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专题06 恒定电流及电学实验
一、单选题
1.(2024·江西南昌·三模)在如图所示的电路中,已知A、B 两个电容器的电容之比
,每个电阻都相同,则两个电容器带电量之比
为( )
A.
B.
C.
D.
二、实验题
2.(2023·广西·三模)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
,内阻约为
C.电流表:量程
,内阻约为
D.电压表:量程
,内阻约为
E.电压表:量程
,内阻约为
F.滑动变阻器:
,额定电流
G.滑动变阻器:
,额定电流
H.开关、导线若干
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,要求尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)则滑动变阻器应选 ,电流表应选 ,电压表应选 (均填器材前
的字母代号)
(2)请在方框中画出实验电路图 。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的
图像,干电池的电动
1
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势
V,内电阻
。(结果均保留两位小数)
(4)实验中需要考虑电压表内阻的影响导致的系统误差,干电池电动势的测量值
真实值,内阻的测量值 真实值。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
3.(2024·广西桂林·三模)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图甲所示,使用时由
于第一次选择的欧姆挡不够合适,又改换另一个更合适的欧姆挡测量,两次测量时电
表指针所指的位置如图乙中的虚线所示,下面列出这两次测量中的有关操作:
A.将两根表笔短接,并调零;
B.将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触,观察指针位置;
C.记下电阻值;
D.将多用电表面板上旋钮旋到“
”挡;
E.将多用电表面板上旋钮旋到“
”挡;
F.将多用电表面板上旋钮旋到OFF 位置;
G.调整指针定位螺丝,使指针指到零刻度。
(1)根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出: (用上述操作项目
前面的字母表示,且可以重复使用);
(2)合适欧姆挡测得该电阻的阻值是 ;
(3)若多用电表使用长久,其内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零。
如继续用该表测电阻,则测量结果是 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
4.(2024·江西南昌·三模)某同学利用灵敏电流计设计了一个电路来测量某定值电阻
的阻值(约为
).所用实验器材如下:
2
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A.电压表
(
,内阻约为
);
B.电压表
(
,内阻约为
);
C.电流表
(
,内阻约为
);
D.电流表
(
,内阻约为
);
E.电流计G(
,内阻约为
);
F.电阻箱
;
G.电源E(
,内阻很小)
(1)为了较准确地测量电阻
,电压表应选 (选填“A”或“B”),电流表
应选 (选填“C”或“D”);
(2)为方便实验调节,闭合开关S 前电阻箱应调整至
;
(3)闭合开关S 后,调节电阻箱的阻值,当电流计读数为零时,分别读取并记录电阻箱
阻值R、电压表读数U 和电流表读数I,则待测电阻
的测量值为 ;(用
题目给出的物理量表示)
(4)考虑电表内阻影响,待测电阻
的测量值 真实值(选填“大于”、“等
于”或“小于”).
