高中物理三相电流的线电压、相电压实验题

实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G₁内阻r₁的电路如图所示。供选择的仪器如下：

①待测电流表G₁（0～5mA，内阻约300Ω）；
②电流表G₂（0～10mA，内阻约100Ω）；
③定值电阻R₁（300Ω）；
④定值电阻R₂（10Ω）；
⑤滑动变阻器R₃（0～1000Ω）；
⑥滑动变阻器R₄（0～20Ω）；
⑦干电池（1.5V）；
⑧电键S及导线若干。
⑴定值电阻应选______，滑动变阻器应选______。（在空格内填写序号）
⑵用连线连接实物图。
⑶补全实验步骤：
①按电路图连接电路，将滑动触头移至最______端（填“左”或“右”）；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G₁、G₂的读数I₁、I₂；
③多次移动滑动触头，记录相应的G₁、G₂读数I₁、I₂；
④以I₂为纵坐标，I₁为横坐标，作出相应图线，如图所示。

⑷根据I₂−I₁图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_____________。

要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L =_____________mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示，由图可知其直径D =        mm；
（3）用伏安法较精确地测量该圆柱体的电阻R_x，现有的器材和规格如下：
待测圆柱体电阻R_x（其阻值约为200Ω）;电流表A（量程0～15mA，内阻约30Ω）;电压表V（量程0～3V，内阻约20kΩ）;直流电源E（电动势4V，内阻不计）;滑动变阻器R（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）;开关S; 导线若干.
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图丙框中画出测量的电路图．
（4）若测待测圆柱体电阻R_x时，电压表和电流表示数分别用U和I表示，则该圆柱体材料的电阻率ρ＝ ______________．（不要求计算，用题中所给字母表示）

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为             mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为        mm；

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为               Ω。

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）
电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S    导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右上框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。
（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝         。（保留2位有效数字）

有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R₀是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180

(1) 利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？
（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？

将普通热敏电阻、数字电流表、电源按图连接；将烧杯装入2/3的水，用铁架台固定在加热器上.闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数为I₁，放入温水中时电流表示数为I₂.热敏电阻放在热水中，若示数为I₃，则I₁________I₂________I₃（填“>”“=”或“<”）.

2010年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目，还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施，处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有：
电流表A₁（量程为0~50mA，内阻R_A1约为3Ω）
电流表A₂（量程为0~3mA，内阻R_A2=15Ω）
定值电阻R₁=697Ω
定值电阻R₂=1985Ω
滑动变阻器R（0~20Ω）一只
电压表V（量程为0~12V，内阻R_V=1kΩ）
蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）
电键S一只
在下边方框中画出应采用的电路图

写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式R_{x =}                ，当表达式中的    （填字母）达到      ，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻。

(8分)光敏电阻是一种导电性能随入射光的强弱而改变的半导体器件。当光敏电阻受到光照时，其导电性能显著增强。光敏电阻的基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性等。
（1）如图10甲所示，某同学想用多用电表研究光敏电阻的光照特性（光敏电阻的阻值与光照强弱的关系）时，应将多用表的选择开关置于合适的___________档；将一光敏电阻接在多用电表两表笔上，先用黑纸包裹着光敏电阻，此时表针指在某一位置；现拆下黑纸，并用手电筒照射光敏电阻，则表针将会向__________（填“左”或“右”）偏转。
（2）用如图10乙所示的电路探究该光敏电阻的伏安特性，要求光敏电阻两端的电压从0开始调节。请将图中所缺的导线补接完整。为了保证实验的安全，滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于　　　　　　端（选填“a ”或“b”）。

利用如图甲所示电路图可以测定定值电阻R₀的阻值、电源电动势E及内电阻r的值，利用实验测出的数据作出U—I图线如右图乙所示。         
（1）测得a图线的电压表应该是            （填“V₁”或“V₂”）
（2）要使实验中测量定值电阻R₀的误差可能小，对电流表A的内电阻大小的要求是            ；（选填字母代号）
A．尽可能选小一点         B．尽可能选大一点       C．无要求
（3）要使实验中测量电源电动势E和内阻r的误差尽可能小对电压表V₁的内电阻大小的要求是            ；（选填字母代号）
A．尽可能选小一点             B．尽可能选大一点       C．无要求

