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小专题 电学实验中的器材选择和电路设计 一、电路设计 1。测量电路的选择(1）伏安法 测电阻错误!2控制电路的选择滑动变阻器的限流接法和分压接法 限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载 R 上电压调节范围 错误!UE 0UE 电压能从零开始连续变化 分压接法调节范围大 负载 R 上电流调节范围 错误!I错误!0I错误!分压接法调节范围大 闭合 S 前触头位置 b 端 a 端 都是为了保护电路元件 在具体实验中，滑动变阻器是采用分压式还是限流式，可按以下标准进行判断:(1)负载电阻的阻值 Rx远大于滑动变阻器总电阻 R，需用分压式电路(2）要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，需用分压式电路(3)负载电阻的阻值 Rx小于滑动变阻器的总电阻 R 或相差不多，并且电压、电流表示数变化不要求从零起调，可采用限流式(4）两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法，因为限流式接法消耗的总功率较小 提示：一般情况下，若采用“分压式”接法,则选总阻值较小的滑动变阻器；若采用“限流式”接法，则选用与测量电阻阻值相当的滑动变阻器 二实验器材的选择(1）安全-不超电表的量程 由电路中的欧姆定律或全电路欧姆定律来估算通过测量电路（待测电阻）或控制电路中的电流或电压的最大值；必须满足通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流（2)精确实验时电表指针在满偏度的13以上(被选中的电流、电压表量程的错误!以上）选择电表时，保证电流和电压均不超过其量程使指针有较大偏转(一般取满偏度的错误!以上)；使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近(3）便于操作 选滑动变阻器时，在满足其他要求的前提下，可选阻值较小的（4)实验的实际要求 三、实例分析（2013天津9(3）)要测绘一个标有“3 V 0。6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作乙选用的器材有：电池组(电动势为 4。5 V，内阻约 1);电流表(量程为 0250 mA，内阻约 5）;电压表（量程为 03 V，内阻约 3 k)；电键一个、导线若干 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填字母代号）A滑动变阻器(最大阻值 20，额定电流 1 A）B滑动变阻器（最大阻值 1 750，额定电流 0。3 A)实验的电路图应选用下列的图_(填字母代号)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图 1 所示如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5 V、内阻为 5 的电源两端，小灯泡消耗的功率是_W.图 1 解析 测绘小灯泡的伏安特性曲线，要求能较大范围地测量数据，所以控制电路部分应用分压式接法，滑动变阻器应用最大阻值较小和额定电流较大的 A.因为小灯泡两端的电压由零逐渐增加到 3 V,故滑动变阻器应采用分压式接法灯泡的电阻 R错误!15，额定电流 IPU0.2 A,由 R15 R0,则设计为电流表内接法；若 RxR0，则设计为电流表外接法；若电表量程不合适，往往还要用定值电阻对电表进行改装 3控制电路分滑动变阻器的分压式和限流式两种接法,两种接法的选择方法如下:(1)采用限流式接法时不能控制电流（或电压）满足实验要求,即滑动变阻器阻值调到最大，待测电阻上的电流（或电压)仍超过电流表（或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流（或额定电压），则必须选用分压式接法（2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器的最大电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端 时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压式接法(3）若实验中要求测量电路中电压从零开始变化，则必须采用分压式接法(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低 (2013天津高考）要测绘一个标有“3 V、0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为 4。