高中物理三相电流的线电压、相电压计算题

在“伏安法测电阻”的实验课中，老师提供了以下器材：几节干电池、3个已知阻值的电阻R_L(5欧、8欧、12欧)、1只最大阻值为10欧的滑动变阻器、被测电阻，2个开关，电压表和电流表各1只、导线若干。实验前老师启发同学们，为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下可测电阻Rx的四个方案(如下图4-15)，每个方案只变化一种元件或改变状态，且四个组的变化都不相同，并都顺利完成了实验。依据实验方案回答：

图4-15

（1）实验中测得下表所示数据，该方案是         小组的；
（2）为达到多次测量电流和电压值的目的，乙小组在实验中操作时需要更换            ；
（3）上述四个实验方案最佳的是           小组。

如图4-14所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。

（1）当油箱向外输油时，油量表的示数将              。
（2）若图中电源电压为24V，电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的最大值为80Ω，为了保证电流表不超量程，保护电阻R^/的最小阻值应是          __Ω。

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

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。

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。

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？

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。

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。

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。

（1）用螺旋测微器测量金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为。

（2）用下列器材装成描绘电阻伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。
微安表（量程，内阻约）；
电压表（量程，内阻约）；
电阻（阻值约）；
滑动变阻器（最大阻值，额定电流）；
电池组（电动势，内阻不计）；
开关及导线若干。

如图所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U—I关系曲线图。
（1）请画出实验电路图（根据该电路图可得到U—I关系的完整曲线），可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～50Ω)、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。
（2）如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1. 5 V，内电阻为1. 5Ω，定值电阻R=18Ω，在电路甲中，小灯泡消耗的电功率为   W，在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为    W。则接入    （选填“甲”或“乙”）电路时，小灯泡较亮些。
（3）若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡，其他条件不变，则此时电源内部的发热功率为         W。
 

在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻约为3Ω，为尽可能减小误差，要求金属丝发热功率P＜0.75W，备有的部分仪器有：

（1）实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_______mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到_______mm；
（2）上述器材中应选用的是___         （用字母代替）；
（3）在框内画出电路图； 

（4）在下图中，将各器材连成实验电路。

测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。器材如下：

A．待测螺线管L（符号）：绕制螺线管金属丝的电阻率，电阻约为100Ω

B．螺旋测微器

C．电流表G：量程100，内阻=500Ω

D．电压表V：量程6V，内阻=4kΩ

E．定值电阻：=50Ω
F．滑动变阻器：全电阻约1 kΩ
G．电源E：电动势9V，内阻忽略不计
H．电键S一个，导线若干
（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，其示数为d =   。
（2）按图乙所示电路测量金属丝的电阻，请在图丙的实物图上连线。

（3）若测得的金属丝直径用d表示，电流表G的读数用I表示，电压表V的读数用U表示，则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L=           。

如图所示，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率。
（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=          。

（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：

A．电流表：量程为0.6 A，内阻约为0.1Ω

B．电压表：量程为3V，内阻约为3kΩ

C．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A

D．低压直流电源：电压6V，内阻忽略

E．电键S，导线若干
在方框中画出实验电路图。

（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率    （用测出的物理量的符号表示）。

有一个标有“2 V，24 W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：

A．直流电源15V（内阻可不计）

B．直流电流表0～0.6 A～3A（内阻0.5Ω、0.1Ω）

C．直流电流表0～300 mA（内阻约5Ω）

D．直流电压表0～3V～15（内阻约3 kΩ、15 kΩ）

E．直流电压表0～25 V（内阻约200 kΩ）
F．滑动变阻器10Ω、5 A
G．滑动变阻器1kΩ、3 A
（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验需要从上述器材中再选用（用序号字母表示）                        。
（2）在答案卷上相应方框内画出最合理的实验电路图。

（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是           。

（4）如果灯丝电阻与的大小成正比，其中t为灯丝摄氏温度值，室温t=27℃，则正常发光时灯丝的温度是     ℃。