专题19 电学实验
1. （9分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中
（1）甲同学挑选的小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为0.5W，此外还有以下器材可供选择： A．直流电源3V（内阻不计）
B．直流电流表0~300mA（内阻约为5Ω） C．直流电流表0~3A（内阻约为0.1Ω） D．直流电压表0~3V（内阻约为30kΩ） E．滑动变阻器100Ω，0.5A
F．滑动变阻器10Ω，2A
G．导线和开关
①实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用________；（须填写仪器前的字母）
②在图中的虚线框中画出正确的实验电路图__________（虚线框中已将部分电路画出，请补齐电路的其他部分）；
③请用笔画线代替导线，将实物电路图连接完整。
（2）乙同学利用所选择的电路图，采用正确的测量方法，得到了所测灯泡的伏安特性曲线如右图所示，P为曲线上的一点，PN为图线上P点的切线，则下列说法正确
A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C.对应P点，小灯泡的电阻约为5.33Ω D.对应P点，小灯泡的电阳约为16Ω
（3）丙同学按照正确的电路图和实验操作描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如左图所示。先将两个相同规格的小灯泡按如右图所示电路连接，图中定值电阻阻值为R0=3Ω，电源电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω，此时每个小灯泡消耗的电功率为________W。（结果保留2位有效数字）
2. （9分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，某实验小组决定测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线。
（1）使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图所示，读数为________Ω
（2）实验室提供的实验器材有：
A．电源E（4 V，内阻约0.4 Ω） B．电压表V（2 V，内阻为2 kΩ） C．电流表A（0.6 A，内阻约0.3 Ω） D．滑动变阻器R（0～10Ω) E．三个定值电阻（R1=1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ） F．开关及导线若干
①小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用______（选填“R1”、“R2”或“R3”）与电压表______（选填 “串联”或“并联”），完成改装． ②在图甲的虚线框中画出正确的实验电路图__________（虚线框中已将部分电路画出，请补齐电路的其他部分）；
（3）该实验小组按照正确的电路图和实验操作描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图所示。先将两个相同规格的小灯泡按如图所示电路连接，图中定值电阻阻值为R0=3Ω，电源电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω，此时每个小灯泡消耗的电功率为________W。（结果保留2位有效数字）
3．（10分）小华同学欲测量一卷粗细均匀的金属漆包线的长度。
（1）小华先用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过小，说明电阻较___________(填“大”或“小”)，应换为 （填“×100挡”或“×1挡”）挡，并重新进行测量时指针位置如图所示。
（2）已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为ρ，若金属丝的电阻用R表示，直径用d表示，则这一卷漆包线的长度L=________．
（3）为了准确电阻丝的电阻率，提供的器材有 A．电流表G(内阻Rg=120Ω，满偏电流Ig=3mA) B．电流表A(内阻约为10Ω，量程为100mA)
C．螺旋测微器，刻度尺
D．电阻箱R0(0~9999Ω，0．5A) E．滑动变阻器R(50Ω，1A) F．电池组E(6V，0．05Q) G．一个开关S和导线若干
①该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则螺旋测微器的示数d=________mm.
②把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表，则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω。
③请用改装好的电压表设计一个测量电阻Rx阻值的实验，根据提供的器材和实验需要，将图中电路图补充完整______。
④若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该漆包线的长度与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)．
4. （9分）某同学要测定某金属丝的电阻率。
（1）如图甲先用游标卡尺测其长度为________cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为________mm，如图丙然后用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为________Ω。
（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。某小组同学进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 0 0 2 0.10 0.02 3 0.30 0.06 4 0.70 0.16 5 1.00 0.22 6 1.50 0.34 7 1.70 0.46 8 2.30 0.52 U/V I/A 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的________图(选填“甲”或“乙”)。
（3）下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成下图中实物间的连线________。
（4）某次测量中，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所给物理量的字母表示并忽略电表内阻的影响)。
5. （6分）某待测电阻Rx的阻值约为5Ω，现要精确测量其电阻，实验室提供以下器材： A.电源E(电动势约为15V，内阻很小) B.电压表V1(量程3V，内阻约为5kΩ) C.电压表V2(量程15V，内阻约为15kΩ) D.电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω) E.滑动变阻器R(最大阻值10Ω，额定电流2A) F.定值电阻R1=25Ω G.定值电阻R2=55Ω H.开关S及导线若干
为了精确测量该待测电阻的阻值，要求电表读数不少于量程的
______(用题中
1. 3(1)在可供选择的器材中，电压表应选________(填序号)，定值电阻应选_______(填序号). (2)请在虚线框中将实验电路图补充完整____________.
