第11章 电路及其应用(易错60题14大考点)-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练(人教版2019必修第三册)
2024-06-13
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内容正文:
第十一章 电路及其应用(易错60题14大考点)
一.电流、电源的概念(共2小题)
二.电流的微观表达式(共2小题)
三.欧姆定律及其应用(共4小题)
四.电阻率(共2小题)
五.电阻定律(共4小题)
六.线性元件和非线性元件及伏安特性曲线(共2小题)
七.串联电路和并联电路的特点及应用(共6小题)
八.表头的改装(共3小题)
九.研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系(共1小题)
一十.导体电阻率的测量(共6小题)
一十一.描绘小灯泡的伏安特性曲线(共5小题)
一十二.伏安法测电阻(共6小题)
一十三.电表的改装与应用(共9小题)
一十四.练习使用多用电表(共8小题)
一.电流、电源的概念(共2小题)
1.(2024•怀柔区校级开学)若在2s内共有2×1019个2价正离子和4×1019个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面,那么通过这个截面的电流是(取e=1.6×10﹣19C)( )
A.1.5A B.6.4A C.4.8A D.3A
2.(2021秋•江西期中)(多选)如图所示,两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,下列说法正确的是( )
A.通过两棒的电流强度相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相等
C.两棒内的电场强度大小相等
D.相同时间内通过两棒的电荷量相等
二.电流的微观表达式(共2小题)
3.(2023秋•鼓楼区校级期中)一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速度为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.自由电子定向移动的平均速率为
D.自由电子定向移动的平均速率为
4.(2021秋•包头期末)(多选)一根粗细均匀的圆柱形导线,两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面积变为原来的,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动速率为
D.导线中自由电子定向移动速率为v
三.欧姆定律及其应用(共4小题)
5.(2022秋•杜集区校级期末)如图所示,长方体铜柱长a=15cm,宽b=5cm,高c=3cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流强度为1A,若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.9A B.2A C.A D.A
6.(2023秋•河南期中)有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量,三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一U﹣I坐标系中,得到的结果如图所示,图中A点、B点和C点对应的电阻分别RA、RB和RC,则( )
A.RA>RB>RC B.RC>RB>RA C.RB>RC>RA D.RB>RA>RC
7.(2023秋•西青区期末)(多选)如图所示是电阻R的I﹣U图象,图中α=45°,由此得出( )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5Ω
C.因I﹣U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0Ω
D.在R两端加上6.0V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
8.(2022秋•菏泽期中)如图所示,P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中,测得它两端的电压为U,通过它的电流为I,则金属膜的电阻为多少?镀膜材料的电阻率为多少?
四.电阻率(共2小题)
9.(2021秋•鹤城区校级期中)关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的
B.材料的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
10.(2021春•抚顺期末)(多选)如图所示是测试热敏电阻R的性质的电路图,当保持滑动变阻器阻值不变,环境温度升高时,灯泡L变亮.下列说法正确的是:( )
A.电路中电流减小 B.电路中电流增大
C.热敏电阻的阻值增大 D.热敏电阻的阻值减小
五.电阻定律(共4小题)
11.(2023秋•广州期中)离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为3×105V,已知,雷暴两秒钟给地球充电的电荷量约为3.6×103C,地球表面积近似为5.0×1014m2,则( )
A.该大气层的等效电阻约为600Ω
B.该大气层的平均漏电电流约为3.6×103A
C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω•m
D.离地面越近电势越高
12.(2023秋•黑龙江期末)如图所示为电路上常用的熔断保险丝,当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断、及时切断电源,保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝,若将这段保险丝对折后绞成一根,则保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A.和2A B.和8A C.和2A D.和8A
13.(2023秋•和平区校级期中)两根用相同材料制成截面积不同的粗细均匀的导线,将导线分别绕成两个边长不同的正方形线框,甲、乙两线框的质量之比m1:m2=1:2;匝数之比N1:N2=2:1;甲、乙边长之比L1:L2=2:3,则甲、乙两个线圈的电阻之比为( )
A.32:9 B.16:9 C.3:8 D.1:2
14.(2022秋•奇台县校级期中)(多选)将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上,已知电流大小为I,电流方向如图所示,甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h,则( )
A.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是1:1
B.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是a:b
C.导体电阻率为
D.导体电阻率为
六.线性元件和非线性元件及伏安特性曲线(共2小题)
15.(2023秋•道里区校级期中)如图所示为某金属导体的伏安特性曲线,MN是曲线上的两点,过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出,下列说法正确的是( )
A.该金属导体的电阻是10Ω
B.该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是10Ω
C.该金属导体的电阻随电压的增大而减小
D.该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是2:3
16.(2023秋•怀柔区期末)(多选)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是( )
A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B.图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D.图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大
七.串联电路和并联电路的特点及应用(共6小题)
17.(2022秋•浦东新区校级期末)把三个都是12Ω的电阻采用串联、并联或混联都不可能获得的阻值是( )
A.36Ω B.4Ω C.18Ω D.2Ω
18.(2023春•辽宁期末)在如图电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小
D.电压表示数变大,电流表示数变大
19.(2023秋•荔湾区校级期中)如图所示,四个定值电阻连接在电路中,a、d两端加96V的恒定电压。已知R1=7Ω,R2=5Ω,R3=12Ω,R4=6Ω,则( )
A.c、d之间的总电阻8Ω
B.a、d之间的总电阻18Ω
C.通过R1、R2的电流均为3A
D.通过R4的电流为4A
20.(2023秋•北碚区校级期中)(多选)如图甲所示,A、B间电压为U且恒定,滑动变阻器R与Rx并联部分电阻为R0,R0的最大值为Rm(即滑动变阻器总电阻为Rm),移动滑片P的位置,就可以改变Rx两端的电压Ux,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知( )
A.图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B.图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C.采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
D.采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
21.(2022秋•青浦区校级期末)如图所示,连接的是部分节日彩灯;观察灯的结构发现,每个灯的灯丝如A灯R1引线上方均绕有金属电阻丝R2,这样做的目的是即使其中的一个灯丝断了,其余各灯仍可以正常发光;比较R1和R2的大小可知,R2 R1.(填“《”或“》”或“等于”)当某一灯丝断了之后,其它灯将要变 (填“亮”或“暗”)一些。
22.(2022秋•湖北期中)如图所示,灵敏电流计的内阻Rg为500Ω,满偏电流Ig为1mA.当使用a、b两个端点时,是量程为I1的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为I2的电流表;当使用a、d两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻R1、R2、R3的阻值分别为0.5Ω、2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值。
八.表头的改装(共3小题)
23.(2023秋•北辰区校级期中)有一灵敏电流表,其表头内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A。以下说法正确的是( )
A.将表头并联一个2.5Ω的电阻就可以改装成0~0.5A的电流表
B.将表头串联一个14Ω的电阻就可以改装成0∼15V的电压表
C.把它改成量程为0~3V的电压表,测量某电压时读数为1.0V,此时流过表头的电流为0.1A
D.将表头改装为一个0~3A的电流表后,其示数为1.5A时流过表头的电流也是1.5A
24.(2023秋•房山区期末)在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA,R1=900Ω,R2=Ω.下列说法正确的是( )
A.当S1和S2均断开时,改装成的表是电流表
B.当S1和S2均断开时,改装成的是量程为10V的电压表
C.S1和S2均闭合时,改装成的表是电压表
D.S1和S2均闭合时,改装成的是量程为1A的电流表
25.(2023秋•重庆期中)已知表头G的参数Ig=10mA,Rg=90Ω,经改装后如图所示,oa间是0~100mA的电流表,ob间是0~3V的电压表,则电阻R1= Ω和电阻R2= Ω。
九.研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系(共1小题)
26.(2021秋•调兵山市校级期末)在探究“决定导线电阻因素”的实验中,需要进行以下测量。欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻,其阻值约为12Ω,要求测量结果尽量准确,并且电压、电流测量范围尽可能大一些。下列器材中电流表应选用的是 (选填A1或A2),电压表应选用的是 (选填V1或V2),滑动变阻器应选用的是 (选填R1或R2)。在方框内画出应采用的电路图。
A.电池组E(6V,内阻很小)
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表V2(0~6V,内阻6kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)
C.滑动变阻器R2(0~1000Ω,1A)
H.电键、导线。
一十.导体电阻率的测量(共6小题)
27.(2023•万年县校级一模)在“测定金属的电阻率”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.用伏安法测金属丝的电阻时,可采用电流表内接法
B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值
C.应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次,然后求出长度平均值
D.实验中电流强度大小可不加要求
28.(2021秋•白河县校级期末)电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径为 mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为 mm。
29.(2022秋•杨浦区校级期末)电热膜供暖系统工作时以电热膜为发热体,将热量以辐射的形式送入空间,其综合效果优于传统的对流供暖方式。如图所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形长陶瓷管,长陶瓷管的长度为L、直径为D,镀膜的厚度为d、管两端有导电金属箍M、N。现把M、N接入电路中,当两端电压为U时,它的发热功率为P,则该电热膜的电阻率为 。在测量金属丝电阻率的实验中,除了游标卡尺,我们常使用精度更高的 对金属丝直径进行测量,此仪器的分度值一般为0.01mm。
30.(2022秋•西山区期末)某同学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d,示数如图所示,读数为 mm;