5 V，内阻约 1)；电流表（量程为 0250 mA，内阻约 5)；电压表（量程为 03 V，内阻约 3 k）；开关一个、导线若干(1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_（填字母代号)A滑动变阻器(最大阻值 20,额定电流 1 A）B滑动变阻器（最大阻值 1 750，额定电流 0.3 A)（2)实验的电路图应选用下列的图_（填字母代号）(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图实-8。1 所示，如果将这个小灯泡接到电动势为 1。5 V，内阻为 5 的电源两端,小灯泡消耗的功率是_W.（4）如图所示，将两个这样的小灯泡并联后再与阻值为 5 的定值电阻 R0串联,接在电压恒定为 4 V 的电路上，每个小灯泡的实际功率为_W.【解析】（1)根据小灯泡标示的额定值可以计算出小灯泡的额定电流 I错误!错误!A0.2 A，两个滑动变阻器在此电流下都能保证安全，根据测绘小灯泡的伏安特性曲线的要求，小灯泡两端的电压需要从零开始调节,故调节电路中滑动变阻器应采用分压接法为方便调节应选用最大阻值小的滑动变阻器，故选 A；(2）额定电压下小灯泡的阻值 RUI错误!15，远小于电压表内阻，故电流表应该采用外接法，所以电路应采用分压外接法，故选 B.(3)在小灯泡的伏安特性曲线图上作出电源的伏安特性曲线(如图),由两曲线的交点的电流 I0。10 A，电压 U1.0 V，得小灯泡消耗的功率 PIU0。101.0 W0。1 W.（4）设小灯泡两端的电压为 U，电流为 I，根据闭合电路欧姆定律得:U0U2IR0，所以 U2R0IU0，代入数据得 U10I4,在小灯泡的伏安特性曲线同一坐标系上画出该直线，其交点（U,I）即为小灯泡的实际电压、电流值，可得小灯泡消耗的实际功率 PUI0.3 W.（II）现有一块灵敏电流计 A1，量程为 200A，内阻约为 1k，要精确测出其内阻 Rg，提供的器材有：电流表 A2(量程为 1mA，内阻 r=50）；滑动变阻器 R(阻值范围为 030)；定值电阻 R1（阻值 R1=100)；定值电阻 R2(阻值 R2=3k）电源 E（电动势约为 4.5V，内阻很小);单刀单掷开关 S 一个,导线若干(1）请利用上述所有器材，设计出合理的便于多次测量的实验电路图,并保证各电表的示数超过其量程的错误!，将电路图画在题中的虚线框中(2）在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 A1表的内阻，表达式为 Rg=,表达式中各符号表示的意义是 .（）(1)如下图所示；（2）;表示电流表的示数，表示电流表的示数；【解析】本题主要考察伏安法测电阻、测量电路与控制电路的选择；电路图如下所示，待测电流计的电阻远远大于滑动变阻器 R 的阻值,要想精确测量其电阻即测量多组数据,必须选用分压式接法；电流表与定值电阻串联改装成新的电压表,考虑到能承受的电压较小,故此时不选用;定值电阻可以作为保护电阻，避免和新电压表电压过大而烧毁；由欧姆定律可知，；表示电流表的示数，表示电流表的示数;.(11 分）有一电压表 V1，其量程为 3V，内阻约为 3000，要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:电源 E：电动势约 15V，内阻不计；电流表 A1：量程 100mA,内阻 r1=20；电压表 V2：量程 2V,内阻 r2=2000；定值电阻 R1：阻值 20；定值电阻 R2:阻值 3;滑动变阻器 R0:最大阻值 10，额定电流 1A；电键一个，导线若干。（1）实验中应选用的电表是 ；定值电阻应选用 。（2）请你设计一个测量电压表 V1的实验电路图，画在虚线框内（3）说明实验所要测量的物理量：(4）写出电压表 V1内阻的计算表达式 RV1=。(11 分）（1）V2；R1 (各 2 分）（2）电路图如图所示。（3 分）（3）电压表 V1的示数 U1，电压表 V2的示数 U2 （各 1 分）（4）错误!r2 (2 分）(2013北京21)某同学通过实验测定一个阻值约为 5 的电阻 Rx的阻值（1）现有电源（4 V，内阻可不计)、滑动变阻器（050，额定电流 2 A）、开关和导线若干，以及下列电表：A电流表(03 A，内阻约 0。025)B电流表(00。6 A，内阻约 0。125)C电压表(03 V,内阻约 3 k）D电压表(015 V，内阻约 15 k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母）；实验电路应采用图 25 中的_(选填“甲”或“乙”）图 25(2）图 26 是测量 Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线 (3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片 P 移动距离 x 的增加，被测电阻 Rx两端的电压 U 也随之增加，下列反映 Ux 关系的示意图中正确的是_ 解析（1)电源电动势 E4 V，被测电阻 Rx5，则 Imax错误!