专题10 直流电（3）－备战2020年高考物理精选考点专项突破题集

一、实验题

1. 难度：简单

在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为______mm．

用游标为20分度的游标卡尺测量小球的直径，示数如图2所示，读数为______cm．

2. 难度：简单

在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V、3W”，其他可供选择的器材有：

A．电压表V₁(量程6 V，内阻约20 kΩ)        B．电压表V₂(量程20 V，内阻约60 kΩ)

C．电流表A₁(量程3 A，内阻约0.2 Ω)         D．电流表A₂(量程0.6 A，内阻约1 Ω)

E．滑动变阻器R₁(0～1000 Ω，0.5 A)          F．滑动变阻器R₂(0～20 Ω，2 A)

G．学生电源E(6 V～8 V)                    H．开关S及导线若干

某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U－I关系曲线如下左图所示．

(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；（填器材前的序号）

(2)在上图的虚线框中画出实验所用的电路图_________；

(3)若将该小灯泡接在电动势为6V，内阻为12Ω的电源两端，则灯泡实际消耗的功率为________W.

3. 难度：简单

多用电表表头的示意图如图所示．在正确操作的情况下：

(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．

(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：________，________，________.

(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到________或者________．

(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表．

4. 难度：简单

为测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0 Ω）的电动势和内阻，实验室备有电流计G（满偏电流3 mA，内阻25Ω）、定值电阻R₀＝0.126Ω、开关和若干导线及以下器材： 

A.量程0~3V，内阻约1000Ω的电压表

B.量程0~15V，内阻约1500Ω的电压表

C.总阻值为10Ω、额定电流为2A的滑动变阻器

D.总阻值为100Ω、额定电流为1A的滑动变阻器

(1)因电流表量程太小，需将R₀与电流计________以扩大量程；

(2)电压表应选择________，滑动变阻器应选择________（填代号）

(3)请在虚线框内完成实验电路图________；

(4)根据所画出的电路图，引起该实验系统误差的主要原因是________________。

5. 难度：中等

实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm²，查得铜的电阻率为1.7×10^－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R_x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：

电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；

电压表：量程3V，内阻约9kΩ；

滑动变阻器R₁：最大阻值5Ω；

滑动变阻器R₂：最大阻值20Ω；

定值电阻：R₀=3Ω；

电源：电动势6V，内阻可不计；

开关、导线若干．

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选________(填“R₁”或“R₂”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)；

（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接_______；

（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V；

（4）导线实际长度为________m(保留两位有效数字)．

6. 难度：简单

用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R_T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将R_T和两个适当的固定电阻R₁和R₂连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R_L的阻值随R_T所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R_L的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大。R_L的测量结果如表l所示。

回答下列问题：

(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线________。

(2)为了检验R_L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作R_L-t关系图线_______。

(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3和图4所示。电流表的读数为_______，电压表的读数为_________。此时等效电阻R_L的阻值为________：热敏电阻所处环境的温度约为_________。

7. 难度：中等

为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A₀是标准电流表，R₀和R_N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S₁分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：

⑴将S拨向接点1，接通S₁，调节_____，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_________的读数I；

⑵然后将S拨向接点2，调节_____，使____________，记下此时R_N的读数；

⑶多次重复上述过程，计算R_N读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．

8. 难度：简单

利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：

待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R₀（阻值为3.0），电阻R₁（阻值为3.0Ω），电流表A（量程为200mA，内阻为R_A=6.0Ω），开关．

实验步骤如下：

①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；

②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值；

③以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；

④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．

回答下列问题

（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为        ．

（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表．答：①      ，②         ．

（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率=           A^-1Ω^-1，截距=           A^-1．

（4）根据图线求得电源电动势=      V，内阻=          Ω．

9. 难度：中等

图（a）为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．

（1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R₁和R₂为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA．由题给条件和数据，可求出_____Ω，______Ω．

（2）现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA．电池的电动势为1.5V，内阻忽略不计；定值电阻R₀有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω．则R₀应选用阻值为Ω的电阻，R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器．

（3）若电阻R₁和R₂中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图（b）的电路可以判断出损坏的电阻．图（b）中的为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图（a）虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱（填“b”或“c”）相连．判断依据是：．

10. 难度：简单

某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程 3 V，内阻 3 kΩ)；电流表 (量程0.5 A，内阻 0.5 Ω)；固定电阻R₀(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．

(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图_____．

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．

图(a)　　　　　　　　　　　图(b)

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻　________(填“增大”、“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率　________(填“增大”、“不变”或“减小”)．

(3)用另一电源E₀(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为　________W，最大功率为　________W(结果均保留2位小数)

11. 难度：中等

某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻R_T，其标称值（25℃时的阻值）为900.0 Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表V （量程150 mV）：定值电阻R₀（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R₁（最大阻值为1 000 Ω）：电阻箱R₂（阻值范围0-999.9 Ω）：单刀开关S₁，单刀双掷开关S₂．

