福建省漳州第一中学物理第十一章 电路及其应用精选测试卷

福建省漳州第一中学物理第十一章 电路及其应用精选测试卷

一、第十一章 电路及其应用选择题易错题培优（难）

1．如图所示，三个定值电阻R1、R2、R3的电阻值均不相等，在A、B之间接一个电源，在C、D之间接一个电流表，电流表的示数为I．现将电源、电流表的位置互调，则电流表的示数（ ）

A．可能增大 【答案】C 【解析】

B．可能减小 C．一定不变

D．由于R1、R2、R3大小关系不知，故无法判定

两种情况下的电路连接如图所示：

R2R31.5，

R2R3设电源电压为U=6V，R1=3Ω，R2=2Ω，R3=6Ω，在甲图中 R甲并=U1RU22V1=1=，U甲并=U16V2V，电流表的示数为I甲=甲并A，U甲并R甲并1R63333在乙图中 R乙并=的示数为I乙=UR5R1R21.2，3=3=，U乙并=U16V1V，电流表

U乙并R乙并1R1R266U乙并1V1A，故两次示数相同，则选C． R133【点睛】在A、B之间接一个电源，假设A端为正极，在C、D之间接一个电流表时，通过电流表的电流通路是：A----R1----电流表----R3----B 电路中的电阻是 R1+R3；将电源、电流表的地位互调，假设D端为正极，通过电流表的电流通路是：D----R1----电流表----R3----C 电路中的电阻是R1+R3．电路的电源不变，电阻不变，故电流一定不变．

2．四盏灯泡接成如图所示的电路，a、c灯泡的规格为“220V 40W”，b、d灯泡的规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都 没有超过它的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序是

A．PaPdPcPb B．PaPcPdPb C．PaPdPbPc D．PcPdPaPb 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

U2根据公式P可得b、d的电阻小于a、c的电阻，a、d串联在干路，所以两灯泡的电

R流相等，故根据公式PI2R可得PaPd，因为通过b、c的电流之和等于d的电流，所以通过d的电流大于b的电流，b、c并联，电压相同，由于b的电阻小于c的电阻，所以b的电流大小于c的电流，故根据公式PI2R可得PdPb，PbPc，综合可得

PaPdPbPc，C正确；

【点睛】

已知用电器的额定功率、额定电压，求实际电压的功率时，要抓住电阻不变这一关键点，能结合串并联电路的特点解题，难度适中．

3．有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流为I．已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，电子的电量为e．若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为（ ） A．

IM

SNAB．

I

MSNAC．

IMS

NAD．

IM SNA【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为:

lvt

体积为

VSlSvt

质量为

mvtS

这段导线中自由电子的数目为

nmvtSNANA MMqne tt在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流:

I代入解得，

I解得电子定向移动的速率：

vSNAeM

v故A正确，BCD错误．

M

SNAe

4．如图所示，图线表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（ ）

A．R1：R2=3：1

B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2

C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1：P2=1：3 D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3 【答案】C 【解析】 【分析】

通过IU图象得出两电阻的关系.串联电路电流相等,并联电路,电压相等,电流比等于电阻之反比,并根据功率PI2R,部分电路欧姆定律I【详解】

A．根据IU图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1：R2=1：3, 所以A选项是不符合题意的； B．根据电阻定律:

UL及电阻定律R,即可判定. RS

LL2R

SV当把R1拉长到原来的3倍,则电阻变为原来的9倍,因此是R2的3倍,所以B选项是不符合题意的;

C．串联电路电流相等,所以将R1与R2串联后接于电源上,电流比：

I1:I21:1

根据公式PI2R可知：

P1：P2=1：3

所以C选项是符合题意的； D．并联电路,电压相等,根据公式I后接于电源上,电流比：

U可知，电流比等于电阻之反比,所以将R1与R2并联RI1:I23:1

所以D选项是不符合题意的；

5．如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A1(0-3A)和A2(0-0.6A)的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是（ ）

A．A2的指针还没半偏时，A1的指针已经半偏 B．A1的指针还没半偏时，A2的指针已经半偏 C．A1的读数为1A时，A2的读数为0.6A D．A1的读数为1A时，干路的电流I为1.2A 【答案】D 【解析】

AB：电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流计两端电压相等，两电流计相同，则流过两电流计的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏．故AB两项均错误．

CD：两电流计改装电流表量程之比为5：1，两电流表的内阻之比为1：5；两电表并联，通过两电流表的电流之比为5：1，当A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中电流为1.2A．故C项错误，D项正确．