错误!A0.8 A,电流表若选 A,读数时误差较大,因此电流表应选 B；考虑电压表测量电压时的指针转动范围,电压表应选 C。由于错误!Rx，故电流表应选择外接法 （3）x 增加，U 随之增加,说明变阻器接入电路的电阻 R 随 x 的增加而减小设变阻器的总阻值为 R0,滑片 P 从一端滑向另一端移动的距离为 L.忽略电压表、电流表的内阻对电路的影响，则被测电阻 Rx两端电压 U错误!E错误!，由这一关系式分析可知，选项 A 正确 答案（1)B C 甲(2)如图所示 (3）5.2（4)B D(5）A 5器材的选择、设计电路图在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：图 28 待测金属丝：Rx（阻值约 4，额定电流约 0。5 A)；电压表:V(量程 3 V，内阻约 3 k）；电流表：A1（量程 0.6 A，内阻约 0。2）;A2(量程 3 A,内阻约 0.05)；电源:E1(电动势 3 V,内阻不计)；E2（电动势 12 V，内阻不计）；滑动变阻器：R（最大阻值约 20）；螺旋测微器；毫米刻度尺;开关 S；导线（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 28 所示,读数为_mm.(2）若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确，电流表应选_,电源应选_（均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图 答案(1)1。773（1.7711。775 均正确）（2）A1 E1 电路原理图见解析图 解析(1）螺旋测微器的固定刻度上显示为 1.5 mm，可动刻度读数为 0。273 mm，二者相加就是测量值，1.5 mm0。273 mm1.773 mm。（2）待测电阻丝的额定电流约为 0。5 A，为了减小实验误差,应选量程为 0.6 A 的电流表 A1；待测电阻丝的电阻约为 4，额定电流约为 0.5 A,故由欧姆定律得额定电压约为 2 V，所以电源应选 E1。由于待测电阻丝的电阻较小，故电流表应选外接法电路原理图如图所示 6 电阻的测量某中学探究小组在尝试用不同的方法测量电阻的实验，其中一个成员用以下器材测量待测电阻Rx的阻值 图 29 A待测电阻 Rx：阻值约为 100 B电源 E：电动势约为 6.0 V、内阻忽略不计;C电流表 1：量程 50 mA、内阻 r120;D电流表 2：量程 300 mA、内阻 r2约为 4 E定值电阻 R0:阻值为 20；F滑动变阻器 R：最大阻值为 10 G单刀单掷开关 S、导线若干 他测量电阻 Rx所用的电路图如图 29 所示(1)电路图中的电流表 A1应该选择电流表_(填“1或“2），开关 S 闭合前，滑动变阻器 R 的滑片应该移到_端（填“A”、“B或“无要求”）(2）若某次测量中电流表 A1的示数为 I1，电流表 A2的示数为 I2，则由已知量和测得量表示 Rx的表达式为 Rx_。答案（1)1 A（2）错误!R0r1 解析（1)如果电流表 A1选择电流表 1,那么就可以计算出待测电阻 Rx两端的电压，即 U（I2I1)R0I1r1,从而得出 Rx的阻值，选择电流表 2 达不到实验目的，则电流表 A1应选择电流表 1；滑动变阻器 R 的滑片应移到 A 端，这样做可以保证开关 S 闭合后电路的安全(2）根据欧姆定律可知,待测电阻 Rx错误!，由电路特点可得 U（I2I1)R0I1r1，II1，代入公式可得 Rx的表达式为 Rx错误!R0r1.6、某电压表的内阻在20k50k之间，现要测量其内阻实验器提供下列可供选用的器材：待测电压表 V（量程 3V)电流表AuA1200()量程 电流表AmA25()量程 电流表AA306(.)量程 滑动变阻器 R(最大阻值1k)电源（电动势 4V）电键 K（1）所提供的电流表中应选用_（填写字母代号）（2）为了尽量减小误差，要求多次测量几组数据,试在方框中画出符合要求的实验电路（其中电源、电键及其连线已画出)答案：（1）A1 (2）如图 V A1 仪器选择的基本思路(1）优先考虑安全因素 各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流(或电压）（2）考虑读数误差因素 一般要求各电表的实际读数不小于其量程的13，以减小读数误差(3)仪器选择的一般步骤 首先选择唯一性的器材;粗画电路图(暂不接电流表和电压表）；估算回路中电流和电压的最大值,在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下,结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材 3（2015四川高考)用实验测一电池的内阻 r 和一待测电阻的阻值 Rx.