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（人教版）2012届高三物理一轮复习讲义：电学实验一、内容概述1、掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差。
2、掌握滑动变阻器的两种用法。
3、理解多用电表的原理和读数方法。
二、重点知识讲解（一）电表的改装1、电流表：把表头G改装成电流表，即把表头的量程I g扩大到电流表的量程I，这时应并联一个电阻R，起分流作用。
若电流表的扩大倍数为，由并联电路的特点得：电流表的内阻：2、电压表：把表头G改装成电压表，即把表头的量程U g扩大到量程U，应串联一个电阻起分压作用。
若电压表的扩大倍数为，由串联电路的特点得：电压表的内阻为：R V=R＋R g=nR g量程：U=nU g=I g R V例1、有一块满偏电流Ig=1mA、线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表；（1）把它改装成满偏电压U=10V的电压表；（2）把它改装成满偏电流I=10mA的电流表。
要求画出电路图，算出有关数据。
（二）电阻的测量1、伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）2、实验电路（电流表内外接法）的选择测量未知电阻的原理是R＝，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：（1）若＞，一般选电流表的内接法。
如图（a）所示。
由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻R x与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和R x的电流，所以使用该电路所测电阻R测＝＝R x＋R A，比真实值R x大了R A，相对误差a＝（2）若＜，一般选电流表外接法。
如图（b）所示。
由于该电路中电压表的读数U表示R x两端电压，电流表的读数I表示通过R x与R V并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R测＝也比真实值R x略小些，相对误差a＝.例2、某电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A．待测电流表A1（量程0.6A）；B．电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）C．电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ）；D．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）E．定值电阻R2（阻值5Ω）F．电源E（电动势4V）G．电键S及导线若干（1）电压表应选用_____________；（2）画出实验电路图；（3）如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：R A=______________。
第18课时 电学实验高考题型1 基本仪器的使用与读数1．电流表和电压表量程 精确度 读数规则电流表0～3 A 0.1 A 与刻度尺一样，采用110估读，读数规则较简单，只需要精确值后加一估读数即可电压表0～3 V 0.1 V 电流表0～0.6 A 0.02 A 估读位与最小刻度在同一位，采用12估读电压表0～15 V 0.5 V估读位与最小刻度在同一位，采用15估读2.多用电表的读数及使用 (1)电流的流向电流从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，即“红进黑出”． (2)“机械零点”与“欧姆零点”“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．(3)倍率选择：使用欧姆挡测电阻时，应使指针位于表盘中间附近，若表头指针偏角过大，则说明所测电阻偏小，应换用小倍率．(4)使用欧姆表测电阻时，换挡后需重新进行欧姆调零，读数之后要乘以倍率得阻值． (5)电池用久了，电动势变小，内阻变大，使测量结果偏大． 命题预测1．如图1所示为电压表和电流表的刻度盘示意图，指针位置分别如图甲、乙所示．图1(1)若使用的是0～3 V量程的电压表，读数为________ V．若使用的是0～15 V量程的电压表，读数为________ V.(2)若使用的是0～0.6 A量程的电流表，读数为________ A．若使用的是0～3 A量程的电流表，读数为________ A.(3)如图丙所示，电阻箱的读数为________．答案(1)1.68(1.67～1.69均正确)8.4(8.3亦可)(2)0.46 2.30(2.29～2.31均正确)(3)530.0 Ω解析(1)对于电压表，当选取0～3 V量程时，每小格为0.1 V，读数为1.68 V，当选取0～15 V量程时，每小格为0.5 V，读数为8.4 V；(2)对于电流表，当选取0～0.6 A量程时，每小格为0.02 A，读数为0.46 A，当选取0～3 A 量程时，每小格为0.1 A，读数为2.30 A.(3)电阻箱读数为100×5 Ω＋10×3 Ω＝530 Ω.高考题型2与电阻的测量相关的实验1．