2020-2021学年高三物理一轮复习同步练习专题15 恒定电流(2)

专题15.2 恒定电流（2）—【练】

能力提升

1.某实验小组在“测定金属的电阻率”的实验过程中，获得的金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的值分别是________mm，________A，________V。

已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 kΩ。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E＝4.5 V，内阻很小。则图中________(填电路图下方的字母)电路为本次实验应当采用的最佳电路。用此电路测得的金属丝电阻R x比真实值________(选填“大”或“小”)。

若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A＝2.0 Ω，那么准确测量金属丝电阻R x的最佳电路应是图中的________电路。若此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻R x＝________(用题中各物理量符号表示)。

【答案】：0.9990.42 2.26A小B U

I－R A

【解析】：根据螺旋测微器读数规则可知金属丝直径为0.999 mm；电流表读数是0.42 A，电压表读数是2.26 V。由于金属丝电阻一般不太大，应采用电流表外接法。干电池不宜在长时间、大功率状况下使用，应采用限流电路，所以本次实验应当采用的最佳电路为图A。用此电路测得的金属丝电阻R x实质是电阻丝与电压表并联后的等效电阻值，比真实值小。若已知实验所用的电流表内阻的准确值R A＝2.0 Ω，那么准确测

量金属丝电阻R x 的最佳电路应是题图中的B 电路。若此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻R x ＝U

I －

R A 。

2．(2017·全国卷Ⅱ·23)某同学利用如图(a )所示的电路测量一微安表(量程为100 μA ，内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R 1、R 2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱R z (最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V )；单刀开关S 1和S 2。C 、D 分别为两个滑动变阻器的滑片。

(1)按原理图(a )将图(b )中的实物连线。

(2)完成下列填空：

①R 1的阻值为________Ω(填“20”或“2 000”)。

②为了保护微安表，开始时将R 1的滑片C 滑到接近图(a )中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置；将R 2的滑片D 置于中间位置附近。

③将电阻箱R Z 的阻值置于2 500.0 Ω，接通S 1。将R 1的滑片置于适当位置，再反复调节R 2的滑片D 的位置。最终使得接通S 2前后，微安表的示数保持不变，这说明S 2接通前B 与D 所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”)。

④将电阻箱R Z 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R Z 的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S 2前后，

微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。

(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：________。

【答案】：(1)见解析图(2)①20②左③相等④2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程

【解析】：(1)根据原理图(a)，将图(b)中的实物连线如图所示。

(2)①滑动变阻器R1在实验中为控制电路，且为分压接法，应选总阻值小的滑动变阻器，故R1的阻值为20 Ω。

②为了保护微安表，S1闭合时，微安表上的电压为零，故开始时应将R1的滑片C滑到滑动变阻器的左端。

③接通S2前后，微安表的示数保持不变，说明S2闭合后，没有电流流过S2，故B、D两点的电势相等。

④实验过程中，由于测量电路，即由R Z、、R2组成的电路的阻值很大，可认为测量电路两端的电压不变，故与R Z互换后通过R2、R Z和的电流不变，电路如图所示。

由于B、D两点的电势相等，对于图甲，I1RμA＝I2R′

I1R Z1＝I2R，即RμA

R Z1＝

R′

R

对于图乙，I1R Z2＝I2R′

I1RμA＝I2R，即R Z2

RμA＝R′R

所以R μA R Z1＝R Z2

R μA

所以R μA ＝R Z1R Z2＝ 2 500×2 601 Ω＝2 550 Ω。

(3)提高测微安表内阻的精度，可减小系统误差，如调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 3．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V ，额定功率为0.5 W ，此外还有以下器材可供选择：

A ．直流电源3 V(内阻不计)

B ．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)

C ．直流电流表0～3 A(内阻约为0.1 Ω)

D ．直流电压表0～3 V(内阻约为3 kΩ)

E ．滑动变阻器100 Ω，0.5 A

F ．滑动变阻器10 Ω，2 A

G ．导线和开关

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。

(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(均填写仪器前的字母)

(2)在如图所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P 向b 端滑动时，灯泡变亮)。

(3)根据实验数据，画出的小灯泡I -U 图线如图所示。由此可知，当电压为0.5 V 时，小灯泡的灯丝电阻是________Ω。

(4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率P 随其两端电压U 或电压的二次方U 2变化的图象，在图中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。

【答案】： (1)B F (2)图见解析 (3)5.0 (4)甲、丙 【解析】： (1)灯泡的额定电流I ＝P U

＝200 mA ，

故电流表选择B 。因本实验要求电压从零开始变化，故用分压接法，故滑动变阻器选择小电阻F 。

(2)根据实验要求可知，滑动变阻器采用分压接法，并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联；电流表采用外接法，电路图如图所示。

(3)由画出的伏安特性曲线可知，U ＝0.5 V 时，电流I ＝0.10 A ，则对应的电阻R ＝U

I

＝5.0 Ω。

(4)由P ＝U 2

R 可知，P 与U 为二次函数关系，图象开口向上，故甲正确。P 与U 2在R 不变时为正比例关系，

由于1

R

随电压的增大而减小，故丙图正确。

4.一实验小组准备探究元件Q 的伏安特性曲线，他们设计了如图所示的电路图。请回答下列问题：