实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S₂与1端接通，闭合S₁，调节R₁的滑片位置，使电压表读数为某一值U₀：保持R₁的滑片位置不变，将R₂置于最大值，将S₂与2端接通，调节R₂，使电压表读数仍为U₀：断开S₁，记下此时R₂的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R₂的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R₂-t数据见下表．

t/℃	25.0	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0
R2/Ω	900.0	680.0	500.0	390.0	320.0	270.0	240.0

回答下列问题：

（1）在闭合S₁前，图（a）中R₁的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；

（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R₂-t曲线_____

（3）由图（b）可得到R_T，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R_T=____Ω；

（4）将R_T握于手心，手心温度下R₂的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃．

12. 难度：简单

为了测量某待测电阻 R_x 的阻值（约为30 Ω），有以下一些器材可供选择。

电流表A₁（量程 0～50 mA，内阻约 10 Ω）；

电流表A₂（量程 0～3 A，内阻约 0.12Ω）；

电压表V₁（量程 0～3 V，内阻很大）；

电压表V₂（量程 0～15 V，内阻很大）；

电源 E（电动势约为 3 V，内阻约为 0.2 Ω）；

定值电阻 R（20 Ω，允许最大电流 1.0 A）；

滑动变阻器 R₁（0～10 Ω，允许最大电流 2.0 A）；

滑动变阻器 R₂（0～1 kΩ，允许最大电流 0.5 A）； 单刀单掷开关 S 一个，导线若干。

（1）电流表应选_____，电压表应选_____，滑动变阻器应选_____。（填 字母代号）

（2）请在方框内画出测量电阻 R_x 的实验电路图。（要求测量范围尽可能大）

（_______）

 （3）某次测量中，电压表示数为 U 时，电流表示数为 I，则计算待测电阻阻值的 表达式为 R_x＝________。

13. 难度：困难

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（R_x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＝________．

14. 难度：简单

用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω)，实验室提供如下器材：

电源E：电动势3V，内阻忽略不计；

电流表A1：量程0～15mA，内阻约为100Ω；

电流表A2：量程0～300μA，内阻为1000Ω；

电压表V：量程15V，内阻约15kΩ；

滑动变阻器R1：阻值范围0～20Ω；

定值电阻R2：阻值为9000Ω；

开关S、导线若干．

(1)在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值，选择的电表为___(填写器材代号)．

(2)在图甲虚线框中画出完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号_______．

(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是_______  mA，电流表A2的示数是 _____μA．

15. 难度：中等

LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为，电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有：

A.电流表(量程为50mA，内阻约为)

B.电流表(量程为3mA，内阻)

C.定值电阻

D.定值电阻

E.滑动变阻器R()

F.电压表V(量程0～12V，内阻)

G.蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)

H.开关S

(1)部分电路原理图如图1所示，请选择合适的器材，电表1为________，电表2为________，定值电阻为________.(填写器材前的字母编号)

(2)将电路图补充完整.______

(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式＝______(用已知量和测量量表示)，当表达式中的________(填字母)达到________，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作的电阻.

16. 难度：中等

如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I–U特性曲线的实验器材。

（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整__________。

（2）开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于__________端（选填“A”“B”或“AB中间”）。

（3）实验中测得有关数据如下表：

U/V	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/A	0.10	0.16	0.20	0.23	0.25	0.26	0.27

根据表中的实验数据，在图乙中画出小灯泡的I–U特性曲线__________。

（4）若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5 Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比，试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为_________ ℃（保留三位有效数字）。

17. 难度：简单

某同学为了描绘一个标有“12V，6 W”的小灯泡的伏安特性曲线，他到实验室寻找到了一些仪器，但没找到电压表，找到的器材规格如下：

A.电流表A₁（0~0.5 A，内阻为0.5Ω）           B.电流表A₂（0~0.6A，内阻约为0.3Ω）

C.电阻箱R₁（0~9999.9Ω，最小调节量0.1Ω）   D.电阻箱R₂（0~99.9Ω），最小调节量0.1Ω）

E.滑动变阻器R₃（0~50Ω，额定电流为1.5A）     F.滑动变阻器R₄（0~5Ω，额定电流为3A）

G.16V直流电源                               H.开关、导线若干，待测灯泡

利用现有器材，结合所学知识，请你替这位同学设计本实验。

(1)画出实验原理图_____；

(2)以上器材中电阻箱应选用________，滑动变阻器应选用________（填代号）。

(3)写出小灯泡两端电压的表达式，并说明式中符号的意义： __________________。

18. 难度：中等

如图甲是利用两个电流表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大得多），A₂为理想电流表。

（1）按电路原理图在图乙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________（选填“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
I1/mA	480	400	320	232	140	68

在如图所示的坐标纸上以I₁为纵坐标、I₂为横坐标画出所对应的I₁－I₂曲线。（________）

（4）利用所得曲线求得电源的电动势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。