北京市高三物理专题总复习恒定电流实验.docx

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北京市高三物理专题总复习恒定电流实验

北京高三第一学期期末专题复习

——恒定电流实验

一、测定金属的电阻率

1．（09崇文）某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝的接入长度为l=0.720m，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5Ω），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：

A．直流电源：

电动势约3V，内阻很小；

B．电流表A：

量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω；

C．电压表V：

量程0～3V，内阻3kΩ；

D．滑动变阻器：

最大阻值20Ω；

E．开关、导线等。

（1）从图中读出金属丝的直径为mm；

（2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图；

（3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx=4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为

Ω·m.（保留二位有效数字）。

2．（09丰台）有一个纯电阻用电器的电阻约为20Ω，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能大。

可选用的器材有：

电源：

电动势为8V，内电阻为1.0Ω

电流表：

量程0.6A，内阻RA为0.50Ω

电压表：

量程10V，内阻RV为10kΩ

滑动变阻器：

最大电阻值为5.0Ω

开关一个、导线若干。

（1）在方框内画出实验电路图；

（2）用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为____________V；

（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻的影响，用测量量及电表内阻计算用电器正常工作时电阻值的表达式为_________________。

3．（10朝阳）在做《测定金属的电阻率》的实验时，需要对金属丝的电阻进行测量，已知金属丝的电阻值Rx约为20Ω。

一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能的大。

他可选用的器材有：

电源E：

电动势为8V，内阻为1.0Ω；电流表

：

量程0.6A，内阻约为0.50Ω；

电压表

：

量程10V，内阻约为10kΩ；滑动变阻器R：

最大电阻值为5.0Ω；

开关一个，导线若干。

①根据上述条件，测量时电流表应采用____________。

（选填“外接法”或“内接法”）

②在方框内画出实验电路图。

③若在上述实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，且电流表内阻RA、电压表内阻RV均为已知量，用测量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式Rx=________________。

4．（10东城）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测量一个约100Ω电阻丝，可用的仪器：

电流表（量程0~30mA，内阻50Ω）、电压表（量程0~3V，内阻5kΩ）、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电源（电动势4V，内阻忽略不计）、开关和导线若干。

①请将你设计的实验电路图画在方框中。

②根据设计的电路图，将下图中的实物连接成实验用的电路。

③为了完成整个实验，除你在电路中已画出的器材外，还需要测量接入电路中的电阻丝长度

的仪器是，测量电阻丝直径d的仪器是。

④计算电阻率的公式是

。

（用直接测量出的物理量表示）

5.（11海淀）有一个电阻Rx，其阻值大约为20Ω，现要更精确地测量其电阻，手边现有器材如下：

A．电源E（电动势12.0V，内阻为0.5Ω）；

B．电压表（0～3～15V，内阻大于3kΩ）；

C．电流表（0～0.6～3A，内阻小于1Ω）；

D．滑动变阻器R1（0～10Ω，2.0A）；

E．滑动变阻器R2（0～1700Ω，0.3A）；

F．开关S和导线若干。

（1）滑动变阻器应选用（填写器材代号）。

连接电路时，电压表的量程应选V，电流表的量程应选A。

（2）请在右边方框中画出实验电路图。

6．（11朝阳）现有一根长约为20cm的柱状金属丝，其横截面为边长约1mm的正方形，金属丝的电阻率为5×10-5Ω·m。

一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。

另有如下器材供选择：

A．量程为0～0.6A，内阻约为1Ω的电流表

B．量程为0～1A，内阻约为10Ω的电流表

C．量程为0～6V，内阻约为4kΩ的电压表

D．量程为0～10V，内阻约为50kΩ的电压表

E．阻值为0～10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器

F．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器

（1）以上器材应选用___________。

（填写器材前的字母）

（2）为了减小误差，应采用电流表的________（选填“内接法”或“外接法”）。

（3）将下图所示器材连接成实验电路。

7．（11丰台）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率。

某同学电路如图13所示。

给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。

（1）待测电阻是一均匀材料制成的金属丝（横截面为圆形），用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图11和图12所示。

由图可知其长度为__________cm，直径为________mm。

（2）闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同，则发生故障的是（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。

（3）对照电路的实物连接画出正确的电路图。

（4）图14中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图中作出U－I图线。

（5）求出的电阻值R=__________________Ω（保留3位有效数字）。

（6）请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ=_______________。

二、描绘小灯泡的伏安特性曲线

1．（07丰台）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“2.2V，0.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有

