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第九章　電路及其應(yīng)用
專題突破十　電學(xué)實驗基礎(chǔ)(含長度的測量及測量工具的選用)
突破一　常用儀器的使用與讀數(shù)
1．螺旋測微器的原理和讀數(shù)
(1)原理：測微螺桿與固定刻度之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即粗調(diào)旋鈕每旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿前進或后退 0.5 mm，而可調(diào)刻度上的刻度為50小格，每轉(zhuǎn)動一小格，測微螺桿前進或后退0.01 mm，即螺旋測微器的精確度為0.01 mm。讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺。
(2)讀數(shù)：測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可調(diào)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01 mm。
2．游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)
(1)原理：利用主尺的分度值與游標(biāo)尺的分度值的差值制成。不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度的長度少1 mm。
常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數(shù)見表：
刻度格數(shù)(分度) 刻度總長度 每小格與1 mm的差值 精確度
(可準(zhǔn)確到)
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
(2)讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出的與主尺上某一刻線對齊的游標(biāo)尺上的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為：(x＋K×精確度) mm。
3．電流表、電壓表和電阻箱的使用和讀數(shù)
儀器 電流表 電壓表 電阻箱
量程選擇 電流表：0～0.6 A和0～3 A；電壓表：0～3 V和 0～15 V (1)選擇合適(精確)的量程，不能超過量程 (2)不能確定量程時，各表都要選擇最大量程 常見量程：
0～9 999.9 Ω和0～
9 999 Ω 等
儀器 電流表 電壓表 電阻箱
注意事項 (1)使用前進行零點調(diào)整 (2)電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出 (1)電阻箱沒有正負(fù)極
(2)電阻箱阻值變化是不連續(xù)的
儀器 電流表 電壓表 電阻箱
估讀原則 (1)一般最小刻度是1、0.1、0.01、……的采用十分之一估讀，即估讀到分度值的下一位 (2)最小刻度是2、0.2、0.02、……的估讀到分度值的二分之一(本位估讀) (3)最小刻度是5、0.5、0.05、……的估讀到分度值的五分之一(本位估讀) (1)沒有估讀，各旋盤指示點的示數(shù)乘對應(yīng)倍數(shù)，相加就是接入電路的電阻值
(2)旋盤倍數(shù)為“×0.1”的指示點為0時，十分位的0不能省略，
如 825.0 Ω
[典例1]　某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖甲和乙所示。該工件的直徑為______cm，高度為___________________________mm。
1.220
6.860(6.858～6.862均可)
[解析]　游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1.2 cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為4×0.05 mm＝0.20 mm＝0.020 cm，所以最終讀數(shù)為1.2 cm＋0.020 cm＝1.220 cm。
螺旋測微器的固定刻度為6.5 mm，可調(diào)刻度為36.0×0.01 mm＝0.360 mm，所以最終讀數(shù)為6.5 mm＋0.360 mm＝6.860 mm。
[典例2]　(1)①如圖甲所示的電流表使用0～0.6 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表________ A，圖中表針?biāo)甘緮?shù)為________ A；當(dāng)使用0～3 A量程時，對應(yīng)刻度盤上每一小格代表______ A，圖中表針?biāo)甘緮?shù)為______ A。
0.02
0.44
0.1
2.20
②如圖乙所示的電壓表使用較小量程時，刻度盤上每小格表示______ V，圖中表針?biāo)甘緮?shù)為______ V。若使用的是較大量程，則這時刻度盤上每小格表示________ V，圖中表針?biāo)甘緮?shù)為________ V。
0.1
1.70
0.5
8.5　
(2)旋鈕式電阻箱如圖丙所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻阻值為________ Ω。現(xiàn)欲將接入電路的電阻改為
2 087 Ω，最簡單的操作方法是_____________
