2022年高考物理热点考点专题26 闭合电路实验

试卷更新日期：2022-03-11 类型：三轮冲刺

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一、实验探究题

1. 小王同学想测量实验室 $0 ~ 0.6 A$ 量程的电流表的内阻。

(1)、他采用多用电表的欧姆表来粗测，下面四个挡位应选哪个最合适____。

A、 $\times 1$ 档 B、 $\times 10$ 档 C、 $\times 100$ 档 D、 $\times 1 k$ 档

(2)、该同学发现示数很小，也没办法继续用欧姆表测量，因此打算用伏安法来测量电流表的内阻。但是考虑到电流表内阻很小，为保护电流表，他决定给电流表串联一个阻值为 $2 Ω$ 定值电阻，电路图如图所示。下面仪器中应该选择哪个作为 $2 Ω$ 的定值电阻？____。

A、 $5 Ω$ 滑动变阻器 B、 $0 ~ 999.9 Ω$ 电阻箱 C、 $20 Ω$ 滑动变阻器

(3)、该同学选出正确的仪器，并采用最佳的电路正确连接电路并操作后（电源使用学生电源的 $3 V$ 直流输出），得到如下一组电流表、电压表的示数，如图所示，可求得电流表的 $0 ~ 0.6 A$ 量程的内阻为 $Ω$ （保留两位有效数字）。

(4)、测出电流表的内阻后，若把这个测量值作为电流表的已知值，小王同学又想用该电流表测量手边的两节干电池串联的内阻，找到合适的仪器后，他拿不准下面两个电路应该选哪个，请你帮他选出最合适的选项（填“甲”或“乙”）

(5)、小王利用（4）中所选电路测出数组电池组的U、I，并作 $U - I$ 图如图所示，可求得电池组的内阻为 $Ω$ 。（保留两位有效数字）

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2. 某小组测某种圆柱形材料的电阻率，做了如下实验。

(1)、用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径为mm，长度为 cm。

(2)、该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻 R（阻值约为 190kΩ），可选用的器材如下：
A．电流表 A₁（量程 4mA，内阻约 50Ω）
B．电流表 A₂（量程 20μA，内阻约 1.5kΩ）
C．电压表 V₁（量程 3V，内阻约 10kΩ）
D．电压表 V₂（量程 15V，内阻约 25kΩ）
E．电源 E（电动势 4V，有一定内阻）
F．滑动变阻器 R₁（阻值范围 0~15Ω，允许通过的最大电流 2.0A）
G．开关 S，导线若干
为使实验误差较小，要求电压可以从零开始调节，电流表选择，电压表选择。（以上两空均选填仪器前面的序号）

(3)、请用笔画线表示导线，在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接。

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3. 要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，某同学设计了如图甲所示的电路，金属丝接在接线柱M、N间线夹P夹在金属丝上，与金属丝接触良好。

(1)、电路中阻值为R₀的定值电阻的作用是；按电路图连接电路，闭合电键前将线夹夹在靠近（填“M或“N”）端一侧，闭合电键，通过多次改变线夹的位置，读出线夹在不同位置时电流表的示数I、（填“MP”或“NP”）段金属线的长度x，作出 $\frac{1}{I} - x$ 图象如图乙所示（图中各量已知）。已知电源的电动势为E，金属丝的直径为d，结合图象乙，求得金属丝的电阻率ρ=（用已知的和测得的物理量表示）。

(2)、若电流表的内阻为 $R_{A}$ ，结合图象乙，可求得电源的内阻r=（用已知的和测得的物理量表示）。

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4. 磁电式电流表内部结构如图a所示，线圈由长而细的铜丝绕制而成。常温状态下，某同学为测定一量程为 $0 ~ 1 m A$ 的电流表内阻，从实验室找到的器材有：待测电流表 $A_{1}$ （内阻约为 $1 k Ω$ ）、标准电流表 $A_{2}$ （量程为 $0 ~ 2 m A$ ，内阻约为 $600 Ω$ ）、滑动变阻器 $R_{0}$ 、电阻箱 $R (0 ~ 999.9 Ω)$ 、电源E（内阻可忽略）、开关S。

(1)、该同学用电流表 $A_{1}$ 测量电流时，指针位置如图b所示，测得的电流大小为mA；

(2)、根据实验室提供的器材，在图c所示虚线框内将测量电流表内阻的电路原理图补充完整；

(3)、连接好电路进行实验，常温下，当电阻箱的示数为R时，电流表 $A_{1}$ 的示数为 $I_{1}$ ，电流表 $A_{2}$ 的示数为 $I_{2}$ ，则电流表 $A_{1}$ 的内阻为；