A．直流电源6V（内阻不计）B．直流电流表0~3A（内阻0.1Ω以下）

C．直流电流表0~300mA（内阻约为5Ω）D．直流电压表0~3V（内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器10Ω，2AF．滑动变阻器1kΩ，0.5A

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。

（1）实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。

（均用仪器前的字母表示）

（2）在右面的虚线框中按要求画出实验电路图。

2．（08海淀）图13甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U图线的实验电路图．

（1）根据电路图，用笔画线代替导线，将图13（乙）中的实验电路连接成完整试验电路。

（2）开关S闭合之前，图13（乙）中滑动变阻器的滑片应该置于（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）。

（3）已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比（热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=273+t），根据图13（丙）画出的小灯泡I—U特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为℃（保留两位有效数字）。

3．（09海淀）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：

器材

规格

器材[来源:

]

规格

小灯泡

标有“3.8V，0.3A”字样

滑动变阻器R1

最大阻值10Ω，额定电流1.0A

电压表V

量程0-5V，内阻5kΩ

滑动变阻器R2

最大阻值1kΩ，额定电流0.5A

电流表A1

量程0-100mA，内阻4Ω

直流电源E

电动势约为6V，内阻约为0.5Ω

电流表A2

量程0-500mA，内阻0.4Ω[来源:

Z_xx_k.Com]

导线、电键等

（1）在上述器材中，滑动变阻器应选；

（2）在图13中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。

（3）利用实验中得到实验数据在图14所示的I-U坐标系中，描绘得出了小灯泡的伏安特性曲线。

根据此图给出的信息，可以判断出图15中正确的是（图中P为小灯泡功率）（）

4．（10丰台）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它提供如下器材：

电压表V1（量程6V，内阻20kΩ）电流表A1（量程3A，内阻0.2Ω）

电流表A2（量程0.6A，内阻1Ω）滑动变阻器R1（0～1000Ω0.5A）

滑动变阻器R2（0～10Ω2A）学生电源E（6～8V）

电键S、导线若干

（1）实验中要求在电压表0～6V范围内读取并记录多组不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出小灯泡伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选用，变阻器应选用。

（2）在右图虚线方框中画出此实验的电路图。

5．（10海淀）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供了小灯泡（3.8V,0.3A）、电流表（0～0.5A，内阻约为0.4Ω）、电压表（0～15V，内阻约为20kΩ）以及滑动变阻器（5Ω,2A）等实验器材。

（1）如果用多用电表欧姆档粗略测量该小灯泡的电阻，应选用的档位是。

（选填选项前面的字母）

A．×1000B．×100C．×10D．×1

（2）如果既要满足小灯泡两端电压从零开始连续变化，又要测量误差较小，应从图10所示的电路中选择电路做实验电路。

（选填对应电路图下面的字母）

（3）利用实验数据画出了如图11所示的小灯泡的伏安特性曲线。

根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）

三、把电流表改装成电压表

1．（07崇文）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200μA，内阻rg估计在400Ω—600Ω之间。

（1）电路如图a所示，利用半偏法测定电流表的内阻rg，其供选用的器材如下：

A．滑动变阻器（阻值范围0~200Ω）

B．滑动变阻器（阻值范围0~5000Ω）

C．电阻箱（阻值范围0~999Ω）

D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）

E．电源（电动势6V，内阻0.3Ω）

F．电源（电动势12V，内阻0.6Ω）

依据实验要求，R最好选用、R′最好选用，电源E最好选用。

（填入选用器材的字母代号）

（2）该实验操作的步骤有：

A．接通S1，调节电阻R，使电流表指针偏转到满刻度

B．接通S2，调节电阻R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半

C．读出R′的阻值，即认为rg=R′

用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比。

（填“偏大”或“偏小”）

（3）由此实验测出电流表内阻rg=500Ω，现通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，则改装后电压表的量程为V。

改装后的电压表需要用标准表进行校准，请将图b中的器材连接成实验电路。

如果用改装后的电压表进行测量，表头示数如图c所示，则测得的电压值是V。

2．（07海淀）要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法”，其实验电路如图9所示。

其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。

先将滑动变阻器R1的滑动头c调至最左端，将R2的阻值调至最大，依次闭合S2和S1，调节R1使电压表满偏，然后断开S2，保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变，调节R2使电压表半偏，此时R2的示数即可视为电压表的内阻值。