________________________________。
若用兩個這樣的電阻箱，則可得到的電阻值
范圍為___________________。
1 987　
將“×1 k”旋
鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0
0～19 998 Ω
[解析]　(1)①使用0～0.6 A量程時，刻度盤上的每一小格為0.02 A，表針?biāo)甘緮?shù)為0.44 A；當(dāng)使用0～3 A量程時，每一小格為0.1 A，表針?biāo)甘緮?shù)為2.20 A。
②電壓表使用0～3 V量程時，每小格表示0.1 V，表針?biāo)甘緮?shù)為1.70 V；使用0～15 V量程時，每小格表示0.5 V，表針?biāo)甘緮?shù)為8.5 V。
(2)電阻阻值為1 987 Ω。最簡單的操作方法是先將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每個電阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用這樣的兩個電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω，故用兩個這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為0～19 998 Ω。
[典例3]　(1)如圖甲、乙、丙所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度，它們的讀數(shù)依次為______ mm、______ mm、______ mm。
17.6
23.25
3.20
(2) 某同學(xué)用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動________使F靠近小球，再轉(zhuǎn)動________使F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動__________使F固定后讀數(shù)(均填儀器部件字母符號)。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖戊所示，則小球的直徑是________ mm。
D
D′
G
6.700
[解析]　(1)題圖甲讀數(shù)：整毫米是17 mm，不足1毫米數(shù)是6×0.1 mm＝0.6 mm，最后結(jié)果是17 mm＋0.6 mm＝17.6 mm。
題圖乙讀數(shù)：整毫米是23 mm，不足1毫米數(shù)是5×0.05 mm＝0.25 mm，最后結(jié)果是23 mm＋0.25 mm＝23.25 mm。
題圖丙讀數(shù)：整毫米是3 mm，不足1毫米數(shù)是10×0.02 mm＝0.20 mm，最后結(jié)果是3 mm＋0.20 mm＝3.20 mm。
(2)用螺旋測微器測小球直徑時，先轉(zhuǎn)動粗調(diào)旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕D′使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動鎖緊裝置G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。
接法 內(nèi)接法 外接法
電路圖
誤差原因 電流表分壓 U測＝Ux＋UA 電壓表分流
I測＝Ix＋I(xiàn)V
突破二　電流表的內(nèi)、外接法
1．電流表的內(nèi)接法和外接法的比較
接法 內(nèi)接法 外接法
電阻測量值 R測＝＝Rx＋RA>Rx，測量值大于真實值 R測＝＝適用條件 RA Rx RV Rx
適用于測量 大阻值電阻 小阻值電阻
2．兩種接法的選擇
(1)阻值比較法
先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大、小外偏小”。
(2)臨界值計算法
①Rx<時，用電流表外接法；
②Rx>時，用電流表內(nèi)接法。
(3)實驗試探法
按如圖所示接好電路，讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則應(yīng)采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則應(yīng)采用電流表內(nèi)接法。
[典例4]　在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx的阻值約為200 Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10 Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖甲或乙所示，結(jié)果由公式Rx＝計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則______(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1 ________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2 ________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值。
Rx1
大于
小于
