高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择1

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第二轮能力专题：电路设计与仪器选择 第二轮能力专题：
专题解说
知识概要与方法
实验电路设计的原则
1、安全性 2、精确性 3、方便性 4、误差小 5、仪器少 6、耗电少
专题解说
一.仪器的选择
对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循 对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下， 以下原则： 以下原则： 安全性原则： ⑴安全性原则： 要保证所用仪器的安全， 要保证所用仪器的安全，注意考虑电源的 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。选 择滑动变阻器时， 择滑动变阻器时，流经滑动变阻器的电流不能超过允许通 过的最大电流。 过的最大电流。 尽量减小实验误差。选择电表时， 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证 精确性原则： ⑵精确性原则： 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），一般能 2/3）， 务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），一般能 用小时不用大。选择滑动变阻器时， 用小时不用大。选择滑动变阻器时，注意其阻值的大小对 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。对某个 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。
专题解说
⑶操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作，如 操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作， 滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它 的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下， 的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考 虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。 虑阻值大小对实验操作中是
否调节方便的影响。 选择的一般步骤是： 选择的一般步骤是： ①找出唯一性的器材； 找出唯一性的器材； 草画电路图（暂不把电表接入）； ②草画电路图（暂不把电表接入）； 估算最大值（ ③估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小 值）； 考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上 以上。

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④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。
专题解说 二.供电电路与滑动变阻器的选择
① 限流电路
设路端电压为U 设路端电压为U，滑动变阻器的有效 电阻为接线柱a 电阻为接线柱a和P之间的电阻RaP， 之间的电阻R 灯泡两端的电压为
R LU UL = R L + R ap
P ε RL b a
U 灯泡的电阻为R 灯泡的电阻为RL，则通过灯泡的电流强度为 I= R L + R ap
若滑动变阻器的总阻值为R 若滑动变阻器的总阻值为R，则灯泡两端电压的变化范围 RL ε 是 ≤ U L ≤ε RL +R 可见滑动变阻器的总阻值 越大， 滑动变阻器的总阻值R 可见滑动变阻器的总阻值R越大，灯泡两端电压的变化范 围越大。但若R 大得多，则滑动头稍有移动， 围越大。但若R比RL大得多，则滑动头稍有移动，电流电 压便有很大变化,则不便于调节R 两端的电压,不宜采用。 压便有很大变化,则不便于调节RL两端的电压,不宜采用。
专题解说 使用限流电路时,一般选用滑动变阻器的 使用限流电路时,
全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍, 全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍,在2—5倍为好, 倍为好, 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大. 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.若过 则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳, 小,则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳,会造成 电流值跳跃太大. 电流值跳跃太大.
② 分压电路
RL
p 设路端电压恒为U 设路端电压恒为U，这个电压分布在 a b 滑动变阻器的全部电阻丝上， 滑动变阻器的全部电阻丝上，而灯只 分得其中接线柱a 之间的电压。 分得其中接线柱a和P之间的电压。移 ε 动滑动变阻器的滑片P 增加a 动滑动变阻器的滑片P，增加a和P之间的电阻RaP ，灯泡 之间的电阻R 两端的电压就会随之增大。 两端的电压就会随之增大。 灯泡两端电压的变化范围是 0 ≤ U L ≤ε 如果只从用电器两端电压的变化范围看， 如果只从用电器两端电压的变化范围看，好像滑动变阻器 的阻值多大都行， 的阻值多大都行，但是滑动变阻器的阻值越大越不便于调 节用电器两端电压，且耗能越大. 节用电器两端电压，且耗能越大.
专题解说 使用分压电路时，一般选用滑动变阻器的 使用分压电路时，
全电阻小于用电器的电阻, 0.1—0.5倍
之间为好 全电阻小于用电器的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好。即阻 倍之间为好。 值小些,以获得较大的电流输出。 值小些,以获得较大的电流输出。 选用限流电路还是选用分压电路, 选用限流电路还是选用分压电路,以下几点可作参考 : a．用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连读 用电

