山东省烟台市物理第十一章 电路及其应用专题试卷

山东省烟台市物理第十一章 电路及其应用专题试卷
一、第十一章 电路及其应用选择题易错题培优（难）
1．如图甲所示的电路中, a b c 、、是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知该伏安特性曲线过点(0.4V,0.125A),闭合电键后流过电源的电流为0.25A ．则
下列说法正确的是（ ）
A ．灯泡a 两端电压为灯泡b 两端电压的2倍
B ．灯泡a 的功率为0.75W
C ．灯泡b 的阻值为12Ω
D ．灯泡a b 、的电功率之比为4:1 【答案】B 【解析】
AB 、由伏安特性曲线可知三个灯泡不是定值电阻，其阻值也不是线性变化的，当电路中的总电流为0.25 A 时，通过灯泡b 、c 的电流均为0.125 A ，由图像可知，灯泡a 两端的电压为3.0 V ，灯泡b 两端的电压是0.4 V ，灯泡a 的功率为30.250.75P UI W ==⨯=故A 错；B 对
C 、灯泡b 的阻值为0.4 3.20.125
U R I =
==Ω ,故C 错； D 、灯泡a 的功率为30.250.75a P UI W ==⨯= ，灯泡b 的功率为
0.40.1250.05b P U I W ==⨯='' ，所以灯泡a 、b 的电功率之比为15:1，故D 错；
故选B
2．如图所示，三个定值电阻R 1、R 2、R 3的电阻值均不相等，在A 、B 之间接一个电源，在C 、D 之间接一个电流表，电流表的示数为I ．现将电源、电流表的位置互调，则电流表的示数（ ）
A ．可能增大
B ．可能减小
C ．一定不变
D ．由于R 1、R 2、R 3大小关系不知，故无法判定
【答案】C 【解析】
两种情况下的电路连接如图所示：
设电源电压为U =6V ，R 1=3Ω，R 2
=2Ω，R 3=6Ω，在甲图中 23
23
=
1.5R R R R R ⋅=Ω+甲并，
112==1U R U R 甲并甲并，1=6V 2V 33
U U =⨯=甲并，电流表的示数为32V 1
=A 63U I R ==Ω甲并甲，在乙图中 12
12= 1.2R R R R R ⋅=Ω+乙并，335==1U R U R 乙并乙并，1=6V 1V 66
U U =⨯=乙并，电流表
的示数为11V 1
=
A 33
U I R 乙并乙==Ω，故两次示数相同，则选C ． 【点睛】在A 、B 之间接一个电源，假设A 端为正极，在C 、D 之间接一个电流表时，通过电流表的电流通路是：A----R 1----电流表----R 3----B 电路中的电阻是 R 1+R 3；将电源、电流表的地位互调，假设D 端为正极，通过电流表的电流通路是：D----R 1----电流表----R 3----C 电路中的电阻是R 1+R 3．电路的电源不变，电阻不变，故电流一定不变．
3．小灯泡的电流I 随所加电压U 变化如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线。

下列说法错误的是（ ）
A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝
1
2
U I C ．在电路中灯泡L 两端的电压为U 1时，跟灯泡串联的电阻R 两端的电压为I 1R D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．I -U 图象的割线斜率表示电阻的倒数，电压增大时割线斜率减小，电阻增大，选项A 正确；
B ．由图象知P 点对应的电压为U 1，电流为I 2，因此小灯泡的电阻为：
R ＝
1
2
U I 选项B 正确；
C．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，跟灯泡串联的电阻R两端的电压为I2R，选项C错误；
D．I-U图象中矩形PQOM所围的面积UI表示对应P点小灯泡的实际功率，选项D正确。

本题选错误的，故选C。

4．两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的，V1表的量程是5 V，V2表的量程是15 V，把它们串联起来接入电路中，则（）
A．它们的示数相等，指针偏转角度也相等
B．它们的示数之比为l:3，指针偏转角度相等
C．它们的示数相等，指针偏转角度之比为1:3
D．它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
电压表是由电流计与定值电阻串联改装而成的；V1表的量程是5V，V2表的量程是15V，相同的两个电流计改装，可知，V2表的内阻是V1表的内阻的3倍．把它们串联接入电路，通过的电流相等，电表指针的偏角相同；电表两端电压之比等于内阻之比1：3，它们的示数之比为1：3．故B项正确，ACD错误。