该同学先用指针式多用电表粗略测金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔中,将选择开关置于“×10”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较大。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“ ”位置;(选填“×1”、“×100”),然后再将红、黑表笔短接,重新调零后继续实验,结果看到指针在如图所示位置,则金属丝电阻的测量值为 Ω。为了减小实验误差该同学再用图乙测得金属丝的电阻,测量电压表示数为U,电流表示数为I,测得金属丝长度为L,则金属丝电阻率的表达式ρ= (用U、I、L、d表示),测量结果将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
31.(2024•黄陂区校级二模)学习小组要测量一个电阻的电阻率,已知其长度为L,额定电压为1V。
(1)用螺旋测微器测量该电阻的直径,示数如图甲所示,其直径d= mm;
(2)粗测该电阻的阻值为250Ω,为精确测量其阻值,该同学设计的测量电路如图乙所示,其中蓄电池E电动势约为6.5V(内阻不计)、滑动变阻器R最大阻值为200Ω、定值电阻R1=792Ω、保护电阻R2=250Ω。要求滑动变阻器在接近全电阻范围内可调,且测量时电表的读数不小于其量程的,则图乙中圆圈①位置接入 、圆圈②位置应接入 (均选填器材前的字母序号);
A.电流表A1(量程为100mA,内阻RA1=3Ω)
B.电流表A2(量程为5mA,内阻RA2=8Ω)
C.电压表V(量程为3V,内阻RV=750Ω)
(3)实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线(坐标均为国际单位),已知图线的斜率为k,则所测该电阻的阻值Rx= (用题中已知所测物理量符号表示),研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小,则电阻率的测量值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
32.(2023秋•下城区校级期末)工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率,其中一个关键部件如图甲所示,它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻,而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率,在实验室找到了一个透明塑料长方体容器,容器内部左右两侧插入两片面积均为S=10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极(正对放置),现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下:
电压表(量程为15V,内阻约为30kΩ);
电流表(量程为300μA,内阻约为50Ω);
滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个;
导线若干。
(1)该小组先用欧姆表粗测溶液电阻,他们先选择欧姆×100挡,欧姆调零后测量结果如图乙所示,为了使读数更精确些,接下来要进行的步骤是 (填正确答案标号)。
A.换为×10挡,重新测量
B.换为×1k挡,重新测量
C.换为×10挡,先欧姆调零再测量
D.换为×1k挡,先欧姆调零再测量
(2)为了准确测量其阻值,并测量多组数据,请在图丙中用笔画线代替导线,将实物图补充完整。
(3)某次测量过程中,两板间距d=20cm,测量时电流表读数为I=275μA,电压表指针偏转如图丁所示,电压表读数为U= V,则该溶液电阻R= Ω。
(4)实验时,仅多次改变两个电极板间距d,测得多组U、I数据,计算出对应的电阻R,描绘出R﹣d图线,在图戊的坐标纸上将(3)中计算的数据点补充完整并作图,根据图像可求出该导电溶液的电阻率ρ= Ω•m(计算结果保留整数);若考虑电表内阻的影响,计算结果与真实值相比会 (填“偏大”,“偏小”,或“不变”)。
一十一.描绘小灯泡的伏安特性曲线(共5小题)
33.(2023秋•萨尔图区校级月考)某同学在研究三种导电元件的伏安特性曲线时,他根据实验中所测得的数据,分别绘制了I﹣U图线,如图甲、乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.图甲的元件可以作为标准电阻使用 B.图乙的电阻随电压升高而减小
C.图丙的电阻随电压升高而增大 D.只有图乙才是可能的
34.(2022•杨浦区三模)小康同学通过实验测得一个小灯泡的伏安特性曲线如图(a)所示,实验装置如图(b)所示,图(b)中1、2、3、4、5、6为不同接线柱的编号。实验时还需将滑动变阻器的接线柱1与接线柱 连接,接线柱2与接线柱 连接(均选填接线柱对应的编号)。实验中选用的滑动变阻器较合理的阻值范围为 (选填“0~5Ω”或“0~500Ω”)。
35.(2024•泰州模拟)某同学通过实验描绘规格为“2.5V,0.6W”的小电珠的伏安特性曲线。
(1)该同学用多用电表测量小电珠的电阻,应将选择开关旋至图甲中 处。(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
(2)该同学按图乙所示连接好电路,请指出电路中 (选填图中表示接线柱的字母)之间连线出现了错误。
(3)改正错误连接后,闭合开关S,调节滑片P,发现电压表和电流表的示数总是调不到零,已知各元器件均无故障,其原因是 两点间的导线没有连接好。
(4)如表为该同学记录的电压表和电流表的示数。为了获得更准确的实验图象,你认为必须在表内相邻数据点 (选填“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)间多测几组数据,并说明理由
。
数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
36.(2023•新建区校级模拟)某同学为了测绘小灯泡(2.5V 0.6A)的伏安特性曲线,到实验室找出了下列的实验器材:两个相同的电流表G(内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA),
四个定值电阻:A:3900Ω,B:2900Ω,C:Ω;D:Ω;
两个滑动变阻器:E最大阻值6Ω,2A,F:最大阻值20Ω,1A;
电源:电动势3V,内阻不计。由于没有电压表和电流表,他设计了如图所示的测量电路。为了比较精确地测量电流和电压的值
(1)电阻R1应该选择 ,电阻R2应该选择 ;
(2)请根据题目所给的器材,将控制电路部分的电路图补充完整;
(3)控制电路部分的滑动变阻器应该选择 ;
(4)在测量过程中滑动变阻器调整到某一位置时,该同学发现两只表头指针偏转的角度完全相同,则此时小灯泡的电阻是 (结果保留两位有效数字)。
37.(2024•浑南区校级三模)实验小组的同学利用如图甲所示的电路测绘小灯泡的I﹣U图像,研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验室提供的器材有:
A.待测小灯泡:额定电压为2.5V;
B.电压表①:量程为3.0V,内阻约为3.0kΩ;
C.电流表④:量程为0.6A,内阻为0.33Ω;
D.滑动变阻器R1最大阻值为10Ω;
E.三节干电池:每节干电池的电动势均为1.5V,内阻均为0.7Ω;
F.开关一个、导线若干。
(1)按如图甲所示的电路图连接好实物图,检查无误后,将滑动变阻器滑片移动到 (填“左”或“右”)端,闭合开关,将滑动变阻器滑片移动少许,记录电流表和电压表的示数I和U,重复上述过程得到多组I、U。
(2)根据数据描出的I﹣U图像经过点(2.6V,0.3A),如图乙所示,由此可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 (填“增大”或“减小”),当电流表示数为0.3A时,小灯泡两端的实际电压为 V,小灯泡的实际功率为 W。(后两空保留两位有效数字)
(3)实验小组的同学将小灯泡直接与一节干电池串联形成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为 W。(结果保留两位有效数字)
一十二.伏安法测电阻(共6小题)
38.(2023秋•东城区校级期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B.图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C.图甲中误差由电压表分流引起,此法测较大电阻好
D.图乙中误差由电流表分压引起,此法测较大电阻好
39.(2023•鞍山模拟)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约12Ω) A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大)V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(30Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器:R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
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)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(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Rx= .
40.(2021秋•河南期末)在伏安法测电阻的实验中,由于电流表和电压表均不是理想电表,会造成实验存在系统误差。现有一个待测电阻Rx,当由图(a)连接方式变成图(b)连接方式时,电压表的示数减少了,电流表的示数变为原来值的,则选用 (填“a”或“b”)测量结果更接近待测电阻的真实值,且测量值 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,造成误差的原因 。
41.(2024春•常州期末)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,测量范围尽可能大.现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.开关、导线
(1)上述器材中,电流表应选 ;电压表应选 .(填写各器材的字母代号)
(2)设实验中,电流表、电压表的某组示数如图1所示,图示中I= A,U= V.
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求将图2中给定的器材连成实验电路.
42.(2023秋•江汉区校级期末)某实验小组用如图所示的电路来测量一个阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值,已知电流表A1的量程为50mA,内阻RA1约为40Ω,定值电阻R0=20Ω。
(1)现有下列四种量程的电流表,则电流表A2选用的量程最合适的是 。
A.0~400mA B.0~300mA C.0~200mA D.0~100mA
(2)实验时,将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端,将开关S2合向1,S3合向3,再闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片,使两电流表的指针偏转较大,记录电流表A1、A2的示数I1、I2,多次测量得到,用k1表示各电阻的关系
(用题目中的字母表示);断开S1,将开关S2合向2,S3合向4,再闭合开关S1,记录电流表A1、A2的示数I1′、I2′,求出;则被测电阻的阻值Rx= (用k1、k2、R0表示)。
(3)该实验方法 (填“能”或“不能”)测出电流表A1内阻的准确值。
43.(2024•云南一模)某同学设计并制作了一个可以测量角度的装置,其电路如图所示。其中半圆弧AB是电阻率为ρ、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝,圆弧的圆心在O点,半径为r;ON为可绕O旋转的金属指针,N端可在圆弧AB上滑动且接触良好,R1为电阻箱,R2为滑动变阻器,V1、V2为理想电压表,指针ON及导线电阻不计,整个装置固定在一块透明的塑料板上。主要实验步骤如下:
(1)按照电路图连接电路,取图中ON与OA的夹角为θ(θ用角度制表示),在使用时要让电压表V2的示数随θ的增大而增大,电压表V2另一端应与电阻丝的 端相连(填“A”或“B”);
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器R2的滑片P置于 端(填“a”或“b”);
(3)闭合开关S,旋转ON使其到达圆弧AB的某一位置,调节滑动变阻器及电阻箱,使电压表V1、V2有适当的示数,读出此时电压表V1、V2的示数U1、U2及电阻箱的阻值R,此时θ与U2的关系式为θ= (用题中相关物理量的字母表示);
(4)将ON调至θ=180°,并保持R1不变,调节R2,使电压表V1的示数仍为U1,此时电压表V2的指针位于2.0V刻度线处,则电压表0.8V刻度线对应的角度为 度;
(5)若电压表V2量程为3V,用上述的操作方法且同样保持U1不变,要使θ=180°时电压表V2刚好满偏,则可能实现的操作是: (填“增大”或“减小”)R1的阻值,同时 (填“增大”或“减小”)R2的阻值。随后计算出电压表每一刻度线对应的角度值,并将其标在电压表刻度盘上。
一十三.电表的改装与应用(共9小题)
44.(2023秋•小店区校级期中)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图(a)、(b)所示,则闭合开关后,下列有关说法正确的是( )
A.图(a)中A1、A2的示数相同
B.图(a)中A1、A2的指针偏角相同
C.图(b)中的A1、A2的示数不相同
D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同
45.(2023秋•鼓楼区校级期中)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
46.(2023秋•香坊区校级期中)(多选)把两个相同的灵敏电流计分别改装成了两个量程不同的电压表V1、V2,若把V1、V2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图1、2所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图1中的V1、V2的示数相同,指针偏角不相同
B.图1中的V1、V2的示数不相同,指针偏角相同
C.图2中的V1、V2的示数相同,指针偏角不相同
D.图2中的V1、V2的示数不相同,指针偏角相同
47.(2023秋•湖里区校级期中)把一个内阻300Ω、满偏电流1mA的表头改装成一个量程为3V的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为 Ω的电阻;若改装成量程为6mA的电流表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为 Ω的电阻。
48.(2022秋•洪山区校级期中)某同学要将一量程为1mA的毫安表改装为量程为10V的电压表。该同学测得毫安表内阻为150Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与毫安表连接,进行改装。然后利用一标准电压表,对改装后的电表进行检测。实验室提供的器材有:
电源E(电动势12V,内阻不计);
标准电压表V(量程10V,内阻约为10kΩ);
电阻箱R0(0~99999.9Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω);
图甲
滑动变阻器R2(最大阻值为5kΩ);
开关S一个,导线若干。
(1)要求从零开始对电压表全范围的刻度进行校准,请在如图甲的虚线框里画出实验电路图。(图中需标明所选器材)
(2)电阻箱的阻值应调为 Ω。
(3)当标准电压表的示数为9V时,毫安表的指针位置如图乙所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)
A.9V B.12V C.15V D.18V
(4)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)
A.毫安表内阻测量错误,实际内阻大于150Ω
B.毫安表内阻测量错误,实际内阻小于150Ω
C.R0值计算错误,接入的电阻偏大
D.R0值计算错误,接入的电阻偏小
49.(2023•石狮市校级一模)在“把电流表改装为电压表”的实验中,测电流表G的内阻时备有下列器材:
A.待测电流表(量程0~1mA,内阻约几十欧)
B.滑动变阻器(阻值范围0﹣100Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围0﹣20kΩ)
D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电阻箱(0~9999Ω)
F.电源(电动势2V,有内阻)
G.电源(电动势9V,有内阻)
H.开关、导线
(1)若采用如图所示的电路测定电流表G的内阻,并要求有较高的精确度,以上器材中R1应选用 ,R2应选用 ,电源应选用 (用器材前的字母表示)。
(2)实验要进行的步骤有:
A.闭合开关S1
B.闭合开关S2
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F.记下R2的阻值并断开S1
G.按如图所示的方式连接好实验电路
以上步骤中,合理的顺序是 (用步骤前字母表示)。
50.(2023秋•让胡路区校级期末)把一量程为6mA、内阻为100Ω的电流表改装成欧姆表,线路如图所示,现备有如下器材:
A.电源(E=3V,内阻不计);
B.变阻器(0~100Ω);
C.变阻器(0~500Ω);
D.红表笔;
E.黑表笔。
(1)变阻器选用 。(选填“B”或“C”)
(2)红表笔接 端。(选填“N”或“M”)
(3)电流表2mA刻度处换成电阻刻度,其表示电阻值为 Ω。
51.(2022秋•沙坪坝区校级期中)有一个表头G,满偏电流Ig=50mA,内阻Rg=10Ω,当接线柱1、2接入电路时可视做量程为0~0.1A电流表;当接线柱1、3接入时可视做量程为0~3V的电流表,求:
(1)R1的阻值;
(2)R2的阻值。
52.(2023•东明县校级开学)如图为两用电表,用oa两端时为电流表,用ob两端时为电压表;已知表头满偏电流为Ig=100mA,内阻rg=100Ω,定值电阻R1=25Ω,R2=200Ω,则:
(1)用oa两端时电流表量程;
(2)用ob两端时电压表量程。
一十四.练习使用多用电表(共8小题)
53.(2023秋•东湖区校级期中)某个多用电表的面板如图所示,若表头满偏电流为1mA,内阻为1kΩ,所用电池的电动势为1.5V,内阻为0.5Ω,使用欧姆×1挡,若把多用电表的红黑表笔短接时,表针恰好指在电流满刻度处.若A、B、C、D、E平分表示刻度的那段圆弧AE,则测电阻时,刻度D处对应的电阻阻值是( )
A.1500Ω B.1000Ω C.500Ω D.0
54.(2023•泰州学业考试)甲、乙两同学使用多用电表电阻挡测同一个电阻时,他们都把选择开关旋到“×100”挡,并能正确操作.他们发现指针偏角太小,于是甲把选择开关旋到“×1k”挡,乙把选择开关旋到“×10”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零.则以下说法正确的是( )
A.甲选挡错误,而操作正确 B.乙选挡正确,而操作错误
C.甲选挡错误,操作也错误 D.乙选挡错误,而操作正确
55.(2023秋•长寿区期末)(多选)如图甲所示是用多用电表的欧姆挡(“×10”挡)测电阻时指针的情况。如图乙所示为某指针式欧姆表测电阻的原理图,电源电压为E,内阻不计,电流计可以测量的最大电流为Im,将红、黑表笔直接接触,调节R0,使电流计的示数达到最大,下列说法正确的是( )
A.图甲,测量的电阻的阻值约为70Ω
B.图乙,虚线框内的总电阻值为
C.图乙,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为满偏时的一半,则Rx的阻值
D.图乙,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为满偏时的一半,则Rx的功率为
56.(2023秋•金水区校级期中)(多选)如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,下列说法正确的是( )
A.与接线柱A相连的是红表笔
B.按正确使用方法测量电阻Rx时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=10kΩ
C.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,测量Rx的阻值时,则测量值比真实值大
D.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
57.(2023秋•沙坪坝区校级期中)某同学按如图连接好电路,闭合开关S,发现A、B灯都不亮,他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,从而确定电路故障,测量时开关S应 (选填“闭合”或“断开”),将 (选填“红”或“黑”)表笔始终接触a点,另一只表笔分别与b、c、d、e、f点接触,测量结果如下表所示,若电路只存在一处故障,则发生故障的部分为 (答相邻两个测量点)。
测量点
ab
ac
ad
ae
af
电表示数
有示数
有示数
有示数
有示数
无示数
58.(2023秋•岳麓区校级期末)某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材,设计了如图所示的电路,整个电路装置既可以当1mA和10mA的电流表使用,也可以当作两个倍率的欧姆电表使用。他们使用到的器材有:
电源E(电动势E=1.5V,内阻忽略不计)
定值电阻R1、R2
电流表G(量程为Ig=100μA,内阻Rg=990Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为1500Ω)
单刀双掷开关S1、S2
(1)按照多用电表的构造和原理,接线柱C端应该接 表笔(选填“红”或“黑”);
(2)当单刀双掷开关S1拨到B端可作为电流表使用,S2拨到1端时,此时装置可作为
mA(选填“1”或“10”)量程的电流表;
(3)电阻R1= Ω,电阻R2= Ω;
(4)将单刀双掷开关S1拨到A端可作为欧姆表使用,若S2拨到2端,此时作为欧姆挡×100倍率,则将S2拨到1端时的倍率为 (选填“×10”或“×1k”)。
59.(2022秋•河南期末)(1)关于多用电表的使用及相关问题,下列说法正确的是 。
A.用多用电表测电流、电压或测电阻时,只要表头指针偏转角度相同,通过表头的电流一定相等
B.用多用电表测电流、电压或测电阻时,电流都是从黑表笔流进,从红表笔流出
C.用多用电表的同一欧姆挡测两个不同电阻时,指针偏转角度分别是最大偏转角度的和,则两个待测电阻的比值约为3:1
D.组装欧姆表时,一节电池(电动势1.5V),电流表的满偏电流是1mA,有合适的调零电阻,则改装后的欧姆表的内阻是1500Ω
(2)用伏安法测量小灯泡在额定电压工作状态下的功率。灯泡的额定电压为3V,电阻约为8Ω,还有以下器材供使用:
A.电源:(电动势12V,内阻很小)
B.电流表:(量程0.5A,内阻约0.5Ω)
C.电压表:(量程4V,内阻5kΩ)
D.滑动变阻器:(阻值0﹣20Ω)
E.导线、开关
①本实验应该选择电流表 接法(填“内”或“外”);
②本实验选择滑动变阻器 接法(填“限流式”或“分压式”);
③在方框内画出电路图。
60.(2023秋•南海区校级月考)如图为多用电表的原理图,已知表头G的内阻为Rg=100Ω,满偏电流为Ig=250μA。
(1)挡位1是量程为I=0.5mA的直流电流表,求并联电阻R1的大小;
(2)已知电阻R2=4950Ω,挡位2是什么表;量程为多少;
(3)挡位3为测电阻的欧姆表,已知电池E=1.5V、r=5Ω,电阻R3=2000Ω,给欧姆表调零时,调零电阻R0应调为多少。
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第十一章 电路及其应用(易错60题14大考点)
一.电流、电源的概念(共2小题)
二.电流的微观表达式(共2小题)
三.欧姆定律及其应用(共4小题)
四.电阻率(共2小题)
五.电阻定律(共4小题)
六.线性元件和非线性元件及伏安特性曲线(共2小题)
七.串联电路和并联电路的特点及应用(共6小题)
八.表头的改装(共3小题)
九.研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系(共1小题)
一十.导体电阻率的测量(共6小题)
一十一.描绘小灯泡的伏安特性曲线(共5小题)
一十二.伏安法测电阻(共6小题)
一十三.电表的改装与应用(共9小题)
一十四.练习使用多用电表(共8小题)
一.电流、电源的概念(共2小题)
1.(2024•怀柔区校级开学)若在2s内共有2×1019个2价正离子和4×1019个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面,那么通过这个截面的电流是(取e=1.6×10﹣19C)( )
A.1.5A B.6.4A C.4.8A D.3A
【答案】B
【解答】解:2s内通过截面的总电量为:
q=2×1019×2×1.6×10﹣19+4×1019×1×1.6×10﹣19C=12.8C
通过这个截面的电流是:I==A=6.4A,故ACD错误,B正确。
故选:B。
2.(2021秋•江西期中)(多选)如图所示,两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,下列说法正确的是( )
A.通过两棒的电流强度相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相等
C.两棒内的电场强度大小相等
D.相同时间内通过两棒的电荷量相等
【答案】AD
【解答】解:A、因两导体串联,则电流强度一定相等,故A正确;
B、由I=neSv可知,电流相同,单位体积内的电子数相同,电子的电荷量相同,因横截面积不相同,故电子的定向移动速率不同,细棒中的电子定向移动速率大,故B错误;
C、因电压相等,而由R=ρ可知,细棒的电阻较大,则由欧姆定律可知,细棒两端的电压较大,则由U=Ed可知,细棒内的电场强度大于粗棒内的电场强度,故C错误;
D、根据q=It,由于电流相等,故通过两棒的电荷量相等,故D正确;
故选:AD。
二.电流的微观表达式(共2小题)
3.(2023秋•鼓楼区校级期中)一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速度为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.自由电子定向移动的平均速率为
D.自由电子定向移动的平均速率为
【答案】C
【解答】解:A、B、将导线均匀拉长,使其半径变为原来的,横截面积变为原来的倍,导线长度要变为原来的4倍,
金属丝电阻率不变,由电阻定律R=ρ可知,导线电阻变为原来的16倍;电压U不变,由欧姆定律I=可知,
电流变为原来的;故AB错误;
C、D、电流I变为原来的,横截面积变为原来的,单位体积中自由移动的电子数n不变,
每个电子粒所带的电荷量e不变,由电流的微观表达式I=nevS可知,电子定向移动的速率变为原来的,故C正确,D错误;
故选:C。
4.(2021秋•包头期末)(多选)一根粗细均匀的圆柱形导线,两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面积变为原来的,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动速率为
D.导线中自由电子定向移动速率为v
【答案】AD
【解答】解:AB、根据电阻定律可得拉长导线前后其电阻分别为
联立可得:R2=4R1。
依题意,给它两端加上电压2U时,根据欧姆定律可得:
联立可得:。故A正确;B错误;
CD、根据电流的微观表达式可得:
I=neSv,
联立可得:v′=v。故C错误;D正确。
故选:AD。
三.欧姆定律及其应用(共4小题)
5.(2022秋•杜集区校级期末)如图所示,长方体铜柱长a=15cm,宽b=5cm,高c=3cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流强度为1A,若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.9A B.2A C.A D.A
【答案】A
【解答】解:当将A与B接入长方体铜导线的电阻为:RAB==Ω=UΩ
有欧姆定律可得,铜导线的电阻率为
RAB=ρ=UΩ
解得:ρ=
当CD接入电路时,电阻为RCD=ρ==
有欧姆定律可得I==9A,故A正确,BCD错误;
故选:A。
6.(2023秋•河南期中)有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量,三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一U﹣I坐标系中,得到的结果如图所示,图中A点、B点和C点对应的电阻分别RA、RB和RC,则( )
A.RA>RB>RC B.RC>RB>RA C.RB>RC>RA D.RB>RA>RC
【答案】C
【解答】解:根据电阻的定义式可知,U﹣I图像上的点与原点连线的斜率表示电阻,斜率越大,电阻越大,则RB>RC>RA,故ABD错误,C正确。
故选:C。
7.(2023秋•西青区期末)(多选)如图所示是电阻R的I﹣U图象,图中α=45°,由此得出( )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5Ω
C.因I﹣U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0Ω
D.在R两端加上6.0V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C
【答案】AD
【解答】解:A、根据数学知识可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,故A正确
BC、根据电阻的定义式R=可知,I﹣U图象斜率的倒数等于电阻R,则得R=Ω=2Ω,故BC错误。
D、由图知,当U=6V时,I=3A,则每秒通过电阻横截面的电荷量是q=It=3×1C=3.0C,故D正确。
故选:AD。
8.(2022秋•菏泽期中)如图所示,P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中,测得它两端的电压为U,通过它的电流为I,则金属膜的电阻为多少?镀膜材料的电阻率为多少?
