高中物理恒定电流总复习及答案

NUMPAGES50高中物理恒定电流实验总复习及答案一、电阻的测量㈠“安安”法“安安”法是利用两块电流表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。2.1利用“安安”法测电流表的内阻1、从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据。（1）画出实验电路图：标明所用器材的代号。（2）若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1=

，式中各符号的意义是：

。器材（代号）与规格如下：电流表A1，量程10mA，内阻待测（约40Ω）；电流表A2，量程500μA，内阻r2=750Ω；电压表V，量程10V，内阻r2=10kΩ电阻R1，阻值约为100Ω；滑动变阻器R2，总阻值约50Ω；电池E，电动势1.5V，内阻很小；电键K，导线若干。分析与解：大多数考生看到此题，第一感觉考虑的就是伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件，认为电压U的测定，不能选量程是10V的电压表。因为电流表两端允许施加的最大电压约为0.4V，因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，想不出其他方法，也做不正确。只有极少数有“安安”法新思路的考生才能做正确。答案：将电流表A2并联在电流表A1的两端，利用电流表测量电压；要满足“多测几组数据”，滑动变阻器R2采用分压接法；实验电路如图3所示，其表达式，式中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻。2.2利用“安安”法测定值电阻的阻值2、用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：电流表A1（量程250mA，内阻r1为5Ω）；标准电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）；待测电阻R1（阻值约为100Ω），滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；电源E（电动势约为10V，内阻r约为1Ω），单刀单掷开关S，导线若干。（1）（2）实验中，需要直接测量的物理量是

，用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=

。分析与解：答案：（1）实验电路如图4所示。（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2，待测电阻R1的阻值计算公式是。3、用以下器材测量待测电阻Rx的阻值待测电阻Rx，阻值约为100Ω电源E（电动势约为6V，内阻不计）电流表A1（量程0-50mA，内阻r1=20Ω）电流表A2（量程0-300mA，内阻r2约为4Ω）定值电阻R0（20Ω）滑动变阻器R（总阻值10Ω）单刀单掷开关S，导线若干（1）测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的的1/3，请画出实验电路图，（2）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2。则由已知量和测得的量计算Rx表达式为Rx=。【答案】（1）如图所示，R作限流电阻亦可；（2）㈡“伏伏”法“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。1.1利用“伏伏”法测电压表的内阻4、电流表A1，量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程为5V，内阻约3500Ω；变阻箱R1阻值范围为0-9999Ω；变阻箱R2阻值范围为0-99.9Ω；滑动变阻器R3，最大阻值约为100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；单刀单掷开关K，导线若干。（1）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。（2）写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV=

。分析与解：多数考生解答此题，毫不犹豫地套用伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确。少数考生想到待测电压表的量程为3V，内阻约2000Ω，电压表中的最大电流为，认为电流表不能准确测量，但由于创新能力差，也做不正确。只有极少数有“伏伏”法新理念的考生才能做正确。答案：（1）测量电压表V的内阻的实验电路如图1所示。（2）电压表V的示数U，电压表V2的示数U2，电阻箱R1的读数r1。根据欧姆定律，利用通过电压表的电流与通过电阻R1的电流相等，算出电压表的电阻为。1.2利用“伏伏”法测定值电阻的阻值5、用以下器材测量电阻Rx的阻值(900-1000Ω)：电源E，有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。（2）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=

。分析与解：很多考生解析此题，第一思维考虑的就是伏安法，由于本题没有电流表，思维受阻，当然做不正确。只有极少数有“伏伏”法新观念的考生才能做正确。因为本题要运用“电压表算电流”这一创新思维。答案：（1）测量电阻Rx的实验电路如图2所示。（2）电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2，电压表V1的内阻r1，根据串联、并联电路的规律，算出Rx的电阻为Rx=。㈢“加R”法“加R”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

3.1利用“加R”法测电流表的内阻6、某电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A.待测的电流表A1（量程0.6A）；B.电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）；C.滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）；D.定值电阻R2（阻值5Ω）；E.电源E（电动势4V）F.电键S及导线若干。（1）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：RA=

