专题14 电学实验（易错练兵）-2018年高考物理备考黄金易错点

专题14 电学实验（易错练兵）-2018年高考物理备考黄金易错点

1.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和 a1b1 固定在同 一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两 导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 (1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关 闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。 (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A．适当增加两导轨间的距离 B．换一根更长的金属棒 C．适当增大金属棒中的电流 其中正确的是________(填入正确选项前的标号)。 解析：(1)实验电路连线如图所示。 答案：(1)见解析 (2)AC 2．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60 ℃ 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过 Ic 时就会报 警)，电阻箱(最大阻值为 999.9 Ω)，直流电源(输出电压为 U，内阻不计)，滑动变阻器 R1(最 大阻值为 1 000 Ω)，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。 在室温下对系统进行调节。已知 U 约为 18 V，Ic 约为 10 mA；流过报警器的电流超过 20 mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在 60 ℃时阻值为 650.0 Ω。 (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。 (2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。 (3)按照下列步骤调节此报警系统： ①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω； 滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是 _____________________________________________________________。 ②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 ________________________________________________________________________。 (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 解析：(1)电路图连接如图。 (2)报警器开始报警时，对整个回路有 U＝Ic(R 滑＋R 热) 答案：(1)连线见解析图 (2)R2 (3)①650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA， 报警器可能损坏 ②c 报警器开始报警 3．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实 测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下： 待测电压表(量程 3 V，内阻约为 3 000 Ω)，电阻箱 R0(最大阻值为 99 999.9 Ω)，滑动变阻 器 R1(最大阻值 100 Ω，额定电流 2 A)，电源 E(电动势 6 V，内阻不计)，开关两个，导线若干。 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。 (2)根据设计的电路，写出实验步骤：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将这种方法测出的电压表内阻记为 RV′，与电压表内阻的真实值 RV 相比， RV′________RV(填“＞”“＝”或“＜”)，主要理由是 __________________________________________________________。 解析：(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路如图所 示。 答案：见解析 4.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂 废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·m)。如图甲所示为该 同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，左、 右两侧带有接线柱，容器内表面长 a＝40 cm，宽 b＝20 cm，高 c＝10 cm，将水样注满容器 后，用多用电表粗测水样电阻约为 2 750 Ω。 (1)为精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材： A．电流表(量程 5 mA，电阻 RA 为 50 Ω) B．电压表(量程 15 V，电阻 RV 约为 10 kΩ) C．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流 1 A) D．电源(12 V，内阻约 10 Ω) E．开关一只、导线若干 请在图乙实物图中完成电路连接。 (2)正确连接电路后，闭合开关，测得一组 U、I 数据；再调节滑动变阻器，测出一系列 数据如下表所示，请在如图丙所示的坐标纸中作出 UI 关系图线。 U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6 I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15 (3)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率约为________ Ω·m。