题目内容

(10分)小明、小刚、小敏所在的学习兴趣小组在研究玩具电动机的工作状态时，想描绘出电动机工作时两端电压U和通过电动机线圈的电流I的U– I图线。
实验室备有下列器材:
待测电动机M(额定电流0. 9 A，额定电压4. 0 V )
电流表A1量程5A，内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程0.6A，内阻2. 0Ω)
电压表V1(量程4. 5 V，内阻约8 kΩ).
电压表V2(量程3V，内阻约10kΩ)
电阻箱R0 (0~99. 9Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为100 Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)
电源E(电动势为6V，内阻很小)
开关S，导线若干

为了达到实验目的且操作方便、并尽可能提高测量精度，他们设计了图甲所示的测量电路图，并让小明先把量程为0. 6A的电流表改装成了量程为l.0A的电流表。
①图甲中电流表应选   ，电压表应选    。滑动变阻器应选     虚线框中的元件是       。(均填器材代号字母)
②实验中，小组同学团结合作、按正确操作完成了实验。小敏根据探测记录，作出了图乙所示的M在不转动和转动两种情形下两端电压U随电流I变化的图线。由图可知，M内部线圈的电阻约为      Ω。(结果保留两位有效数字)
③小刚根据小敏作出的U–I图线对M两端电压数据进行比较。他发现:M两端电压为2. 5 V时通过M的电流，居然小于M两端电压为2.0 V时通过M的电流!出现这一结果的主要原因是:                   。
①,，，②③根据图线数据可得，两个状态下M的输入电功率几乎相等，当M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，根据可得产生的热功率减小，所以电流减小

试题分析：①电动机的额定电流为0.9A，5A的电流表量程太大，误差较大，所以选择0.6A的电流表，并联电阻箱进行改装， 电动机的额定电压为4V，所以选择电压表，滑动变阻器的选择原则是操作方便，所以选择较小的，这样调节起来更精细，故选，虚线为变阻箱；
②电动机不转圈时，电能全部转化为内能，是纯电阻，符合欧姆定律，故有
③根据图线数据可得，两个状态下M的输入电功率几乎相等，当M转动起来后，输入电能只有一小部分转化为内能，根据可得产生的热功率减小，所以电流减小，
练习册系列答案
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用伏安法测电池的电动势和内电阻，由于电路存在问题，当电键S闭合后，移动变阻器的滑片P时，出现下列异常现象:
(1)电流表示数可变，电压表示数始终为零
(2)电流表示数为零，电压表示数不变
(3)电流表烧坏
(4)电流表示数不变，电压表示数可变
以上四种情况与下面电路图对应的情况分别是：(1)对应     ，(2)对应     ，
(3)对应      ，(4)对应       .
有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样，现在要用伏安法测绘这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：
A．电压表V1(0～5 V，内阻约10 kΩ)     B．电压表V2(0～10 V，内阻约20 kΩ)
C．电流表A1(0～0.3 A，内阻约1 Ω)     D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)
E．滑动变阻器R1(0～10 Ω，2 A)         F．滑动变阻器R2(0～100 Ω，0.2 A)
G．学生电源(直流6 V)、开关及导线
(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表________，电流表________，滑动变阻器________．(填器材前的选项符号)
(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在右面的虚线框中画出实验电路图．

(3)P为图线上的一点，PN为图线上P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；对应P点，小灯泡的电阻值约为________Ω.(保留三位有效数字)
（10分）某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率。
（1）用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径，如图所示，则其长度L=   mm，直径d=        mm。

（2）为精确测量R的阻值，该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。他将红黑表笔分别插入“+”、“—”插孔中，将选择开关置于“×l”挡位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度较小，如图甲所示。试问：

①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“    ”挡位置。
②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“”处，如图乙所示，那么他该调节     直至指针指在“”处再继续实验，结果看到指针指在如图丙所示位置。
③现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A．灵敏电流计G（量程200A，内阻300）
B．电流表A（量程3A，内阻约0．3）
C．电压表V1（量程3V，内阻约3k）
D．电压表V2量程l5V，内阻约5k）
E．滑动变阻器R1（最大阻值为10）
F．最大阻值为99．99的电阻箱R2
以及电源E（电动势4V，内阻可忽略）、电键、导线若干为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有      。请在下面的方框中画出你设计的电路图。
用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量．

①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的_______（填“0”刻线或“∞刻线”）．
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．
A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接．下列说法正确的是:

A．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
B．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
C．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转
用伏安法测定干电池的电动势E和内电阻r实验。
（1）在下面方框内画出实验电路图。

（2）由测量数据，在U-I图中描出的点迹如下图所示，画出图线并由此得出干电池的电动势为_______V，干电池的内电阻为______Ω。
有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为：“×1”“×10”“×100”“×1 k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该(　　)
A．换用“×1 k”挡，不必重新调整调零旋钮
B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮
C．换用“×1 k”挡，必须重新调整调零旋钮
D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮
（Ⅰ）（原创）环境的污染日趋加重，汽车行业目前开始推行混动版（燃油与电动力搭配）家用汽车，电动力输出以锂离子电池组为核心，它由多个电池单元组成。下面是正在研制的一种新型电池单元，某同学在测定电源电动势和内电阻的实验中，测得多组电压和电流值，得到如图所示的U－I图线.

由图可求出该电源电动势E ="______" V；内阻r ="______" Ω。
（Ⅱ）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
(1)先用多用电表对电阻大小进行粗测，选用欧姆档的“×10”档位，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为　　　　Ω。 

(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表  A1(量程0~3 mA，内阻约50 Ω)
A2(量程0~30 mA，内阻约20 Ω)
电压表  V1(量程0~3 V，内阻约10 kΩ)
V2(量程0~15 V，内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
开关S  导线若干
据题意，该同学应选择电流表、电压表的代码分别是　　　　； 
(3)如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的____；

(4)若待测电阻的测量长度用l表示，直径用D表示，加在电阻两端的电压用U表示，通过电阻的电流用I表示，则此圆柱体材料的电阻率表达式为ρ=　　　　。

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