。分析与解：许多考生读完此题，就知道实验原理是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电流表的量程，当然做不正确。少数考生想到电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，量程为0.6A，电流表上的最大电压为0.12V，因而电压表不能并联在电流表的两端，由于缺乏创新意识，也做不正确。只有极少数有“加R”法新理念的考生才能做正确，因为本题必须将一个阻值为5Ω的定值电阻R2与电流表串联，再与电压表并联，才满足要求；再者量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势（4V），但可在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式。故本题设计电路图如图5所示；电流表A1内阻的表达式为：。3.2利用“加R”法测电源的内阻7、量程为3V的理想电压表V；量程为0.5A的电流表A（有一定内阻）；固定电阻R=4Ω；滑动变阻器；电键K，导线若干。（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数为U1；当电流表的读数为I2时，电压表的读数为U2，则可求出E=

，r=

。（用I1、I2、U1、U2及R表示）。分析与解：不少考生解析此题，第一理念就是沿用课本上的测电源电动势及内阻原理图，当然做不正确。少数考生想到电压表的量程为3V小于电源电动势4.5V，因而电压表不能并联在电源的两端，误将电压表并联在滑动变阻器两端，也做不正确。只有极少数有“加R”法新思路的考生才能做正确。答案：（1）实验电路原理图如图6所示；（2）根据闭合电路的欧姆定律，，算出“伏伏”法、“安安”法、“加R”法等测量电阻的新方法是伏安法的原理同具体的测量实际相结合的产物，是伏安法的原理在电阻测量中的实际应用：是对伏安法测电阻的原理的丰富和发展。如果学生掌握了这一电阻测量的新理论，具体问题具体分析，就能在高考中创造性地完成电阻的测量这一类设计性实验，在高考中立于不败之地二、测金属的电阻率8、有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示。此金属材料质量约为0.1—0.2kg，长约为30cm，电阻约为10Ω。已知这种金属的电阻率为，密度为。因管线内径太小，无法直接测量，请根据下列提供的实验器材，设计一个实验方案测量其内径d。A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表（600mA约1Ω） D．电流表（3A约0.1Ω）E．电压表（3V约6kΩ） F．滑动变阻器（2kΩ0.5A）G．滑动变阻器（10Ω2A） H．直流稳压电源（6V0.05Ω）I．开关一个，带夹子的导线若干（1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有（只填代号字母）。（2）画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路。（3）用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径d的表达式。答案：（1）A、B、C、E、G、H、I（3分）（有选错或漏选的扣1分，扣完为止）（2）原理图4分（电流表外接和变阻器分压各2分）。实物连线图6分（电流表外接和变阻器分压各2分，开关接通后输出电压最小1分，电流方向与电表极性一致1分）。（3）设长度为l，截面外边长为a，电压为U，电流强度为I.电阻故有解得（5分）15205100354045301520510035404530A．电键一只，导线若干B．螺旋测微器C．电压表V1（量程为3V，内阻的准确值r1为3000Ω）D．电压表V2（量程为9V，内阻r2大约为6000Ω）E．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流3A）F．直流电源E（电源电动势为12V，内阻约为2Ω）为了尽可能精确地测量该样品的电阻率ρ，回答下列问题：（1）用螺旋测微器测得该样品的直径如图所示，其直径D=