常见的电阻测量方法对比名称电路测量原理伏安法R＝UI，“小外小；大内大”(小电阻采用电流表外接法，测量值小于真实值；大电阻采用电流表内接法，测量值大于真实值)安安法如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2＝I1R1I2串联一定值电阻R0后，同样可测得的内阻R2＝I1(R1＋R0)I2伏伏法两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2＝U2U1R1并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2＝U2U1R1＋U1R0替代法双掷开关分别与1、2相接，调节电阻箱R1，保证电流表两次读数相等，则R1的读数即等于待测电阻的阻值半偏法测量电流表内阻闭合S1，断开S2，调节R1使G表满偏；闭合S2，只调节R2，使G表半偏(R1≫R2)，则R2＝R测，R测<R真测量电压表内阻使R2＝0，闭合S，调节R1使V表满偏；只调节R2使V表半偏(R V≫R1)，则R2＝R测，R测>R真电桥法调节电阻箱R3，当A、B两点的电势相等时，R1和R3两端的电压相等，设为U1，同时R2和R x 两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有：U1R1＝U2R2，U1R3＝U2R x.由以上两式解得：R1·R x＝R2·R3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件可求出被测电阻R x的阻值2.滑动变阻器分压式接法与限流式接法的选择(1)“以小控大用分压，相差无几用限流”①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器．②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器．(2)必须采用分压式接法的三种情况：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能获取有区分度的多组数据．考题示例例1(2019·江苏卷·11)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2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．图2(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)图3甲中R x为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置．图3(4)为测量R x，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像．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/V0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在图4方格纸上作出U2－I2图像．图4(5)由此，可求得电阻丝的R x＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．答案(1)C(2)不同(3)如图所示(4)如图所示(5)23.5(23.0～24.0均可)解析(1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用．(2)电阻丝电阻R＝ρLS，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差．(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上．(5)结合题图中图线的斜率可知R0＋R x＋R A＝49.0 Ω，R0＋R A＝25.5 Ω，解得R x＝23.5 Ω.例2(2019·天津卷·9(3))现测定长金属丝的电阻率．图5(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图5所示，其读数是________mm.(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号．电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S及导线若干(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式R x＝________.从设计原理看，则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)．答案(1)0.200(0.196～0.204均可)(2)如图所示(3)I1R1I2－I1相等解析(1)由螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径应为0 mm＋20.0×0.01 mm＝0.200 mm；(2)对提供的实验器材分析可知，滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多，因此滑动变阻器应采用分压式接法，由于没有提供电压表，因此可以用内阻已知的电流表充当电压表，即将A1作为电压表，由于A1的内阻已知，因此A2应采用外接法；(3)由电路图可知，R x＝I1R1I2－I1；由于A1的内阻已知，因此该实验不存在系统误差，因此测量值与真实值相等．命题预测2．(2020·江苏苏锡常镇四市高三教学情况调研)合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金金属丝的电阻率．实验操作如下：(1)用螺旋测微器在该金属丝上三个不同位置测量该金属丝的直径，结果都如图6所示，则该金属丝的直径为__________ mm.图6(2)按图7连接测量电路，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线__________断路(用图中导线编号表示)．