5.(2024·安徽·三模)某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻
与定
值电阻
的阻值。现有的实验器材如下:
A.待测电压表(量程
,
未知)
B.待测电阻
(
约为1000Ω)
3
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C.滑动变阻器
(
)
D.滑动变阻器
(
)
E.电阻箱
(
)
F.电阻箱
(
)
G.电源(电动势为3V,内阻不计);
H.开关,导线若干。
(1)根据实验电路,为尽可能精确测量,滑动变阻器应该选用 ,电阻箱应该选
用 。(填器材前字母序号)
(2)该小组选定实验器材后进行了如下操作:
①先将电阻箱R 调至零,先后闭合开关S2,S1,调节
至电压表读数恰好如图乙所示,
此时电压表示数为 V;
②断开开关S2;
③调节电阻箱R,记录此时电压表示数U 与电阻箱示数R;
④多次改变电阻箱R 阻值,重复步骤③;
⑤根据图像法科学分析、计算结果。
(3)该小组同学根据所测数据作出
图像如图丙所示,根据该图像可计算出电压表
内阻
kΩ,待测电阻
kΩ。
6.(2024·安徽·三模)疫情期间,电子体温计已逐渐成为居家必备的物品之一、某物
理兴趣小组先探究了某种热敏电阻的伏安特性,然后制作了一个简易电子体温计。
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(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的
图像如图1 所示,由图可知,热敏电阻的阻值随
温度的升高而 (选填“增大”或“减小”);
(2)某同学用一个内部电源电动势为3.0V、中值电阻为100Ω 的欧姆表(已调零)接在
上述热敏电阻(伏安特性曲线如图1 所示)两端,电路图如图2 所示,则欧姆表的读
数为 Ω(结果保留1 位有效数字):
(3)该兴趣小组设计的简易电子体温计电路如图3 所示,准备了如下器材:
A.干电池组(电动势
内阻
)
B.表头G(满偏电流6.0mA,内阻
)
C.电阻箱
(最大阻值9999.9Ω)
D.电阻箱
(最大阻值9999.9Ω)
E.热敏电阻
(其阻值随温度变化的规律如图5)
F.开关及导线若干
①首先将表头G 量程扩大为60mA,则应将电阻箱
的阻值调为 Ω;
②如图4 所示,在表头上2mA 处标注10℃,则应将电阻箱
的阻值调为
Ω;
③完成步骤②后,某次在测试体温时,表头指针如图4 所示。已知当热敏电阻的温度
5
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高于38.5℃时属于温度异常,体温计会闪烁,则该次测试时温度计 闪烁
(选填“会”或“不会”)。
7.(2024·安徽合肥·三模)某实验小组根据实验室提供的器材设计了如图甲所示的电
路测量一节干电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有:灵敏电流计G(量程
0~1mA,内阻约为
);电压表V(量程0~3V,内阻未知);电阻箱
(0~
);电阻箱
(0~
);旧干电池一节;开关和单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)请根据电路图甲将图乙中实物连接完整。
(2)先测量灵敏电流计的内阻。断开
、
,将电阻箱
、
的阻值调到最大,将
合向1,再闭合
,调节
使电流计的指针偏转较大,记录这时电流计的示数
、电
压表的示数
,电阻箱
接入电路的电阻值
,则电流计的内阻
;
若测得电流计的内阻为
,要将电流计改装成量程为2V 的电压表,应将电阻箱
接入电路的电阻值调为
;
(3)将电流计改装成2V 的电压表后,电阻箱
接入电路的电阻保持不变,将
合向
2,多次调节电阻箱
,记录每次电阻箱
接入电路的电阻R 及对应的电流计的示数
,作出
图像,若图像的斜率为k,纵截距为b,则电池的电动势
,内阻
。(用
、
、k、b 表示)
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8.(2024·安徽马鞍山·三模)某兴趣小组同学在王老师的指导下进行课外探究活动。
(1)王老师取出一只欧姆表中的电池,让同学们测出此电池的电动势和内阻。同学们找
来了一些实验器材,设计了如图甲所示的电路进行实验,已知电流表A 的内阻值为
。
通过改变电阻箱的阻值,记录多组电阻箱示数R 和对应的电流表示数I。然后以
为纵坐标,以
为横坐标,画出
图像,如图乙所示。若横轴截距
为a,纵轴截距为
,则可得:电池的电动势
,内阻
。(结果均
用a、b 表示)
(2)经测量计算后,得到:电池电动势
,内阻
。王老师把该电池装回
原欧姆表中,让同学们用此欧姆表测量一只二极管的正向电阻值。该欧姆表内部结构
如图丙虚线框内所示,灵敏电流计G 的满偏电流
、内阻
。测量时
图丙中C 端应与二极管的 (选填“A”或“B”)端连接。同学们按照正确操作步
骤测量,欧姆表指针位置如图丁所示,读数时发现电表面板上的倍率标识模糊不清,
王老师却说可以得出结果。同学们经认真思考后,得出:二极管的正向电阻值
;并讨论得出:电池的内阻测量值 (选填“会”或“不会”)对
的测量结
果产生影响。
9.(2024·安徽·三模)实验小组找到一刻度清晰的微安表G,其满偏电压不到0.5V,
