内容正文:
专题八 电路及其应用 电能
考点 电路的规律应用和动态分析
◆电路中的能量关系
1.(2020 海南卷,4,3
分)一车载加热器(额
定电压为24V)发热部
分的电路如图所示,a,b,c是三个接线端
点,设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、
Pbc,则 ( )
A.Pab>Pbc B.Pab=Pac
C.Pac=Pbc D.Pab<Pac
◆闭合电路欧姆定律
2.(2023全国乙卷,20)黑箱
外有编号为1、2、3、4的四个
接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各
接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个
电阻R 和一个直流电源.测得接线柱之间
的电压U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.
5V.符合上述测量结果的可能接法是
( )
A.电源接在1、4之间,R 接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R 接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R 接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R 接在2、4之间
3.(2021天津卷,3,5分)如图所
示,闭合开关后,R=5Ω的电阻
两端的交流电压为u=50 2sin10πt(V),
电压表和电流表均为理想交流电表,则
( )
A.该交流电周期为0.02s
B.电压表的读数为100V
C.电流表的读数为10A
D.电阻的电功率为1kW
◆电路动态分析
4.(2020 江苏卷,6,4
分)某汽车的电源与启
动电机、车灯连接的简
化电路如图所示.当汽
车启动时,开关 S闭合,电机工作,车灯突
然变暗,此时 ( )
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
5.(2020北京卷,12,3分)图甲表示某金属
丝的电阻R 随摄氏温度t变化的情况.把这
段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),
用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度
改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温
度计.下列说法正确的是 ( )
A.tA 应标在电流较大的刻度上,且温度与
电流是线性关系
B.tA 应标在电流较大的刻度上,且温度与
电流是非线性关系
C.tB 应标在电流较大的刻度上,且温度与
电流是线性关系
D.tB 应标在电流较大的刻度上,且温度与
电流是非线性关系
65
最新真题分类特训物理
实验十 测定金属的电阻和电阻率
◆半偏法
1.(2021山东卷,14,8分)热敏电阻是传感
器中经常使用的元件,某学习小组要探究一
热敏电阻的阻值随温度变化的规律.可供选
择的器材有:
待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值约
几百欧到几千欧);
电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5Ω);
电阻箱R(阻值范围0~9999.99Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值2000Ω);
微安表(量程100μA,内阻等于2500Ω);
开关两个,温控装置一套,导线若干.
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要
实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位
置,使微安表指针满偏;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开
S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
④记录此时的温度和电阻箱的阻值.
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动
变阻器应选用 (填“R1”或“R2”).
(2)请用笔画线代替导线,将实物图(不含温
控装置)连接成完整电路.
图甲
(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数
为6000.00Ω,该温度下热敏电阻的测量值
为 Ω(结果保留到个位),该测量值
(填“大于”或“小于”)真实值.
(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示
的图像.由图像可知.该热敏电阻的阻值随温
度的升高逐渐 (填“增大”或“减小”).
◆伏安法
2.(2024山东卷,14)(8
分)某学习小组对两种
型号铅笔芯的电阻率进
行测量.实验器材如下:
学生电源(输出电压0~
16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表 V(量程3V,内阻未知);
电流表 A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开
关 K,导线若干.
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专题八 电路及其应用 电能
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某
次 测 量 结 果 如 图 甲 所 示,该 读 数 为
mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合
开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左
调节到合适位置,将单刀双掷开关 K 分别
掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流
表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应
将 K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到 Y 型号铅笔芯IGU
图像如图丙所示,求得电阻RY=
Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到
X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得 X、Y 型号铅笔芯的
长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺
旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相
等,则X型号铅笔芯的电阻率 (填
“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率.
图丙
3.(2024湖南卷,11)某实验小组要探究一金
属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图
(a)所示的装置.电阻测量原理如图(b)所
示,E 是电源, 为电压表, 为电流表.
