高中物理伏安法测电阻试题

如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I。图线上点A的坐标为（U₁，I₁），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为（0，I₂）。当小灯泡两端电压为U₁时，其电阻等于（  ）

A．

B．

C．

D．

某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如下图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应。已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E（3 V，内阻约为1Ω）
B．电流表A₁（0．6 A，内阻r₁约为1 Ω）
C．电流表A₂（0．6 A，内阻r₂＝5Ω）
D．开关S，定值电阻R₀
①为了较准确地测量电阻R_x的阻值，请将电流表A₂接入虚线框内并画出其中的电路图。

②在电阻R_x上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，记下电表读数，A₁的读数为I₁，A₂的读数为I₂，则R_x＝______________（用字母表示）。
③改变力的大小，得到不同的R_x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R_x值，最后绘成的图像如上图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x＝__________。（各物理量单位均为国际单位）
④定值电阻R₀的阻值应该选用________________。
A．1 Ω               B．5 Ω                C．10 Ω                D．20 Ω

一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V，1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
C．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
D．电压表（0～6V，内阻约10kΩ）
E．电压表（0～10V，内阻约30kΩ）
F．电流表（（0～0.3A，内阻约0.1Ω）
G．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
H．电流表（0～3A，内阻约0.6Ω）
I．滑动变阻器（20Ω，2A）
J.滑动变阻器（200Ω，1A）
（1）实验中需用到的仪器有__________________（用字母序号表示）；
（2）在下面方框内画出实验电路图；
    
（3）对应实验电路图将实物连线补充完整。

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。

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电路测定一电动势约2.8V的电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：

A．电压表(0～3V，内阻约5kΩ)

B．电流表(0～100 mA，内阻1Ω)

C．定值电阻R1(阻值0.2Ω)

D．定值电阻R2(阻值5.0Ω)

E．滑动变阻器R₃(阻值0～15Ω)
F．开关、导线若干
  
操作步骤如下：
①该同学考虑由于电流表量程过小，需要扩大电流表量程．应在电流表上______(填“串联”或“并联”)定值电阻______(填“R₁”或“R₂”)．
②将改装后的电流表重新接入电路，并把滑动变阻器阻值仍调到最大，此时电流表指针偏转角度较小．逐渐调小滑动变阻器阻值，电流表示数有较大的变化，但电压表示数基本不变，该现象说明________________．
③为了让实验能正常进行，该同学对图的电路做了适当改进，请画出改进后的电路图．
④用改进后的电路测定出两组数据：第一组数据为U₁＝1.36 V，I₁＝0.27 A；第二组数据为U₂＝2.00 V，I₂＝0.15 A，则电池的内阻为________ Ω(计算结果保留两位小数)．

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：                           

微安表G（测小电流的电流表）的内阻一般都在数百欧姆左右。现在有两个刻度盘上仅有刻度而没标出数值的微安表，将它们串联在同一电路中时，其指针的位置如图甲中a、b两图所示。现欲利用其中的一个测另一个的内阻，除了这两个微安表之外还备有下列器材：电池E、电阻箱R、定值电阻R₀（作保护电阻用）、电键S及够用的导线。

某同学已将这些器材连成了如实物图乙所示的电路，接通电键后，发现两个微安表的指针均指在各自表盘的正中央，电阻箱各旋钮的位置如右边的图丙所示，由此可知，他在测微安表  （填“a”或“b”）的内阻，被测微安表的内阻为   Ω（保留三位有效数字）。

测量电阻有多种方法。(1)若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是（  ）
A．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
(2)若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，又能同时描绘小灯泡电阻的伏安特性曲线．
A．电压表V₁(量程6 V、内阻很大)
B．电压表V₂(量程4 V、内阻很大)
C．电流表A(量程3 A、内阻很小)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)
E．小灯泡(2 A、5 W)
F．电池组(电动势E、内阻r)
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。
①请将设计的实验电路图在图中补充完整．


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坐标系中，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.(结果均保留两位有效数字)
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________（此空填百分数，保留一位小数）。

（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）_____________________                    

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)．

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。

一只标有“4 V 3 W”的小灯泡，两端加上电压U，在U由0逐渐增加到4 V过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，在如图所示的四个图象中，符合实际的是(  )

有一待测的电阻器R_x ，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量
（1）甲同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“________”位置，调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为_______Ω．

（2）乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量：
电压表V（量程0~5V，内电阻约10kΩ）
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4.5V，内电阻约为0.5Ω）
电键及若干导线
为了精确画出I―U图线．他设想电表读数从零开始变化，以便多测出几组电流、电压值，故电流表应选用________，滑动变阻器选用_________（选填器材代号），利用选择的器材，请你在方框内画出理想的实验电路图，并标注实验器材的编号．