【答案】金属膜的电阻为;镀膜材料的电阻率为。
【解答】解:由欧姆定律可得金属膜的电阻为
R=
金属膜的横截面积为
设镀膜的电阻率为ρ
由电阻定律R=ρ可得
R=ρ=
解得 ρ=
答:金属膜的电阻为;镀膜材料的电阻率为。
四.电阻率(共2小题)
9.(2021秋•鹤城区校级期中)关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的
B.材料的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
【答案】C
【解答】解:A、电阻率与材料的长度无关,故A错误;
B、金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小;故B错误;
C、纯金属的电阻率较合金的电阻率小,可以制作导线;故C正确;
D、电阻率是反映材料导电性好坏的物理量,导体对电流的阻碍作用由电阻决定,电阻率大电阻不一定大,故D错误;
故选:C。
10.(2021春•抚顺期末)(多选)如图所示是测试热敏电阻R的性质的电路图,当保持滑动变阻器阻值不变,环境温度升高时,灯泡L变亮.下列说法正确的是:( )
A.电路中电流减小 B.电路中电流增大
C.热敏电阻的阻值增大 D.热敏电阻的阻值减小
【答案】BD
【解答】解:A、B、电路图中四个元件是串联关系,灯泡变亮,功率变大,根据PL=I2RL得到电流变大,故A错误,B正确;
C、D、电路的总电流变大,根据闭合电路欧姆定律可得总电阻变小,故热敏电阻的阻值减小了,故C错误,D正确;
故选:BD。
五.电阻定律(共4小题)
11.(2023秋•广州期中)离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为3×105V,已知,雷暴两秒钟给地球充电的电荷量约为3.6×103C,地球表面积近似为5.0×1014m2,则( )
A.该大气层的等效电阻约为600Ω
B.该大气层的平均漏电电流约为3.6×103A
C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω•m
D.离地面越近电势越高
【答案】C
【解答】解:AB、依题意,雷暴两秒钟给地球充电的电荷量约为3.6×103C,可得该大气层的充电的电流为:,
则该大气层的等效电阻为:,故AB错误;
C、根据电阻定律可得,该大气层的平均电阻率约为:,故C正确;
D、由题意可知,地球表面带负电,则电场线由大气层指向地球表面,根据沿着电场线方向,电势逐渐降低,可知离地面越近电势越低,故D错误。
故选:C。
12.(2023秋•黑龙江期末)如图所示为电路上常用的熔断保险丝,当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断、及时切断电源,保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝,若将这段保险丝对折后绞成一根,则保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A.和2A B.和8A C.和2A D.和8A
【答案】B
【解答】解:根据电阻定律表达式:
可知保险丝对折后的电阻变为:
而两段的最大电流为4A的保险丝并联,故其允许的最大电流为原来的两倍,即
I′=2Imax=8A
故ACD错误;B正确。
故选:B。
13.(2023秋•和平区校级期中)两根用相同材料制成截面积不同的粗细均匀的导线,将导线分别绕成两个边长不同的正方形线框,甲、乙两线框的质量之比m1:m2=1:2;匝数之比N1:N2=2:1;甲、乙边长之比L1:L2=2:3,则甲、乙两个线圈的电阻之比为( )
A.32:9 B.16:9 C.3:8 D.1:2
【答案】A
【解答】解:设线框的质量为m,导线的横截面积为S,边长为L,匝数为N,则m=ρ密•N•4LS,得:S=
结合m1:m2=1:2,N1:N2=2:1,L1:L2=2:3,解得导线的横截面积之比为:S1:S2=3:8
根据电阻定律得线框的电阻为R=ρ,ρ相同,则甲、乙两个线圈的电阻之比为R1:R2=32:9,故A正确,BCD错误。
故选:A。
14.(2022秋•奇台县校级期中)(多选)将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上,已知电流大小为I,电流方向如图所示,甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h,则( )
A.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是1:1
B.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是a:b
C.导体电阻率为
D.导体电阻率为
【答案】AC
【解答】解:AB、由电阻定律可知:R=可知:
两导体的电阻Ra=Rb=,则甲乙阻值之比为1:1,故A正确,B错误;
CD、两电阻串联,分压相等,则a两端的电压为,由欧姆定律可知:Ra=Rb==,解得:,故C正确,D错误。
故选:AC。
六.线性元件和非线性元件及伏安特性曲线(共2小题)
15.(2023秋•道里区校级期中)如图所示为某金属导体的伏安特性曲线,MN是曲线上的两点,过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出,下列说法正确的是( )
A.该金属导体的电阻是10Ω
B.该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是10Ω
C.该金属导体的电阻随电压的增大而减小
D.该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是2:3
【答案】D
【解答】解:A、根据R=,可知I﹣U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数。由于伏安特性曲线不是直线,所以该金属导体的电阻是变化的,并不恒为10Ω,故A错误;
B、该金属导体M点对应的电压是2.0V,对应的电流是0.3A,对应的电阻为RM==Ω=Ω,故B错误;
C、根据I﹣U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图可知该金属导体的电阻随电压的增大而增大,故C错误;
D、N点对应的电阻是RN==Ω=10Ω,则金属导体在M点和N点对应的电阻之比是RM:RN=:10=2:3,故D正确。
故选:D。
16.(2023秋•怀柔区期末)(多选)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是( )
A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B.图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D.图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大
【答案】BD
【解答】解:A、图甲中图线的斜率的倒数表示电阻,由图可知,电阻阻值不变,所以图甲反映该电学元件的导电性能不变,故A错误。
B、图乙图线的斜率的倒数表示电阻,由图可知,电阻随电压变大,电阻阻值变化,所以图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能,故B正确。
C、由图丙可知,当正向电压很小时,电流较大,而反向电压很大时,电流也较小,故C错误。
D、图丙是二极管的发特性曲线,当该二极管两端的反向电压为40V时,二极管中的反向电流突然增大,此时二极管将会被击穿,故D正确。
故选:BD。
七.串联电路和并联电路的特点及应用(共6小题)
17.(2022秋•浦东新区校级期末)把三个都是12Ω的电阻采用串联、并联或混联都不可能获得的阻值是( )
A.36Ω B.4Ω C.18Ω D.2Ω
【答案】D
【解答】解:①当三个电阻串联时,获得的阻值为:3×12Ω=36Ω;
②当三个电阻并联时,获得的阻值为:=4Ω;
③当两个电阻串联后与第三个电阻并联,获得的阻值为:=8Ω;
④当两个电阻并联后与第三个电阻串联,获得的阻值为:Ω+12Ω=18Ω;
本题选择不可能的,故选:D。
18.(2023春•辽宁期末)在如图电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小
D.电压表示数变大,电流表示数变大
【答案】C
【解答】解:R3向b移动,R3电阻变小,R2和R3并联的总电阻变小,电路中的总电流变大,R1两端电压变大,电源内阻的电压增大,电压表示数减小,R1电压变大,那么R2两端的电压一定变小,所以电流表的示数变小。故C正确;
故选:C。
19.(2023秋•荔湾区校级期中)如图所示,四个定值电阻连接在电路中,a、d两端加96V的恒定电压。已知R1=7Ω,R2=5Ω,R3=12Ω,R4=6Ω,则( )
A.c、d之间的总电阻8Ω
B.a、d之间的总电阻18Ω
C.通过R1、R2的电流均为3A
D.通过R4的电流为4A
【答案】D
【解答】解:A、c、d之间的总电阻为=Ω=4Ω,故A错误;
B、a、d之间的总电阻为Rad=R1+R2+Rcd=7Ω+5Ω+4Ω=16Ω,故B错误;
C、由欧姆定律可知,通过R1、R2的电流为I==A=6A,故C错误;
D、设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,则由并联电路电压相等,可得:I3R3=I4R4
又I3+I4=6A
解得:I3=2A,I4=4A,故D正确。
故选:D。
20.(2023秋•北碚区校级期中)(多选)如图甲所示,A、B间电压为U且恒定,滑动变阻器R与Rx并联部分电阻为R0,R0的最大值为Rm(即滑动变阻器总电阻为Rm),移动滑片P的位置,就可以改变Rx两端的电压Ux,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知( )
A.图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B.图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C.采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
D.采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
【答案】BC
【解答】解:AB、电路中Rx和R0并联电阻为
回路中的总电阻为R=R1+Rm﹣R0
根据串联电路分压规律得
取个特殊值,当R0=Rx时
当R0的最大值Rm越大,就越小,故A错误,B正确;
CD、根据图像的走势,图像1更加平缓,从而更容易调节Rx电压,故C正确,D错误。
故选:BC。
21.(2022秋•青浦区校级期末)如图所示,连接的是部分节日彩灯;观察灯的结构发现,每个灯的灯丝如A灯R1引线上方均绕有金属电阻丝R2,这样做的目的是即使其中的一个灯丝断了,其余各灯仍可以正常发光;比较R1和R2的大小可知,R2 >> R1.(填“《”或“》”或“等于”)当某一灯丝断了之后,其它灯将要变 暗 (填“亮”或“暗”)一些。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:电阻丝和灯丝是并联,根据并联电路,电压相等情况下,电阻越大,则电流越小。为保证灯的亮度,应让通过灯丝的电流大于通过电阻丝的电流,故应有R2>>R1。
当灯的灯丝断了之后,电流不走灯丝而走电阻丝,故电路中电阻增加,则电流变小,故亮度变暗。
故答案为:>>,暗
22.(2022秋•湖北期中)如图所示,灵敏电流计的内阻Rg为500Ω,满偏电流Ig为1mA.当使用a、b两个端点时,是量程为I1的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为I2的电流表;当使用a、d两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻R1、R2、R3的阻值分别为0.5Ω、2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:接a、b时,R2与表头串联,再和R1并联,根据并联电路特点可得
I0R1=Ig(Rg+R2)
代入数据解得
I0=1004mA
故此时量程为
I1=I0+Ig=1005mA
同理接a、c时,R2与R1串联与G并联成一电流表,根据并联电路特点,有
IgRg=I(R1+R2)
此时量程为
I2=I+Ig=201mA
当使用a、d两个端点时,此时为一电压表,根据串联电路特点,有
U=I2R3+IgRg=201×10﹣3×100+1×10﹣3×500V=20.6V
答:改装后的量程I1为1005mA;I2为201mA;U为20.6V。
八.表头的改装(共3小题)
23.(2023秋•北辰区校级期中)有一灵敏电流表,其表头内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A。以下说法正确的是( )
A.将表头并联一个2.5Ω的电阻就可以改装成0~0.5A的电流表
B.将表头串联一个14Ω的电阻就可以改装成0∼15V的电压表
C.把它改成量程为0~3V的电压表,测量某电压时读数为1.0V,此时流过表头的电流为0.1A
D.将表头改装为一个0~3A的电流表后,其示数为1.5A时流过表头的电流也是1.5A
【答案】A
【解答】解:A、将表头改装成大量程的电流表,需要并联一个分流电阻,若需要改装成0~0.5A的电流表,需要并联的电阻阻值为,故A正确;
B、将表头改装成大量程的电压表,需要串联一个分压电阻,若需要改装成0∼15V的电压表,需要串联的电阻阻值为,故B错误;