故选B。

5．用伏安法测电阻的电路如图甲或乙所示，已知电流表的内电阻约为0.2 Ω，电压表的内电阻约为10 kΩ，若被测电阻R的电阻值约为4 Ω，则以下结论中正确的是
A．选用甲电路测量结果更准确，且测量值大于电阻的真实
B．选用甲电路测量结果更准确，且测量值小于电阻的真实值
C．选用乙电路测量结果更准确，且测量值大于电阻的真实值
D．选用乙电路测量结果更准确，且测量值小于电阻的真实值
【答案】D
【解析】
因为
V x
x
A
R R R R >，所以电流表外接法误差相对小点，故采用乙图测量结果更准确点，在乙图中，电压表测量的是R 的准确电压，但由于电压表分流，电流表测量的电流为电压表和R
的电流之和，故电流测量偏大，根据x U
R I
=可知测量值偏小，D 正确． 【点睛】应明确：电流表内外接法的选择方法是：当满足V x
x A
R R R R >时，电流表应用外接法，此时测量值小于真实值；当满足V x
x A
R R R R <时，电流表应用内接法，此时测量值大于真实值．
6．如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表，安培表A 1的量程大于A 2的量程，伏特表V 1的量程大于V 2的量程，把它们按图接入电路中，则下列说法正确的是（ ）
A ．安培表A 1的偏转角大于安培表A 2的偏转角
B ．安培表A 1的读数小于安培表A 2的读数
C ．伏特表V 1的读数小于伏特表V 2的读数
D ．伏特表V 1的偏转角等于伏特表V 2的偏转角 【答案】D 【解析】 【详解】
AB ．安培表A
1、A 2并联，电压相同，表头的电流，指针偏转角度相同，由于安培表A 1的量程大于A 2的量程，则安培表A 1的读数大于安培表A 2的读数。

故AB 错误。

CD ．伏特表V 1与V 2串联，流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，由于伏特表V 1的量程大于V 2的量程，则伏特表V 1的读数大于伏特表V 2的读数。

故C 错误，D 正确。

7．在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压，常常采用如图所示的电路通过两只滑动变阻器1R 和2R 对一阻值为500Ω左右的电阻0R 两端电压进行粗调和微调．已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω关于滑动变阻器1R 、2R 的连接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是（ ）
A．取1R=200Ω，2R＝10Ω，调节2R起粗调作用
B．取1R=10Ω，2R=200Ω，调节2R起微调作用
C．取1R=200Ω，2R=10Ω，调节1R起粗调作用
D．取1R=10Ω，2R=200Ω，调节1R起微调作用
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
若1R=200Ω，2R＝10Ω,则2R与R0组成的部分电路的电阻远小于1R,移动1R上的滑片很不方便调节2R两端的电压.
当1R=10Ω，2R=200Ω时,移动1R上的滑片使1R两端的电压变化较快,移动2R上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢,故B对；ACD错
故选B
【点睛】
滑动变阻器采用分压式接法时,为使电压变化明显,滑动变阻器的总电阻要远小于被测电阻的电阻值.
8．一伏特表由电流表G和电阻R串联而成，如图所示.若在使用中发现此伏特表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进：
A．在R上串联一比R小得多的电阻
B．在R上串联一比R大得多的电阻
C．在R上并联一比R小得多的电阻
D．在R上并联一比R大得多的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】
读数稍小一些，说明流过电流表的电流稍小一些。

要让电流稍大一点，则应减小总电阻。

AB.在R上串联一个电阻，总电阻更大，流过电流表的电流更小，伏特表的读数更小，故A 错误，B错误；
C.若并联一比R小得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值减小很多，电流增加太多，故C错误；
D.若并联一比R大得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值稍微减小一些，电流稍微增加一些。