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,
电流表示数为100mA,电压表量程为3V,
表盘如图(c)所示,示数为 V,此时
金属丝阻值的测量值R 为 Ω(保留
3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持
电流I不变,读出电压表示数U,计算出对
应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制RGp 关系图线,如图
(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,
保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)
指针位置的 侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电
阻的测量值 真实值(填“大于”“小
于”或“等于”).
4.(2023全国乙卷,23)(10分)一学生小组
测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率.
现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、
电压表(内阻非常大)、定值电阻 R0(阻值
10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀
双掷开关 K、开关S、导线若干.图(a)是学
生设计的实验电路原理图.完成下列填空:
(1)实验时,先将滑动变阻器R 接入电路的
电阻调至最大,闭合S.
(2)将 K与1端相连,适当减小滑动变阻器
R 接入电路的电阻,此时电压表读数记为
U1,然后将 K与2端相连,此时电压表读数
记为U2.由此得到流过待测金属丝的电流I
= ,金属丝的电阻r= .
(结果均用R0、U1、U2 表示)
85
最新真题分类特训物理
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到
多组测量数据,如下表所示:
U1(mV) 0.570.710.851.14 1.43
U2(mV) 0.971.211.451.94 2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=
14.2Ω.
(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00cm.
用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,
某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d
= mm.多次测量后,得到直径的
平均值恰与d相等.
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料
的电阻率ρ= ×10
-7 Ωm.(保留
2位有效数字)
5.(2023辽宁卷,12)(6分)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=0.20cm;
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=0.40A,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U-L 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=
Ωm(保留两位有效数字).
6.(2021北京卷,16,10分)在“测量金属丝
的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压
表测量一金属丝的电阻.
(1)该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属
丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是
Ω.
图1
(2)除电源(电动势30V,内阻不计)、电压
表(量程0~3V,内阻约3kΩ)、开关、导线
若干外,还提供如下实验器材:
A.电流表(量程0~06A,内阻约01Ω)
B.电流表(量程0~30A,内阻约0.02Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流
05A)
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应
选用 ,滑动变阻器应选用 .
(选填实验器材前对应的字母)
(3)该同学测量金属丝两端的电压U 和通
过金属丝的电流I,得到多组数据,并在坐
标图上标出,如图2所示.请作出该金属丝
的U-I图线,根据图线得出该金属丝电阻
R= Ω(结果保留小数点后两位).
图2
95
专题八 电路及其应用 电能
(4)用电流传感器测量通过定值电阻的电
流,电流随时间变化的图线如图3所示.将
定值电阻替换为小灯泡,电流随时间变化的
图线如图4所示,请分析说明小灯泡的电流
为什么随时间呈现这样的变化.
7.(2020全国Ⅰ卷,22,6分)
某同学用伏安法测量一阻值
为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻
为1kΩ,电流表内阻为0.5Ω.该同学采用
两种测量方案,一种是将电压表跨接在图
(a)所示电路的O、P 两点之间,另一种是跨
接在O、Q 两点之间.测量得到如图(b)所示
的两条UGI图线,其中U 与I分别为电压表
和电流表的示数.
回答下列问题:
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表
跨接在 (填“O、P”或“O、Q”)两点
的方案测量得到的.
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图
线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更
接近待测电阻的真实值,结果为 Ω
(保留1位小数).
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)
中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的
阻值为 Ω(保留1位小数).
8.(2018天津卷,9(3))某同学用伏安法测定
待测电阻Rx 的阻值(约为10kΩ).除了Rx、
开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,
内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻
不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定
电流2A)
①为使测量尽量准确,电压表选用
,电流表选用 ,
电源选用 .(均填器材的字
母代号)
②画出测量Rx 阻值的实验电路图.
06
最新真题分类特训物理
③该同学选择器材,连接电路和操作均正
确,从实验原理上看,待测电阻测量值会
其真实值(填“大于”、“小于”或“等
于”),原因是
.
