专题七、恒定电流教师版

专题七、恒定电流

7.1 欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律

1．下列说法中正确的是( )．

A ．由R ＝U

I 知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比

B ．比值U I 反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R ＝U

I

C ．通过导体电流越大，电阻越小

D ．由I ＝U

R 知道，通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比

解析

答案 BD

2．下列说法中正确的是( )．

A ．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化

B ．导线越细越长，其电阻率也越大

C ．一般金属的电阻率，都随温度升高而增大

D ．测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数 答案 C

3. 电位器是变阻器的一种．如图7－1－6所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是 ( )．

A ．连接A 、

B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B ．连接A 、

C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C ．连接A 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

D ．连接B 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

解析：根据电位器结构和连线可知：连接A 、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A 正确；同理，D 正确；连接A 、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B 、C 错误． 答案 AD

图7－1－1

4．如图7－1－2所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是( )． A ．导体的电阻是25 Ω B ．导体的电阻是0.04 Ω

C ．当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是0.4 A

D ．当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压是2.5 V 答案 ACD

5．如图7－1－3所示是电阻R 1和R 2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R 1和R 2并联在电路中，消耗的电功率分别为P 1和P 2，并联总电阻设为R .下列关于P 1和P 2的大小关系及R 的伏安特性曲线应该在的区域正确的是 ( )． A ．特性曲线在Ⅰ区，P 1

P 2 C ．特性曲线在Ⅰ区，P 1>P 2 D ．特性曲线在Ⅲ区，P 1

解析 I －U 特性曲线的斜率k ＝I U ＝1R ，k 越大，R 就越小，所以R 1

所以R 的伏安特性曲线在Ⅰ区，由于是并联，电压U 相同，据P ＝U 2

R 知R 越大，P 越小，所以P 1>P 2.

答案 C

6．某导体中的电流随其两端电压的变化如图7－1－4所示，则下列说法中正确的是( )．[来源：全品…中&高*考+网]

A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 Ω

B ．加12 V 电压时，导体的电阻约是1.4 Ω

C ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小

D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 解析

答案 AD

7．两个电阻，R 1＝8 Ω，R 2＝2 Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )．

A ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联

B ．用一个阻值为1 Ω的电阻与R 2串联

图7－1－

2

图7－1－4

图7－1－3

C ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 1串联

D ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 1串联

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解析 两电阻消耗电功率P ＝I 2R ，因R 1R 2＝41，要使电功率相等，电流之比I 1I 2＝1

2，通过分析知只有

A 正确．答案 A

8．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W ，通过3 C 的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则( )．

A ．电阻所加电压为330 V

B ．通过电阻的电流为1 A

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C ．电阻通电时间为3 s

D ．这个电阻的阻值为110 Ω

解析 由W ＝qU 知电路电压U ＝W q ＝110 V ，A 错误；由P ＝IU 得I ＝P

U ＝1 A ，B 正确；由W ＝

Pt 得通过时间t ＝W P ＝3 s ，C 正确；由R ＝U

I

，得R ＝110 Ω，D 正确．答案 BCD

9．小亮家有一台电风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V ，额定功率为66 W ，将它接上220 V 电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动．则此时电风扇消耗的功率为( )． A ．66 W

B ．2 420 W

C ．11 W

D ．不确定

解析 当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率也就是热功率．P ＝U 2

R

＝2 420 W ．B 对，A 、C 、D 错．答案 B

10．如图7－1－5所示，用输出电压为1.4 V ，输出电流为100 mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法正确的是 ( )． A ．电能转化为化学能的功率为0.12 W B ．充电器输出的电功率为0.14 W C ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D ．充电器把0.14 W 的功率储蓄在电池内

解析 充电器对电池的充电功率为P 总＝UI ＝0. 14 W ，电池充电时的热功率为P 热＝I 2r ＝0.02 W ，所以转化为化学能的功率为P 化＝P 总－P 热＝0.12 W ，因此充电器把0.12 W 的功率储蓄在电池内，故A 、B 、C 正确，D 错误．答案 ABC

11．如图7－1－6所示电路中，R 1、R 2都是4 W 、100 Ω的电阻，R 3是1 W 、 100 Ω的电阻，则A 、B 间允许消耗的最大功率是( )． A ．1.5 W B ．9 W

