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恒定电流实验

第二十四、五讲　　恒定电流实验题

一、电阻测量

1．现用伏安法较准确测量一个约为100Ω的定值电阻的阻值，实验室中备有下列器材供实验所选择：

A．电流表A（量程为10mA，内阻为50Ω）

B．电压表V（量程为3V，内阻为10kΩ）

C．滑动变阻器R（0～15Ω，1A）

D．直流电源（E＝4V，内阻不计）

E．电键一个，导线若干

⑴试根据器材的规格和实验要求，

在方框中画出实验电路图；并将如图1实物图连线。

2．从下列选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值），设计一个测量阻值约为Rx约为15kΩ的电阻的电路，要求方法简捷，Rx两端的电压能从零开始变化，要尽可能提高测量的精度．

A．电流表A1（量程1mA，内阻r1＝50Ω）

B．电流表A2（量程300μA，内阻r2＝300Ω）

C．电流表A3（量程500μA，内阻r3≈500Ω）

D．电压表V1（量程10V，内阻r4＝15kΩ）

E．电压表V2（量程3V，内阻r5＝10kΩ）

F．定值电阻R1（阻值约为25Ω，额定电流为1A）

G．滑动变阻器R2（阻值0～50Ω，额定电流为1A）

H．滑动变阻器R3（阻值0～1kΩ，额定电流为0.1A）

I．电池（E＝3V，内阻很小但不能忽略）

J．电键、导线若干

⑴测量时所用器材　　　　　　　　（填代号）

⑵在方框中画出测量电路原理图．⑶将如图2实物按原理图连线。

⑷若选测量数据的一组来计算Rx，则所用的表达式为Rx＝　　　　　，式中各符号的意义是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．

3．在“测量金属丝的电阻率”实验中，待测电阻丝长约1m、直径在1mm以下，它的阻值约为4Ω，用螺旋测微器测量电阻丝的直径．若螺旋测微器的读数如图3所示，则电阻丝的直径为d＝　mm．

供测量电阻丝电阻率实验用的有以下器材：

A．电压表V（量程0～3V，内内阻15kΩ）

B．电流表A1（量程0～3A，内阻0.2Ω）

C．电流表A2（量程0～500mA，内阻0.2Ω）

D．滑动变阻器R1（阻值0～2000Ω）

E．滑动变阻器R2（阻值0～100Ω）

F．蓄电池E（E＝6V，内阻为0.2Ω）

G．电键一个，导线若干

为了精确测量电阻丝的电阻，要求测出一组包括零在内的电压和电流的数据，画出U—I图线，然后从图线求出电阻丝的电阻．为了实验能正常进行，并尽量减小误差，而且要求滑动变阻器便于调节，请设计这个实验应采用的电路图，并在图上标明所用器材代号．

4．用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计或电压表和电流表的内阻不知道时，可采用试测法的办法．如图4所示，让电压表的一端接在电路中，另一端先后分别接在a和b点，注意观察两个电表的示数．

⑴．若电压表的读数变化较电流表的读数变化大，则待测电阻相对两电表比较属于　　　（填大或小）电阻，在实际测量时应接在　　　　（填a或b）点误差较小．

⑵．若电流表的读数变化较电压表的读数变化大，则待测电阻相对两电表比较属于　　　　（填大或小）电阻，在实际测量时应接在　　　（填a或b）点误差较小．

5．如图5所示中，甲图是测量电阻的原理电路，Rx为待测电阻，R1的电阻值已知，R2为保护电阻，阻值未知．电源E的电动势未知，S1、S2均为单刀双掷开关，A为电流表，其内阻不．⑴按图甲所示的电路，在图乙中的实物图上连线．⑵测量Rx的步骤为：

将S2向d闭合，S1向　　　闭合，记下电流表读数I1，再将S2向b闭合，S1向　　闭合，以下电流表读数为I2，计算Rx的公式是Rx＝　　　　　．

6．用如图6所示的电路测定未知电阻Rx的值．图中电源电动势未知，电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱；⑴若要测得Rx的值，R至少需要取_____个不同的数值．

⑵若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此从路测Rx时，R至少需取_____个不同的数值．

⑶若电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量Rx，答：

7．测量某电阻Rx的阻值.已知Rx约为5Ω左右。

右表给出可供选择器材.请画出你所设计的实验原理图（至少画一种），并标明所选器材的规格或代号.