已知电池的电动势约 6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表 A1（量程 030 mA）；电流表 A2（量程 0100 mA)；电压表 V（量程 06 V)；滑动变阻器 R1（阻值 05）；滑动变阻器 R2(阻值 0300)；开关 S 一个,导线若干条。某同学的实验过程如下：。设计如图实-9。6 所示的电路图，正确连接电路。图实。9。6。将 R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小 R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值,并记录.以 U 为纵轴，I 为横轴，得到如图实-9。7 所示的图线。图实.9。7。断开开关，将 Rx改接在 B、C 之间，A 与 B 直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条U。I 图线，图线与横轴 I 的交点坐标为（I0，0),与纵轴 U 的交点坐标为（0，U0）.回答下列问题：电流表应选用_，滑动变阻器应选用_.由图实。9。7 的图线,得电源内阻 r_.用 I0、U0和 r 表示待测电阻的关系式 Rx_，代入数值可得 Rx。若电表为理想电表，Rx接在 B、C 之间与接在 A、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_,电压表示数变化范围_。(选填“相同”或“不同”)解析:由题 U.I 图线可知电流表量程应为 0100 mA，故选 A2.路端电压大于 5。5 V，而电源电动势E6 V,故 R外r，则滑动变阻器选 R2。由题图得：rUI25。Rxr错误!，Rx错误!r。电流 I错误!，rRx一定，R 从 300 变到某同一阻值,电流变化范围相同。Rx接 AB 间时,U错误!（RRx),Rx接 BC 间时，U错误!R，故两种情况下电压变化不同。答案：A2 R2 25 U0I0r 相同 不同。某实验小组欲测量额定电压为 3V 的某 LED 灯在正常工作时的电阻 Rx，已知该灯正常工作时电阻大约为 600 左右。除该 LED 灯外，实验中可供选择的实验器材有：电流表 A（量程 00。6 A，内阻 RA约 2.0)电压表 V1(量程 06V，内阻 RVl约 5k)电压表 V2、（量程 03V，内阻 Rv2=500）滑动变阻器 R（020，允许最大电流 1.0A）蓄电池 E（电动势 10 V，内阻约 0.1)开关 S 一只、导线若干（1）实验中要求测量尽量准确且方便调节,除电源、LED 灯、滑动变阻器、开关和导线外，电表（电流表或电压表）应选用 、（填写仪器符号）。（2）将你所设计的实验电路图画在答题卡上对应的虚线框中，并在图中标明仪器符号。（3）写出测量 LED 灯正常工作时的电阻表达式 RX=（用电压表 V1的示数 U1、电压表 V2的示数U2、电流表 A 的示数 I，RV1、Rv2、RA中的某些字母表示）。（4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示现将两个这样的小灯泡并联后再与一个 2 的定值电阻 R 串联，接在电动势为 1。5 V、内阻为 1 的电源两端，如图所示每个小灯泡消耗的功率是_W.7。在研究性课题的研究中，小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻 Rx（阻值约 2 k）,二是手机中常用的锂电池(电动势 E 的标称值为 3.4 V）.在操作台上还准备了如下实验器材：A电压表 V（量程 4V,内阻 Rv约 10 k）B电流表 A1(量程 100 mA，内阻1AR约 5）C电流表 A2（量程 2 mA，内阻2AR约 50)D滑动变阻器 R（040。额定电流 1 A）E电阻箱 Ro（09999）F开关 S-只、导线若干 小刚采用伏安法测定 Rx的阻值，他使用的电是待测的锂电池.图甲是他连接的部分实验器材，请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是 （选填“A1”或“A2”）;他用电压表的读数除以电流表的读数作为 Rx 的测量值，则测量值 真实值（填“大于或“小于”）；小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势 E 和内阻 r。a小聪的实验操作是：闭合开关 S调整电阻箱的阻值为 R1时，读出电压表的示数为 Ul；调整电阻箱的 阻值为 R2时，读出电压表的示数为 U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为 E=;b小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改 变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的11UR图像为一条直线(见图丙）.