高中物理研究闭合电路的欧姆定律实验题

某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A．被测干电池一节

B．电流表：量程0～0.6A，内阻0.1Ω

C．电流表：量程0～3A，内阻0.024Ω

D．电压表：量程0～3V，内阻未知

E．电压表：量程0～15V，内阻未知
F．滑动变阻器：0～10Ω，2A
G．滑动变阻器：0～100Ω，1A
H．开关、导线若干
在伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．
（1）在上述器材中请选择适当的器材：____    ____（填写选项前的字母）；
（2）在图方框中画出相应的实验电路图；

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.

某同学通过实验测定一个阻值约为25Ω的电阻R_x的阻值。
（1）现有电源（14V，内阻可不计），滑动变阻器（0～5Ω，额定电流3A），开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）
B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_________，电压表应选用________（选填器材前的字母）；以下实验电路图中，最应采用的_________。

（2）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次测量时电表示数如图所示，可得该电阻的测量值R_x==________Ω（保留两位有效数字）。

（3）若在（1）问中选用乙电路，在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻R_x两端的电压U也随之增加，下列反映U—x关系的示意图中正确的是________。

在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“×10 Ω”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，其中定值电阻R₀ 与电流表G 的内阻之比R₀∶R_g= 1∶4， 电流表G 的量程已知，故能正确读出流过电流表G 的电流值。欧姆表已经进行了必要的调零。该同学想用一个电阻箱Rx 较精确的测出该倍率下电路中电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R_内，他的操作步骤是：
a．将欧姆表与电阻箱R_x连成图甲所示的闭合回路
b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx 和与之对应的电流表G 的示数IG；
c．将记录的各组Rx 、IG 的数据描点在乙图中，得到－Rx 图线如图乙所示；
d．根据乙图作得的 1 IG －Rx 图线，求出电源的电动势E 和欧姆表的总内阻R 内。
图甲中，a 表笔和b 表笔的颜色分别是   和    ，电源的电动势E 为_____V，欧姆表总内阻R内为____________ Ω。 电流表G 的量程是______ A。
     

某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G（量程为1mA、内阻约为100Ω）的内阻。实验室中可供选择的器材有：
电流表A₁：量程为3mA，内阻约为200Ω；
电流表A₂：量程为0. 6A，内阻约为0.1Ω；
定值电阻R₁：阻值为10Ω；
定值电阻R₂：阻值为60Ω；
滑动变阻器R₃：最大电阻20Ω，额定电流1.5A；
直流电源：电动势1.5V，内阻0.5Ω；
开关，导线若干。
（1）为了精确测量电流表G的内阻，你认为该小组同学应选择的电流表为        （选填“A₁”或“A₂”）、定值电阻为         （选填“R₁”或“R₂”）。
（2）在图的方框中画出你设计的实验电路图。

（3）按照你设计的电路进行实验，测得电流表A的示数为I₁，电流表G的示数为I₂，则电流表G的内阻的表达式为r_g=                         。

在测电源电动势和内阻实验中，下列说法正确的是（ ）

A．用新电池较好	B．用旧电池好
C．新、旧电池一样	D．以上说法都不对

某同学为了测量电流表A₁内阻的精确值，实验室有如下器材：
电流表A₁（量程300 mA，内阻约为5Ω）；
电流表A₂（量程600 mA，内阻约为1Ω）；
电压表V（量程15 V，内阻约为3 kΩ）；
滑动变阻器R₁（0～5Ω，额定电流为1 A）；
滑动变阻器R₂（0～50Ω，额定电流为0.01A）；
电源E（电动势3 V，内阻较小）；
定值电阻R₀（5Ω）；
单刀单掷开关一个、导线若干。
实验要求待测电流表A₁的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能地减少误差。
（1）以上给定的器材中滑动变阻器应选               ；
（2）在答题卡的方框内画出测量A₁内阻的电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号；

（3）若选测量数据中的一组来计算电流表A₁的内阻r₁，则r₁的表达式为r₁ =              ；上式中各符号的物理意义是                          。

使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电
池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：

(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为________(填 “红”或“黑”)色；
(2)若适当调节电阻箱后，多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 (a)、(b)、(c)所示，则电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；

(3)将多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留3位有效数字)

如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20 Ω的电阻，测量步骤如下：

(1)调节________，使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________ Ω。
(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。

某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表-------欧姆表
（1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为_________V.由以上数据可得电压表的内阻=_________kΩ

（2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为________（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为_______kΩ，
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时条件电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将________

A．偏大

B．偏小

C．不变

D．无法确定

研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究。
（1）为测量该电流计的内阻，同学甲设计了如图（a）所示电路。图中电源电动势未知，内阻不计。闭合开关，将电阻箱阻值调到20Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱阻值调到95Ω时，电流计指针指在如图（b）所示位置，则电流计的读数为         mA。由以上数据可得电流计的内阻R_g=          Ω。
（2）同学乙将甲设计的电路稍作改变，在电流计两端接上两个表笔，如图（c）所示，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“30mA”处，此处刻度应标阻值为        Ω（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为        Ω。
 
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻变大不能忽略，电动势不变，但将两表笔断开，调节电阻箱指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果与原结果相比将_________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择      倍率的电阻挡（填“×10”或“×1k”），并      再进行测量，多用表的示数如图所示，测量结果为      Ω．

某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V档检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．

（1）断开开关，红表笔接在a点时多用表指示如图2所示，读数为      V，说明      正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）．
（2）红表笔接在b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是      （选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）

关于多用表的使用：
（1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是

A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量

B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

C．测量电路中的某个电阻，不应该把该电阻与电路断开

D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零

（2）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是

（3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．

指针位置	选择开关所处档位	读数
a	直流电流100mV	mA
	直流电压2.5V	V
b	电阻×100	Ω

某学习小组探究一小灯泡在不同电压下的功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.
（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左向右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔划线代替导线在图中完成余下导线的连接；

（2）实验测得的数据如下表记录：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
电压U（V）	0	0.30	0.60	0.90	1.20	1.50	1.80	2.10	2.40	2.70
电流I（A）	0	0.10	0.20	0.28	0.35	0.40	0.45	0.48	0.50	0.51

请将剩余两个点描在图乙的坐标图中，并画出小灯泡的伏安特性曲线；
（3）根据所画伏安特性曲线判断：
①将该灯泡直接接在一电动势为3V、内阻为1Ω的电源两端，小灯泡的功率为      W；（结果保留两位小数）
②将     只相同的小灯泡并联后，与①中电源、以及一定值电阻R₀=0.25Ω串联成闭合回路，可使灯泡消耗的总功率最大，最大值约为        W.（结果保留两位小数）

当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示．若此时选择开关对准×100Ω挡，则被测电阻的阻值为      Ω．若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏离最左端角度很大，则应该换用倍率更      （填“高”或“低”）的挡位，换挡后还要      ，用完电表后把选择开关拨到      ．