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器两端电压要求变化范围较大， 可调，应选分压电路。 可调，应选分压电路。 b．如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用 如果采用限流电路时， 电器的额定电流，应选分压电路。 电器的额定电流，应选分压电路。 c．如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，为 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多， 了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 d．如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 两种电路都可以对用电器的电压（电流） 两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效方便的 控制，可以任选其中一种电路。 控制，可以任选其中一种电路。此时假如从节省电能和电 路简单考虑，应选限流电路。 路简单考虑，应选限流电路。
专题解说 三、测量电路的选择
由于电流表、电压表内阻的影响，不 由于电流表、电压表内阻的影响， V 管采用电流表内接还是外接都将会引 R 起实验的误差。（ 。（如在伏安法测电阻 A 起实验的误差。（如在伏安法测电阻 内接法 内接法测量结果偏大， 时，内接法测量结果偏大，外接法测 量结果偏小。） 量结果偏小。） V 内接法的测量误差是由于电流表的 分压作用而产生的, 分压作用而产生的,由串联电路中电 R A 压与电阻成正比,可知当R <<R时 压与电阻成正比,可知当RA<<R时,电 外接法 流表的分压作用可忽略不计,此时测量值很接近真实值, 流表的分压作用可忽略不计,此时测量值很接近真实值,可 测量大电阻时宜采用内接法. 见,测量大电阻时宜采用内接法. 外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生的， 外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生的， 由并联电路中电流与电阻成反比，可知当Rv>>R Rv>>R时 由并联电路中电流与电阻成反比，可知当Rv>>R时，电压 表的分流作用可忽略不计，此时测量值很接近真实值， 表的分流作用可忽略不计，此时测量值很接近真实值，可 测量小电阻时宜采用外接法。 见，测量小电阻时宜采用外接法。
专题解说 如何确定R值是较大还是较小？ 如何确定R值是较大还是较小？
当被测电阻与电压表内阻的关系满足R >>R即 /R>>1时 当被测电阻与电压表内阻的关系满足RV>>R即RV/
R>>1时 应采用“外接法”较准确； 应采用“外接法”较准确； 当被测电阻与电流表的内阻相比满足 RA<<R即RA/R<<1, 即 采用“内接法”测量误差较小． 采用“内接法”测量误差较小． /R时 当RV/R=RA/R时，电压表的分流作用和电流表的分

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压作用 对测量结果的影响是相同的，此时既可选择“内接法” 对测量结果的影响是相同的，此时既可选择“内接法”也 可选择“外接法” R A 可选择“外接法”．R= R V ，我们常称为临界电 阻． /R> R/R 即R< R A R V 时，电流表的分压作用较电压 当R
V A
表的分流作用明显， 表的分流作用明显，应采用外接电路 当RV/R< R/RA即R> R A R V 时，电压表的分流作用较电流 表的分压作用明显，应采用内接电路． 表的分压作用明显，应采用内接电路．
专题解说
四.实验设计要求误差小.仪器少.耗电少. 实验设计要求误差小.仪器少.耗电少.
为减小实验误差，在设计电路时，要注意实验原理的 为减小实验误差，在设计电路时， 完善，尽量选用精密的仪器；选择合适的量程（ 完善，尽量选用精密的仪器；选择合适的量程（使指针有 较大偏转）；读数时至少保证一个表（电流表或电压表） ）；读数时至少保证一个表 较大偏转）；读数时至少保证一个表（电流表或电压表） 的指针与刻度线对齐。 的指针与刻度线对齐。 在进行实验的设计时，根据实验要求选择必须的实验 在进行实验的设计时， 仪器，要充分发挥仪器的功能，在能完成实验的前提下， 仪器，要充分发挥仪器的功能，在能完成实验的前提下， 尽可能地减少仪器的使用数目。 尽可能地减少仪器的使用数目。同时也还要求实验电路的 耗电要少，节约能源。 耗电要少，节约能源。 如在用滑动变阻器作为控制电路时，滑动变阻器的限 如在用滑动变阻器作为控制电路时， 流接法较分压接法节省电能， 流接法较分压接法节省电能，不是非用分压接法不可的时 通常用限流接法。 候，通常用限流接法。
专题解说
五.如何正确的读数，记录正确的实验数据？ 如何正确的读数，记录正确的实验数据？
1、读数前要明确实验中所用电表的量程，最小刻 读数前要明确实验中所用电表的量程， 度是多少； 度是多少；
2、掌握读数最基本的原则：最小刻度的下一位要估 掌握读数最基本的原则： 人眼估读时通常是将最小刻度等分为十等分， 读；人眼估读时通常是将最小刻度等分为十等分，然 后估计指针的位置是多少等分，最后确定估读数； 后估计指针的位置是多少等分，最后确定估读数； 3、根据高中
实验要求，仪器的最小刻度除以2，所得 根据高中实验要求，仪器的最小刻度除以2 数字的首位即为估读到的位数； 数字的首位即为估读到的位数； 如量程为0―0.6A的电流表 其最小刻度是0.02A， 的电流表， 如量程为0―0.6A的电流表，其最小刻度是0.02A， 误差出现在电流表的百分位上