图7(3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度l和接入电路的电阻R x 如下表：R x/Ω10.017.926.134.041.9l/cm1020304050请根据表中的数据，在图8方格纸上作出R x－l图像．图8(4)根据图像及金属丝的直径，计算该金属丝的电阻率ρ＝__________ Ω·m (保留两位有效数字)．(5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对该金属丝电阻率测量的影响为________(选填“使结果偏大”“使结果偏小”或“对结果无影响”)．答案 (1)0.380(0.379～0.381) (2)a 或c (3)见解析图 (4)9.1×10－6(8.5×10－6～9.9×10－6) (5)对结果无影响解析 (1)该金属丝的直径为0 mm ＋38.0×0.01 mm ＝0.380 mm.(2)只有a 或c 发生断路时，电压表相当于测电源电压，此时才会出现电压表有读数，而电流表读数总为零． (3)R x －l 图像如图所示：(4)根据公式R ＝ρl S 得R x ＝ρl π(d 2)2＋R A ＝4ρπd2l ＋R A ，由(3)中作出的R x －l 图像可知，图像的斜率k ＝4ρπd2＝80，代入数据解得ρ≈9.1×10－6 Ω·m ； (5)因为多次测量金属丝长度l 和接入电路的电阻，通过R x －l 图像的斜率求解电阻率，所以电表内阻对该金属丝电阻率测量结果无影响．3．(2020·江苏南京、盐城市一模)某同学设计测量电流表内阻的实验．待测电流表的内阻R g 约在1～2 kΩ之间，量程为250 μA.提供实验器材如下： 电源(4 V,0.6 Ω)电键S及导线若干一只电阻箱R(0～9 999 Ω)滑动变阻器R1(0～50 Ω，0.6 A)滑动变阻器R2(0～1 kΩ，0.3 A)某同学的测量过程如下：第一，选择实验器材，设计实验的电路图，如图9所示：图9第二，实验操作步骤如下：①先按电路图接好各元件，调节滑动变阻器R′的滑片P位置，再使电阻箱阻值为零②闭合电键S，调节滑动变阻器R′的滑片P于某一位置，使电流表达到满刻度I g③滑动变阻器R′的滑片P的位置保持不变，调节电阻箱使电流表读数为I g的一半，记下电阻箱读数R x，则待测电流表的内阻R g＝R x，请回答以下问题：(1)为了精确测量电流表的内阻，该同学选择的滑动变阻器R′是________(选填“R1”或“R2”)．(2)该同学在操作步骤①中，滑动变阻器R′的滑片P应置于________端(选填“a”或“b”)，理由是________．(3)按照该同学所设计的实验思路，用笔画线代表导线在图10中替他完成正确规范的实验电路连接，导线不能交叉．图10(4)在实验步骤③中，确保滑动变阻器R′的滑片P的位置不变，其理由是________．答案(1)R1(2)a接通电路时，确保电流表安全(3)见解析图(4)保持aP间电压不变解析(1)根据题意要求精确测量电流表内阻及滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节分压，需要选择阻值较小、额定电流较大的滑动变阻器，即R1.(2)滑动变阻器的滑片应置于a端，这样电流表所在支路开始时分压为0，电流为0，保证了电流表安全．(3)根据电路图，连接实物图如图所示：(4)在实验步骤③中，确保滑动变阻器R ′的滑片P 的位置不变，其理由是保持aP 间电压不变．高考题型3 电源电动势与内阻的测量1．电源电动势和内阻的测量方法方案 伏安法 伏阻法 安阻法 原理E ＝U ＋IrE ＝U ＋URrE ＝IR ＋Ir电路图关系式U ＝E －Ir1U ＝r ER ＋1E1I ＝R E ＋r E图像纵轴截距：E 斜率：－r纵轴截距：1E斜率：rE纵轴截距：rE斜率：1E2.对实验的两点说明(1)任何一种实验方法，一定要紧扣闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，其中最关键的是看电路中如何测量出路端电压U 和电路中的总电流I .(2)利用图像求解电动势和内阻是常用的方法，对于不同的电路设计，一般采用化曲为直的方法，即得到有关电动势和内阻的一次函数关系，再利用图像中的斜率与截距求解．考题示例例3 (2018·江苏卷·10)一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)如图11所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处： ____________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.图11(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ，以及计算的1I数据见下表：R /Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A －1 6.76.05.34.53.8根据表中数据，在图12方格纸上作出R －1I关系图像．图12由图像可计算出该干电池的电动势为________V ；内阻为________Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A 时，电压表的指针位置如图13所示，则该干电池的电动势应为________V ；内阻应为________Ω.图13答案 (1)①开关未断开；②电阻箱阻值为零(2)见解析图 1.34(1.30～1.44均可) 1.2(1.0～1.4均可) (3)1.34[结果与(2)问第一个空格一致] 1.0[结果比(2)问第二个空格小0.2]解析 (1)在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保实验仪器、仪表的安全．(2)根据闭合电路欧姆定律，得E ＝I (R ＋r ) 即R ＝E I －r ＝E ·1I －r ，即R －1I 图像为直线．