高考物理精讲专题电学实验二高考定位审题破题含原创题组及解析

高考物理精讲专题电学实验二高考定位审题破题含原创题组及解析

考题1　测定金属丝(液体)的电阻率 例1　在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：‎ ‎(1)某实验小组用如图1所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．‎ 图1‎ ‎①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．‎ ‎②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中三种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则d应选下表中的 ________(用表中编号D、E、F表示).‎ 编号 材料 长度L/m 横截面积S/mm2‎ A 镍铬合金 ‎0.30‎ ‎0.50‎ B 镍铬合金 ‎0.50‎ ‎0.50‎ C 镍铬合金 ‎0.30‎ ‎1.00‎ D 镍铬合金 ‎0.50‎ ‎1.00‎ E 康铜丝 ‎0.30‎ ‎0.50‎ F 康铜丝 ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率．‎ ‎①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图2甲所示，则金属丝的直径d为 ________.‎ ‎②按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在图丙中所示的坐标系上．由图可求得金属丝电阻R＝________ Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．‎ 图2‎ 解析　(1)①串联电路电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小．②探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A、B、C的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d应选表中的E.‎ ‎(2)①由图示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm＋10.0×0.01 mm＝1.600 mm；②根据坐标系内的点作出图象如图所示．‎ 由图象可知，电阻阻值为R＝＝ Ω＝0.5 Ω；由电阻定律R＝ρ＝ρ可得，电阻率ρ＝＝ Ω·m≈1.3×10－6 Ω·m.‎ 答案　(1)①不需要，串联电路电流处处相等，电压与电阻成正比　②E　(2)①1.600 mm　②0.5　1.3×10－6‎ ‎1．(2014·江苏·10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率．‎ ‎(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图3所示的部件__________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm.‎ 图3‎ ‎(2)图4所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)．‎ 图4‎ ‎(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议．‎ 答案　(1)B　0.410　(2)7、9　断路 ‎(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值．(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)‎ 解析　(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(0＋41.0×0.01) mm＝0.410 mm.‎ ‎(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的．而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、9间断路．‎ ‎(3)由题知≈0.005<≈0.019，说明电流表的分压作用不显著，故可将电流表改为内接，并测出多组U、I值，求出Rx后，再取平均值作为实验结果．‎ ‎2．(1)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图5所示，则它们的读数值依次是________、________、________.‎ 图5‎ ‎(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E＝4.5 V，内阻很小．则以下电路图中________(填电路图下方的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏________．‎ 若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0 Ω，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的________电路(填电路图下的字母代号)．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝________( 用题中字母代号表示)．‎ 答案　(1) 0.998 mm(0.996～0.999 mm均可)　0.42 A　2.26 V(2.25～2.28 V均可)　(2)A　小　B －RA 解析　(1)因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流式接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5 Ω，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小；(2)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表总电阻R＝，则待测电阻Rx＝R－RA.‎ 连接实物图要根据电路原理图，采用先串后并，如果滑动变阻器是分压式接法，一般先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻连接，然后将滑动变阻器的分压部分、待测电阻、电流表串联，最后并联电压表．