2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)攻關(guān)高分秘籍 專題18 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案.doc

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2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)攻關(guān)高分秘籍 專題18 電學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案 高考考綱中共涉及到這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，即測(cè)量金屬的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用電表和傳感器的簡(jiǎn)單使用，其中測(cè)量金屬的電阻率涉及到螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，描繪小燈泡伏安特性曲線涉及到電路的連接和電表的選擇，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻涉及到閉合回路的歐姆定律以及多用表的使用，知識(shí)點(diǎn)較多，需要我們仔細(xì)梳理，認(rèn)真掌握。 【備考建議】 【經(jīng)典例題】 實(shí)驗(yàn)一 測(cè)量導(dǎo)體的電阻率　 【典例1】(xx開封模擬)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)所測(cè)的金屬導(dǎo)體的形狀如圖甲所示，其橫截面為空心的等邊三角形，外等邊三角形的邊長(zhǎng)是內(nèi)等邊三角形邊長(zhǎng)的2倍，內(nèi)三角形中空。為了合理選用器材設(shè)計(jì)測(cè)量電路，他先用多用電表的歐姆擋“1”按正確的操作步驟粗測(cè)其電阻，指針如圖乙，則讀數(shù)應(yīng)記為________Ω。 現(xiàn)利用實(shí)驗(yàn)室的下列器材，精確測(cè)量它的電阻R，以便進(jìn)一步測(cè)出該材料的電阻率ρ： B．電流表○ (量程為0～0.6 A，內(nèi)阻r1 約為1 Ω) C．電流表○ (量程為0～0.6 A，內(nèi)阻r2＝5 Ω) D．最大阻值為10 Ω的滑動(dòng)變阻器R0 E．開關(guān)S，導(dǎo)線若干 (1)請(qǐng)?jiān)趫D丙虛線框內(nèi)補(bǔ)充畫出完整、合理的測(cè)量電路圖。 (2)先將R0調(diào)至最大，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0，記下各電表讀數(shù)，再改變R0進(jìn)行多次測(cè)量。在所測(cè)得的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)，用測(cè)量量和已知量來計(jì)算R時(shí)，若○ 的示數(shù)為I1，○ 的示數(shù)為I2，則該金屬導(dǎo)體的電阻 R＝________。 (3)該同學(xué)用直尺測(cè)量導(dǎo)體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量了外三角形的邊長(zhǎng)a。測(cè)邊長(zhǎng)a時(shí)，螺旋測(cè)微器讀數(shù)如圖丁所示，則a＝______mm。用已經(jīng)測(cè)得的物理量I1、I2、L、a及題中所給物理量可得到該金屬材料電阻率的表達(dá)式為ρ＝________。 (3)螺旋測(cè)微器讀數(shù)a＝5.5 mm＋0.01 mm16.5＝5.665 mm；導(dǎo)體的截面積為S＝a2－2＝a2，則根據(jù)歐姆定律R＝ρ，解得ρ＝。 【參考答案】(1)見解析圖　(2) (3)5.665(5.663～5.667均可)　 【典例2】（xx遼寧重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體5月模擬）某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量一段金屬絲的電阻率，待測(cè)金屬絲粗細(xì)均勻，阻值約為100Ω。備選器材如下： A．量程為5mA、內(nèi)阻r1=50Ω的電流表 B．量程為0.6A、內(nèi)阻r2=0.2Ω的電流表 C．量程為6V、內(nèi)阻r3約為15kΩ的電壓表 D．最大阻值為15Ω、最大允許電流為2A的滑動(dòng)變阻器 E．定值電阻R1=5Ω F．定值電阻R2=500Ω G．電動(dòng)勢(shì)E=6V、內(nèi)阻很小的直流電源 H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 I．螺旋測(cè)微器，刻度尺 （1）該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量待測(cè)金屬絲的直徑如圖乙所示，則螺旋測(cè)微器的示數(shù)D= mm。 （2）為了能盡可能精確地測(cè)量該金屬絲的電阻率，電流表應(yīng)選用 （填“A”或“B”），定值電阻應(yīng)選用 （填“E”或“F”）。 (3)電壓表的示數(shù)記為U，所選用電流表的示數(shù)記為I，則該金屬絲的電阻的表達(dá)式Rx= ；若用刻度尺測(cè)得待測(cè)電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則其電阻率的表達(dá)式為ρ= （表達(dá)式中所用到的阻值必須用對(duì)應(yīng)的電阻符號(hào)表示，不得直接用數(shù)值表示） 【參考答案】（1）5.898（3分），（2）.A E（2分）， (3).（2分）， （2分） 【典例3】(xx全國(guó)Ⅱ卷,23)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100 μA,內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻.可使用的器材有:兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1,R2(其中一個(gè)阻值為20 Ω,另一個(gè)阻值為2 000 Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω);電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2.C,D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片. (1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線. (2)完成下列填空: ①R1的阻值為　　　 　Ω(填“20”或“2 000”). ②為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的　　　 .