高中物理研究闭合电路的欧姆定律实验题

某实验小组按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点。

同学们为了弄清电阻变化的原因，对实验进行了下述改进。如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在。规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点 。已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻。
     
丙                                       丁
（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（3）在同样的电压（如2.00V）下，曲线的电阻值明显     （大于、等于或小于）曲线的电阻值，其原因是       。

要测量一只电压表的内阻。提供的器材有：待测电压表V（量程0-3V，内阻约为3）；电阻箱（阻值0-9999.9Ω）；滑动变阻器（阻值0-20Ω，额定电流为1A）；滑动变阻器（0-1500Ω）；电源E（电动势为6V，内阻为0.5Ω）；电键S及导线若干。
（1）如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，滑动变阻器R应选用__________________。

（2）在以下所给的实验步骤中，排出合理的顺序为__________
A.合上电键S；
B.使滑动变阻器触头P处于最左端，的阻值调至最大；
C.保持滑动变阻器的触头位置不变，增大电阻箱的阻值，使电压表示数为满偏读数的一半，记下电阻箱此时的电阻
D.调节电阻箱和滑动变阻器，使电压表示数满偏，记下电阻箱的此时的阻值
（3）用测得的物理量表示电压表内阻应为_____________
（4）在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值_________（填“偏大”“偏小”“相同”）

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”）.

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”）

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。

在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V（内阻约为3 kΩ）和15 V（内阻约为15 kΩ）两个量程，电流表有0.6 A（内阻约为0.1 Ω）和3 A（内阻约为0.02 Ω）两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：

（1）螺旋测微器的示数是________mm.
（2）为减小电阻的测量误差，应选用________图所示的电路．
（3）为了使测量便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．
（4）电压表的量程应选用________V.
（5）电流表的量程应选用________A.

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”）。

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）。

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.

某实验小组想描绘标有“12V，6W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室中只提供了下列器材：
A．安培表A₁量程（0—0.5 A；r₁=0.5Ω）；
B．安培表A₂量程（0—0.6 A；r₁≈0.3Ω）；
C．电阻箱R（0—999.9Ω）；
D．滑动变阻器R₁（0—10Ω；5A）
E．电源电动势15V；内阻不计；电键一个，导线若干。
为了减小描绘小灯泡在0—12 V电压下的伏安特性曲线的误差，要求电表的读数既要不超过表盘的最大刻度，又要求读数最大值达到满刻度的一半以上，请你完成以下项目：
（1）设计一个满足要求的实验电路图，画在虚线框内。

（2）若安培表A₁的读数为I₁，其内阻为r₁，安培表A₂的读数为I₂，电阻箱的阻值为R，写出灯泡两端电压U的表达式                        。