◆双伏法/双安法
9.(2020 海南卷,15,10
分)在测量定值电阻阻值
的实验中,提供的实验器
材如下:电压表 (量程3
V,内阻r1=3.0kΩ),电压表 (量程5V,
内阻r2=5.0kΩ),滑动变阻器R(额定电
流1.5A,最大阻值100Ω),待测定值电阻
Rx,电源E(电动势6.0V,内阻不计),单刀
开关S,导线若干.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应采用 接
法(填“限流”或“分压”);
(2)将虚线框中的电路原理图补充完整;
(3)根据表中的实验数据(U1、U2 分别为电
压表 、 的示数),在图(a)给出的坐标纸
上补齐数据点,并绘制U2-U1 图像;
测量次数 1 2 3 4 5
U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82
(4)由U2-U1 图像得到待测定值电阻的阻值
Rx= Ω(结果保留三位有效数字);
(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验
原理测定另一个定值电阻 Ry(阻值约为
700Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提
下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的
虚线框内画出你改进的电路图.
实验十一 描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.(2024河北卷,12)(8分)某种花卉喜光,
但阳光太强时易受损伤.某兴趣小组决定制
作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒
花农.该实验用到的主要器材如下:学生电
源、多用电表、数字电压表(0~20V)、数字
电流表(0~20mA)、滑动变阻器R(最大阻
值 50 Ω,1.5 A)、白 炽 灯、可 调 电 阻 R1
(0~50kΩ)、发光二极管 LED、光敏电阻
RG、NPN 型 三 极 管 VT、开 关 和 若 干 导
线等.
(1)判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10k”欧姆挡测量二极
管的电阻.如图1所示,当黑表笔与接线端
M 接触、红表笔与接线端 N接触时,多用电
表指针位于表盘中a位置(见图2);对调红、
黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2).
由此判断 M 端为二极管的 (填“正
极”或“负极”).
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安
特性
①采用图3中的器材进行实验,部分实物连
接已完成.要求闭合开关后电压表和电流表
的读数从0开始.导线L1、L2 和L3 的另一
端应分别连接滑动变阻器的 、
、 接线柱(以上三空
选填接线柱标号“A”,“B”,“C”或“D”.
16
专题八 电路及其应用 电能
图3
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻
伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光
敏电阻受到的光照由弱到强.由图像可知,
光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强
而 (填“增大”或“减小”).
图4
图5
(3)组装光强报警器
电路并测试其功能
图5 为 利 用 光 敏 电
阻、发 光 二 极 管、三
极管(当b、e间电压
达到一定程度后,三
极管被导通)等元件
设计的电路.组装好光强报警器后,在测试
过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强
达到报警值时,发光二极管并不发光,为使
报警器正常工作,应 (填“增大”或
“减小”)可调电阻R1 的阻值,直至发光二极
管发光.
2.(2023全国甲卷,22)(5分)某同学用伏
安法测绘一额定电压为6V、额定功率为
3 W 的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用
电压表内阻约为6kΩ,电流表内阻约为
1.5Ω.实验中有图(a)和图(b)两个电路
图供选择.
(1)实验中得到的电流I和电压U 的关系曲
线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图
( )(填“a”或“b”).
(2)若选择另一个电路图进行实验,在图上
用实线画出实验中应得到的I-U 关系曲
线的示意图.
3.(2021河北卷,11,6分)某同学研究小灯
泡的伏安特性,实验室提供的器材有:小灯
泡(6.3V,0.15A),直流电源 V、滑动变阻
器、量程合适的电压表和电流表、开关和导
线若干.设计的电路如图1所示.
(1)按照图1,完成图2中的实物连线.
(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一
下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是
(单项选择,填正确答案标号).
A.电流表短路
B.滑动变阻器的滑片接触不良
C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端
(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验
操作,将实验数据描点作图,得到I-U 图
像,其中一部分如图3所示.根据图像计算出
P点对应状态下小灯泡的电阻为 Ω
(保留3位有效数字).