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（0.02A/2=0.01A）。 误差出现在电流表的百分位上（0.02A/2=0.01A）。
专题聚焦 例1.某电压表的内阻在20 k ～50 k 之 1.某电压表的内阻在 某电压表的内阻在20
间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测 现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材： 电压表V 量程3 V)，电流表A 量程200 A)， 电压表V(量程3 V)，电流表A１(量程200 μA)，电流表 A2(量程5 mA)，电流表A3(量程0.6 Ａ)，滑动变阻器R(最 量程5 mA)，电流表A 量程0.6 滑动变阻器R 大阻值1 )，电源E 电动势4 V)，电键S 大阻值1 k )，电源E(电动势4 V)，电键S. (1)所提供的电流表中，应选用(填写字母代号). (1)所提供的电流表中 应选用(填写字母代号 所提供的电流表中， 填写字母代号). (2)为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画 (2)为了尽量减小误差 要求测量多组数据， 为了尽量减小误差， 出符合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出). 出符合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出). =4V,电压表内阻最大50kΩ,故电流最小 电压表内阻最大50kΩ, 解: 电源电动势E=4V,电压表内阻最大50kΩ,故电流最小 E 4 值 I= A1 =80μA， Ａ=80μA，A2、A3量程 = V 3 都太大，故选A 都太大，故选A1. 由于R 20kΩ―50kΩ之间 之间, 由于RV在20kΩ―50kΩ之间,远大于滑动 变阻器的阻值1kΩ,故应连成分压电路. 1kΩ,故应连成分压电路 变阻器的阻值1kΩ,故应连成分压电路.
RV 50×10
ε
专题聚焦 例2.用伏安法测量某电阻的阻值，现有实 2.用伏安法测量某电阻的阻值 用伏安法测量某电阻的阻值，
验器材如下：待测电阻Rx（阻值大约为5Ω，额定功率为 Rx（ 5Ω， 验器材如下：待测电阻Rx 阻值大约为5Ω 1W）；电流表A 量程为0 0.6A，内阻为0.2Ω）；电流 ）；电流表 0.2Ω）； 1W）；电流表A1（量程为0～0.6A，内阻为0.2Ω）；电流 量程为0 3A，内阻为0.05Ω）；电压表 0.05Ω）；电压表V 表A2（量程为0～3A，内阻为0.05Ω）；电压表V1（量程 3V，内阻为3KΩ）；电压表 3KΩ）；电压表V 量程为0 15V， 为0～3V，内阻为3KΩ）；电压表V2 （量程为0～15V，内 阻为15KΩ）；滑动变阻器 15KΩ）；滑动变阻器R 50Ω）；蓄电池（ ）；蓄电池 阻为15KΩ）；滑动变阻器R（0～50Ω）；蓄电池（电动 势为6V），开关 导线。 6V），开关、 势为6V），开关、导线。 为了较准确测量Rx的
阻值，保证器材的安全， Rx的阻值 为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以及操 作方便，电流表、 作方便，电流表、电压表应选择 ，并 画出实验电路图。 画出实验电路图。 解 1、确定电压表、电流表 确定电压表、 被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为2.2V 0.45A， Rx的额