⑴实验时，在断开S2调节R2的过程中，a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应_____________。

⑵实验室备有四个滑动变阻器，它们的额定电流都能符合实验要求，它们的最大阻值分别为

A．10ΩB．1kΩC．10kΩD．100kΩ

为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R1应选择_________。

（填序号）。

3．（09海淀）在“把电流表改装成电压表”的实验中：

（1）改装前需要测量电流表G的内阻Rg，测量电路如图11所示。

图中R1是电位器（功能同滑动变阻器），R2是电阻箱。

实验时，只闭合开关S1，调整R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度（Ig）；再闭合开关S2，只调整R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半（Ig/2）。

读出电阻箱R2的值，即为电流表G的内阻Rg。

用这种实验方法所测电流表G内阻的阻值R测其真实值Rg。

（选填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）由电流表G的刻度盘可知此表头的满偏电流Ig=300μA，用上述实验方法测得电流表G内阻Rg的数值如图12所示，将其改装成量程为3V的电压表，需要串联一个kΩ的电阻。

（结果保留两位有效数字）

四、测干电池的电动势E和内电阻r

1．（07东城）实验室中准备了下列器材：

待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）

电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω）

电流表A（量程0~0.60A，内阻约0.10Ω）[来源:

全品高考网]

滑动变阻器R1（0~20Ω，2A）

滑动变阻器R2（0~100Ω，1A）

定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干

①小明同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内阻。

为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______。

（填代号）

②请在方框中画出他的实验电路图。

③右下图为小明根据实验数据作出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可得：

被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。

2．（09崇文）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其它器材有:

A．电压表

:

0～3～15VB．电流表

:

0～0.6～3A[来源:

全品高考网]

C．变阻器R1（20Ω，1A）D．变阻器R2（1000Ω，0.1A）

E．电键S和导线若干

（1）实验中电流表应选用的量程为；电压表应选用的量程为；变阻器应选用（标明变阻器代号）；

（2）根据实验要求连接实物电路图；

（3）实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图所示。

请你根据数据点位置完成U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E=________V，电阻r=________Ω.

3．（10崇文）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：

A．电压表V：

0~3~15V；B．电流表A：

0~0.6~3A；

C．滑动变阻器R1：

（总阻值20Ω）；D．滑动变阻器R2：

（总阻值100Ω）；

E．电键S和导线若干。

⑴电压表量程选用_______；滑动变阻器选用______（填R1或R2）；

⑵在虚线框中将电压表连入实验电路中；

⑶在U-I图中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点做出U-I图线并由图线求出：

E=_________V，r=________Ω；

⑷在实验时，如果你连接的实物电路出现了如下问题：

当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数。

如果在实验前仪器都检查过没有问题，只可能是与仪器连接的导线断了。

请你判断一下，可能发生断路故障的导线是______（写出可能发生断路故障的导线的编号）。

4．（10海淀）用图12甲所示的电路，测定某电源的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是保护电阻，电压表内阻对电路的影响可忽略不计。

该同学连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数。

根据读取的多组数据，他画出了图12乙所示的图像。

（1）在图12乙所示图像中，当

=0.10V-1时，外电路处于_________状态。

（选填“通路”、“断路”或“短路”）。

（2）根据该图像可求得该电池的电动势E=V，内阻r=______Ω。

5．（11海淀）（5分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）。

为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：

A．电流表A1（满偏电流10mA，内阻10Ω）；

B．电流表A2（0～0.6～3A，内阻未知）；

C．滑动变阻器R0（0～100Ω，1A）；

D．定值电阻R（阻值990Ω）；

E．开关与导线若干。

（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图15所示的电路，请你按照电路图在图16上完成实物连线。

（2）图17为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E＝V，内阻r=Ω。

（保留两位有效数字）

6.（11石景山）为了测量某电池的电动势E（约为3V）和内阻r，可供选择的器材如下：

A．电流表G1（2mA100Ω）B．电流表G2（1mA内阻未知）

C．电阻箱R1（0~999.9Ω）D．电阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑动变阻器R3（0~10Ω1A）F．滑动变阻器R4（0~1000Ω10mA）

G．定值电阻R0（800Ω0.1A）H．待测电池

I．导线、电键若干

①采用如图12（甲）所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

根据测量数据，请在图12（乙）坐标中描点作出I1—I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于　　　Ω．