C ．8 W D.9

8

W

答案 A

图7－1－

5

图7－1－6

12．如图7－1－7所示，电源电动势E ＝8 V ，内电阻为r ＝0.5 Ω，“3 V ，3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R 0＝1.5 Ω.下列说法中正确的是( )． A ．通过电动机的电流为1.6 A B ．电源的输出功率是8 W

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C ．电动机消耗的电功率为3 W

D ．电动机的输出功率为3 W

解析 “3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝

P L U L ＝3

3

A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电源的输出功率P 出＝UI ＝7.5×1 W ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W ＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I L 2R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为P M －P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W ；本题答案为D. 答案 D

13．两根材料相同的均匀导线x 和y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图7－1－8中的ab 段和bc 段图线所示，则导线x 和y 的横截面积之比为( )． A ．2∶1 B ．1∶2

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C ．6∶1

D ．1∶6

解析 两导线串联，电流相等，I 1＝I 2，从两段图线上截取相同的电压，U 1＝U 2，保证电阻是相等的，此时长度之比为L 1∶L 2＝1∶2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比S 1∶S 2＝1∶2，故B 正确，A 、C 、D 错误．答案 B

14．如图7－1－9所示，电路中的电阻R ＝10 Ω，电动机的线圈电阻r ＝1 Ω，加在电路两端的电压U ＝100 V ．已知电流表读数为30 A ，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？ 解析 R 中的电流I 1＝U

R ＝10 A ，

电动机中的电流I 2＝I －I 1＝20 A ， 输入功率P ＝I 2U ＝2×103 W ， 电热功率P 热＝I 2r 2＝400 W ， 输出功率P 出＝P －P 热＝1 600 W. 答案 20 A 1 600 W

图7－1－

7

图7－1－

8

图7－1－9

7.2 电路 闭合电路的欧姆定律

1．在如图7－2－1所示的电路中，E 为电源，其内阻为r ，L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R 1、R 2为定值电阻，R 3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V 为理想电压表．若将照射R 3的光的强度减弱，则( )． A ．电压表的示数变大 B ．小灯泡消耗的功率变小

C ．通过R 2的电流变小

D ．电源内阻消耗的电压变大

解析 若将照射R 3的光的强度减弱，则R 3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A 、D 错误；而电阻R 2两端的电压将变大，通过R 2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B 正确，C 错误． 答案 B

2．如图7－2－2所示，电源电动势为E ，内阻为r ，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向

右滑动的过程中，下列说法正确的是( )． A ．小灯泡L 1、L 2均变暗

B ．小灯泡L 1变亮，小灯泡L 2变暗

C ．电流表A 的读数变小，电压表V 的读数变大

D ．电流表A 的读数变大，电压表V 的读数变小

解析 滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，故电流表A 的读数变小，电压表V 的读数变大，小灯泡L 2变暗，L 1两端电压变大，小灯泡L 1变亮，B 、C 正确． 答案 BC

3．如图7－2－3所示电路中，电源电动势为E ，电源内阻为r ，串联的固定电阻为R 2，滑动变阻器的总电阻为R 1，电阻大小关系为R 1＝R 2＝r ，则在滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，下列描述中正确的是( )．

A ．电路中的总电流先减小后增大

B ．电路的路端电压先增大后减小

C ．电源的输出功率先增大后减小

D ．滑动变阻器R 1上消耗的功率先减小后增大

解析 在滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，R 1接入电路的电阻(实际上是R aP 与R bP 的并联电阻)先增大后减小，所以电路中的总电流先减小后增大，电路的路端电压先增大后减小，A 、B

正确；

图7－2－

2

图7－2－3

图7－2－1

题中R 外总大于电源内阻，外电路电阻R 外越接近电源内阻，电源输出功率越大，滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，R 1接入电路的电阻先增大后减小，电源的输出功率先减小后增大，C 错误；将R 2＋r 视为电源内阻，在滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，外电阻R 1接入电路的电阻先增大后减小，滑动变阻器R 1上消耗的功率先增大后减小，D 错误． 答案 AB

4．如图7－2－4所示，电源电动势为E ，内电阻为r ，两电表均可看做是理想电表．闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左滑动，在此过程中 ( )． A ．小灯泡L 1、L 2均变暗 B ．小灯泡L 1变暗，L 2变亮

