专题10直流电(3)(解析版)

1、专题10 直流电（3）三、实验题:1、（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示，读数为mm。cm。用游标为20分度的卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为O12cmO1O20乙【解析】千分尺：0.5mm+12 0.01mm=0.620mm ;游标卡尺：6mm+15 0.0 5mm=6.75mm=0.675cm。【考点】千分尺读数；游标卡尺读数【难度】中等2、在 测绘小灯泡的伏安特性曲线 ”的实验中，使用的小灯泡标有“6 V 3 W”其他可供选择的器材有:A .电压表Vi（量程6V，内阻20k Q ）B .电压表 V2（量程20V，内阻60k Q）C .电

2、流表Ai（量程3A，内阻0.2 Q ）D .电流表 A2（量程0.6A，内阻1 Q）E.滑动变阻器 Ri(01000 Q, 0.5A)F.滑动变阻器 R2（020 Q, 2A）G .学生电源E（6V8V）H 开关S及导线若干某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U - I关系曲线如图甲所示。（1）实验中电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用（2）在虚线框乙中画出实验所用的电路图;（3）若将该小灯泡接在电动势为6V，内阻为4 Q的电源两端，则灯泡实际消耗的功率为石jO/.尹4.B3血2.4/AO aai R灯=12Q,因此伏安法选外接法。(3) 1.89。画出E=6V

3、, r=4 Q的电源的U-l图(上图中的红色)，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点就表P=4.2X0.45W=1.89W。示了该闭合电路所工作的状态，此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率 【考点】测绘小灯泡的伏安特性曲线 【难度】中等3、多用电表表头的示意图如图所示.在正确操作的情况下:(1)若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是(2)若选择开关的位置如b箭头所示,则测量的物理量是，测量结果为(3)若选择开关的位置如c箭头所示,则测量的物理量是，测量结果为4)若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为:(5)全部测量结束后，应

4、将选择开关拨到或者(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从色表笔经插孔流入电表.，测量结果为【解析】(1)直流电压，1.20V。电压读数采用本位估读法，在2.5v挡位精确度是0.05V。(2)直流电流，48mA。电流读数采用本位估读法，在100mA档位精确度是2mA。电阻，1.6k Q欧姆挡读数是刻度 X倍率。(4) 改用X 1k倍率；将红黑表笔短接重新欧姆调零；指针所指刻度乘以倍率得电阻测量值。(5) 0FF挡；交流电压 500V挡(6)红 ；正【考点】多用电表读数和使用【难度】中等4、为测定一节干电池(电动势约1.5V，内阻约1.0 Q)电动势和内阻，实验室备有电流计 G

5、(满偏电流3 mA , 内阻25Q)定值电阻R0= 0.126 Q开关和若干导线及以下器材:A .量程03V，内阻约1000 Q的电压表B .量程015V，内阻约1500 Q的电压表C 总阻值为10 Q、额定电流为2A的滑动变阻器D 总阻值为100 Q、额定电流为1A的滑动变阻器(1)因电流表量程太小，需将 R0与电流计以扩大量程;(2)电压表应选择，滑动变阻器应选择(填代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图;(4)根据所画出的电路图，引起该实验系统误差的主要原因是1 【解析】并联分流，电流表要扩大量程应并联一小电阻分流。当电流表满偏时，通过并联电阻的电流1。I R丄卫 0. 595A,改装后

6、电流表的量程I安=lo+lg=0.595A+0.003A0.60A干电池的电动势约为1.5V，为了读数准确电压表量程不能过大，故只能选择3V量程的电压表A。为了便于调节，限流式中滑动变阻器要和待测电阻相差不大，故滑动变阻器选C。(3 )电压表并联在电源两端且受开关控制，电流表改装后与滑动变阻器串联在干路中，电路图如上图。(4)电路图的路端电压是真实值，改装后的电流表读数小于干路电流，原因是电压表的分流作用【考点】测定电动势和内电阻【难度】中等5、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。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为 1.7 X 1

7、-8 Q.m再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表(量程0.6A，内阻约为0.2 电压表(量程 3v,内阻约9KQ );滑动变阻器R1 (最大阻值5Q);滑动变阻器R2 (最大阻值20Q);定值电阻(R0=3 Q),电源(电动势6V，内阻可不计)；开关、导线若干。医In回答下列问题:(1 )实验中滑动变阻器应选(填“R”或“R”)，闭合开关S前应将滑片移至端(填(.、( I 0a或b)(2 )在实物图(见答题卡)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0.50A时，电压表示数如图乙所示，