mm。（2）在方框中画出测量电阻的实验电路图，并标明所选仪器的符号。V1V2SRxRE，rV1V2SRxRE，r答案：⑴3.850⑵如右图所示⑶U1、U210、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx（阻值约为25kΩ）电流表A1：（量程100A，内阻2kΩ）电流表A2：（量程500A，内阻300Ω）电压表V1：（量程10V，内阻100kΩ）电流表V2：（量程50V，内阻500kΩ）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）滑动变阻器R：（最大阻值1kΩ）电键S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据．（1）电流表应选________________，电压表应选__________________．（2）画出实验电路图．解析：（1）器材选择（测量电路）从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理．注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当；而此时通过电流表的最大电流，因此，电流表A2与V1配置较好．图5—图5—10电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑．若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为20kΩ，远大于滑动变阻器的总电阻（1kΩ），要保证电表安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10kΩ，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制，实验电路如图5—10所示．【点评】伏安法是测量电阻的一种最基本方法，其原理是部分电路欧姆定律，原理式为．分析这类问题的关键是从电表配置要合理选择器材，从对电路的控制和调节选择控制电路．并联分流和串联分压原理是伏安法测电阻原理的迁移和延伸，下例是这类问题的变式．11、用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关S，导线若干．（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注）．（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图5—11上画出连线．（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表v2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=____________________．【点拨】（1）本题中测量电阻的原理是并联分流或串联分压．由于滑动变阻器的最大阻值远小于测量部分的阻值，且电源电动势大于两电压表的量程，在调节滑动变阻器的过程中，为保证电压表的安全，且其读数有明显的改变，滑动变阻器应采用分压式控制电路，电路原理图如图5—12甲或乙所示．图5—12（2）实物连线如图5—13甲或乙所示图5—13（3）若采用甲电路，根据并联电路的电流分配关系，解得．若采用乙电路，根据串联电路的电压分配关系，解得．【点评】本题主要考查电阻测量的原理、电路设计、实物连线等知识，测试设计简单实验方案的能力．①对于内阻已知的电压表，可作电流表使用．使用电表时，必须考虑电表间的量程配置，本题要求电压表读数不小于量程的，因此，电压表V2与V1的位置不能互换．②进行实物连线时，应注意以下几个问题：a．直流电表的正、负接线柱（正接线柱应连接在电路电势高端，负接线柱应连接在电路电势低端）；b．电表的内外接法；c．滑动变阻器的接法（限流或分压，接通电路后，应使电表读数最小）；d．开关的连接（应在干路上，闭合前电表读数为零）．12、为了测定电流表A1的内阻，采用如图5—14所示的电路．其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100Ω；A2是标准电流表，量程为200A；R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；S1是单刀掷开关．S2是单刀双掷开关．图5—14图5—15（1）根据电路图，请在图5—15中画出连线，将器材连接成实验电路．图5—16（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电表A2的读数是150A；然后将开关S2扳到接点b处，保护R2不变，调节电阻R1，使A2的读数仍为150A．若此时电阻箱各旋钮的位置如图5—16所示，电阻箱的阻值是_______Ω，则待测电流表A1的内阻R1=______Ω．