据此可知，所得水样 ________(填“达标”或“不达标”)。 答案：(1)如图 1 所示 (2)如图 2 所示 (3)137(134～140 均可) 不达标 5．某实验小组研究两个未知元件 X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为 3 kΩ)、电流表(内阻约为 1 Ω)、定值电阻等。 (1)使用多用电表粗测元件 X 的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图(a)所示，读数为 ________Ω，据此应选择图中的________(填“b”或“c”)电路进行实验。 (2)连接所选电路，闭合 S，滑动变阻器的滑片 P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐 ________(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件 X 换成元件 Y，重复实验。 (3)图(d)是根据实验数据作出的 UI 图线，由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性 元件。 (4)该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值 R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动 势 E 和内阻 r，电路如图(e)所示，闭合 S1 和 S2，电压表读数为 3.00 V；断开 S2，读数为 1.00 V。利用图(d)可算得 E＝______V，r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理 想电压表)。 解析：(1)用多用电表的欧姆挡测电阻时，电阻值＝示数×倍率，故 X 的读数为 10 Ω×1＝ 10 Ω，由于RX RA＜RV RX，或 RX ≪ RV，故用伏安法测元件 X 的电阻时，电流表应外接，故选 b 电 路进行实验。 答案：(1)10 b (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50 6．某同学发现很多教辅用书中提到的二极管正接电阻均是某一定值，而他又注意到人 教版高中《物理》教材中写到“二极管是非线性元件，它的电阻与通过的电流大小有关”。他 为了探求真知，找来一个 LED 蓝光二极管： (1)他首先利用多用电表对它的正接时电阻进行粗略测量，如图甲所示，下面说法中正 确的是( ) A．欧姆表的表笔 A、B 应分别接二极管的 C、D 端 B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆 调零 D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于 175 Ω (2)为了正确描绘出该二极管正接时的伏安特性曲线，可供选择的器材如下： 直流电源 E：(电动势为 3 V，内阻不计) 电流传感器：(量程－10 mA～＋10 mA，相当于理想电流表，能较为精确测出通过二极 管的电流) 电压表：(量程 1 V，内阻为 1 kΩ) 定值电阻 R0：阻值为 2 kΩ 滑动变阻器 R1：(0～10 Ω) 滑动变阻器 R2：(0～1000 kΩ) 开关、导线若干 ①实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)； ②请在图乙方框中画出实验电路原理图； ③实验记录的 8 组数据如下表所示，其中 7 组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上， 请标出余下一组数据的对应点，并画出 IU 图像； LED 蓝光二极管正向伏安特性曲线测试数据表 I(mA) 0 0.10 0.31 0.61 0.78 1.20 3.10 5.00 U(V) 0 0.61 0.96 1.52 2.03 2.35 2.64 2.75 ④由所绘制图像可知，他选用的 LED 蓝光二极管是________(选填“线性”或“非线性”)电 学元件。 答案：(1)AC (2)①R1 ②③见解析图 ④非线性 7．采用伏安法测量电源电动势 E 和内阻 r 时，某创新小组对方案进行了研讨，设计出 了如图所示的测量电源电动势 E 和内阻 r 的电路，E′是辅助电源，A、B 两点间有一灵敏电流 计 G。 (1)补充下列实验步骤： ①闭合开关 S1、S2，调节 R 和 R′使得灵敏电流计 G 的示数为零，读出电流表和电压表的 示数 I1 和 U1，其中 I1________(填“大于”“小于”或“等于”)通过电源 E 的电流。 ②改变滑动变阻器 R、R′的阻值，重新使得________，读出电流表和电压表的示数 I2 和 U2。 (2)根据测量值求出 E＝________，r＝________。 (3)该实验方案的优点是消除了________(填“偶然”或“系统”)误差。 答案：(1)①等于 ②灵敏电流计 G 的示数为零 (2) I1U2－I2U1 I1－I2 U2－U1 I1－I2 (3)系统 8．某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图连接电路， 实验过程中操作规范，测量准确，得到一系列数据，如图乙中的散点。 该实验小组对实验进行了改进，如图丙所示，将小灯泡 L 的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好， 仍然置于灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水， 使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲 中小灯泡 L 处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在 25 ℃。实 验过程中操作规范，测量准确，得到一组数据，如图丁中的一组散点。已知水的电阻远大于 灯丝的电阻。 (1)请在图乙上描绘小灯泡的伏安特性曲线 K1；曲线 K1 表明，随着电压升高，小灯泡的 电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。 (2)请在图丁上描绘小灯泡灯丝的伏安特性曲线 K2；曲线 K2 表明，随着电压升高，水中 灯丝电阻____________(填“越来越小”“基本不变”或“越来越大”)。 (3)对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线 K1 的电流值基本都远远小于曲线 K2 的 电流值，其原因是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)用平滑的曲线将各点相连，如图 1 所示；因 IU 图像中图像的斜率表示电阻的 倒数，故由图 1 可知，电阻越来越大。 9．某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。 A．待测干电池两节，每节干电池电动势约为 1.5 V，内阻约几欧姆 B．直流电压表 V1、V2，量程均为 3 V，内阻约为 3 kΩ C．定值电阻 R0，阻值未知 D．滑动变阻器 R，最大阻值为 Rm E．导线和开关 (1)实验之前，需要利用该电路测出定值电阻 R0，方法是先把滑动变阻器 R 调到最大阻 值 Rm，再闭合开关，电压表 V1 和 V2 的读数分别为 U10、U20，则 R0＝________(用 U10、U20、 Rm 表示)。 (2)实验中移动滑动变阻器 R 的滑片，读出电压表 V1 和 V2 的多组数据 U1、U2，描绘出 U1U2 图像如图乙所示，图中直线斜率为 k，与横轴的截距为 a，则两节干电池的总电动势 E ＝________，总内阻 r＝________(用 k、a、R0 表示)。 答案：(1) U20－U10 U10 Rm (2) ka k－1 R0 k－1 10．在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： A．电流传感器 1 B．电流传感器 2 C．定值电阻 R0(3 kΩ) D．滑动变阻器 R(0～20 Ω) E．开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图 甲所示的电路来完成实验。 (1)该同学利用测出的实验数据作出的 I1I2 图线(I1 为电流传感器 1 的示数，I2 为电流传感 器 2 的示数，且 I1 远小于 I2)如图乙所示，则由图线可得被测电池的电动势 E＝________ V， 内阻 r＝________ Ω。 (2)若将图线的纵轴改为________，则图线与纵轴交点的物理含义即为被测电池电动势 的大小。 解析：(1)由闭合电路欧姆定律有 E＝U＋Ir，可得 I1R0＝E－I2r，则 I1＝ E R0－ r R0I2，即 I1 与 I2 间为线性关系，由数学知识可得，k＝－ r R0，b＝ E R0，由题图乙可知，b＝1.5 mA，k＝－0.5×10 －3，解得 E＝4.5 V，r＝1.5 Ω。(2)若将图像纵轴改为路端电压，即 I1R0，则图像与纵轴交点的 物理含义为电源的电动势的大小。 答案：(1)4.5 1.5 (2)I1R0 11．国标(GB/T)规定自来水在 15 ℃时的电阻率应大于 13 Ω·m。某同学利用图甲所示的 电路测量 15 ℃的自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上 加有阀门 K，以控制玻璃管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)， 右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为 3 V，内阻可忽略)，电 压表 V1(量程为 0～3 V，内阻很大)，电压表 V2(量程为 0～3 V，内阻很大)，定值电阻 R1(阻值 4 kΩ)，定值电阻 R2(阻值 2 kΩ)，电阻箱 R(最大阻值 9 999 Ω)，单刀双掷开关 S，导线若干， 游标卡尺，刻度尺。 实验步骤如下： A．用游标卡尺测量玻璃管的内径 d； B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱的长度 L； C．把 S 拨到 1 位置，记录电压表 V1 示数； D．把 S 拨到 2 位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2 示数与电压表 V1 示数相同，记录 电阻箱的阻值 R； E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤 C、D，记录每一次水柱的长度 L 和电阻箱的 阻值 R； F．断开 S，整理好器材。 (1)测玻璃管内径 d 时，游标卡尺示数如图乙所示，则 d＝________ mm。 (2)玻璃管内水柱的电阻 Rx 的表达式为 Rx＝________(用 R1、R2、R 表示)。 (3)利用记录的多组水柱长度 L 和对应的电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图丙所示的 R 1 L 关系图像。自来水的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)。 答案：(1)30.00 (2) R1R2 R (3)14 12．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、 电容器、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 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势 E 的标称值为 3.4 V)。还准备了如下实验器材： A．电压表 V(量程 0～4 V，内阻 RV 约 10 kΩ) B．电流表 A1(量程 0～100 mA，内阻约 5 Ω) C．电流表 A2(量程 0～2 mA，内阻约 50 Ω) D．滑动变阻器 R(0～40 Ω，额定电流 1 A) E．电阻箱 R0(0～999.9 Ω) F．开关 S 一个、导线若干 (1)小刚采用伏安法测定 Rx 的阻值，他使用的电源是待测的锂电池。图甲是他连接的部 分实验器材，请你完成实物连接。小刚选用的电流表应是________(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________(填“大于”或“小于”)真实值。 (2)小聪和小明设计了图乙所示的电路图来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，调节电阻箱的阻值为 R1 时，读出电压表的示数为 U1；调节电阻箱的阻值为 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1 U 1 R图像为一条直线，如图丙所示。