电学实验　·　历年高考物理真题与解析

10．电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流 1mA）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为1％、5％、10％、15％、20％）。

图（a）

（1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整 $\_\_\_\_$，使其能对传感器定标；
（2）连接好实验器材，把氧气含量为 $1 \%$ 的气瓶接到气体入口；
（3）把滑动变阻器的滑片滑到 $\_\_\_\_$端（填＂$a$＂或＂$b$＂），闭合开关；
（4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为 1 mA ，记录电压表的示数 $U$ ；
（5）断开开关，更换气瓶，重复步骤③和④；
（6）获得的氧气含量分别为 $1 \% , 5 \% , 10 \%$ 和 $15 \%$ 的数据已标在图（b）中；氧气含量为 $20 \%$ 时电压表的示数如图（c），该示数为 $\_\_\_\_$V（结果保留2位小数）。
现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为1 mA ，此时电压表的示数为 1.50 V ，则此瓶气体的氧气含量为 $\_\_\_\_$％（结果保留整数）。

图（b）

图（c）

12.
某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，$R_{1} , R_{2} , R_{3}$ 为电阻箱，$R_{F}$ 为半导体薄膜压力传感器，$C , D$ 间连接电压传感器（内阻无穷大）．

图（a）

图（b）

（1）先用欧姆表＂$\times 100$＂挡粗测 $R_{F}$ 的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 $\_\_\_\_$\Omega$ ；
（2）适当调节 $R_{1} , R_{2} , R_{3}$ ，使电压传感器示数为 0 ，此时，$R_{F}$ 的阻值为 $\_\_\_\_$（用 $R_{1} , R_{2} , R_{3}$ 表示）；
（3）依次将 0．5g 的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数 $U$ ，所测数据如下表所示：

根据表中数据在图（c）上描点，绘制 $U-m$ 关系图线 $\_\_\_\_$；

（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力 $F_{0}$ ，电压传感器示数为 200 mV ，则 $F_{0}$ 大小是 $\_\_\_\_$N（重力加速度取 $9.8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ ，保留2位有效数字）；

（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量 $C , D$ 间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力$F_{1}$ ，此时非理想毫伏表读数为 200 mV ，则 $F_{1}$ $\_\_\_\_$F_{0}$（填＂＞＂＂＝＂或＂＜＂）。

12．小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响。所用器材有：干电池（电动势约1．5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0～3V，内阻约3k $\Omega$ ；量程0～15V，内阻约15k $\Omega$ ）1个；滑动变阻器（最大阻值 $50 \Omega$ ）1个；定值电阻（阻值 $50 \Omega$ ）21个；开关1个及导线若干。实验电路如题1图所示。

（1）电压表量程应选用 $\_\_\_\_$（选填＂3V＂或＂15V＂）。
（2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）。先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱 $A$ 与滑动变阻器的接线柱 $\_\_\_\_$（选填＂$B$＂＂$C$＂＂$D$＂）连接，再闭合开关，开始实验。

2图

（3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中 $O$ 与 $1,2, \cdots, 21$ 之间的电压。 某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为 $\_\_\_\_$V．根据测量数据作出电压 $U$ 与被测电阻值$R$ 的关系图线，如题4图中实线所示．

3图

（4）在题 1 图所示的电路中，若电源电动势为 $E$ ，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为

$R_{1}$ ，定值电阻的总阻值为 $R_{2}$ ，当被测电阻为 $R$ 时，其两端的电压 $U=$ $\_\_\_\_$（用 $E , R_{1} , R_{2} , R$ 表示），据此作出 $U-R$ 理论图线如题 4 图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小。
（5）分析可知，当 $R$ 较小时，$U$ 的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小。小明认为，当 $R$ 较大时，$U$ 的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因。你是否同意他的观点？请简要说明理由 $\_\_\_\_$．