图5—16（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：_____________________（填写阻值相应的字母）．A．200kΩB．20kΩC．15kΩD．20Ω（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器___________________（填写阻值相应的字母）是最佳选择．A．1kΩB．5kΩC．10kΩD．25kΩ解析：（1）实物连线如图5—17所示．（2）电阻箱的阻值R1=0×100Ω＋8×10Ω＋6×1Ω＋3×0.1Ω=86.3Ω．本题测量电流表的内阻的方法是“替代法”．即用电阻箱的阻值替代电流表A1的内阻值，其条件是：开关S2分别扳到a处和b处时，保持滑动变阻器R2不变，且使电流表A2读数相同．所以，待测电流表A1的内阻Ω．图5—17（3）当R2调为零时，要使电路中的电流I不超过电流表A2的量程，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻R总至少为：Ω=20kΩ．由于电流表A1、A2的内阻（约为100Ω）远小于R总,故保护电阻R3应选用20kΩ的电阻，但若选用200kΩ的电阻，则电路中电流太小，电流表A1、A2指针偏转量太小，读数不明显，实验误差太大．所以,正确的选项为B．（4）由于R3=20kΩ，调整滑动变阻器R2时，要使电流表A2的读数为150，则－R3=Ω－2×104Ω≈7kΩ．若选用1kΩ或5kΩ滑动变阻器，则不能满足实验要求（A2读数为150）；若选用25kΩ的滑动变阻器，则调节范围太小（不方便调节），所以，选用10kΩ的滑动变阻器较合适，正确的选项为C．【点评】实验条件的控制是高考考查的重点之一．保护电阻和滑动变阻器在电路中起着控制和调节的作用，选用时应根据实验条件和要求进行优选，既要保证电表安全(不能太小)，又要方便调节(不能太大)．13、现有一块59C2型的小量程电流表G（表头），满偏电流为50，内阻约为800～850Ω，把它改装成1mA、10mA的两量程电流表，可供选择的器材有：滑动变阻器R1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100kΩ；电阻箱R′，最大阻值9999Ω；定值电阻R0，阻值1kΩ；电池E1，电动势1.5V；电池E2，电动势3V；电池E3，电动势4.5V；（所有电池内阻不计），标准电流表A，满偏电流1.5mA；单刀单掷开关S1和S2；单刀双掷开关S3；电阻丝及导线若干．（1）采用如图5—18（甲）所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为__________________，选用的电池为_______________．甲乙丙图5—18（2）将G改装成两量程电流表，现有两种备选电路，如图5—18（乙）、（丙）所示．图_________为合理电路，另一电路不合理的理由是_______________________________．（3）将改装后的电流表与标准电流表逐格进行核对（仅核对1mA量程），画出所用电路图，图中待核对的电流表符号用来表示．解析：（1）用此电路测量表头内阻的方法是半偏法．S2断开和S2闭合的两次操作中要求干路电流（Ig）近似不变，而满足这个条件必须使滑动变阻器R的阻值远大于Rg，因此滑动变阻器应选用R2．而，显然E越大，R2越大，实验条件满足得越好，误差越小，所以，电池应选用E3．⑵图5—18（乙）所示的电路较合理，因为图（丙）电路在通电状态下，更换量程时会造成两个分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏．图5—19（3）核对电路如图5—19所示．为使改装后的电流表与标准表在0～1mA之间逐格核对，应选用分压电路．由于eq\o\ac(○,A)和满偏电流和满偏电压都很小，为使滑动变阻器便于调节，即有较大的调节范围，滑动变阻器应选用R1，电池应选用E1，且在电流表所在的支路上串联定值电阻R0，起保护作用．图5—19【点评】测量电阻的方法很多（包括伏安法、替代法、半偏法等），但其原理总是部分电路欧姆定律或闭合电路欧姆定律．在具体问题中，选用哪种测量方法应根据所提供的实验器材和实验要求来确定．【特别提示】1．半偏法测电阻的实验中，实验条件的控制直接影响测量精确度．2．在分压电路中，为使实验便于调节，应选用全电阻较小的滑动变阻器．14、（1）一个电压表VA的内阻RA=1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表．改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准．除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：电源E（电动势约为6V，内阻较小）变阻器R（总电阻约10Ω）

