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1、金版教程高考总复习·物理（新教材）第3讲电学实验基础1(2020·全国卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 k，电流表内阻为0.5 。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图a所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图b所示的两条UI图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：(1)图b中标记为的图线是采用电压表跨接在_(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。(2)根据所用实验器材和图b可判断，由图线_(填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为_ (保留1位小
2、数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响，需对(2)中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为_ (保留1位小数)。答案(1)O、P(2)50.5(3)50.0解析(1)若将电压表跨接在O、P两点之间，则I，UI，可知对应UI图线的斜率为。若将电压表跨接在O、Q两点之间，则UI(RxRA)，可知对应UI图线的斜率为(RxRA)。对比题图b可知k>k，所以题图b中标记为的图线是采用电压表跨接在O、P两点之间的方案测量得到的。(2)因为待测电阻的阻值为几十欧姆，且通过UI图线的斜率可大致估算出待测电阻的阻值为50 左右，故<，说明待测电阻的阻值较大，
3、所以电流表应采用内接法，即电压表应跨接在O、Q两点之间，所以由图线得到的结果更接近待测电阻的真实值。根据图线可得Rx50.5 。(3)考虑电流表内阻的影响，则修正后待测电阻的阻值为RxRxRA50.5 0.5 50.0 。2(2020·全国卷)已知一热敏电阻当温度从10 升至60 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 )、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 )。(1)在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安
4、表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_ k(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图a所示。(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 k。由图a求得，此时室温为_ (保留3位有效数字)。(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图b所示。图中，E为直流电源(电动势为10 V，内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ，则图中_(填“R1”或“R2”
5、)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_ k(保留2位有效数字)。答案(1)图见解析(2)1.8(3)25.5(4)R11.2解析(1)因为滑动变阻器的最大阻值远小于热敏电阻的阻值，故滑动变阻器应采用分压式接法；因为电压表可视为理想电表，即电压表的分流可以忽略，所以电流表应外接。连线如图。(2)由欧姆定律得：R 1.8 k。(3)由题图a中可以直接读出热敏电阻的阻值为2.2 k时，对应的温度为25.5 。(4)温度升高时，该热敏电阻的阻值减小，分得的电压减小，而题图b中的输出电压升高，所以R1应使用热敏电阻。由题图a可知，温度为50 时，热敏电阻的阻值R10.8 k，由闭合电路欧姆定律可得E
6、I0(R1R2)，又U2I0R2，联立并代入数据解得，固定电阻的阻值R21.2 k。3(2018·天津高考)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程01 V，内阻约为10 k)B电压表(量程010 V，内阻约为100 k)C电流表(01 mA，内阻约为30 )D电流表(00.6 A，内阻约为0.05 )E电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)G滑动变阻器R0(阻值范围010 ，额定电流2 A)(1)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电
7、源选用_。(均填器材的字母代号)(2)画出测量Rx阻值的实验电路图。(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_。答案(1)BCF(2)如图所示(3)大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)解析(1)若选用电源1.5 V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，故电源选用电动势为12 V的F；则电压表就应该选用B；电路中的最大电流为I A1.2 mA，故电流表选用C。(2)因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10 ，若采用滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻
8、器的分压接法；由于，所以采用电流表内接法，电路图如答案所示。(3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据Rx可知测量值偏大。4(2018·全国卷)一课外实验小组用如图a所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0 )；可视为理想电压表。S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图a，将图b中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数
9、U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据： 12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_ 。(保留一位小数)答案(1)图见解析(4)R0(6)48.2解析开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I，将开关S2掷于2端，R0和Rx串联电路电压为U2，Rx两端电压为UU2U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值RxR0R0。5次测量所得的平均值为(3.443.433.393.403.39)3.4
10、1，故RxR0(3.411)×20.0 48.2 。5(2017·全国卷)某同学利用如图a所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2500 )的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图a将图b中的实物连线。 (2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2000”)。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图a中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；
11、将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为_ (结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_。答案(1)图见解析(2)20左相等2550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程解析(1)根据原理图a，将图b中的实物连线，如图
12、所示。(2)滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 。为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。实验过程中，由于测量电路，即由Rz、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与Rz互换后通过R2、Rz和的电流不变，与Rz互换前后的电路如图甲、乙所示。由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RAI2RI1Rz1I2R，即对于图乙，I1Rz2I2RI1RAI2R，即所以所以RA 2550 。(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。