C ．电流表A 的读数变小，电压表V 的读数变大

D ．电流表A 的读数变大，电压表V 的读数变小

解析 分析电路图可知，L 1和滑动变阻器并联后再与L 2串联，当滑动变阻器连入电路部分的阻值变小后，整个电路的电流变大，外电压减小，故电流表读数增大，电压表读数减小，D 项正确；流过L 2的电流变大，加在L 1两端的电压减小，故L 1变暗，而L 2变亮，B 项正确．答案 BD 5．如图7－2－5所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R 2的滑动触头P 滑动时，关于两个电压表V 1与V 2的示数，下列判断正确的是( )． A ．P 向a 滑动V 1示数增大、V 2的示数减小 B ．P 向b 滑动V 1示数增大、V 2的示数减小

C ．P 向a 滑动，V 1示数改变量的绝对值小于V 2示数改变时的绝对值

D ．P 向b 滑动，V 1示数改变量的绝对值大于V 2示数改变量的绝对值

解析 本题中当P 向a 滑动时，R 2阻值减小，总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，因R 1的阻值不变，所以R 1两端的电压U 1＝IR 1增大，R 2两端的电压U 2减小，因为路端电压减小，所以R 2的电压减小量大于R 1的电压增大量；同理可分析，当P 向b 滑动时，U 1减小，U 2增大，R 2的电压增大量大于R 1的电压减小量，故选项A 、C 正确(程序思维法)．答案 AC

6．平行板电容器C 与三个可变电阻器R 1、R 2、R 3以及电源连成如图7－2－6所示的电路．闭合开关S 待电路稳定后，电容器C 两极板带有一定的电荷．要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是 ( )．

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A ．只增大R 1，其他不变

B ．只增大R 2，其他不变

C ．只减小R 3，其他不变

D ．只减小a 、b 两极板间的距离，其他不变

解析 电容器两端电压等于电阻R 2两端的电压，只增大R 1时，电容器两端的电压减小，电容器

图7－2－

4

图7－2－

5

图7－2－6

所带电荷量减小，选项A 错误；只增大R 2时，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量增大，选项B 正确；只减小R 3时，电容器两端的电压不变，电容器所带电荷量不变，选项C 错误；只减小a 、b 两极板间的距离时，电容变大，电容器所带电荷量增大，选项D 正确．答案 BD 7．按图7－2－7所示的电路连接各元件后，闭合开关S ，L 1、L 2两灯泡都能发光．在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是 ( )． A ．L 1变暗 B ．L 1变亮 C ．L 2变暗 D ．L 2变亮

解析 本题考查电路的动态变化问题.滑动变阻器的滑动头向左移动时，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I ＝E

R 外＋r 知，干路电流增大，则L 2变亮，路端电压减小，又L 2两端的电压

增加，则并联电路两端的电压减小，那么L 1两端的电压减小，L 1变暗．答案 AD 8．如图7－2－8所示电路，在平行金属板M ，N 内部左侧中央P 有一质量为m 的带电粒子(重力不计)以水平速度v 0射入电场并打在N 板的O 点．改变R 1或R 2的阻值，粒子仍以v 0射入电场，则 ( )． A ．该粒子带正电

B ．减少R 2，粒子还能打在O 点

C ．减少R 1，粒子将打在O 点左侧

D ．增大R 1，粒子在板间运动时间不变

解析 由电场方向和粒子偏转方向知粒子带负电；由于R 2与平行金属板相连所以此支路断路，调节R 2对平行板内电场无影响，粒子仍打在O 点；当减小R 1时，根据串联电路电压分配原理，平行板内电场将增强，所以粒子将打在O 点左侧；当增大R 1时，同理得平行板内电场将减弱，所以粒子将打在O 点右侧，粒子在板间运动时间变长．答案 BC

9．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R 1、R 2的电压与电流的关系如图7－2－9所示．用此电源和电阻R 1、R 2组成电路．R 1、R 2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．为使电源输出功率最大，可采用的接法是 ( )． A ．将R 1单独接到电源两端 B ．将R 2单独接到电源两端 C ．将R 1、R 2串联后接到电源两端 D ．将R 1、R 2并联后接到电源两端

解析 由题意知电源的电动势E ＝3 V ，内阻r ＝0.5 Ω，R 1＝0.5 Ω，R 2＝1 Ω.由电源的输出功率特点可知A 对．答案 A

10．在如图7－2－10(a)所示的电路中，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器．闭合开关S ，将滑动变阻器的滑动触头P

