(1)将一段金属丝拉直后固定在绝缘的刻度尺上，在金属丝上夹上一个可移动的小金属夹．请在图甲中的实物图上连接电路(部分已经连接)． (2)实验的主要步骤如下： ①正确连接电路，合上开关；
②读出电流表的示数，记录此时金属丝接入电路的长度；
③断开开关，____________________________________________，合上开关，重复②的操作． (3)兴趣小组将多次测得的电流与金属丝接入电路长度的数据记录下来，并在图乙中描绘出了它们的关系图线，则图线的斜率是________A·m(保留三位有效数字)；图线纵截距与电源电动势的乘积表示________________________________________________．
(4)用螺旋测微器量金属丝的直径，示数如图丙所示，则金属丝的直径为__________．图乙中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________________，这个物理量的值为__________(保留三位有效数字)．
解析：实验步骤中，读出电流表的示数，记录金属丝接入电路的长度；断开开关，再将金属夹移动到新的位置，合上开关，重复②的操作．根据闭合电路欧姆定律有，E＝I(Rx＋R0＋RA1RxR0＋RA＋rρL1ρLR0＋RA＋r＋r)，得＝＋，Rx＝，即＝＋，所以图线纵截距与电源电动势－1
－1
IEESIESE的乘积代表R0、电流表内阻和电源内阻之和．图线的斜率、电源的电动势和金属丝横截面积
?0.700×10?2 m2的乘积即·ES＝ρ，为金属丝的电阻率．ρ＝10.5 A·m×3 V×π??2ES??
ρ
－1
－1
－3
≈1.21×10 Ω·m. 答案：(1)实物连接如图所示
－5
(2)③将金属夹移动到新的位置
(3)10.5 R0、电流表内阻和电源内阻之和
(4)0.700 mm 金属丝的电阻率 1.21×10 Ω·m
－5
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测定电源的电动势和内阻
[高分快攻]
测定电源的电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律，数据处理的主要思想方法是“化曲为直”，常用的方法有三种：
伏安法——利用电压表和电流表，闭合电路方程为E＝U＋Ir，利用两组数据，联立方程求解E和r；也可作出U－I图象，图线的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻．
伏阻法——利用电压表和电阻箱，闭合电路方程为E＝U?1＋?.利用两组数据联立方程
R??
r??
1r11U11U求解或将方程线性化，处理为＝·＋，或U＝－r＋E，作－ 图象或U－图象，利用
UERERURR图线的截距和斜率求E和r.
安阻法——利用电流表和电阻箱，闭合电路方程为E＝I(R＋r)，利用两组数据联立方程11r1
求解或将方程线性化，处理为＝·R＋，作－R图象，利用图线的截距和斜率求E和r.
IEEI (2016·高考四川卷)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．
实验主要步骤：
①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I； ③以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)； ④求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a. 回答下列问题： (1)
电
压
表
最
好
选
用
________
；
电
流
表
最
好
选
用
________________________________________________________________________． A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ) B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)
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D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 (3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．
[解析] (1)测电源的电动势和内阻的原理为闭合电路的欧姆定律，即U＝E－Ir，I是电路中的总电流，实际测量时电压表的分流作用会引起系统误差，为了减小系统误差，应选用内阻较大的电压表，即选A；由于电路中的最大电流约为I＝＝176 mA，应选C.
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明滑动过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，因此说明一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱，C项正确．
(3)图象斜率绝对值k＝r＋R2，图象与横轴的截距为电压表短路时的电流，即a＝此电源的内阻r＝k－R2，电源的电动势E＝ka. [答案] (1)A C (2)C (3)ak k－R2
[突破训练] 小华同学在测定电源的电动势和内阻的实验中，备用实验器材为：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(0～9 999 Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．他连接的实物图如图甲所示，接下来的操作是： 先将单刀双掷开关S2拨到b，拨动电阻箱旋钮，使电阻箱连入电路的阻值如图乙所示，闭合S1，记录此时电压表示数为2.80 V，然后断开S1；保持电阻箱示数不变，将S2切换到a，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图丙所示)，然后断开S1.
E3
＝ A≈0.176 A
r＋R1＋R22＋10＋5
Er＋R2
，因
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(1)在上述实验过程中：
图乙所示电阻箱的读数为________Ω，图丙所示的电压表读数为________ V．由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω.
(2)在完成上述操作后，小华同学继续以下的实验步骤：
将S2切换到a，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，1
由测得的数据绘出了如图丁所示的－R图象，根据图象可求出该电源的电动势E＝
U________V，内阻r＝________Ω.(计算结果保留三位有效数字)
解析：(1)由图乙可知，电阻箱示数为7×1 Ω＝7 Ω；由图丙所示电压表可知，所选量程为3 V，分度值为0.1 V，示数为2.10 V; 根据电路中电流相等可知＝21.0 Ω.
U2
R1＋RR1
U1
＝，解得电阻R1
U111r(2)在闭合电路中，电源电动势E＝U＋(R＋r)，变形得＝R＋＋，由图丁所示图象
R1
UER1
EER1
可知，图象斜率k＝
－1
0.53－0.35－11r－1＝ V·Ω，解得E＝2.91 V；纵截距b＝＋＝0.35 ER111EER11
V，r＝0.389 Ω.
答案：(1)7 2.10 21.0 (2)2.91 0.389
传感器的简单应用
(2016·高考全国卷Ⅰ)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．
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