(4)、常温下将电流表 $A_{1}$ 改装成大量程的电流表 $A_{3}$ ，若电流表 $A_{3}$ 在高温环境下使用，只考虑线圈铜丝的电阻率随温度的升高而增大，则其示数将（填“大于”“等于”或“小于”）实际电流值。

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5. 物理兴趣小组欲比较准确地测量一个长约几厘米、电阻 $R$ 约为 $10 Ω$ 、横截面为圆形、粗细均匀的导体的电阻率。

(1)、用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数 $L =$ $cm$ ；用螺旋测微器测得该材料的直径 $D$ 如图乙所示，读数 $D =$ $mm$ ；

(2)、测量导体的电阻时，除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源 $E$ （电动势为 $6.0 V$ ）

B．电压表 $V$ （量程为 $0 ~ 6 V$ ，内阻约为 $8 kΩ$ ）

C．电流表 $A_{1}$ （量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $0.2 Ω$ ）

D．电流表 $A$ （量程 $3 A$ ，内阻约 $0.05 Ω$ ）

E.滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值 $5 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）

为了便于调节，测量尽可能的准确，实验中所用电流表应选用（填选项即可），在图示方框内画出实验电路；

(3)、设测得导体的电阻为 $R$ 、长度为 $L$ ，导体的直径为 $D$ ，求得导体的电阻率为。（用 $R$ 、 $L$ 、 $D$ 三个物理量表示）

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6. 某同学想要描绘标有“ $3 .8V$ ， $0 .3A$ ”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据，绘制曲线尽量准确，且操作方便，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表V，量程 $0 ~ 5 V$ ，内阻约 $5kΩ$

电流表 $A_{1}$ ，量程 $0 ~ 500 mA$ ，内阻约 $0.5 Ω$

电流表 $A_{2}$ ，量程 $0 ~ 100 mA$ ，内阻约 $4 Ω$

滑动变阻器 $R_{1}$ ，最大阻值 $10 Ω$ ，额定电流 $2 .0A$

滑动变阻器 $R_{2}$ ，最大阻值 $100 Ω$ ，额定电流 $1 .0A$

直流电源E，电动势约 $6V$ ，内阻可忽略不计。

(1)、上述器材中，电流表应选，滑动变阻器应选（填写所选器材后的字母）。

(2)、请将虚线框内图甲所示的实验电路图补画完整。

(3)、该同学通过实验得出了小灯泡的 $I - U$ 图像如图乙所示，由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐（选填“增大”或“减小”）；当小灯泡上的电压为 $3.00 V$ 时，小灯泡的电阻是（结果保留3位有效数字）。

(4)、该同学在获得了（3）中小灯泡的 $I - U$ 图像后，又把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势 $4V$ ，内阻为 $8Ω$ 的电源上组成闭合回路，请你利用图像计算此时一只小灯泡的功率约为W（结果保留2位有效数字）。

(5)、如图丙所示为某二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是_________。

A、该二极管是线性元件 B、只要加正向电压该二极管的电阻就为零 C、只要加反向电压该二极管中就没有电流通过 D、给该二极管加正向电压时，随着电压升高，它的电阻增大 E、给该二极管加正向电压时，随着电压升高，它的功率增大

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7. 实验小组用图甲所示的电路来测量电阻约为 $20 Ω$ 的电阻 $R_{x}$ 的阻值，图中 $R_{0}$ 为标准电阻（ $R_{0} = 30 Ω$ ） $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 可视为理想电流表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题：

(1)、按照图甲所示的实验原理电路图在下列方框中接好电路。

(2)、将滑动变阻器的滑动触头置于位置（填“最左端”“最右端”或“中间”）合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电流表 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 的示数分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，则待测电阻的表达式 $R_{x} =$ （用 $R_{0}$ 、 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 表示）

(3)、为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 的值，做出 $I_{1} - I_{2}$ ，关系图像如图乙所示，图像的斜率 $k =$ （用 $R_{0}$ 、 $R_{x}$ 表示）可得待测电阻 $R_{x} =$ $Ω$

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8. 某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．电流表A₁（内阻R_g=100Ω，满偏电流I_g=3mA）

B．电流表A₂（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）

C．定值电阻R₀=900Ω

D．滑动变阻器R（0-5Ω，允许通过的最大电流2A）

E.干电池组（电动势为6V，内阻约0.05Ω）

F.一个开关和导线若干

G.螺旋测微器，游标卡尺

(1)、如图，用螺旋测微器测金属棒直径为mm；如图用游标卡尺测金属棒长为cm；

(2)、用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用挡（填“×1Ω"或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒阻值约为Ω；

(3)、请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图；

(4)、若实验测得电流表A₁示数为I₁ ，电流表A₂示数为I₂ ，则金属棒电阻的符号表达式为R_x=（用I₁ ， I₂ ， R₀ ， R_g表示）。

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