[解析]　＝＝10，＝＝20，故＜，應(yīng)該采用電流表內(nèi)接法，即題圖甲接法。由“大內(nèi)偏大，小外偏小”的結(jié)論可知，電流表內(nèi)接時測量值Rx1大于真實值，外接時測量值Rx2小于真實值。
[典例5]　在測定某金屬的電阻率實驗中：
(1)某學(xué)生進行了如下操作：
①利用螺旋測微器測金屬絲直徑d，如圖1所示，則d＝______________________ mm。
1.704(1.702～1.706均可)
②測量金屬絲電阻Rx的電路圖如圖2所示，閉合開關(guān)S，先后將電壓表右側(cè)接線端P接a、b點時，電壓表和電流表示數(shù)如表1所示。
該學(xué)生認(rèn)真觀察到兩次測量中，電流表的讀數(shù)幾乎未變，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是_______________________________________________，比較合理且較準(zhǔn)確的金屬絲電阻Rx測＝________ Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)，從系統(tǒng)誤差角度分析，Rx的測量值與其真實值Rx真比較，Rx測________(選填“>”“＝”或“<”)Rx真。
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬絲電阻，電壓表分流幾乎為零
12
<
接法 U/V I/A
接線端P接a 1.84 0.15
接線端P接b 2.40 0.15
表1
接法 U/V I/A
接線端P接a 2.56 0.22
接線端P接b 3.00 0.20
表2
(2)另一同學(xué)找來一恒壓電源，按圖3的電路先后將接線端P分別接a處和b處，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如表2所示，該同學(xué)利用該數(shù)據(jù)可算出Rx的真實值為________ Ω。
13
[解析]　(1)①由題圖1所示螺旋測微器可知，螺旋測微器示數(shù)為1.5 mm＋20.4×0.01 mm＝1.704 mm。
②由題表1中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓表接a、b兩點時，電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)變化較大，說明電壓表內(nèi)阻很大，電壓表分流很小，幾乎為零，電流表分壓較大，電流表應(yīng)采用外接法，接線端P應(yīng)接a，金屬絲電阻
Rx測＝＝ Ω≈12 Ω；電流表采用外接法，由于電壓表分流作用，電流表的測量值大于真實值，由歐姆定律可知，金屬絲電阻測量值小于真實值。
(2)由題表2中實驗數(shù)據(jù)知，RA＝，則Rx＝－RA＝13 Ω。
項目 限流接法 分壓接法 對比說明
電路圖 串、并聯(lián)關(guān)系不同
負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍(不計電源內(nèi)阻) ≤U≤E 0≤U≤E 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
突破三　滑動變阻器的分壓和限流
1．滑動變阻器兩種連接方式
項目 限流接法 分壓接法 對比說明
負(fù)載R上電流調(diào)節(jié)范圍(不計電源內(nèi)阻) ≤I≤ 0≤I≤ 分壓電路調(diào)節(jié)范圍大
閉合S前滑片位置 b端 a端 都是為保護電路元件
2．滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況
(1)要求電壓表能從零開始讀數(shù)。
(2)當(dāng)待測電阻Rx R0(滑動變阻器的最大阻值)時。
(3)若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流。
3．滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開始變化，通常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式。
[典例6]　要描繪一個標(biāo)有“3 V　0.8 W”小燈泡的I-U 特性曲線，要求小燈泡兩端的電壓由零逐漸增加，且盡量減小實驗誤差。已選用的器材除導(dǎo)線、開關(guān)外，還有：
電池組(電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約1 Ω)
電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)
電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ)
滑動變阻器(最大阻值20 Ω，額定電流1 A)
實驗電路應(yīng)選用(　　)
B　[由題意得，本實驗要求從電壓表讀數(shù)為零開始測量，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法；由于小燈泡電阻較小，因此應(yīng)采用電流表外接法，故選擇B電路。]
√
[典例7]　有一個電阻Rx，其阻值大約是10 Ω，請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模员銣y量其阻值。可供選擇的電路如圖甲、乙所示，可供選擇的器材如下：
A．電動勢為4.5 V、內(nèi)阻不計的