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该小组同学决定测量该微安表的内阻,可供选择器材如下:
A.微安表G(满偏电流为150μA,内阻未知);
B.滑动变阻器
(0~5Ω,允许通过的最大电流为2A);
C.滑动变阻器
(0~10Ω,允许通过的最大电流为1A);
D.电源E(电动势约为6V);
E.电阻箱R(最大阻值为9999Ω);
F.开关两个,导线若干。
(1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。
(2)滑动变阻器应选择 (填“B”或“C”)。
(3)实验过程:将滑动变阻器的滑片移至 (填“左”或“右”)端,合上开关
、
,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使微安表指针满偏;保持滑片位置不变,仅断开开
关
,调节电阻箱使微安表指针半偏,此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示,则微安表
的内阻为 Ω。
(4)若将该微安表改装为量程为0.6A 的电流表,需 (填“串”或“并”)联一个
Ω(保留两位小数)的定值电阻。
(5)测量微安表G 的内阻时,在设计上存在系统误差,这会导致(4)中电流表的测量
值 (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
10.(2024·安徽·三模)利用数字电压表测量金属丝电阻率的电路如图1 所示,数字电
压表是机械指针式电压表的更新换代产品,有很多优点,比如读数直接明了、不怕超
量程等,最突出的优点是数字电压表内阻极大,几乎没有分流作用,可以说是现实中
的“理想电压表”。
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(1)根据实物连线图在图2 虚线框中补全电路图 。
(2)闭合S1,将单刀双掷开关S2掷于“a”,调节滑动变阻器,使电压表读数合适,记录
下此时数字电压表的读数
,滑动变阻器触头不动,将单刀双掷开关S2掷于“b”,记
录下此时数字电压表的读数
,已知定值电阻的阻值为
,则这种情况下通过被测金
属丝的电流I= ,金属丝的电阻测量值
。
(3)为了减小偶然误差,通过调整滑动变阻器触头,得到多组
、
数据,测得金属丝
的电阻
,用毫米刻度尺测得金属丝接入电路的长度为25.00cm,如图3 所示
用螺旋测微器测量金属丝的直径d= mm,,则该金属丝的电阻率
Ω⋅m(保留3 位有效数字)。
11.(2024·黑龙江·三模)某同学想描绘标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡L 的伏安特
性曲线,实验电路如图甲所示,可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外,还有:
A.电压表V(量程5V,内阻约5
)
B.电流表
(量程300mA,内阻约4
)
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C.电流表
(量程500mA,内阻约0.5
)
D.滑动变阻器
(最大阻值10
,额定电流2.0A)
E.滑动变阻器
(最大阻值1000
,额定电流2.0A)
F.直流电源E(电动势约6V,内阻不计)
(1)为使测量尽最准确,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填写所选
器材前的字母)
(2)该同学通过实验得出了小灯泡的I-U 图像如图乙所示,由图乙可知,当小灯泡上的
电压为2.00V 时,小灯泡的电阻R=
。(保留两位有效数字)
(3)该同学在获得了如图乙所示的小灯泡的I-U 图像后,把小灯泡直接接在电动势
E=3V、内阻r=5
的电源上组成闭合回路,则小灯泡的功率P= W。(保留两
位有效数字)
12.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流
表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误
差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻
。
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(1)实验中,定值电阻
的作用有 (填字母)。
A.保护电源
B.在电流变化时使电压表示数变化明显
C.在电压变化时使电流表示数变化明显
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置;
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S 与1 接通,闭合开关
,调节滑动变阻器R,记录下若干
组数据U-I 的值,断开开关
;
③将滑动变阻器滑到最左端位置;
④接法Ⅱ:单刀双掷开关S 与2 接通,闭合开关
,调节滑动变阻器R,记录下若干
组数据U-I 的值,断开开关
;
⑤分别作出两种情况所对应的U-I 图像。
(3)单刀双掷开关接1 时,某次读取电表数据时,电压表指针如图乙所示,此时U=
V.