26
最新真题分类特训物理
4.(2020全国Ⅱ卷,23,10分)某同学要研究
一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性.所
用器材有:电流表 A1(量程200mA,内阻
Rgl=10.0Ω)、电流表 A2(量程500mA,内
阻Rg2=1.0Ω)、定值电阻 R0(阻值 R0=
10.0Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)、
电源E(电动势4.5V,内阻很小)、开关S和
若干导线.该同学设计的电路如图(a)所示.
(1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出
连线.
(2)若I1、I2 分别为流过电流表 A1 和 A2 的
电流,利用I1、I2、Rg1和R0 写出:小灯泡两
端的电压U= ,流过小灯泡的电流
I= .为保证小灯泡的安全,I1 不能
超过 mA.
(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后
两电流表的示数为零.逐次改变滑动变阻器
滑片位置并读取相应的I1 和I2.所得实验
数据在下表中给出.
I1/mA 32 55 85 125 144 173
I2/mA 171 229 299 379 424 470
根据实验数据可算得,当I1=173mA 时,
灯丝电阻R= Ω(保留1位小数).
(4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其
他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲
线,所用电阻的阻值不能小于 Ω
(保留1位小数).
实验十二 测定电源的电动势和内阻
◆伏安法
1.(2020山东卷,14,8分)实验方案对实验
测量的精度有直接的影响,某学习小组对
“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进
行了探究.实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
电压表 V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表 A(量程0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻R1(阻值2Ω);
定值电阻R2(阻值5Ω);
开关一个,导线若干.
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,
通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐
渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表
的示数,利用实验数据在UGI 坐标纸上描
点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变
化范围比较小,出现该现象的主要原因是
.(单选,填正确答案标号)
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问
题,该小组利用实验室提供的器材改进了实
验方案,重新测量得到的数据如下表所示.
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.080.140.200.260.320.360.40
U/V 1.351.201.050.880.730.710.52
36
专题八 电路及其应用 电能
请根据实验数据,回答以下问题:
图丁
①图丙上已标出后3组数据对应的坐标点,
请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点
并画出UGI图像.
②根据实验数据可知,所选的定值电阻为
(填“R1”或“R2”).
③用笔画线代替导线,请按照改进后的方
案,将图丁中的实物图连接成完整电路.
2.(2020北京卷,16,9分)用图1所示的甲、
乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约
为1Ω).其中R为电阻箱,电流表的内电阻约
为0.1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ.
图1
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动
势E 和内电阻r,所测量的实际是图2中虚
线框所示“等效电源”的电动势E′和内电阻
r′.若电流表内电阻用RA 表示,请你用E、r
和RA 表示出E′、r′,并简要说明理由.
.
图2
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中
由电表内电阻引起的实验误差.在图3中,
实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:I
=UR
)描点作图得到的UGI 图像;虚线是该
电源的路端电压U 随电流I 变化的UGI 图
像(没有电表内电阻影响的理想情况).
图3
在图3中,对应图甲电路分析的UGI 图像
是: ;对应图乙电路分析的UGI 图
像是: .
(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻
引起的实验误差,本实验应选择图1中的
(填“甲”或“乙”).
◆伏阻法/安阻法
3.(2024黑吉辽卷,11)某探究小组要测量电
池的电动势和内阻.可利用的器材有:电压
表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、
刻度尺、开关S、导线若干.他们设计了如图
所示的实验电路原理图.
(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按
照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的
.(填“A”或“B”)端;
②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置
并记录电压表示数U,断开开关S,记录金
属夹与B 端的距离L;
③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L
的值,作出图(c)中图线Ⅰ;
46
最新真题分类特训物理
④按照图(b)将定值电阻
接入电路,多次重复步骤
②,再根据记录的若干组
U、L 的值,作出图(c)中
图线Ⅱ.
(2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池
的电动势E= .
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2,
若
k2
k1
=n,则待测电池的内阻r=
(用n和R0 表示).