端(填“左”或“右”)對(duì)應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近. ③將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢(shì)　　　　(填“相等”或“不相等”). ④將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 Ω時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變.待測(cè)微安表的內(nèi)阻為　 . Ω(結(jié)果保留到個(gè)位). (3) 寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議:　 1 (3)為了提高測(cè)量精度,調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程。 實(shí)驗(yàn)二 描繪小電珠的伏安特性曲線 【典例4】（xx全國(guó)理綜I） 某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8V，額定電流0.32A）：電壓表V（量程3V，內(nèi)阻3k）;電流表A（量程0.5A,內(nèi)阻0.5）;固定電阻（阻值1000）；滑動(dòng)變阻器R（阻值0~9.0）；電源E（電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干。 （1） 實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測(cè)量，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。 （2） 實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。 由實(shí)驗(yàn)曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻________（填“增大”“不變”或“減小”），燈絲的電阻率______（填“增大”“不變”或“減小”）。 （3）用另一電源（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00）和題給器材連接成圖（b）所示的電路。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻 器R的阻值，可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為_____W，最大功率為_______W.（結(jié)果均保留兩位小數(shù)） 【參考答案】（1）電路如圖。（4分） （2）增大 （1分） 增大（1分） （3）0.39W，（2分）1.17W（2分） 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，在圖（a）中畫出電源（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻1.00）的伏安特性曲線，如圖中曲線II所示，與小燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)即為電路工作點(diǎn)，該點(diǎn)縱橫坐標(biāo)值的乘積等于小燈泡的最大功率，最大功率為Pmax=UI=3.620.318=1.17W。 【典例5】．(xx河北邯鄲一模)(9分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究小燈泡的電壓與電流的關(guān)系，除小燈泡外，可用的器材如下： A．電源(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻為1.5 Ω) B．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約為10 kΩ) C．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約為5 Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～50 Ω，額定電流0.4 A) E．滑動(dòng)變阻器(0～10 Ω，額定電流1.0 A) F．電鍵S，導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，得到了小燈泡的U－I圖象如圖甲所示，則可知小燈泡的電阻隨電壓增大而________(填“增大”、“減小”或“不變”)；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器為________。(填器材前的字母序號(hào)) (2)根據(jù)圖甲，將圖乙實(shí)驗(yàn)電路中缺少的導(dǎo)線補(bǔ)全(其中電流表和電壓表分別測(cè)量小燈泡的電流和電壓)。 (3)若某次連接時(shí)，把AB間的導(dǎo)線誤接在AC之間，合上電鍵，任意滑動(dòng)滑片發(fā)現(xiàn)都不能使小燈泡完全熄滅，則此時(shí)的電路中，小燈泡可能獲得的最小功率是________W。(本問中電壓表和電流表均視為理想電表，結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 【名師解析】(1)由圖象可知，圖象的斜率表示電阻，根據(jù)歐姆定律R＝知，小燈泡的電阻隨電壓增大而增大；由圖可知，測(cè)量電流的最大值約為0.5 A，故滑動(dòng)變阻器只能選擇E; (2)根據(jù)原理可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，如圖所示； 【參考答案】(1)增大　E　(2)如解析圖所示　(3)0.56　(0.54～0.58都對(duì)) 【典例6】(xx甘肅天水檢測(cè))某同學(xué)用如圖(甲)所示的電路,描繪標(biāo)有“3.8 V　 0.3 A ”的小燈泡燈絲電阻R隨電壓U變化的圖像.除了導(dǎo)線和開關(guān)外,有以下一些器材可供選擇: 電流表:A1(量程100 mA,內(nèi)阻約2 Ω) A2(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3 Ω) 電壓表:V1(量程5 V,內(nèi)阻約5 kΩ ) V2(量程15 V,內(nèi)阻約15 Ω ) 滑動(dòng)變阻器:R1(最大阻值約為100 Ω) R2(最大阻值約為10 Ω) 電源E(電動(dòng)勢(shì)為4 V,內(nèi)阻約為0.04 Ω),開關(guān)S,導(dǎo)線若干. (1)為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確, 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表　　　　,電壓表　　　　,滑動(dòng)變阻器　　　　(選填器材前的字母代號(hào)). (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算并描繪出R-U的圖像如圖(乙)所示.由圖像可知,此燈泡在所加電壓為3.00 V時(shí),燈絲電阻為　　 Ω,燈泡實(shí)際消耗的電功率為　 　W. (3)根據(jù)R-U圖像,可確定小燈泡的電功率P與外加電壓U的示意圖,最接近(丙)中的　　　　. (3)由P=知,U=0時(shí)P=0,選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤;P隨U的增大而增大,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤. 