故D正确。

9．如图所示是一个电路的一部分，其中
15R =Ω，21R =Ω，33R =Ω，10.2I A =，20.1I A =，那么电流表测得的电流为
（ ）
A ．0.2A ，方向向右
B ．0.15A ，方向向左
C ．0.2A ，方向向左
D ．0.3A ，方向间右
【答案】C 【解析】 【详解】
由图示电流方向可计算出1R 和2R 两端电压降1 1.0U V =，20.1U V =，电势左高右低，比较1U ，2U 可判定3R 两端电势下高上低，30.9U V =，通过3R 中的电流大小为
3
33
0.3U I A R =
=的电流，方向向上，由图可知3R 上电流由2I 和A I 共同提供的，0.2A I A =，方向向左，C 正确．
10．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。

当开关闭合后，下列判断正确的是（ ）
A ．灯泡L 1的电阻比灯泡L 2的电阻大
B ．通过灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍
C ．灯泡L 1消耗的电功率为0.70W
D ．灯泡L 2消耗的电功率为0.30W 【答案】AD 【解析】 【详解】
AB ．当开关闭合后，灯泡L 1的电压：
U 1=3V
由图读出其电流：
I 1=0.25A
则灯泡L 1的电阻：
1
1
1
3
12
0.25
U
R
I
=ΩΩ
＝＝
灯泡L2、L3串联，电压：
U2=U3=1.5V
由图读出其电流：
I2=I3=0.20A
则：
2
2
2
1.5
7.5
0.2
U
R
I
ΩΩ
＝＝＝
所以灯泡L1的电阻比灯泡L2的电阻大，通过灯泡L1的电流不是灯泡L2电流的2倍，选项A正确，B错误；
C．灯泡L1的功率为：
111
30.25W0.75W
P U I
==⨯=
选项C错误；
D．灯泡L2消耗的电功率：
222
1.50.20W0.30W
P U I
==⨯=
选项D正确。

故选AD。

11．如图甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G为表头、R为可调电阻，则下列说法正确的是( )
A．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大
B．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小
C．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大
D．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小
【答案】BC
【解析】
【详解】
图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，根据
g
g g
I r
I I
R
=+可知，会使得改装后电表的量程减小，选项A错误，B正确；图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，根据g g
U U I R
=+可知，改装后电表的量程增大，选项C正确，D错误；故选BC.
12．如图示电路，G是电流表，R1和R2是两个可变电阻，调节可变电阻R1，可以改变电流表G的示数。

当MN的电压为6V时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度，将MN间的电
压改为5V 时，若要电流表的指针仍然偏转到最大刻度，下列方法可行的是
A ．保持R 1不变，增大R 2
B ．增大R 1，减小R 2
C ．减小R 1，增大R 2
D ．保持R 2不变，增大R 1 【答案】BD 【解析】 【详解】
总电压降低了，电流表G 的读数变小，若要电流表的指针仍然偏转到最大刻度，应该让通过G 的电流变大。

A.保持R 1不变，增大R 2时，因这样R 2两端的电压变大了，G 的电压更小了，G 的电流也更小了；故A 错误；
B.增大R 1，同时减小R 2时，R 2的电压降低，R 1电压变大，即G 的电压变大，其电流变大；故B 正确；
C.减小R 1，同时增大R 2时，R 2两端的电压变大了，G 的电压小了，G 的电流也小了；故C 错误；
D.保持R 2不变，增大R 1时，R 2的电压变小，R 1电压变大，即G 的电压变大，其电流变大，故D 正确。

13．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流．设氢原子的电子以速率v 在半径为r 的圆周轨道上绕核转动，周期为.T 已知电子的电荷量为e 、质量为m ，静电力常量为k ，则其等效电流大小为( ) A ．e T B ．2ev
r
π C 2e k r mr πD 2
2e k r
mr
π【答案】ABD
【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据电流的定义式可得等效电流为
q e I t T
=
= 故A 正确；
B ．电子运动的周期表达式为
2r
T v
π=
根据电流的定义式可得等效电流为
2q ev I t r
π=
= 故B 正确；
CD ．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，氢原子的电子的速率v ，根据库仑力提供向心力
22224e r k m r T
π= 解得
2r
rm T e k π=
形成的电流为
22e e k I T r
mr
π== 故C 错误，D 正确。