则该图像的函数表达式为1U ,由图丙可知 该电池的电动势 E=V、内阻 r=_。3(2014甘肃省二诊)（1）甲同学用多用电表测定一只电阻的阻值，操作如下：多用电表电阻挡有 4 个倍率：分别为1 k、100、10、1。该同学选择10 倍率用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大（指针位置如图实。10.11 中虚线所示）为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：图实。10。11 a_；b两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在 0 处;c重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_。（2）乙同学进一步使用伏安法测量该电阻的阻值，实验室提供了下列器材 A电压表(03 V,内阻约 1 k）B电压表（015 V,内阻约 5 k)C电流表（0300 mA,内阻约 3）D电流表（03 A,内阻约 0.5）E滑动变阻器(010,0.2 A)F滑动变阻器（050，0。6 A）G直流电源（4 V，内阻很小）另有开关一个、导线若干 实验中有两种电路可供选择，如图实-10-12 甲和图乙所示 甲 乙 图实。10-12 本次实验中电路应选_(选填“甲”或“乙），电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(后三空只填器材前的字母代号即可）【解析】(1）因指针偏角太大，应换用小倍率的档位测量即换1 的倍率，测量结果为 12.0。（2)由于给定的电动势 E4 V，故电压表应选 A，通过未知电阻的最大电流为 Im错误!250 mA，故电流表应选 C.E 滑动变阻器的额定电流太小,故滑动变阻器应选 F.由于错误!错误!，所以电流表应选外接法，滑动变阻器应用限流接法，故测量实验电路选乙【答案】（1）换1 倍率 12.0(2)乙 A C F 某同学为了测量电流表 A1内阻的精确值，有如下器材：电流表 A1(量程 300 mA，内阻约为 5)；电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1）;电压表 V（量程 15 V,内阻约为 3 k）；滑动变阻器 R1（05，额定电流为 1 A)；滑动变阻器 R2（050，额定电流为 0。01A)；电源 E（电动势 3 V,内阻较小)；定值电阻 R0(5）；单刀单掷开关一个、导线若干 实验要求待测电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减小误差（1）以上给定的器材中滑动变阻器应选_;（2)在方框内画出测量 A1内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号;（3）若选测量数据中的一组来计算电流表 A1的内阻 r1，则 r1的表达式为 r1_；式中各符号的物理意义是_。答案（1)R1(2)原理图如图所示（3）错误!R0 I1、I2分别为某次实验时电流表 A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值 解析（1)滑动变阻器要用分压连接法,选最大阻值较小的滑动变阻器 R1；（2)由于电压表的量程太大，所以不能直接用所给的电压表直接测量电压，改用定值电阻 R0 与 A1并联来替代电压表的作用，电路如图所示；（3）通过定值电阻 R0的电流为 I2I1，A1两端的电压等于 R0两端的电压，所以 r1错误!R0，I1、I2分别为某次实验时电流表 A1、A2的示数,R0是定值电阻的电阻值 13、测定电流表 A1的内阻 r1.可供选择的器材如下：待测电流表 A1量程 1mA,内阻 r1约 20；电流表 A2量程 1OmA，内阻 r2=10；定值电阻:R1=70；滑动变阻器 R2：最大电阻 30;滑动变阻器 R3:最大电阻 300；滑动变阻器 R4;最大电阻 600；电源 E:电动势 3V,内阻不计；开关 S，导线若干.某同学已完成了一部分电路设计,如图所示，为了减小测量误差，要求两电流表的指针偏转角度都超过最大偏角的一半,并能够在较大变化范围内进行多次测量.请在虚线框内将测量电路补充完整（并标注所选器材字母代号)。在闭合开关 S 闭合前，应将滑动变阻器的滑片拨在_端（选填“a”或“b”），滑 动 变 阻 器应该选择_（选填“R2、“R3”或“R4”）。若在某次测量中，电流表 A1的示数为 I1,电流表 A2的示数为 I2，则电流表 A1的内阻 r1=_(请用 I1、I2、R1或 r2表示结果）答案:（2）如图（4 分);b，R4(每空 2 分）；2 21 111I rI RIr(3 分)。19、实验室中现有的器材如下：电池 E（电动势约 10V、内阻 r 约 1）;标准电流表 A1(量程 300mA，内阻 r1约为 5);电阻箱 R1（最大阻值 999.9，阻值最小改变量为 0。