电阻箱R0（0～9999Ω）开关S导线若干①如图5—20所示是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路．②图中电阻箱的取值等于________________Ω．（2）用上述电压表VB和改装后并已校准过的电压表（以下称之为VC）以及一个开关和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r．

①简要写出测量步骤．②用测得的量表达r的公式应为r=____________．解析：（1）①实物连线如图5—21所示，为了使改装表与标准表在零到量程的范围内一一校对，应采用分压电路．②根据串联电路的电压分配关系，有图5—21解得R0图5—21（2）①先将电压表VC通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC；再将电压表VC和VB串联，通过开关、导线与电源连接，读出VC上的示数UC′和VB上的示数UB．②根据上述两步操作可得①②③由①②③三式解得Ω【点评】本题综合考查了电表改装、电表校准电路及测量电源内阻的方法，测试设计和完成实验的能力．用电压表VB和VC测量电源的内阻时，应注意：尽管两电压表的量程相同，但其内阻并不一定相同(表头可能不同)．15．某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ）D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）E．滑线变阻器（最大阻值50Ω）F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）H．开关一个，导线若干实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．（1）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号．图5—40（2）如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_________________Ω．（保留两位有效数字）答案：（1）如图所示（2）增大，17Ω16．有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．A．B．电流表A2：量程0.6A，内阻0.1ΩC．电压表V：量程3V，内阻3kΩD．滑动变阻器R1：最大阻值200ΩE．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩF．电源E：电动势3V、内阻1.5ΩG．开关一个（1）在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig=___________，式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________．解答：（1）首先来分析电路的测量部分．由于电流表A2量程与待测电流表A1量程相差太大，从实验测量精度考虑，不能直接将电流表A2与电流表A1串联来测量电流．注意到电压表内阻已知，而允许通过电压表的最大电流为，跟待测电流表的量程接近，因此，可将电压表与电流表A1串联，利用其读数来计算通过电流表A1的电流．图5—47再来分析电路的控制部分．若将滑动变阻器接成限流式，则通过待测电流表的最小电流大约为，显然，不能保证电表安全,也无法通过调节测量多组数据．因此，应采用分压式控制电路，为了便于调节，应选用最大阻值20Ω图5—47综合以上分析，选用的器材应为A、C、D、F、G其实验电路如图5—47所示．（2）实验过程中，调节滑动变阻器滑动触头，使待测电流表A1的指针偏转n格，读出此时电压表V的示数U，则通过待测电流表的电流由此可得,电流表的满偏电流，式中U为电压表的读数，RV为电压表的内阻．17．实验室中现有的器材如下：电池E（电动势约10V、内阻r约1Ω）标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5Ω）滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）开关S和导线若干．要求设计—个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5Ω）内阻的实验方案．（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号．（2）要直接测出的物理量是____________________，用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是______________．答案：（1）如图5—48所示（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2和电阻箱R1的阻值．18．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A．干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10Ω）C．电流表A2（0～0.6A，内阻0.1Ω）D．滑线变阻器R1（0～20Ω，10A）E．滑线变阻器R2（0～100Ω，10A）F．定值电阻R3（990Ω）G．开关和导线若干（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是______________（填字母代号）（2）请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．图5—42（3）如图5—42为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝______________V，内阻r=_____________Ω．解答：（1）R1（2）电路如图5—50所示（3）1.48，0.8（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻．可用如图5—43所示的电路测量电压表eq\o\ac(○,mA)的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表eq\o\ac(○,A)应选用的量程是________________．若合上S，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表eq\o\ac(○,A)的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为______________．(取三位有效数字)图5—43（2）在对改装成的电流表进行校准时，把eq\o\ac(○,A)作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑线变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注．图中电阻箱的取值是_______（取三位有效数字），电流表eq\o\ac(○,A)应选用的量程是_____________________．解答：（1）当电压eq\o\ac(○,mA)满偏时，通过其电流1mA，故电流表选1.5mA量程．若合上S后，=143Ω．（2）可把电压表eq\o\ac(○,mA)当成量程为150mV、Rg=143Ω表头处理，其改装后量程为10mA，则通过eq\o\ac(○,mA)的满偏电流为=1.05mA．eq\o\ac(○,A)量程选15mA．20．