電源E
B．量程為0～15 V、內(nèi)阻10 kΩ的電壓表V1
C．量程為0～3 V、內(nèi)阻6 kΩ的電壓表V2
D．量程為0～300 mA、內(nèi)阻4 Ω的電流表A1
E．量程為0～5 A、內(nèi)阻2 Ω的電流表A2
F．最大阻值20 Ω、額定電流1.5 A的滑動變阻器R1
G．最大阻值500 Ω、額定電流0.5 A的滑動變阻器R2
H．開關(guān)和若干根導(dǎo)線
則選用的電路是________(選填“甲”或“乙”)，選用的器材有___________________(填器材前的字母序號)。
甲
A、C、D、F、H
[解析]　Rx的阻值大約為10 Ω，與電流表內(nèi)阻接近，因此采用電流表外接法；同時Rx的阻值小于滑動變阻器的最大阻值，因而采用限流式接法，故選用題圖甲電路。電源電動勢E＝4.5 V，E＝Im(Rx＋RA)，Im＝ A＝0.321 A＝321 mA(或Im＝ A≈0.375 A＝375 mA)，與電流表A1的最大測量值接近，故電流表選D。U＝＝0.321×10 V＝3.21 V，因而電壓表選C。滑動變阻器R2的最大阻值為500 Ω，與Rx偏差太大，因此滑動變阻器選F。
突破四　電表的改裝
1．主要類型
用靈敏電流計改裝為較大量程電流表、電壓表。
2．改裝原理
(1)電流表的改裝利用了并聯(lián)電路分流的原理。
(2)電壓表的改裝利用了串聯(lián)電路分壓的原理。
改裝 改裝成電壓表 改裝成電流表
內(nèi)部電路
改裝后的量程 U＝Ig(R＋Rg) I＝Ig
3．電表的改裝分析
改裝 改裝成電壓表 改裝成電流表
量程擴大的倍數(shù) n＝ n＝
接入電阻的阻值 R＝－Rg＝(n－1)Rg R＝＝
改裝后的總電阻 Rx＝Rg＋R＝nRg Rx＝＝
[典例8]　(2022·遼寧卷)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250 μA，內(nèi)阻為1.2 kΩ)改裝成有兩個量程的電流表，設(shè)計電路如圖(a)所示，其中定值電阻R1＝40 Ω，R2＝360 Ω。
(1)當(dāng)開關(guān)S接A端時，該電流表的量程為0～________mA。
(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時，該電流表的量程比接在A端時________(選填“大”或“小”)。
1
大
(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了圖(b)中兩個電路。不考慮實驗操作中的偶然誤差，則使用________(選填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。
乙
[解析]　(1)由題圖(a)可知當(dāng)S接A時，R1和R2串聯(lián)接入電路再與電流表并聯(lián)，滿偏時電流表兩端的電壓為Um＝Imr＝250×10-6×1.2×103 V＝0.3 V，此時通過R1和R2的電流為I＝＝ A＝0.75×10-3A＝0.75 mA
所以總電流I總＝Im＋I(xiàn)＝1 mA
即量程為0～1 mA。
(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時，由題圖(a)可知R1和電流表串聯(lián)再與R2并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小，當(dāng)電流表滿偏時，流過R2的電流變大，干路電流變大，即量程變大，所以比接在A端時大。
(3)題圖甲是電流表的外接法，誤差是由電壓表的分流引起的；題圖乙是電流表的內(nèi)接法，誤差是由電流表的分壓引起的，因為題目中電壓表電阻未知，故采用題圖乙的電路可以修正由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。
1．某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 kΩ)，除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：
A．電壓表(量程0～1 V，內(nèi)阻約10 kΩ)
B．電壓表(量程0～10 V，內(nèi)阻約100 kΩ)
C．電流表(量程0～1 mA，內(nèi)阻約30 Ω)
D．電流表(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約0.05 Ω)
E．電源(電動勢1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計)
學(xué)情診斷·當(dāng)堂評價
F．電源(電動勢12 V，額定電流2 A，內(nèi)阻不計)
G．滑動變阻器R0(阻值范圍0～10 Ω，額定電流2 A)
(1)為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用________，電流表選用________，電源選用______(均填器材的字母代號)。
B
C
F
(2)畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。
見解析圖
(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會________(選填“大于”“小于”或“等于”)其真實值，原因是__________________________________________________________________________________________________________。