1）;滑动变阻器 R2（最大阻值 10）;开关 S 和导线若干 要求设计-个测定电流表 A2(量程 250mA，内阻 r2约为 5)内阻的实验方案（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号 (2）要直接测出的物理量是_，用这些物理量表示待测电流表 A2内阻的计算公式是_ 答案：】(1)如上图（右）所示（2)A1、A2两电流表的读数 I1、I2和电阻箱 R1的阻值121212,IIR rRI 7(青岛二模）（2)(8 分)在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，提供了如下器材：小灯泡,标有“3。8V 1。14W字样；电压表V：量程为5V，内阻约为5k；直流电源E:电动势为4.5V,内阻不计；开关S 及导线若干；其它供选用的器材还有:电流表A1:量程250mA，内阻约为2；电流表A2:量程500mA，内阻约为1；滑动变阻器R1：阻值0 10；滑动变阻器R2：阻值0 2k 为了调节方便,测量的准确度高,实验中应选用电流表为 ，滑动变阻器为 (填器材的字母代号）；在虚线框内画出实验电路图；由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图（甲）所示,将本实验用的小灯泡E S A1 A2 a b c R1 接入如图(乙)所示的电路，电源电压恒为6V,定值电阻R330 内阻不计的电流表A的读数为0。45A，此时小灯泡消耗的实际功率为 W 7。A2(1 分)R1（1分）电流表外接,滑动变阻器接成分压式（3分)0.50(3分）2(2011 德州一模）为了描绘一根熔断电流为 3 A、电阻 R 约为 0.5 的保险丝正常工作时的伏安特性曲线，需设计一个实验,除了导线和开关外，有以下器材可供选择：A电流表 A1（量程 50 mA，内阻 r1=40）B电流表 A2(量程 3 A，内阻 r2约为 0.8)C电压表 V1(量程 6 V，内阻约为 5 k)D电压表 V2(量程 15 V，内阻约为 15 k）E滑动变阻器 Rl（阻值范围 0 10)F滑动变阻器 R2(阻值范围 0 500）G电源E（电动势为 3 V,内阻约为 0.2 ）实验要求调节方便，测量精确，且使电表的示数均能超过各自量程的13 为了测得电流，应选择的器材是 ，为了测得电压，应选择的器材是 ,滑动变阻器应选择 (填器材前的字母序号）在方框内画出该实验的电路图，并用题中相应的字母标注所选器材(保险丝用“”表示)2。（2）B(2 分）、A（2 分)、E（2 分）如图所示（3 分，A1、A2位置标错者扣 1 分,电路图有一处接错者不得分)【例 3】常用的电流表有内阻，现要测量电流表 G1的内阻 r1，电路如图 7-3。3所示供选择的仪器如下:图 7。3。3 A待测电流表 G1(05 mA，内阻约 300）B电流表 G2(010 mA,内阻约 100）C定值电阻 R1(30)D定值电阻 R2(300)E定值电阻 R3（3 k)F滑动变阻器 R4(020)G电源（电动势 6。0 V,内阻不计)H开关 S 及导线若干(1)电路中与电流表 G1并联的电阻应选_，保护电阻应选用_(请填写器材前的字母序号)(2)根据电路图在图 7。3。4 中连接实物图，要求闭合开关前滑动变阻器的滑动触头 P 处于正确位置 图 7。3。4 图 7。3。5(3)补全实验步骤：按电路图连接电路；闭合开关 S，移动滑动触头 P 至某一位置，记录 G1、G2的读数 I1、I2；_；以 I1为纵轴，I2为横轴，作出相应图象如图 7-3.5 所示（4)根据I1.I2图线的斜率k及定值电阻,写出电流表G1内阻的表达式r1_。【解析】(1)由于 G2的量程为 010 mA，而 G1的量程为 05 mA,则与 G1并联的电阻分流大约是 05 mA，应与 G1的内阻相当，因此应选 R2，即 D.保护电阻如过大，则导致 G1、G2示数很小，或指针不偏转,因此应选 R1，即 C。(2）(3)多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2读数 I1、I2.（4）从电路可知：(I2I1）R2I1r1,即 I1错误!I2，即错误!k，所以 r1错误!R2.【答案】（1）D C（2)见解析图(3)多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2读数 I1、I2（4）1kkR2 为了测量某待测电阻RX的阻值，某实验小组设计了如图甲所示的实验电路图，实验室提供有如下器材：电流表A1（量程40 mA、内阻r1=10）电流表A2(量程100 mA、内阻约为3）滑动变阻器R，最大阻值为10 定值电阻R0（R0=100）电源E（电动势6V、内阻可忽略)开关、导线若干 图中a处应选用电流表 ，b处应选用电流表 。