4.(2023浙江卷,16(Ⅱ))(5分)在“测量干
电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1所示,导线a端应连接
到 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接
线柱上.正确连接后,某次测量中电压表指
针位置如图2所示,其示数为 V.
(2)测得的7组数据已标在如图3所示U-I
坐标系上,用作图法求干电池的电动势E=
V和内阻r= Ω.(计算结果
均保留两位小数)
图3
5.(2021全国乙卷,23,10
分)一 实 验 小 组 利 用 图
(a)所示的电路测量一电
池的 电 动 势 E(约 1.5
V)和内阻r(小于2Ω).图中电压表量程为
1V,内阻RV=380.0Ω;定值电阻R0=20.
0Ω;电阻箱R,最大阻值为999.9Ω;S为开
关.按电路图连接电路.完成下列填空:
(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入
电路的电阻值可以选 Ω(填“5.0”
或“15.0”);
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值
R 和电压表的相应读数U;
(3)根据图(a)所示电路,用R、R0、RV、E 和
r表示1U
,得1
U=
;
图(b)
(4)利用测量数据,作
1
UGR
图线,如图 (b)
所示;
(5)通过图(b)可得E
= V(保留2
位小数),r= Ω
(保留1位小数);
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得
到的电源电动势为E′,由此产生的误差为
E′-E
E ×100%= %.
6.(2021湖南卷,12,9分)某实验小组需测
定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测
电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻
值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均
匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可
在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干.由于
缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现
桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电
阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入
电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下:
(1)将器材如图(a)连接;
56
专题八 电路及其应用 电能
(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的
端(填“a”或“b”);
(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次
接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流
表示数I,得到多组数据;
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得
图像如图(b)所示,图线斜率为k,与纵轴截
距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为r0,该
电池电动势和内阻可表示为E= ,
r= ;(用R0、RA、k、d、r0 表示)
(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角
度对应电阻丝的阻值r0,利用现有器材设计
实验,在图(c)方框中画出实验电路图(电阻
丝用滑动变阻器符号表示);
(6)利用测出的r0,可得该电池的电动势和
内阻.
实验十三 电表的改装 多用电表的使用
◆电流表/电压表的改装
1.(2022辽宁卷,11,
6分)某同学要将一
小量程电流表(满偏
电流为250μA,内阻
为1.2kΩ)改装成
有两个量程的电流
表,设 计 电 路 如 图
(a)所示,其中定值
电阻R1=40Ω,R2=360Ω.
(1)当开关S接A 端时,该电流表的量程为
0~ mA;
(2)当开关S接B 端时,该电流表的量程比
接在A 端时 (填“大”或“小”)
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未
知)和此改装电流表测量未知电阻Rx 的阻
值,设计了图(b)中两个电路.不考虑实验操
作中的偶然误差,则使用 (填
“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的
实验误差.
2.(2021辽宁卷,12,8分)某同学将一量程
为250μA的微安表改装成量程为15V的
电压表.先将电阻箱R1 与该微安表串联进
行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻
器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对
改装 后 的 电 表 进 行 检 测,设 计 电 路 如 图
所示.
(1)微安表铭牌标示内阻为08kΩ,据此计
算R1 的阻值应为 kΩ.按照电路
图连接电路,并将R1 调为该阻值.
(2)开关闭合前,R2 的滑片应移动到
端.
(3)开关闭合后,调节R2 的滑片位置,微安
表有示数,但变化不显著,故障原因可能是
.(填选项前的字母)
A.1、2间断路
B.3、4间断路
C.3、5间短路
66
最新真题分类特训物理
(4)排除故障后,调节R2 的滑片位置,当标
准电压表的示数为060V 时,微安表的示
数为98μA,此时需要 (填“增
大”或“减小”)R1 的阻值,以使改装电表的
量程达到预期值.
