專題15.2恒定電流（2）實(shí)力提升1.某試驗(yàn)小組在“測定金屬的電阻率”的試驗(yàn)過程中，獲得的金屬絲直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的值分別是________mm，________A，________V。已知試驗(yàn)中所用的滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ。電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下運(yùn)用)，電動勢E＝4.5V，內(nèi)阻很小。則圖中________(填電路圖下方的字母)電路為本次試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采納的最佳電路。用此電路測得的金屬絲電阻Rx比真實(shí)值________(選填“大”或“小”)。若已知試驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的精確值RA＝2.0Ω，那么精確測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是圖中的________電路。若此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝________(用題中各物理量符號表示)?！敬鸢浮浚?.9990.422.26A小Beq\f(U,I)－RA【解析】：依據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則可知金屬絲直徑為0.999mm；電流表讀數(shù)是0.42A，電壓表讀數(shù)是2.26V。由于金屬絲電阻一般不太大，應(yīng)采納電流表外接法。干電池不宜在長時間、大功率狀況下運(yùn)用，應(yīng)采納限流電路，所以本次試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采納的最佳電路為圖A。用此電路測得的金屬絲電阻Rx實(shí)質(zhì)是電阻絲與電壓表并聯(lián)后的等效電阻值，比真實(shí)值小。若已知試驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的精確值RA＝2.0Ω，那么精確測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是題圖中的B電路。若此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝eq\f(U,I)－RA。2．(2024·全國卷Ⅱ·23)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻。可運(yùn)用的器材有：兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20Ω，另一個阻值為2000Ω)；電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω)；電源E(電動勢約為1.5V)；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空：①R1的阻值為________Ω(填“20”或“2000”)。②為了愛護(hù)微安表，起先時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的________端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置旁邊。③將電阻箱RZ的阻值置于2500.0Ω，接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)整R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢________(填“相等”或“不相等”)。④將電阻箱RZ和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)覺將RZ的阻值置于2601.0Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保留到個位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：________?！敬鸢浮浚?1)見解析圖(2)①20②左③相等④2550(3)調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程【解析】：(1)依據(jù)原理圖(a)，將圖(b)中的實(shí)物連線如圖所示。(2)①滑動變阻器R1在試驗(yàn)中為限制電路，且為分壓接法，應(yīng)選總阻值小的滑動變阻器，故R1的阻值為20Ω。②為了愛護(hù)微安表，S1閉合時，微安表上的電壓為零，故起先時應(yīng)將R1的滑片C滑到滑動變阻器的左端。③接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，說明S2閉合后，沒有電流流過S2，故B、D兩點(diǎn)的電勢相等。④試驗(yàn)過程中，由于測量電路，即由RZ、、R2組成的電路的阻值很大，可認(rèn)為測量電路兩端的電壓不變，故與RZ互換后通過R2、RZ和的電流不變，電路如圖所示。由于B、D兩點(diǎn)的電勢相等，對于圖甲，I1RμA＝I2R′I1RZ1＝I2R，即eq\f(RμA,RZ1)＝eq\f(R′,R)對于圖乙，I1RZ2＝I2R′I1RμA＝I2R，即eq\f(RZ2,RμA)＝eq\f(R′,R)所以eq\f(RμA,RZ1)＝eq\f(RZ2,RμA)所以RμA＝eq\r(RZ1RZ2)＝eq\r(2500×2601)Ω＝2550Ω。