高中物理伏安法测电阻实验题

为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告，某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件，现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀（约为2k），二是手机中常用的锂电池（电动势标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A.电压表V（量程4V，内阻极大）
B.电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约为5）
C.电流表A₂（量程2mA，电阻R_A2约为50）
D.滑动变阻器R₁（0--40，额定电流1A）
E.电阻箱R₂（0--999.9）
开关一只导线若干
（1）为了测定电阻R₀的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图，所选取的相应的器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你认为应该怎样调整？
（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R₁、电流表A₁已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。
?请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）；

?为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式：。

如图所示是测定电流表内阻的实验电路图，电流表的内阻约为120Ω，满偏电流为500μA，用电池作为电源．

（1）实验室配有的可变电阻为：

A．电阻箱，阻值范围为0～99.9Ω

B．电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω

C．滑动变阻器，阻值范围为0～200Ω

D．滑动变阻器，阻值范围为0～20kΩ

在上述配有的可变电阻中，电路中R应选用      ，R₁应选用      ．（填字母代号）
（2）某学生进行的实验步骤如下：
①先将R的阻值调到最大，合上S₁，调节R的阻值，使电流表的指针转到满偏刻度
②合上S₂，调节R₁和R的阻值，使电流表的指针指到满偏刻度的一半
③记下R₁的阻值
指出上述实验步骤中的错误：      ．

为精确测量额定电压为3V的某电阻R的阻值，某同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“一”插孔中，将选择开关置于“×1”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度较小（如图甲所示）。试问：

（1）为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“        ”位置。
（2）再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处（如图乙所示），那么他该调节   旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验，结果看到指针指在如图丙所示位置。
（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：

A．灵敏电流表G（量程200μA，内阻300Ω）

B．电流表A（量程0.6A，内阻约0.3Ω）

C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）

D．电压表V2（量程15.0V，内阻约5kΩ）

E．滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω）
F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R₂
G．电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H．电键、导线若干。
为了尽可能提高测量精确度，除电源、电键、待测电阻R、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有         。
请在下面的方框中画出你设计的电路图。

有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表（0～5 V，内阻约为10 k）
B．电压表（0~10 V，内阻约为20 k）
C．电流表（0～0.3 A，内阻约为l）
D．电流表（0～0.6 A，内阻约为0.4）
E．滑动变阻器（10，2 A）
F．学生电源（直流6 V），还有电键、导线若干

①实验前，先用多用电表粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡（请填写“×1”、“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲所示，结果为________。
②实验中所用电压表应选用_________，电流表应选用_________（填写器材前的字母符号）．
③实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将图乙中实物连接成满足实验要求的测量电路．
④某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如图丙所示），若用电动势为2V、内阻不计的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是__________W．

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘灯泡的伏安特性曲线。
A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）
B．电压表V₂（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
（1）某同学设计的实验电路图如下图，实验时，调节滑动变阻器的滑动片向右，则电压表V₁的示数      ，则电压表V₂的示数      。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I，U₁）、（I，U₂），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组的电动势E＝   V、内阻r＝    Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为    Ω，电池组的效率为            （结果保留两位有效数字）。

某同学用如图所示的实物电路，描绘额定电压为4.0 V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率．

（1）根据实物图，在下面线框内画出电路图．

(2)闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为________．

A．小灯泡短路

B．小灯泡断路

C．电流表断路

D．滑动变阻器断路

(3)根据如图所示I－U图线，可确定小灯泡在电压为2.0 V时实际功率为________W.