则该图像的函数表达式为1 U＝________， 由图丙可知该电池的电动势 E＝________ V，内阻 r＝________Ω。 解析：(1)测量 Rx 的阻值时，滑动变阻器采取分压接法，由于待测电阻的阻值较大，电 流表采取内接法；通过待测电阻的最大电流为 Im＝ 3.4 2 000 A＝1.7 mA，故电流表选取 A2；由 于电流表采取内接法，用电压表的读数除以电流表的读数应为待测电阻与电流表内阻的阻值 之和，所以测量值大于真实值。 斜率r E＝0.6－0.3 4.0 Ω·V－1＝ 3 40 Ω·V－1， 解得 r＝0.25 Ω。 答案：(1)如图所示 A2 大于 (2)a.错误! b. r ER＋1 E 10 3 (或 3.3) 0.25 13．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V、内阻约为 3 kΩ的电压表和量程 为 0.6 A、内阻约为 0.1 Ω的电流表。采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电 阻为图乙中的 R1，其阻值约为 5 Ω。 (1)测 R1 阻值的最优连接方式为导线①连接________(填 a 或 b)、导线②连接________(填 c 或 d)。 (2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得 R1 的阻值为________Ω。 U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知图乙中 R2 与 R1 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2 的边长是 R1 的 1 10，若测 R2 的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。 A．①连接 a，②连接 c B．①连接 a，②连接 d C．①连接 b，②连接 c D．①连接 b，②连接 d 解析：(1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线①接 a，由于采用 分压电路，故导线②应接 d。 (2)根据实验数据作出 R1 的伏安特性曲线如图所示，图线的斜率即为电阻 R1 的大小，由 图像可知，R1＝4.6 Ω。 14．利用如图 1229 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： 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． 图 1229 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1 I为纵坐标，R 为横坐标，作1 I 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1 I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 1230 甲 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 1 I/A－1 6．99 8．00 ② 10．0 11．0 11．9 13．0 甲 乙 图 1230 (3)在图 1230 乙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． (4)根据图线求得电源电动势 E＝______________V，内阻 r＝________Ω． (4)电源电动势 E＝3．0 V，电源内阻 r＝1．0 Ω． 【答案】 (1) 1 I＝3．0 E R＋3．0 E (5．0＋r) (2)①0．110 A ②9．09 A－1 (3)如解析图所示，k＝1．00(或在 0．96～1．04 之间)，b＝6．0(或在 5．9～6．1 之间) (4)3．0(或在 2．7～3．3 之间) 1．0(或在 0．6～1．4 之间) 15．一直流电压表，量程为 1 V，内阻为 1 000 Ω，现将一阻值为 5 000～7 000 Ω之间的 固定电阻 R1 与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定 一直流电源(电动势 E 为 6～7 V，内阻可忽略不计)，一阻值 R2＝2 000 Ω的固定电阻，两个单 刀开关 S1、S2 及若干导线． 图 1224 (1)为达到上述目的，将图 1224 所示的电路图连成一个完整的实验电路图． (2)连线完成以后，当 S1 与 S2 均闭合时，电压表的示数为 0．90 V；当 S1 闭合，S2 断开 时，电压表的示数为 0．70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为________V，电源电 动势为________V． 【解析】 在测量时，一次将改装电压表接在电源上，一次将改装电压表与定值电阻串 联后接在电源上，分别根据闭合电路的欧姆定律列式，联立方程组求出改装电压表的内阻， 两个开关都闭合时，E＝ U1 1 000 ΩRV，当 S1 闭合，S2 断开时，E＝ U2 1 000 Ω(RV＋R2)，联立得 RV ＝7 000 Ω，E＝6．3 V，改装电压表的量程为 1 1 000×7 000 V＝7 V． 【答案】 (1)电路如图所示 (2)7 6．3 16．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻 Rx 约为 3 Ω，实验室备有下 列实验器材： A．电压表 V(量程 3 V，内阻约为 3 kΩ) B．电流表 A(量程 0．6 A，内阻约为 1 Ω) C．滑动变阻器 R(0～10 Ω，额定电流 0．5 A) D．电源 E(电动势为 3 V，内阻约为 0．3 Ω) E．开关 S，导线若干 甲 乙 丙 丁 图 1225 (1)为减小实验误差，应选用图 1225 中__________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理 图． (2)现用刻度尺测得金属丝长度为 60．00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如图丙，则 直径为________mm．