(3)若在某次实验中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该待测电阻的表达式Rx=_______(用题中所给字母表示)。
6. （9分）（1）某同学用多用电表测量某一电阻，以下是该同学实验过程中的主要操作步骤。 a．将“选择开关”置于如图甲所示的位置；
b．将红、黑表笔短接，调节电阻调零旋钮，进行欧姆调零；
c．如图乙所示把两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针如图丙所示； d．记下读数，实验完毕。
指出该同学上列操作步骤中不合理的地方或遗漏的操作步骤，并加以指正。 ① ； ② ； ③ ；
（2）如左图所示是一个多用表欧姆档内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头G满偏电流Ig=3mA，内阻rg=60Ω；电池电动势E=1.5V，内阻r=1Ω；调零电阻R0阻值0-5KΩ。
①使用此欧姆档测量电阻时，，若表头G指针指在位置如右图所示，则此刻度对应欧姆档表盘刻度为 Ω；“1 mA”处对应的电阻刻度为 Ω。
②该欧姆档表盘的刻度值是按电池电动势为刻度的，当电池的电动势下降到、内阻增大到时仍
可调零。若测得某电阻的阻值为900Ω，则这个电阻的真实值是______。 ③若该欧姆档换了一个电动势为“偏大”、“偏小”或“准确”）。
7．（8分）某研究性学习小组欲测量某种电瓶的电动势和内阻.
⑴用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为_____V；测量时多用表的红表笔应该与电池的____(填“正”或“负”)极相连.
、内阻为
的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果___（选填
(2) 接着小组成员测量电池组的电动势和内电阻中．利用了如下实验器材：电压表，电阻箱（阻值范围0～999.9）；开关、导线若干．
①用笔画代替导线，请将图甲中器材连接成实验电路
②某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在U-U/R图中.请将图1乙、丙中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图2所示的坐标系中（用“+”表示），并画出U-U/R图线如下图，根据实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=____V，内电阻测量值r =_____Ω.（保留3位有效数字）
8. （9分）被誉为“新四大发明”之一的共享单车，部分车型在车框内安装了太阳能电池为智能锁和车灯供电。某同学在探究该太阳能电池组件的特性时，用多用电表粗测其电动势为6.4V。内阻约10Ω。为精确测量该电池组件的电动势E和内电阻r，可使用的器材有： 该同学采用伏安法进行测量,可供选用的器材有: A.电流表A(量程0~30mA，内阻为381.9Ω) B.电压表V1(量程0~30V，内阻约为20kΩ) C.电压表V2(量程0~6V，内阻约为10kΩ) D.滑动变阻器R(阻值0~50Ω) E.电阻箱Ro(0～9999.9Ω) 开关S，导线若干
（1）画出实验电路原理图，为更准确的进行实验测量，电压表应该选择______________，图中电阻箱的阻值应调为_______Ω。
（2）正确设置、连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，读, V的示数为1.72V、A的示数为0.300A；重新调节滑动变阻器，读得V的示数为1.60V、A的示数为0.600A。可知E= ______V、r=______Ω。
9. （6分）1．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。除干电池外，老师还提供了电压表V、电流表A，滑动变阻器R、开关、导线等。
（1）该同学发现电流表A的量程太大，其它器材都合适，于是他从实验里找到了电流表G（量程3mA，内阻Rg=l00Ω）与定值电阻R1=0. 5Ω并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A。（保留两位有效数字） （2）请帮该同学画出适当的实验原理图
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势____V，电源内阻 Ω（保留两位有效数字）。
10. （9分）现有一电池，现有一电池，电动势E约为3V，内阻1允许通过的最大电流为750mA．为2Ω，
测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验．图中R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0为保护电阻．
（1）（单选）可备选用的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用 A.2Ω B.3Ω C.4Ω D.5Ω
（2）按照图（a）所示的电路图，将图（b）所示的实物连接成实验电路．
（3）某同学测量电池的电动势和内阻,经正确操作后得到几组数据，并根据这几组数据作出电压表示数U的倒数1/U随变阻器R的阻值的倒数1/R变化的规律如图丙所示。由图象可知 ①用E、r表示电动势和内阻，则
11与关系式为________________________； UR②依据实验数据绘出的保留两位有效数字）
11－图线如(c)图所示；则电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω .（计算结果UR
11．（10分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计） B．直流电流表（量程0〜3A，内阻约为0.1Ω） C．直流电压表（量程0〜3V，内阻约为15kΩ） D．直流电压表（量程0〜6V，内阻约为30kΩ）