A．灵敏电流计G量程为300μA，内阻为100Ω

B．电流表A1量程为0.6A，内阻为0.1Ω

C．电流表A2量程为3A，内阻为0.02Ω

D．电阻箱R1（0─999.9Ω）

E．电阻箱R2（0─9999Ω）

F．滑动变阻器R3（0─10Ω,2A）

G．电源E＝3V，内阻约为0.01Ω

H．单刀单掷电键S，导线若干

8．用伏安法较准确地测量一个阻值约为50Ω的定值电阻，器材规格如下：

A．电池组（10V，内阻很小）

B．电流表（0－50mA，内阻20Ω）

C．电压表（0－10V，内阻10kΩ）

D．滑动变阻器（0－10Ω，2A）

E．电阻箱（0－9999Ω）

F．电键一个，导线若干

根据器材的规格和实验要求，在如图7实物图上连接，并用箭头标明变阻器的滑动触头在即将闭合电键前所处的位置．

9．要精确测量一个阻值为5Ω的电阻Rx，实验室提供下列器材：

A．电流表A1（量程100mA，内阻为4Ω）

B．电流表A2（量程500μA，内阻为750Ω）

C．电压表V（量程10V，内阻为10kΩ）　

D．滑动变阻器R0（阻值为0～10Ω）

E．电池E＝1.5V，内阻不计　　　F．电键S一个，导线若干

⑴选出适当器材并在虚线框内画出测量电路图，标明所用器材代号．

⑵需要测量的物理量是　　　，根据所测物理量，求出电阻值的表达式Rx＝　　　　．

10．测定金属丝电阻实验中，假如要测定“2.5V，1W”微型电炉丝的电阻率．

⑴如图8所示用螺旋测微器测电阻丝的直径为　　　　　mm．

⑵为了较准确地测量其电阻，供选择的器材如下：

A．电流表A1（量程0～3A，内阻0.025Ω）

B．电流表A2（量程0～0.6A，内阻0.2Ω）

C．电流表A3（量程0～10mA，内阻5Ω）

D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ）

E．电压表V2（量程0～5V，内阻20kΩ）

F．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流为1A）

G．滑动变阻器R2（0～1750Ω，额定电流为0.1A）

H．电源（E＝4V，内阻不计）；I．导线若干，电键一个

要求：

①用伏安法测电阻时电表影响较小；

②电压从0到额定值连续可调，则电流表应选　　　　　，电压表应选　　　　，滑动变阻器应选　　　　　．

③画出合理的实验电路图，应用公式　　　　　求其电阻率．

④将实物图按原理图连线。

二．测电表内阻

11．现有一量程为3V的电压表，内阻约3kΩ。

为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图9所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。

⑴他的主要操作步骤如下：

A．闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片P移到　端，并将电阻箱的阻值调至零。

B．闭合S，调节滑动变阻器R2的阻值，使电压表的指针指到______________。

C．保持P不动，调电阻箱的阻值，使电压表的指针指到________________，记下此时R1的值，则所测电压表的内电阻Rg为此时的R1值。

⑵本实验中，若提供以下器材：

A．电池组（电动势4V）B．电阻箱（0~999Ω）

C．电阻箱（0~9999Ω）D．滑动变阻器（0~20Ω，1A）

E．滑动变阻器（0~1kΩ，0.5A）

为完成上述实验，电阻箱R1应选______，滑动变阻器R2应选_______。

（填代号）

12．将电流表改装成伏特表和安培表时，需首先测量电流表的内阻rg，现设计如下的步骤测量rg的大小.被测电流表A1的量程为500μA，内阻约100Ω，标准安培表A2的量程为300μA，R1是电阻箱，所用电源电动势为3V，其内阻不计.操作步骤：

①按如图10连接电路，将滑动变阻器R2和电阻箱R1适当调节后，将S接1处，然后调节滑动变阻器R2，使两电流表的示数为200μA.②保持滑动变阻器R2的阻值不变，将S接2处，调节电阻箱R1，使标准安培表A2的示数仍为200μA，读出此时电阻箱的阻值为90.7Ω.由以上操作知：