[解析]　(1)若電源選用E，則通過Rx的最大電流為0.15 mA，電流表選用C還達(dá)不到半偏，故電源應(yīng)選用F。電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡可能與被測電阻阻值相差大一些且量程接近電源電壓，故電壓表選用B。由此可知電路中的電流約為 1 mA，故電流表選用C。
大于
電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端的實際電壓(其他表
述正確也可)
(2)因為待測電阻阻值較大，所以電流表應(yīng)采用內(nèi)接法。因為滑動變阻器的阻值很小，若采用限流接法接入電路起不到多大的限流作用，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示。
(3)因為電流表采用內(nèi)接法，電壓表測出的電壓
為Rx與電流表串聯(lián)后兩端電壓，U測>U實，而R＝
，所以R測>R實。
2．(2024·廣東廣州一模)如圖(a)所示是一種雙量程電流表內(nèi)部各元件的連接圖。
(1)這種電流表“0～3 A”量程的內(nèi)阻______(選填“大于”或“小于”)0.22 Ω。
(2)某同學(xué)用多用電表的歐姆擋檢測這種電流表，選擇“×10”擋，歐姆調(diào)零后將紅、黑表筆分別接到電流表的“－”“0.6 A”接線柱，指針指示如圖(b)所示，示數(shù)為________Ω，保持黑表筆不動，將紅表筆從“－”接線柱移到“3 A”接線柱，示數(shù)幾乎與圖(b)相同，由此可知電流表內(nèi)部阻值為0.88 Ω的電阻發(fā)生________(選填“斷路”或“短路”)故障。
小于
140
斷路
(3)由于0.88 Ω的故障電阻阻值較小，該同學(xué)設(shè)想用如圖(c)所示的電路測得一段阻值為4.40 Ω的電阻絲，再將它分成等長的5段，用其中一段替代。實驗時移動小金屬夾P到電阻絲的某位置時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50 A和1.30 V，接下來應(yīng)將P向________(選填“左”或“右”)移動。
(4)用電阻絲替代故障電阻后，若電阻絲實際接入電路的阻值略小于標(biāo)準(zhǔn)值，則會導(dǎo)致用該電流表“0～0.6 A”量程測電流時的測量值________(選填“偏大”或“偏小”)。
右
偏小
[解析]　(1)電流表接“0～3 A”的量程時，根據(jù)并聯(lián)電路的總電阻小于分支電阻，由題圖(a)可知此時電流表的內(nèi)阻為電路的總電阻，小于分支的電阻0.22 Ω。
(2)歐姆表表盤10～15之間有5格，每小格代表1 Ω，且倍率為“×10”，故讀數(shù)為140 Ω。根據(jù)歐姆表電流流向“紅進黑出”，由題圖(a)可知，140 Ω 為接線柱中間兩電阻10 Ω、130 Ω之和，說明此時10 Ω、130 Ω兩電阻并未與0.22 Ω、0.88 Ω兩電阻并聯(lián)；保持黑
表筆不動，將紅表筆從“－”接線柱移到“3 A”接線柱，示數(shù)幾乎與題圖(b)相同，說明更換接線柱后，電流表總電阻的阻值幾乎未發(fā)生變化，故可推知電流表內(nèi)部10 Ω、130 Ω與0.22 Ω電阻串聯(lián)，阻值為0.88 Ω的電阻發(fā)生斷路，若短路則歐姆表示數(shù)應(yīng)為0。
(3)由示數(shù)U＝1.30 V，I＝0.50 A，可得R＝＝2.6 Ω<4.4 Ω，要增大電阻，接下來應(yīng)將P向右滑。
(4)設(shè)R1＝10 Ω，R2＝130 Ω，R3＝0.22 Ω，R4＝0.88 Ω，用電阻絲替代故障電阻后，若電阻絲實際接入電路的阻值略小于標(biāo)準(zhǔn)值，電阻絲實際接入電路的阻值為R′4<0.88 Ω；接0～0.6 A量程時，設(shè)某次測電流時，流過表頭的電流為I1，則電流測量值為I測＝I1＋
電流的真實值為I真＝I1＋
由于R′4可得I測會導(dǎo)致用該電流表“0～0.6 A”量程測電流時的測量值偏小。
專題突破練習(xí)(十)　電學(xué)實驗基礎(chǔ)(含長度的測量及測量工具的選用)
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
1．(2024·廣東湛江第二次質(zhì)檢)小明用螺旋測微器測量一根導(dǎo)體棒的直徑，刻度如圖甲所示，讀數(shù)為_______________________ mm；用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測量某個圓筒的深度，部分刻度如圖乙所示，讀數(shù)為______ cm。
4.224(4.222～4.226均可)　
3.135
[解析]　螺旋測微器的固定刻度為4.0 mm，可調(diào)刻度為22.4×0.01 mm＝0.224 mm，所以最終讀數(shù)為4.0 mm＋0.224 mm＝4.224 mm；游標(biāo)卡尺主尺上讀數(shù)為31 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為7×0.05 mm＝0.35 mm，所以讀數(shù)為(31＋0.35) mm＝3.135 cm。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