C、把它改成量程为0~3V的电压表,测量某电压时读数为1.0V,指针偏转为满偏的;此时流过表头的电流为满偏电流的,则流过表头的电流为I=,故C错误;
D、将表头改装为一个0~3A的电流表后,其示数为1.5A时,指针偏转为满偏的;流过表头的电流是I′=,故D错误。
故选:A。
24.(2023秋•房山区期末)在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA,R1=900Ω,R2=Ω.下列说法正确的是( )
A.当S1和S2均断开时,改装成的表是电流表
B.当S1和S2均断开时,改装成的是量程为10V的电压表
C.S1和S2均闭合时,改装成的表是电压表
D.S1和S2均闭合时,改装成的是量程为1A的电流表
【答案】D
【解答】解:A、由图示电路图可知,当S1和S2均断开时,G与R1串联,改装成的是电压表,电压表量程:U=Ig(Rg+R1)=0.001×(100+900)=1V,故AB错误;
C、由图示电路图可知,当S1和S2均闭合时,G与R2并联,改装成的是电流表,电流表量程:I=Ig+=0.001+=1A,故C错误,D正确;
故选:D。
25.(2023秋•重庆期中)已知表头G的参数Ig=10mA,Rg=90Ω,经改装后如图所示,oa间是0~100mA的电流表,ob间是0~3V的电压表,则电阻R1= 10 Ω和电阻R2= 21 Ω。
【答案】10,21。
【解答】解:oa间是0~100mA的电流表,I=10mA,则
ob间是0~3V的电压表,U=3V,则
故答案为:10,21。
九.研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系(共1小题)
26.(2021秋•调兵山市校级期末)在探究“决定导线电阻因素”的实验中,需要进行以下测量。欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻,其阻值约为12Ω,要求测量结果尽量准确,并且电压、电流测量范围尽可能大一些。下列器材中电流表应选用的是 A2 (选填A1或A2),电压表应选用的是 V2 (选填V1或V2),滑动变阻器应选用的是 R1 (选填R1或R2)。在方框内画出应采用的电路图。
A.电池组E(6V,内阻很小)
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表V2(0~6V,内阻6kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)
C.滑动变阻器R2(0~1000Ω,1A)
H.电键、导线。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:电源电动势是6V,电压表选:电压表V2(0~6V,内阻6kΩ),电路最大电流I===0.5A,则电流表可选:A2(0~0.6A,内阻0.125Ω),
电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法,为了方便调节,滑动变阻器选择R1。
因电流表的内阻已知,则电流表采用内接法,可避免系统误差。实验电路图如图所示。
故答案为:A2、V2、R1,如上图所示。
一十.导体电阻率的测量(共6小题)
27.(2023•万年县校级一模)在“测定金属的电阻率”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.用伏安法测金属丝的电阻时,可采用电流表内接法
B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出电阻平均值
C.应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次,然后求出长度平均值
D.实验中电流强度大小可不加要求
【答案】B
【解答】解:A、金属丝电阻很小,与电压表内阻相差很大,使电压表和金属丝并联,电压表的分流作用很小,应采用电流表外接法,故A错误;
B、为减小实验误差,应进行多次测量求平均值,故B正确;
C、应测量出金属丝连入电路的有效长度三次,求平均值,而不是测整根金属丝长度,故C错误;
D、金属丝的电阻率随温度的改变而改变,为保持电阻率不变,应保持温度不变,实验中电流不得太大,故D错误;
故选:B。
28.(2021秋•白河县校级期末)电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径为 1.998 mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为 42.40 mm。
【答案】(1)1.998(1.996﹣1.999均正确);(2)42.40
【解答】解:螺旋测微器的精度为0.01mm,其读数为固定刻度与可动刻度的示数这和。用螺旋测微器测量其横截面直径为:1.5mm+0.01mm×49.8=1.998mm;
用游标卡尺测其长度为:42mm+0.05mm×8=42.40mm
故答案为:(1)1.998(1.996﹣1.999均正确);(2)42.40
29.(2022秋•杨浦区校级期末)电热膜供暖系统工作时以电热膜为发热体,将热量以辐射的形式送入空间,其综合效果优于传统的对流供暖方式。如图所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形长陶瓷管,长陶瓷管的长度为L、直径为D,镀膜的厚度为d、管两端有导电金属箍M、N。现把M、N接入电路中,当两端电压为U时,它的发热功率为P,则该电热膜的电阻率为 。在测量金属丝电阻率的实验中,除了游标卡尺,我们常使用精度更高的 螺旋测微器 对金属丝直径进行测量,此仪器的分度值一般为0.01mm。
【答案】,螺旋测微器。
【解答】解:根据题意可得镀膜的圆环的横截面积为
根据电阻定律可得该电热膜的电阻为
由电功率公式有
联立解得:
在测量金属丝电阻率的实验中,除了游标卡尺,我们常使用精度更高的螺旋测微器对金属丝直径进行测量,此仪器的分度值一般为0.01mm。
故答案为:,螺旋测微器。
30.(2022秋•西山区期末)某同学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d,示数如图所示,读数为 0.774 mm;
该同学先用指针式多用电表粗略测金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔中,将选择开关置于“×10”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较大。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“ ×1 ”位置;(选填“×1”、“×100”),然后再将红、黑表笔短接,重新调零后继续实验,结果看到指针在如图所示位置,则金属丝电阻的测量值为 12 Ω。为了减小实验误差该同学再用图乙测得金属丝的电阻,测量电压表示数为U,电流表示数为I,测得金属丝长度为L,则金属丝电阻率的表达式ρ= (用U、I、L、d表示),测量结果将比真实值 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】0.772 (702~0.774均正确)、×1、12、、偏小
【解答】解:由图可读出螺旋测微器读数为:d=0.5mm+27.4×0.01mm=0.774mm;
欧姆表指针偏转角度较大,欧姆表盘读数小,说明倍率较大,要让指针到中央刻度附近,要调低挡位,选择“×1”挡位;
指针指着欧姆表盘12Ω刻度上,故读数为12Ω×1=12Ω;
由:R==得:ρ=;
电流表外接,电流表示数大于金属丝实际电流,由上一问中公式可知电阻的测量值偏小,电阻丝测量值也偏小。
故答案为:0.772 (702~0.774均正确)、×1、12、、偏小
31.(2024•黄陂区校级二模)学习小组要测量一个电阻的电阻率,已知其长度为L,额定电压为1V。
(1)用螺旋测微器测量该电阻的直径,示数如图甲所示,其直径d= 1.990 mm;
(2)粗测该电阻的阻值为250Ω,为精确测量其阻值,该同学设计的测量电路如图乙所示,其中蓄电池E电动势约为6.5V(内阻不计)、滑动变阻器R最大阻值为200Ω、定值电阻R1=792Ω、保护电阻R2=250Ω。要求滑动变阻器在接近全电阻范围内可调,且测量时电表的读数不小于其量程的,则图乙中圆圈①位置接入 C 、圆圈②位置应接入 B (均选填器材前的字母序号);
A.电流表A1(量程为100mA,内阻RA1=3Ω)
B.电流表A2(量程为5mA,内阻RA2=8Ω)
C.电压表V(量程为3V,内阻RV=750Ω)
(3)实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线(坐标均为国际单位),已知图线的斜率为k,则所测该电阻的阻值Rx= (用题中已知所测物理量符号表示),研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小,则电阻率的测量值将 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)1.990;(2)C、B;(3)、偏大。
【解答】解:(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,其读数为固定刻度和可动刻度之和,所以该电阻的直径:d=1.5mm+0.01mm×49.0=1.990mm
(2)圆圈②位置应接入B,即电流表A2。与定值电阻R1改装成伏特表,该伏特表的量程为:Um=5mA×(792Ω+8Ω)=4V
圆圈①位置接入C,当电压表满偏时,待测电阻两端电压为:
联立解得:Ux=1V
电压表与待测电阻的总电压为4V,恰好等于改装后的伏特表的量程4V,两个电表能同时满偏。
(3)①为电压表,读数为U,②为电流表,读数为I,根据欧姆定律得:
整理变形解得:
根据图像得:
解得:
研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小,则电阻的测量值Rx偏大,根据电阻定律:
变形解得:
由此可以看出测量值Rx偏大,电阻率的测量值偏大。
故答案为:(1)1.990;(2)C、B;(3)、偏大。
32.(2023秋•下城区校级期末)工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率,其中一个关键部件如图甲所示,它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻,而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率,在实验室找到了一个透明塑料长方体容器,容器内部左右两侧插入两片面积均为S=10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极(正对放置),现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下:
电压表(量程为15V,内阻约为30kΩ);
电流表(量程为300μA,内阻约为50Ω);
滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为0.1A);
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);
单刀单掷开关一个;
导线若干。
(1)该小组先用欧姆表粗测溶液电阻,他们先选择欧姆×100挡,欧姆调零后测量结果如图乙所示,为了使读数更精确些,接下来要进行的步骤是 D (填正确答案标号)。
A.换为×10挡,重新测量
B.换为×1k挡,重新测量
C.换为×10挡,先欧姆调零再测量
D.换为×1k挡,先欧姆调零再测量
(2)为了准确测量其阻值,并测量多组数据,请在图丙中用笔画线代替导线,将实物图补充完整。
(3)某次测量过程中,两板间距d=20cm,测量时电流表读数为I=275μA,电压表指针偏转如图丁所示,电压表读数为U= 5.5 V,则该溶液电阻R= 2×104 Ω。
(4)实验时,仅多次改变两个电极板间距d,测得多组U、I数据,计算出对应的电阻R,描绘出R﹣d图线,在图戊的坐标纸上将(3)中计算的数据点补充完整并作图,根据图像可求出该导电溶液的电阻率ρ= 97 Ω•m(计算结果保留整数);若考虑电表内阻的影响,计算结果与真实值相比会 不变 (填“偏大”,“偏小”,或“不变”)。
【答案】(1)D;(2); (3)5.5、2×104;(4)97(+2均正确)、不变。
【解答】解:(1)从读数可知电阻比较大,为了减小误差,应使用更大倍率进行测量,所以要选择×1k挡,然后欧姆调零,再次测量,所以选择:D;
(2)根据欧姆表粗测可知待测液体电阻为大电阻,而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小,同时需要多组数据,所以滑动变阻器需要选择分压式的接法,从数据中大概看出待测电阻和电压表的内阻比较接近,属于大电阻,所以电流表采用内接法,实物图如图所示。
(3)电压表分度值为0.5V,所以在本位估读为5.5V;
该溶液电阻:
(4)根据电阻定律
可知R﹣d图线斜率
选择较远的两组数据计算斜率,代入数据后得到导电溶液的电阻率为ρ=96Ω⋅m
考虑到电流表内接
可知R﹣d图线斜率仍为,所以计算的结果与真实值相比不会发生变化。
故答案为:(1)D;(2); (3)5.5、2×104;(4)97(+2均正确)、不变。
一十一.描绘小灯泡的伏安特性曲线(共5小题)
33.(2023秋•萨尔图区校级月考)某同学在研究三种导电元件的伏安特性曲线时,他根据实验中所测得的数据,分别绘制了I﹣U图线,如图甲、乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.图甲的元件可以作为标准电阻使用
B.图乙的电阻随电压升高而减小
