很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。

1. 很多电子设备的屏幕是电阻式触摸屏，其原理可简化为：按压屏幕时，相互绝缘的两层导电层就在按压点位置有了接触，如图（a），从而改变接入电路的电阻。

(1) 某兴趣小组找到一块电阻式触摸屏单元，将其接入电路中，简化电路如图（b）。先将开关闭合到1让电容器充满电，再将开关切换到2，通过电压传感器观察电容器两端的电压随时间变化的情况。图（c）中画出了按压和不按压两种情况下电容器两端的电压U随时间 $\text{[math]}$ 变化的图像，则按压状态对应的图像应为图（c）中的（填“虚线”或“实线”）所示。

(2) 粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有：

A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）；

B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）；

C．电流表 $\text{[math]}$ （量程为3mA，内阻为5Ω）；

D．电流表 $\text{[math]}$ （量程为60mA，内阻约为2Ω）；

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （总阻值约为10Ω）；

F．电阻箱 $\text{[math]}$ ，最大阻值为9999.9Ω。

G．开关S，导线若干。

①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：。（写出一条即可）

②乙同学将电流表A₁和电阻箱 $\text{[math]}$ 串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱 $\text{[math]}$ 的限值应调为Ω。

③乙同学设计了图（e）所示的测量电路，为了尽量减小实验的系统误差，图中电阻箱右边的导线应该接（填“a”或“b”）；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组电流表A₁的示数 $\text{[math]}$ 和对应的电流表A₂的示数 $\text{[math]}$ ，得到了图（f）所示的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为Ω（结果保留2位有效数字）。该测量方法中电流表A₂的内阻对测量结果（填“有”或“没有”）影响。

【考点】

观察电容器的充、放电现象; 特殊方法测电阻;

【答案】

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实验探究题普通

(2) 粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。几位同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有：

A．电源E（电动势为3V，内阻约为1Ω）；

B．电压表V（量程为15V，内阻约为10kΩ）；

C．电流表 $\text{[math]}$ （量程为3mA，内阻为5Ω）；

D．电流表 $\text{[math]}$ （量程为60mA，内阻约为2Ω）；

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （总阻值约为10Ω）；

F．电阻箱 $\text{[math]}$ ，最大阻值为9999.9Ω。

G．开关S，导线若干。

①甲同学设计了图（d）所示的实验电路图，结合上面给出的器材，请指出该电路设计中的不合理之处并说明理由：。（写出一条即可）

②乙同学将电流表A₁和电阻箱 $\text{[math]}$ 串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱 $\text{[math]}$ 的限值应调为Ω。

实验探究题普通

2. 某学习小组用放电法测量电容器的电容，所用器材如下：

电池（电动势为3V，内阻不计）；

待测电容器（额定电压为5V，电容值未知）；

微安表（量程为200μA，内阻未知）；

滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；

电阻箱 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ （最大阻值均为9999.9Ω）；

定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为5.0kΩ）；

单刀单掷开关 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，单刀双掷开关 $\text{[math]}$ ；

导线若干。

（1）学习小组先测量微安表内阻，按图甲连接电路。

（2）为保护微安表，实验开始前先断开开关 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，滑动变阻器R的滑片应置于最（填“左”或“右”）端。

（3）将电阻箱 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的阻值均置于1000.0Ω，滑动变阻器R的滑片置于适当位置。闭合开关 $\text{[math]}$ 保持 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 阻值不变，反复调节 $\text{[math]}$ ，使开关 $\text{[math]}$ 闭合前后微安表的示数不变。记录此时 $\text{[math]}$ 的示数为1500.0Ω，则微安表的内阻为Ω。

（4）按照图乙所示连接电路，将电阻箱 $\text{[math]}$ 阻值调至750.0Ω，开关 $\text{[math]}$ 掷于位置1，待电容器充电完成后，再将开关 $\text{[math]}$ 掷于位置2，记录微安表电流I随时间t的变化情况，得到如图丙所示的图像。图丙每个最小方格面积所对应的电荷量为C。某同学数得曲线下包含150个这样的小方格，则电容器的电容为F。