描点连线后图像如图所示．根据图像可知r ＝1.2 Ω. 图像的斜率为电动势E ，在R －1I 图像上取两点(2,1.59)、(5,5.61)则E ＝5.61－1.595－2 V ＝1.34 V.(3)根据欧姆定律，得电流表的内阻 r A ＝U I ＝66×10－30.33Ω＝0.2 Ω，该干电池的内阻应为r ′＝r －r A ＝1.0 ΩR －1I 图像的斜率仍为电动势E ，即E ＝1.34 V.命题预测4．(2020·江苏南泰扬徐淮连宿二模)标称3.7 V 的锂电池，充满电时电动势为4.2 V ，电动势低于3.4 V 时不能放电．某只该型号电池标注如下：标准放电持续电流170 mA ，最大放电电流850 mA ，内阻r ≤0.2 Ω.为测量其电动势和内阻，实验室提供下列器材： A ．电压表V(量程0～3 V ，内阻3 kΩ) B ．电流表(量程0～0.6 A) C ．电流表(量程0～3 A) D ．定值电阻R 1＝2 kΩ E ．定值电阻R 2＝1 Ω F ．滑动变阻器(0～5 Ω) G ．滑动变阻器(0～20 Ω)H ．待测电池，多用电表，开关、导线若干(1)设计测量电路如图14甲所示，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________(填写器材序号)；(2)按照设计电路完成实物电路的连接：图14(3)闭合开关S 前，应将滑动变阻器滑片P 移到________(选填“左”或“右”)端；闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的________检查电路故障； A ．电阻“×1”挡 B ．直流电流250 mA 挡 C ．直流电压2.5 V 挡D ．直流电压10 V 挡(4)正确进行实验操作，根据电压表读数计算出电压表和定值电阻R 1两端的总电压U .读出对应的电流表示数，在坐标纸上描点作出U －I 图像如图15所示．则电池电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω.图15答案 (1)B G (2)见解析图 (3)左 D (4)3.9 0.38(0.36～0.40) 解析 (1)由题知，该锂电池的最大放电电流850 mA ，故电流表应选择B ； 由题知，回路中的最大电阻R max ＝4.20.17 Ω≈24.7 Ω，故滑动变阻器选择G ；(2)按照设计电路完成实物电路的连接，如图所示(3)因滑动变阻器是限流式接法，为保护电路，故在闭合开关S 前，滑动变阻器接入电路的阻值要最大，故应将滑动变阻器滑片P 移到左端；闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，说明电流表所在支路存在某处断路，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的直流电压挡检查电路故障，又该电源的最大电动势为4.2 V ，故应选择直流电压10 V 挡检查电路故障，故D 正确．(4)由题知，U －I 图像的纵截距表示电池的电动势，则由图可得E ＝3.9 V 由U －I 图像，可得图像斜率的绝对值|k |＝|3.9－3.10.58|≈1.38由电路图分析可知，|k |＝r ＋R 2 解得r ＝0.38 Ω.5．(2020·江苏常州市期末)某实验小组设计了如图16甲所示的电路来测量蓄电池的电动势和内电阻．图16(1)定值电阻R 1＝20 Ω，连接好电路，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑片位置，发现电压表V 1有读数，电压表V 2始终无读数，经检查发现电路中存在断路故障，则该故障可能在________(选填“ab ”“bc ”或“cd ”)两点间．(已知连接电表的导线都是正常的)(2)排除故障后，闭合开关S ，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U 1、U 2，如表所示，请根据表中数据在图乙中作出U 2－U 1图像．U 2/V 5.0 4.5 4.0 3.2 3.0 2.5 2.0 U 1/V0.661.001.331.802.002.322.68(3)由图可知，蓄电池的电动势E ＝_____ V ，内阻r ＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字) (4)为减小系统误差，R 1可以选择比上述________(选填“较大”或“较小”)一些的阻值． 答案 (1)bc (2)见解析图 (3)6.0 10 (4)较小解析 (1)连接电表的导线都是正常的，若发生断路的是ab ，两电压表示数均为零；若发生断路的是cd ，电压表V 2有读数，电压表V 1无读数；若发生断路的是bc ，电压表V 1有读数，电压表V 2无读数，故发生断路的是bc ；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图像如图所示：(3)根据电路图，由闭合电路欧姆定律可知： E ＝U 1＋U 2＋U 1R 1r整理可得：U 2＝E －r ＋R 1R 1U 1由图可知，图像的纵截距表示电动势，则E ＝6.0 V ； 图像的斜率k ＝r ＋R 1R 1＝6.0－2.52.32解得：r ≈10 Ω；(4)本实验中由于电压表V 1分流作用而使测量电流偏小，从而出现误差．为减小系统误差，R 1可以选择比上述较小一些的阻值．6．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，实验室提供了下列实验器材： A ．干电池两节，每节电动势约为1.5 V ，内阻约几欧姆 B ．电压表V 1、V 2，量程均为0～3 V ，内阻约为3 kΩ C ．电流表，量程为0～0.6 A ，内阻小于1 Ω D ．定值电阻R 0，阻值为5 Ω E ．