E．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A） F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A） G．定值电阻R0=8Ω
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据． （1）实验中应选用器材有 （均用序号字母表示）． （2）在方框中画出实验原理电路图
（3）其次实验测得两表的读数如图所示，则此时小灯泡的电阻是 Ω．（结果保留两位有效数字）
（4）另一实验小组选用另外的器材，通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中，其中电源电动势E=4V，内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为______W．（结果保留两位有效数字）
12. （6分）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm； 螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则螺旋测微器的示数是____________mm．
（2）该同学比较精确得测出了圆柱体的电阻9.6Ω，求出新材料的电阻率ρ=__________Ω•m(保留二位有效数字)
13．（9分）超高亮LED灯与传统的照明灯相比，有寿命长、低耗、彩色鲜艳、点亮速度快等特点。被广
泛地应用于商场照明、舞台灯光控制、汽车尾灯等诸多领域。为探究LED灯的性能，某兴趣小组想描绘某发光二极管（LED灯）的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 U/（V） 0.00 2.56 2.83 2.90 3.00 I/（mA） 0.00 0.30 2.60 8.21 30.24 （1）实验应该选择的电路图为 ；并根据你选择的电路图，用笔画线代替导线将实物图1中的连线补充完整。
图1 图2
（2）根据实验得到的数据，在如图2所示的坐标纸上描绘出该发光二极管（LED灯）的伏安特性曲线；（3）采用（1）中所选的电路，发光二极管（LED灯）电阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（4）若实验中该发光二极管（LED灯）最佳工作电流为8 mA，现将此发光二极管（LED灯）与电动势为3 V、内阻不计的电源两端相接，还需要串联一个阻值R=_________Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态。（结果保留两位有效数字）
14．（10分）某同学准备自己动手制作一个欧姆表，可以选择的器材如下： ①电池E（电动势和内阻均未知）
②表头G（刻度清晰，但刻度值不清晰，量程Ig未知，内阻未知）
③电压表V（量程为1.5 V，内阻Rv=1 000 Ω） ④滑动变阻器R1（0~10 Ω） ⑤电阻箱R2（0~1 000 Ω） ⑥滑动变阻器R3（0~100 Ω） ⑦开关一个，理想导线若干
（1）为测量表头G的量程，该同学设计了如图1所示电路。图中电源即电池E。闭合开关，调节滑动变阻器R1的滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40 Ω时，表头恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5 V；将电阻箱阻值调到115 Ω，微调滑动变阻器R1滑片位置，使电压表V示数仍为1.5 V，发现此时表 头G的指针指在如图2所示位置，由以上数据可得表头G的内阻rg=______Ω，表头G的量程Ig=_____mA。
图1 图2 图3 图4
（2）该同学接着用上述器材测量该电池E的电动势和内阻，测量电路如图3所示，电阻箱R2的阻值始终调节为1 000 Ω；图4为测出多组数据后得到的图线（U为电压表V的示数，I为表头G的示数），则根据电路图及图线可以得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=______。（结果均保留两位有效数字） （3）该同学用所提供器材中的电池E、表头G及滑动变阻器R3制作成了一个欧姆表，利用以上（1）、（2）问所测定的数据，可知表头正中央刻度为______。
15．（10分）锂电池具有能量密度大、重量轻、寿命长、绿色环保等优点，已得到了广泛应用。图甲为某国产手钻内的可充电的锂电池，该电池标称电动势为12 V。某实验小组想测定它的电动势和内电阻。同学们上网查得该电池的内电阻很小，大约只有几十毫欧。他们从实验室找到了两个开关S1和S2、一个双量程电压表V（0~3 V，0~15 V，内阻约几千欧）以及一个电阻箱（99.999 Ω，精度0.001 Ω）。并设计了如图乙所示的电路。接着完成了以下的实验步骤：
a．按图乙所示电路连接实物电路；
b．保持开关S2断开，闭合开关S1，读出电压表示数U1；
c．把电阻箱调到适当的阻值，再闭合开关S2，此时电压表的示数U2如图丁所示，电阻箱R的示数如图戊所示；
d．记下实验数据，并计算出锂电池的电动势和内电阻； e．实验完毕，整理实验器材。 请完成下列问题：
（1）请用笔代线，按图乙电路图将图丙中实物电路连接好。 （2）根据图丁和图戊可知U2=_________V、R=__________Ω。
（3）如果步骤b中测得U1=12.5 V，根据以上测量数据可以计算出该电池的电动势E=_________V，内电阻r=______________Ω。
（4）请提出该小组操作中不当或可以改进的地方：
___________________________________________________________________________。 16．（10分）某同学要测定某金属丝的电阻率。
（1）先用多用电表粗测其电阻，选择开关打到“×1”挡，指针偏转如图甲所示，则所测阻值为___________Ω。