从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如

图7－2－

7

图7－2－

8

图7－2－9

图7－2－10(b)所示．则( )．

图7－2－10

A ．图线甲是电压表V 2示数随电流变化的图线

B ．电源内阻的阻值为10 Ω

C ．电源的最大输出功率为3.6 W

D ．滑动变阻器R 2的最大功率为0.9 W

解析 当R 2的滑动头P 滑到最左端时，电压表V 2的示数为0，可知图线甲是V 2示数随电流变化的图线，A 正确．由两图线得U 1＋U 2＝5 V ≠U 1′＋U 2′＝3 V ，可知电源有内阻，R 1＝U 1

I 1＝5 Ω，

R 2m ＝

U 2I 1＝40.2＝20 Ω.0．2＝E 5＋20＋r ，0.6＝E 5＋r

解得E ＝6 V ，r ＝5 Ω.B 错误，当R 2＝0时，因R 1＝r 电源有最大输出功率P m ＝E 24r ＝1.8 W ，C 错误，当R 2＝R 1＋r 时，R 2上有最大功率P 2m ＝

E 2

4(R 1＋r )

【来源：全品…中&高*考*网】

＝0.9 W ．D 正确．(极限思维法)答案 D

11．如图7－2－11所示，C 为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S ，当滑动变阻器R 1、R 2

的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C 两极板间的带电尘埃P 恰好处于静止状态．要使尘埃P 向下加速运动，下列方法中可行的是( )．

图7－2－11

A ．把R 2的滑片向左移动

B ．把R 2的滑片向右移动

C ．把R 1的滑片向左移动

D ．把开关S 断开

解析 若尘埃P 处于静止状态，则重力与电场力平衡．若尘埃向下加速运动，则电场力减小，电容器两极板间的电压减小，故向左移动R 2的滑片可以实现这种变化．故A 正确、B 错．由于稳定时R 1支路无电流，故无论如何移动R 1，电容器两极板间的电压都不会改变，故尘埃仍平衡，故C 错．断开开关S ，电容器两极板间电压增大，这种情况与B 选项效果相同，故D 错．答案 A

12．在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图7－2－12所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：

a．电珠L不亮；电流表示数几乎为零

b．电珠L亮度增加；电流表示数增大

c．电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断

d．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断

图7－2－12

与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为()．

A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③

解析图①是滑动变阻器的分压式接法，向右滑动触头，灯泡两端电压增大，亮度增加，根据灯泡与滑动变阻器串并联情况可知，总阻值逐渐减小，电流表示数增大，此种情况与b对应．②中电流表将电珠短路，灯不亮，当滑动变阻器接入电路阻值很小时，电流表线圈烧断，灯泡不再被短路而发光，此种情况与c对应．③中电压表与灯泡串联，灯泡处电流几乎为零，不亮，电流表示数几乎为零，此种情况与a对应．④中电压表与灯泡串联，灯泡不亮，当滑动触头滑至接近右端时，电流表两端电压过大，可能被烧坏，此种情况与d对应．综上可知，选项A正确．【来源：全品…中&高*考*网】答案A【来源：全品…中&高*

考*网】

13．如图7－2－13甲所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图7－2－13乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R1＝1 000 Ω(不随温度变化)．若改变R2，使AB 与BC间的电压相等，这时()．

A．R的阻值为1 000 Ω

B．R的阻值为1 300 Ω

C．通过R的电流为1.5 mA

D．通过R的电流为2.0 mA

图7－2－13

解析要使AB与BC间的电压相等，即有E＝U AB＋U BC，U AB＝U BC，解得U BC＝3.5 V．而U BC ＝U＋IR1，联立解得U＝U BC－IR1，将U BC＝3.5 V，R1＝1 000 Ω代入得U＝3.5－1 000I，在题给图

像中作出函数关系U ＝3.5 －1000 I 的图像，两图像的交点对应的横纵坐标I ＝1.5 mA ，U ＝2 V 即为公共解，由IR ＝U 解得R ＝U

I

＝1 300 Ω.答案 BC

实验七 测定金属的电阻率

1.某同学做“测定金属电阻率”的实验． (1)需要通过实验直接测量的物理量有：

_____________________________________________________________________(写出名称和符号)． (2)这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如实图7－1所示．由图中电流表、 电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________ Ω.

实图7－1

解析 (1)由R ＝ρl S 、R ＝U I 得ρ＝Ud 2π

4Il .需要直接测量的物理量有U 、I 、l 、d .(2)电压表读数是2.40

V ，电流表读数是0.46 A ，电阻R ＝U I ＝2.40

0.46

Ω≈5.22 Ω.