8、读数为(4 )导线实际长度为m (保留2位有效数字)【解析】(1)根据电阻定律估算铜导线的电阻大约为甩1.7，而Ro + Rx= 4.7 根据电路图,s电压表的量程是 3V，电源的电动势为 6V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 Q为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选R2。限流式接法开始时变阻器阻值最大，滑片移至a端。(2)如上图所示。(限流式，外接法)(3)电压表最小刻度表示0.1 V，按照本位估读法读数，所以读数为2.30 V。(2.29V-2.31V均可)因为RxjRoSRo- = 94m。(93m-95m 均可)P【考点】测定金属丝的电阻率【难度】中等6、用

9、对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻Rt,在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将Rt和两个适当的固定电阻R1和R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻Rl的阻值随Rt所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下 Rl的阻值，测量电路如图 1所示，图中的电压表内阻很大。Rl的测量结果如表I所示。，温(吃)30-040.050.060.070.080.090.0-兔阻值E5435 Id48.344.74L437.934+7回答下列问题:(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线。(2)为了检验Rl与t之

10、间近似为线性关系，在坐标纸上作RL-t关系图线。5040anti 号串;莘耳-I* * I i TL Z 1 t I :,亠i|_|_L J I40BlfeifSOtn= M；:斗T506090 t/P(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3和图4所示。电流表的读数为，电压表的读数为。此时等效电阻 Rl的阻值为:热敏电阻所处环境的温度约为O*厂J壽 -圉3-厂壮砧罔4【解析】 (1)根据电路图连接实物。（2 ）根据数据描出点，作出直线。(3) I 型 23nA 115nA, U3o6o 5OMR r43.5 ,电压表读数和电流表读数用本位估读法，对照图找出相应的温度为64.o C

11、 ( 63C65C均可)【考点】伏安法测电阻的应用性【难度】中等Ao是标准电流表，Ro和Rn分7、为了测量一微安表头 A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中,别是滑动变阻器和电阻箱，S和Si分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空:(1)将S拨向接点1，接通Si，调节,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时的读数I ；然后将S拨向接点2,调节，记下此时Rn的读数;多次重复上述过程，计算Rn读数的，此即为待测微安表头内阻的测量值。1几7标准）工【解析】（1）Ro、标准电流表Ao；（2）Rn，标准电流表Ao的示数仍为I ；（3）平均值【考点】替代法测电阻【难度】中等R（

12、最大阻8、禾U用下图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻。所利用的实验器材有：待测电源，电阻箱值999.9 Q）电阻Ro（阻值为3.o Q,）电阻Ri（阻值为3.0 Q）电流表A（量程为200mA，内阻为Ra=6.0 Q,）S；开关S。实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I和电阻箱相应的阻值 R;以为纵坐标，R为横坐标，作1- R图线(用直线拟合)求出直线的斜率 k,和在纵坐标的截距 b。R/ Q1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077l-1/A-16.998.0010.011.01

13、1.913.0MI-HHI-T-l-ll-m-R-lIH-PP - FKI WPB lAa-hM !-* ftU-l-ri :11 g| ：ihM H B* l-hM l-H I A*. I-U I-1-事訂於1冊用1讯脚用1漸训111!1 i O JW 9 k回答下列问题:(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1/I与R的关系式为实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R=3.0 Q时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答：，(3)在答题卡图(C)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线书得斜率k=，截距b=(4)根据图线求得电源电动势E=V，内阻r=【解析】(1)由于电

14、流表电与电阻R1并联，且Ra=6.0 Q R1=3.0 Q当电流表示数为I时，电路总电流应为3I。根据闭合电路欧姆定律有：E=3I(RaRa R1+R0+R+r)，代入数据整理得：-R1I15 3r(2) 根据图(b)可得电流表示数为110mA=0.110A ;所以 1/1=9.09(3)斜率 k= 13. 0- 6.07. 0 - 01 (AQ) 1 ；截距 b=6.0A-13(4)根据图象可知：一E15 3r1 , b 6，解得：E=3.0V ,Er=1.0 Q【考点】测量电源电动势和内阻【难度】较难(1)已知毫安表表头的内阻为 100Q,满偏电流为1mA ; R1和R2为阻值固定的电阻。

15、若使用 a和b两个值为Q的电阻，R应选用最大阻值为Q的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b )的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱(填 ” b或” C)相连。判断依据是:【解析】(1)定值电阻和毫安表都是并联关系,电流和电阻成反比。若使用a和b两个接线柱，量程为 3mA ,，则通过R1的电流为2mA，电流比为1:2,所以电阻比为2:1，可知 R1+R2=Rg/2 o若使用a和C两个接线柱,电表量程为10mA，通过 只神勺电流为9mA，电流比为1:9,可得电阻比为9:1

