高中物理研究闭合电路的欧姆定律实验题

某同学用如图所示的实物电路，描绘额定电压为4.0 V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率．

（1）根据实物图，在下面线框内画出电路图．

(2)闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向b端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为________．

A．小灯泡短路

B．小灯泡断路

C．电流表断路

D．滑动变阻器断路

(3)根据如图所示I－U图线，可确定小灯泡在电压为2.0 V时实际功率为________W.

某实验小组想描绘标有“12V，6W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室中只提供了下列器材：
A．安培表A₁量程（0—0.5 A；r₁=0.5Ω）；
B．安培表A₂量程（0—0.6 A；r₁≈0.3Ω）；
C．电阻箱R（0—999.9Ω）；
D．滑动变阻器R₁（0—10Ω；5A）
E．电源电动势15V；内阻不计；电键一个，导线若干。
为了减小描绘小灯泡在0—12 V电压下的伏安特性曲线的误差，要求电表的读数既要不超过表盘的最大刻度，又要求读数最大值达到满刻度的一半以上，请你完成以下项目：
（1）设计一个满足要求的实验电路图，画在虚线框内。

（2）若安培表A₁的读数为I₁，其内阻为r₁，安培表A₂的读数为I₂，电阻箱的阻值为R，写出灯泡两端电压U的表达式                        。

某学习小组在描绘标有“8.0 v，3.8 w”的小灯泡灯丝电阻的伏安特性图线时，实验室给出一块电压表V（量程10V，内阻约4KΩ）和两块电流表：A₁ （量程100 mA，内阻约2Ω）和 A₂ （量程0.6 A，内阻约0.3Ω），则选择电流表        进行试验测量。甲、乙两同学利用电压表和选定的电流表采用不同的连接电路测出相应的电压和电流描绘出的伏安特性图线如下图①、②所示，则图线       更准确。

为了研究“3.8V，0.3A”小灯泡的电阻随电流变化的规律，某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系．实验室可以提供的器材如下：
①直流电源E（电动势约4V，内阻可不计）；②电流表A（量程为0-0.6A，内阻约0.5Ω）；
③电压表V（量程为0-5V，内阻约20kΩ）；④滑动变阻器R₁（阻值0-10Ω，额定电流2A）；
5滑动变阻器R₂（阻值0-100Ω，额定电流1A）
6电键S及导线若干．实验测得的数据记录在下表中：

U/V	0	0.30	1.00	1.70	2.40	3.10	3.80
I/A	0	0.074	0.164	0.210	0.250	0.284	0.300

（1）应选择的滑动变阻器为（填写仪器符号）     ；
（2）根据以上条件在答题卡的方框中画出符合要求的实验电路图（并在图中标出器材的符号）；
（3）试求：电压为1.5V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因。（结果保留两位有效数字）

某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：

A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA）
B．电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）
C．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA）
G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）为提高实验的准确程度，电流表应选用      ；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用        （以上均填器材代号）
（2）请在答题卷的方框内画出满足实验要求的电路图，并把答题卷图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V，2.5 W”的小灯泡，导线和开关外，还有：
A．直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)
B．直流电流表(量程0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
C．直流电流表(量程0～600 mA，内阻约为5 Ω)
D．直流电压表(量程0～15 V，内阻约为15 kΩ)
E．直流电压表(量程0～5 V，内阻约为10 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
G．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
(1)实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母填写)．
（2）请按要求将图中所示的器材连成实验电路

有一灯泡上标有“6V，0.1A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（0～3V，内阻1.5kΩ）            B．电压表（0～6V，内阻3.0kΩ）
C．电流表（0～0.3A，内阻2.0Ω）           D．电流表（0～6A，内阻1.5Ω）
E．滑动变阻器（30Ω，2A）                 F．滑动变阻器（100Ω，0.5A）
G．学生电源（直流9V）及开关、导线等
（1）试验中所用的电压表应选        ，电流表应选         ，滑动变阻器应选           ．
（2）要求电压从0开始测量并减小实验误差，应选甲、乙、丙、丁中的哪一个电路图          ．测出的电阻值比真实值偏   （选填“大”或“小”），原因是                   ．

某实验小组按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点。

同学们为了弄清电阻变化的原因，对实验进行了下述改进。如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在。规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点 。已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻。
     
丙                                       丁
（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线；曲线表明，随着电压升高，小灯泡的电阻          _______（越来越小、基本不变或越来越大）。
（3）在同样的电压（如2.00V）下，曲线的电阻值明显     （大于、等于或小于）曲线的电阻值，其原因是       。

将小电珠L、滑动变阻器、多用电表、电流表、直流稳压电源、开关和导线若干连成如图1所示的电路，进行“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验。
⑴闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于        端（填“左”或“右”）。
⑵用多用电表电压档测量L电压时，红表笔应接图1中的       点。（填“a”或“b”）
⑶正确连线后，闭合开关，发现不论怎么调节滑动变阻器的滑片，多用电表指针均不偏转，将两表笔改接到图1电路的a、c．两点，电表指针仍不偏转；改接c、d两点时，电表指针偏转如图2所示，其示数
为           V；可判定故障为                            。

在《描绘小灯泡的伏安特征曲线的实验》中，采用上述电路，实验中误差引起的原因是：_____________，实验描给出来的图线是一条___线，表明小灯泡的电阻随灯泡两端电压的增加而______。

一个未知电阻R_x，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V₁（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表V₂（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A₁（量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A₂（量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源E（电动势为3V）
滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）
开关S
（1）在实验中电压表选     ，电流表选     ．（填V₁、V₂，A₁、A₂）
（2）为了尽可能减小误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图．

测绘小灯泡的伏安特性曲线实验中：
（1）实验器材：
小灯泡、     、电流表、     、学生电源（或电池组）、开关、导线、坐标纸、铅笔等．
实验电路如图所示．

（2）实验操作
①按电路图连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的     端．
②闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下     、     的示数．
③依据实验数据作出小灯泡的     图线．
④由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表     ．（填内接法或外接法）

在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V（内阻约为3 kΩ）和15 V（内阻约为15 kΩ）两个量程，电流表有0.6 A（内阻约为0.1 Ω）和3 A（内阻约为0.02 Ω）两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：

（1）螺旋测微器的示数是________mm.
（2）为减小电阻的测量误差，应选用________图所示的电路．
（3）为了使测量便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．
（4）电压表的量程应选用________V.
（5）电流表的量程应选用________A.

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，还有一个方形的集成电池．为了测定集成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，1.0A）；
D．定值电阻R（阻值990Ω）；
E．开关S与导线若干．

①该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，并且连接了实物图乙，请你从标有数字的三条连线中找出错误的一条，写出数字编号　   　，如何改正？　   　．
②该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，绘出如图丙所示的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．（结果均保留两位有效数字）

有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为，密度为．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S₀，现有如下器材可选：

A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600 mA，1. 0Ω）
D．电流表（3 A，0. 1Ω）
E．电压表（3 V，6 kΩ）
F．滑动变阻器（20 Ω，0. 5 A）
G．滑动变阻器（10 kΩ，2 A）
H．蓄电池（6 V，0.05Ω）
I．开关一个，带夹子的导线若千．
（1）除待测金属管线外，还应选用的器材有                     （只填代号字母）．
（2）在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．

（3）实验中要测量的物理量有：      ，计算金属管线内部空间截面积S₀的表达式为S₀=
             。