答案 (1)加在金属丝两端的电压U ，通过金属丝的电流I ，金属丝的长度l ，金属丝的直径d (2)5.22 2．“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如实图7－2所示，a 、b 、c 、d 是四种不同的金属丝．现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示．

实图7－2

编号 材料 长度/m 横截面积/mm 2

A 镍铬合金 0.8 0.8

B 镍铬合金 0.5 0.5 C

镍铬合金

0.3

0.5

D 镍铬合金

0.3 1.0 E 康铜合金 0.3【来源：全品…中&高*考*网】

0.5 F 康铜合金

0.8 0.8 (1)电路中四种金属丝应分别选用上表中的________(用编号表示)．

(2)某学生对实验数据分析归纳出：电路图中四种金属丝的电阻R 与长度L 、横截面积S 的关系可用比例式R ∝L

S

来表示．你认为是否正确，为什么？

________________________________________________________________________.

(3)在交流合作时，有位同学提出用如实图7－3所示的电路，只要将图中P 端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价．

实图7－3

解析 (1)本实验采用的是控制变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，B 、C 符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，C 、D 符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导体的材料不同，C 、E 符合要求．故选BCDE. 答案 (1)BCDE (2)不正确，因为它们的材料不完全相同．

(3)不能探究出. ①实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等；②电流表的内阻与金属丝相比不能忽略，对实验影响较大．

3．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如实图7－4所示，用米尺测出金属丝的长度L ，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R ，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

实图7－4

(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.

(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材： A ．电压表0～3 V ，内阻10 kΩ B ．电压表0～15 V ，内阻50 kΩ C ．电流表0～0.6 A ，内阻0.05 Ω

D ．电流表0～3 A ，内阻0.01 Ω

E ．滑动变阻器，0～10 Ω

F ．滑动变阻器，0～100 Ω

①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)

②实验中某同学的实物接线如实图7－5所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．

实图7－5

错误1：_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 错误2：_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ (3)若测得金属丝的直径用d 表示，电阻用R 表示，则该金属材料的电阻率ρ＝________. 解析 (1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm ，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm(或0.179 mm)，所以该金属丝直径应为0.5 mm ＋0.180 mm(或0.179 mm)＝0.680 mm(或0.679 mm)．(2)①由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V ，用3 V 量程的电压表A ；因为电阻丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V 的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A ，因此用量程是0.6 A 的电流表C ；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差，应选10 Ω的滑动变阻器E.(3)由R ＝ρL S 可得：ρ＝πRd 2

4 L

.

答案 (1)0.680(或0.679) (2)①A C E ②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2：采用了电流表内接法 (3)πRd 2

4 L

4．(1)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如实图7－6所示，该金属丝的直径是________mm. (2)某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻R x ，现备有下列器材： A ．电流表(量程100 μA ，内阻约2 kΩ)； B ．电流表(量程500 μA ，内阻约300 Ω)； C ．电压表(量程15 V ，内阻约100 k Ω)； D ．电压表(量程50 V ，内阻约500 kΩ)； E ．直流电源(20 V ，允许最大电流1 A)；

图7－3－

6

F ．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定功率1 W)；

G ．开关和导线若干．

电流表应选________，电压表应选________．(填字母代号)

该同学正确选择仪器后连接了以下电路，如实图7－7所示，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在连线上存在的问题：

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.

实图7－7

解析 (1)D ＝1 mm ＋0.5 mm ＋20.6×0.01 mm ＝1.706 mm.

(2)由于电源电压为20 V ，为测量精确应选电压表C ，此时电路中电流表的最大电流I m ＝15 V

25 kΩ＝

0.6 mA ＝600 μA ，为保证安全，需选电流表B.R x R V ≈14，R A R x ≈1

80，故R x 是大电阻，故电流表应采用内

接式接法．滑动变阻器最大阻值1 kΩ，待测电阻约25 kΩ，限流式接法变阻器调节范围很小，起不到应有作用，故应采用分压式接法． 答案 (1)1.706(1.704～1.708均可)

(2)B C ①电流表应采用内接的方式 ②滑动变阻器应采用分压式接法

5．如实图7－8所示是一些准备用来测量待测电阻R x 阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：