同时注意电压表和电流表的正负接线柱以及电流表的内、外接法，还要注意量程选取是否合适．‎ 考题2　测定电源的电动势和内阻 例2　某同学用如图6所示电路测量多用电表的内阻和内部电池的电动势．‎ 图6‎ ‎(1)多用电表右侧表笔为________(填“红表笔”或“黑表笔”)．将多用电表选择旋钮调至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节________，使指针指在右侧满刻度处．‎ ‎(2)移动滑动变阻器R的触头，分别读出五组电压表(内阻较大，可视为理想电压表)和欧姆表示数U、R，并将计算得出的、记录在表格中，其中第四次测量时欧姆表的示数如图7，其阻值为________ Ω.在如图8所示的坐标纸上作出－图线．‎ 图7‎ ‎2.50‎ ‎1.70‎ ‎1.25‎ ‎1.00‎ ‎0.80‎ ‎0.18‎ ‎0.10‎ ‎0.06‎ ‎0.02‎ 图8‎ ‎(3)若改用已使用较长时间的多用电表(电池电动势变小，内阻变大)，但仍能调零后测电阻，其测得电阻R值与原来相比________．(填“偏大”、“不变”或“偏小”)‎ 答案　(1)黑表笔　调零旋钮(调R0也可)‎ ‎(2)30　如图所示 ‎(3)偏大 ‎3．某同学用如图9所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源，且已选定倍率并进行了欧姆调零)．实验器材的规格如下：‎ 图9‎ 电流表A1(量程200 μA，内阻R1＝300 Ω)‎ 电流表A2(量程30 mA，内阻R2＝5 Ω)‎ 定值电阻R0＝9 700 Ω 滑动变阻器R(阻值范围0～500 Ω)‎ ‎(1)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.多次改变滑动触头的位置，得到的数据见下表.‎ I1(μA)‎ ‎120‎ ‎125‎ ‎130‎ ‎135‎ ‎140‎ ‎145‎ I2(mA)‎ ‎20.0‎ ‎16.7‎ ‎13.2‎ ‎10.0‎ ‎6.7‎ ‎3.3‎ 依据表中数据，作出I1—I2图线如图10所示；据图可得，欧姆表内电源的电动势为E＝________ V，欧姆表内阻为r＝________ Ω.(结果保留3位有效数字)‎ 图10‎ ‎(2)若某次电流表A1的示数是114 μA，则此时欧姆表示数约为________ Ω.(结果保留3位有效数字)‎ 答案　(1)1.50(1.48～1.51)　15.0(14.0～16.0)‎ ‎(2)47.5(47.0～48.0)‎ 解析　(1)根据闭合电路欧姆定律，由图象与纵坐标的交点可求得：欧姆表内电源的电动势E＝150 μA×(300＋9 700) Ω＝1.50 V；‎ 由图象的斜率绝对值可求得欧姆表内阻，内阻约为r＝＝ ‎＝ Ω＝15.0 Ω.‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R0＋R1)＋Ir，则I＝‎ ＝0.024 A，故欧姆表的示数R＝＝47.5 Ω.‎ 测量电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种：‎ ‎1．伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir，利用两组数据，联立方程求解E和r；也可作出U—I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．‎ ‎2．伏阻法——利用电压表和电阻箱．闭合电路方程为E＝U(1＋)．利用两组数据联立方程求解或将原方程线性化，处理为＝·＋或U＝－r＋E，作—图象或U—图象，利用图线的截距和斜率求E和r.‎ ‎3．安阻法——利用电流表和电阻箱．闭合电路方程为E＝I(R＋r)，利用两组数据联立方程求解或将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r.‎ ‎　　　　考题3　从原理迁移中突破电学实验 例3　霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图11所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．‎ 图11‎ ‎(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图11所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连．‎ ‎(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图12中画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3 V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字).‎ I(×10－3 A)‎ ‎3.0‎ ‎6.0‎ ‎9.0‎ ‎12.0‎ ‎15.0‎ ‎18.0‎ UH(×10－3 V)‎ ‎1.1‎ ‎1.9‎ ‎3.4‎ ‎4.5‎ ‎6.2‎ ‎6.8‎ 图12‎ ‎(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图13所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向____(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间．‎ 图13‎ 解析　(1)根据左手定则，正电荷受力向左，因此“＋”接线柱应接M点；(2)画出图象，图象的斜率为，将B和d代入就可以求出k值为1.5；(3)将S1掷向b，S2掷向c，电流恰好反向；应将该电阻接入公共部分，即在S1与S2之间，因此可以在S1与E之间也可以在E与S ‎2之间．‎ 答案　(1)M(1分)‎ ‎(2)如图所示(3分)‎ ‎1．5(1.4～1.6)(1分)　(3)b(1分)　c(1分)　S1(或S2)(1分)　E(1分)‎ ‎1．(2014·福建·19(2))(9分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理图如图14甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表，为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻．‎ 图14‎ ‎①已知灵敏电流计的满偏电流Ig＝100 μA、内阻rg＝2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只________ Ω(保留一位小数)的定值电阻R1；‎ ‎②根据如图14甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整的电路；‎ ‎③某次实验的数据如下表所示：‎ 测量次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 电压表读数U/V ‎5.26‎ ‎5.16‎ ‎5.04‎ ‎4.94‎ ‎4.83‎ ‎4.71‎ ‎4.59‎ ‎4.46‎ 改装表读数I/mA ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ ‎120‎ ‎140‎ ‎160‎ 该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________ Ω(保留两位小数)；为减小偶然误差，‎ 逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________．‎ ‎④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母)‎ A．电压表内阻的影响 B．滑动变阻器的最大阻值偏小 C．R1的实际阻值比计算值偏小 D．R0的实际阻值比标称值偏大 答案　①1.0　②见解析图(其他正确连接同样给分)　③1.66　充分利用已测得的数据 ‎④CD 解析　①由电流表的改装知识可知，R1＝＝ Ω≈1.0 Ω.‎ ‎②如下图．‎ ‎③根据闭合电路欧姆定律结合逐差法可知 r1＝－R0，r2＝－R0，‎ r3＝－R0，r4＝－R0.‎ 故r＝ ‎＝－R0＝‎ ‎[－4.0] Ω≈1.66 Ω.‎ 逐差法在计算中体现的主要优点是：充分利用已测得的数据．‎ ‎④根据题意可知，内阻的测量值为r测＝－R0，因此，电压表的内阻、滑动变阻器的阻值对测量结果无影响．若R1的实际值比计算值偏小，则改装后的电流表示数偏小，导致内阻测量值偏大．根据内阻测量值的表达式可知，R0的实际值比标称值偏大，也会导致内阻测量值偏大．故选C、D.‎ ‎2．2013年12月14日晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板．这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家．太阳能电池在有光照时，‎ 可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件，如图15所示．某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I－U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．‎ 图15‎ ‎(1)为了达到上述目的，应选用图16中的哪个电路图____________(填“甲”或“乙”)．‎ 图16‎ ‎(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图17的I－U图象．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为________ Ω.(保留两位有效数字)‎ 图17‎ ‎(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池，并用如图18电路调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U－I曲线a.再减小实验中光的强度，用一弱光重复实验，测得U－I曲线b，如图19.当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为1.5 V，则滑动变阻器的测量电阻为________ Ω，曲线b外电路消耗的电功率为________ W(计算结果保留两位有效数字)．‎ 图18‎ 图19‎ 答案　(1)甲　(2)很大　1.0×103　(3)7.1×103(7.0～7.2×103均可)　6.8×10－5(6.7～6.9×10－5均可)‎ 解析　(3)曲线a的路端电压为U1＝1.5 V时电路中电流为I1＝210 μA，即为强光照射时的工作点，连接该点和坐标原点，此直线为此时对应的外电路电阻的U－I图线，测量电阻为R＝≈7.1×103 Ω.此直线和曲线b的交点为弱光照射时的工作点，电流和电压分别为I＝97μA 、U＝0.7 V，则外电路消耗功率为P＝UI≈6.8×10－5 W.‎ 知识专题练　训练15‎ 题组1　测定金属丝(液体)的电阻率 ‎1．用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池．如图1甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座两端的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．‎ 图1‎ ‎(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号)‎ ‎(2)根据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将图2所示实物图连接成实验电路．‎ 图2‎ ‎(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝计算出相应的电阻值后作出R—L图线如图3所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________.‎ 图3‎ 答案　(1)D　H　G　(2)见解析图　(3) 解析　(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮使F固定后读数．‎ ‎(2)根据电路图，连接实物图 ‎(3)根据R＝ρ，得ΔR＝ρ，而S＝，代入得：ρ＝.‎ 题组2　测定电源的电动势和内阻 ‎2．(2014·新课标Ⅰ·23)利用如图4所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：‎ 图4‎ 待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表(量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.