①电流表A1的内阻rg＝____Ω．

②电阻箱R1调节应由____到____.（填大和小）

③电阻R3的作用是____，其阻值至少应选____。

A．0.1kΩ　B．5kΩ　C．10kΩ　D．15kΩ

④滑动变阻器R2的阻值应选____。

A．0~0.5kΩ　B．0~2kΩ　C．0~4kΩ　　D．0~7kΩ

⑤电阻箱R1应选择____较合理。

A．0~999Ω　B．0~999.9Ω　C．0~9999.9Ω　D．0~9999.99Ω

13．实验室中现有器材如图11所示，有：

A．电池E，电动势约10V，内阻约1Ω

B．电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω

C．电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω

D．电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω

D．电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω

F．滑线变阻器R2，最大阻值100Ω

E．开关S，导线若干.

要求用图示的电路测定图中电流表A的内阻.

⑴在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？

答：

_________.

⑵在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路.

⑶你要读出的物理量是______，用这些物理量表示待测内阻的计算公式是.

14．某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：

A．待测电压表（量程5V）B．电流表A1（量程200μA）

C．电流表A2（量程5mA）D．电流表A3（量程0.6A）

E．滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）F．电源（电动势E＝6V）

G．电键S，导线若干

⑴所提供的电流表中，应选用　　（填写字母代号）．

⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据．试在图所示方框中画出符合要求的实验电路图．

15．从下列备选器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量一个刻度盘总共有10个小格，且刻度均匀，但量程未准确确定的电压表V1的量程Um1．要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测出多组数据．下列器材供实验所选择：

A．待测电压表V1（量程约23～27V，内阻r1＝250kΩ）B．标准电压表V2（量程2V，内阻r2＝20kΩ）

C．电流表A（量程3A，内阻r3＝0.01Ω）D．滑动变阻器R（阻值0～1kΩ）

E．稳压电源（E＝30V，内阻很小）F．电键、导线若干

⑴在方框内画出实验电路图，标明所用器材代号．

⑵若选用测量数据中的一组来计算V1的量程Um1，则所用表达式为Um1＝

　　　　　　，式中各字母代表的物理量是　　　　　　　　　　　　．

16．现有一个阻值为R＝10Ω的定值电阻、一个电键、导线若干和一个电压表，该电压表表头上有刻度但没标刻度值，要求设计一个能测量某电源内阻的实验方案．已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约几欧．要求：

⑴在下边的方框图中画出实验电路图．⑵实验时需要测量的物理量：

　　　　　　　　　　　　　．

器材代号

规格

电池E1

电动势1.5V，内阻很小

电池E2

电动势6V，内阻很小

电流表A1

量程1.0mA，内阻约为400Ω

电流表A2

量程10mA，内阻约为40Ω

滑动变阻器R1

总阻值为1750Ω，额定电流为0.5A

滑动变阻器R2

总阻值为20Ω，额定电流为0.5A

电阻箱R3

总阻值为0.1～999.9Ω

电阻箱R4

总阻值为0.1～9999.9Ω

电键一个

导线若干

⑶电源内阻的表达式为r＝　　　　　　（用测量的物理量表示）．

17．量程为3V的电压表，其内阻约为3kΩ。

现要求测该电压表内阻的值，并有尽可能高的测量精度，现有如右表中器材：

⑴选用给定的一些器材，设计两个便于操作的电路，要求画出电路图并标出所用器材的代号；

⑵实验中应测量的物理量为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

⑶实验中测量出电压表内阻的测量式为　　　　　　。

18．现有一只量程U＝15V的电压表，一个阻值R0＝30kΩ（R0和电压表内阻差不多）的定值电阻，两个电动势分别为E1、E2（内阻都不计）的电源，E1小于15V，E2略大于15V，要求仅用现有器材测出电压表内阻和两电源电动势。

⑴写出测量步骤：

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

⑵画出测量中连接电路图。

⑶导出计算公式：

E1＝　　　　　；E2＝　　　　　　　。

RV＝　　　　　　　。

19．如图12所示中E为电源（电动势约为4V），R为滑动变阻器（电大阻值为200Ω），R0为已知定值电阻（阻值为3.5kΩ）A为电流表（量程为2mA），V为一个有刻度但无刻度值的电压表（量程约为3V，内阻约为3kΩ），现要测量电压表的内阻RV。

