高中物理三相电流的线电压、相电压实验题

某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材有一个电流表、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R₀，一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验．

 
测得的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
R（Ω）	4.0	10.0	16.0	22.0	28.0
I（A）	1.00	0.50	0.34	0.25	0.20

 
（1）电路中定值电阻R₀的作用是：
__________________________________．
（2）该同学为了用作图法来确定电池的电动势和内电阻，若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取____________作为横坐标．
（3）利用实验数据在给出的直角坐标系上画出正确的图象．
（4）由图象可知，该电池的电动势E=       V，内电阻r=     ___Ω．

（1）一阻值约为30kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值，备选器材有：
A、电源（E=16V，r=2Ω）     B、电源（E=3V，r=0.5Ω）
C、电压表（量程0～15V，内阻50kΩ）    D、电压表（量程0～3V，内阻10kΩ）
E、电流表（量程0～500μA，内阻500Ω）  F、电流表（量程0～1mA，内阻250Ω）
G、滑动变阻器（阻值0～200Ω） H、开关一只，导线若干
（a）上面器材中适合本实验要求的是                (3分)（只填器材的符号）
（b）画出实验电路图(5分)

（2）有一小灯泡，标有＂10V，2W＂的字样，现用如图甲所示的电路，测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系．实验中需要测定通过小灯泡的电流和它两端的电压．现备有下列器材：
A．直流电源，电动势12V，内电阻不计
B．直流电流表，量程0.6A，内阻约为0.1W
C．直流电流表，量程300mA，内阻约为5W
D．直流电压表，量程15V，内阻约为15kW
E．滑动变阻器，最大电阻5W，额定电流2A
F．滑动变阻器，最大电阻1kW，额定电流0.5A
G．开关，导线若干
(a)为了尽可能提高实验精度，实验中所选电流表为_{＿＿＿＿＿＿}，所选滑动变阻器为_{＿＿＿＿＿＿}（只填所列选项前的字母）(4分)
(b)图甲中电压表未接入电路的一端应接于_{＿＿＿＿＿＿}点（填＂a＂或＂b＂）(2分)
(c)根据完善后的电路图，将图乙中所给实物连成实验电路．(4分)

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度（Lx）	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻(k)	75	40	28	23	20	18

①根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．

②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路．给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电阻Rp，电源E(电动势3V，内阻不计)，定值电阻：R₁=10k，R₂=20k，R₃=40k（限选定值电阻其中之一并在图中标出），开关S及导线若干．

为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R₀的阻值，某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路。闭合电键S₁，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U—I直线。请回答下列问题：
⑴根据图乙中的M、N两条直线可知（    ）
A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
⑵图像中两直线交点处电路中的工作状态是（    ）
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端       B．该电源在该电路中的输出功率最大
C．定值电阻R₀上消耗的功率为0.5W              D．该电源在该电路中的效率达到最大值
⑶根据图乙可以求得定值电阻R₀= ____Ω，电源电动势E = ___　V，内电阻r = ____Ω。

关于多用电表的使用，下列操作正确的是                  

A．测电压时，应按图甲连接方式测量

B．测电流时，应按图乙连接方式测量

C．测电阻时，应按图丙连接方式测量

D．测二极管的正向电阻时，应按图丁连接方式测量

现要测量某小量程电流表的内阻，其内阻在5Ω～8Ω之间，可选用的器材如下：
A．待测电流表A（量程10mA）；
B．电压表V₁（量程0．3V，内阻约500Ω）；
C．电压表V₂（量程3V，内阻约3kΩ）；
D．滑动变阻器R₁（最大电阻10Ω）；
E．滑动变阻器R₂（最大电阻5Ω）；
F．定值电阻R₃（阻值20Ω）；
G．电源E（电动势3V）；
H．开关S及导线苦干。
要求测量结果尽可能精确且电流表、电压表的示数能从零开始调节。
①在方框内画出实验电路图并标明符号；

②电流表A内阻的表达式为：=                       ，式中各符号的物理意义为                       。

某同学在研究性学习过程中通过一个电压表来测量一个欧姆表内部电源的电动势。电压表的内阻未知（约25kΩ～35kΩ）且测量准确，欧姆表刻度盘上的中间刻度值为30。

①该向学在实验过程中，红表笔虑与电压表的     （填“+”或“一”）接线柱连接，欧姆表的选择开关应拨至倍率“×        ” （填“1’’、“10”、“100”或“1k”）的位置。
②在实验中，该同学读出电压表的读数为以欧姆表的指针所指的刻度值为m并且在实验过程中，一切操作都是正确的。则欧姆表电池的电动势表达式             。

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？

甲乙两同学都用已校准过的两只不同的电压表来测量电路中某两点间的电压，甲测量结果是4.70V，乙测量结果是5.60V,在排除读数误差的前提下，测量结果不同是因为＿＿＿不同，＿＿＿测量结果更接近电路中的实际电压；若将这两个电压表并联后，一起测量这两点间的电压，每只电压表读数应＿＿＿（填更大、更小或不变）若将这两个电压表串联起来一起测量，则两表读数之和比原来任一只表测量值＿＿＿（填更大、更小或不变）

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。
 

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_____________。

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________。

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。