器 材 规 格

待测电阻R x 阻值在900 Ω～1 000 Ω之间 电源E 具有一定内阻，电动势约9.0 V 电压表V 1 量程2.0 V ，内阻r 1＝1 000 Ω 电压表V 2 量程5.0 V ，内阻r 2＝2 500 Ω 电流表A 量程3.0 A ，内阻r ＝0.10 Ω 滑动变阻器R 开关S 、导线若干

最大阻值约100 Ω，额定电流0.5 A

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代替导线，在所给的实验器材中选择合适的器材，连成满足要求的测量R x 阻值的电路．

实图7－8

解析 由于待测电阻约1 000 Ω，滑动变阻器最大电阻为100 Ω，要使电表读数发生变化，滑动变阻器必须使用分压式接法．当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为I ＝E R x ＝9

1 000 A

＝9 mA<3.0 A ，显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V 1当电流表来使用．根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻，伏安法应使用内接法． 答案

6．为了测量电流表A 1的内阻，某同学采用如实图7－9所示的实验电路．其中：

实图7－9

A 1是待测电流表，量程为300 μA ，内阻约为100 Ω； A 2是标准电流表，量程是200 μA ； R 1是电阻箱，阻值范围是0～999.9 Ω； R 2是滑动变阻器；

R3是保护电阻；【来源：全品…中&高*考*网】

E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；

S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

(1)①实验中滑动变阻器采用________接法(填“分压”或“限流”)；

②根据如实图7－9所示电路的实物图，请在下面方框中画出实验电路图．

(2)请将该同学的操作补充完整：

①连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”)；将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150 μA；

②将开关S2扳到接点b处，________，使电流表A2的读数仍是150 μA.

③若此时电阻箱各旋钮的位置如实图7－10所示，则待测电流表A1的内阻R g＝________Ω.

实图7－10

(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用________．(填写阻值前相应的字母)

A．200 kΩ B．20 kΩ C．15 kΩ D．150 kΩ

解析(1)①该电路为限流接法②电路图如答案图所示．

(2)①闭合开关之前，应使滑动变阻器的阻值最大，滑片在最左端；本实验使用替代法测量电流表的内阻，因此开关S2接a和接b时电流表A2的读数应该相同，开关接b时，需调节电阻箱R1.

③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻，读数为86.3 Ω.

(3)当滑动变阻器R 2的阻值为零时，电路中的电流不能超过两个电流表的量程，即I ＝E

R 3

≤200×10

－6

A ，解得R 3≥20 kΩ. 答案 (1)①限流 ②如图所示

(2)①左端 ②保持R 2不变，调整变阻箱R 1 ③86.3 (3)B

实验八 描绘小灯泡的伏安特性曲线

1．有一个额定电压为2.8 V ，功率约为0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I －U 图线，有下列器材供选用：

A ．电压表 (0～3 V ，内阻6 kΩ)

B ．电压表(0～15 V ，内阻30 kΩ)

C ．电流表(0～3 A ，内阻0.1 Ω)

D ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.5 Ω)

E ．滑动变阻器(10 Ω，5 A)

F ．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)

G ．蓄电池(电动势6 V ，内阻不计)

(1)用如实图8－1所示的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________．滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)

(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图7－2所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.

实图8－1

实图8－2

(3)若将此灯泡与电动势6 V 、内阻不计的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω的电阻．

解析 小灯泡的额定电压为2.8 V ，故电压表选用(0～3 V)；功率约为0.8 W ，故小灯泡的电流约为0.3 A ，电流表选取(0～0.6 A)；滑动变阻器一般选择小的便于调节．根据图表的横坐标电压2.8 V 对应的纵坐标电流为0.28 A ，根据欧姆定律得电阻为10 Ω；当与6 V 电源相连时，根据欧姆定律可得需串联11 Ω电阻．

答案 (1)A D E (2)11 (3)11

2．某同学在探究规格为“6 V 、3 W ”的小电珠伏安特性曲线实验中：

①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至*

________

挡进行测量．(填选项前的字母) A ．直流电压10 V B ．直流电流5 mA C ．欧姆×100

D ．欧姆×1

②该同学采用图8－2所示的电路进行测量．图中R 为滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω，额定电流1.0 A)，L 为待测小电珠，○V 为电压表(量程6 V ，电阻20 kΩ)，○A 为电流表(量程0.6 A ，内阻1 Ω)，E 为电源(电动势8 V ，内阻不计)，S 为开关．

Ⅰ.在实验过程中，开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应置于最________端；(填“左”或“右”)

Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S 后，无论如何调节滑片P ，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是

________点至________点的导线没有连接好；(图7－4－7中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“____2____点至____3____点”的导线)

实图8－2

Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如实图8－3所示， 则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________．(填“不变”、 “增大”或“减小”)

解析 ①因小电珠正常发光时的电阻R ＝U 2P ＝36

3 Ω＝12 Ω，小电珠

未接入电路的电阻要比正常发光时小得多(因温度的影响)，故用多用电表 测未接入电路的小电珠的电阻，应选D.