實(shí)驗(yàn)三測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 【典例7】(xx甘肅民樂一中模擬)電動(dòng)自行車的電瓶用久以后性能會(huì)下降，表現(xiàn)之一為電池的電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大。某興趣小組將一輛舊電動(dòng)自行車充滿電，取下四塊電池，分別標(biāo)為A、B、C、D，測(cè)量它們的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)用多用電表直流電壓50 V擋測(cè)量每塊電池的電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量電池A時(shí)，多用電表的指針如圖甲所示，其讀數(shù)為________V。 (2)用圖乙所示電路測(cè)量A、B、C、D四塊電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，圖中R0為保護(hù)電阻，其阻值為5 Ω。改變電阻箱的阻值R，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流I，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別作出A、B、C、D四塊電池的R圖線，如圖丙。由圖線C可知電池C的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。 (3)分析圖丙可知，電池________(選填“A”“B”“C”或“D”)最優(yōu)。 (3)電動(dòng)勢(shì)大、內(nèi)阻小的電源最優(yōu)，由題圖丙可知圖線C代表的電源電動(dòng)勢(shì)最大，內(nèi)阻最小，因此最優(yōu)。 【參考答案】(1)11.0　(2)12　1　(3)C 【典例8】（xx開封質(zhì)檢）用下列器材組裝一個(gè)電路，要求既能測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪一定范圍內(nèi)小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系。 A．電壓表V1(量程6V，內(nèi)阻很大) B．電壓表V2(量程3V，內(nèi)阻很大) C．電流表A(量程3A，內(nèi)阻很小) D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10Ω，額定電流4A） E．小燈泡（2A，5W） F．電池組（電動(dòng)勢(shì)E，內(nèi)阻r） G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小。 （1）請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整。 （2）每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩組坐標(biāo)，標(biāo)到坐標(biāo)系中，經(jīng)過多次測(cè)量，最后描繪出兩條圖線，如圖所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E= ，內(nèi)阻r= 。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）在坐標(biāo)系中兩條圖線在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為 。 【參考答案】（1） 如右圖所示 （3 分） （2） 4.5V （2 分） 1.0Ω（2 分） （3） 0Ω（2 分） 【名師解析】（1）要測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，需要接入滑動(dòng)變阻器，考慮到還要描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要將小燈泡和電壓表并聯(lián)接入，所以電路如圖所示。 【典例9】（xx廣東湛江調(diào)研）某研究小組收集了兩個(gè)電學(xué)元件：電阻R0（約為5Ω）和舊電池（電動(dòng)勢(shì)約為3V）。實(shí)驗(yàn)室備有如下器材： A．直流電壓表V1、V2（量程均為3V，內(nèi)阻均約為3kΩ） B．電流表A（量程300mA，內(nèi)阻為5Ω） C．滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為20 D．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干 （1）為了盡量準(zhǔn)確測(cè)定電阻R0的阻值，小組設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，如圖所示為其對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物連線補(bǔ)充完整。 （2）為測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖。某次實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表讀數(shù)是 V. （3）根據(jù)圖乙所示的電路圖，分別用E、r、R0表示電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和定值電阻值，則U1與U2的函數(shù)關(guān)系式為 。實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，讀出直流電壓表V1、V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描出U1——U2圖象如圖丁所示，圖中直線的斜率為k，與橫軸的截距為b， 則電源的電動(dòng)勢(shì)E= ，內(nèi)阻r= （用k、b、R0表示） 。 【參考答案】（9分） （1） 如右圖。（2分） （2）2.24~2.26（2分） （3）U1=U2- （2分） （2分） （2分） （3）對(duì)圖乙所示電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律，E=U2+Ir，I=，兩式聯(lián)立解得：U1=U2- 。U1——U2圖象的斜率k=，解得電池內(nèi)阻r=；由U2- =0得U1——U2圖象在橫軸的截距b=，解得：電池電動(dòng)勢(shì)E=。 實(shí)驗(yàn)四 練習(xí)使用多用電表 【典例10】（xx云南建水四校聯(lián)考）如圖所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“100”的電阻擋測(cè)電阻時(shí)，表針如圖所示，則： (1)所測(cè)電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2.0104Ω的電阻，為了使測(cè)量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是________(選填“10”，“100”或“1 k”)． (2)用此多用電表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為______mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測(cè)量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測(cè)電流為________mA. (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測(cè)量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測(cè)電壓為_____V. 