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1、專題15.2 恒定電流（2）—【練】 能力提升 1.某實驗小組在“測定金屬的電阻率”的實驗過程中，獲得的金屬絲直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的值分別是________mm，________A，________V。 已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10 Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20 kΩ。電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電動勢E＝4.5 V，內(nèi)阻很小。則圖中________(填電路圖下方的字母)電路為本次實驗應當采用的最佳電路。用此電路測得的金屬絲電阻Rx比真實值________(選填“大”或“小”)。 若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的

2、準確值RA＝2.0 Ω，那么準確測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是圖中的________電路。若此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝________(用題中各物理量符號表示)。 【答案】：　0.999　0.42　2.26　A　小　B　－RA 【解析】：　根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則可知金屬絲直徑為0.999 mm；電流表讀數(shù)是0.42 A，電壓表讀數(shù)是2.26 V。由于金屬絲電阻一般不太大，應采用電流表外接法。干電池不宜在長時間、大功率狀況下使用，應采用限流電路，所以本次實驗應當采用的最佳電路為圖A。用此電路測得的金屬絲電阻Rx實質(zhì)是電阻絲與電壓表并聯(lián)后的等效電阻值，比真實值小。若已知實

3、驗所用的電流表內(nèi)阻的準確值RA＝2.0 Ω，那么準確測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是題圖中的B電路。若此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝－RA。 2．(2017全國卷Ⅱ23)某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 μA，內(nèi)阻大約為2 500 Ω)的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 Ω，另一個阻值為2 000 Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 Ω)；電源E(電動勢約為1.5 V)；單刀開關S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。 (1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。 (2)完成下列填空： ①

4、R1的阻值為________Ω(填“20”或“2 000”)。 ②為了保護微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近。 ③將電阻箱RZ的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當位置，再反復調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)。 ④將電阻箱RZ和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將RZ的阻值置于2 601.0 Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表

5、的內(nèi)阻為________Ω(結果保留到個位)。 (3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：________。 【答案】：　(1)見解析圖　(2)①20　②左?、巯嗟取、? 550　(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程 【解析】：　(1)根據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實物連線如圖所示。 (2)①滑動變阻器R1在實驗中為控制電路，且為分壓接法，應選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20 Ω。 ②為了保護微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故開始時應將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端。 ③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B

6、、D兩點的電勢相等。 ④實驗過程中，由于測量電路，即由RZ、、R2組成的電路的阻值很大，可認為測量電路兩端的電壓不變，故與RZ互換后通過R2、RZ和的電流不變，電路如圖所示。 由于B、D兩點的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′ I1RZ1＝I2R，即＝ 對于圖乙，I1RZ2＝I2R′ I1RμA＝I2R，即＝ 所以＝ 所以RμA＝＝ Ω＝2 550 Ω。 (3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)節(jié)R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。 3．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5 V，額定功率為0.5 W，此外還有以下器材可供選擇：

7、 A．直流電源3 V(內(nèi)阻不計) B．直流電流表0～300 mA(內(nèi)阻約為5 Ω) C．直流電流表0～3 A(內(nèi)阻約為0.1 Ω) D．直流電壓表0～3 V(內(nèi)阻約為3 kΩ) E．滑動變阻器100 Ω，0.5 A F．滑動變阻器10 Ω，2 A G．導線和開關 實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量。 (1)實驗中電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。(均填寫儀器前的字母) (2)在如圖所示的虛線框中畫出符合要求的實驗電路圖(虛線框中已將所需的滑動變阻器畫出，請補齊電路的其他部分，要求滑片P向b端滑動時，燈泡變亮)。 (3)根

8、據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I U圖線如圖所示。由此可知，當電壓為0.5 V時，小燈泡的燈絲電阻是________Ω。 (4)根據(jù)實驗測量結果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的二次方U2變化的圖象，在圖中所給出的甲、乙、丙、丁圖象中可能正確的是________(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。 【答案】：　(1)B　F　(2)圖見解析　(3)5.0　(4)甲、丙 【解析】：　(1)燈泡的額定電流I＝＝200 mA， 故電流表選擇B。因本實驗要求電壓從零開始變化，故用分壓接法，故滑動變阻器選擇小電阻F。 (2)根據(jù)實驗要求可知，滑動變阻器采用分壓接法，并且測量電路

