。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第2讲 电学实验
1．(2017·福建质检)为组装一个测量小电阻的欧姆表，某同学设计了如图电路．其中干电池的电动势E＝1.5 V、内阻r＝0.5 Ω，表头G的量程Ig＝600 μA，内阻Rg＝500 Ω，定值电阻R0＝1.0 Ω，R1为滑动变阻器，Rx为被测电阻．
(1)该同学首先将表头G与R0并联，改装成一个新的电流表，则新电流表的量程I′g＝_0.3__A，内阻R′g＝_1.0__Ω.
(2)将表笔与被测电阻Rx断开，闭合开关S，调节R1，使表头指针满偏．
(3)保持R1阻值不变，将Rx接入电路，接入不同的Rx时表头指针偏转的角度不同，将表头表盘的电流刻度改成相对应的电阻刻度，就可以用来测量电阻的大小，则原表头表盘电流刻度0 μA处对应的电阻刻度值应为_0__Ω，300 μA处对应的电阻刻度值R与R′g的关系是R_<__R′x.(选填“>”“＝”或“<”)
(4)干电池使用一段时间后，电动势E几乎不变，内阻r变大，重新进行步骤(2)后，再用该欧姆表去测电阻，则测量结果R′x与被测电阻的真实阻值Rx之间的关系为R′x_＝__Rx.(选填“>”“＝”或“<”)
解析 (1)由电表的改装原理可知，改装后的电流的内阻为Rg＝
′
RgR0500×1.0
＝ Rg＋R0500＋1.0
－6
IgRg600×10×500－6
Ω≈1.0 Ω，改装后的电流表的量程为I′g＝Ig＋＝600×10 A＋
R01.0
A≈0.3 A．(3)当表盘的指针指在0 μA时，说明改装后的电表被短路，则被测电阻的阻值为零，则0 μA所对应的电阻刻度值应为0 Ω.由题意知电阻刻度值与电阻实际阻值大小相同，因为R接入电路后，电路总电阻变小，总电流增大，故通过R的电流大于R′g的电流，因此该刻度值R应小于R′g.(4)根据欧姆表的改装原理可知，电表正常调零时应有I′g＝
Er＋R′g＋R1
，当电池的内阻变大调零时有I′g＝
Er＋R′g＋R′1
，所以r＋R1＝r′＋R′1，可
知电阻的测量值与真实值比较将不变．
1
2．(2017·青海西宁四校联考)(1)如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路，其中R0为定值电阻，R为可调节的电阻箱，电流传感器与计算机(未画出)相连．该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I，通1
过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图象，则该图象选取了 为纵轴，由图乙中图
I线可得该电源的电动势为_4.5__V.
(2)现有三个规格相同的小灯泡，标称值为“2.5 V 0.6 A”，每个小灯泡的I－U特性曲线如图丙所示，将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连，闭合开关后，A灯恰好正常发光，则电源的内阻r＝_2.5__Ω，图甲中定值电阻R0＝_2__Ω.
解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知，I＝
E；要与R形成一次函数关系，则纵坐
R＋R0＋rE11RR0＋r1
标只能取，则有＝＋，则题图乙中图线的斜率为k＝，则有E＝4.5 V．(2)由(1)
IIEE知
R0＋r－1
＝1 A，则有R0＋r＝4.5 Ω.灯泡正常发光的电流为0.6 A，则B、C两灯的电流均E为0.3 A，由题图丙可知，B、C两灯两端的电压为0.5 V，故路端电压U＝2.5 V＋0.5 V＝3 4.5－3
V，则内阻r＝ Ω＝2.5 Ω，定值电阻R0＝4.5 Ω－2.5 Ω＝2 Ω.
