1、实验题增分练(三) 恒定电流1(2018届高三武汉联考)电源的输出功率与外电路的电阻有关，图1是研究它们关系的实验电路。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，把它们一起视为电源E(图中虚线框内部分)。(1)在图2中，按图1画出连线，把所示的器件连接成实验电路。(电压表内阻约为3 k，电流表内阻约为0.1 )(2)实验中多次调节电阻R，读出电压表和电流表的示数U(单位：V)和I(单位：A)。根据测量数据，通过电脑描绘出UI图，拟合图线，得到的函数解析式为U45I，则电源E输出功率的最大值是_，对应的外电路的阻值是_。解析：(1)器件连线如图所示(2)根据闭合电路欧姆定律得
2、EUIr，可知UEIr，根据函数解析式为U45I，可知电源电动势E4 V，内阻r5 ；当Rr时，电源输出功率最大，最大值为：PmR5 W0.8 W；则对应的外电路的阻值是R5 。答案：(1)见解析图(2)0.8 W5 2.(2018届高三第一次全国大联考卷)某同学试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。他在实验室找了一节干电池(电动势E1.5 V、内阻r2.5 )，待改装的电流表满偏电流Ig5 mA、内阻Rg17.5 。该同学设计了如图所示的电路图，A、B为接线柱，R为滑动变阻器。(1)使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行“欧姆调零”，此时应调节滑动变阻器R的阻值为_。(2)欧姆调零后
3、，发现在A、B间接入阻值不同的电阻时，电流表读数不同。若在电流表刻度线上直接标注相应电阻，则可直接读出A、B间接入的电阻，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。电流表“3.0 mA”刻度线应标为_；为了操作方便，在A、B处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在_(填“A”或“B”)处。解析：(1)欧姆调零时，应该将A、B短接，调节滑动变阻器R，使欧姆表指针指到0刻度，即电流表达到满偏电流Ig，由闭合电路欧姆定律得RrRg2.517.5280 。(2)保持R阻值不变，在A、B间接入电阻Rx时，通过电流表的电流为I13.0 mA，由闭合电路欧姆定律有Rx200 ；为了操作方便，在A、B处用红、
4、黑表笔接出，根据多用电表中电流从红表笔进、从黑表笔出的原则，红表笔应接在A处。答案：(1)280(2)200A3(2018届高三第一次全国大联考卷)某实验探究小组为了较精确地测量一待测电阻Rx的阻值，利用多用电表粗测出它的阻值，然后再改用伏安法测量。以下是备用器材：A多用电表B电压表V1，量程6 V，内阻约8 kC电压表V2，量程15 V，内阻约10 kD电流表A1，量程10 mA，内阻约6 E电流表A2，量程0.6 A，内阻约0.5 F电源：电动势E6 VG滑动变阻器R1，最大阻值10 ，最大电流为2 AH滑动变阻器R2，最大阻值50 ，最大电流为0.1 AI导线、开关若干(1)如图甲所示为
5、多用电表表盘，若用“100”挡测量电阻，则读数为_。(2)从备用器材中选出实验中用到的所有元器件_(填器材前面的字母代号)。(3)请在图乙所示的虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图。(4)探究小组的同学合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后发现移动滑动变阻器滑片时，电压表示数有变化，电流表示数为零，故障可能是_，为了检测故障具体原因，可以先使用多用电表_挡检测，在断电后用多用电表_挡检测。解析：(1)通过多用电表欧姆挡“100”挡读出，电阻值是9100 900 。(2)根据电源电动势的值确定电压表量程，电压表选V1；由于通过待测电阻的电流最大值为 A6.7 mA，而A2
6、量程太大，所以电流表选A1，又A1内阻约6 ，远小于被测电阻阻值，故根据伏安法测电阻原理知，应采用电流表内接法；由于待测电阻阻值较大，滑动变阻器阻值过小，并且需要测量多组数据，结合滑动变阻器所能允许通过的最大电流，所以选滑动变阻器R1，并采用分压式接法。所以器材要选ABDFGI。(3)根据(2)中的分析易得，电路图如图所示。(4)闭合开关后发现移动滑动变阻器滑片时，电压表示数有变化，电流表示数为零，说明滑动变阻器调节有效，可能是待测电阻或电流表以及连接线发生断路。先用多用电表的电压挡检测电阻或电流表上的电压情况，再在断电情况下用欧姆挡检测电路连接或电阻状态。答案：(1)900(2)ABDFGI
7、(3)见解析图(4)待测电阻或电流表以及连接线发生断路电压欧姆4(2018届高三第一次全国大联考卷)在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材有：待测电源一个(电动势E约为9 V，内阻r在3585 范围内)，内阻为RV19.95 k的电压表一个(量程略大于电源的电动势)，电阻箱一个，开关一个，导线若干。为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，R为横坐标，画出与R的关系图象，如图所示。试根据以上信息回答问题：(1)在虚线框内画出实验电路图。(2)根据图象可得E_，r_。(保留两位有效数字)解析：(1)由题图可知，电阻箱的阻值可达到5.0 k，与电压表