一只量程为1V，内阻RV约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻并对该表进行校正．实验室提供了以下供选择的器材：A．待测电压表B．标准电压表（量程1V）C．滑动变阻器（最大阻值1000Ω，额定电流1A）D．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）E．电阻箱（最大阻值999．9Ω，最小改变量0.1Ω）F．电阻箱（最大阻值99．9Ω，最小改变量0.1Ω）G．电池组（电动势约3V，内阻约1Ω）H．导线和开关若干．（1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图5—44甲、乙所示，要使测量较精确，应选择___________________（填“甲”或“乙”）电路．在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用___________________________________（用器材前的序号字母表示）．用上述方法测出的电压表内阻的测量值RV_________（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值．图5—44图5—45（2）在对该电压表进行校正时，该同学已经选择好器材，如图5—45所示．若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正，请你将这些器材连接成测量电路，并标出所选滑动变阻器的序号字母．解答：（1）乙；D、E；大于（2）如图5—52所示．21．量程为3V的电压表V内阻约为3kΩ，要求测出该电压表内阻的精确值．实验中可供选用的器材有：电阻箱Ra（最大值9999.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω）滑线变阻器Rb（最大阻值1000Ω，允许最大电流0.2A）电源E（开路电压约为5V，内阻可忽略不计）开关S及导线若干（1）设计一个易于操作的测量电路，要求画出实验电路图并标出所用器材符号．（2）列出测量步骤，并写出计算电压表内阻的最后公式．解答：（1）如图5—53所示（2）合上开关S，调节电阻箱阻值，使电压表指针在中央刻度处，记下电阻箱的阻值R1；再调节电阻箱电阻，便电压表指针指在满偏刻度处，记下电阻箱的阻值R2．（或）25、为了较准确地测定一只量程为3V，内阻约3kΩ的电压表的内阻值，在手头没有电流表可用的情况下，某同学设计了如下图所示的实验电路。其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。电源是电动势为6V的蓄电池。①试用笔画线代替导线，将实验器材连接成实验电路。（有两根线已经接好，不得改动）②在接通电路前，应将滑动变阻器的滑动触头置于_______端(填A或B)，将电阻箱阻值调到_______（填最大或最小）。③根据实验电路，按合理的顺序写出本实验的主要步骤，包括须记录的数据，并用这些数据写出测量结果的表达式。答案：①图略②A，最大③按电路图接好电路；闭合S1、S2，调节R2的滑动触头，使电压表满偏；断开电键S2，保持滑动触头的位置不变，调节R1的阻值，使电压表半满偏；记录这时电阻箱的阻值R；电压表内阻RV=R。26、在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：A．电池组(3V、内阻lΩ)B．电流表(0～3A，内阻0.0125Ω)C．电流表(0～0.6A，内阻0.125Ω)D．电压表(0～3V，内阻4kΩ)E．电压表(0-15V，内阻15kΩ)F．滑动变阻器(0-20Ω，允许最大电流lA)Ｇ．滑动变阻器(0～2000Ω,允许最大电流0.3A)Ｈ．开关、导线①．上述器材中应选用的是____________.(只填写字母代号)②．某同学采用了下左图所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏____________(选填“大”或“小”)．③．根据测量数据得到的伏安特性曲线如下右图所示，图中MN段向上弯曲的主要原因是.答案：10.①ACDFGH②小③时间长电阻发热,温度升高,电阻增大.27、图1中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。⑴根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝。⑵根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。答案：VVjuymAjuyESR图1ERS图228、描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图，所用小电珠的额定电压是3.8V。⑴关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是()⑵根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如右图。试在坐标系中画出该小电珠的伏安曲线，并从图象中求出该小电珠的额定功率。⑶该小电珠在1V电压下不发光。当时灯丝的实际电阻是多大？该小电珠在2V电压下开始发出微弱的黄光。当时灯丝的实际电阻又是多大？小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同？⑷试将实物图连接成实验电路。答案：（1）A（2）略11.4W（3）7.1Ω9.1Ω，小灯泡的电阻率随温度升高而增大（4）实物连线略29．用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：⑴待测电阻RX（约100Ω）⑵直流毫安表（量程0-10mA，内阻50Ω）⑶直流电压表（量程0-3V，内阻5kΩ）⑷直流电源（输出电压3V，内阻可不计）⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A）⑹电键一只，导线若干。mA根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。mA答案：外接法，分压30．某电压表的内阻在20~30kΩ之间，为了测量其内阻，实验室提供下列可用的器材：⑴待测电压表V（量程3V）⑵电流表A1（量程200μA）⑶电流表A2（量程5mA）⑷电流表A3（量程0.6A）⑸滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）⑹电源E（电动势4V）⑺电键。在所提供的电流表中应选用______。为了尽量减小偶然误差，要求多测几组数据。试在右边方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）答案：A1，分压31．在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：⑴用______测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L；⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径，求出平均值d；⑶用伏安法测量金属导线的电阻R。在方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器阻值0-20Ω。在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。