知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．图1是利用两个电流表A₁和A₂测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R₁和A₁内阻之和为10000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多），A₂为理想电流表．
①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线．
②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至______（填“a端”、“中央”或“b端”）．
③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A₁和A₂的示数I₁和I₂．多次改变滑动端c的位置，得到的数据为

I₁（mA） 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145

I₂（mA） 480 400 320 232 140 68

在图3所示的坐标纸上以I₁为纵坐标、I₂为横坐标画出所对应的I₁-I₂曲线．
④利用所得曲线求的电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（保留两位小数）
⑤该电路中电源输出的短路电流I_m=______A．

难度：较易

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2．某同学利用有一定内阻的毫安表（量程0～3mA）测定一节干电池的电动势E和内阻r。使用的器材还包括两个电阻箱R和R₀，两个定值电阻R1=15.0Ω和R₂=4.5Ω，开关两个，导线若干。实验原理图如图甲所示。

（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请用笔画线代替导线完成余下电路的连接。
（2）请完成下列主要实验步骤：
①调节电阻箱R到最大值，闭合开关S₁和S₂，调节电阻箱R使毫安表的示数大约为2mA；
②调节电阻箱R，直至在反复断开、闭合开关S₂时，毫安表的指针始终停在某一示数处，读得此时电阻箱R₀的电阻为3.0Ω，则毫安表的内阻R_A=______Ω；
③保持开关S₁和S₂闭合，且保持电阻箱R₀的阻值不变，不断调节电阻箱R，读出其阻值R和对应的毫安表的示数I；
④根据实验数据描点，绘出的 $%20%5Cfrac%20%7B1%7D%7BI%7D$ -R图象如图丙所示，则该电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。

难度：中等

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3．为了测定某迭层电池的电动势（约20V～22V）和电阻（小于2Ω），需要把一个量程为10V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为30V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：

（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。
第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端
第二步：把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合电键
第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为9V
第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为______ V
第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为30V的电压表
（2）上述实验可供选
择的器材有：
A．迭层电池（电动势约20V～22V，内电阻小于2Ω）
B．电压表（量程为10V，内阻约10kΩ）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω，额定功率小于10W）
D．电阻箱（阻值范围0～99999Ω，额定功率小于10W）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～2kΩ，额定电流0.2A）
电阻箱应选______，滑动变阻器应选______（用大写字母表示）。
（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为______ V，内电阻为______Ω。

难度：较易

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4．
在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为$5Ω$，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：
A.电池组$(3V$，内阻约$1Ω)$
B.电流表$(0-3A$，内阻约$0.0125Ω)$
C.电流表$(0-0.6A$，内阻约$0.125Ω)$
D.电压表$(0-3V$，内阻约$4KΩ)$
E.电压表$(0-15V$，内阻约$15KΩ)$
F.滑动变阻器$(0-2000Ω$，允许最大电流$0.3A)$
G.滑动变阻器$(0-20Ω$，允许最大电流$1A)$
H.开关、导线若干
$(1)$实验选择的器材有 ______ $($填写仪器前字母代号$)$
$(2)$若用螺旋测微器测得金属丝直径$d$的读数如图$1$，则读数为 ______ $mm$；
$(3)$测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻在组成电路时，请在图$2$虚线框内画出应采用的实验原理图，且此原理图使得待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 ______ $($选填：“大”或“小”$)$；
$(4)$若用$L$表示金属丝长度，$d$表示直径，测得电阻值为$R$，则计算金属丝电阻率的表达式$ρ=$ ______ ．

难度：较难

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5．
某同学做描绘小灯泡$($额定电压为$3.8V$，额定电流为$0.32A)$的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：$($本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压$)$

直流电源的电动势为$4V$，内阻不计

电压表$V($量程$4V$，内阻约为$5kΩ)$、

电流表$A_{1}($量程$0.6A$，内阻约为$4Ω)$、

电流表$A_{2}($量程$3A$，内阻约为$1Ω)$、

滑动变阻器$R_{1}(0$到$1000Ω$，$0.5A)$

滑动变阻器$R_{2}(0$到$10Ω$，$2A)$

开关、导线若干．


$(1)$若该同学误将电流表和电压表接成如图所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是
A.小灯泡将发光   $B.$小灯泡将不亮
C.电压表会烧坏   $D.$电流表将会烧坏
$(2)$下列关于该实验的说法，正确的是
A.实验电路应选择图中的电路图$( $$a$$)$

B.电流表应选用$A$${\,\!}_{2}$

C.滑动变阻器应该选用$R$${\,\!}_{2}$

D.若采用如图$($$b$$)$所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端

$(3)$该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端电压的增大而   $($填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大$)$，当给小灯泡加电压$3.2V$时，此时小灯泡的发热功率为 $W($结果取$2$位有效数字$)$．

难度：较易

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6．
某同学做“测定金属的电阻率”的实验．
$(1)$需要用刻度尺测出被测金属丝的长度$l$，用螺旋测微器测出金属丝的直径$d$，用电流表和电压表测出金属丝中的电流和它两端的电压分别为$I$和$U$；请写出测金属丝电阻率的表达式：$ρ=$ ______ $($用上述测量的字母表示$)$．
$(2)$若实验中测量金属丝的直径时，螺旋测微器的示数如图$1$所示，则金属丝直径的测量值为$d=$ ______ $mm$．
$(3)$用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电流表、电压表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差$.$按如图$2$所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差$.$利用该电路进行实验的主要操作过程是：
第一步：先将$R2$的滑动头调到最左端，单刀双掷开关$S_{2}$向$1$闭合，闭合开关$S_{1}$，调节变阻器$R_{1}$和$R_{2}$，使电压表和电流表的示数尽量大些$($不超过量程$)$，读出此时电压表和电流表的示数$U_{1}$、$I_{1}$；
第二步：保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关$S_{2}$向$2$闭合，读出此时电压表和电流表的示数$U_{2}$、$I_{2}$；请写出由以上记录数据计算被测电阻$R_{x}$的表达式$R_{x}=$ ______ ．