【參考答案】(1)1.5103　1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正確)154　(3)6.1 【典例11】（xx中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢））在物理課外活動(dòng)中，某同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表，圖甲為電表的電路圖．已知選用的電流表內(nèi)阻Rg＝10Ω，滿偏電流Ig＝10mA，當(dāng)選擇開關(guān)接“3”時(shí)量程為250V的電壓表．該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心上排刻度線對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)沒有標(biāo)出． （1）若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接“l(fā)”時(shí)其讀數(shù)為___________；選擇開關(guān)接“3”時(shí)其讀數(shù)為____________． （2）為了測(cè)該多用電表電阻擋的內(nèi)阻和表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)電阻箱，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： ①將選擇開關(guān)接“2”，紅、黑表筆____________，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏； ②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為__________Ω． ③計(jì)算得到多用電表內(nèi)電源的電動(dòng)勢(shì)為___________V．（保留兩位有效數(shù)字） ④調(diào)零后，將電表紅、黑表筆與某一待測(cè)電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測(cè)電阻的阻值為 ___________Ω．（保留兩位有效數(shù)字） 【參考答案】（1）6.8 mA 170 V （2）①短接 ②150 ③1.5 ④71 每空 1 分 【典例12】（xx湖南長(zhǎng)郡中學(xué)實(shí)驗(yàn)班選拔考試）某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由新材料制成的均勻圓柱體的電阻率，步驟如下： （1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖甲所示，可知其直徑為 mm； （2）游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖乙所示，可知其長(zhǎng)度為 mm； （3）在使用多用電表的歐姆擋測(cè)量電阻時(shí)，下列說法正確的是 ； A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將偏大 B．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量 C．選擇“1”倍率測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測(cè)量值小于25 （4）選用多用電表的歐姆擋的“1”擋，按正確的操作步驟測(cè)量圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值約為 ； （5）為更精確地測(cè)量其電阻，要求待測(cè)電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，可供選擇的器材如下： 電流表A1（量程0～300mA，內(nèi)阻約2）； 電流表A2（量程0～150mA，內(nèi)阻約10）； 電壓表V1（量程0～1V，內(nèi)阻r=1000）； 電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約為3000）； 定值電阻R0（內(nèi)阻為xx）； 滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值5）； 滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值1000）； 電源E（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻r約為1）； 開關(guān)，導(dǎo)線若干。 為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，電壓表V2量程太大，電壓表V1量程太小，因此可以把電壓表V1與定值電阻R0 聯(lián)（填“串”或“并”），增大其量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；電流表應(yīng)選 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 （選填代號(hào)）。 【參考答案】（1）2.150（1分）（2）60.15（1分） （3）BC（2分） （4）22.0（1分） （5）串 A1 R1（3分） （4）選用多用電表的歐姆擋的“1”擋，按正確的操作步驟測(cè)量圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖所示，根據(jù)歐姆表讀數(shù)規(guī)則，則該電阻的阻值約為22.0； （5）為更精確地測(cè)量其電阻，要求待測(cè)電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，電路要設(shè)計(jì)成滑動(dòng)變阻器分壓接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值范圍較小的滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值5）；可以把電壓表V1與定值電阻R0串聯(lián)，增大其量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；由于電源電壓為4V，該電阻的阻值約為22.0，電流表應(yīng)選電流表A1（量程0～300mA，內(nèi)阻約2）。 實(shí)驗(yàn)五 傳感器的簡(jiǎn)單使用 【典例13】（xx福建質(zhì)檢）某同學(xué)要把電壓表改裝成可直接測(cè)量壓力的儀表，設(shè)計(jì)的電路如圖（a）所示。