(4)根据测得数据,作出两U-I 图像分别如图丙、丁所示,根据图像可知图丙对应的
接法为 (填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)。
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(5)综合可求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位小
数)
13.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)小华同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率,实验
操作如下
(1)螺旋测微器如图甲所示,在测量电阻丝的直径时,将电阻丝轻轻地放在测砧与测
微螺杆之间,先旋动 (选填“A”或“B”)使它们距离减小,再旋动 (选
填“A”或“B”),夹住电阻丝,直到听到“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防
止螺旋测微器的损坏。
(2)用此螺旋测微器测得该电阻丝的直径d,如图乙所示,则
。
(3)图丙中
为待测电阻丝,请按照图丙的电路图用笔画线代替导线,完成图丁的
实物连线。
(4)为测量
,利用图丁所示的电路,调节滑动变阻器测得5 组电压U 及电流I 的值,
数据见下表,请根据表格中的数据,结合给定标度,在坐标纸上作出
图象。
U/V
1.00
2.01
2.98
3.96
5.00
I/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
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(5)根据图象,可求得电阻丝的阻值
(保留三位有效数字)。如果考
虑到电压表和电流表内阻的影响,根据图丁所示的电路测得的电阻丝的阻值
(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(6)由所测电阻值,根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
14.(2024·黑龙江·三模)某研究性学习小组,计划将毫安表的表盘改装成可直接读取
重力数值的表盘,设计的电路图如图甲所示。实验器材如下:电源(电动势1.5 V,内
阻1 Ω),灵敏毫安表(满偏电流1mA,内阻2Ω),电阻箱(最大阻值999.9Ω),拉
力敏感电阻丝RL,开关S、导线若干。已知拉力敏感电阻丝的阻值RL 随拉力 F 变化
的规律如图乙所示。
(1)未悬挂重物时,调节电阻箱,使灵敏毫安表满偏,此时电阻箱的阻值为R=
Ω,改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的 (填“左”或“右”)端。
(2)若毫安表指针指向表盘正中间刻度,此时拉力敏感电阻丝的阻值RL=
Ω。
(3)若所挂重物的重力为G=800N,此时电阻丝与竖直方向的夹角(θ=37°,则拉力敏感
电阻丝的阻值RL'= Ω,,通过毫安表的电流为I= m A
(sin37°=0.6, cos37°=0.8)。
15.(2024·黑龙江大庆·三模)为了测量一额定电压为220V 灯泡正常工作时的电阻值
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,某同学设计了如图所示的电路。图中,A 是理想电流表,
和R 分别是电阻箱和
已知阻值的固定电阻,S 是单刀双掷开关,电源电压为220V 交流电。请完成下列实验
步骤:
(1)将S 拨向接点1,使灯泡工作一段时间,观察电流表,电流稳定后,记下此时电
流表电流的读数I;
(2)然后将S 拨向接点2,调节 ,使 ,记下此时
的读数;
(3)多次重复上述过程,计算
读数的平均值
,则灯泡正常工作时的电阻值
为
。
16.(2024·黑龙江·三模)某同学有个超霸(GP)9V 电池如图甲所示,他欲测量该电
池的电动势和内阻(内阻约为25Ω)。提供的器材如下:电流表A(量程为200μA,
内阻为500Ω),开关S,电阻箱R1(最大阻值为9999.9Ω),电阻箱R2(最大阻值为
99999.9Ω)和若干导线。
(1)由于电流表A 的量程太小,需将电流表A 改装成量程为9V 的电压表V,则电流表
A 应与电阻箱 (选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”),并将
该电阻箱的阻值调为 Ω。
(2)设计的测量电路如图乙所示,调节电阻箱R 的阻值读出相应的电压表示数U,获得
多组数据,画出
是图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响,则根据图线
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可得该电池的电动势E= V、内阻r= Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)若考虑电表对电路的影响,则该电池的电动势测量值 真实值,内阻的测量值
