高中物理伏安法测电阻实验题

现用以下器材测量电池的电动势和内电阻
A．被测电池（电动势在10 V～15V之间）  B．电阻箱（0～20）
C．滑动变阻器（最大阻值20 ）         D．定值电阻R₀（阻值5 ）
E．电流表A₁（量程0．6A）               F．电流表A₂（量程3A）
G．电键                             H．导线若干

实验中只用到了包括电池和定值电阻R₀在内的六种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数和外电路电阻R（R₀除外）的关系图线，即-R图线，如图所示。则：
①实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择      ；
②在虚线框内画出实验原理图；
③根据图线求出电池的电动势为    V，内阻为     ；
④说出实验中产生误差的原因（说出两条即可）：      。

在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
①用刻度尺测量金属丝的有效长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如下图所示，则这次测量的读数D=         mm。

②该同学先用欧姆表粗测该金属的电阻约3欧，然后使用电流表和电压表精确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用A ，电流表应选用       滑动变阻器应选用           _________（选填器材前的字母），滑动变阻器接入电路应选择          接法（填“分压”或“限流”）。

某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G (量程为1mA、内阻约为100Ω) 的内阻。实验室中可供选择的器材有：
电流表A₁：量程为3mA 内阻约为200Ω；
电流表A₂：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω；
定值电阻R₁：阻值为10Ω；
定值电阻R₂：阻值为60Ω；
滑动变阻器R₃：最大电阻20Ω，额定电流1.5A；
直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω；
开关，导线若干。
（1）为了精确测量电流表G的内阻，你认为该小组同学应选择的电流表为      、定值电阻为       。（填写器材的符号）
（2）在方框中画出你设计的实验电路图。

（3）按照你设计的电路进行实验，测得电流表A的示数为I₁，电流表G的示数为I₂，则电流表G的内阻的表达式为r_g=              。
（4）请列出你所知道的测量电阻的方法：                              。（至少写出两种）

一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线

A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计

B．电压表V1：量程为0~3V，内阻约为1

C．电压表V2：量程为0~15V，内阻约为4

D．电流表A1：量程为0~3A，内阻约为0.1

E. 电流表A₂：量程为0~0.6A，内阻约为0.6
F. 滑动变阻器R₁：最大阻值为10Ω，额定电流为1.0A
G. 滑动变阻器R₂：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A
H. 开关S，导线若干
① 实验中使用的电压表应选用　　　　　；电流表应选用　　　　　；滑动变阻器应选用　　　　　（请填写选项前对应的字母）．
② 实验中某同学连接实验电路如图所示,请你不要改动已连接的导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最    （填“左”或“右”）端．

③.实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图所示,请将该组数据标记在U-I坐标中,其余实验数据已标记在坐标中,请你画出小灯泡的U-I图线．并简述该图线不是直线的主要原因                                        

理科综合试卷第8页（共16页）

④.若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功率约为              W（保留两位有效数字）．

为了测量一个量程0～3V、内阻约3 kΩ的电压表的内电阻， 提供的实验器材有：
A．待测电压表V₁；
B．电流表A₁（0～0.6A，内阻约0.2Ω）；
C．电压表V₂（量程0～10 V，内电阻约10kΩ）；
D．滑动变阻器R₁（0～50Ω，额定电流0.5A）；
E．定值电阻R="5" kΩ；
F．电源E（电动势8V，内阻较小）；
G．开关一个、导线若干。
⑴.在虚线框内画出正确的实验电路图   。（要求测量值尽可能精确、测量值的变化范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出）

⑵.实验时需要测得的物理量有   。（用符号表示并说明其物理意义）
⑶.待测电压表内电阻表达式为=   。〔用⑵.中符号表示〕

(11分)从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A₁的内阻r₁，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。

器材(代号)	规格
电流表(A1)	量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω)
电流表(A2)	量程500 μA、内阻r2="750" Ω
电压表(V)	量程10 V、内阻r3="10" kΩ
电阻(R1)	阻值约为100 Ω
滑动变阻器(R2)	总阻值约为50 Ω
电源(E)	电动势1.5 V、内阻很小
开关(S)、电线若干

 
①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图，其中符合实验要求的是（   ）

②请简要说明你选择原理图的理由                          。
③若选测量数据中的一组来计算r₁，则所用的表达式为r₁=　　　　，式中各符号的意义是　                        。

2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。我们平常所用的2B铅笔芯中就含有石墨，能够导电。某同学设计了探究2B铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据(I和U分别表示通过2B铅笔芯的电流和其两端的电压)。

U/V	0.00	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00
I/A	0.00	0.10	0.18	0.28	0.38	0.48

实验室提供如下器材：
A．电流表A₁(量程0．6A，内阻约为1．0)
B．电流表A₂(量程3A，内阻约为0．1)
C．电压表V₁(量程3V，内阻3k)
D．电压表V₂(量程l5V，内阻15k)
E．滑动变阻器R₁(阻值0～10，额定电流2A)
F．滑动变阻器R₂(阻值0～2k，额定电流0．5A)
①除长约l4cm的中华绘图2B铅笔芯、干电池(2节)、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有             (填选项前字母)；
②在答题卡的虚线方框中画出实验电路图。