2．用內(nèi)阻為3 000 Ω的電壓表和內(nèi)阻為10 Ω的電流表測電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60 V，電流表的示數(shù)都是
0.2 A，則R1的測量值為______ Ω，真實值是______ Ω，R2的測量值為______ Ω，真實值是______ Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
300
290
300
[解析]　題圖甲：電阻R1的測量值R1測＝＝300 Ω，真實值R1真＝
R1測－RA＝290 Ω；題圖乙：電阻R2的測量值R2測＝＝300 Ω，真實值R2真＝＝ Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
3．某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值。現(xiàn)有器材為：待測電阻R(阻值約為5 Ω)，電源(電動勢3 V)，滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω)，電流表(量程0～0.6 A，0～3 A)，電壓表(量程0～3 V，0～15 V)，開關(guān)，導(dǎo)線若干。實驗要求在測量電路中將電流表外接，滑動變阻器起限流作用。回答下列問題：
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)按照實驗要求在圖甲中畫出實物連線圖。
(2)在連線正確后，閉合開關(guān)。電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙和丙所示。由圖可知，電壓表讀數(shù)為________ V，電流表讀數(shù)為_______ A。由此可得待測電阻的阻值為_____ Ω(結(jié)果保留2位小數(shù))。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
見解析圖
2.20
0.48
4.58
[解析]　(1)電源電動勢為3 V，故電壓表接3 V的接線柱，電路中的最大電流為＝0.6 A，故電流表應(yīng)接0.6 A的接線柱，實物圖連接如圖所示。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)電壓表選擇0～3 V量程，每小格代表0.1 V，要估讀到下一位，讀數(shù)為2.20 V；電流表選擇0～0.6 A量程，每小格代表0.02 A，讀數(shù)為0.48 A；則電阻R＝≈4.58 Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
4．某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)已知表頭G滿偏電流為100 μA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900 Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構(gòu)成1 mA的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1 V；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為3 V。則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R1＝______Ω，R2＝________ Ω，R3＝________Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
100
910
2 000
(2)用量程為3 V、內(nèi)阻為2 500 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對改裝表3 V擋的不同刻度進行校準(zhǔn)。所用電池的電動勢E為5 V；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50 Ω和5 kΩ。為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為________ Ω的滑動變阻器。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
50
[解析]　(1)根據(jù)題意，R1與表頭G構(gòu)成1 mA的電流表，則IgRg＝(I－Ig)R1，得R1＝100 Ω；若使用a、b兩個接線柱，電壓表的量程為1 V，則R2＝＝910 Ω；若使用a、c兩個接線柱，電壓表的量程為
3 V，則R3＝－R2＝2 000 Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)電壓表與改裝電表并聯(lián)之后，電阻小于2 500 Ω，對于分壓式電路，要求滑動變阻器的最大阻值小于并聯(lián)部分，同時還要便于調(diào)節(jié)，故滑動變阻器選擇小電阻，即選擇最大阻值為50 Ω 的滑動變阻器。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
5．多用電表是由電流表改裝的，現(xiàn)測定一個量程為0～5 mA 的電流表G的內(nèi)阻r＝100.0 Ω，用它改裝成如圖所示的一個多量程多用電表，電流、電壓和電阻的測量都各有兩個量程(或分度值)不同的擋位。電流表的兩個擋位中，