真实值。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
17.(2024·吉林·三模)为测量干电池的电动势E(约为1.5V)和内阻r(约为1Ω),
某同学将两节相同的干电池串联后设计了如图甲、乙所示的实验电路图,所用器材如
图丙所示。已知电流表的内阻约为1Ω,电压表的内阻约为3kΩ,滑动变阻器的最大阻
值约为20Ω,请回答下列问题:
(1)按照图甲所示的电路图,将图丙中的实物连线补充完整 ;
(2)闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片P 应移至最 (填“左”或“右”)
端;
(3)闭合开关S 后,移动滑片P 改变滑动变阻器的接入阻值,记录下多组电压表示数
U 和对应的电流表示数I,将实验记录的数据在坐标系内描点作出
图像;
(4)在图丙中通过改变导线的接线位置,完成了图乙电路图的实物连接,重复步骤
(2)、(3)。
将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出
图像,如图丁所示。可知图丁中标记
为I 的图线是采用实验电路图 (填“甲”或“乙”)测量得到的;
(5)利用图丁提供的信息可知,每节干电池的电动势E 的准确值为 V,
每节干电池的内阻r 的准确值为 Ω。
18.(2024·广西·三模)小明设计如图甲所示的电路来测量电阻
的阻值。可用实验
器材:
干电池E(电动势为
,内阻可忽略);
电流表mA(量程为
,内阻为
)
定值电阻
(阻值为
);
滑动变阻器R(最大阻值为
);
待测电阻
;
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开关、导线若干。
(1)断开所有开关,按图甲连接好电路,将滑动变阻器R 的滑片移到 (填
“a”或“b”)端。闭合开关S 和
,调节滑动变阻器R 的滑片到某位置,电流表示数
如图乙所示,此时电流表的示数为
;滑动变阻器接入电路的阻值应为
。
(2)保持开关S 闭合,断开开关
,再闭合开关
,保持滑动变阻器R 的滑片的位置不
变,此时电流表的示数为
,则
的测量值为
。
19.(2024·贵州遵义·三模)某兴趣小组修复一个量程为
的电压表,操作
过程如下:
(1)将电压表底座拆开后,展示其内部结构如图甲所示,图中
是该表的3 个
接线柱,根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择
的量程时,应接入电路的两
个接线柱是 (填“
”或“
”)。
(2)取出表头G 发现表头完好,并用标准电流表测出表头G 满偏电流为3mA。
(3)测量表头G 的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器
滑片应移到 端(填“e”或“f”),先闭合开关
,调节 ,直至表头G 指
针满偏;再闭合开关
,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G
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示数为满偏示数的
,此时电阻箱的示数为
,则表头G 的内阻为 Ω。
(4)经检测除
损坏以外,其余元件均完好,要修复该电压表,需用 Ω 电阻
替换
。
(5)步骤(3)测量表头G 的内阻比实际值 。(填“偏大”或“偏小”)
20.(2024·贵州·三模)某同学从多用电表内部拆出一个量程为200μA 的灵敏电流表,
现要测量该表头的内阻(大于2000Ω),实验室所提供的器材有:
A.待测灵敏电流表
;
B.电阻箱
(0 99999.9Ω
∼
);
C.滑动变阻器
(最大阻值为5Ω,允许通过的最大电流为0.5A);
D.滑动变阻器
(最大阻值为50Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
E.干电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω);
F.导线若干、开关两个。
该同学设计了如图甲所示的电路图,正确连接电路后进行了如下操作:
①把滑动变阻器的滑片滑到a 端,闭合开关
,并将电阻箱
的阻值调到较大;
②闭合开关
,调节滑动变阻器的滑片,使灵敏电流表满偏;
③保持开关
闭合、滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关
,调整电阻箱
的阻值,
当灵敏电流表半偏时,电阻箱旋钮位置如图丙所示。
请回答下列问题:
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(1)滑动变阻器应选用 (填“
”或“
”);
(2)用笔画线代替导线将实物图乙补充完整 ;
(3)该灵敏电流表的内阻为 Ω;
(4)在操作无误的情况下,灵敏电流表内阻的测量值 (填“大于”“小于”或
“等于”)真实值。
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