高中物理伏安法测电阻实验题

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.

一块电流表的内阻大约是几百欧，某同学用如图所示的电路测量其内阻和满偏电流，部分实验步骤如下：

①选择器材：两个电阻箱、2节干电池（每节电动势为1.5V，内阻不计）、2个单刀单掷开关和若干导线；
②按如图所示的电路图连接好器材，断开开关S₁、S₂，将电阻箱1的电阻调至最大；
③闭合开关S₁，调节电阻箱1，并同时观察电流表指针，当指针处于满偏刻度时，读取电阻箱1的阻值为500 Ω；
④保持电阻箱1的电阻不变，再闭合开关S₂，只调节电阻箱2，并同时观测电流表指针，当指针处于半偏刻度时，读取电阻箱2的阻值为250 Ω。
通过分析与计算可知：
（1）电流表内阻的测量值R_A＝__________；电流表的满偏电流值I_g＝__________；
（2）该同学对此电流表进行改装，使改装后的电流表量程为3 A，则改装后的电流表的内阻＝__________。

甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R₁和R₂阻值．

实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R₁，待测电阻R₂，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0－99.99Ω），单刀单掷开关S₁，单刀双掷开关S₂，导线若干。
（1）先测电阻R₁的阻值．请将甲同学的操作补充完整：
A．闭合S₁，将S₂切换到a，调节电阻箱，读出其示数R₀和对应的电压表示数U_l．
B．保持电阻箱示数不变，                ，读出电压表的示数U₂．
C．则电阻R₁的表达式为R₁＝              ．
（2）甲同学已经测得电阻R_l＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R₂的阻值．该同学的做法是：闭合S₁，将S₂切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E＝______ V，电阻R₂＝______Ω（保留三位有效数字）。

为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路．闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V₁的示数U₁，电压表V₂的示数U₂.根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示．请回答下列问题：

（1）写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；
（2）小灯泡两端电压随电流变化的图象是________（选填“a”或“b”）；
（3）根据图乙可以求得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W.

伏安法可以测纯电阻，也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流，从而求出其输入功率。用如图（A）所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率。
（1）下面的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图，请根据实物连接图在虚线框内画出实验电路图；（直流电动机的符号用表示）

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次上升时选取匀速上升阶段，测量其上升的高度h和时间t，h每次均为1.5m，所测物理量及测量结果部分数值（空缺表格部分的数据隐去）如下表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电动机的电流(I/A)	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5	2.5
提重物重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5	7.0
重物上升时间(t/s)	1.4	1.7	2.3	2.7	电机不转	电机不转

从实验数据中，可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻，其阻值为________Ω。
（3）电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值，请推导出电动机效率η的表达式为η=_________（用题目中的符号表示）；现在用前4次实验数据（包括空缺表格部分隐去的数据）做出Mg/I—t的图象，如图所示，请由图象给出的数据求出电动机的平均效率        ℅。（结果保留三位有效数字）

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验室备有下列器材选用：
①干电池（电动势约为，内电阻约为）；
②电流表（满偏电流，内阻）；
③电流表（量程，内阻约为）；
④滑动变阻器（，）；
⑤滑动变阻器（，）；
⑥定值电阻；
⑦开关和导线若干。
某同学设计了如所示的电路进行实验：
（1）在该电路中为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 　▲ （填写器材前的字母代号“”或“”）；在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动端c移动至 ▲ （填“a端”、“中央”或“b端”）。

（2）根据图（甲）在图（乙）的实物图上连线。
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表G和电流表A的示数I₁和I₂。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为：

在图（丙）所示的坐标纸上以I₁为纵坐标、I₂为横坐标画出所对应的I₁-I₂曲线（I₁为电流表G的示数， I₂为电流表A的示数）。

（4）利用所画图线可求得电源的电动势E=  ▲  V，电源的内电阻r =  ▲  Ω。（结果要求保留两位小数)

某课题研究小组，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、薄的金属圆片．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀(约为2 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V (量程4 V，电阻R_V约为4.0 kΩ)，
B．电流表A₁(量程100 mA，电阻R_A1约为5 Ω)，
C．电流表A₂(量程4 mA，电阻R_A2约为50 Ω)，
D．滑动变阻器R₁(0～20 Ω，额定电流1 A)，
E．开关S一只、导线若干，
F．游标卡尺，
G．螺旋测微器。
（1）为了测定电阻的阻值，某小组的四位成员各自设计了如图所示的电路原理图，并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），则电路设计正确且器材选取也妥当的是（   ）

（2）为了测锂电池的电动势和内阻，请在下面的方框甲中画出实验原理图，并在图中标明所选用器材.