6．两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的，V1表的量程是5 V，V2表的量程是15 V，把它们串联起来接入电路中，则 （ ）

A．它们的示数相等，指针偏转角度也相等 B．它们的示数之比为l:3，指针偏转角度相等 C．它们的示数相等，指针偏转角度之比为1:3 D．它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

电压表是由电流计与定值电阻串联改装而成的；V1表的量程是5V，V2表的量程是15V，相同的两个电流计改装，可知，V2表的内阻是V1表的内阻的3倍．把它们串联接入电路，通过的电流相等，电表指针的偏角相同；电表两端电压之比等于内阻之比1：3，它们的示数之比为1：3．故B项正确，ACD错误。 故选B。

7．如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是（ ）

A．V1的示数是V2的2倍 C．V2的示数是V1的2倍 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

由题意可知：Lc=2La=2Lb ， Sb=2Sa=2Sc； 设b的电阻Rb=R，由电阻定律R=ρ

B．V1的示数是V3的2倍 D．V2的示数是V3的2倍

L得： SRa=2Rb=2R，Rc=2Ra=4R，Rc：Ra：Rb=4：2：1， 由电路图可知，a、b、c三个电阻串联， 通过它们的电流I相等，由U=IR得： Uc：Ua：Ub=4：2：1， UV3：UV1：UV2=4：2：1，

A、V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；

B、V3的示数是V1的2倍，故B错误； D、V3的示数是V2的4倍，故D错误； 故选A．

8．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光．由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是

A． B． C． D．

【答案】C 【解析】 【分析】

根据电路中电阻的变化，确定电压与电流变化，并考虑温度对电阻的影响，运用U﹣I图象含义分析判断． 【详解】

当滑动变阻器在最左端时，灯泡连端电压为0，滑动变阻器逐渐向右移动，小灯泡的亮度逐渐变亮，直到正常发光．随着小灯泡两端电压的升高，电流也在升高，但是，小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高而增大，在图像上各点切线斜率应越来越大．故C正确 【考点】

探究小灯泡的伏安特性曲线 【点睛】

考查闭合电路中动态变化问题的分析，需要注意的是灯泡的电阻随着电压的升高而增大；

9．下图所示为多用电表的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法正确的是

A．接表内电池正极的是红表笔

B．电阻的“∞”刻度一般在刻度盘的右端

C．用多用电表的欧姆档测量某电阻时，发现指针偏转太小，应改选较大的倍率档 D．测量电阻时，应该先进行欧姆调零，再选倍率档，最后接入电阻进行测量 【答案】C 【解析】 【详解】

A.接表内电池负极的是红表笔，故A错误； B. 欧姆表零刻度线在刻度盘的最右侧，故B错误；

C. 用多用电表的欧姆档测量某电阻时，发现表头指针偏转角度太小，说明电阻很大，要换用较大倍率挡，故C正确；

D. 测量电阻时，应该先选倍率档，再进行欧姆调零，最后接入电阻进行测量，故D错误。

10．一电流表串联一个分压电阻后就改装成一个电压表，当把它和标准电压表并联后去测某电路中的电压时，发现标准表读数为2V时，而改装表的读数为2.1V .为了使它的读数准确，应( )

A．在原分压电阻上再串联一个较小的电阻 B．在原分压电阻上再并联一个较大的电阻 C．在原分压电阻上再串联一个较大的电阻 D．在原分压电阻上再并联一个较小的电阻 【答案】A 【解析】 【详解】

两电压表并联，通过它们的电压相等，标准表读数为2V时，而改装表的读数为2.1V，说明改装后的电压表串联的电阻稍小，而导致电流稍大；为校准电压表，应使串联的电阻阻值稍微增大，可以在原分压电阻上再串联一个较小的电阻，故A正确，B、C、D错误． 故选A。

11．如图所示，电流计的内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=1mA，R1=900Ω，R2=100/999Ω，则下列说法正确的是：

A．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A B．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是10V C．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是0.1A D．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A 【答案】D

【解析】 【详解】

AB：当S1和S2均断开时，表头与R1串联，所以虚线框中可等效为电压表．最大量程

UIgRgR10.001100900V1V．故AB两项错误．

CD：当S1和S2均闭合时，R1被短路，R2与表头并联，所以虚线框中可等效为电流表，最大量程

IIgIgRgR20.0010.001100A1A．故C项错误，D项正确． 100999【点睛】

表头与电阻串联，可等效为电压表；表头与电阻并联，可等效为电流表．再根据串并联关系求出最大量程．

12．一伏特表由电流表G和电阻R串联而成，如图所示.若在使用中发现此伏特表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进：