图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为______Ω·m．(结果保留 3 位有效数字) 【解析】 (1)因RV Rx＝3 000 3 ＝1 000，Rx RA＝3 1＝3， 【答案】 (1)乙 (2)0．608(0．606～0．609 均正确) 1．16×10－6(1．15×10－6～1．17×10－6 均正确) 17．某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡 L(额定电压 3．8 V，额定 电流 0．32 A) 电压表 V(量程 3 V，内阻 3 kΩ) 电流表 A(量程 0．5 A，内阻 0．5 Ω) 固定电阻 R0(阻值 1 000 Ω) 滑动变阻器 R(阻值 0～9．0 Ω) 电源 E(电动势 5 V，内阻不计) 开关 S 及导线若干． (1)实验要求能够实现在 0～3．8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原 理图． (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图 1226a 所示． a b 图 1226 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻______(填“增大”“不变”或“减小”)，灯 丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)． (3)用另一电源 E0(电动势 4 V，内阻 1．00 Ω)和题给器材连接成图 b 所示的电路图，调节 滑动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关 S，在 R 的变化范围内，小灯 泡的最小功率为________W，最大功率为______W．(结果均保留两位小数) 【解析】 (1)因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因电 流表内阻和灯泡内阻接近，故电流表采用外接法；另外为了保护电压表，用 R0 和电压表串 联，故原理图如图所示； 当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡消耗的功率最大；此时电源的内阻为 1．0 Ω，作 出电源的伏安特性曲线如图中虚线所示；由图 a 可知，此时电压为 3．65 V，电流为 320 mA ＝0．32 A；则可知最大功率 Pmax＝U′I′＝3．65×0．32 W＝1．17 W．x..k.w 【答案】 (1)见解析 (2)增大 增大 (3)0．39 1．17 18．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r，又能同时描 绘小灯泡的伏安特性曲线． A．电压表 V1(量程 6 V、内阻很大) B．电压表 V2(量程 3 V、内阻很大) C．电流表 A(量程 3 A、内阻很小) D．滑动变阻器 R(最大阻值 10 Ω、额定电流 4 A) E．小灯泡(2 A、5 W) F．电池组(电动势 E、内阻 r) G．开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表 V1 的示数增大，则电压 表 V2 的示数减小． (1)请将设计的实验电路图在图 1227 甲的虚线方框中补充完整． 甲 乙 图 1227 (2)每一次操作后，同时记录电流表 A、电压表 V1 和电压表 V2 的示数，组成两个坐标点 (I1，U1)、(I2，U2)，标到 UI 坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则 电池组的电动势 E＝________V、内阻 r＝________Ω．(结果保留两位有效数字) (3)在 UI 坐标中两条图线在 P 点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω． (2)电源的 UI 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势 E＝4．5 V，电源内阻 r ＝ΔU ΔI ＝4．5 V－2．5 V 2．0 A ＝1．0 Ω． (3)由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 UL＝2．5 V，此时电路电流 I ＝2．0 A，电源电动势 E＝Ir＋UL＋IR 滑，即 4．5 V＝2．0 A×1 Ω＋2．5 V＋2．0 A×R 滑，则 R 滑＝0 Ω． 【答案】 (1)见解析 (2)4．5 1．0 (3)0 19．一个小灯泡的额定电压为 2．0 V，额定电流约为 0．5 A，选用下列实验器材进行 实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性图线． A．电源 E：电动势为 3．0 V，内阻不计 B．电压表 V1：量程为 0～3 V，内阻约为 1 kΩ C．电压表 V2：量程为 0～15 V，内阻约为 4 kΩ D．电流表 A1：量程为 0～3 A，内阻约为 0．1 Ω E．电流表 A2：量程为 0～0．6 A，内阻约为 0．6 Ω F．滑动变阻器 R1：最大阻值为 15 Ω，额定电流为 1．0 A G．滑动变阻器 R2：最大阻值为 150 Ω，额定电流为 1．0 A H．开关 S，导线若干 实验得到如下数据(I 和 U 分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压)： I/A 0．00 0．16 0．25 0．30 0．34 0．40 0．45 0．50 U/V 0．00 0．20 0．40 0．60 0．80 1．20 1．60 2．00 (1)实验中电压表应选用______________；电流表应选用________________；滑动变阻器 应选用______________(请填写选项前对应的字母)． (2)不改动已连接导线，在实物连接图 1228 甲中把还需要连接的导线补上．闭合开关前， 应使滑动变阻器的滑片放在最________(选填“左”或“右”)端． (3)在坐标图 1228 乙中画出小灯泡的 UI 曲线． 甲 乙 图 1228 甲 乙 【答案】 (1)B E F (2)见解析图 左 (3)见解析图