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定电压 2.2V和 被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为2.2V和0.45A， 则电流表选用A 电压表选用V 则电流表选用A1，电压表选用V1。
专题聚焦 2、确定测量电路 由于待测电阻Rx的阻值大约是5Ω Rx的阻值大约是5Ω， 由于待测电阻Rx的阻值大约是5Ω，而所用电 流表的内阻为0.2Ω 所用电压表内阻为3KΩ 0.2Ω， 3KΩ， 流表的内阻为0.2Ω，所用电压表内阻为3KΩ， Rv>>Rx，故采用电流表的外接法。 即Rv>>Rx，故采用电流表的外接法。 3、确定控制电路 因滑动变阻器的全值R 因滑动变阻器的全值R0大于 被测电阻阻值Rx Rx， 被测电阻阻值Rx，故考虑滑 动变阻器的限流接法（ 动变阻器的限流接法（采用 限流接法时，通过Rx Rx的最大 限流接法时，通过Rx的最大 电流为0.45A 0.45A， 电流为0.45A，最小电流为 0.11A，较符合实验要求）。 0.11A，较符合实验要求）。
专题聚焦 例3.有一电阻R,其阻值大约在40Ω至50Ω 3.有一电阻R,其阻值大约在40Ω至 有一电阻R,其阻值大约在40Ω
之间,需进一步测定其阻值,现有下列器材： 之间,需进一步测定其阻值,现有下列器材： V 电池组ε,电动势为9V,内阻忽略不计； ε,电动势为9V,内阻忽略不计 电池组ε,电动势为9V,内阻忽略不计； A 电压表Ｖ 量程为0 10Ｖ 内阻20Ω 20Ω； 电压表Ｖ,量程为0至10Ｖ,内阻20Ω； RX εr 电流表A 量程为0 50ｍＡ 内阻约20Ω ｍＡ, 20Ω； 电流表A1,量程为0至50ｍＡ,内阻约20Ω； R 电流表A 量程为0 300mＡ 内阻约4Ω 4Ω； 电流表A2,量程为0至300mＡ,内阻约4Ω； 额定电流1A 滑动变阻器R 阻值范围为0 100Ω,额定电流1A； 滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Ω,额定电流1A； 滑动变阻器R 阻值范围为0 1700Ω,额定电流0.3Ａ 额定电流0.3 滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Ω,额定电流0.3Ａ; 开关Ｓ及导线若干． 开关Ｓ及导线若干． 实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、 实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压 滑动变阻器． 值．在实验中应选 电流表和 滑动变阻器． 首先估算电路中可能达到的最大电流值， 解:首先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流 ε 表 A 1 ， 则 I m≈ ≈0.14A 超过了 A1的量程. 的量程. R X +R A1
专题聚焦
假设选电流表 量程，故应选电流表A 量程，故应选电流表A2 . Imin≈ A 2， 则 I /m≈ R
X
ε ≈0.18A，未超出A ≈0.18A，未超出A2的 +R A2
对滑动变阻器的选择。假没选R1，电路
中的最小电流约为 对滑动变阻器的选择。假没选R
RX ε ≈0.06A， ≈0.06A， +R A2 +R1
故电路中的电流强度范围为0.06A 0.18A． 故电路中的电流强度范围为0.06A―0.18A． 0.06A― 假设选R 假设选R2，电路中的最小电流约为 I/min≈