(3)提高測微安表內(nèi)阻的精度，可減小系統(tǒng)誤差，如調(diào)整R1上的分壓，盡可能使微安表接近滿量程。3．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”試驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率為0.5W，此外還有以下器材可供選擇：A．直流電源3V(內(nèi)阻不計)B．直流電流表0～300mA(內(nèi)阻約為5Ω)C．直流電流表0～3A(內(nèi)阻約為0.1Ω)D．直流電壓表0～3V(內(nèi)阻約為3kΩ)E．滑動變阻器100Ω，0.5AF．滑動變阻器10Ω，2AG．導(dǎo)線和開關(guān)試驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零起先變更并能進(jìn)行多次測量。(1)試驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________。(均填寫儀器前的字母)(2)在如圖所示的虛線框中畫出符合要求的試驗(yàn)電路圖(虛線框中已將所需的滑動變阻器畫出，請補(bǔ)齊電路的其他部分，要求滑片P向b端滑動時，燈泡變亮)。(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖所示。由此可知，當(dāng)電壓為0.5V時，小燈泡的燈絲電阻是________Ω。(4)依據(jù)試驗(yàn)測量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的二次方U2變更的圖象，在圖中所給出的甲、乙、丙、丁圖象中可能正確的是________(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)?！敬鸢浮浚?1)BF(2)圖見解析(3)5.0(4)甲、丙【解析】：(1)燈泡的額定電流I＝eq\f(P,U)＝200mA，故電流表選擇B。因本試驗(yàn)要求電壓從零起先變更，故用分壓接法，故滑動變阻器選擇小電阻F。(2)依據(jù)試驗(yàn)要求可知，滑動變阻器采納分壓接法，并且測量電路應(yīng)與滑動變阻器的左半部分并聯(lián)；電流表采納外接法，電路圖如圖所示。(3)由畫出的伏安特性曲線可知，U＝0.5V時，電流I＝0.10A，則對應(yīng)的電阻R＝eq\f(U,I)＝5.0Ω。(4)由P＝eq\f(U2,R)可知，P與U為二次函數(shù)關(guān)系，圖象開口向上，故甲正確。P與U2在R不變時為正比例關(guān)系，由于eq\f(1,R)隨電壓的增大而減小，故丙圖正確。4.一試驗(yàn)小組打算探究元件Q的伏安特性曲線，他們設(shè)計了如圖所示的電路圖。請回答下列問題：(1)請將圖中的實(shí)物連線按電路圖補(bǔ)充完整。(2)考慮電表內(nèi)阻的影響，該元件電阻的測量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。(3)在電路圖中閉合開關(guān)S，電流表、電壓表均有示數(shù)，但無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零。緣由可能是圖中的________(填“(a”“b““c”“d”“e”或“f’)處接觸不良。(4)試驗(yàn)測得表格中的7組數(shù)據(jù)。請在坐標(biāo)紙上作出該元件的I-U圖線。序號電壓/V電流/A10.000.0020.400.0230.800.0541.200.1251.600.2062.000.3172.400.44(5)為了求元件Q在I-U圖線上某點(diǎn)的電阻，甲同學(xué)利用該點(diǎn)的坐標(biāo)I、U，由R＝eq\f(U,I)求得。乙同學(xué)作出該點(diǎn)的切線，求出切線的斜率k，由R＝eq\f(1,k)求得。其中________(填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法正確?！敬鸢浮浚?1)圖見解析(2)小于(3)f(4)見解析(5)甲【解析】：(1)依據(jù)電路圖，連接實(shí)物，如圖所示。(2)如圖知，電流的測量偏大，依據(jù)R＝eq\f(U,I)知，電阻的測量偏小，即小于真實(shí)值。(3)無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零，是因?yàn)榛瑒幼冏杵魇窍蘖魇浇臃?，故是?dǎo)線f斷路。(4)描點(diǎn)畫圖，如圖所示。(5)依據(jù)歐姆定律電阻應(yīng)等于割線的斜率R＝eq\f(U,I)，切線的斜率不等于電阻，所以甲同學(xué)的方法正確。5.[2024·天津卷·9(3)]某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1＝1.0kΩ，電阻R1＝9.0kΩ，為了便利讀數(shù)和作圖，給電池串聯(lián)一個R0＝3.0Ω的電阻。(1)按圖示電路進(jìn)行連接后，發(fā)覺aa′、bb′和cc′三條導(dǎo)線中，混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的，將開關(guān)S閉合，用多用電表的電壓擋先測量a、b′間電壓，讀數(shù)不為零，再測量a、a′間電壓，若讀數(shù)不為零，則肯定是________導(dǎo)線斷開；若讀數(shù)為零，則肯定是________導(dǎo)線斷開。(2)解除故障后，該小組順當(dāng)完成試驗(yàn)。通過多次變更滑動變阻器觸頭位置，得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù)，作出圖象如圖。由I1-I2圖象得到電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω?！