恒定电流实验专题复习有答案全解.docx

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恒定电流实验专题复习有答案全解

恒定电流实验专题复习2

15．某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系，设计并完成了有关的实验，以下是实验中可供选用的器材．

A．待测小灯泡（额定功率6W，额定电流0.5A）

B．电流表（量程0～0.6A，内阻0.1Ω）

C．电压表（量程0～5V，内阻约5kΩ）

D．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）

E．滑线变阻器（最大阻值50Ω）

F．滑线变阻器（最大阻值1kΩ）

G．直流电源（电动势15V，内阻可忽略）

H．开关一个，导线若干

实验中调节滑线变阻器，小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化，从而测出小灯泡在不同电压下的电流．

（1）请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图．并在每个选用的器材旁标上题目所给的字

母序号．

（2）如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线．由图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________（填“增大”、“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为6V时，其灯丝电阻值约为_________________Ω．（保留两位有效数字）

答案：

（1）如图所示

（2）增大，17Ω

16．有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．

A．被测电流表A1：

满偏电流约700～800

，内阻约100Ω，刻度均匀、总格数为N

B．电流表A2：

量程0.6A，内阻0.1Ω

C．电压表V：

量程3V，内阻3kΩ

D．滑动变阻器R1：

最大阻值200Ω

E．滑动变阻器R2：

最大阻值1kΩ

F．电源E：

电动势3V、内阻1.5Ω

G．开关一个

（1）在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．

（2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig=___________，式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________．

再来分析电路的控制部分．若将滑动变阻器接成限流式，则通过待测电流表的最小电流大约为

，显然，不能保证电表安全,也无法通过调节测量多组数据．因此，应采用分压式控制电路，为了便于调节，应选用最大阻值20Ω的滑动变阻器．

综合以上分析，选用的器材应为A、C、D、F、G其实验电路如图5—47所示．

（2）实验过程中，调节滑动变阻器滑动触头，使待测电流表A1的指针偏转n格，读出此时电压表V的示数U，则通过待测电流表的电流

由此可得,电流表的满偏电流

，式中U为电压表的读数，RV为电压表的内阻．

17．实验室中现有的器材如下：

电池E（电动势约10V、内阻r约1Ω）

标准电流表A1（量程300mA，内阻r1约为5Ω）

电阻箱R1（最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω）

滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）

开关S和导线若干．

要求设计—个测定电流表A2（量程250mA，内阻r2约为5Ω）内阻的实验方案．

（1）在方框中画出测量电路，并在每个仪器旁标上英文代号．

（2）要直接测出的物理量是____________________，用这些物理量表示待测电流表A2内阻的计算公式是______________．

答案：

（1）如图5—48所示

（2）A1、A2两电流表的读数I1、I2和电阻箱R1的阻值

．

18．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：

A．干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）

B．电流表A1（满偏电流3mA，内阻r1=10Ω）

C．电流表A2（0～0.6A，内阻0.1Ω）

D．滑线变阻器R1（0～20Ω，10A）

E．滑线变阻器R2（0～100Ω，10A）

F．定值电阻R3（990Ω）

G．开关和导线若干

（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑线变阻器是______________（填字母代号）

（2）请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图．

（3）如图5—42为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线（I1为A1的示数，I2为A2的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝______________V，内阻r=_____________Ω．

解答：

（1）R1

（2）电路如图5—50所示（3）1.48，0.8

19．

实验室内有一电压表

，量程为150mV，内阻约为150Ω．现要将其改成量程为10mA的电流表，并进行校准．为此，实验室提供如下器材：

干电池E（电动势为1.5V），电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表

（有1.5mA，15mA与150

mA三个量程）及开关S．

（1）对电表改装时必须知道电压表的内阻．可用如图5—43所示的电路测量电压表

的内阻．在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下，电路中的电流表

应选用的量程是________________．若合上S，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表

的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为______________．（取三位有效数字）

图5—43

（2）在对改装成的电流表进行校准时，把

作为标准电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图（滑线变阻器作限流使用），图中各元件要用题中给出符号或字母标注．图中电阻箱的取值是_______（取三位有效数字），电流表