16、 ,可知 R1 = (Rg+R2)/g,联接线柱，电表量程为 3mA ;若使用a和c两个接线柱，电表量程为 10mA o由题给条件和数据，可求出 R1 =Q, R2=(2) 现用一量程为3mA、内阻为150 Q的标准电流表 Q对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计。定值电阻R0有两种规格,750 Q和3000 Qo贝U Rq应选用阻阻值分别为300 Q和1000 Qo滑动变阻器 R有两种规格，最大阻值分别为立解得 R1=15 Q, R2=35 Qo(2 )根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最

17、大为r1.5Rmax 0. 00053000 ,，最小阻值为Rmin丄丄0. 003500 ,o若定值电阻选择为1000Q，则无法校准3.0mA，所以定值电阻选择300 Qo由于最大阻值要达到3000Q，所以滑动变阻器要选择3000Qo（3）因为只有一个损坏，所以验证R2是否损坏即可，所以d点应和接线柱“c相连。闭合开关时，若电表指针偏转则Ri断路，若电表指针不动则 R2断路。【考点】毫安表的改装和校准【难度】中等L （额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压10、某同学研究小灯泡的伏安特性。所使用的器材有：小灯泡表V （量程3V,内阻3kQ）;电流表A （量程0.5A，内阻0.5 Q）;

18、固定电阻R0 （阻值1000Q）;滑动变阻器 R（阻值0-9.0 0）;电源E （电动势5V，内阻不计）；开关S;导线若干。（1）实验要求能够实现在0-3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻（填 增大”不变”或 减小”），灯丝的电阻率（填增大”不变”或减小”）。（3）用另一电源E0 （电动势4V，内阻1.00 Q）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器RW，最的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为大功率为W。（结果均保留2位小

19、数）Hh：p:14 J1:卩*ihtJ1/ J. ! c :, .= 1 :f1 l fa HJ1_1七IJ11N i1 1Xh111i 、小：r1-t 11!1 * ： *1 :-/m A311(2502J(JI 50I no511Co【解析】(1 )闭合开关Si前，应让滑片移动到 b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。(2)用平滑的曲线做出 R2-t曲线如上图。33.0 Co(3)由图象可知t= 44.0 C时，电阻的阻值为 450 Q(4) 由图(c)可得电阻箱阻值为620.0約注意变阻器的有效数字。由图象可得温度约为【考点】电路创新实验【难度】较难12、为了测量某待测电阻 Rx的阻值(

20、约为30Q),有以下一些器材可供选择。电流表Ai(量程050mA ,内阻约10 Q)电流表A2(量程03 A,内阻约0.12 Q；电压表Vi(量程03V,内阻很大);电压表V2(量程015V ,内阻很大);电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2 Q;)定值电阻R(20 Q允许最大电流1.0A)滑动变阻器 R1(010 Q,允许最大电流2.0A)滑动变阻器R2(01k Q,允许最大电流0.5A)单刀单掷开关 S 一个，导线若干。(1)电流表应选,电压表应选，滑动变阻器应选o (填器材元件符号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。(要求所测量范围尽可能大)(3) 某次测量中，电压

21、表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx =A.【解析】(1) 由题意可知，电源电压3V，为了精确电压表只能采用03V，不能选用最大量程为 15V的电压表,因此电表选用 V1。由于待测电阻为 30Q，则电路中电流最大为 100mA，最大量程为3A的电流表偏转角太小不能选用，故电流表只能选用 A。题目要求所测量范围尽可能大，因此采用分压式接法，滑动变阻器选R 为 20Q。050mA，若只接待用较小的电阻，故滑动变阻器选用R1。由电流表的量程及所测电阻的阻值，可得定值电阻(2)题目要求测量范围尽可能大，故滑动变阻器采用分压接法。由于电流表量程只有测电阻，电路中电流过大损坏电流

22、表，故应将定值电阻R接入与待测电阻串联。由于R临界很大且30Q Vi(量程3.0 V、内阻约为1000 Q) V2(量mm。程15V、内阻约为 3000 Q)o(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，则金属丝的直径为(2)为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选，电压表应选(3) 实验电路已经画出了一部分，如图2所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好(Rx表示待测电阻)。(4) 若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率表达式为p=40357【解析】千分尺的读数为:0.5mm+35. 0.01mm =0.85

23、0mm。(2 )为了使测量有尽可能高的精度，用分压式获得多组数据且电压表和电流表的指针偏转要尽量大些。电E 3路中的最大电流lmax=- A 0. 6A，因此电流表选择 A2。电压表选择 V1or 5(3 )根据实验原理得出实验原理图为上图。(分压式，外接法)(4)根据欧姆定律知：R U ,根据电阻定律知:RLS，面积S(-)2 ,联立解得:2d2U4IL-【考点】测定金属丝的电阻率【难度】中等14、用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Q),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3V ,内阻不计;电流表 Ai：量程015mA ,内阻约为100Q;电流表 A2:量程0300A,内阻为