A．在R上串联一比R小得多的电阻 B．在R上串联一比R大得多的电阻 C．在R上并联一比R小得多的电阻 D．在R上并联一比R大得多的电阻 【答案】D 【解析】 【详解】

读数稍小一些，说明流过电流表的电流稍小一些。要让电流稍大一点，则应减小总电阻。AB.在R上串联一个电阻，总电阻更大，流过电流表的电流更小，伏特表的读数更小，故A错误，B错误；

C.若并联一比R小得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值减小很多，电流增加太多，故C错误；

D.若并联一比R大得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值稍微减小一些，电流稍微增加一些。故D正确。

13．在图所示的四个电路中，电源两端电压保持不变，若定值电阻R的阻值已知，则在不卸元件的情况下能够测出待测电阻Rx阻值的电路是

A． B．

C． D．

【答案】ABD 【解析】 【详解】

A.电压表V1测出定值电阻R的电压U1，电路电流

IU1 R电压表V2测出待测电阻Rx的电压Ux，由欧姆定律可求出电阻Rx阻值

Rx故A符合题意；

UxUxR IU1B.电流表A测出流过Rx的电流I，电压表V测出电阻Rx的电压U，由欧姆定律可求出待测电阻Rx的阻值，故B符合题意；

C.图示电路不能测出流过电阻Rx的电流，图示电路不能测出待测电阻的阻值，故C不符合题意；

D.电流表A1测流过R的电流I1，则并联电压

U=I1R

电流表A2测流过待测电阻Rx的电流Ix，由欧姆定律可求出待测电阻Rx的阻值

Rx故D符合题意。

I1R Ix

14．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（ ）

A．灯泡L1的电阻比灯泡L2的电阻大 B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C．灯泡L1消耗的电功率为0.70W D．灯泡L2消耗的电功率为0.30W 【答案】AD 【解析】

【详解】

AB．当开关闭合后，灯泡L1的电压：

U1=3V

由图读出其电流：

I1=0.25A

则灯泡L1的电阻：

R1灯泡L2、L3串联，电压：

U13＝＝12 I10.25U2=U3=1.5V

由图读出其电流：

I2=I3=0.20A

则：

R2＝U21.5＝＝7.5 I20.2所以灯泡L1的电阻比灯泡L2的电阻大，通过灯泡L1的电流不是灯泡L2电流的2倍，选项A正确，B错误； C．灯泡L1的功率为：

P1U1I130.25W0.75W

选项C错误；

D．灯泡L2消耗的电功率：

P2U2I21.50.20W0.30W

选项D正确。 故选AD。

15．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线过P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线.则下列说法中正确的是( )

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．对应P点，小灯泡的电阻为RC．对应P点，小灯泡的电阻为RU1 I2U1 I2I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中梯形PQON所围的面积 【答案】BD

【解析】

I-U图线各点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，从图中可知图线斜率减小，说明随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，A错误；根据电阻的定义得到，对应P点，小灯泡的电阻为RU1U1，R不等于切线斜率，B正确C错误；P点的功率P=UI，故可以用矩I2I2I1形PQOM所围“面积”来表示，D正确． 【点睛】对于线性元件，欧姆定律成立，即R成立，RUU，对于非线性元件，欧姆定律不IIUU． II

二、第十一章 电路及其应用实验题易错题培优（难）

16．某实验小组欲描绘额定电压为2.5V的小灯泡L的U-I曲线。现准备如下实验器材： 电压表（3V，内阻很大） 电流表（0.6A，内阻较小） 滑动变阻器（0~5Ω，额定电流1A） 电键 导线若干 请回答下列问题：

(1)请用笔划线代替导线，将实验电路图甲补充完整_____；

(2)闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，其电压表、电流表的示数如图乙所示，则电压表读数为_____V，电流表读数为_____A；

(3)将实验数据绘制成U-I图像如图丙中Ⅰ。则该小灯泡的额定功率P_____W； (4)现有一电子元件，其U-I图像如图丙中Ⅱ所示。现将该电子元件与该灯泡L并联后同电动势E3V、内阻r5的电源连接，则该灯泡的实际功率P_____W（保留两位有效数字）。

【答案】 1.30 0.44 1.45（1.43~1.46之间均可） 0.20

（0.19~0.21之间均可） 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]．由于电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图；