②在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图12（丙）所示的电路．在给定的器材中，图中滑动变阻器①应该选用　　，电阻箱②应该选用　　（均填写器材后面的代号）．

③根据图12（丙）所示电路，请在图12（丁）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

7．（11朝阳）某同学利用如图所示的电路测量电源的电动势和内电阻。

他利用测量出来的几组电压和电流值画出了U—I图线。

根据图线求出的电源电动势E=____________，电源的内电阻r=_______________。

五、多用电表的使用

1.（11海淀）多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器。

使用多用电表测某段导体的电阻。

（1）主要的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“×10”；

②____________________________________；

③把红、黑表笔分别与导体的两端相接，读取导体的电阻。

（2）采用上述的操作步骤后，多用表的示数如图14所示。

则该段导体的电阻测量值为

。

2．（11昌平）某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验室里准备了以下器材:

A．多用电表

B．电压表Vl，量程3V，内阻约5kΩ

C．电压表V2，量程15V，内阻约25kΩ

D．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2Ω

E．电流表A2，量程3A，内阻约0.04Ω

F．电源，电动势E=4.5V

G．滑动变阻器Rl，最大阻值5Ω，最大电流为3A

H．滑动变阻器R2，最大阻值200Ω，最大电流为1.5A

I．电键S、导线若干

①在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图12（甲）中指针所示，为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用_________欧姆挡；

②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图12（乙）中指针所示，则Rx的阻值大约是_________Ω；

③在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能准确，并且待测电阻的电压从零开始可以连续调节，则在上述提供的器材中电压表应选；电流表应选；滑动变阻器应选。

（填器材前面的字母代号）

④在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图．

答案

一、测定金属的电阻率

1.答案：

（1）0.600

（2）电路图如右图

（3）

2.

答案：

（1）如答图1；

（2）0～6.4；

（3）

3.答案：

①外接法4分

②答案见下图4分

③

4分

4.答案：

①如图1；②如图②；③刻度尺，螺旋测微器；④

（每小题2分）

5.答案．

（1）R1（1分）；0~15（1分）；0~0.6（1分）。

（2）电路图如答图1（2分）

6.

答案．

（1）A、C、E3分

（2）外接法3分

（3）答案见右图3分

7.答案．

（1）59.40cm（2分）（59.39~59.41cm）0.434mm（2分）（0.433~0.435mm）

（2）待测金属丝。

（2分）

（3）如图。

（2分）

（4）作U－I直线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。

（图略）（2分）

（5）5.80Ω。

（2分）（5.60～6.00Ω）

（6）

二、描绘小灯泡的伏安特性曲线

1.答案：

（1）（4分）C；E

（2）（4分）如右图所示。

2.

答案：

（1）连接电路如答案图（2分）

（2）A（2分）（3）1.6×103℃（2分）

3.答案：

（1）R1；（2分）

（2）见答图1；（2分）

（3）BD（2分）

4.答案：

（1）A2（2分）、R2（2分）

（2）如图（2分）

5.答案：

（1）D（2分）

（2）B（2分）

（3）变大（3分）

三、把电流表改装成电压表

1.答案：

（1）DCF

（2）偏小（3）5；实物连接图略；3.0

2.答案：

（1）保持不变

（2）A

3.答案：

（1）小于；（2分）

（2）9.4

四、测干电池的电动势E和内电阻r

1.答案：

①R1]

②见右图

③1.46，0.75

2.答案：

（1）0—0.6A；0—3V；R1

（2）图略（3）1.5；0.50

3.答案：

⑴0~3V，R1；⑵略；

⑶E=1.43~1.47V，r=0.60~0.80Ω⑷由实际连接图确定。

4.答案：

（1）断路（2分）

（2）10（2分，结果在9.5~10.5之间均可得分），

50（3分，结果在50~55之间均可得分）

5.答案．

（1）实物连接如答图2（2分）

（2）9.1（±0.1）；10

（3分，答对1个空得2分）

6.答案：

①（1分）；200（2分）；

②R3（2分）；R2（2分）；

③连线见图12（丁）（1分）．

7.答案．U02分

2分

五、多用电表的使用

1.答案．

（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零。

（2分）

（2）80（2分）

2.答案．（18分）

（1）①C（2分）　　

②1.16，9.60　　　（4分）

（2）①“×1”　　　　（2分）

②9　　　　　　　（2分）

③BDG　（6分）

④如图所示　　　　（2分）