高中物理三相电流的线电压、相电压计算题

某同学做“测定电源的电动势和内阻”的实验。
（1）采用如图甲所示的实验电路进行测量，图乙给出了做实验所需要的各种仪器，请你按电路图把它们连成实验电路。

（2）这位同学测量时记录了5组数据，并将数据填入了下面表格中。请你根据这些数据在图丙中画出U—I图线。根据图线求出电池的电动势E=    V，内阻r=      Ω。

次数	1	2	3	4	5
I/A	0.15	0.25	0.36	0.45	0.56
U/V	1.40	1.35	1.30	1.25	1.20

现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，为定值电阻，对电路起保护作用。

（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格：
A．10Ω    B．50Ω    C．150Ω    D．500Ω
本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？
答：         。
（2）该同学接入符合要求的后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=      V，内阻r=          Ω。

（1）在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度.为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，游标总角度为9度.右图画出游标和圆盘的一部分.读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为_______度.

(2) 如图所示，两个用完全相同的电流表改装后的电压表。电压表V1“标有3V，1000Ω”，电压表V2标有“15V，5000Ω”字样，则用这两个电压表所能测量的最大电压为         
（3）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少。某课题研究小组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图甲的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示：

U(V)	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I(A)	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

①根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？
②把用电器件Z接入图乙所示的电路中，电流表的读数为1.8A，电池的电动势为3V，内阻不计，则电阻R的电功率为         。
③根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电压变化的规律是I=kU ⁿ，求出n和k的数值分别为n=      ，k=      。k的单位是       。

 

实验桌上有下列实验仪器：
A．待测电源（电动势约3V，内阻约7Ω）；
B．直流电流表（量程0～0.6～3A，0.6A档的内阻约0.5Ω，3A档的内阻约0.1Ω）；
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V档内阻约5kΩ，15V档内阻约25kΩ）；
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）；
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A）；
F．开关、导线若干；
G．小灯泡“4V、0.4A”。
请你解答下列问题：
（1）利用给出的器材测量电源的电动势和内阻，要求测量有尽可能高的精度且便于调节，应选择的滑动变阻器是_______（填代号）；
（2）请将图甲中实物连接成实验电路图；

（3）某同学根据测得的数据，作出U—I图象如图乙中图线a所示，由此可知电源的电动势E=_______V，内阻r=_________Ω；
（4）若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线，要求测量多组实验数据，请你在答卷虚线框内画出实验原理电路图；
（5）将（4）步中得到的数据在同一U—I坐标系内描点作图，得到如图乙所示的图线b，如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为____________W。

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程="0." 6 A，内阻="0." 1Ω）和若干导线。
①请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图丁中器件的连接方式，画线把它们连接起来。

②接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图戊所示。处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作坐标图，如图已所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图戊实验数据对应的坐标点也标注在图己上。

③在图己上把描绘出的坐标点连成图线。
④根据图己描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=     ，内电阻r=     Ω。

某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。

 
（1）他分别将L₁、L₂接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
（2）接着他将L₁和L₂串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L₁（6V，1.5W）、L₂（6V，10W），L₃（6V，10W），单刀双掷开关S。在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L₁亮，右转向灯L₂亮而左转向灯L₃不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L₁亮，左转向灯L₃亮而右转向灯L₂不亮。

实验室中用如图所示的电路可测量电源的电动势和内电阻实验时，先闭合开关，调节电阻箱阻值为时，电流表的示数为；再次调节电阻箱，当阻值为时，电流表的示数为。

（1）若不计电流表的内阻，试利用上述物理量写出电源电动势E和内电阻r的表达式。
（2）若计电流表的内阻，从理论上分析，用上述方法测出的数据与真实值比较，电动势      ，内电阻      （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）实验中某同学利用测得的数据，描绘出电流的倒数与电阻箱接入电阻R的关系图象，由图象可知该电源的电动势为       V，内电阻为       Ω。

某同学想用以下器材组装一只欧姆计，并测量一只约几千欧电阻的阻值。
A 电流表，满偏电流为1mA，内阻为20Ω
B 电流表，满偏电流为0.6A，内阻为5Ω
C 电动势15V，内阻5Ω的直流电源
D 电动势3V，内阻3Ω的直流电源
E 最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F 最大阻值为100Ω的滑动变阻器
（1）以上器材应选用___________（填字母）
（2）欧姆计调零后，滑动变阻器被接入部分的阻值为_________Ω
（3）若用此欧姆计测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为_________Ω