9、應與滑動變阻器的左半部分并聯(lián)；電流表采用外接法，電路圖如圖所示。 (3)由畫出的伏安特性曲線可知，U＝0.5 V時，電流I＝0.10 A，則對應的電阻R＝＝5.0 Ω。 (4)由P＝可知，P與U為二次函數(shù)關系，圖象開口向上，故甲正確。P與U2在R不變時為正比例關系，由于隨電壓的增大而減小，故丙圖正確。 4.一實驗小組準備探究元件Q的伏安特性曲線，他們設計了如圖所示的電路圖。請回答下列問題： (1)請將圖中的實物連線按電路圖補充完整。 (2)考慮電表內(nèi)阻的影響，該元件電阻的測量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。 (3)在電路圖中閉合開關S，電流表、電壓表均

10、有示數(shù)，但無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零。原因可能是圖中的________(填“(a”“b““c”“d”“e”或“f’)處接觸不良。 (4)實驗測得表格中的7組數(shù)據(jù)。請在坐標紙上作出該元件的I U圖線。 序號 電壓/V 電流/A 1 0.00 0.00 2 0.40 0.02 3 0.80 0.05 4 1.20 0.12 5 1.60 0.20 6 2.00 0.31 7 2.40 0.44 (5)為了求元件Q在I U圖線上某點的電阻，甲同學利用該點的坐標I、U，由R＝求得。乙同學作出該點的切線，求出切線的斜率k，

11、由R＝求得。其中________(填“甲”或“乙”)同學的方法正確。 【答案】：　(1)圖見解析　(2)小于　(3)f　(4)見解析　(5)甲 【解析】：　(1)根據(jù)電路圖，連接實物，如圖所示。 (2)如圖知，電流的測量偏大，根據(jù)R＝知，電阻的測量偏小，即小于真實值。 (3)無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零，是因為滑動變阻器是限流式接法，故是導線f斷路。 (4)描點畫圖，如圖所示。 (5)根據(jù)歐姆定律電阻應等于割線的斜率R＝，切線的斜率不等于電阻，所以甲同學的方法正確。 5.[2017天津卷9(3)]某探究性學習小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻

12、。其中電流表A1的內(nèi)阻r1＝1.0 kΩ，電阻R1＝9.0 kΩ，為了方便讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0＝3.0 Ω的電阻。 (1)按圖示電路進行連接后，發(fā)現(xiàn)aa′、bb′和cc′三條導線中，混進了一條內(nèi)部斷開的導線。為了確定哪一條導線內(nèi)部是斷開的，將開關S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則一定是________導線斷開；若讀數(shù)為零，則一定是________導線斷開。 (2)排除故障后，該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖。由I1I2圖象得到電池的電動勢E

13、＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。 【答案】：　(1)aa′　bb′　(2)1.4(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可) 【解析】：　(1)a、b′間的電壓不為零，說明a、a′或b、b′間有一處導線斷開，若a、a′間電壓不為零，說明aa′導線斷開；若a、a′間電壓為零，則一定是bb′導線斷開。 (2)在給出的圖象中取兩個點，讀數(shù)分別為 I1＝0.12 mA、I2＝60 mA I1′＝0.07 mA、I2′＝200 mA。 據(jù)閉合電路歐姆定律知： E＝(I1＋I2)(R0＋r)＋I1(r1＋R1)，將上述兩組數(shù)據(jù)代入可得： 電動勢E≈1.4

14、V，內(nèi)阻r≈0.57 Ω。 6.某興趣小組要精確測定電源的電動勢和內(nèi)阻，他們找來了如下器材： A．電流表A(量程為30 mA、內(nèi)阻未知) B．電阻箱R(0～999.9 Ω) C．滑動變阻器R1(0～20 Ω) D．滑動變阻器R2(0～1 kΩ) E．開關、導線若干 F．電源E(電動勢約10 V) (1)要完成實驗，首先需測量電流表A的內(nèi)阻。測量電流表A內(nèi)阻的實驗電路如圖甲所示： ①將下述實驗過程補充完整。 a．選擇器材，滑動變阻器R′應該選取________(選填“R1”或“R2”)； b．連接好電路，R′的滑片應調(diào)到________(選填“a”或“b”)端； c．

