高中物理研究闭合电路的欧姆定律实验题

一个未知电阻R_x，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V₁（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表V₂（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A₁（量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源E（电动势为3V）
滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）
开关S
（1）在实验中电压表选     ，电流表选     ．（填V₁、V₂，A₁、A₂）
（2）为了尽可能减小误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图．

同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究。

（1）同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。晓宇同学找来了一个土豆做实验，当用量程为0～3V、内阻约50kΩ的电压表测其两极时读数为0.96V。但当他将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V多。据您猜想，出现这种现象的原因应当是：                   （不要求写分析、推导过程）。
（2）晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为30Ω. 小丽同学用灵敏电流表直接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA，根据前面用电压表测得的0.96V电压，由闭合电路欧姆定律得：.因而晓宇同学说土豆的内阻为30Ω，而小丽同学则说是3kΩ。
请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说明理由
       。
（3）若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A．电流表A1（量程为0～0.6A ，内阻为1Ω）

B．灵敏电流表A2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）

C．灵敏电流表A3（量程为0～300μA ，内阻未知）

D．滑动变阻器R1（最大阻值约10Ω）

E.滑动变阻器R₂（最大阻值约2kΩ）
F．定值电阻(阻值2kΩ)
G.变阻箱（0～9999Ω）
①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻, 实验中应选择的器材是          (填器材前的字母代号)。
②在方框中画出设计的电路图。

研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。
（1）为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图（a）所示电路。图中电源电动势未知，内阻不计。闭合开关，将电阻箱阻值调到20Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95Ω时，电流计指针指在如图（b）所示位置，则电流计的读数为         mA。由以上数据可得电流计的内阻R_g=          Ω。
（2）同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图（c）所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为        Ω（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为        Ω。
 
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，调节电阻箱指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：
A．小灯泡“6V 3W ”， B．直流电源6 ~ 8V
C．电流表（量程3A，内阻约0．2 Ω）， D．电流表（量程0．6A，内阻约1 Ω）
E．电压表（量程6 V，内阻约20 kΩ）， F．电压表（量程20V， 内阻约60 kΩ）
G．滑动变阻器（0 ~ 20 Ω、2 A ）， H．滑动变阻器（1 kΩ、0．5 A）
（1）实验所用到的电流表应选   ，电压表应选       ，滑动变阻器应选      。（填字母代号）
（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图。

测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中：
（1）实验器材：
小灯泡、     、电流表、     、学生电源（或电池组）、开关、导线、坐标纸、铅笔等．
实验电路如图所示．

（2）实验操作
①按电路图连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的     端．
②闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下     、     的示数．
③依据实验数据作出小灯泡的     图线．
④由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表     ．（填内接法或外接法）

描绘“6V，3W”灯泡的伏安特性曲线，提供了下列器材:

A．电压表V（3V，内阻约3kΩ）

B．电流表A（0.6A，内阻约0.3Ω）

C．电阻箱R（0—99999Ω）

D．滑动变阻器R1（0—20Ω）;

E．滑动变阻器 R₂（0—100Ω）
F．待测灯泡L“6V，3W”
G．电源E（电动势约8V、内阻较小）
H．开关、导线若干
①按照实验需要，将电压表的量程由3V 扩大至6V，首先测量电压表内阻，某同学采用了如图甲所示的电路，闭合开关S，调节电阻箱阻值为4870Ω 时，电压表指针刚好满偏；再调节电阻箱阻值为12720Ω时，电压表指针在满刻度的一半，则电压表的内阻R_V =       Ω;从理论上分析，实验测得电压表内阻值      （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
②图乙是测量灯泡电流随电压变化的实物电路，请你用笔划线代替导线完成电路连接（要求在闭合开关前，滑动变阻器滑动头置于最左端）.

③实验中，滑动变阻器应选择___________（选填“R₁”或“R₂”）.

为了研究“3.8V，0.3A”小灯泡的电阻随电流变化的规律，某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系．实验室可以提供的器材如下：
①直流电源E（电动势约4V，内阻可不计）；②电流表A（量程为0-0.6A，内阻约0.5Ω）；
③电压表V（量程为0-5V，内阻约20kΩ）；④滑动变阻器R₁（阻值0-10Ω，额定电流2A）；
5滑动变阻器R₂（阻值0-100Ω，额定电流1A）
6电键S及导线若干．实验测得的数据记录在下表中：

U/V	0	0.30	1.00	1.70	2.40	3.10	3.80
I/A	0	0.074	0.164	0.210	0.250	0.284	0.300

（1）应选择的滑动变阻器为（填写仪器符号）     ；
（2）根据以上条件在答题卡的方框中画出符合要求的实验电路图（并在图中标出器材的符号）；
（3）试求：电压为1.5V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因。（结果保留两位有效数字）

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”）

某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：

U/V	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

 
现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源；
B．量程为0～3A的内阻可忽略的电流表；
C．量程为0～0.3 A的内阻可忽略的电流表；
D．量程为0～3V的内阻很大的电压表；
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；
F．电键和导线若干。
（1）这个学习小组在实验中电流表应选             （填器材前面的字母）；
（2）请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个（      ）；

（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而            （填“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.150A，已知A、B两端电压恒为2V，则定值电阻R₀

阻值为_______Ω。（结果保留两位有效数字）。

某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA）
B．电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）
C．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA）
G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）为提高实验的准确程度，电流表应选用      ；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用        （以上均填器材代号）
（2）请在答题卷的方框内画出满足实验要求的电路图，并把答题卷图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。

关于多用表的使用：
（1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S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，不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）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是

（3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．

指针位置	选择开关所处档位	读数
a	直流电流100mV	mA
	直流电压2.5V	V
b	电阻×100	Ω

）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．

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．
③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．

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．

某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.
（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左向右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔划线代替导线在图中完成余下导线的连接；

（2）实验测得的数据如下表记录：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电压U（V）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.10	2.40	2.70
电流I（A）	0	0.10	0.20	0.28	0.35	0.40	0.45	0.48	0.50	0.51

请将剩余两个点描在图乙的坐标图中，并画出小灯泡的伏安特性曲线；
（3）根据所画伏安特性曲线判断：
①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端，小灯泡的功率为      W；（结果保留两位小数）
②将     只相同的小灯泡并联后，与①中电源、以及一定值电阻R₀=0.25Ω串联成闭合回路，可使灯泡消耗的总功率最大，最大值约为        W.（结果保留两位小数）

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.