2.(2009·全国Ⅰ)如图7－6－20所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

　 　 (1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开

的情况下，应当选用多用电表的________挡．

　 (2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________________________________________________________________________

　 可能有故障．

　 (3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．

　 解析：用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．

　 答案：(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6

　 (3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻．如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．

1．如图7－6－19所示，要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：

　 A．待测电压表V(量程3 V，内阻未知)　 　　　 B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)

　 C．定值电阻R(阻值2 kΩ，额定电流50 mA)　 　D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)

　 E．多用电表　 　　　　　　　　　　　　　　 F．开关K₁、K₂，导线若干

　 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

　 (1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100 Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________ Ω.

　 (2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，合理的理由是___________________________________________.

　 (4)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻R_V＝____________.

　 解析：(1)题考查欧姆表的读数原理．(2)题考查实验电路图的设计．(3)题考查测量电阻的实验步骤．(4)题考查电阻的计算．根据(3)的实验步骤可以列出方程U₁＝U₂+R，解得R_V＝R.

　 答案：(1)3 000

　 (2)丙　乙图中电流表的示数太小，误差太大．丙图中R的值与电压表阻值接近，误差小．

　 (3)闭合K₁，再闭合K₂，读得电压表示数U₁；再断开K₂，读得电压表示数U₂.(其他表述正确也可)

　 (4)R_V＝R.

4．(2009·北京，21)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I_g＝0.6 A，内阻r_g＝0.1 Ω)和若干导线．

　 (1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图7－6－16中器件的连接方式，画线把它们连接起来．

　 (2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图7－6－17所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，如图7－6－18所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点．请你将与图7－6－17实验数据对应的坐标点也标注在图7－6－18上．

　 (3)在图7－6－18上把描绘出的坐标点连成图线．

　 (4)根据图7－6－18描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.

　 解析：(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E＝I(R+r)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．

　 (2)由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点．

　 (3)剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线．

　 (4)将欧姆定律的表达式E＝I(R+r)变形得R＝－r，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系．将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为－r＝－0.3，则电阻为0.3 Ω，直线的斜率为k＝E＝＝1.5 V.

　 答案：(1)见图甲　(2)见图乙　(3)见图乙

　 (4)1.5(1.46-1.54)　0.3(0.25-0.35)

第4~6讲　　 实验专项训练

3.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35 Ω-55 Ω范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7－6－15甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0-9 999 Ω，R₀是定值电阻．

　 (1)实验室备有的保护电阻R₀有以下几种规格，本实验应选用(　)

　 A．10 Ω，2.5 W　 　B．50 Ω，1.0 W　 　　C．150 Ω，1.0 W　 　　D．1 500 Ω，5.0 W

　 (2)该同学接入符合要求的R₀后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7－6－15乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________．

　 (3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为________ V，内电阻r为________ Ω.

　 解析：(1)当R＝0时，应该有R₀+r≥，即R₀≥145 Ω可保证电路中电流小于最大允许电流，R₀应该选择C，并且选C后R₀消耗的最大功率小于1 W.

　 (2)/＝I，即回路中的电流．

　 (3)根据U＝E－Ir①，

　 I＝②，

　 联立①②得：＝ +，即：＝0.1；＝.得E＝10 V；r＝50 Ω.

　 答案：(1)C　(2)回路中的电流　(3)10　50

2．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R₀的阻值，某同学利用DIS设计了如图7－6－13所示的电路．闭合电键S₁，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图7－6－14所示的M、N两条U－I直线．请回答下列问题：

　 (1)根据图7－6－14中的M、N两条直线可知(　)

　 A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

　 B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

　 C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的

　 D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的

　 (2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是(　)

　 A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端　 　B．电源的输出功率最大

　 C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5 W　 　　 D．电源的效率达到最大值

　 (3)根据图7－6－14可以求得定值电阻R₀＝________ Ω，电源电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.

　 答案：(1)BC　(2)AC　(3)2.0　1.50　1.0

1．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)

　 A．电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 kΩ)　 B．电流表A(量程2 mA，内阻约为50 Ω)

　 C．电阻箱R(0-999.9 Ω)　 　　　　　　　D．开关S一只、导线若干

　 (1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________________.