滑动变阻器R ，最大阻值为20 Ω F ．导线和开关若干图17两位同学分别选用了上述部分实验器材设计了甲、乙两种实验电路．(1)一同学利用如图17甲所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组U 1、I 数据，并画出U 1－I 图像，求出电动势和内阻．这种方案测得的电动势和内阻均偏小，产生该误差的原因是________，这种误差属于________(填“系统误差”或“偶然误差”)．(2)另一同学利用如图乙所示的电路图组装实验器材进行实验，读出多组U 1和U 2的数据，描绘出U 1－U 2图像如图丙所示，图线斜率为k ，在纵轴上的截距为a ，则电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________.(用k 、a 、R 0表示) 答案 (1)电压表的分流 系统误差 (2)a 1－k kR 01－k解析 (1)误差主要来源于电压表的分流作用，使流过内阻的电流不等于流过电流表的电流，这种误差属于系统设计方面的误差，因此属于系统误差． (2)U 1＋U 1－U 2R 0r ＝E则U 1＝r R 0＋r U 2＋R 0ER 0＋r故k ＝r R 0＋r ，a ＝R 0ER 0＋r解得E ＝a 1－k ，r ＝kR 01－k.高考题型4 其他电学实验1．“观察电容器的充、放电现象”(1)理解I －t 图线的形状产生的原因，及I －t 图线与两坐标轴所围成的面积的物理意义． (2)会按“四舍五入”法，计算“I －t 图线与两坐标轴包围面积”． (3)会结合电容器两端的电压，计算电容器的电容． 2．“探究影响感应电流方向的因素” (1)通过实验归纳出影响感应电流方向的因素．(2)会通过导体运动、磁体运动(磁场变化)或通过改变原线圈中的电流等方式判断出感应电流的方向．3．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”(1)本实验的科学方法是控制变量法，建议先保持原线圈电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，然后再保持副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．(2)注意人身安全．只能用低压交流电源，电源电压不能超过12 V .(3)误差分析：线圈绕组的电阻有铜损现象，变压器铁芯内有漏磁，铁芯因涡流发热． 命题预测7．用下列器材测量电容器的电容：一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定电压16 V)，定值电阻R 1＝100 Ω，定值电阻R 2＝150 Ω，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S ，导线若干，实验过程如下：实验次数 实验步骤第1次①将电阻R 1等器材按照图18甲正确连接电路，将开关S 与1端连接，电源向电容器充电②将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i－t曲线如图乙中的实线a所示第2次③用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤①②，测得电流随时间变化的i－t曲线如图丙中的某条虚线所示说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同图18请完成下列问题：(1)第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U＝______ V．利用计算机软件测得i－t曲线和两坐标轴所围的面积为90 mA·s，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C＝________ F.(2)第2次实验中，电流随时间变化的i－t曲线应该是图丙中的虚线________(选填“b”“c”或“d”)，判断依据是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)9 1.00×10－2(2)c两次放电电荷量相等，图形与t轴围成的面积相等，另由于R2>R1，开关掷向2瞬间放电电流较小解析(1)由题图知，最大电流为I m＝90 mA＝0.09 A，因此最大电压为U m＝I m R1＝9 V；曲线下围的面积表示电容器的带电荷量Q＝90 mA·s，根据电容器的定义式可得C＝1.00×10－2 F.(2)根据i m＝U mR，因第2次实验的最大放电电流小些，而曲线下围的面积相等，故电流随时间变化的曲线应该是虚线c.8．为探究变压器两个线圈的电压关系，张明同学设计如下实验，操作步骤如下：①将原线圈与副线圈对调，重复进行实验；②将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；③闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； ④将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上．(1)以上操作的合理顺序是________(填步骤前数字序号)；(2)如图19所示，在实验中，两线圈的匝数n 1＝1 600，n 2＝400，当将n 1做原线圈时，原线圈两端电压为16 V ，副线圈两端电压为4 V ；n 1与n 2对调后，原线圈两端电压为8 V 时，副线圈两端电压为32 V ，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U 1、U 2与线圈匝数n 1、n 2的关系是________(填写字母关系式)．