C.图丙的电阻随电压升高而增大
D.只有图乙才是可能的
【答案】A
【解答】解:A、由图甲可知,甲的元件电阻保持不变,可以作为标准电阻使用,故A正确;
B、图乙中随电压的增大,图象上点与原点的斜率减小,则说明电阻在增大,故B错误;
C、图丙中随电压的增大,图象上点与原点连线的斜率增大,则说明电阻在减小,故C错误;
D、不同的元件对应的伏安特性曲线不同,故三图均有可能是某材料的伏安特性曲线,故D错误。
故选:A。
34.(2022•杨浦区三模)小康同学通过实验测得一个小灯泡的伏安特性曲线如图(a)所示,实验装置如图(b)所示,图(b)中1、2、3、4、5、6为不同接线柱的编号。实验时还需将滑动变阻器的接线柱1与接线柱 3 连接,接线柱2与接线柱 6 连接(均选填接线柱对应的编号)。实验中选用的滑动变阻器较合理的阻值范围为 0~5Ω (选填“0~5Ω”或“0~500Ω”)。
【答案】3、6、0~5Ω
【解答】解:描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要求电压能从零开始调到最大。所以滑动变阻器采用分压接法,根据已连接的导线可知,应该将1与3连接,2与6连接,才构成滑动变阻器的分压接法。
分压式接法,为了使示数变化均匀,宜选择最大阻值较小的滑动变阻器,故:选0~5Ω的滑动变阻器。
故答案为:3、6、0~5Ω
35.(2024•泰州模拟)某同学通过实验描绘规格为“2.5V,0.6W”的小电珠的伏安特性曲线。
(1)该同学用多用电表测量小电珠的电阻,应将选择开关旋至图甲中 C 处。(选填“A”、“B”、“C”或“D”)
(2)该同学按图乙所示连接好电路,请指出电路中 lm (选填图中表示接线柱的字母)之间连线出现了错误。
(3)改正错误连接后,闭合开关S,调节滑片P,发现电压表和电流表的示数总是调不到零,已知各元器件均无故障,其原因是 Am 两点间的导线没有连接好。
(4)如表为该同学记录的电压表和电流表的示数。为了获得更准确的实验图象,你认为必须在表内相邻数据点 ab (选填“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)间多测几组数据,并说明理由 ab间电流变化范围较大,当电流较小时,U﹣I为直线,随着电流增大,图线变为曲线,所以此段应多测几组数据 。
数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
【答案】(1)C;(2)lm;(3)Am;(4)ab;ab间电流变化范围较大,当电流较小时,U﹣I为直线,随着电流增大,图线变为曲线,所以此段应多测几组数据。
【解答】解:(1)小电珠规格为(2.5V,0.6W),则小电珠正常发光时的电阻为
为测量小电珠的电阻,应将选择开关旋至欧姆挡,选择×1倍率,即将选择开关旋至图甲中C处;
(2)因待测电阻较小,远小于电压表内阻,所以应该采用电流表的外接法,要求电流表能从0开始增大,滑动变阻器应用分压式接法,所以lm之间连线出现了错误,应将l端接A端;
(3)闭合开关S,调节滑片P,发现电压表和电流表的示数总是调不到零,滑动变阻器实际上被接成了限流接法,故可能是Am两点间的导线没有连接好。
(4)为了获得更准确的实验图象,应该在灯泡两端电压从零开始增大的过程中多测量几次,即必须在相邻数据点ab间多测几组数据,同时由于ab间电流变化范围较大,当电流较小时,U﹣I为直线,随着电流增大,图线变为曲线,所以此段应多测几组数据。
故答案为:(1)C;(2)lm;(3)Am;(4)ab;ab间电流变化范围较大,当电流较小时,U﹣I为直线,随着电流增大,图线变为曲线,所以此段应多测几组数据。
36.(2023•新建区校级模拟)某同学为了测绘小灯泡(2.5V 0.6A)的伏安特性曲线,到实验室找出了下列的实验器材:两个相同的电流表G(内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA),
四个定值电阻:A:3900Ω,B:2900Ω,C:Ω;D:Ω;
两个滑动变阻器:E最大阻值6Ω,2A,F:最大阻值20Ω,1A;
电源:电动势3V,内阻不计。由于没有电压表和电流表,他设计了如图所示的测量电路。为了比较精确地测量电流和电压的值
(1)电阻R1应该选择 B ,电阻R2应该选择 C ;
(2)请根据题目所给的器材,将控制电路部分的电路图补充完整;
(3)控制电路部分的滑动变阻器应该选择 E ;
(4)在测量过程中滑动变阻器调整到某一位置时,该同学发现两只表头指针偏转的角度完全相同,则此时小灯泡的电阻是 3.0Ω (结果保留两位有效数字)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)电阻R1与电流表G串联相当于电压表,R1=﹣Rg=﹣﹣100Ω=2900Ω,故电阻R1应选B。
电阻R2与电流表G并联相当于电流表,R2==≈Ω,故电阻R2应选C;
(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线需要多测几组数据,故滑动变阻器采用分压式,如下图所示:
(3)为方便调节,滑动变阻器应选阻值较小的,即E;
(4)因为两只表头指针偏转的角度完全相同,所以通过两只电流表的电流相同,
设为I,由串、并联电路的特点知,通过小灯泡的电流与通过电阻R2的电流相同,
根据欧姆定律得,小灯泡的电阻R==3.0Ω。
故答案为:(1)B,C;
(2)如上图所示;
(3)E;
(4)3.0Ω。
37.(2024•浑南区校级三模)实验小组的同学利用如图甲所示的电路测绘小灯泡的I﹣U图像,研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验室提供的器材有:
A.待测小灯泡:额定电压为2.5V;
B.电压表①:量程为3.0V,内阻约为3.0kΩ;
C.电流表④:量程为0.6A,内阻为0.33Ω;
D.滑动变阻器R1最大阻值为10Ω;
E.三节干电池:每节干电池的电动势均为1.5V,内阻均为0.7Ω;
F.开关一个、导线若干。
(1)按如图甲所示的电路图连接好实物图,检查无误后,将滑动变阻器滑片移动到 左 (填“左”或“右”)端,闭合开关,将滑动变阻器滑片移动少许,记录电流表和电压表的示数I和U,重复上述过程得到多组I、U。
(2)根据数据描出的I﹣U图像经过点(2.6V,0.3A),如图乙所示,由此可知,小灯泡的电阻随电压的增大而 增大 (填“增大”或“减小”),当电流表示数为0.3A时,小灯泡两端的实际电压为 2.0 V,小灯泡的实际功率为 0.75 W。(后两空保留两位有效数字)
(3)实验小组的同学将小灯泡直接与一节干电池串联形成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为 0.28 W。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)左;(2)增大;2.0、0.75;(3)0.28W。
【解答】解:(1)分压接法的滑动变阻器,在开关闭合之前应使输出电压最小,所以滑片移到最左端;
(2)根据小灯泡的I﹣U图像可知,曲线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,从图线可以看出,与原点连线的斜率越来越小,所以灯泡的电阻随电压的增大而增大。
根据小灯泡的I﹣U图像可知,当电流表示数为0.3A时,电压为2.6V。
此时灯泡的功率为:P=U灯I灯=(2.6﹣0.3×0.33)×0.3W=0.75W;
(3)灯泡与一节电池连成电路后,根据闭合电路欧姆定律有:U=E﹣Ir,将一节干电池的电动势和内阻代入后得:I=,将此直线画到灯泡的I﹣U图像中如图所示,
从图中可以看出,两图像的交点坐标为(1.4V,0.2A),此为灯泡的工作点,那么灯泡的功率为:P′=U′I′=1.4×0.2W=0.28W,
故答案为:(1)左;(2)增大;2.0、0.75;(3)0.28W。
一十二.伏安法测电阻(共6小题)
38.(2023秋•东城区校级期中)图甲、乙都是测量灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A.在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表内接法,图乙的接法叫电流表外接法
B.图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C.图甲中误差由电压表分流引起,此法测较大电阻好
D.图乙中误差由电流表分压引起,此法测较大电阻好
【答案】D
【解答】解:A、在测灯泡电阻R时,题图甲的接法叫电流表外接法,题图乙的接法叫电流表内接法,故A错误;
BCD、在图甲中,由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由电阻的定义R=可知:R测<R真
待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻;图乙中由于电流表的分压,导致电压的测量值偏大,由R=得:R测>R真
待测电阻阻值越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适用于测大电阻,故BC错误,D正确。
故选:D。
39.(2023•鞍山模拟)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约12Ω) A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大)V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(30Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器:R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)电流表应选 A1 ,电压表应选 V1 ,滑动变阻器应选 R1 .(填字母代号)
(2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(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Rx= ﹣R .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)测量电阻时电流不能太大,电流表应选A1,电源电动势为3V,故电压表应选V1,根据闭合电路欧姆定律考虑电流表读数要求 I=≤IA,可求出电路最小电阻R=90Ω,故变阻器若用限流式则R1太小,R2太大,因此应采用分压式,故应选阻值小的变阻器R1。
(2)又待测电阻阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法,但根据欧姆定律,若将电阻直接接在电压表两端时,电阻两端最大电压为U=IARx=50×30×10﹣3V=1.5V,只是电压表V1量程的一半;若将待测电阻与定值电阻串联,则它们两端电压为U=IA(Rx+R)=50×10﹣3×(30+30)=3V,正好与电压表V1的量程相同,所以电路图如图所示.
(3)由欧姆定律可得Rx=﹣R
故答案为(1)A1、V1、R1;(2)如图;(3)﹣R
40.(2021秋•河南期末)在伏安法测电阻的实验中,由于电流表和电压表均不是理想电表,会造成实验存在系统误差。现有一个待测电阻Rx,当由图(a)连接方式变成图(b)连接方式时,电压表的示数减少了,电流表的示数变为原来值的,则选用 b (填“a”或“b”)测量结果更接近待测电阻的真实值,且测量值 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,造成误差的原因 电压表分流 。
【答案】b;小于;电压表分流。
【解答】解:由图示电路图可知,图(a)采用电流表内接法,图(b)采用电流表外接法;
当由图(a)连接方式变成图(b)连接方式时,电压表的示数减少了,电流表的示数变为原来值的,
电压表示数变化量大于电流表示数变化量,说明电流表分压对实验影响较大,为减小实验误差,应采用电流表外接法,即应选择图b所示电路;采用电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值。
故答案为:b;小于;电压表分流。
41.(2024春•常州期末)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,测量范围尽可能大.现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.开关、导线
(1)上述器材中,电流表应选 C ;电压表应选 D .(填写各器材的字母代号)
(2)设实验中,电流表、电压表的某组示数如图1所示,图示中I= 0.48 A,U= 2.20 V.
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求将图2中给定的器材连成实验电路.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1):根据闭合电路欧姆定律可知通过待测电阻最大电流为Imax===0.6A,
所以电流表应选择C;
D;根据电源电动势为3V可知,电压表应选择D;
(2):电流表每小格的读数为0.02A,应进行“”估读,电流表的示数为I=0.48A;
电压表每小格读数为0.1V,应进行“”估读,电压表的读数为U=2.20V;
(3):由于实验要求电流从零调,所以变阻器应采用分压式接法;
所测阻值约为5Ω左右,而电压表(0~3V,内阻3kΩ),电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω),
根据>,所以电流表应用外接法,连线图如图所示:
故答案为:(1)C,D;(2)0.48,2.20;(3)如上图所示.