敬鸢浮浚?1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可)0.5(0.4～0.6均可)【解析】：(1)a、b′間的電壓不為零，說明a、a′或b、b′間有一處導(dǎo)線斷開，若a、a′間電壓不為零，說明aa′導(dǎo)線斷開；若a、a′間電壓為零，則肯定是bb′導(dǎo)線斷開。(2)在給出的圖象中取兩個點(diǎn)，讀數(shù)分別為I1＝0.12mA、I2＝60mAI1′＝0.07mA、I2′＝200mA。據(jù)閉合電路歐姆定律知：E＝(I1＋I(xiàn)2)(R0＋r)＋I(xiàn)1(r1＋R1)，將上述兩組數(shù)據(jù)代入可得：電動勢E≈1.4V，內(nèi)阻r≈0.57Ω。6.某愛好小組要精確測定電源的電動勢和內(nèi)阻，他們找來了如下器材：A．電流表A(量程為30mA、內(nèi)阻未知)B．電阻箱R(0～999.9Ω)C．滑動變阻器R1(0～20Ω)D．滑動變阻器R2(0～1kΩ)E．開關(guān)、導(dǎo)線若干F．電源E(電動勢約10V)(1)要完成試驗(yàn)，首先需測量電流表A的內(nèi)阻。測量電流表A內(nèi)阻的試驗(yàn)電路如圖甲所示：①將下述試驗(yàn)過程補(bǔ)充完整。a．選擇器材，滑動變阻器R′應(yīng)當(dāng)選取________(選填“R1”或“R2”)；b．連接好電路，R′的滑片應(yīng)調(diào)到________(選填“a”或“b”)端；c．?dāng)嚅_S2，閉合S1，調(diào)整R′，使電流表A滿偏；d．保持R′不變，閉合S2，調(diào)整電阻箱R的阻值，當(dāng)R＝10Ω時，電流表A的示數(shù)為20mA；②假如認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表A的內(nèi)阻Rg＝________Ω。(2)在測出電流表內(nèi)阻Rg后，測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖乙所示。閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱R，讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)I，記錄多組數(shù)據(jù)(R，I)，得到如圖丙所示的eq\f(1,I)-R圖線，則電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω?！敬鸢浮浚?1)R2a5(2)940【解析】：(1)電源的電動勢約為10V，電流表的滿偏電流為30mA，則電路總電阻的最小值為Rmin＝eq\f(E,I)＝eq\f(10,0.03)Ω≈333.3Ω，則滑動變阻器應(yīng)選擇R2；閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑動變阻器接入電路的電阻值調(diào)到最大，因此連接好電路后，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到a端；閉合S2后，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，(Ig－I)R＝IRg，則Rg＝5Ω。(2)依據(jù)題圖乙，由閉合電路歐姆定律可知E＝I(R＋r＋Rg)，則eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r＋Rg,E)，則圖象的斜率k＝eq\f(1,E)，圖象的截距為b＝eq\f(r＋Rg,E)，又由圖象可得k＝eq\f(1,9)、b＝5，由以上可解得E＝9V、r＝40Ω。7.多用電表的刻度盤如圖所示。若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，表針如圖所示，則：(1)所測電阻的阻值為________Ω；假如要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104Ω的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是________(選填“×10”“×100”或“1k”)。(2)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA，當(dāng)選用量程為250mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA?！敬鸢浮浚?1)1.5×103×1k(2)30.8(30.7～30.9都正確)154(3)6.1【解析】：(1)歐姆表讀數(shù)：對應(yīng)最上面一行刻度值為15，倍率為“×100”，讀數(shù)為1.5×103Ω；測2.0×104Ω電阻時應(yīng)選“×1k”的歐姆擋。(2)選50mA直流電流擋，則每一大格表示10mA，每一小格表示1mA，測量的精確度為1mA，應(yīng)估讀到0.1mA(此時為eq\f(1,10)估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為30.8mA；選擇量程為250mA的電流擋，則每一大格表示50mA，應(yīng)估讀到1mA(此時為eq\f(1,5)估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為154mA。(3)選擇10V電壓擋，則每一大格表示1V，每一小格表示0.2V，測量的精確度為0.2V，應(yīng)估讀到0.1V(此時為eq\f(1,2)估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.1V。8．指針式多用電表是常用的電學(xué)測量儀器。請完成下列問題。如圖甲所示為多量程多用電表的