大量程是小量程的10倍。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置________時，是電流擋，且旋到________位置的量程較大；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置________時，是電壓擋，且旋到位置________的量程較大。
(2)A、B兩表筆中，________為紅表筆。
(3)圖中的電源E′的電動勢為9.0 V，當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置4，在A、B之間接900 Ω電阻時，表頭G剛好半偏。已知之前已經(jīng)進行了必要的、正確的操作。則R1＝________ Ω，R2＝________ Ω。
(4)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置1時，量程是_____________。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
1、2
1
5、6
6
B
10
90
0～100 mA
[解析]　(1)電流表并聯(lián)電阻可以擴大量程，轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置1和2時是電流擋，且并聯(lián)電阻越小，量程越大，所以位置1的量程大；電流表串聯(lián)電阻可以改裝成電壓表，轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置5和6時是電壓擋，串聯(lián)電阻越大，量程越大，故位置6的量程大。
(2)在測量電阻時，因為歐姆擋的電路與電池連接，則將轉(zhuǎn)換開關(guān)S撥到3或4位置。紅表筆應(yīng)接電源的負(fù)極，黑表筆應(yīng)接電源的正極，可知B是紅表筆。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(3)(4)“之前已經(jīng)進行了必要的、正確的操作”，意味著之前已經(jīng)將A、B短接調(diào)零了(即讓表頭滿偏)，在A、B之間接900 Ω電阻時，表頭G剛好半偏，說明當(dāng)表頭半偏時，改裝后的歐姆表4總內(nèi)阻R內(nèi)＝900 Ω，則轉(zhuǎn)換開關(guān)S在“2”時，電流表2的滿偏電流為I2g＝＝ A＝10 mA，依題意，轉(zhuǎn)換開關(guān)S在“1”時，電流表1的滿偏電流為I1g＝100 mA，由表頭G的滿偏電流為5 mA、內(nèi)阻為100.0 Ω和并聯(lián)電路電流分配規(guī)律，可得R1＝10 Ω，R2＝90 Ω。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
6．探究滑動變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑片P從A移到B的過程中，負(fù)載電阻R兩端的電壓變化。
(1)圖2為實驗器材部分連線圖，還需要_______________(選填af、bf、fd、fc、ce或cg)連線(多選)。
(2)圖3所示電壓表的示數(shù)為______V。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
af、fd、ce
1.50
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(3)已知滑動變阻器的最大阻值R0＝10 Ω，額定電流I＝1.0 A。選擇負(fù)載電阻R＝10 Ω，以R兩端電壓U為縱軸，為橫軸(x為AP的長度，L為AB的長度)，得到U-分壓特性曲線為圖4中的Ⅰ；當(dāng)R＝100 Ω，分壓特性曲線對應(yīng)圖4中的______(選填“Ⅱ”或“Ⅲ”)；則滑動變阻器最大阻值的選擇依據(jù)是______。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
Ⅱ
R0題號
1
3
5
2
4
6
8
7
[解析]　(1)由電路圖可知，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端，又由題圖2可知電源是兩節(jié)干電池，因此電壓表的量程應(yīng)選擇3 V，即連接af；由于滑動變阻器采用分壓接法，因此滑動變阻器的接線柱c與開關(guān)的接線柱e相連，即連接ce；電阻箱的接線柱f應(yīng)連接在滑動變阻器上側(cè)的一個接線柱上，即連接fd。
(2)由題圖3可知電壓表的讀數(shù)為1.50 V。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(3)在x相同的條件下，負(fù)載電阻的阻值越大，負(fù)載電阻與滑動變阻器AP部分并聯(lián)的電阻值越接近AP部分的真實阻值，電壓表的示數(shù)越大，因此當(dāng)R＝100 Ω 時，分壓特性曲線對應(yīng)題圖4中的Ⅱ，由以上分析可知滑動變阻器的最大阻值越小，圖線越接近直線，因此選擇的依據(jù)為R0題號
1
3
5
2
4
6
8
7
7．某同學(xué)要將一量程為250 μA的微安表改裝為量程為20 mA的電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1 200 Ω，經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖(a)所示電路對改裝后的電表進行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將圖(b)中的實物連線。