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RX
≈0.005A,故电路中的电流强度范围为 ≈0.005A,故电路中的电流强度范围为0.005A - 0.18A， 故电路中的电流强度范围为0.005A 0.18A， 因为电流表A 的量程为0.3 0.3Ａ 电流强度为0.06 0.06Ａ 因为电流表A2的量程为0.3Ａ,电流强度为0.06Ａ时,仅 为电流表A 量程的1/5,如果移动滑动变阻器阻值再增大, 为电流表A2量程的1/5,如果移动滑动变阻器阻值再增大, 1/5,如果移动滑动变阻器阻值再增大 其电流表的示数将更小,读数误差会更大,因此对于R 而言, 其电流表的示数将更小,读数误差会更大,因此对于R2而言, 有效的调节长度太小, 有效的调节长度太小,将导致电流强度值随滑动片位置的 变化太敏感.调节不方便,故应选滑动受阻器R 变化太敏感.调节不方便,故应选滑动受阻器R1.
ε +R A2 +R1
专题聚焦 例4.(04全国）用以下器材测量一待测电 4.(04全国） 04全国
阻Rx的阻值（900～1000Ω）： 的阻值（900～1000Ω）： 电源E 具有一定内阻，电动势约为9.0V 9.0V； 电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V； 量程为1.5V 1.5V， =750Ω； 电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω； 量程为5V 5V， =2500Ω； 电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω； 滑线变阻器R 最大阻值约为100Ω 100Ω； 滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K 导线若干。 单刀单掷开关K，导线若干。 ⑴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R 的一种实验电路原理图（ 测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要 用题图中相应的英文字母标注） 用题图中相应的英文字母标注） 电源电动势约为9.0V 而电压表中最大量程只有5V 9.0V、 5V， 解:电源电动势约为9.0V、而电压表中最大量程只有5V， 故经滑线变阻器分压后才可使被测电阻两端的电压不超过 题中给出的两个都是已知内电阻的电压表， 5V. 题中给出的两个都是已知内电阻的电压表，应将其中 的一个已知内电阻的电压表当作电流表来使用， 的一个已知内电阻的电压表当作电流表来使用，以实现电 流值的间接测量. 流值的间接测量.
应将电压表V 作电流表使用, 应将电压表V2作电流表使用,因为电 压表V 的量程较大,电压表V 压表V2的量程较大,电压表V1与被测 电阻Rx Rx并联后再与作电流表使用的 电阻Rx并联后再与作电流表使用的 电压表V 串联,这样在不超过V 电压表V2 串联,这样在不超过
V1、V2 量程的前提下,可使电压表V 量程的前提下,可使电压表V1上的示数尽可能地接近满偏 1.5V） 从而减小电压值测量的读数误差， （1.5V）,从而减小电压值测量的读数误差，提高测量精确 程度. 程度. 若选择内接法: 若选择内接法: 因为电压表V 的量程较小, 因为电压表V1的

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量程较小,应将电压表 作电流表使用,电压表V 的量程较大, V1作电流表使用,电压表V2的量程较大, 应将电压表V 作测量电压表使用. 应将电压表V2作测量电压表使用.电压 与被测电阻Rx Rx串联后再与作电压 表V1与被测电阻Rx串联后再与作电压 表使用的电压表V 并联, 表使用的电压表V2并联,这样在不超过 量程的前提下,可使电压表V V1、V2量程的前提下,可使电压表V1上的示数尽可能地接近 满偏（1.5V） 从而减小电压值测量的读数误差， 满偏（1.5V）,从而减小电压值测量的读数误差，提高测 量精确程度. 量精确程度.
专题聚焦 若选择外接法: 若选择外接法:
专题聚焦
⑵根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出联线. 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出联线.
V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式 的读数用U 表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式 Rx=。 为Rx=。 外接法:电压表V 解:外接法:电压表V1上的读数值是被 测电阻Rx上的真实压降值,而电压表V Rx上的真实压降值 测电阻Rx上的真实压降值,而电压表V2 中通过的电流值是流过V Rx中电流 中通过的电流值是流过V1、Rx中电流 的和,闭合电键K, K,调节滑线变阻器的滑 的和,闭合电键K,调节滑线变阻器的滑 动头, 尽可能地接近满偏, 动头,使V1、V2尽可能地接近满偏,读出 V1、V2两表的读数值U1、U2,由欧姆定 两表的读数值U 律和串并联电路电压、 律和串并联电路电压、电流的分配关 系 ,有 U2 U1 U 1 IR R x = ( ＝ )R x r2 r 1 U2 U1 U 1r r2 1 (I R = - )∴R x = r2 r U 2 r - U 1r2 1 1
专题聚焦 ⑶若电压表V 的读数用U 表示，电压表 若电压表V1的读数用U1表示，
专题聚焦
内接法:电压表V 内接法:电压表V1上的读数值间接地 测量出被测电阻Rx上的真实电流值， Rx上的真实电流值 测量出被测电阻Rx上的真实电流值， 而电压表V Rx上两 而电压表V2 测量的是 V1 、Rx上两 部分的电压降之和，闭合电键K 部分的电压降之和，闭合电键K，调 节滑线变阻器的滑动头， 节滑线变阻器的滑动头，使 V1 、V2 尽可能地接近满偏， 尽可能地接近满偏，读 V1 、V2 两 表的读数值U 表的读数值U1、U2，由欧姆定律和串 并联电路电压、电流的分配关系， 并联电路电压、电流的分配关系，有
U1 U 2 -U1 U 2 - U 1 = I RR x = R X ∴R X = r 1 r U1 1
专题
聚焦 例5.(00全国)利用下表中的实验器材，设 .(00全国 利用下表中的实验器材， 全国)
计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有 要求方法简捷， 尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，画出电路图, 尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，画出电路图, 标明器材代号;

