挡,电阻的大小R181 18 .(2)在图甲所示的一次测量中,指针指在虚线所示位置,指针偏转的角度较大,可知电阻较小,选择较小的挡位进行测量,即将选择开关调至欧姆“1”挡,故A正确测量不同的电阻时,不需要重新机械调零,故B错误若该元件为二极管,由于电阻较小,电流正向流入,即电流从负孔流出,a为二极管的正极,故C正确多用电表测量电流、电压时,电流从正孔流入多用表,测电阻时,电流从负孔流出多用表,故D错误故选：A、C.(3)当Rx未接入时,闭合开关S,将红、黑表笔分开时,调节可变电阻,使电流表满偏,由闭合电路欧姆定律得：Ig,当Rx接入A、B表笔之间时,若电流表的指针指在表盘的正中央,由欧姆定律得：Ig,解得Rx.答案：(1)23.0 mA18 (2)AC(3)6(2019全国卷)某同学要将一量程为250 A的微安表改装为量程为20 mA的电流表该同学测得微安表内阻为1 200 ,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是_(填正确答案标号)A18 mAB21 mAC25 mA D28 mA(3)(多选)产生上述问题的原因可能是_(填正确答案标号)A微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 B微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 CR值计算错误,接入的电阻偏小DR值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k_.解析：本题考查了电学实验中的电表改装的相关知识；考查了考生的实验能力、分析推理能力,体现了物理核心素养中的科学探究及科学态度与责任(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值电阻R与微安表并联实物连线如答案图所示(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时,微安表示数为0.16 mA,故当微安表指针满偏时,测量的电流值应为25 mA,选项C正确(3)出现上述现象的原因可能有两个：一是并联电阻R偏小；二是微安表内阻测量值偏小故选A、C.(4)设微安表内阻为R0,满偏电流为I0,改装成量程为I的电流表时并联电阻RR0,故I25 mA与I20 mA对应的并联电阻的关系为RR,代入数值得k.答案：(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)- 8 -