难度：较易

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7．
如图$a$所示的电路可测出电阻丝的电阻率，同时还可以附带测出电源的内电阻$.$图中被测电阻丝就是已经测量出直径$d=0.9mm$的那段电阻丝，$R$是阻值为$2Ω$的保护电阻，电源电动势$E=6V$，安培表内阻不计$.$闭合开关$S$，鳄鱼夹夹在金属丝的不同部位，用刻度尺测量接入电路部分的长度$L$，记录下$L$和对应的电流表示数$I$多组数据，然后据此作出$ \dfrac {1}{I}-L$图象如图$b$所示．

$①$如果金属丝单位长度的电阻用$R_{0}$来表示，写出$ \dfrac {1}{I}-L$图象所对应的物理原理表达式，式子中涉及相关物理量用字母表示$(E$、$r$、$R$、$R_{0})$： ______ ．
$②$根据画出的$ \dfrac {1}{I}-L$图象，该电阻线单位长度的电阻为$R_{0}=$ ______ $Ω$，金属丝的电阻率$ρ=$ ______ $Ω⋅m($保留三位有效数字$).$电源内电阻$r=$ ______ $Ω.$

难度：较易

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8．
为了测量某种材料制成的电阻丝$R_{x}$的电阻率，提供的器材有：
A.电流表$G$，内阻$R_{g}=120Ω$，满偏电流$I_{g}=3mA$
B.电流表$A$，内阻约为$1Ω$，量程为$0～0.6A$
C.螺旋测微器，刻度尺
D.电阻箱$R_{0}(0～9999Ω,0.5A)$
E.滑动变阻器$R(5Ω,1A)$
F.电池组$E(6V,0.05Ω)$
G.一个开关$S$和导线若干
某同学进行了以下操作：

$(1)$用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“$×10$”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用 ______ 档$($填“$×1$”或“$×100$”$)$，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图$1$所示．
$(2)$把电流表$G$与电阻箱串联改装成量程为$6V$的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为$R_{0}=$ ______ $Ω.$
$(3)$请用改装好的电压表设计一个测量电阻$R_{x}$阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，请将图$2$中电路图补画完整．
$(4)$电阻率的计算：测得电阻丝的长度为$L$，电阻丝的直径为$d.$电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表$G$的示数为$I_{1}$，电流表$A$的示数为$I_{2}$，请用已知量和测量量的字母符号$($各量不允许代入数值$)$写出计算电阻率的表达式$ρ=$ ______ ．

难度：中等

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9．
在“探究决定导体电阻的因素”实验中，一学生将长为$S$的金属丝紧密地并排绕制成一个线圈$($只绕一层$)$，记下绕制的圈数$n$，按照下如图$1$的方式用刻度尺测得线圈的长度为$L=$ ______ $cm.$用多用电表估测其电阻如图$2$所示$($使用“$×1$”档$)$，线圈的电阻读数为 ______ $Ω($电阻读数保留两位有效数字$).$为了更加准确测定出线圈的电阻，请你从下列器材中选出一些，连成电路进行测量．

实验器材：
A.电阻丝$R_{x}$
B.电压表，量程$6V$，内阻极大．
C.电流表，量程$3A$，内阻约$3.2Ω$．
D.电流表，量程$0.6A$，内阻约$2.2Ω$．
E.滑动变阻器$R$，最大阻值$5Ω$，额定电流为$3A$
F.电源$E$，电动势为$12V$，内阻不计
G.开关$S$ $H.$导线若干
请你设计出测量电路，在如图$3$所示的线框中画出电路图，并标明所用器材对应符号$.$在某次测量中，电压表读数为$U$，电流表读数为$I$，计算电阻率的公式为 ______ $($用前面的字母$U$，$I$，$L$，$S$，$n$及$π$表示$)$

难度：易

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10．
$2010$年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈$⋅$海姆和康斯坦丁$⋅$诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究$.$他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的$.$我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电$.$某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据$(I$和$U$分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压$)$：

$U/V$ $0.00$ $0.40$ $0.80$ $1.20$ $1.60$ $2.00$

$I/A$ $0.00$ $0.10$ $0.18$ $0.28$ $0.38$ $0.48$

实验室提供如下器材：
A.电流表$A_{1}($量程$0.6A$，内阻约为$1.0Ω)$
B.电流表$A_{2}($量程$3A$，内阻约为$0.1Ω)$
C.电压表$V_{1}($量程$3V$，内阻$3kΩ)$
D.电压表$V_{2}($量程$15V$，内阻$15kΩ)$
E.滑动变阻器$R_{1}($阻值$0～10Ω$，额定电流$2A)$
F.滑动变阻器$R_{2}($阻值$0～2kΩ$，额定电流$0.5A)$
$(1)$除长约$14cm$的中华绘图$2B$铅笔芯、稳压直流电源$E(6V)$、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有 ______ $($填选项前字母$)$；
$(2)$在虚线方框中画出实验电路图；
$(3)$根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的$I-U$图线．

难度：较易

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\(U/V\)	\(0.00\)	\(0.40\)	\(0.80\)	\(1.20\)	\(1.60\)	\(2.00\)
\(I/A\)	\(0.00\)	\(0.10\)	\(0.18\)	\(0.28\)	\(0.38\)	\(0.48\)

I₁（mA）	0.120	0.125	0.130	0.135	0.140	0.145
I₂（mA）	480	400	320	232	140	68