2．滑动变阻器限流式接法和分压式接法的选择
通常滑动变阻器应选用限流式接法，但在下列三种情况下，必须选择分压式接法．
（1）若采用限流式电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用分压式电路．
（2）当用电器电阻远大于滑动变阻器最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须选用分压式电路．
（3）要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时必须选用分压式电路．
变式2
（2015·浙江理综·22）图7是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图．
图7
图8
（1）根据图7画出实验电路图；
（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图8中的①、②、③、④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V．所示读数为：
①______________、②____________、③____________、④____________．两组数据得到的电阻分别为__________和__________．
三、电学创新实验的考查
“创新型电学实验”的核心是其实验原理，分析设计时，要综合运用欧姆定律、电功率、电磁感应定律、安培定则等重要物理规律等，加强探究性思考．同时要参考教材原实验的原理、器材、步骤、数据处理方法，遵循正确、安全、准确的原则．
例3
（2016·全国卷Ⅰ·23）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999.9Ω），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1000Ω），滑动变阻器R2（最大阻值为2000Ω），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18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA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650.0Ω.
（1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
图9
（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．
变式3
（2016·全国卷Ⅲ·22）某同学用图10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．
图10
（1）在图10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）．
规律总结
1．根据题目所给仪器，确定实验方案（伏安法、半偏法，等效替代法、比例法）．
2．灵活选用实验器材
（1）定值电阻可当电压表（或电流表）使用
（2）已知内阻的电压表（或电流表）可当通过串联（或并联）定值电阻、扩大量程．
3．利用图象法处理实验数据，巧用数形结合，得到实验所测物理量．
题组1 力学实验的考查
1．读出图11中游标卡尺和螺旋测微器的读数．
图11
（1）________cm，
（2）________mm.
2．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图12所示．
图12
①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________________．
②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________（填字母代号）．
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：
______________________．
④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________（填字母代号）．
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
3．如图13甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置．他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
图13
（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝____________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝2.0×10－2s，则小车经过光电门时的速度为____________m/s；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物的重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为________；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出____________（选填“v－m”或“v2－m”）图象；
（4）该同学在（3）中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是（ ）
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
4.如图14所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律．
图14
（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．
①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度．
（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是________________________
____________．
（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
题组2 电学实验的考查
5．关于多用电表的使用，下列操作正确的是（ ）
A．多用电表测电压时，要将红表笔接高电势点
B．多用电表测电压时，应串联接入电路
C．多用电表测电阻时，要调节倍率，使测量指示值尽可能大
D．多用电表测电阻时，如将红黑表笔接错将导致测量错误
（2）如图15所示，若多用电表的选择开关处于表中所指的挡位，请在表格中填出相应的读数．
图15
选择开关所处挡位
读数
直流电流100mA
________mA
直流电压50V
________V
电阻×100
________Ω
6.用实验方法测电流表内电阻的电路图如图16所示．器材有待测电流表A：
量程0～10mA，内阻RA约为30Ω（待测）；电流表A′：
量程50mA；电阻箱R1：
0～999.9Ω；滑动变阻器R2：
0～500Ω；电源：
E＝3V，r为1～2Ω.
图16
（1）滑动变阻器滑片P在实验开始前应放在________端（填“a”或“b”）．将单刀双掷开关S先接“1”位置，调节滑动变阻器滑片P，使待测电流表A的指针至某位置（或满偏），记下此时电流表A′的示数I′.滑片P不再移动．
（2）将开关S接“2”位置，调节电阻箱使_____________________________________
_________________________________________________________.
（3）待测电流表A的内电阻RA等于________________________________．
（4）写出以上测量原理包含的主要物理方法：
_________________________
________________________________________________________________.
7．为了测量一精密金属丝的电阻率，先用多用电表粗测其电阻约为6Ω.除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）
F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了减小实验误差，需进一步测其电阻，采用伏安法，则上述器材中电压表应选用__________（填序号），电流表应选用__________（填序号），滑动变阻器应选用________（填序号）；上图中最合理的电路图应选择______________．如果金属丝的直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式ρ＝__________．
8．某同学用如图17甲所示的实物电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．
图17
（1）根据甲图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路．
（2）该同学根据实验数据画出小灯泡I－U图线如图18所示．形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为__________________________________________
_______________________________________________________.
（3）根据图18中所示I－U图线，可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为________．（保留两位有效数学）
9．某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系，选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱．进行了如下实验：
图18
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧．现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材可供选择：
A．直流电源：
电动势12V，内阻很小，额定电流1A
B．电流表A1：
量程0～10mA，内阻约10Ω
C．电流表A2：
量程0～600mA，内阻约0.5Ω
D．电压表V：
量程0～15V，内阻约15kΩ
E．滑动变阻器R1：
最大阻值1kΩ
F．滑动变阻器R2：
最大阻值5kΩ
G．开关、导线等
（1）在可供选择的器材中，应选用的电流表是__________（填“A1”或“A2”），应选用的滑动变阻器是__________（填“R1”或“R2”）；
（2）根据所选用的器材画出实验电路图；
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L（cm）
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R（kΩ）
1.3
2.1
3.0
4.1
5.3
6.7
为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图19所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________．
图19
10．某学习小组在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验室备有下列器材：
A．待测干电池
B．电流表
（量程0～0.6A，内阻为0.5Ω）
C．电压表
（量程0～0.6V，内阻为RV＝2000Ω）
D．定值电阻R0＝4000Ω
E．滑动变阻器R（0～20Ω）
F．开关和导线若干
（1）为了达到实验目的，在图20甲中完成实验电路图．（电压表与定值电阻R0已连接好）
图20
（2）该小组同学连接好实验电路，测出七组实验数据，并利用测出的数据在图乙中绘出了U－I图线（I为电流表
的示数，U为电压表
的示数），则根据图线可得被测电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω.（保留三位有效数字）
（3）该实验测得的电动势和内阻的值与真实值存在误差，产生系统误差的原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
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