8、内阻的数量级相当，故电压表可并联在电阻箱两端，也可与电阻箱串联测电流，由与R成线性关系知，电压表应与电阻箱串联，实验电路图如图所示。(2)设干路电流为I，由闭合电路欧姆定律，得：EUI(Rr)，其中I，解得：，可得斜率k6106 V11，纵轴截距b0.12 V1，解得：E8.4 V，rRV50 。答案：(1)见解析图(2)8.4 V50 5(2017内蒙古包钢一中模拟)为测量某一电压表的内阻，实验室备有如下器材：A待测电压表V1，量程03 V，内阻约为3 k；B电压表V2，量程015 V，内阻约为15 k；C电阻箱R1，电阻范围09 999 ；D滑动变阻器R2，电阻范围010 ；E电源电动势约
9、为15 V，内阻可不计；F电键、导线若干。(1)请按照图1中给定的电路图连接实验器材。(2)将电阻箱的阻值调到7 375 。(3)闭合电键前，将滑动变阻器的滑片滑到_端(填“a”或“b”)。(4)调节滑动变阻器的滑片位置时，发现两表均有读数，但读数几乎不变，经排查发现故障为导线断路引起，请指出发生断路的导线为_(填写电路图中的数字序号)。(5)排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片到某一位置，发现V1表刚好满偏，V2表指针偏转情况如图2所示，读出V2表读数为_V，待测电压表的内阻为_。(6)改变滑动变阻器的位置，获得多组待测电压表内阻的测量值，取平均值作为待测电压表内阻的最终结果。解析：
10、(1)实物电路图如图所示：(3)为保护电路安全，闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片滑到a端。(4)调节滑动变阻器的滑片位置时，两表均有读数，说明两电压表都与电源两极相连，读数几乎不变，说明移动滑片时分压电路两端电压不变，可能是由于导线6断路，造成两电压表与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值很小，移动滑片时总电路电阻几乎不变，电压表示数几乎不变。(5)由题图2所示电压表刻度可知，其量程为15 V，分度值为0.5 V，示数为10.5 V；由串联电路特点可知，电阻箱两端电压：UU2U1(10.53)V7.5 V，电阻箱与电压表V1串联，则，解得：RV12 950 。答案：(1)见解析图(3)a(4)6(5
11、)10.52 9506(2017烟台模拟)某实验小组利用以下实验器材进行实验，描绘热敏电阻的伏安特性曲线。电动势为6 V的直流电源，内阻约0.5 ；量程为6 V的电压表，内阻RV约10 k；量程为0.5 A的电流表，内阻RA4.0 ；阻值范围为099.9 的电阻箱R；热敏电阻RT；开关和导线若干。(1)如图所示为实验得到的热敏电阻的伏安特性曲线，在虚线框内画出实验所用的电路图。(2)若该实验小组记录实验数据时，电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，电阻箱的阻值用R表示，则实验中电源的输出功率P_。(用U、I、R和RA表示)(3)若该小组连续进行两次重复实验，结果得到两条伏安特性曲线和(如
12、上图所示)，则两条曲线不重合的原因可能是：_。在曲线中当电流为0.40 A时，热敏电阻的阻值为_。(结果保留两位有效数字)解析：(1)实验电路图如图所示。(2)电源的输出功率等于热敏电阻消耗的功率与电流表以及电阻箱消耗的功率之和，即PIUI2(RRA)。(3)不重合的原因可能是：第二次实验的温度比第一次的高，热敏电阻的阻值变大，从题图可知曲线中当电流为0.40 A时，对应的电压为1.20 V，故热敏电阻阻值为 3.0 。答案：(1)见解析图(2)IUI2(RRA)(3)第二次实验的温度比第一次的高，热敏电阻的阻值变大3.0(2.93.1均可)7.(2017宜宾检测)某同学利用图甲电路测量自来水
13、的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表A1 、A2(量程为3 mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值为9 999 )，定值电阻R0(可供选择的阻值有100 、1 k、10 k)，开关S，导线若干，刻度尺。实验步骤如下：A测得圆柱形玻璃管内径d20 mm；B向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1 、A2示数，分别记为I1、I2，记录
14、电阻箱的阻值R；D改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；E断开S，整理好器材。(1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选_。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx_(用R0、R、I1、I2表示)。(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1 、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的RL关系图象，则自来水的电阻率_m(保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。解析：(1)电源电动势为3 V，电流表的量程为3 mA，则最小电阻R 1 k，故定值电阻选1 k 的即可。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx满足I1RxI2(R0R)，即Rx。(3)当I1I2时，则RxR0R，即R0R，即RLR0，由题图乙可知：5104，S2d2，则51043.14(20103)2 m16 m；若电流表内阻不能忽略，则：RxrAR0RrA，即RxR0R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。答案：(1)1 k(2)(3)16不变