0.6
3．(2017·江西名校质检)可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U与总电流I的关系．电表视为理想电表．
2
(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接．
(2)用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U－I图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻_不是__(选填“是”或“不是”)常数，短路电流为_0.295(0.293～0.297)__mA，电动势为_2.68(2.66～2.69)__V．(结果保留三位有效数字)
(3)若将R＝10 kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为_3.0×10(2.9×10～3.1×10)__W，此时该硅光电池的内阻为_5.4(5.2～5.6)__kΩ.(结果保留两位有效数字)
解析 (2)由实验得到的该硅光电池的U－I图象可知，该硅光电池的U－I曲线不是直线，故该硅光电池内阻不是常数．图线在横轴的截距表示短路电流，即短路电流为0.295 mA，图线在纵轴的截距表示电动势，即电动势为2.68 V．(3)在题图乙中作出R＝10 kΩ的电阻的U－I曲线，两图线的交点P对应的纵坐标为电压U＝1.74 V，横坐标为电流I＝0.174 mA，该电阻消耗的功率P＝UI＝3.0×10 W．由闭合电流欧姆定律E＝U＋Ir，解得此时该硅光电池的内阻为r＝
－4－4
－4
－4
E－U2.68－1.74
＝ kΩ＝5.4 kΩ. I0.174
答案 (1)实物连线图如图所示．
4．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)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 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω)；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．
3
(1)按原理图甲补全图乙中的实物连线． (2)完成下列填空
①R1的阻值为_20__Ω.(选填“20”或“2 000”)
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图甲中滑片变阻器的_左__端(选填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．
③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，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_相等__．(选填“相等”或“不相等”)
④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2 601.0 Ω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_2_550__Ω.(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：_调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程__．
解析 (2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20 Ω，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，
B、D两点电势相等；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2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．说明
2 500.0 Ω
RμA
＝
RμA
2 601.0 Ω
，则解得RμA＝2 550 Ω.(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R1上的分压，
尽可能使微安表接近满量程．
答案 (1)连线如图
5．(2017·河北二校模拟)某实验小组想通过实验研究水果电池的电动势和内阻．他们制作了一个苹果电池进行研究，了解到水果电池的内阻可能比较大，设计了一个如图甲所示的实物电路进行测量．
4
(1)请按图甲中所示实物图在方框内画出电路图．(电源用“”表示) (2)测定水果电池的电动势和内阻，所用的器材有 ①苹果电池E：电动势约为1 V； ②电压表V：量程1 V，内阻Rv＝3 kΩ； ③电阻箱R：最大阻值9 999 Ω； ④开关S，导线若干． (3)实验步骤如下：
①按电路图连接电路；(为电路安全，先将电阻箱的电阻调到最大值)
②闭合开关S，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R，并计算11
出对应的与的值，如下表所示；
RUR/Ω R－1/(×10－4Ω－1) U/V U－1/V－1 UR9 000 1.1 0.53 1.9 6 000 1.7 0.50 2.0 5 000 2.0 0.48 2.1 4 000 2.5 0.46 2.2 3 000 3.3 0.43 2.3 2 000 5.0 a b 1111③以为纵坐标，为横坐标，将计算出的数据描绘在坐标纸内，作出－图线；
UR④计算得出水果电池的电动势和内阻． 请回答下列问题
Ⅰ.实验得到的部分数据如上表所示，其中当电阻箱的电阻R＝2 000 Ω时电压表的示数如图乙所示．读出数据，完成上表．
答：a_0.37_V__ b_2.7_V__
11
Ⅱ.请根据实验数据在图丙中作出－图线．
－1
UR 5
11
Ⅲ.根据－图线求得该水果电池的电动势E＝_1.0(0.9～1.1均可)__V，内阻r＝
UR_2.0×10(1.8×10～2.2×10均可)__Ω.
11
解析 (3)Ⅰ.由图示电压表可知，电压表的最小分度值为0.2 V，示数为0.37 V，＝
U0.3711－1－1
V≈2.7 V.Ⅱ.根据实验数据描点作出－图线，如图乙所示．Ⅲ.在闭合电路中，E＝U333
UR＋Ir＝U＋
U1r1r1111rr，解得＝·＋·＋.－图线的斜率k＝，图象的截距b＝RVRUERE3 000EURERV＋Rr113·＋，由以上可解得E＝1.0 V，r＝2.0×10 Ω. E3 000E答案 (1)电路图如图甲所示(电阻箱的符号表示不正规的酌情给分) (3)Ⅱ.图线如图乙所示
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