42.(2023秋•江汉区校级期末)某实验小组用如图所示的电路来测量一个阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值,已知电流表A1的量程为50mA,内阻RA1约为40Ω,定值电阻R0=20Ω。
(1)现有下列四种量程的电流表,则电流表A2选用的量程最合适的是 C 。
A.0~400mA
B.0~300mA
C.0~200mA
D.0~100mA
(2)实验时,将滑动变阻器的滑片移到最 右 (填“左”或“右”)端,将开关S2合向1,S3合向3,再闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片,使两电流表的指针偏转较大,记录电流表A1、A2的示数I1、I2,多次测量得到,用k1表示各电阻的关系 R0+RA1=(k1﹣1)Rx (用题目中的字母表示);断开S1,将开关S2合向2,S3合向4,再闭合开关S1,记录电流表A1、A2的示数I1′、I2′,求出;则被测电阻的阻值Rx= (用k1、k2、R0表示)。
(3)该实验方法 能 (填“能”或“不能”)测出电流表A1内阻的准确值。
【答案】(1)C;(2)右;R0+RA1=(k1﹣1)Rx;;(3)能
【解答】解:(1)通过对(2)的实验过程分析,因Rx的阻值约为20欧姆与定值电阻R0=20Ω的阻值近似相等,电流表A1的量程为50mA,内阻RA1约为40Ω,两支路总是并联,电流表A1所在支路的电阻总是近似等于另一支路的3倍,电流表A1所在支路的电流最大50mA,流过另一支路的电流最大是它的3倍为150mA,故流过电流表A2的电流约为200mA,则电流表A2选用的量程最合适的是0~200mA,故ABD错误,C正确。
故选:C。
(2)实验测量开始时,测量电路电路的电压应最小,故将滑动变阻器的滑片移到最右端。
将开关S2合向1,S3合向3,电流表A1、A2的示数I1、I2,根据欧姆定律和串并联电路的特点可得:
I2=+I1,变形为:=+1,可得:R0+RA1=(k1﹣1)Rx……①
将开关S2合向2,S3合向4时。同理可得:
I2′=+I1′,变形为:=+1,可得:Rx+RA1=(k2﹣1)R0……②
联立解得被测电阻的阻值Rx=……②
(3)根据(2)结论,由①②式联立消去Rx可解得电流表A1内阻RA1,因本实验无系统误差,故该实验方法能测出电流表A1内阻的准确值。
故答案为:(1)C;(2)右;R0+RA1=(k1﹣1)Rx;;(3)能
43.(2024•云南一模)某同学设计并制作了一个可以测量角度的装置,其电路如图所示。其中半圆弧AB是电阻率为ρ、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝,圆弧的圆心在O点,半径为r;ON为可绕O旋转的金属指针,N端可在圆弧AB上滑动且接触良好,R1为电阻箱,R2为滑动变阻器,V1、V2为理想电压表,指针ON及导线电阻不计,整个装置固定在一块透明的塑料板上。主要实验步骤如下:
(1)按照电路图连接电路,取图中ON与OA的夹角为θ(θ用角度制表示),在使用时要让电压表V2的示数随θ的增大而增大,电压表V2另一端应与电阻丝的 A 端相连(填“A”或“B”);
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器R2的滑片P置于 a 端(填“a”或“b”);
(3)闭合开关S,旋转ON使其到达圆弧AB的某一位置,调节滑动变阻器及电阻箱,使电压表V1、V2有适当的示数,读出此时电压表V1、V2的示数U1、U2及电阻箱的阻值R,此时θ与U2的关系式为θ= (用题中相关物理量的字母表示);
(4)将ON调至θ=180°,并保持R1不变,调节R2,使电压表V1的示数仍为U1,此时电压表V2的指针位于2.0V刻度线处,则电压表0.8V刻度线对应的角度为 72 度;
(5)若电压表V2量程为3V,用上述的操作方法且同样保持U1不变,要使θ=180°时电压表V2刚好满偏,则可能实现的操作是: 减小 (填“增大”或“减小”)R1的阻值,同时 减小 (填“增大”或“减小”)R2的阻值。随后计算出电压表每一刻度线对应的角度值,并将其标在电压表刻度盘上。
【答案】(1)A;(2)a;(3);(4)72;(5)减小、减小。
【解答】解:(1)θ增大,半圆弧电阻丝接入电阻增大,根据串联电路电压的正比关系可知,半圆弧电阻两端电压增大,为了要让电压表V2的示数随θ的增大而增大,电压表V2另一端应与电阻丝的A端相连。
(2)滑动变阻器采用限流式,为了确保安全,闭合开关S前,应使滑动变阻器接入电阻最大,即将滑动变阻器R2的滑片P置于a端。
(3)半圆弧形电阻丝接入电阻为:
由角度制和弧度制关系知:
电阻箱与电阻丝串联,通过的电流相等,根据欧姆定律有:
联立并代入数据得到:
(4)结合上述有:
将ON调至θ=180°,则有:
电压表0.8V刻度线对应的角度:
代入已知数据得:
(5)根据上述,将ON调至θ=180°时有:
若电压表V2量程为3V,用上述的操作方法且同样保持U1不变,要使θ=180°时电压表V2刚好满偏,即上述等式中,U2增大为3V,为了确保等式成立,需要减小R的阻值,即减小电阻箱R1的阻值;
由于保持U1不变,当减小电阻箱R1的阻值时,干路电流增大,而半圆弧形电阻丝接入电阻仍然为θ=180°的电阻,即电阻丝、电源内阻承担电压增大,则滑动变阻器承担电压减小,根据欧姆定律可知,需要同时减小R2的阻值。
故答案为:(1)A;(2)a;(3);(4)72;(5)减小、减小。
一十三.电表的改装与应用(共9小题)
44.(2023秋•小店区校级期中)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图(a)、(b)所示,则闭合开关后,下列有关说法正确的是( )
A.图(a)中A1、A2的示数相同
B.图(a)中A1、A2的指针偏角相同
C.图(b)中的A1、A2的示数不相同
D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同
【答案】B
【解答】解:A、图甲中的A1、A2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同。故A错误,B正确。
C、图乙中的A1、A2串联,A1、A2的示数相同。由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同。故CD错误。
故选:B。
45.(2023秋•鼓楼区校级期中)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
【答案】B
【解答】解:AB、图甲中的A1、A2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A错误,B正确。
CD、图乙中的A1、A2串联,A1、A2的示数相同。由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故CD错误。
故选:B。
46.(2023秋•香坊区校级期中)(多选)把两个相同的灵敏电流计分别改装成了两个量程不同的电压表V1、V2,若把V1、V2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图1、2所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图1中的V1、V2的示数相同,指针偏角不相同
B.图1中的V1、V2的示数不相同,指针偏角相同
C.图2中的V1、V2的示数相同,指针偏角不相同
D.图2中的V1、V2的示数不相同,指针偏角相同
【答案】AD
【解答】解:AB、图1中的V1、V2并联,电压表两端的电压相等,所以两电压表的示数相同。但由于电压表串联的分压电阻不同,则流过表头的电流不同,故指针偏角不同。故A正确,B错误;
CD、图2中的V1、V2串联,流过V1、V2的电流相同,故偏转角相同。但由于电压表串联的分压电阻不同,V1、V2的内阻不同,两电压表两端的电压不同,故示数不同。故C错误,D正确。
故选:AD。
47.(2023秋•湖里区校级期中)把一个内阻300Ω、满偏电流1mA的表头改装成一个量程为3V的电压表,需 串联 (填“串联”或“并联”)阻值为 2700 Ω的电阻;若改装成量程为6mA的电流表,需 并联 (填“串联”或“并联”)阻值为 60 Ω的电阻。
【答案】串联、2700、并联、60。
【解答】解:当改装成量程U=3V的电压表时,根据欧姆定律:U=Ig(Rg+R)
需串联阻值为:
当改装成量程为I=6mA的电流表时,根据欧姆定律:IgRg=(I﹣Ig)R2
需并联阻值为:
故答案为:串联、2700、并联、60。
48.(2022秋•洪山区校级期中)某同学要将一量程为1mA的毫安表改装为量程为10V的电压表。该同学测得毫安表内阻为150Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与毫安表连接,进行改装。然后利用一标准电压表,对改装后的电表进行检测。实验室提供的器材有:
电源E(电动势12V,内阻不计);
标准电压表V(量程10V,内阻约为10kΩ);
电阻箱R0(0~99999.9Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω);
图甲
滑动变阻器R2(最大阻值为5kΩ);
开关S一个,导线若干。
(1)要求从零开始对电压表全范围的刻度进行校准,请在如图甲的虚线框里画出实验电路图。(图中需标明所选器材)
(2)电阻箱的阻值应调为 9850 Ω。
(3)当标准电压表的示数为9V时,毫安表的指针位置如图乙所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 C 。(填正确答案标号)
A.9V
B.12V
C.15V
D.18V
(4)产生上述问题的原因可能是 AC 。(填正确答案标号)
A.毫安表内阻测量错误,实际内阻大于150Ω
B.毫安表内阻测量错误,实际内阻小于150Ω
C.R0值计算错误,接入的电阻偏大
D.R0值计算错误,接入的电阻偏小
【答案】(1)如解析所示;(2)9850;(3)C;(4)AC
【解答】解:(1)毫安表与分压电阻串联可以改装成电压表,改装的电压表进行检测时要求使电压从0连续可调,所以控制电路采用滑动变阻器分压接法,电路图如下所示;
(2)毫安表量程为Ig=1mA,内阻Rg=150Ω,要将其改装成量程U=10V电压表,则串联的分压电阻R0==﹣150Ω=9850Ω;
(3)由图乙读出毫安表的示数为0.60mA,是满偏电流的,改装后电压表量程是U预,则U预=9V,则U预=15V,所以ABD错误,C正确,故选:C;
(4)改装后的电压表的量程为:U=Ig(Rg+R0)。量程偏大的原因有两种可能:毫安表内阻标记错误,实际内阻大于150Ω;R值计算错误,接入的电阻偏大。AC正确,BD错误。
故选:AC。
故答案为:(1)如解析所示;(2)9850;(3)C;(4)AC
49.(2023•石狮市校级一模)在“把电流表改装为电压表”的实验中,测电流表G的内阻时备有下列器材:
A.待测电流表(量程0~1mA,内阻约几十欧)
B.滑动变阻器(阻值范围0﹣100Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围0﹣20kΩ)
D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电阻箱(0~9999Ω)
F.电源(电动势2V,有内阻)
G.电源(电动势9V,有内阻)
H.开关、导线
(1)若采用如图所示的电路测定电流表G的内阻,并要求有较高的精确度,以上器材中R1应选用 C ,R2应选用 D ,电源应选用 G (用器材前的字母表示)。
(2)实验要进行的步骤有:
A.闭合开关S1
B.闭合开关S2
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F.记下R2的阻值并断开S1
G.按如图所示的方式连接好实验电路
以上步骤中,合理的顺序是 GCADBEF (用步骤前字母表示)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)本实验在R>>R2的条件下进行,则R1应选用 C,R2应选用D,电源应选用G;
(2)选接好电路,先闭合S1,R1必须调节到最高阻值,使电流表指针满偏,再闭合开关S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处,记下R2的阻值并断开S1,确定阻值,故合理的顺序是GCADBEF。
故答案为:(1)C;D;G;(2)GCADBEF。
50.(2023秋•让胡路区校级期末)把一量程为6mA、内阻为100Ω的电流表改装成欧姆表,线路如图所示,现备有如下器材:
A.电源(E=3V,内阻不计);
B.变阻器(0~100Ω);
C.变阻器(0~500Ω);
D.红表笔;
E.黑表笔。
(1)变阻器选用 C 。(选填“B”或“C”)
(2)红表笔接 N 端。(选填“N”或“M”)
(3)电流表2mA刻度处换成电阻刻度,其表示电阻值为 1000 Ω。
【答案】(1)C;(2)N;(3)1000。
【解答】解:(1)两表笔直接接触时,调节变阻器阻值使电流达到满偏,根据闭合电路的欧姆定律
代入数据解得
R0=400Ω,故变阻器应选:C.
(2)根据表笔“红进黑出”的规定,可知红表笔接内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极,所以红表笔接N端,黑表笔接M端.