（填“A1”或“A2”)实验小组中的 A 同学按实验电路进行了电路连接，如图乙所示闭合开关前,B 同学发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是:；R R0 Rx b a S E 甲 纠正上述不当之处后,闭合开关，滑片P在A、B间移动，两电流表的示数改变，但变化不大由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 (选填“短路”或“断路”）排除故障后改变滑片 P 的位置，记录两电流表读数，并作出 Ia-Ib图像如图丙所示，由图像得 Rx=（2）A2、A1(1 各分）a 表应外接；滑动触头P 应在A 端(各2 分）9，断路（各1.5 分)220（3 分)5（2014四川高考）如图 7-3.10 是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx的原理图，图中 R0是保护电阻(10)，R1是电阻箱(099.9），R 是滑动变阻器，A1和 A2是电流表，E 是电源（电动势 10 V,内阻很小)图 7。3-10 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：(1）连接好电路,将滑动变阻器 R 调到最大；（2）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使 A1示数 I10.15 A,记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2的示数 I2；(3）重复步骤(2)，再测量 6 组 R1和 I2值;(4）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点 根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表：2 3 4 5 6 7 8 1 b a A B P 9 S Rx R0 0 Ia/mA Ib/mA 60 10 20 30 40 50 10 20 30 40 乙 丙 A电流表(03 mA，内阻为 2。0）B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00。3 A,内阻为 5.0）D电流表(00。3 A，内阻未知）A1应选用_，A2应选用_ 测得一组 R1和 I2值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数 I10.15 A，应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值_（选填“不变”、“变大或“变小”)在坐标纸上画出 R1与 I2的关系图 图 7-3-11 根据以上实验得出 Rx_.【解析】该实验测 Rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(Rxr2）I2（R0R1r1)I1，其中 r1、r2分别为 A1、A2两表的内阻又因为 Rx的阻值约几十欧，与 R0R1在同一数量级，A1示数为 I10。15 A，表示电流表 A1只能从 C、D 中选择,A2电流数量级与 A1相同由测量原理：（Rxr2)I2(R0R1r1)I1,因 Rx未知,故 r2阻值应已知，故 A1选 D，A2选 C.因 A1示数 I10.15 A 不变，R1变小,(R0R1r1)I1变小，滑动变阻器所分电压变大，R 应变大 该图线为一条直线，离直线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧 由实验原理得：(R0R1r1)I1(Rxr2)I2 其中 R010，r25，I10。15 A，从图线上选择两组 R1、I2代入不同数值可解得 Rx约为 31。【答案】D C 变大 关系图线如图所示 31 2欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路：a无论怎样调节变阻器,电流表都不会超量程;b有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据 现备有如下器材:A待测电流表 A1(量程 3 mA，内阻约为 50)B电压表 V(量程 3 V，内阻未知）C电流表 A2（量程 15 mA，内阻为 10）D保护电阻 R120 E直流电源 E（电动势 2 V，内阻忽略不计)F滑动变阻器（总阻值 10,额定电流 0。5 A)G开关一个，导线若干(1)在以上提供的器材中，除 A、E、F、G 以外,还应选择_、_(填字母代号)（2）请画出符合要求的实验电路图 【解析】根据题中给出的备用器材,选择内阻已知的电流表 A2作为电压表，选择保护电阻 R 与并联的两个电流表串联由于电流表两端电压最大只有 0。