应选用的量程是_____________________．

20．一只量程为1V，内阻RV约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在

要测量它的内阻并对该表进行校正．实验室提供了以下供选择的器材：

A．待测电压表

B．标准电压表（量程1V）

C．滑动变阻器（最大阻值1000Ω，额定电流1A）

D．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A）

E．电阻箱（最大阻值999．9Ω，最小改变量0.1Ω）

F．电阻箱（最大阻值99．9Ω，最小改变量0.1Ω）

G．电池组（电动势约3V，内阻约1Ω）

H．导线和开关若干．

（1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路，如图5—44甲、乙所示，要使测量较精确，应选择___________________（填“甲”或“乙”）电路．在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用___________________________________（用器材前的序号字母表示）．

用上述方法测出的电压表内阻的测量值RV_________（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值．

图5—45

（2）在对该电压表进行校正时，该同学已经选择好器材，如图5—45所示．若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正，请你将这些器材连接成测量电路，并标出所选滑动变阻器的序号字母．

解答：

（1）乙；D、E；大于

（2）如图5—52所示．

21、为了较准确地测定一只量程为3V，内阻约3kΩ的电压表的内阻值，在手头没有电流表可用的情况下，某同学设计了如下图所示的实验电路。

其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。

电源是电动势为6V的蓄电池。

①试用笔画线代替导线，将实验器材连接成实验电路。

（有两根线已经接好，不得改动）

②在接通电路前，应将滑动变阻器的滑动触头置于_______端（填A或B），将电阻箱阻值调到_______（填最大或最小）。

③根据实验电路，按合理的顺序写出本实验的主要步骤，包括须记录的数据，并用这些数据写出测量结果的表达式。

答案：

①图略②A，最大③按电路图接好电路；闭合S1、S2，调节R2的滑动触头，使电压表满偏；断开电键S2，保持滑动触头的位置不变，调节R1的阻值，使电压表半满偏；记录这时电阻箱的阻值R；电压表内阻RV=R。

22、在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：

A．电池组（3V、内阻lΩ）　　　　　

B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）

C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）

D．电压表（0～3V，内阻4kΩ）

E．电压表（0-15V，内阻15kΩ）　　

F．滑动变阻器（0-20Ω，允许最大电流lA）

Ｇ．滑动变阻器（0～2000Ω,允许最大电流0.3A）　　　　　　　　　

Ｈ．开关、导线

①．上述器材中应选用的是____________.（只填写字母代号）

②．某同学采用了下左图所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏____________（选填“大”或“小”）．

③．根据测量数据得到的伏安特性曲线如下右图所示，图中MN段向上弯曲的主要原因是.

答案：

10.①ACDFGH②小③时间长电阻发热,温度升高,电阻增大.