‎ 实验步骤如下：‎ ‎①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；‎ ‎②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；‎ ‎③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线(用直线拟合)；‎ ‎④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为________________________．‎ ‎(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时电流表的示数如图5所示，读出数据，完成下表．‎ 答：①__________，②__________.‎ R/Ω ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎6.0‎ ‎7.0‎ I/A ‎0.143‎ ‎0.125‎ ‎①‎ ‎0.100‎ ‎0.091‎ ‎0.084‎ ‎0.077‎ /A－1‎ ‎6.99‎ ‎8.00‎ ‎②‎ ‎10.0‎ ‎11.0‎ ‎11.9‎ ‎13.0‎ 图5‎ ‎(3)在图6的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝______ A－1·Ω－1，截距b＝________ A－1.‎ 图6‎ ‎(4)根据图线求得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.‎ 答案　(1)＝R＋(5.0＋r)‎ ‎(2)①0.110(0.109～0.111均正确)‎ ‎②9.09(9.01～9.17均正确)‎ ‎(3)见解析图　1.0(0.96～1.04均正确)‎ ‎6．0(5.9～6.1均正确)‎ ‎(4)3.0(2.7～3.3均正确)　1.0(0.6～1.4均正确)‎ 解析　(1)根据闭合电路欧姆定律可知：‎ E＝IRA＋(I＋)(R＋R0＋r)‎ 将R0＝3.0 Ω，R1＝3.0 Ω，RA＝6.0 Ω代入上式得＝R＋(5.0＋r)‎ ‎(2)从读数上，有效数字要一致，即读数是0.110 A，倒数是9.09 A－1.‎ ‎(3)由－R关系式可知k＝，截距b＝(5.0＋r)；由给出的数据作出图像，连线时尽可能使多的点在同一直线上，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧如图所示．‎ 由图像可知，k＝1.0 A－1·Ω－1，b＝6.0 A－1.‎ ‎(4)电源电动势E＝3.0 V，电源内阻r＝1.0 Ω.‎ 题组3　从原理迁移中突破电学实验 ‎3．实际电流表有内阻，测量电流表G1内阻r1的电路如图7所示．‎ 图7‎ 供选择的仪器如下：‎ ‎①待测电流表G1(0～5 mA，内阻约300 Ω)‎ ‎②电流表G2(0～10 mA，内阻约100 Ω)‎ ‎③定值电阻R1(300 Ω)‎ ‎④定值电阻R2(10 Ω)‎ ‎⑤滑动变阻器R3(0～1 000 Ω)‎ ‎⑥滑动变阻器R4(0～20 Ω)‎ ‎⑦干电池(1.5 V)‎ ‎⑧电键S及导线若干．‎ ‎(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)‎ ‎(2)对照电路图用笔连线连接如图8所示实物图．‎ 图8‎ ‎(3)补全实验步骤：‎ ‎①按如图7所示电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最________(填“左端”或“右端”)；‎ ‎②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1和G2的读数I1和I2；‎ ‎③多次移动滑动触头，记录G1和G2的读数I1和I2；‎ ‎④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图9所示．‎ 图9‎ ‎(4)根据I2－I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________________．‎ 答案　(1)③　⑥　(2)见解析图　(3)左端　(4)r1＝(k－1)R1‎ 解析　(1)因电流表G1的内阻约为300 Ω，故定值电阻选择R1；为调节方便滑动变阻器选择R4.‎ ‎(2)根据电路图连接实物如图所示：‎ ‎(3)为保护测量电路，闭合开关时，测量电路应处于短路状态，故滑片移至最左端．‎ ‎(4)由电路图知I2＝I1＋，可得图象的斜率k＝1＋，解得r1＝(k－1)R1.‎ ‎4．现有一刻度盘总共有N小格、且刻度均匀，量程未准确确定的电压表V1，已知其量程在13 ～16 V之间，内阻r1＝150 kΩ.为测定其准确量程U1，实验室提供了如下表所列的器材，要求方法简捷，尽可能减少误差，并能测出多组数据.‎ 器材(代号)‎ 规格 标准电压表V2‎ 量程3 V，内阻r2＝30 kΩ 电流表A 量程3 A，内阻r3＝0.01 Ω 滑动变阻器R 总阻值1 kΩ 稳压电源E ‎20 V，内阻很小 开关S、导线若干 ‎(1)某同学设计了如图10所示的甲、乙、丙三种电路图 图10‎ 你认为选择________电路图测量效果最好．(填“甲”、“乙”或“丙”)‎ ‎(2)根据测量效果最好的那个电路图，将如图11所示有关器材连接成测量电路．‎ 图11‎ ‎(3)若选择测量数据中的一组来计算V1的量程U1，则所用的表达式U1＝________________，式中各符号表示的物理量是：________________.‎ 答案　(1)乙　(2)见解析图　(3)U2　N：V1的总格数，N1：V1的读出格数，U2：V2的读数，r1：V1表内阻，r2：V2表内阻 解析　(1)由于待测电压表的满偏电流与标准电压表的满偏电流接近，大约是0.1 mA，所以可将两电压表串联使用，由于滑动变阻器的全电阻远小于电压表内阻，所以滑动变阻器应用分压式接法，所以选择乙电路图进行测量．‎ ‎(2)根据图乙所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．‎ ‎(3)待测电压表V1的指针偏转格数为N1，每格表示电压值为ΔU，‎ 由欧姆定律可得：＝ 所以电压表V1的量程为U1＝N·ΔU 联立解得U1＝U2‎ 其中r1＝150 kΩ，r2＝30 kΩ，U2为某次测量时标准电压表V2的读数，N1‎ 为某次测量时待测电压表V1的指针偏转格数．‎