某实验小组想测量一个量程为30mA的电流表A₁的内阻，并将其改装成量程为270mA的电流表A₂。
（1）用如图所示的电路测量电流表A₁的内阻，滑动变阻器R₀的最大阻值为10Ω，R为变阻箱。（R₀的滑片不动时，可认为分压电路的电压不变）

①调节R₀和R，当R=200Ω时A₁示数为30mA；
②只调节R，当R=500Ω时A₁示数为20mA；
③得出结论：电流表A₁的内阻测量值为R_A=Ω。
（2）将一个Ω的电阻与电流表A₁联可组成电流表A₂。
（3）由于测量电流表A₁内阻的实验存在系统误差，使用改装后的电流表A₂测量电流时会出现偏差，且电流的测量值比真实值偏。（填“大”或“小”）

用甲图测量电源电动势E和内阻r 除了图中所给的器材，还有一只多用电表可用，通过多用电表来测量电源的路端电压和电路的电流，完成下面的实验步骤：

①断开开关S₁、S₂，把电阻箱的阻值调至最       （填“大”或“小”）；
②多用电表接a、b，选择直流电压5V挡，闭合开关S₁、S₂，调节电阻箱的阻值，此时表盘指针指在如图乙的P位置，则读得U₁=        V，断开开关S₁、S₂；
③多用电表改接c、d，选择直流电流500mA挡，保持电阻箱阻值不变，闭合开关 ，此时表盘指针指在如图乙的Q位置，则读得I₁=       A，断开开关；
④用U₁和I₁列出计算电动势E和内阻r的表达式：                           

（每空2分，共10分）实验室进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10^－8 Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×1”；
②________________________________________________________________；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。

⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻；
⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_________mm；

⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。（结果保留两位有效数字）
⑸他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_____________________                    

有一待测的电阻器R_x，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用伏安法来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）；
电流表A₁，（量程0～500mA，内电阻约20Ω）；
电流表A₂，（量程0～300mA，内电阻约4Ω）；
滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；
滑动变阻器R₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；
直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0.5Ω）；
开关及若干导线．
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I﹣U图线．
（1）电流表应选用      ．
（2）滑动变阻器选用      （选填器材代号）．
（3）请在如图所示的方框内画出实验电路图．

实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm²，查得铜的电阻率为1.7×10^－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R_x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：

电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；
电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值5 Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值20 Ω；
定值电阻：R₀＝3 Ω；
电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干．
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R₁”或“R₂”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．
(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．

(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．

为了测定光敏电阻Rx的光敏特性．

（1）某同学使用多用表“×10”的欧姆挡测其大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值Rx＝_________ Ω；
（2）为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示，由图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_______________ Ω，强光照射时光敏电阻阻值为____________ Ω；
（3）若实验中所用电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路对___________ （填“正常光”或“强光”）照射时测得的误差较小．请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路．

要测一个待测电阻R_x­（190Ω~210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：
电源E:电动势3.0V，内阻不计；
电流表A₁：量程0~l0mA，内阻r₁约50Ω；
电流表A₂：量程0~ 500μA，内阻r₂为1000Ω；
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω，额定电流2A;
电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量R_x的阻值，请回答下面问题：
①为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表    （选填“A₁”或“A₂”）串联定值电阻            Ω，将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
②如图（a）所示，同学们设计了测量电阻R_x的甲、乙两种方案，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图____（选填“甲”或“乙”）。
③若所选测量电路中电流表A的读数为I=6.2mA，改装后的电压表V读数如图（b）所示，则电压表V读数是        V。根据电流表A和电压表V的读数，并考虑电压表内阻，求出待测电阻R_x=        Ω（结果保留小数点后一位）。

某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。（填选项前的字母）
A.直流电压10V；  B.直流电流5mA       C.欧姆×100；  D.欧姆×1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围0～20Ω,额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的划片P应置于最____端；（填“左”或“右”）
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是为不零，其原因是______两点之间的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2、3点”的导线）
Ⅲ该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。（填“不变”、“增大”或“减小”）

某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值：
（1）表内电池的    极与红表笔相连；
（2）先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图所示。请你简述接下来的测量过程：

①断开待测电阻，将选择开关旋到__   _ __；
②将两表笔短接，____________    ________；
③再接入待测电阻，重新读数；
④测量结束后，将选择开关旋到        。
（3）表盘的示数如图，则电阻值是     Ω。

（4）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如下图所示。其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω 。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。