（2）为了精确地测定该金属丝的电阻，实验室提供了以下器材： A．电压表0~3 V~15 V，内阻约为10 kΩ，50 kΩ B．电流表0~0.6 A~3 A，内阻约为0.5 Ω，0.1 Ω C．滑动变阻器0~5 Ω D．滑动变阻器0~50 Ω E．两节干电池 F．开关及导线若干
本实验要借助图象法测定金属丝的电阻，电压表的量程应该选 V，电流表的量程应该选 A；滑动变阻器应该选 （填序号）。请在如图乙所示的实线框内画出实验电路图。
乙
（3）调节滑动变阻器，测量多组电压、电流的值，作出U–I图象，由图象求得金属丝的电阻R，若测得金属丝的长为L，金属丝的直径d，则金属丝的电阻率ρ= （用字母表示）。
17．（9分）某物理兴趣小组测定某品牌矿泉水的电阻率，将矿泉水装满两端用导体活塞塞住的玻璃管中，整个玻璃管矿泉水的阻值为Rx（900~1 000 Ω）： 电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0 V； 电压表V1，量程为1.5 V，内阻r1=750 Ω； 电压表V2，量程为5 V，内阻r2=2 500 Ω； 滑动变阻器R，最大阻值约为100 Ω； 单刀单掷开关K，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的
1 ，实验的电路图应选用下列的图_________（填字母代号）。
3
（2）根据你所选择的电路原理图在题给的实物图上补充连线。
（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=______。测出玻璃管中有水部分的长度为L，玻璃管的内径为d，则矿泉水的电阻率ρ= _________________（用题中所给的物理量表示）。
18．（9分）某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为U18.0V，内阻不计）、电阻箱R（最大阻值9 999.9 Ω）、单刀双掷开关一个、导线若干。
（1）该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1 700 Ω时，毫安表刚好能够偏转一个格的刻度，将电阻箱的阻值调为500 Ω时，毫安
表刚好能偏转三个格的刻度，实验小组据此得到了该毫安表的量程为 mA，内阻Rg= Ω。
（2）该小组查阅资料得知，光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3 A的电流表，则需在毫安表两端 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。
（3）该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流I（单位：mA）与光照强度E（单
位：cd）之间的关系满足I1E，由此可得光敏电阻的阻值R（单位：Ω）与光照强度E之间的关系为3R= 。
19．（10分）实验室准备用来测量某电学元件Rx（阻值约十几欧）的实验器材有： 电压表V（量程0~3 V，内电阻约20 kΩ） 电流表A1（量程0~30 mA，内电阻约2 Ω） 电流表A2（量程0~300 mA，内电阻约2 Ω） 滑动变阻器R1（最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A） 滑动变阻器R2（最大阻值为300 Ω，额定电流为0.1 A） 直流电源E（电动势为3 V、内阻不计） 开关及导线若干 进行了如下操作：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示，由图可知其长度为________mm；
图1
（2）实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流–电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则电流表应选用________（填实验器材的代号）；滑动变阻器应选用________（填实验器材的代号）；
（3）研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了如图2所示实验电路．为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔划线代替导线将电路实物图连接完整；
图2 图3
（4）利用（3）中实验电路测得相关数据如下表所示，请在图3的坐标纸上绘出I–U图象；
U/V I/A 0 0 0.40 0.020 0.60 0.045 0.80 0.080 1.00 0.125 1.20 0.180 1.32 0.220 1.50 0.281 （5）若用一节电动势为1.5 V、内阻为7.5 Ω的干电池对该元件供电.则该元件消耗的电功率为________W（结果保留2位有效数字）．
20．（9分）小宇在进行电表的改装时，从实验室取了一块内阻未知，量程为200μA的电流计。小宇首先设计了如图所示的电路测量该电流计的内阻，已知电源为内阻可忽略不计的学生电源。
（1）小宇在测量电流计的内阻时，进行了如下的操作：小宇将可调电阻R1、R2的阻值调至最大，仅闭合电键S1，调节电阻箱R1，同时观察电流计直到读数为200μA为止；然后 ；（填序号）
A．保持电键S1闭合，闭合电键S2，同时调节电阻箱R1、R2，直到电流计读数为100μA为止，记下电阻箱R2的阻值
B．保持电键S1闭合，闭合电键S2，仅调节电阻箱R2，直到电流计读数为100μA为止，记下电阻箱R2的阻值
（2）通过（1）操作，若R2100，则电流计的内阻为 ；（填序号） A．50
B．100
C．200
D．300
（3）在（1）的过程中，当电流计的读数为200μA时，电阻箱R1的读数不足最大值的一半。为了使测量的电流计的内阻更精确，下列正确的是 ；（填序号） A．应将R1调换成另一个阻值更大的电阻箱
B．应将R1调换成最大值为原来C．将电源的电压加倍 D．将电源的电压减为原来的
1的电阻箱 21 2（4）通过分析可知，电流计内阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）实际值；
