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解题力量讲座(三)——破解高考试验题的方法技巧
1.某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：
电流表A(量程为0～5 mA，内阻约为10 Ω)；
电压表V(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)；
最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；
电源E(电动势约为3 V)；开关S、导线若干。
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先接受如图16甲所示的电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻Rx的阻值大约为________ Ω。
(2)经分析，该电路测量误差较大，需改进。请直接在图甲上改画：①在不需要的连线上画“×”表示，②补画上需要添加的连线。
(3)对改进的电路进行测量，并依据测量数据画出了如图乙所示的U－I图像，得Rx＝________ Ω。(结果保留三位有效数字)
图16
解析 (1)依据图甲测量数据及欧姆定律可得：
Rx＝＝ Ω＝500 Ω。
(2)待测电阻Rx约为500 Ω，而电压表的内阻约为3 kΩ，是待测电阻的6倍左右，电流表的内阻约为10 Ω，待测电阻是电流表内阻的50倍左右，明显用电流表外接法电压表的分流比较大，应当改用电流表内接法。
(3)待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率，即Rx＝＝ Ω＝550 Ω。
答案 (1)500 (2)如下图所示 (3)550
2．(2022·海南卷，12)用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9 V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的试验器材有：
电压表V1(量程5 V)；
电压表V2(量程10 V)；
电流表A1(量程50 mA)；
电流表A2(量程100 mA)；
滑动变阻器R(最大阻值300 Ω)；
定值电阻R1(阻值为200 Ω，额定功率为 W)；
定值电阻R2(阻值为220 Ω，额定功率为1 W)；
开关S；导线若干。
测量数据如图17坐标纸上U－I图线所示。
图17
(1)在下面的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。
(2)在设计的电路中，选择定值电阻的依据是______________。
(3)由U－I图线求得待测电池的内阻为________Ω。
(4)在你设计的电路中，产生系统误差的主要缘由是______________
______________。
解析 (1)该试验通过电源的输出特性曲线计算电源内阻，电源允许输出的最大电流为50 mA，故电流表选择A1，电源电动势约为9 V，故电压表选择V2，考虑到电流和功率，爱护电阻选R2；
(2)定值电阻的功率为 W时，通过它的电流为I＝ A＝0.025 A＝25 mA，而电路中的电流要接近50 mA，故应选R2；
(3)U－I图线斜率的确定值表示电源内阻，选择图像中的较远的两点用r＝||可求得电源内阻约为51.0 Ω；
(4)该试验中的干路电流应为电流表的读数加上通过电压表的电流，故该试验的系统误差来源为忽视了电压表的分流，从而使干路电流测量值偏小。
答案 (1)如图所示
(2)定值电阻在电路中的功率会超过 W，R2的功率满足要求
(3)51.0(49.0～53.0范围内均可)
(4)忽视了电压表的分流
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