故选ABD 。

14．如图所示，是实用电压表电路图，当a 、b 间电压为4 V 时，电流表指针偏转到最大刻度；当a 、b 间电压变为3 V 时，仍欲使电流表指针偏转到最大刻度，可行的办法是( )
A ．R 1不变，减小R 2
B ．R 2不变，减小R 1
C ．增大R 1，减小R 2
D ．R 1不变，增大R 2
【答案】AC 【解析】 【详解】
电路两端总电压降低了，想要电流不变：若R 1不变，减小R 2时，R 2两端的电压变小，G 两端电压可能保持不变，通过G 的电流可能不变，G 指针仍能偏转到最大刻度，故A 正确；若R 2不变，其两端电压不变，R 1两端电压减小，为使通过G 的电流不变，应增大R 1的电阻，故B 错误；若增大R 1，电流表满偏，其两端电压不变，通过R 1时减小，通过R 2的电流减小，其两端电压需要减小，R 2的阻值可能减小，故C 正确；R 1不变，电流表满
偏，电路总电流不变，G 两端电压不变，总电路电压减小，则R 2的阻值需要减小，故D 错误；故选AC ． 【点睛】
解决本题的关键是知道串联电路电阻的分压特点，难点是能把R 1和电流表看成一个电阻，与R 2形成一个串联电路进行解决．
15．如图所示的电路中，若ab 为输入端，AB 为输出端，现把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则
A ．空载时输出电压A
B ab U U =
B ．当AB 间接上负载R 时，输出电压2
ab
AB U U < C ．AB 间的负载R 越大，AB U 越接近2ab
U D ．AB 间的负载R 越小，AB U 越接近2
ab
U 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A ．空载时，变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压
2
ab
AB U U =
，故A 错误； B ．当AB 间接上负载R 时，负载R 与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，AB 间的电压减小，输出电压2
ab
AB U U <
，故B 正确； CD ．AB 间的负载R 越大，下部分并联的电阻越大，分担的电压越大，越接近2
ab
U ，故C 正确，D 错误．
二、第十一章 电路及其应用实验题易错题培优（难）
16．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻R t 、滑动变阻器R 串联接在电源E 两端，当继电器的电流超过15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值R t 与温度t 的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻R t，继电器、电阻箱
（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用______（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用______（选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针______（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针______（选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是
_____．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
【答案】E2R2C不偏转偏转⑤④②③①
【解析】
（1）由表格数据知，当温度为30 ℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器的阻值R0=20 Ω，当电流为15 mA时，E=I(R t+R0)=3.3 V，所以电源选E2，80 ℃时，热敏电阻阻值
R t=49.1 Ω，则
E2=I(R t+R0+R)，此时变阻器阻值R=330.9 Ω，所以变阻器选择R2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个
回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 ℃时，热敏电阻阻值为108.1 Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①．
【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，其中30~80 ℃就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．
17．为了测量阻值范围在200～300 Ω之间的电阻R x的阻值，实验室提供了如下器材：A．电阻箱R(阻值范围0～999.9 Ω) B．毫安表(量程0～3 mA，内阻约100 Ω)
C．直流电源(电动势约3 V，内阻不计) D．两个单刀单掷开关，导线足量
(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下．
甲乙
①按电路图连好电路，闭合开关S1，记下毫安表的读数．
②断开S1，闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R1.
假设该同学的设计合理，则待测电阻R x＝________．
(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下．
①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合S1、S2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2.
②断开S2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3.假设该同学的设计合理，则待测电阻R x＝________．
(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是________，理由是
_______________________________________．
【答案】R1R2－R3甲电流表超程
【解析】
【详解】
(1)[1]根据甲同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻
1
x
R R
=．
(2)[2]根据乙同学的实验步骤可知23x
R R R
=+，则
23
x
R R R
=-.
(3)[3][4]甲电路中，开关接通后，电流表的读数最小值为:
3
A10mA
300
x
E
I
R
===
已超过了电流表的量程．故此设计不合理．
18．某实验小组进行电阻丝电阻率的测量，其中实验器材有；
A ．直流电源（电动势约4.5V ，内阻很小可忽略）
B ．0-0.5A 的电流表（内阻很小可忽略）
C ．R 0＝10Ω的定值电阻
D ．R 0＝50Ω的定值电阻
E.粗细均匀，总电阻约15Ω的待测电阻丝
F.刻度尺
G 螺旋测微器 H.开关一个，导线若干
(1）图甲是实验电路图，请规范画出其实验原理图__________；
(2）实验时，定值电阻R 0应选用________________（填器材编号）；
(3)实验时，多次移动线夹所在的位置，测量其连入电路中的电阻丝的长度，记为l ，同时记下相对应的电流表的示数I ;
(4）以1I
为纵轴，以l 为横轴，得到图丙的图象，已知该图线的截距为b 、斜率为k ．由此可知电源的电动势可表示为___，若测得电阻丝直径为d ，则电阻丝的电阻率可表示为ρ＝____．（都用题中所给的字母符号表示）
(5)实际上电源和电流表都存在一定的内阻，而实验处理数据时忽略了这两个内阻，因此将导致电阻率的测量值_____实际值．（填“大于”或“小于”）
【答案】 C 0R b 204d kR b
π 小于 【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据实物图画出电路图如图所示;
（2）根据电源电动势和电流表的量程可知保护电阻的阻值大约为0 4.590.5
E R Ig =
==Ω 所以保护电阻选C
（4）根据闭合电路欧姆定律知： 0()x E I R R =+ 及24x l l R S d ρ
ρπ== 得：0214R l I d E E
ρπ=+ 所以结合图像是0R b E = ，所以0R E b
= 24k d E ρπ= ，所以204d kR b
πρ= （5）由于整理公式时忽略掉了电源的电阻和电流表的电阻 所以导致测量值偏小
19．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中。