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若选测量数据中的一组来计算r 标明器材代号;若选测量数据中的一组来计算r１，则所用 ，式中各符号的意义是：。 的表达式为ｒ１＝，式中各符号的意义是：。 器材(代号) 器材(代号) 电流表( 电流表(Ａ１) 电流表( 电流表(Ａ２) 电压表( 电压表(V) 电阻( 电阻(R１) 滑动变阻器( 滑动变阻器(R２) 电池( 电池(E) 电键( 电键(K) 导线若干 规格 量程10 mＡ， Ａ，内阻 待测( 量程10 mＡ，内阻r１待测(约40 Ω) 量程500 μA， 量程500 μA，内阻ｒ２＝750 Ω 量程10 V， 量程10 V，内阻ｒ３＝10 kΩ 阻值约100 Ω， 阻值约100 Ω，作保护电阻用 总阻值约50 总阻值约50 Ω 电动势1.5 V， 电动势1.5 V，内阻很小
专题聚焦 解: 题中直接判定必选的器材是电池E，
电键K，导线若干. 导线若干. 量程是10mA 10mA， 约为40Ω 40Ω， 是电动势1.5V 1.5V， 由A1量程是10mA，r1约为40Ω，E是电动势1.5V，可判 定必须再选电阻R 滑动变阻器R 作为保护， 定必须再选电阻R1，滑动变阻器R２作为保护，才保证通过 的电流不至于超过10mA. A1的电流不至于超过10mA. 要测Ａ 的电阻，通过A 要测Ａ1的电阻，通过A1的电流值 V 可由Ａ 读出，只要能测出A I1可由Ａ1读出，只要能测出A１两端 A1 的电压U 则可求出r 的电压U１，则可求出r１＝ U I R 测电压要用电压表，但是若将电压表与A1并联，电流表A1 测电压要用电压表，但是若将电压表与A 并联，电流表A ε 1. 5 上的电压最多是Ｕ 上的电压最多是Ｕ1＝ ×r = 40V＝ ×40V＝0.43V 1 R1 + r 100 + 40 1 而电压表的量程是10V 10V， 0.43V的电压来说 的电压来说， 而电压表的量程是10V，对0.43V的电压来说，电压表的指 针只是稍微偏转了一点点，这样测得的阻值误差太大. 针只是稍微偏转了一点点，这样测得的阻值误差太大.不 符合题目要求，因而不能用电压表测电压. 符合题目要求，因而不能用电压表测电压.
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可以读出， ２的电流I２可以读出，因而A２两端的电压Ｕ２＝Ｉ２ｒ２.
专题聚焦 而电流表A２的内阻r２知道，通过电流表A 知道，
若将A１与Ａ２并联，则Ｕ２即A１两端的电压，由此可以求 并联， 两端的电压， 出A１的内阻r１＝U 2 I1 = I 2 r2 I1 式中I 分别是电流表A 的读数， 式中I1、Ｉ2分别是电流表A１、A2的读数，r1、r2分别是电 的内阻.滑动变阻器R 流表A 流表A1、A2的内阻.滑动变阻器R２ A1 限流，分压接法均可. 限流，分压接法均可. A2 R