15 V，滑动变阻器最大电阻只有 10，所以选择分压电路，电路图如图所示【答案】(1）C D（2）见解析 6某实验小组要测量一个用电器 L 的额定功率（额定电压为 10 V、额定功率在12 W15 W 之间）,测量电路的部分导线已经接好（如图 7。3。16 所示），实验室有下列器材可供选用:图 7。3-16 直流电源：E1（电动势为 3 V，内阻很小）E2(电动势为 15 V,内阻很小)直流电流表：A1（量程 00.6 A,内阻约为 0。5)A2(量程 03 A,内阻约为 0。1)直流电压表：V（量程为 3 V、内阻为 3 k）滑动变阻器：R1（阻值范围 020）R2(阻值范围 0200)定值电阻:R33 k、R49 k、R525 k 开关一个，导线若干 为使测量尽可能准确、方便，请回答:(1)电源应该选择_(填“E1”或“E2）；（2)电流表应该选择_(填“A1”或“A2”）；(3)滑动变阻器应该选择_(填“R1或“R2”）；(4)由于电压表的量程不够，要利用一个定值电阻进行改装请选择合适的定值电阻，在图 7.3.16 中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分【解析】由于额定电压为 10 V，所以直流电源选择电动势为 15 V 的 E2。其额定电流为 1。2 A1.5 A，所以直流电流表选择 A2.根据已有的电路结合使实验结果更为精确的要求，采用限流电路，所以利用滑动变阻器 R1作为限流电阻若要将电压表改装为量程更大的电压表，需要与其串联一个定值电阻，根据串联电路特点知，若串联 R3,则量程为 6 V，若串联R4,则量程为12 V，若串联R5，则量程为 28 V，因此串联 R4比较合适【答案】（1）E2(2)A2(3）R1(4）如图所示 【例 3】用以下器材测量电阻 RX的阻值（9001 000）：电源 E，具有一定内阻,电动势约为 9.0 V；电压表 V1,量程为 1。5 V，内阻 r1750；电压表 V2，量程为5 V，内阻 r22 500；滑动变阻器 R，最大阻值约为 100;单刀单掷开关 S,导线若干 （1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的 1/3，试画出测量电阻 RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)(2）若电压表 V1的读数用 U1表示,电压表 V2的读数用 U2表示，则由已知量和测得量表示 RX的公式为 RX_。【解析】(1)由于已知 V1、V2的内阻，可由公式 I错误!计算通过的电流，再结合V2的量程大于V1，所以可将V1当做电流表使用测量电阻RX的实验电路如下图所示 (2)电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2，电压表 V1的内阻为 r1,根据串、并联电路的规律，算出 RX的电阻为 RX(U2U1）r1/U1【答案】(1）见解析（2)（U2U1)r1/U1 9、要测量电压表 V1 内阻，现有以下器材：A、电压表 V1（量程 3V，内阻约几千欧）B、电压表 V2（量程 15V，内阻约几十千欧）C、电流表 A（量程 3A，内阻约为 0.1 欧）D、定值电阻 R0（阻值为 3。0 千欧）E、滑动变阻器 R1（最大阻值为 200 欧)F、直流电源 E（电动势约为 6V，内阻不计）G、开关、导线若干 在上述提供的器材中，要完成此实验,测量要求尽可能精确，电表读数范围宽，请你：（1)选用器材_；(2）并画出测量实验电路图;（3）并写出用已知量和测量的量表示的表达式_.答案：（1）V1 V2 R0 R1 (2）图略 （3)1021VU RRUU 3（2014辽宁五校联考)从下表中选出适当的实验器材，测量小电珠的伏安特性曲线，得到如图的 I。U 图线。器材(代号）规格 电流表(A1)量程 00.6 A,内阻 1 电流表（A2)量程 03 A,内阻 1 电压表(V1）量程 03 V，内阻约 2 k 电压表(V2）量程 015 V，内阻约 10 k 滑动变阻器(R0)阻值 025 电池（E)电动势 6 V，内阻不计 开关（S）导线若干 （1）在如图实-8。7 所示的 I。U 图线中，A 到 B 过程中小电珠电阻改变了_。图实。8。7(2)测量电路中电流表应选用_（填代号），电压表应选用_（填代号)，电流表应采用_（选填“内”或“外”）接法（3）在图示虚线框中用笔补画完整实验电路图,要求变阻器滑片右移时,小电珠两端电压变大 【解析】（1)先分别通过 AO 和 BO 连线的斜率，求出 A、B 两点对应电阻为 30 和 40，则 A 到 B 过程中小电珠电阻改变了 40 30 10。(2）由图象测量的最大数值可知,电流表应选小量程 0。6 A，即 A1，电压表应选较大量程 15 V，即 V2.由于错误!100 40,故应采用电流表外接法(3）电表读数从 0 开始，故变阻器应采用分压式接法，如图所示 2(对实验原理与操作的考查)某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的