(1)设计如图甲所示电路图，要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差，开关1S 接___（填“M ”或“N ”）闭合开关S 前滑片P 置于_______（填“A 端”或“B 端”）
(2)若实验中电流表出现故障，不能使用。

该同学需将一个满偏电流为1mA 、内阻为30Ω的表头改装成量程为0-0.6A 的电流表，则应将表头与电阻箱_________（填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为__________Ω。

（保留一位有效数字）
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，若用一电动势E =3V 、r =10Ω的电源与该小
灯泡连接如图丙所示的电路，电路接通稳定后小灯泡消耗的功率为
______W ，若用另一只与该小灯泡完全相同的灯泡与电动势E =3V 、r =10Ω的电源连接如图丁所示的电路，则电路接通稳定后电源的输出功率为______W 。

（计算结果保留两位小数）
【答案】N A 端 并联 0.05 0.20~0.23 0.08~0.11
【解析】
【详解】
(1)[1][2]要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差，滑动变阻器采用分压接法；由于小灯泡电阻较小，电流表采用外接法，故开关S 1接N 点，闭合开关前，为保护电表，闭合开关S 前滑片P 置于A 端；
(2)[3][4]把表头改装成大量程电流表应并联小电阻，根据并联电路特点和欧姆定律得
()g g g I R I I R =-
解得
3311030Ω0.05Ω0.6110--⨯⨯==≈--⨯g g
g I R R I I ; (3)[5]在灯泡U-I 图象坐标系内作出电动势E =3V 、r =10Ω的电源的路端电压随电流的变化
310=-=-U E Ir I
由图示图象可知，灯泡两端电压U=1.20V ，通过灯泡的电流I =0.18A ，则灯泡的实际功率
1.200.180.22W ==⨯=P UI
[6]设通过灯泡的电流为I ，灯泡两端电压为U ，根据图丁所示电路图，由闭合电路欧姆定律可得：
E=U+2Ir
则
U=E-2Ir
即
U=3-20I
在灯泡U-I 图象坐标系内作出U=3-20I 的图象如图所示
由图示图象可知，灯泡两端电压U=0.35V，通过灯泡的电流I=0.13A，则电源的输出功率为
P U I
=⋅=⨯⨯=
20.3520.130.09W
20．合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金丝的电阻率。