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A2 A1 R2 。 。 S R1
。。 E S R1 A1 A2 R2
E
。。 E S R1
专题聚焦 例 6 . (03上海 图 1 为某一热敏电阻 R( 电阻 上海)图 为某一热敏电阻R( R(电阻 上海
值随温度的改变而改变，且对温度很敏感) 值随温度的改变而改

高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择1

变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线 图。 为了通过测量得到图1 关系的完整曲线，在图2 ⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2 和图3 和图3两个电路中应选择的是图 ；简要说明 2 理由： 理由： 。( 电压可从0V调到所需电压 调到所需电压， 电压可从0V调到所需电压，调节范围较大 电源电动势为9V,内阻不计 滑线变阻器的阻值为0 100Ω) 内阻不计, 电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)
I/mA 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 图1 U/V
V A
V A
图2
图3
专题聚焦
⑵在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA， 在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA， 定值电阻R 由热敏电阻的I 关系曲线可知， 定值电阻R1=250 。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热 5.2 敏电阻两端的电压为V；电阻R 敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为 111.6— 111.6—112.0 。 热敏温度计 举出一个可以应用热敏电阻的例子：。 ⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：。 解: ⑵ I1=9/250=0.036A=36mA I2=34mA 由图1 由图1得 UR=5.2V R2 =(9-5.2) / 0.034=111.8 Ω =(99V A R2 R1 R 4 热 敏 电 阻
专题聚焦 例7.(04年江苏)某同学对黑箱中一个电学 7.(04年江苏) (04年江苏
元件的伏安特性进行研究．通过正确测量， 元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件 与流过它的电流I 两端的电压Uab(Uab=Ua-Ub)与流过它的电流I 之间的变化关 系有如下规律 a b ①当 -15V （1）如答图 答案>
A 0.6 3
V 315
①往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值; 往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值; 调节滑动变阻器，快速测出电流表和电压表的值； 调节滑动变阻器，快速测出电流表和电压表的值； 重复① 测量不同温度下的数据； ③重复①～②，测量不同温度下的数据； 绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。 ④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。
用如图1所示的电路。其中： 是待测电流表， 用如图1所示的电路。其中：A1是待测电流表，量程为 300μA内阻约为100Ω； 内阻约为100Ω 300μA内阻约为100Ω； A2是标准电流表，量程是200μA； 是标准电流表，量程是200μA 200μA； 是电阻箱，阻值范围0~999.9Ω 0~999.9Ω； R1是电阻箱，阻值范围0~999.9Ω； 是滑动变阻器； R
2是滑动变阻器；R3是保护电阻 是电池组，电动势为4V 内阻不计； 4V， E是电池组，电动势为4V，内阻不计； 是单刀单掷开关， 是单刀双掷开关。 S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。 （1）根据电路图1，请在图2中画出连线，将器材连接 根据电路图1 请在图2中画出连线， 成实验电

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路. 成实验电路.
专题训练 （04北京）为了测定电流表A1的内阻，采 04北京 为了测定电流表A 的内阻， 北京）
专题训练
（2）连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑 连接好电路,将开关S 扳到接点a 接通开关S 动变阻器R 使电流表A 的读数是150μA;然后将开关 然后将开关S 动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到 接点b 保持R 不变,调节电阻箱R 的读数仍为150μ 接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA. 若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R 若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示,电阻箱R1的阻值是 ,则待测电流表 的内阻R ,则待测电流表A1的内阻R3= 86.3 . 则待测电流表A
专题训练
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动 上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R 端位置，都要保证两块电流表的安全。 端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个 B 电阻中，保护电阻R 应选用： 电阻中，保护电阻R3应选用： （填写阻值相 应的字母）。 应的字母）。 A．200KΩ B．20KΩ C．15KΩ D．20Ω 下面提供最大阻
值不同的四个滑动变阻器供选用。 （4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。 即要满足上述实验要求，又要调整方便， 即要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器 C 填写阻值相应的字母）。 （填写阻值相应的字母）。 A．1kΩ B．5kΩ C．10kΩ D．25kΩ

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