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[A组 基础达标练]
1.(2023·新课标卷,22)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干.
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压.检测时,红表笔应该与电池的 ________ (填“正极”或“负极”)接触.
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示.先将电阻箱的阻值调为R1,将单刀双掷开关S与“1”端相接,记录电流随时间的变化.电容器充电完成后,开关S再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是 ________ .(填正确答案标号)
A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定
B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定
C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1),再次将开关S与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况.两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为 ________ (填“R1”或“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的 ________ (填“电压”或“电荷量”).
解析:(1)多用电表应满足电流“红进黑出”,因此红表笔与电源的正极相连;(2)电容器放电过程中,电流由大逐渐变小,则小灯泡迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭;(3)实线表示充电慢,用时长,故接入的电阻应该为大的电阻,即R2,因此实线表示接入电阻为R2;根据公式I=,则It图像的线下面积表示电荷量.
答案:(1)正极 (2)C (3)R2 电荷量
2.(2022·全国甲卷,22)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表(量程100 μA,内阻Rg待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干.
(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rg= ________ Ω.
解析:(1)为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,
可求出流过定值电阻R0的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内电阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动电阻器采用分压式接法,实验电路原理图如图所示
(2)流过定值电阻R0的电流I=IA-IG=9.00 mA-0.09 mA=8.91 mA
加在微安表两端的电压U=IR0=8.91×10-2V
微安表的内电阻Rg== Ω=990 Ω.
答案:(1)见解析 (2)990
3.(2023·辽宁卷,12)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆.现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品 (固态), 某同学欲测量其电阻率, 设计了如图 (a) 所示的电路图, 实验步骤如下:
a.测得样品截面的边长a=0.20 cm;
b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触, 其中甲、乙、丁位置固定, 丙可在乙、丁间左右移动;
c.将丙调节至某位置, 测量丙和某探针之间的距离L;
d.闭合开关S, 调节电阻箱R的阻值, 使电流表示数I=0.40 A, 读出相应的电压表示数U, 断开开关S;
e.改变丙的位置, 重复步骤c、d, 测量多组L和U, 作出UL图像如图(b)所示, 得到直线的斜率k.
回答下列问题:
(1)L是丙到 ________ (填“甲”“乙”或“丁”) 的距离;
(2)写出电阻率的表达式ρ= __________ (用k、a、I表示);
(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ= ________ Ω·m(保留两位有效数字).
解析:(1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压,则L是丙到乙的距离.
(2)根据电阻定律有R=ρ,
再根据欧姆定律有R=,
联立有U=L,则ρ=,
(3)根据图像可知k=6.5 V/m,
则根据(2)代入数据有ρ=6.5×10-5 Ω·m.
答案:(1)乙 (2) (3)6.5×10-5
4.(2023·山东淄博部分学校阶段性诊断)如图甲所示,虚线框中是某多用电表欧姆挡“×1”的内部电路图.一学习小组将电阻箱和电压表并联后接到多用电表两表笔A、B上,采用图甲所示的电路测量多用电表欧姆挡“×1”正常工作时的内阻Rx和其内部电池的电动势E,实验操作步骤如下.(电压表的内阻很大,它在该电路中的分流作用可以忽略)
(1)先调整“指针定位螺丝”使指针指到正确位置,然后将选择开关转至欧姆挡“×1”位置,再