图19答案 (1)④②③① (2)U 1U 2＝n 1n 2解析 (1)实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复进行实验．所以操作的合理顺序是④②③①.(2)根据法拉第电磁感应定律，原、副线圈的磁通量的变化率相同，则感应电动势的大小与匝数成正比，两线圈的匝数n 1＝1 600，n 2＝400，当将n 1做原线圈时，U 1＝16 V ，副线圈两端电压U 2＝4 V ；当原线圈和副线圈对调后，U 1′＝8 V 时，U 2′＝32 V ，此时U 2′对应线圈匝数为n 1，而U 1′对应线圈匝数为n 2；由以上数据可得：U 1U 2＝n 1n 2.专题强化练保分基础练1．图1为探究影响感应电流方向的因素的实验装置，部分导线已连接．图1(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．(2)在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)；断开电键时，灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)．答案(1)见解析图(2)向右偏向左偏向左偏解析(1)将电源、电键、滑动变阻器、原线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将灵敏电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图如图所示．(2)在闭合电键时，穿过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转；将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，线圈中的电流减小，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏．断开电键时，线圈中的电流减小，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏．2．(2020·江苏徐淮连宿期末)某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：图2(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图2甲所示的示数为________ mm.(2)用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为________ Ω.(3)用电流表(内阻约为5 Ω)、电压表(内阻约为3 kΩ)测量该电阻丝的阻值R x，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是________．(4)用第(3)问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R－l 图像，如图3所示中符合实验结果的图线是________(选填“a”“b”或“c”)，该电阻丝电阻率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．图3答案(1)2.820(2.819～2.821)(2)7.0(或7)(3)D (4)a等于解析(1)电阻丝的直径为：d＝2.5 mm＋32.0×0.01 mm＝2.820 mm；(2)R x＝7.0×1 Ω＝7.0 Ω(或7 Ω)(3)实验中获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法；而待测电阻满足：R x＝7 Ω<R A·R V＝5×3 000 Ω＝50 6 Ω即待测电阻为小电阻，用电流表外接法可减小系统误差，故选D；(4)根据电阻定律R＝ρS l，可知R－l图像应该是过原点的倾斜直线，但第(3)问中的C项电路采用的是电流表的内接法，因电流表分压导致电阻的测量值偏大，有：R测＝R A＋ρS l故图线不过原点，且纵截距大于零，故选a图线；由R－l图像求电阻率是利用斜率k＝ρS求得，a图线和准确图线的斜率相同，故电阻率的测量值等于真实值．3．(2020·江苏南京、盐城市二模)某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ，设计了如图4所示的电路．ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2 Ω的保护电阻，导电夹子P 与电阻丝接触始终良好(接触电阻忽略不计)．图4(1)该同学连接成如图所示实验电路．请指出图中器材连接存在的问题：________________________；(2)改正电路连接后，实验时闭合开关，调节P 的位置，将aP 长度x 和对应的电压U 、电流I 的数据记录如下表：x /m 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 U /V 2.18 2.10 2.00 1.94 1.72 1.48 I /A 0.28 0.31 0.33 0.38 0.43 0.49 U I/Ω 7.796.776.065.104.003.02①请你根据表中数据在图5中描点连线作UI和 x 关系图线；图5②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S ＝1.2×10－7 m 2，利用图线，可求得电阻丝的电阻率ρ＝________ Ω·m ；根据图乙中的图线可求出电流表内阻r ＝________ Ω；(结果均保留两位有效数字)③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)．答案 (1)电压表应接3 V 量程，开始实验前开关应断开 (2)①见解析图②1.2×10－6 2.0 ③相同。