（3）某小组根据测得的数据，画出了U－I图线，如图乙所示，根据图线，可求得：该锂电池的电动势U＝    V，内阻r＝    Ω.
（4）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度。读出图中的示数。该游标卡尺示数为     cm。螺旋测微器示数为     mm.

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表A₁（量程3A，内阻约0.1Ω）
电流表A₂（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V₂（量程15V，内阻约200kΩ）
滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R₂（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）
（1）在该实验中，电流表应选择　   　（选填“A₁”或“A₂”），电压表应选择　   　（选填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择　   　（选填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同学用导线a、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在图乙方框中完成实验的电路图．

（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为　   　．
（4）由于电表内电阻的影响，本实验中电压表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）小灯泡两端的电压，电流表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）流过小灯泡的电流；电压表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响，电流表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响．

用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性。
（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在___________端。（选填“a”或“b”）
（2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整。
（3）实验后作出的U—I图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是：_________。
（4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=_______，这个测量值比真实值偏____________。（选填“大”或“小”）

（1）有一电阻值约为20 Ω、额定功率约为7.2Ｗ的灯泡，现准备用伏安法测量多组数据，借助I～U图象较准确地测其阻值，实验室提供的器材有：
A．电流表(量程O～3 A，内阻约O.1Ω)
B．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.5Ω)
C．电压表(量程0～3 V，内阻约3kΩ)
D．电压表(量程O～15 V，内阻约15 kΩ)
E．滑动变阻器(阻值O～10Ω，额定电流2 A)
F．直流电源(电动势12 V，内阻不计)
G．开关及导线若干
①要使测量误差尽量小，电流表应选择     ，电压表应选择     ．(填序号字母)
②按实验要求在方框内画出实验电路图。
③试将题图所示器材连成实验电路

二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性．某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50 mA.
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极：当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断______ （填“左”或“右”）端为二极管的正极．
（2）实验探究中他们可选器材如下：
A．直流电源（电动势3 V，内阻不计）           B．滑动变阻器（0～20 Ω）
C．电压表（量程15 V、内阻约80 kΩ）           D．电压表（量程3 V、内阻约50 kΩ）
E．电流表（量程0.6 A、内阻约1 Ω）             F．电流表（量程50 mA、内阻约50 Ω）
G．待测二极管                              H．导线、开关
为了提高测量精度，电压表应选用________，电流表应选用________．（填序号字母）
（3）实验中测量数据如下表，请在下图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.

电流 I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0
电压 U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50

（4）同学们将该二极管与阻值为10 Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3 V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为________ W.

在测定一节干电池的电动势和内电阻实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0Ω ）
B．电流表A₁（量程0—3 mA，内阻R_g1＝10Ω）
C．电流表A₂（量程0—0.6 A，内阻R_g2＝0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0—20Ω，10 A）
E．滑动变阻器R₂（0—200Ω，l A）
F．定值电阻R₀（990Ω）
G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数，且I₂的数值远大于I₁的数值），则由图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。
（3）若将图线的纵坐标改为______，则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小

（1）某同学通过实验探究热敏电阻阻值随温度的变化规律，他得到
了该热敏电阻的伏安特性曲线如左下图所示，由图可知，热敏电阻的阻值随通过电流的增大升温而________。（填变大或变小）
（2）他将这个热敏电阻接入如下右图所示的电路中，已知电源电压为9V，R₁＝30Ω，内阻不计的毫安表读数为500mA，则R₂的阻值为________Ω。

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1kΩ

C．电压表V2：量程为0﹣15V，内阻约为4kΩ

D．电流表A1：量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω；

E．电流表A₂：量程为0﹣0.6A，内阻约为0.6Ω；
F．滑动变阻器R₁：最大阻值为10Ω，额定电流为0.6A；
G．滑动变阻器R₂：最大阻值为15Ω，额定电流为1.0A；
H．滑动变阻器R₃：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A；
I．开关S，导线若干．
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：

I/A	0.00	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/N	0.00	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）实验中电压表应选用      ；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）请你不要改动已连接导线，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）在下面坐标中画出小灯泡的U﹣I曲线．

（4）若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω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）．

(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　                        。