某同学利用图a所示的电路研究“外电路电阻变化与外电路消耗功率的关系”。电压表与电流表可视为理想电表。当滑动变阻器的阻值改变时，电压表与电流表示数也会随之改变。

（1）某同学在实验中测出了6组数据，如下表所示，请在图b中的坐标纸上画出电压随电流变化的U－I图线。

I（A）	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
U（V）	2.60	2.40	2.20	2.00	1.80	1.60

 

（2）根据实验得到的U－I图像，可知滑动变阻器在电路中消耗的最大功率是________W。此时变阻器的电阻为________Ω。
（3）现有两个小灯泡L₁、L₂，它们分别标有“4V、3W”、“3V、3W”的字样，两个电阻箱，一个电键，与图a中相同的电源多个（只能串联使用，已知：串联电源的电动势是每个电源电动势之和，串联电源的内电阻是每个电源内电阻之和）。请设计一个电路，使两灯泡同时正常工作，且电路总功率最小，请在方框内画出电路图，并在图中标出两电阻箱应取的阻值。

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。
 

指针式多用表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：
（1）在使用多用电表测量时，指针的位置如图（a）所示，若选择开关拨至“×1”挡，则测量的结果为_________；若选择开关拨至“50mA”挡，则测量结果为__________。
（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为ε、内阻为r， R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图（c）所示，
则该图像的函数关系式为_____________________；
（3）下列根据图（c）中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是（      ）（多选）

A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左大右小

B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I="Ig"

C．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏

D．测量中，当Rx 的阻值为图（c）中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧

（1）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=________mm，d=________mm。
        
（2）某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验：
待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；
电源E（电动势为14V）；
电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；
电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
单刀单掷开关；导线若干。
①在实验中，既要满足实验要求，又要减小误差，应选用的实验电路图________。

A                B               C                D
②请根据所选的实验电路图在实物图上连线。

③该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W。（结果保留3位有效数字）

④由小灯泡的伏安特性曲线可知：在较低电压区域（0~2V）内，小灯泡的电阻几乎不变；在较高电压区域（7~10V）内，小灯泡的电阻随电压的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”）。它们变化规律不同的原因是________。

某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竞有九成样品的细菌超标或电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。
① 不合格的纯净水的电导率一定是偏           （选填“大”或“小”）。
② 对纯净水样品进行检验所用的设备如图所示，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封。
请设计检测电路画在方框中，并连接好实物图（要求测量尽可能准确，已知纯净水的电导率远大于金属的电导率，所用滑动变阻器的阻值为100Ω，蓄电池电动势12v）。

某同学做描绘小灯泡（额定电压为3．8V，额定电流为0．32A）的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）
直流电源的电动势为4V，内阻不计
电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、
电流表A₁（量程0．6A，内阻约为4Ω）、
电流表A₂（量程3A，内阻约为1Ω）、
滑动变阻器R₁（0到1000Ω，0．5A）
滑动变阻器R₂（0到10Ω，2A）
开关、导线若干。
(1)若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是（    ）
A．小灯泡将发光    B．小灯泡将不亮
C．电压表会烧坏    D．电流表将会烧坏
(2)下列关于该实验的说法，正确的是(      )

A．实验电路应选择图乙中的电路图（a）
B．电流表应选用A₂   
C．滑动变阻器应该选用R₂
D．若采用如图乙（b）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端


(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而______（填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大），当给小灯泡加额定电压3．2V时，此时小灯泡的发热功率为      W（结果取2位有效数字）。

(1)如图为一多用电表表盘示意图，多用电表的电阻测量挡共有“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”四个。现用该表测量一阻值大约为2kΩ的电阻，应将选择开关调到　　　　　挡。

(2)．(8分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样；
电压表V量程5V，内阻约为5kΩ；
直流电源E的电动势4.5V，内阻不计；
开关S及导线若干；
其它供选用的器材还有：
电流表A₁量程250mA，内阻约为2Ω；
电流表A₂量程500mA，内阻约为1Ω；
滑动变阻器R₁阻值0～10Ω；
滑动变阻器R₂阻值0～2kΩ。
为了使调节方便，测量的准确度高：
①实验中应选用电流表　 　，滑动变阻器　　。
②在虚线框内画出实验电路图。

③由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图(甲)所示，将本实验用的小灯泡接入如图(乙)所示的电路，电源电压恒为6V，定值电阻R₃＝30Ω。电流表A读数为0.45A，此时小灯泡消耗的实际功率为   　W。
(不计电流表A的内阻)。