高中物理伏安法测电阻实验题

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.

一个未知电阻R_x，阻值大约为1.0kΩ～1.2kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中还备有如下器材：

电源E （电动势3V、内阻可忽略）
电压表V （量程3V、内阻约为3kΩ）
电流表A₁（量程3mA、内阻约为10Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω
开关S、导线若干
（1）在实验中电流表应选      ．
（2）为了尽可能减少误差，且能够测量较多组数据，请你在虚线框中画出本实验的电路图．
（3）根据你所画的电路图在题给的实物图上用笔画线代替导线画出连接图．

某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：电源E（电动势为4V，内阻约为1Ω）；电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；
电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约为l kΩ）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；
滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；     开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的二次方D/mm^2	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3	0.560	0.3136	100.00	4.07

①图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路    （选填“A”或“B”）进行测量．电流表应选        ，电压表应选       ，滑动变阻器应选        。
②请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R=                        （比例系数用k表示），并求出比例系数k=       Ω•m（结果保留两位有效数字）。

为了较为精确测量某一定值电阻的阻值，情趣小组先用多用电表进行粗侧，然后用伏安法精确测量，现准备了一下器材

A．多用电表

B．电压表，量程6V，内阻约为10kΩ

C．电压表，量程15V，内阻约为20kΩ

D．电流表，量程0.6A，内阻约为0.2Ω

E.电流表，量程3A，内阻约为0.02Ω
F.电源：电动势E=9V
G.滑动变阻器，最大阻值10Ω，额定店里2A
H.导线、电键若干
（1）在用多用电表粗侧时，该兴趣小组首先选用欧姆档，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关应换用_________欧姆档，按操作规程再次测量电阻的阻值，此时欧美表的指针如图乙所示，读数为_______Ω

（2）在用伏安法精确测量时，要求待测电阻的电压从零开始连续调节，则要完成测量，应选择的电压表是__________，电流表是_____________（填器材前面的字母代号），并在方框内画出实验电路图

用如图所示的实验器材“测定电池的电动势和内阻”，


（1）用笔画线代替导线在实物图上正确连线；
（2）实验中测得数据如下：

物理量	1	2	3	4	5
R /Ω	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2
U /V	0.95	0.85	0.78	0.65	0.40
U^-1 /V^-1	1.05	1.18	1.28	1.54	2.50

 
用作图法求得电池的电动势为       ，内阻为       。

欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A.电池组（3V，内阻1）  B.电流表（0~3A，内阻0.0125）
C.电流表（0~0.6A，内阻0.125） D.电压表（0~3V，内阻3k）
E.电压表（0~15V，内阻15k） F.滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G.滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A）  H.开关、导线
（1）上述器材中电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________；（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表_____接法；（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=____A，U=___V。

（4）为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻R_x的原理电路图.

待测电阻R_x的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30）

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000）

D．定值电阻R0＝100

E.滑动变阻器R₁，最大阻值为5，额定电流为1.0A
F.滑动变阻器R₂，最大阻值为50，额定电流为0.5A
G.电源E，电动势E＝4V（内阻不计）
H.电键S及导线若干
（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材
（均用器材前对应的序号字母填写）
（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量R_x的最佳实验电路图并标明元件符号；
（3）待测电阻的表达式为R_x＝                  ，式中各符号的物理意义为           。

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：      ．

测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，回答下列问题：

①如图1所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在      处
②现备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器（0～50Ω）
C．滑动变阻器（0～1750Ω）D．电压表（0～3V）
E．电压表（0～15V）      F．电流表（0～0.6A）    G．电流表（0～3A）
其中滑动变阻器应选用      ，电流表应选      ，电压表应选      ．（填字母代号）
③如图2是根据实验数据画出的U﹣I图象．由此可知这个干电池的电动势E=      V，内电阻r=      Ω．（保留两位有效数字）

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

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)
B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)
D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)
E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．
(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路．

(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，此时灯泡的实际功率为________W(结果保留两位有效数字)

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）．

某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻，给定的器材如下：

A．电流表G（满偏电流，内阻）

B．电流表A（，内阻未知）

C．滑动变阻器（，）

D．定值电阻R（阻值）

E．多用电表F．开关与导线若干
（1）某同学首先用多用电表的直流挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如右图所示，则该电表读数为           V。

（2）该同学再用提供的其他实验器材，设计了如下图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙上完成实物连线．

（3）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的图线（为电流表G的示数，为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=      V，内阻r=          ．（每空2分）

某小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V，0.7 A”；
电流表A₁，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；
电流表A₂，量程0.6 A，内阻R₂＝0.2 Ω；
电压表V，量程3 V，内阻R_V＝9kΩ；
标准电阻R₁，阻值1 Ω；
标准电阻R₂，阻值3 kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；
学生电源E，电动势6 V，内阻不计；
开关S及导线若干。

（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为______ Ω。
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______ V。
（3）小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所提供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。

某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材
A.直流电源（6V，内阻不计）
B.电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）
C.电流表A（0~0.6A，内阻未知）
D.滑动变阻器R（0~20Ω，5A）
E.滑动变阻器（0~200Ω，1A）
F.定值电阻（阻值为1990Ω）
G.开关与导线若干
（1）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件伏安特性曲线的电路原理图（可用“”表示）（请画在方框内）

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用__________（温馨提示：填写器材前面的字母序号）
（3）将上述电子元件和另一个电子元件接入如图所示的电路甲中，他们的伏安特性曲线分别如图乙中oA.ab所示，电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器，使电子元件和消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件的阻值为____________Ω，接入电路的阻值为___________Ω（结果保留两位有效数字）