見解析圖
(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0 mA時，微安表的指針位置如圖(c)所示。由此可以推測出所改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是________。(填正確答案標(biāo)號)
A．18 mA B．21 mA
C．25 mA D．28 mA
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
C
(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。(填正確答案標(biāo)號)
A．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻大于1 200 Ω
B．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實際內(nèi)阻小于1 200 Ω
C．R值計算錯誤，接入的電阻偏小
D．R值計算錯誤，接入的電阻偏大
(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k＝________。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
AC
[解析]　(1)量程為250 μA的微安表改裝成量程為20 mA的電流表，量程擴大為原來的80倍，需要將電阻R與微安表并聯(lián)，然后根據(jù)題圖(a)連線。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0 mA時，對應(yīng)的微安表讀數(shù)為160 μA，說明量程擴大為原來的100倍，因此所改裝的電表量程是25 mA，選項C正確。
(3)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0 mA時，對應(yīng)的微安表讀數(shù)應(yīng)為200 μA，而實際測量時微安表讀數(shù)為160 μA，實際測量時微安表讀數(shù)偏小，若R值計算無誤，而微安表內(nèi)阻測量錯誤，則說明微安表實際內(nèi)阻大于1 200 Ω，選項A正確，B錯誤；若微安表內(nèi)阻測量無誤，而R值計算錯誤，則并聯(lián)接入的電阻的阻值偏小，R的分流較大，導(dǎo)致微安表中電流較小，選項C正確，D錯誤。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(4)預(yù)期目的是將量程為250 μA的微安表改裝成量程為20 mA的電流表，量程擴大為原來的80倍，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律有IgRg＝79IgkR；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表示數(shù)為16.0 mA 時，對應(yīng)的微安表讀數(shù)為160 μA，量程擴大為原來的100倍，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律有IgRg＝99IgR，聯(lián)立解得k＝。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
8．某同學(xué)用伏安法測繪一額定電壓為6 V、額定功率為3 W的小燈泡的I-U特性曲線，實驗所用電壓表內(nèi)阻約為6 kΩ，電流表內(nèi)阻約為1.5 Ω。實驗中有圖(a)和(b)兩個電路圖供選擇。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)實驗中得到的電流I和電壓U的關(guān)系曲線如圖(c)所示，該同學(xué)選擇的電路圖是圖________[選填“(a)”或“(b)”]。
(2)若選擇另一個電路圖進行實驗，在圖(c)上用實線畫出實驗中應(yīng)得到的關(guān)系曲線的示意圖。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(a)
見解析圖
[解析]　(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻R＝＝ Ω＝12 Ω，已知電壓表的內(nèi)阻約為6 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為1.5 Ω，小燈泡與電壓表并聯(lián)的阻值約為11.98 Ω，小燈泡與電流表串聯(lián)的阻值約為13.5 Ω，由題圖(c)可知，小燈泡正常發(fā)光時對應(yīng)的電流為 500 mA，對應(yīng)的電阻為12 Ω，故該同學(xué)選擇的電路圖是題圖(a)。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)若選擇題圖(b)進行實驗，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)為500 mA，而電壓表示數(shù)要大于6 V，得到的示意圖如圖中實線所示。
題號
1
3
5
2
4
6
8
7
謝 謝 ！

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