⑴图是的器材已连接了一部分，请将其他连线接上，

使之成为一个能测量电压表V的内阻的实验电路。

⑵利用该实验电路进行如下操作：

①闭合开关S1、S2，

调节R的滑动头使电压表V满偏，读出电流表A的示数为I1。

②闭合S1断开S2，调节R的滑动头使电压表V满偏，读出电流表A的示数为I2。

用测得量和已知量表示电压表的内阻的表达式为Rv＝　　　　　　　　。

20．为了测量量程为3V的电压表V1的内阻（内阻约2000Ω）实验室可以提供的器材有：

电流表A，量程为0.6A，内阻约为0.1Ω

电压表V2，量程为5V，内阻约为3500Ω

电阻箱R1阻值范围为0─9999Ω

电阻箱R2阻值范围为0─99.9Ω

滑动变阻器R3，最大阻值约为50Ω，额定电流为1.5A

电源E，电动势6V，内阻约为0.5Ω

单刀单掷开关S一个，导线若干。

⑴从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，在虚线方框中画出电路原理图（电路图中的元件要用题中相应的符号标出）要求测量尽可能准确。

⑵根据你所画电路原理图在题中所给的如图13所示实物图上画出连线。

⑶说明实验所要测量的量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，写出计算电压表内阻RV的计算公式为RV＝　　　　　　。

三．测电源势和内阻

21．如图14是“研究闭合电路欧姆定律”所用的可调内阻电池，接在C、D接线柱上的电压表V2用于测量电路的电压，接在A、B接线柱上的电压表V1用于测量电路的电压，接上外电路时，若V1表示数为1.80V,V2表示数为0.32V，通过打气筒装置向电池打气时，可观察到电池中间部分液面，V1表示数。

22．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和5kΩ。

⑴请你设计实验原理图，并将下边为所需器材的实物图。

试按原理图在如图15所示实物图中画线连接成实验电路。

I（A）

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U（V）

1.37

1.32

1.24

1.1I（A）0.120.200.310.320.500.57

U（V）1.371.321.241.181.101.058

1.10

1.05

一位同学在实验中记录的6组数据如上表所示，试根据这些数据在右图中画出U-I图线。

根据图线可读出被测电池的电动势E=____V，内电阻r=___Ω。

22．现有一阻值为10．0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）．要求：

⑴画出实验电路图．

⑵简要写出完成接线后的实验步骤：

⑶写出用测得的量，计算电源内阻的表达式_________.

23．⑴请你设计用一只电流表、一只电阻箱、一个电键和一些导线测电池的电动势和内阻的实验电路图，并说明需要测量哪些物理量，并列出求电动势和内阻的方程，解出电动势和内阻的表达式．

⑵请你设计用一只电压表、一只电阻箱、一个电键和一些导线测电池的电动势和内阻的实验电路图，并说明需要测量哪些物理量，并列出求电动势和内阻的方程，解出电动势和内阻的表达式．

四．多用表的使用

24．多用电表表头的示意图如右。

在正确操作的情况下：

⑴若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑵若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑶若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是______，测量结果为___________。

⑷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：

___________，____________，____________。

⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者___________。

⑹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。

25．用下列器材组成一块欧姆表：

A．灵敏电流表（量程0－1mA，内阻100Ω）；B．定值电阻（500Ω）

C．定值电阻（阻值1kΩ）；D．可变电阻（阻值0－500Ω）

E．可变电阻（阻值0－50Ω）；F．干电池（电动势为1.5V，内阻很小）

G．红、黑表笔各一只；H．导线若干．

⑴．应选用的器材是：

　　　　　　　　．

⑵．在虚线框中画出电路图．

⑶．此欧姆表刻度盘的中心值为　　　　Ω．

⑷．此欧姆表刻度盘上对应电流为0、0.2mA、0.8mA的电阻刻度值分别为　　　、　　　、　　　．

26．如图15所示电路三根导线中，有一根导线是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某同学想先将多用表红表笔连接在电源正极a，再将黑表笔分别连接在电阻R1的b端和R2的C端，并观察多用表指针的示数，在下列选项中，符合操作规程的是（）

A．直流10V档B．直流0.5A档

C．直流2.5V档D．欧姆档