1.在用伏安法测电阻时，若电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5000 Ω，R_x约为10 Ω，则图甲、乙两个电路中哪个测量结果较为准确？该电路的系统误差使得测量值比真实值偏大还是偏小？(　)

甲　　　　　乙

A.甲电路，偏大　　　B.甲电路，偏小

C.乙电路，偏大　 D.乙电路，偏小

解析：因为＞，应选用甲电路；若不考虑偶然误差，R_测＝，测量值偏小.

答案：B

2.某电压表的内阻在20 kΩ-50 kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供了下列器材：待测电压表(量程为3 V)、电流表(量程为200 μA)、电流表(量程为5 mA)、电流表(量程为0.6 A)、滑动变阻器R(最大值为1 kΩ)、电源E(电动势为4 V)、开关S.

(1)所提供的电流表中，应选用　　　.

(2)为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图.

解析：(1)因为通过电压表的电流必须由电流表测定，所以电流表与电压表应串联，这实际上就是一种特殊的伏安法，电压表成了一个“可自报电压的大电阻”，由于电压表的内阻在 20 kΩ-50 kΩ之间，电流表的内阻与电压表的内阻相比可忽略不计，而滑动变阻器R的阻值远小于电压表的内阻，且实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，这样通过电压表的电流在80 μA-200 μA之间，故电流表应选.根据电流表、电压表的示数，可求得电压表的内阻R_V＝.

(2)电路图如图所示.

答案：(1)　(2)如图所示

金典练习二十五　实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线测定金属的电阻率

选择题部分共4小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.

体验成功

1.用伏安法测量电阻R的阻值，并求出其电阻率ρ.

给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为 250 Ω)及导线若干.(结果均保留三位有效数字)

(1)画出测量R的电路图.

(2)图甲中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，写出根据此图求R的步骤：　

　.

求出的电阻值R＝　　　 Ω.

(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图乙、丙所示.由图可知其长度为　　　 cm，直径为　　 cm.

(4)由以上数据可求出ρ＝　　Ω·cm.[2003年高考·全国理综卷]

答案：(1)电路图如图丁或戊所示

丁　　　　　　　戊

(2)①作U－I图线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧；②求该直线的斜率，则斜率大小就等于电阻大小　229(221-237均可)

(3)0.800　0.194

(4)8.46×10^－2

3.某同学用如图甲所示的电路测绘标有“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.

(1)除了导线和开关外，有下列一些器材可供选择：

电流表(量程为100 mA，内阻约为2 Ω)；电流表(量程为0.6 A，内阻约为0.3 Ω)；电压表(量程为5 V，内阻约为5 kΩ)；电压表(量程为15 V，内阻约为15 kΩ)；滑动变阻器R₁(最大阻值为5 Ω)；滑动变阻器R₂(最大阻值为50 Ω)；电源E₁(电动势为1.5 V，内阻为0.2 Ω)；电源E₂(电动势为4 V，内阻约为0.04 Ω).

为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表　　，电压表　　，滑动变阻器　　，电源　　.(填器材符号)

(2)根据实验数据，计算并描绘出R－U的图象如图乙所示.由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝的电阻为　　 Ω；当所加电压为3.00 V时，灯丝的电阻为　　 Ω，灯泡实际消耗的电功率为　　 W.

乙

(3)根据R－U图象，可确定小灯泡消耗的电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是图丙中的　　.

丙

解析：(1)小灯泡的额定电流为0.3 A，额定电压为3.8 V，故电流表应选用，电压表应选用，电源应选E₂，分压接法中滑动变阻器应小于待测电阻，滑动变阻器选R₁.

(2)由图象可知，当小灯泡不工作时U＝0，R＝1.5 Ω

当U＝3.00 V时，R′＝11.5 Ω，此时小灯泡消耗的电功率为：

P′＝＝0.78 W.

(3)虽然随着工作电压的增大，小灯泡的灯丝温度升高，灯丝的电阻增大，但由图乙可知，小灯泡两端的电压越大，流过它的电流也越大，根据P＝IU可知，P－U图象如选项A所示.

答案：(1)　　R₁　E₂

(2)1.5　11.5　0.78　(3)A

2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按如图所示的方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后：

(1)若电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为　　　.

(2)若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为　　　.

(3)若反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为　　　.

[2007年高考·重庆理综卷]

解析：(1)电压表的示数为2 V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明电压表与小灯泡没有并联好(可能是d、h导线断路)，但电压表又与其他部分组成了闭合电路，故断路的导线只可能是d.

(2)小灯泡亮，但电压表的示数为零，同样说明电压表与小灯泡没有并联好(可能是d、h导线断路)，也可能说明电压表没有接入电路中，故断路的导线只可能是h.