(3)电流I=2 mA时,有
代入数据解得
Rx=1000Ω。
故答案为:(1)C;(2)N;(3)1000。
51.(2022秋•沙坪坝区校级期中)有一个表头G,满偏电流Ig=50mA,内阻Rg=10Ω,当接线柱1、2接入电路时可视做量程为0~0.1A电流表;当接线柱1、3接入时可视做量程为0~3V的电流表,求:
(1)R1的阻值;
(2)R2的阻值。
【答案】(1)R1的阻值为10Ω;
(2)R2的阻值为25Ω。
【解答】解:(1)由电路可知:IgRg=(I﹣Ig)R1
解得R1=10Ω
(2)R2的阻值:
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)R2的阻值为25Ω。
52.(2023•东明县校级开学)如图为两用电表,用oa两端时为电流表,用ob两端时为电压表;已知表头满偏电流为Ig=100mA,内阻rg=100Ω,定值电阻R1=25Ω,R2=200Ω,则:
(1)用oa两端时电流表量程;
(2)用ob两端时电压表量程。
【答案】(1)用oa两端时电流表量程为0.5A;
(2)用ob两端时电压表量程为110V。
【解答】解:(1)接oa时,表头满偏电压为:Ug=Igrg=100×10﹣3×100V=10V
电阻R1的电流为:
所以电流表的量程为:I=Ig+I1=100×10﹣3A+0.4A=0.5A
(2)接ob时,若表头仍满偏时,电阻R2的电压为:U2=IR2=0.5×200V=100V
电压表的量程为:U=Ug+U2=10V+100V=110V
答:(1)用oa两端时电流表量程为0.5A;
(2)用ob两端时电压表量程为110V。
一十四.练习使用多用电表(共8小题)
53.(2023秋•东湖区校级期中)某个多用电表的面板如图所示,若表头满偏电流为1mA,内阻为1kΩ,所用电池的电动势为1.5V,内阻为0.5Ω,使用欧姆×1挡,若把多用电表的红黑表笔短接时,表针恰好指在电流满刻度处.若A、B、C、D、E平分表示刻度的那段圆弧AE,则测电阻时,刻度D处对应的电阻阻值是( )
A.1500Ω B.1000Ω C.500Ω D.0
【答案】C
【解答】解:欧姆表内阻:R===1500Ω,
刻度D对应的阻值:RX=﹣R=﹣1500=500Ω;
故选:C。
54.(2023•泰州学业考试)甲、乙两同学使用多用电表电阻挡测同一个电阻时,他们都把选择开关旋到“×100”挡,并能正确操作.他们发现指针偏角太小,于是甲把选择开关旋到“×1k”挡,乙把选择开关旋到“×10”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零.则以下说法正确的是( )
A.甲选挡错误,而操作正确
B.乙选挡正确,而操作错误
C.甲选挡错误,操作也错误
D.乙选挡错误,而操作正确
【答案】D
【解答】解:选择开关旋到“×100”挡,正确操作,指针偏角太小,说明所选挡位太小,应换大挡,应把选择开关旋到“×1k”挡,然后进行欧姆调零,再测电阻,由此可知:甲的选挡是正确的,但操作是错误的,乙的选挡是错误的,但操作是正确的,故ABC错误,D正确;
故选:D。
55.(2023秋•长寿区期末)(多选)如图甲所示是用多用电表的欧姆挡(“×10”挡)测电阻时指针的情况。如图乙所示为某指针式欧姆表测电阻的原理图,电源电压为E,内阻不计,电流计可以测量的最大电流为Im,将红、黑表笔直接接触,调节R0,使电流计的示数达到最大,下列说法正确的是( )
A.图甲,测量的电阻的阻值约为70Ω
B.图乙,虚线框内的总电阻值为
C.图乙,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为满偏时的一半,则Rx的阻值
D.图乙,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为满偏时的一半,则Rx的功率为
【答案】ABD
【解答】解:A、图甲中用多用电表的欧姆挡(“×10”挡)测电阻,则测量的电阻的阻值约为7×10Ω=70Ω,故A正确;
B、图乙,电流计可以测量的最大电流为Im,则欧姆表内阻即虚线框内的总电阻值为:,故B正确;
CD、图乙,若在红、黑表笔间接入一个待测电阻Rx,电流计的示数变为满偏时的一半,则根据闭合电路的欧姆定律有
解得:
Rx的功率为:,故C错误,D正确。
故选:ABD。
56.(2023秋•金水区校级期中)(多选)如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,下列说法正确的是( )
A.与接线柱A相连的是红表笔
B.按正确使用方法测量电阻Rx时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=10kΩ
C.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,测量Rx的阻值时,则测量值比真实值大
D.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
【答案】ACD
【解答】解:A、欧姆表是电流表改装的,必须满足电流的方向“+”进“﹣”出,即回路中电流从标有“+”标志的红表笔进去,所以与A相连的表笔颜色是红色,故A正确;
B、当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流Ig,设此时欧姆表的内阻为R内,则有:
Ig=,解得:R内===5kΩ,
当指针指在刻度盘的正中央时有:I=,则有:
Ig=,代入数据可得:Rx=R内=5kΩ,故B错误;
C、当电池电动势变小时,欧姆表要重新调零,由于满偏电流Ig不变,由Ig=,可知欧姆表内阻R内变小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,由I===,可知当R内变小时,I变小,指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了,即测量值比真实值大,故C正确;
D、测量电阻时,如果指针偏转角度过大,则说明示数较小,要增大示数则应将减小倍率,重新调零后再进行测量,故D正确。
故选:ACD。
57.(2023秋•沙坪坝区校级期中)某同学按如图连接好电路,闭合开关S,发现A、B灯都不亮,他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,从而确定电路故障,测量时开关S应 闭合 (选填“闭合”或“断开”),将 黑 (选填“红”或“黑”)表笔始终接触a点,另一只表笔分别与b、c、d、e、f点接触,测量结果如下表所示,若电路只存在一处故障,则发生故障的部分为 fe (答相邻两个测量点)。
测量点
ab
ac
ad
ae
af
电表示数
有示数
有示数
有示数
有示数
无示数
【答案】闭合、黑、ef。
【解答】解:闭合开关S,发现A、B灯都不亮,说明该电路存在断路,在用多用电表的电压挡测量电路两点间的电压时,多用电表内部电源是断开的,此时开关S应闭合;
由红进黑出可知,黑表笔应始终接触a点;
当多用电表从有示数到无示数突变时,说明与多用电表电压挡并联的部分存在断路,其他部分不存在断路,由表格数据可知ef之间断路。
故答案为:闭合、黑、ef。
58.(2023秋•岳麓区校级期末)某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材,设计了如图所示的电路,整个电路装置既可以当1mA和10mA的电流表使用,也可以当作两个倍率的欧姆电表使用。他们使用到的器材有:
电源E(电动势E=1.5V,内阻忽略不计)
定值电阻R1、R2
电流表G(量程为Ig=100μA,内阻Rg=990Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为1500Ω)
单刀双掷开关S1、S2
(1)按照多用电表的构造和原理,接线柱C端应该接 黑 表笔(选填“红”或“黑”);
(2)当单刀双掷开关S1拨到B端可作为电流表使用,S2拨到1端时,此时装置可作为 10 mA(选填“1”或“10”)量程的电流表;
(3)电阻R1= 11 Ω,电阻R2= 99 Ω;
(4)将单刀双掷开关S1拨到A端可作为欧姆表使用,若S2拨到2端,此时作为欧姆挡×100倍率,则将S2拨到1端时的倍率为 ×10 (选填“×10”或“×1k”)。
【答案】(1)黑;(2)10;(3)11、99;(3)×10。
【解答】解:(1)红表笔与内部电源的负极相连,黑表笔与内部电源的正极相连,故C端应与黑表笔相连;
(2)当单刀双掷开关S1拨到B端、S2拨到1端时,与表头并联的分流电阻更小,所以量程更大,故为10mA;
(3)S2拨到2端,量程为1mA,即:
S2拨到1端,量程为10mA,即:
联立方程解得:R1=11Ω,R2=99Ω
(4)当单刀双掷开关S1拨到A端、S2拨到2端,电流表量程为1mA,此时欧姆表内阻为:
S2拨到1端,电流表量程为10mA,同理此时欧姆表内阻为150Ω,故S2拨到1端应为×10挡。
故答案为:(1)黑;(2)10;(3)11、99;(3)×10。
59.(2022秋•河南期末)(1)关于多用电表的使用及相关问题,下列说法正确的是 ACD 。
A.用多用电表测电流、电压或测电阻时,只要表头指针偏转角度相同,通过表头的电流一定相等
B.用多用电表测电流、电压或测电阻时,电流都是从黑表笔流进,从红表笔流出
C.用多用电表的同一欧姆挡测两个不同电阻时,指针偏转角度分别是最大偏转角度的和,则两个待测电阻的比值约为3:1
D.组装欧姆表时,一节电池(电动势1.5V),电流表的满偏电流是1mA,有合适的调零电阻,则改装后的欧姆表的内阻是1500Ω
(2)用伏安法测量小灯泡在额定电压工作状态下的功率。灯泡的额定电压为3V,电阻约为8Ω,还有以下器材供使用:
A.电源:(电动势12V,内阻很小)
B.电流表:(量程0.5A,内阻约0.5Ω)
C.电压表:(量程4V,内阻5kΩ)
D.滑动变阻器:(阻值0﹣20Ω)
E.导线、开关
①本实验应该选择电流表 外 接法(填“内”或“外”);
②本实验选择滑动变阻器 分压式 接法(填“限流式”或“分压式”);
③在方框内画出电路图。
【答案】(1)ACD;(2)①外、②分压、③设计电路如图,
。
【解答】解:(1)A、表头指针偏转角度的大小是由通过表头的电流大小决定的,则用多用电表测电流、电压或测电阻时,只要表头指针偏转角度相同,通过表头的电流一定相等,故A正确;
B、用多用电表测电流、电压或测电阻时,电流都是从黑表笔流出,从红表笔流进,故B错误;
C、根据多用电表欧姆挡原理可知:
则有:
联立解得:,故C正确;
D、根据多用电表欧姆挡原理可知:
则有:,故D正确。
故选:ACD。
(2)①根据题意可知,电压表内阻已知,应采用电流表外接法。
②滑动变阻器若采用限流接法,由串联分压原理可知,灯泡两端电压为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻为:R===24Ω
超过滑动变阻器最大阻值,则滑动变阻器应采用分压接法。
③根据上述分析,设计电路图如图所示
故答案为:(1)ACD;(2)①外、②分压、③设计电路如图,
。
60.(2023秋•南海区校级月考)如图为多用电表的原理图,已知表头G的内阻为Rg=100Ω,满偏电流为Ig=250μA。
(1)挡位1是量程为I=0.5mA的直流电流表,求并联电阻R1的大小;
(2)已知电阻R2=4950Ω,挡位2是什么表;量程为多少;
(3)挡位3为测电阻的欧姆表,已知电池E=1.5V、r=5Ω,电阻R3=2000Ω,给欧姆表调零时,调零电阻R0应调为多少。
【答案】(1)挡位1是量程为I=0.5mA的直流电流表,求并联电阻R1的大小为100Ω;
(2)挡位2是电压表;量程为2.5V;
(3)欧姆表调零时,调零电阻R0应调为945Ω。
【解答】解:(1)挡位1是表头G与电阻R1并联,改装为量程I=0.5mA的直流电流表,根据并联电路规律有I1=I﹣IgU1=Ug=IgRg
则并联电阻R1的大小为:=Ω=100Ω
(2)挡位2是表头G与电阻R1并联后,再一起与电阻R2串联,改装为电压表。其量程为:U=Ug+IR2=0.25V+0.5×10﹣3×4950V=2.5V
(3)欧姆表调零时,不接外电阻,即红黑表笔短接,在闭合电路中有:E=Ug+I(R3+R0+r)
解得:R0=945Ω
则调零电阻R0应调为945Ω。
答:(1)挡位1是量程为I=0.5mA的直流电流表,并联电阻R1的大小为100Ω;
(2)挡位2是电压表;量程为2.5V;
(3)欧姆表调零时,调零电阻R0应调为945Ω。
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