人教考向14 电路及其应用 电能 -备战2023年高考物理一轮复习考点微专题（全国通用）（解析版）.docx

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考向14 电路及其应用 电能
【重点知识点目录】
欧姆定律和电阻定律的理解与应用
伏安特性曲线的理解与实验描绘
电功、电功率、焦耳定律
闭合电路动态分析
闭合电路的功率及效率问题
电源U-I、电阻U-I图像的比较与应用
电表的改装原理与应用
1．（2019•新课标Ⅲ）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0～99999.9Ω），干电池（E＝1.5V，r＝1.5Ω），红、黑表笔和导线若干。
（1）欧姆表设计
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将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为　900　Ω；滑动变阻器选　R1　（填“R1”或“R2”）。
（2）刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为　45　、　5　。
（3）校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向　0　kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为　35000.0　Ω。
【答案】（1）900；R1
（2）45；5
（3）0；35000.0
【解析】解：（1）将电源、电流表、定值电阻以及滑动变阻器串接即可组成欧姆表，故实物图如图所示；
根据闭合电路欧姆定律有：
100μA＝
解得：R1＝900Ω；故滑动变阻器选择R1；
（2）由（1）中解答可知，欧姆表的内阻即中值电阻R中＝（98.5+1.5+14000+900）Ω＝15000Ω；
根据闭合电路欧姆定律有：
25μA＝
解得：Ra＝45kΩ；
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同理可知：
75μA＝
解得：Rb＝5kΩ
（3）欧姆表在使用时应先将两表笔短接，使欧姆表指针指向满偏刻度，即0Ω处；
电阻箱的读数为：（3×10k+5×1k+0×100+0×10+0×1+0×0.1）Ω＝35000.0Ω。
2．（2022•辽宁）某同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA，内阻为1.2kΩ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。
（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0～　1　mA；
（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时 　大　（填“大”或“小”）；
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻Rx的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用 　乙　（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】（1）1；（2）大；（3）乙
【解析】解：（1）由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为
此时R1和R2的电流为
所以总电流为
I总＝Im+I＝0.75mA+0.25mA＝1mA
即量程为0～1mA。
（2）当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R
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2的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在A端时大。
（3）图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
3．（2022•浙江）小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出﹣l图像，如图2中图线a所示。
（1）在实验中使用的是 　0～20Ω　（选填“0～20Ω”或“0～200Ω”）的滑动变阻器。
（2）在某次测量时，电压表的指针位置如图3所示，量程为3V，则读数U＝　1.31　V。
（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0×10﹣8m2，则合金丝甲的电阻率为 　1.0×10﹣6　Ω•m（结果保留2位有效数字）。
（4）图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的﹣l图像，由图可知合金丝