(2)[2][3]．电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为1.30V；电流表量程为0.6V，最小刻度为0.02A，则读数为0.44A；

(3)[4]．由图可知，当电压为2.5V时，电流为0.58A，则该小灯泡的额定功率P=IU=1.45W； (4) [5]．电子元件与该灯泡L并联，则电压相等；若画出电源的U-I图像如图；画出平行于I轴的直线即为电压相等的线，与图像Ⅰ、Ⅱ分别交于两点B和A，与U轴交于C点，电源的U-I线交于D，若CD的中点恰在AB的中点，则此时Ⅰ图像对应的B点电压和电流值即为小灯泡的工作状态点，由图可知：U=0.70V，I=0.28A，则灯泡的实际功率P′=IU≈0.20W。

17．某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有： 电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω）

滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A） 滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A） 电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A） 标准电压表V0（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω） 开关两个，导线若干 他的操作过程如下：

(1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为：

①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。

②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即

I1Ig， 2此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。

(2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。

(3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。 （______________）

(4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。

【答案】105.0Ω 2895Ω 小于 偏大 偏小

【解析】 【分析】

根据题目中给出的提示，以及电表的改装知识进行解答。 【详解】

(1)[1]电阻箱的读数为

RK105.0Ω，

电流表的内阻为

Rg105.0Ω；

(2)[2]由电压表的改装原理可知：

UURn1Rg1RgRg2895Ω；

IRIggg(3)[3]要求电压从0到最大值之间逐一进行校准，因此应采用分压法，滑动变阻器选用

R2，标准电压表和改装电压表应并联。电路图如图所示：

；

(4)[4][5][6]用半偏法测电流表内阻Rg时，由于电阻箱R的连入使得电路总电流变大，致使

Rg的测量值偏小，这样在改装电压表时串联电阻

Rn1RgURg， I其阻值偏大，使得校准时通过其电流值偏小，故改装的电压表示数小于标准表的示数。 【点睛】

电表的改装及校准。

18．要测量一段阻值大约为5 Ω的均匀金属丝的电阻率，除刻度尺、螺旋测微器、电源E（电动势为3 V、内阻约为0．5 Ω）、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择：A1（量程1 A、内阻约为1 Ω）、A2（量程0．6 A、内阻约为2 Ω）、V1（量程3．0 V、内阻约为1 000 Ω）、V2（量程15 V、内阻约为3 000 Ω）．

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，则金属丝的直径为________mm． （2）为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选________，电压表应选________． （3）实验电路已经画出了一部分，如图所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好（Rx表示待测电阻）_________．

（4）若用刻度尺测得金属丝的长度为L，用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率表达式为ρ＝________．

【答案】0.851~0.853均可 A2 V1

d2U4LI

【解析】 【分析】 【详解】

（1）螺旋测微器的固定部分读数为：0.5mm，可动部分读数为：

35．0×0．01mm=0.351mm，故最后读数为：0.5mm+0.351mm=0.851mm．

（2）为零测量准确，电压表和电流表的指针偏转要尽量大些，因此电流表选择A2，电压表选择V1．

（3）根据实验原理得出实验原理图为：

URSd2U（4）根据欧姆定律得：R＝；根据电阻定律得：＝．故有：．

IL4LI

19．材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图中的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0 T，不考虑磁场对电路其他部分的影响）。要求误差较小______； 提供的器材如下：

A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150 Ω B．滑动变阻器R，总电阻约为20 Ω C．电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω D．电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ E.直流电源E，电动势3 V，内阻不计 F.开关S，导线若干

(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：

U（V） I（mA） 1 0.00 0.00 2 0.45 0.30 3 0.91 0.60 4 1.50 1.00 5 1.79 1.20 6 2.71 1.80 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB＝___Ω，结合题图可知待测磁场的磁感应强度B＝___T；

(3)试结合题图简要回答，磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？ _______；

(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论_______。

【答案】 1500 0.90 在0~0.2T范围内，磁敏电阻的阻

值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在0.4~1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化） 磁场反向，磁敏电阻的阻值不变 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]当B＝0.6T时，磁敏电阻阻值约为

6×150Ω＝900Ω

当B＝1.0T时，磁敏电阻阻值约为

11×150Ω＝1650Ω

由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于

RxRV，所以电流表应内接。电路图如图所示。 RARx

(2)[2]方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为

R1R30.450.911500R1516.7 ，2330.30100.60101.501.791500R1491.7 ，4331.00101.2010R52.711505， 31.8010故电阻的测量值为