15、斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R′，使電流表A滿偏； d．保持R′不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，當R＝10 Ω時，電流表A的示數(shù)為20 mA； ②如果認為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表A的內(nèi)阻Rg＝________Ω。 (2)在測出電流表內(nèi)阻Rg后，測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖乙所示。閉合開關S，調(diào)整電阻箱R，讀取相應的電流表示數(shù)I，記錄多組數(shù)據(jù)(R，I)，得到如圖丙所示的 R圖線，則電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。 【答案】：　(1)R2　a　5　(2)9　40 【解析】：　(1)電源的電動勢約為10 V，電流表的滿偏電流為30 mA

16、，則電路總電阻的最小值為Rmin＝＝ Ω≈333.3 Ω，則滑動變阻器應選擇R2；閉合開關S1前，應將滑動變阻器接入電路的電阻值調(diào)到最大，因此連接好電路后，滑動變阻器的滑片應調(diào)到a端；閉合S2后，由并聯(lián)電路的特點可知，(Ig－I)R＝IRg，則Rg＝5 Ω。 (2)根據(jù)題圖乙，由閉合電路歐姆定律可知E＝I(R＋r＋Rg)，則＝R＋，則圖象的斜率k＝，圖象的截距為b＝，又由圖象可得k＝、b＝5，由以上可解得E＝9 V、r＝40 Ω。 7.多用電表的刻度盤如圖所示。若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時，表針如圖所示，則： (1)所測電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測量

17、一個阻值約為2.0104 Ω的電阻，為了使測量結果比較精確，應選用的歐姆擋是________(選填“10”“100”或“1 k”)。 (2)用此多用電表進行測量，當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA，當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA。 【答案】：　(1)1.5103　1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正確)　154　(3)6.1 【解析】：　(1)歐姆表讀數(shù)：對應最上面一行刻度值為15，倍率為“100”，讀數(shù)為1.5103 Ω；測2.0104 Ω電阻時應選“1

18、k”的歐姆擋。 (2)選50 mA直流電流擋，則每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，測量的精確度為1 mA，應估讀到0.1 mA(此時為估讀)，指針對應的讀數(shù)為30.8 mA；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA，應估讀到1 mA(此時為估讀)，指針對應的讀數(shù)為154 mA。 (3)選擇10 V電壓擋，則每一大格表示1 V，每一小格表示0.2 V，測量的精確度為0.2 V，應估讀到0.1 V(此時為估讀)，指針對應的讀數(shù)為6.1 V。 8．指針式多用電表是常用的電學測量儀器。請完成下列問題。如圖甲所示為多量程多用電表的示意圖。 (1)當接通1或2時，為

19、________擋(填“電流”“電阻”或“電壓”)。1的量程比2的量程________(填“大”或“小”)，若選擇開關撥至“25 mA”擋，指針的位置如圖乙所示，則測量結果為________mA，接通5或6時，5的量程比6的量程________(填“大”或“小”)。 (2)當接通3或4測量某電阻時，用“10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應該換用________擋(填“1”或“100”)，換擋后，在測量前要先進行________。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA，則換擋后電池的電動勢E＝________V；圖甲中________(填“A”或“B”)為紅表筆。 【答案】：　(1)電流　大　11.4　小　(2)1　歐姆調(diào)零　1.5　A 【解析】：　(1)根據(jù)多用電表的原理圖知，當接通1或2時，為電流擋。1的量程比2的量程大。若選擇開關撥至“25 mA”擋，測量的結果為114 mA＝11.4 mA；接通5或6時，為電壓擋。5的量程比6的量程小。 (2)測量電阻時，用“10”擋時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應該換用“1”擋，換檔后，在測量前要先進行歐姆調(diào)零。若此多用電表所用表頭的滿偏電流是100 mA，則換擋后電池的電動勢E＝IgR內(nèi)＝IgR中＝10010－315 V＝1.5 V；多用電表的表筆電流為“紅進黑出”，故A為紅表筆。