答案：⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶外接法，限流或分压都可以，U/VI/mA1.02.03.01.5U/VI/mA1.02.03.01.51.00.5O⑴根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为RX=______Ω（保留2位有效数字）。⑵在方框中画出实验电路图。⑶将实物连接成实验电路。mAmA答案：内接法，分压，2.4×10333．用图示的电路测定未知电阻RX的值。图中电源电动势未知，电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱。⑴若要测得RX的值，R至少需要取____个不同的数值。⑵若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测RX时，R至少需取___个不同的数值。ARRX⑶若电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量RARRX答：_______。答案：⑴2；⑵2；⑶不能。34．有一只电阻RX，其阻值大约在40-50Ω之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：①电池组E（电动势9V，内阻约0.5Ω）②伏特表V（量程0-10V，内阻约20kΩ）③毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20Ω）④毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4Ω）⑤滑动变阻器R1（0-100Ω，额定电流1A）⑥滑动变阻器R2（0-1700Ω，额定电流0.3A）⑦电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图1和图2所示。实验中要求多测几组电流、电压值。mARmARXEKRmARXEKRVV图1图2⑴为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图______所示的电路；应选代号为______的毫安表和代号为______的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由____________引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏______。⑵若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_____所示的电路进行测量。答案：⑴1，A2，R1，电压表的分流，小；⑵235．欲将量程为100μA内阻为500Ω的灵敏电流表改装为量程为1mA的毫安表。⑴需要给它_____联一只R=_____Ω的电阻。⑵需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。μAμAmA答案：⑴并，55.6；⑵分压图236．电路图中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：图2①闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。⑴按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。EEAR1R2K2K1⑵真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即，试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。⑶若已知I0=10mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？答案：⑴略；⑵；⑶E≥6VARAR2R1K2K1E图1①电流表（量程0-100μA）②标准伏特表（量程0-5V）③电阻箱（0-9999Ω）④电阻箱（0-99999Ω）⑤电源（电动势2V，有内阻）⑥电源（电动势6V，有内阻）⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）⑧电键两只，导线若干。⑴首先要用半偏法测定电流表的内阻。如果采用图1所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用______。⑵如果要将图1中的电流表A改装为量程为0-5V的伏特表，则改装的方法是给电流表_____联一个阻值为________Ω的电阻。在用以上步骤将电流表改装成伏特表后，下列说法中正确的是图2μ图2μAVB.由于电流表内阻的测量值比其真实值小，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大C.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压小D.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大⑶图2所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0-5V的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后在图2上画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。答案：⑴④，③，⑥；C、A、D、B、E、F，600⑵串，49400，A；⑶分压38．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ。右边为实验原理图，下边为所需器材实物图。试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。变阻器变阻器安培表伏特表电池电键VVAUU/VI/A00.100.200.300.400.500.600.701.001.101.201.301.401.50一位同学记录的6组数据如下，试根据这些数据在下图中画出U-I图线，根据图线读出电池的电动势E=____V，根据图线求出电池的内电阻r=___Ω。I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371.321.241.181.101.05答案：1.46，0.71939．电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。下左图是研究它们的关系的实验电路。为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）。电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和，用r表示。电源的电动势用E表示。⑴写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：_____________。（安培表、伏特表看作理想电表）⑵在实物图中按电路图画出连线，组成实验电路。VVAVVAR0E，r0.60P/WR/Ω02468101214160.550.650.700.850.800.60P/WR/Ω02468101214160.550.650.700.850.800.75I（A）0.200.280.360.440.520.60U（V）3.002.602.201.801.401.00U/I(Ω)UI(W)由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω，还可以求得该电源的电动势E=______V，内电阻r0=______Ω。I/AU/V0204060801000.800.600.400.20I/AU/V0204060801000.