(3)反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，说明滑动变阻器在实际电路中没有起到如连接电路中应起到的分压作用，而仅起到限流作用，故可断定断路的导线为g.

答案：(1)d　(2)h　(3)g

体验成功

1.现要测定一个额定电压为4 V、额定功率为1.6 W的小灯泡(图中用⊗表示)的伏安特性曲线.要求所测电压的范围为0.1 V-4 V.

现有器材：直流电源E(电动势为4.5 V，内阻不计)、电压表(量程为4.5 V，内阻约4×10⁴ Ω)、电流表(量程为250 mA，内阻约2 Ω)、电流表(量程为500 mA，内阻约1 Ω)、滑动变阻器R(最大阻值约30 Ω)、开关S和导线若干.

如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应该选用的电流表是　　；在如图甲、乙所示的两个电路中，应该选用的是　　.[2006年高考·全国理综卷Ⅱ]

甲　　　　　　　乙

解析：小灯泡的额定电流I＝＝0.4 A，故电流表应选用；小灯泡的电阻R＝＝10 Ω，由于R≪R_V，故应选电流表外接法.

答案：　甲

12.(10分)在如图甲所示的虚线框中有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成的.这个发热装置的电路与虚线框外的电路相连接，当开关S扳到A点时为高温，扳到B点时为低温(电源的路端电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生热量的2倍.试在虚线框内画出该装置内的电路图.

　解析：由焦耳定律结合欧姆定律有Q＝t，在U、t相同的条件下，Q∝，故有＝＝，R_B＝2R_A，所以，可得电路图如图乙所示.

答案：如图乙所示

11.(10分)如图甲所示，数字多用电表是近年来发展起来的高科技数码产品，是传统机械式电表的更新换代产品.数字多用电表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点.以型号“DF930”普通数字多用电表为例，其电压挡所用量程的内阻高达10 MΩ，而机械指针式电压表的内阻一般为几千欧到几十千欧，内阻高出2-3个数量级.

甲　　　　　　乙　　

现有一个型号为“DF930”的数字多用电表，用它来测量一个电池的电动势和内阻.提供的测量器材还有：一个滑动变阻器R(阻值范围为0-30 Ω)、两个开关、导线若干.

实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行.首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内阻.

现按图乙所示的电路图连接好电路.

操作步骤：

(1)将数字多用电表的选择开关置于　　挡，选择合适的量程，断开开关　　，闭合开关　　，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为a.

(2)将数字多用电表的选择开关置于　　挡，选择合适的量程，断开开关　　，闭合开关　　，记录表的示数，记为b；紧接着进行以下操作：将选择开关置于　　挡，选择合适的量程，然后同时闭合开关　　和　　，记录表的示数并记为c，把b和对应的c作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据.

(3)　　即为干电池的电动势.(填“a”、“b”或“c”)

(4)干电池的内阻的表达式r＝　　(用a、b、c表示)，将步骤(2)中测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内阻.

答案：(1)电压　S₁　S₂

(2)欧姆　S₂　S₁　电压　S₁　S₂

(3)a　(4)

10.(10分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约40-50 Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(电动势为3 V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约为1 Ω)、

直流电压表(内阻约为5 kΩ)、滑动变阻器(阻值范围为0-10 Ω)、开关、导线若干.

(1)图甲所示的a、b、c三条图线中，能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是　　　.

(2)在图乙所示的虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小.

乙

(3)根据电路图，在图丙所示的实物图上连线.

答案：(1)c

(2)电路图如图丁所示，其中R_x为热敏电阻，R_P为滑动变阻器.

丁　　　　　　　　 戊

(3)实物图连线如图戊所示

9.(10分)电流-电压两用电表的电路如图甲所示.已知图中S是双刀双掷开关，如图乙所示，a、b、c、d、e、f为接线柱，双刀双掷开关的触刀掷向a、b时，e与a接通，f与b接通；掷向c、d时，e与c接通，f与d接通.灵敏电流表的量程是0.001 A，内阻是100 Ω；电阻R₁的阻值为9900 Ω，R₂的阻值是1.01 Ω.那么：

甲　　　　　　乙　　

(1)触刀掷向a、b时，此两用电表为　　　表，量程为　　.

(2)触刀掷向c、d时，此两用电表为　　　表，量程为　　.

解析：(1)触刀掷向a、b时，表与R₁串联组成一电压表，其量程U_V＝0.001×(100+9900) V＝10 V.

(2)触刀掷向c、d时，与R₂并联，组成一电流表，其量程I_A＝0.001 A+ A＝0.1 A.

答案：(1)电压　10 V　(2)电流　0.1 A