某同学利用学过物理知识测量电阻R_x的阻值及探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，进行如下操作：


（1）用多用电表测该电阻的阻值，选用“”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择＿＿＿倍率的电阻档（选填“”“”），欧姆调零后再进行测量，示数如图所示，测量值为＿＿ ＿Ω。
（2）为了探究额定功率为4W、额定电压为4V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，该同学准备了如下的实验器材：
A. 电压表V₁（0～2V，内阻2kΩ）；
B. 电压表V₂（0~15V，内阻15kΩ）
C. 电流表A（0～1A，内阻约1Ω）；     
D. 定值电阻R₁＝2kΩ
E. 定值电阻R₂＝16kΩ；                
F. 滑动变阻器R（15Ω，2A）
G. 学生电源（直流6V，内阻不计）；    
H. 开关、导线若干
①为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用_________（均用序号字母填写）；
②在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图；
③根据设计的电路图，写出电压表读数U_V与小灯泡两端电压U的关系__________。若小灯泡的电功率为P，则关系图线可能正确的是__________。

一个电压表V₀，量程3V，内阻约为1kΩ．为进一步测量V₀的内阻，有甲、乙两个电路可选择．备选器材有：

A．电流表A1，量程3mA；	B．电流表A2，量程0.6A；
C．电压表V，量程3V，内阻Rv＝1.2 kΩ；	D．滑动变阻器R，0～3000 Ω；

E．电源E，6V电池组，内阻不计．

（1）若选用甲电路，电流表应选用         （填写前面的字母代号），若V₀和选用电流表示数分别为U₀和I，则测得电压表的内阻R₀＝               ．
（2）若选用乙电路，若V₀和V示数分别为U₀和U，则测得电压表的内阻R₀＝           ．（用U₀、U、R_V等字母表示）．

为了描绘标有“3V，0．4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化．所给器材如下：A．电流表（0~200mA，内阻0．5Ω）   B．电流表（0~0．6A，内阻0．01Ω）  C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）    D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）   E．滑动变阻器（0~10Ω，0．5A）   F．滑动变阻器（0~1kΩ，0．1A）    G．电源（3V）      H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是________________．
（2）在虚线框中画出完成此实验的电路原理图，并将实物按电路图用导线连好．

（3）此实线描绘出的I—U图线是            （填“曲线”或“直线”），其原因是______________________________________。

在《测定金属丝电阻率》的实验中，需要测出其长度L．直径d和电阻R．用螺旋测微器测金属丝直径时读数如下图，则长度为________mm金属丝的直径为____________ mm．若用下图中测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________．（“偏大”，“偏小”）

某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如下图所示，可知其长度为          mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图所示，可知其直径为__________mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”档，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，他还需要换档重新测量吗?______ （填“需要”或“不需要”）

（4）为更精确地测量其电阻，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0～3 mA，内阻约50 Ω）
电流表A₂（量程0～15 mA，内阻约30 Ω）
电压表V₁（量程0～3 V，内阻约10 kΩ）
电压表V₂（量程0～15 V，内阻约25 kΩ）
直流电源E（电动势4 V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15 Ω）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2 kΩ）
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，电流表应选用____，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。
（5）请在图中补充连线完成本实验。

（2）在研究性课题的研究中，小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻R_x（阻值约2 k ），二是手机中常用的锂电池（电动势E的标称值为3．4 V）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程4V，内阻R_v约10 k）
B．电流表A₁（量程100 mA，内阻约5 ）
C．电流表A₂（量程2 mA，内阻约50 ）
D．滑动变阻器R（0～40 。额定电流1 A）
E．电阻箱R_o（0～999．9 ）
F．开关S-只、导线若干
①小刚采用伏安法测定R_x的阻值，他使用的电是待测的锂电池。图甲是他连接的部分实验器材，请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是  （选填“A₁”或“A₂”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值   真实值（填“大于”或“小于”）；
②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。

a．小聪的实验操作是：闭合开关S．调整电阻箱的阻值为R₁时，读出电压表的示数为U_l；调整
电阻箱的阻值为R₂时，读出电压表的示数为U₂。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其
表达式为E=         ；
b．小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（见图丙）。则该图像的函数表达式为         ，由图丙可知该电池的电动势E=       V、内阻r=____。

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的内阻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。
（1）定值电阻应选______，滑动变阻器应选______。（在空格内填写序号）
（2）用连线连接实物图。

（3）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__________

要精确测量一个阻值约为5Ω的电阻丝R_x，实验室提供下列器材：
电流表A：量程100mA，内阻r₁约为4Ω；
电流表G：量程500μA，内阻r₂=750Ω；
电压表V：量程10V，内阻r₃约为10kΩ；
滑动变阻器R₀：阻值约为20Ω；
电池E：电动势E=1.5V，内阻很小；
电建K，导线若干。

（1）选出适当器材，并在答题卷方框内连接实物图；
（2）请指出需要测量的物理量，并写出电阻丝阻值的表达式。