23、图1中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。

当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。

⑴根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝。

⑵根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。

答案：

24、描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图，所用小电珠的额定电压是3.8V。

⑴关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是（）

Ａ．系统误差主要是由电压表的分流引起的Ｂ．系统误差主要是由电流表的分压引起的

Ｃ．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的Ｄ．系统误差主要是由读数时的估读引起的

⑵根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如右图。

试在坐标系中画出该小电珠的伏安曲线，并从图象中求出该小电珠的额定功率。

⑶该小电珠在1V电压下不发光。

当时灯丝的实际电阻是多大？

该小电珠在2V电压下开始发出微弱的黄光。

当时灯丝的实际电阻又是多大？

小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同？

⑷试将实物图连接成实验电路。

答案：

（1）A

（2）略11.4W（3）7.1Ω9.1Ω，小灯泡的电阻率随温度升高而增大（4）实物连线略

25．用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：

⑴待测电阻RX（约100Ω）

⑵直流毫安表（量程0-10mA，内阻50Ω）

⑶直流电压表（量程0-3V，内阻5kΩ）

⑷直流电源（输出电压3V，内阻可不计）

⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A）

⑹电键一只，导线若干。

根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。

答案：

外接法，分压

26．某电压表的内阻在20~30kΩ之间，为了测量其内阻，实验室提供下列可用的器材：

⑴待测电压表V（量程3V）

⑵电流表A1（量程200μA）

⑶电流表A2（量程5mA）

⑷电流表A3（量程0.6A）

⑸滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）

⑹电源E（电动势4V）

⑺电键。

在所提供的电流表中应选用______。

为了尽量减小偶然误差，要求多测几组数据。

试在右边方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）

答案：

A1，分压

27．在测定金属的电阻率的实验中，

金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。

实验主要步骤如下：

⑴用______测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L；

⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径，求出平均值d；

⑶用伏安法测量金属导线的电阻R。

在方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。

图中安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V；滑动变阻器阻值0-20Ω。

在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。

根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。

答案：

⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶外接法，限流或分压都可以，

28．用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。

⑴根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为RX=______Ω（保留2位有效数字）。

⑵在方框中画出实验电路图。

⑶将实物连接成实验电路。

答案：

内接法，分压，2.4×103

29．用图示的电路测定未知电阻RX的值。

图中电源电动势未知，电源内阻和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，则在用此电路测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：

_______。

答案：

⑴2；⑵2；⑶不能。

30．有一只电阻RX，其阻值大约在40-50Ω之间，需要进一步测定其阻值。

现有的器材有：

①电池组E（电动势9V，内阻约0.5Ω）

②伏特表V（量程0-10V，内阻约20kΩ）

③毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20Ω）

④毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4Ω）

⑤滑动变阻器R1（0-100Ω，额定电流1A）

⑥滑动变阻器R2（0-1700Ω，额定电流0.3A）

⑦电键一只，导线若干。

有两种可供选择的电路如图1和图2所示。

实验中要求多测几组电流、电压值。

⑴为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图______所示的电路；应选代号为______的毫安表和代号为______的滑动变阻器。

该实验的系统误差主要是由____________引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏______。

⑵若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_____所示的电路进行测量。

答案：

⑴1，A2，R1，电压表的分流，小；⑵2

31．欲将量程为100μA内阻为500Ω的灵敏电流表改装为量程为1mA的毫安表。

⑴需要给它_____联一只R=_____Ω的电阻。

⑵需要用一只标准毫安表对改装毫安表进行校对。

校对所用的器材的实物图如下（其中标准毫安表事先已与一只固定电阻串联，以防烧表）。

校对过程要求通过毫安表的电流能从0连续调到1mA。

请按要求在方框中画出校对电路图，并在所给的实物图上连线。

答案：

⑴并，55.6；⑵分压

32．电路图中E为电源，其电动势为E，R1为滑动变阻器，R2为电

阻箱，A为电流表。

用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：

①闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；

②保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于I0/2，然后读出R2的值，取RA=R2。

⑴按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。

⑵真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即

，试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式。

⑶若已知I0=10mA，真实值RA约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？

答案：

⑴略；⑵

；⑶E≥6V

33．把电流表改装为电压表的实验中，分3个主要步骤，实验中给出的器材有：

①电流表（量程0-100μA）

②标准伏特表（量程0-5V）

③电阻箱（0-9999Ω）

④电阻箱（0-99999Ω）

⑤电源（电动势2V，有内阻

）

⑥电源（电动势6V，有内阻）

⑦滑动变阻器（0-50Ω，额定电流1.5A）

⑧电键两只，导线若干。

⑴首先要用半偏法测定电流表的内阻。

如果采用图1所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源E应选用

______。

该步实验操作的步骤有：

A.合上K1B.合上K2C.观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调至最大D.调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E.调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半F.记下R2的阻值。

把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处：

①____；②_____；③_____；④_____；⑤_____；⑥_____。

如果在步骤F中所得的R2的阻值为600Ω，则图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为_____Ω。

⑵如果要将图1中的电流表A改装为量程为0-5V的伏特表，则改装的方法是给电流表_____联一个阻值为________Ω的电阻。

在用以上步骤将电流表改装成伏特表后，下列说法中正确的是

A.由于电流表内阻的测量值比其真实值小，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表

测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压小

B.由于电流表内阻的测量值比其真实值小，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大

C.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压小

D.由于电流表内阻的测量值比其真实值大，这一因素使得用上述步骤改装成的伏特表测定电压时，其读数比伏特表两端的实际电压大

⑶图2所示器材中，一部分是将电流表改装为伏特表所需的，其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行校对所需的。