②Ⅰ.在实验时，闭合开关前，应使用电器的电压、电流为最小值，故应使滑片P 置于最左端． Ⅱ.若1点到5点未接好，则电路成为滑动变阻器的限流式电路．

Ⅲ.在I －U 图象中的每一点与O 点的连线的斜率逐渐减小，即电阻的倒数减小，所以电阻增大． 答案 ①D ②Ⅰ.左 Ⅱ.1 5(或5 1) Ⅲ.增大

3．一个标有“3.8 V 、0.3 A ”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材：

器材名称 代号 参 数

电池组

电压表 电压表 电流表 电流表 滑动变阻器 E V 1 V 2 A 1

A 2来源：全品…中&高*考+网 R 1

电动势9 V ，内阻0.5 Ω 量程0～5 V ，内阻2.0 kΩ

[来源：全品…中&

高*考+网]

量程0～15 V ，内阻3.0 kΩ 量程0～0.3 A ，内阻2.0 Ω 量程0～6 A ，内阻0.4 Ω 0～10 Ω，额定电流2 A 滑动变阻器 固定电阻 开关 导线

R 2 R 0 S M

0～100 Ω，额定电流0.5 A

5 Ω，额定电流5 A

一个 若干

实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确． (1)现在有实图8－4所示的a 、b 、c 、d 四个电路，其中可选用的电路有________．

实图8－4

(2)在实验中，应当选用的实验器材有电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材名称代号)

实图8－3

(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的I －U 图线，如实图8－5所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点A 和B 的电阻值分别为________、________.

[来源：全品…中&高*考+网]

解析 (1)要求灯泡上的电压从0开始调节，因此滑动变阻器要用分压式接法，a 、b 图错误，c 图中滑动变阻器上串联保护电阻，因此，灯泡上的电压也不能从0开始连续调节，所以应选d 图．

(2)选取电表时，电表的量程要稍大于被测元件的最大值，因为灯泡标有“3.8 V 、0.3 A ”，因此，电压表选择V 1；电流表选择A 1；滑动变阻器为分压式接法，应选总阻值较小的滑动变阻器R 1. (3)(3)根据R ＝U

I 得A 点电阻为6.3 Ω(结果为5.9～6.5 Ω都对)；B 点电阻为10 Ω.

答案 (1)d 图 (2)V 1 A 1 R 1 (3)6.3 Ω 10 Ω

4．在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5 V ,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．

(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如实图8－6甲所示，结果为________Ω.

丙实图8－6

(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图7－4－11乙完成实物图7－4－11丙中的连线．

实图7－5

(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P 置于________端，为使小电珠亮度增加，P 应[网

由中点

向________端滑动．

(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab ”、“bc ”、“cd ”、“de ”或 “ef ”).

数据点 a b c d e f U /V 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I /A

0.000

0.122

0.156

0.185

0.216

0.244

解析 (1)小电珠(2.5 V ,0.6 W)对应电阻为2.520.6 Ω＝10.4 Ω，电阻十几欧，所以选“×1挡”．(2)

电流表的电阻只有几欧，与电压表几千欧相比，小电珠的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电源采用分压接法．(3)从a 端开始，电压为零，向b 端移动，对小电珠所加电压逐渐变大．(4)ab 之间电流增加了0.122 A ，其他段电流增加了0.03 A 左右．所以需要在ab 之间将电流分为0.030 A 、0.060 A 、0.090 A ，分别测出相应的电压值．

答案 (1)×1 7.5 (2)见解析 (3)a b (4)ab

5．用下列器材组装成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路，微安表μA(量程200 μA ，内阻约200 Ω)；

电压表V(量程3 V ，内阻约10 kΩ)；电阻R 0(阻值约20 kΩ)； 滑动变阻器R (最大阻值50 Ω，额定电流1 A)； 电源E (电动势3 V ，内阻不计)； 开关S 及导线若干．