RR1R2R3R4R51503（1500~1503Ω都算正确。）

5R150010，从图1中可以读出 [3]由于

R0150B＝0.9T

方法二：作出表中的数据作出U－I图像，图像的斜率即为电阻（略）。

(3)[4]在0~0.2T范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4~1.0T范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；

(4)[5]从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关。 【点睛】

本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力。从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U、I值求电阻。第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力。总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题。

20．某同学想要测量实验室中某金属丝的电阻率。实验室中除米尺、学生电源、滑动变阻器、螺旋测微器、开关和导线外，还有一个阻值为3.0Ω的定值电阻R0和一只电压表。利用这些器材，该同学设计如下实验进行测量，实验原理如图 1 所示，实验步骤如下：

（1）把粗细均匀的平直金属丝接在接线柱a、b之间，用米尺测量ab之间的长度 l＝0.90m。用螺旋测微器测量该金属丝的直径，示数如图2所示，读得其直径D＝______mm。

（2）根据实验原理图 1，请你用笔划线代替导线将图 3 所示的实物图连接完整。（________）

（3）闭合开关，将滑动变阻器的滑片置于合适位置，然后调节线夹c的位置，经过多次实验发现：ac段金属丝的长度为0.30m时电压表达到最大值。由此可得金属丝的总电阻R＝ _____Ω。

（4）根据以上所测数据，可计算出金属丝的电阻率ρ＝_____Ω·m。（保留两位有效数字）

【答案】0.648

9 3.3×10-6

【解析】 【详解】

（1）[1]．直径D＝0.5mm+0.01mm×14.8=0.648mm； （2）[2]．电路连线如图：

（3）[3]．设金属丝总电阻为R，则当ac段金属丝的长度为0.30m时电压表达到最大值，

可知此时ac部分与R0串联后的总电阻等于bc部分的电阻，即

12RR0R 33则

R=3R0=9Ω

（4）[4]．根据

R 解得

L4L SD23.14(0.648103)29Ωm3.3106Ωm

4L40.9D2R

21．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω.

(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a或b)、导线②连接________(填c或d)．

(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω. U/A I/A 0.40 0.09 0.80 0.19 1.20 0.27 1.60 0.35 2.00 0.44 2.40 0.53 (3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的

1，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)． 10A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d

C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d

【答案】（1）a， d （2）4.4Ω-4.7Ω （3）

B 【解析】 【分析】 【详解】

（1）因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法；滑动变阻器采用分压式接法；故测R1的阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d； （2）作图如图；

则R2U2.24.4； I0.5L；故R2=R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最dLd优的连线应①连接a，②连接d；故选B．

（3）根据电阻定律可得：R22．某课外探究小组做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡的额定电压4V，额定功率为1.9W左右。实验室准备了以下实验器材： A.蓄电池（电动势为6V，内阻约为1 ）； B.电压表（量程为0~4.5 V，内阻约为8 k）； C．电压表（量程为0~3 V，内阻约为5 k）； D．电流表（量程为0~1.2 A，内阻约为0.8 ）； E.电流表（量程为0~500 mA，内阻约为0.3 ）； F.滑动变阻器（0~5 ，1.5 A）； G.滑动变阻器（0~50 ，1.2 A）； H.开关、导线若干。

(1)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用

_______；（填写器材前的字母）

(2)实验时要求尽量减小实验误差，要求伏安特性曲线从零开始取值，请在虚线框中画出合理的电路图_____。

(3)该小组根据正确的操作得到数据，画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图所示，则该小灯泡的额定功率为_______W。将该小灯泡与电动势为3.0 V、内阻为2 的电源直接串联，则该小灯泡的实际功率是_______。（以上结果均保留两位有效数字）。

【答案】B E F 2.0 0.90~0.95W

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[2][3][4]做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的额定电压为4V，因此电压表的量程应大于等于4V，因此选B ；小灯泡的额定功率为1.9W，因此流过小灯泡的额定流为0.5A左右，故电流表选E；由于小灯泡两端的电压需要从零开始调节，因此滑动变阻器采用分压式接法，阻值越小，调节起来越方便，因此选F。

(2)[4]小灯泡的阻值较小，电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压式接法，电路如图所示

(3)[5]从图象可知，当额定电压为4V时，电流为0.5A，因此额定功率为2.0W。 [6]将电源路端电压与电流的图象画到小灯泡的U—I图中，如图所示

两个图象的交点就是流过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压值，图中

U2.2V，I=0.42A

因此

P=UI=0.93W