（5）根据以上测量的数据，如果将该电流计改装成量程为3 V的电压表，则应将该电流计 （填“串联”或“并联”）一定值电阻，该定值电阻的阻值为_________Ω。
21．（9分）（1）为了测量一金属丝电阻，某同学先用一欧姆表粗测。该同学现将欧姆表的选择开关旋转至“×1”挡，然后_______________，欧姆表的指针如图1所示，请帮该同学读出欧姆表的读数为_____Ω。
图1
（2）为了进一步测量该金属丝的电阻，该同学找了一个电压为2 V的电源，还准备了以下实验器材。 A．电流表0~0.5 A，内阻约0.5 Ω B．电流表0~1.5 A，内阻约0.1 Ω C．电压表0~2 V，内阻约5 kΩ D．电压表0~6 V，内阻约50 kΩ
E．滑动变阻器，0~1 Ω（额定电流为1.0 A） F．滑动变阻器，0~2 000 Ω（额定电流为0.5 A） G．开关 H．若干导线
为了减少误差，电流表应选__________，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________（填序号）。（3）请在图2所示的实物图中补充完整连线。
图2
（4）为了进一步研究该金属丝的电阻率，该同学在绝缘木板上装上刻度尺，并装上a和b两个接线柱，把拉直的金属丝固定在接线柱a和b上。在金属丝上夹一个带有接线柱c的小金属夹，沿金属丝移动金属夹，可改变其与金属丝接触点P的位置，从而改变接入电路中金属丝的长度。再选用合适实验器材，按照图3
所示连接实验电路，调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；将金属夹夹在金属丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的金属丝长度L；改变金属夹与金属丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的金属丝长度L；断开开关，整理好器材。
图3 图4
用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中金属丝长度L的数据，绘出了如图4所示的R–L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的金属丝直径d，写出金属丝的电阻率表达式ρ=__________（用给定的物理量符号和已知常数π表示）。
22．（9分）2018年3月2日，长沙星沙6 000万盏LED灯点亮元宵节。小明同学观灯后拟探究某一LED小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下： A．规格为9 V、9 W的LED小灯泡L一个 B．直流电流表A1：50 mA，内阻r1为30 Ω C．直流电流表A2：0.2 A，内阻r2为6 Ω D．直流电压表6 V，内阻约为20 kΩ E．定值电阻R1，阻值为170 Ω F．定值电阻R2，阻值为1.2 Ω
G．直流电源，电动势E=12 V，内阻不计 H．滑动变阻器a，最大阻值为500 Ω I．滑动变阻器b，最大阻值为10 Ω J．开关一个，导线若干
（1）为了减少实验误差，更好地描绘LED小灯泡的伏安特性曲线，滑动变阻器应选用 （填写器材前的序号），其理由是滑动变阻器在电路里应起 作用（填“分压”或“限流”）。 （2）在题中的方框里，完成实验原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。
（3）若某次测量中，直流电流表A1的读数为I1=21 mA，另一直流电表的读数为0.10（国际单位），则小灯泡此时的电阻为RL= Ω（保留两位有效数字）。
23．（12分）在“用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻”的实验中，提供的器材有： （A）干电池一节
（B）电流表（量程0.6 A） （C）电压表（量程3 V） （D）开关S和导线若干
（E）滑动变阻器R1（最大阻值20 Ω，允许通过的最大电流1 A） （F）滑动变阻器R2（最大阻值200 Ω，允许通过的最大电流0.5 A） （G）滑动变阻器R3（最大阻值2 000 Ω，允许通过的最大电流0.1 A）
（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选_________（填“R1”、“R2”或“R3”）． （2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求滑动变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大．
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数．用同样的方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出U–I图线，由此求得待测干电池的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω．（结果保留两位有效数字）所得内阻的测量值与真实值相比_________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
24．（5分）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：
（1）若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路。
（2）某同学排除故障后绘出电源和小电珠的U–I特性图线，如图2所示。电源的电动势E=_________V、内阻r=______Ω；小电珠的电阻随温度的上升而_________；若小电珠接到上面电源的两端，则小电珠的实际电功率是P=_______W。（保留2位小数）
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