在下面方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0-5V的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后在图2上画出连线，将所示器材按以上要求连接成实验电路。

答案：

⑴④，③，⑥；C、A、D、B、E、F，600⑵串，49400，A；⑶分压

34．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为0.1Ω和1kΩ。

右边为实验原理图，下边为所需器材实物图。

试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

一位同学记录的6组数据如下，试根据这些数据在下图中画出U-I图线，根据图线读出电池的电动势E=____V，根据图线求出电池的内电阻r=___Ω。

I（A）

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

U（V）

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

答案：

1.46，0.719

35．电源的输出功率P跟外电路的电阻R有关。

下左图是研究它们的关系的实验电路。

为了便于进行实验和保护蓄电池，给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作电源（图中虚线框内部分）。

电源的内电阻就是蓄电池的内电阻和定值电阻R0之和，用r表示。

电源的电动势用E表示。

⑴写出电源的输出功率P跟E、r、R的关系式：

_____________。

（安培表、伏特表看作理想电表）⑵在实物图中按电路图画出连线，组成实验电路。

⑶下表中给出了6组实验数据，根据这些数据，在方格纸中画出P-R关系图线。

根据图线可知，电源输出功率的最大值是______W，当时对应的外电阻是______Ω。

I（A）

0.20

0.28

0.36

0.44

0.52

0.60

U（V）

3.00

2.60

2.20

1.80

1.40

1.00

U/I（Ω）

UI（W）

由表中所给出的数据，若已知跟电源串联的定值电阻的阻值为R0=4.5Ω，还可以求得该电源的电动势E=______V，内电阻r0=______Ω。

答案：

⑴

；⑵略；⑶0.80，5.0，4，0.5

36．如图电路中R1=R2=100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如右边I-U图线所示．电源电动势E=100V，内阻不计．求：

⑴当电键K断开时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．

⑵当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．

答案：

⑴0.60A，24W；⑵0.46A，12W

37.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有－标有“6V，1.5W”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0～15V（内阻约为15kΩ）

E．滑动变阻器10Ω2A

F．滑动变阻器1kΩ0.5A

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

（均用序号表示）．

（2）画出所需电路图

（3）试按要求将图中所示器材连成实验电路．

答案：

①C，（2分）E,（2分）②电路图如下图左所示．（3分）③如图所示（3分）

38、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。

某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别小灯泡上的电流和电压）：

I（A）

0.12

0.21

0.29

0.34

0.38

0.42

0.45

0.47

0.49

0.50

U（V）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

（1）在左下框中画出实验电路图。

可用的器材有：

电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0－10）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

（2）在右图中画出小灯泡的U－I曲线。

（3）如果第15题实验中测得电池的电动势是1.5V，内阻是2.0，问：

将本题中的小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是多少？

（简要写出求解过程：

若需作图，可直接画在第

（2）小题方格图中）

【答】

（1）如左图所示

（2）如右图所示（提示：

测灯泡伏安特性要求电压从零开始采用分压器）

（3）根据电动势1.5V、内阻是2.0Ω，做出图象Ｕ＝Ｅ－Ｉｒ，与灯泡的伏安特性交于Ｕ＝0.8V、Ｉ＝0.35A，因此，灯泡的实际功率是2.8W.

39、甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。

实验器材有：

待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0一99.99Ω）；单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

①先测电阻R1的阻值。

请将甲同学的操作补充完整：

闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数Ul，保持电阻箱示数不变，，读出电压表的示数。

则电阻R1的表达式为R1＝___________。

②甲同学已经测得电阻Rl＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。

该同学的做法是：

闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的

－

图线，则电源电动势E＝__________V，电阻R2=_________Ω。

③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：

闭

合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出于相应的

－

图线，根据图线得到电源电动势E和电阻R2。

这种