實(shí)驗(yàn)器材如下：待改裝電壓表（量程0 ~ 3 V，可視為理想電壓表），定值電阻R0，壓敏電阻Rx，電源（4 V，內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān)S，導(dǎo)線。選用的壓敏電阻阻值Rx隨壓力F變化的規(guī)律如圖（b）。 （1）實(shí)驗(yàn)中隨著壓力F的增大，電壓表的示數(shù)__________。（填“變大”“不變”或“變小”） （2）為使改裝后儀表的量程為0 ~ 160 N，且壓力160 N對(duì)應(yīng)電壓表3 V刻度，則定值電阻阻值R0 =__________Ω，壓力0 N對(duì)應(yīng)電壓表__________V刻度。 F R0 V Rx Rx / Ω 80 160 240 320 400 圖（b） F/N 0 40 80 120 160 200 （3）他發(fā)現(xiàn)這樣改裝后的儀表壓力刻度分布不均勻，想進(jìn)一步把（2）中的壓力刻度改成均勻分布，應(yīng)選用另一壓敏電阻，其阻值Rx隨壓力F變化的關(guān)系式為__________。 【參考答案】（1）變大 （2）240 1.5 （3） 【考查內(nèi)容】本題以“傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，理解改裝電表原理。主要考查閉合電路歐姆定律、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)等知識(shí)。主要考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，要求能把電壓表改裝成可直接測(cè)量壓力的儀表的實(shí)驗(yàn)原理和方法，能運(yùn)用已學(xué)過改裝電表的原理和方法去處理新的問題，制定解決新問題的方案。體現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案等物理核心素養(yǎng)的考查。 壓力F的關(guān)系式為Rx = 400-2F，代入U(xiǎn) = 可得U 與F的關(guān)系式為U = ，這樣改裝后的儀表壓力刻度分布是不均勻的。為了使壓力刻度分布均勻，則應(yīng)另選用壓敏電阻，而且仍然要滿足量程為0 ~ 160 N，F(xiàn)=0 N標(biāo)在1.5 V刻度，F(xiàn)=160 N標(biāo)在3 V刻度。由于電壓表的電壓刻度是均勻分布的，所以電壓和壓力一定要滿足線性關(guān)系，設(shè)U =kF+b，由F1=0 N時(shí)、U1=1.5 V，F(xiàn)2=160 N時(shí)、U2=3 V可得b=1.5，k = ，又U = = ，解得。本題的解題關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像進(jìn)行分析，理解壓力表的改裝原理，明確電壓表讀數(shù)和壓力大小成線性關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)形式，能解出正確的結(jié)果。 【典例14】（xx江蘇卷）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置，實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖1所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時(shí)，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20 Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示 （1）提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源E1（3 V，內(nèi)阻不計(jì)）、電源E2（6 V，內(nèi)阻不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器R1（0~200Ω）、滑動(dòng)變阻器R2（0~500Ω）、熱敏電阻Rt，繼電器、電阻箱（0~999.9 Ω）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。 為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30~80℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用 （選填“E1”或“E2”），滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用 （選填“R1”或“R2”）。 （2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學(xué)為排查電路故障，用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓，則應(yīng)將如圖11-2圖所示的選擇開關(guān)旋至 （選填“A”、“B”、“C”或“D”） （3）合上開關(guān)S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查，在題11-1圖中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時(shí)指針 （選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”），接入a、c時(shí)指針 （選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。 （4）排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合，下列操作步驟正確順序是 。（填寫各步驟前的序號(hào)） ①將熱敏電阻接入電路 ②觀察到繼電器的銜鐵被吸合 ③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除 ④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值 ⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Ω 【參考答案】（1）E2 R2 （2）C （3）不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) （4）⑤④②③① （3）若只有b、c間斷路，表筆接入a、b時(shí)，整個(gè)回路斷路，電表指針不偏轉(zhuǎn)。表筆接入a、c時(shí)，電流流經(jīng)電表，故指針偏轉(zhuǎn)。 （4）當(dāng)溫度為50時(shí)，熱敏電阻阻值為Rt =108.1Ω，斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Ω，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察到繼電器的銜鐵被吸合，斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路，即排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合，操作步驟正確順序是⑤④②③①。