　 (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图．

　 (3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图7－6－12中－坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E＝________ V，r＝________ Ω.

　 答案：(1)不可行．理由：根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程2 mA，故不可行

　 (2)如右图所示

　 (3)如下图所示　3.6-3.7　9.5-10.5

4．某研究性学习小组设计了如图7－4－12图(1)所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K₁为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，R_x为待测稀盐水溶液液柱．

图7－4－12

　 (1)实验时，闭合K之前应将R的滑片P置于________(填“C”或“D”)端；当用电流表外接法测量R_x的阻值时，K₁应置于位置________(填“1”或“2”)．

　 (2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到R_x的电阻率随浓度变化的两条曲线如图(2)所示(不计由于通电导致的化学变化)．实验中R_x的通电面积为20 cm²，长度为20 cm，用内接法测得R_x的阻值是3 500 Ω，则其电阻率为________ Ω·m.由图中对应曲线________ (填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为________ %(结果保留两位有效数字)．

　 解析：对于分压式电路，闭合电键K前要使测量电路电压最小，所以滑动变阻器滑片P应该置于D.电键K₁置于1时，电压表直接接在待测电阻两端，属于电流表外接法．由电阻定律R_x＝ρL/S可得电阻率ρ＝R_xS/L＝35 Ω·m.因为内接法测得的电阻较大，电阻率也较大．由图中曲线1可知电阻率为35 Ω·m对应的溶液浓度约为0.012.

　 答案：(1)D　1　(2)35　1　0.011至0.014间的数据皆可

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3.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R_x.用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．按如图7－4－11所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行实验的主要操作过程是：

　 第一步：先将R₂的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S₂向1闭合，闭合开关S₁，调节滑动变阻器R₁和R₂，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U₁、I₁.

　 第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S₂向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U₂、I₂.

　 请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式R_x＝________.

图7－4－11

　 解析：第一步对应的等效电路如图(甲)所示．则R_x+R_A+R₁＝

(甲)　　　　　(乙)

　 第二步对应的等效电路如图(乙)所示．则R_A+R₁＝，由以上两式求得：R_x＝－.

　 答案：－

2．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度，他从

　 图7－4－10器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用R_x表示)的电阻

图7－4－10

　 A．电源E：电动势为3.0 V，内阻不计

　 B．电压表V₁：量程为0-3.0 V，内阻约为2 kΩ

　 C．电压表V₂：量程为0-15.0 V，内阻约为6 kΩ

　 D．电流表A₁：量程为0-0.6 A，内阻约为1 Ω

　 E．电流表A₂：量程为0-3.0 A，内阻约为0.1 Ω

　 F．滑动变阻器R₁：最大阻值5 Ω，额定电流2.0 A

　 G．滑动变阻器R₂：最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A

　 H．开关S一个，导线若干

　 (1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________(填元件符号)．

　 (2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号．

　 (3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．

　 (4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.

　 答案：(1)B　E　F　(2)见下图　(3)见下图　(4)

1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7－4－8所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R_x，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

图7－4－8

　 (1)从图7－4－8中读出金属丝的直径为________ mm.

　 (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：

　 A．电压表0-3 V，内阻10 kΩ

　 B．电压表0-15 V，内阻50 kΩ

　 C．电流表0-0.6 A，内阻0.05 Ω

　 D．电流表0-3 A，内阻0.01 Ω

　 E．滑动变阻器，0-10 Ω

　 F．滑动变阻器，0-100 Ω

①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________________________________________________________________________．

　 (填序号)

②实验中实物接线如图7－4－9所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．

图7－4－9

　 错误1________________________________________________________________________

　 错误2________________________________________________________________________

　 解析：(1)金属丝的直径为d＝0.5 mm+17.9×0.01 mm＝0.679 mm.

　 (2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小，所以电压表选A，电流表选C，滑动变阻器限流式控制电路时，其阻值为待测电阻的2-5倍为好，所以选E.本题难度中等．

　 答案：(1)0.679(0.677-0.681 mm均可)

　 (2)①A　C　E　②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上　错误2：采用了电流表内接法