为了测定和描绘“220V  40W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电。调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250V之间连续变化，图所示左边画出的是调压变压器的电路图符号，实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材。
（1）在图中完成实验电路图
（2）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图所示，试根据图线确定，把两个完全相同的“220V  40W”白炽电灯串联在220V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总电功率是       W。

（3）说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段的误差更大？为什么？

在测定电源的电动势和内电阻实验中，器材如下：干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为1.5Ω；电压表 (0～3V，3kΩ)；电压表（0～15V，12kΩ)；电流表(0～0.6A，1.0Ω)；电流表（0～3A，0.5Ω)；滑动变阻器有R₁(10Ω，2A)；滑动变阻器有R₂(100Ω，0.1A)；电键和若干导线，请你帮助完成下列实验。
（1）电压表应选用______；电流表应选用______；滑动变阻器应选用　　　(填“R₁”或“R₂”)。
（2）在方框中画出实验电路原理图。

（3）完成实物连接。

（4）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝　　　　V；内阻，r=　　　　Ω。

某同学利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻，实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流变化情况分别如图乙中的直线a、b所示．

　　　　　　
①将实物图中未连接的部分元件，按电路图连接成实验电路；
②根据U-I图象中坐标轴表示的数据，可求出电源电动势E=______，内电阻r=______．

为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：
①待测干电池E（电动势约1.5 V，内阻约1. 0Ω)
②电流计G（满偏电流3. 0 mA，内阻10Ω）
③电流表A（量程0～0.60 A，内阻0.10Ω)
④滑动变阻器 （0～20Ω，2 A）
⑤滑动变阻器（0～1 000Ω，1 A）
⑥定值电阻=990Ω
⑦开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是   （填仪器代号）；
（2）请用铅笔在图甲方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；
（3）图乙为某同学根据正确的电路图作出的图线（为电流表G的示数，为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E=   V，内电阻r=   Ω。

小灯泡的伏安特性曲线如I-U图中实线所示，某同学想了解该小灯泡工作时消耗的功率，设计了如图所示测定小灯泡功率的实验电路，电源电动势ε=30V，内电阻可忽略不计，R₁= 20Ω，R₂=40Ω，它们阻值不随温度变化．他将R₁巧妙地看作电源的内电阻，闭合电键S，由U=ε－Ir，得小灯两端电压与小灯电流的一次函数关系U=30－20I，在I-U图上绘得该函数图线（未画出），再通过图线求得小灯泡的实际功率．

指出该同学上述解法中存在的一个错误是___________________________________ ；
小灯的U、I关系是___________________；
小灯泡的实际功率约为___________W．

现提供以下器材：
电流表: ( 满偏电流100μA，内阻100Ω）；
电流表:（量程10mA，内阻40Ω）；
滑动变阻器:（最大电阻值100Ω）；
待测电阻:（约300Ω）；
直流电源:（电动势6V，内阻为几欧姆）；
各种已知阻值的电阻；
开关；
导线若干。
①现需要将电流表改装成一个量程为3V的电压表，需要选用的电阻阻值为_______。
②现要求用改装后的电压表（用符号表示）和电流表测量待测电阻R_x。
（a）在下面的虚线框中画出电路图。
（b）按电路图在下面的实物图中画出连接导线。

③（a）若不能提供电流表，但还可以提供一块与完全一样的电流表。一位同学将其改装成量程为10mA的电流表，改装后仍按原电路连接，则使用改装表与使用电流表比较滑动变阻器滑片的移动范围将______。（填“变大”、“变小”或“不变”）
（b）若使用改装的电流表进行测量，为了减小误差，电流表应_______。（填“内接”或“外接”）

表格中所列数据是测量小灯泡关系的实验数据：

U/(V)	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/(A)	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图    （填“甲”或“乙”）；

（2）在方格纸内画出小灯泡的曲线。分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而
        （填“变大”、“变小”或“不变”）；

（3）如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为          A。