24、1000Q;电压表V :量程15V，内阻约15kQ;滑动变阻器 R1:阻值范围0-20Q ;定值电阻R2,阻值为9000Q;开关S、导线若干。要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题:5,1014X)200!niLAl(1)在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值，选择的电表为(填写器材代号)；(2)在上图方框中画出完整测量 Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号;mA,电流(3)调节滑动变阻器Ri，两表的示数如图所示，可读出电流表 Ai的示数是表A 2的示数是【解析】(1)电源电动势为3V，电压表量程为15V，电源电动势为电压表量程的三分之一，用该电压表测电压,误差较大。为准确测量

25、，可以用已知精确内阻的电流表A2与定值电阻R2串联组成电压表测电压，用另个电流表在干路 A1测总电流减小读数误差，因此需要选择的电表为A和 A2。(2)待测电阻阻值约为200Q，滑动变阻器 Ri最大阻值为20 Q,滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻，题目要求尽可能准确地测量，故滑动变阻器应采用分压式。内阻精确的电流表A2与定值电阻R2串联组成电压表测电压，R临界JRaR/寸100100001000 200Q，因此电流表应采用外接法，实验电路图如图所示。(3)由图所示电流表 Ai可知,其量程为15mA，精确度为0.5mA，示数为8.0mA。由图所示电流表 A2可知，其量程为300uA，精确度为10

26、yA，示数为 150;【考点】伏安法测电阻的活用【难度】较难3V的LED灯正常工作时15、LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500Q，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有:A.电流表A1(量程为50mA，内阻Ra1约为3Q)B.电流表A2(量程为3mA，内阻Ra2 = 15Q)C.定值电阻 R1 = 697QD.定值电阻 R2= 985QE.滑动变阻器 R(020 Q 一只F.电压表V(量程012V，内阻Rv = 1kQ) G.蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)H.开关S,导线若干(1)部分电路原理图如下图所示

27、，请选择合适的器材，电表，电表2为，定值电阻为。(填写器材前的字母编号)(2) 将电路图补充完整。(3) 写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx =(用已知量和测量量表示)，当表达式中的LKI【解析】=0电鞄 1 L(C定111 表工(1 )要精确测定额定电压为 3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过 LED灯的LED两端的电压。可以电流。由于电压表的量程12V较大导致测量误差较大，不能使用已知的电压表测量用精确内阻的电流表 A2和定值电阻串联改装为合适的电压表测量电压，故电表2为B。改装电压表的内阻:1000,Ra2 = 15Q,因此定值电阻为 D。 LED灯正常

28、工作时的电流约为500中测量总电流。由Ug=lgXRg知电压表的满偏电流lg=12mA (6mA+3mA )，因此电表 1 为 F。(2)因为要精确测定电阻且滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如上图所示。根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U灯=12 ( R2+RA2 )，通过灯泡的电流I 灯= -12,所以RvLED灯正常工作时的电阻RX半I(R2I灯。改装后的电压表内阻R内=1000 Q,因此当I2=3mA时,LED灯两端的电压为3V ,灯达到额定电压，读出电压表示数U，测出来的电阻为 LED灯正常工作时的电6nA,电流表A1的量程50mA太大，不能精

29、确测量电流，可以用电压表V串联在干路阻。【考点】电路创新实验【难度】挺难16、如图所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I U特性曲线的实验器材。(1)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图中的实验电路图连接完整。J?。（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）I - U特性曲线。（2）开关S闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于（3）实验中测得有关数据如下表，根据表中的实验数据，在上图画出小灯泡的U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27C （保留三位有效数字）（4）若已知小灯泡灯丝在 27。时电阻值约为

30、1.5 Q并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该小II I灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为【解析】（1）如图所示（3）用平滑的曲线连接，如图所示。由题意知 1.5=k273+27),因此 R=200 (t+273) 由 I-U 图象 U=2.5V 时 l=0.263A,由 U=IR 知 R=9.505 Q联立解得 t=1628 01.63 X3TOC (1.60 10.65 X 10均对)【考点】测绘小灯泡的伏安特性曲线【难度】中等17、某同学为了描绘一个标有“126 W ”的小灯泡的伏安特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找 到电压表，找到的器材规格如下:A .电流表 A1（O0.5 A，内阻为0.5 Q ）B .电流表A2（O0.6A，内阻约为0.3 Q）C .电阻箱 R1（09999.9 Q最小调节量 0.1 Q ）D .电阻箱R2（099.9 Q,）最小调节量0.1 Q）E.滑动变阻器 R3（050 Q,额定电流为1.5A）F.滑动变阻器 R4（05 Q）额定电流为3A）G . 16V直流电源H 开关、导线若干，待测灯泡利用现有器材，结合所学知识，请你替这位同学设计