实验操作如下：
(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置测量金属丝的直径，结果都如图甲所示，则该金属丝的直径为________mm。

(2)按图乙连接测量电路，将滑动变阻器置于最大值，闭合开关，移动滑动变阻器，发现电压表读数有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线_________断路（用图中导线编号表示）。

(3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度l和接入电路的电阻R x如下表
请根据表中的数据，在图丙方格纸上作出R x–l图像_______。

(4)根据图像及金属丝的直径，计算该合金丝电阻率ρ= __________Ω·m（保留二位有效数字）。

(5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对合金丝电阻率测量的影响为_____（填“使结果偏大”、“使结果偏小”、“对结果无影响”）。

【答案】0.379、0.380或者0.381 a或c
6
⨯对结果无影响
9.910-
8.510-
⨯~6
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]金属丝的直径为
+⨯=
0mm380.01mm0.380mm
（2）[2]只有a或c发生断路时，电压表相当于测电源电压，此时才会电压表读数有读数，而电流表读数总为零。

（3）[3] 在图丙方格纸上作出R x–l图像如下
（4）[4]根据公式
l
R
S
ρ
=得
6
13
2
1
=9.6610=
0.380
.
.001
π
2
8510
l
RS
ρ--
=⨯⨯
⎪
⎭
⨯
⨯
⎛⎫
⎝
（5）[5]因为多次测量金属丝长度l和接入电路的电阻，通过画图求斜率求出x
R
l
的大小，所以电表内阻对合金丝电阻率测量结果无影响。

21．在“测定金属的电阻率”的实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为5Ω），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为
___________mm.
(2)现有电源（电动势E为3. 0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0～3A，内阻约0. 025Ω）
B．电流表（量程0～0. 6A，内阻约0. 125Ω）
C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A）
E. 滑动变阻器（0～100Ω，额定电流1A）
①为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选___________，滑动变阻器应选
___________（选填器材前的字母）.
②如图甲所示，是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完整___________.
③在甲图中，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最_________（选填“左”或“右”端），闭合开关后，在实验中电压表读数的最小值___________（选填“大于零”或“等于零”）.
④按照上述步骤②正确连接电路的前提下，若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是___________.
A．电阻测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压
B．电阻测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流
C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值
D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值
⑤小鹏同学仍用上述电源也设计了一个实验，电路如图乙所示，R为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度L，实验中记录了几组不同长度L对应的电流I. 他准备利用图象法处理数据来计算该电阻丝的电阻率.
请分析说明小鹏同学应该做出怎样的线性函数图象，并定性画出该图象，请进一步指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响__________.
【答案】0.212 B D
左 大于零 BC 小鹏同学应该做出测量作出1l I —的图象，斜率k ES
ρ=，即kES ρ=，所以电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果没有影响。

【解析】 【详解】
（1）[1] 螺旋测微器测得测量金属丝的直径为0mm 21.20.01mm 0.212mm =+⨯=d （2）[2] 电阻丝的阻值约为5Ω, 电源电动势E 为3. 0V ，电路中最大电流
3A 0.6A 5
x E I R ===，为读数准确，电流表应选择B 电流表（量程0～0. 6A ，内阻约0. 125Ω）。

[3]为调节方便滑动变阻器的阻值与待测电阻相差不易过大，故滑动变阻器应选择D 滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A ）。

[4]电压表与电阻丝并联，测量电阻丝两端的电压；电流表串联在电路中，测量通过电阻丝的电流。

连接电路如图：
[5] 为保护电路，在开关闭合前，滑动变阻器连接到电路中的阻值应调到最大，故滑片应当调到最左端。

[6] 闭合开关后，在实验中通过电阻丝的电流的最小值min 33A A 20525E I R Rx =
==++，所以电压表读数的最小值min min 3=5V=0.6V 25
x U I R =⨯，大于零。

[7] AB.引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，电流表的测量值大于真实值，使得电阻的测量值偏小。

选项B 正确，A 错误；
CD.该实验中实际测量出的电阻值为电压表内阻和电阻丝并联的总电阻，若已知电压表的内阻，则可以算出待测电阻丝的真实值，选项C 正确，D 错误。