◆多用电表及欧姆表分析
3.(2022湖南卷,12,9
分)小 梦 同 学 自 制 了
一 个 两 挡 位 (“×1”
“×10”)的欧姆表,其
内部 结 构 如 图 所 示,
R0 为 调 零 电 阻 (最 大 阻 值 为 R0m),Rs、
Rm、Rn 为定值电阻(Rs+R0m<Rm<Rn),
电流计 的内阻为 RG(RS≪RG).用此欧
姆表测 量 一 待 测 电 阻 的 阻 值,回 答 下 列
问题:
(1)短接①②,将单刀双掷开关S 与m 接
通,电流计 示数为Im;保持电阻R0 滑片位
置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流
计 示数变为In,则Im In(填“大
于”或“小于”).
(2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆
表的挡位为 (填“×1”或“×10”).
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧
姆零点(欧姆零点在电流计 满偏刻度处)
时,调零电阻R0 的滑片应该 调节
(填“向上”或“向下”).
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间
接入阻值为100Ω的定值电阻R1,稳定后电流
计 的指针偏转到满偏刻度的2
3
;取走R1,在
①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流计 的指
针偏转到满偏刻度的1
3
,则Rx= Ω.
实验十四 拓展与创新电路实验
1.(2024新课标卷,10)(12分)学生实验小
组要测量量程为 3 V 的电压表 的内阻
RV.可选用的器材有,多用电表,电源E(电
动势5V),电压表 (量程5V,内阻约3
kΩ),定值电阻R0(阻值为800Ω),滑动变
阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2
(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干.
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻.
首先应 (把下列实验步骤前的字母
按正确操作顺序排列).
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”
位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压
表的 (填“正极、负极”或“负极、正
极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚
线Ⅰ所示.为了减少测量误差,应将选择开
关旋转到欧姆挡 (填“×1”“×100”
或“×1k”)位置.重新调节后,测量得到指针
位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的
该电压表内阻为 kΩ(结果保留1
位小数).
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)
所示的电路,其中滑动变阻器应选
(填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器
的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一
位置时,电压表 .待测电压表的示数分别
为U1、U,则待测电压表内阻RV=
(用U1、U 和R0 表示);
(4)测量得到U1=4.20V,U=2.78V,则
待测电压表内阻RV= kΩ(结果保
留3位有效数字).
76
专题八 电路及其应用 电能
2.(2022全国甲卷,22,5分)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1.5V,内阻很小),电流表 (量程
10mA,内阻约10Ω),微安表 (量程100
μA,内阻Rg 待测,约1kΩ),滑动变阻器R
(最大阻值 10Ω),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90.0μA,电流
表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻
Rg= Ω.
3.(2022广东卷,12,9分)弹性导电绳逐步
成为智能控制系统中部分传感器的敏感元
件.某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后
绳长之间的关系,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接
如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作
为拉伸端,两端分别用带有金属夹 A、B的
导线接入如图(b)所示的电路中.
(2)导电绳拉伸后的长度L 及其电阻Rx 的
测量
①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录
A、B 间的距离,即为导电绳 拉 伸 后 的 长
度L.
②将滑动变阻器R 的滑片滑到最右端,断
开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表
和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表
的示数U 和I1.
③闭合S2,电压表的示数 (选填“变
大”或“变小”).调节R 使电压表的示数仍为
U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻
Rx= (用I1、I2 和U 表示).
④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录
A、B间的距离,重复步骤②和③.
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值
(选填“有”或“无”)影响.
(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx-
L图线,将该导电绳两端固定在某种机械臂
上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx
为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后
的长度为 cm,即为机械臂弯曲后
的长度.
4.(2022浙江6月,18,7分)(1)探究滑动变
阻器的分压特性,采用图1所示的电路,探
究滑片P 从A 移到B 的过程中,负载电阻
R 两端的电压变化.
①图2为实验器材部分连线图,还需要
(选填af、bf、fd、fc、ce或cg)连线.
②图3所示电压表的示数为 V.
86
最新真题分类特训物理
③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω,
额定电流I=1.0A.选择负载电阻R=10
Ω,以R 两端电压U 为纵轴,为xL
横轴(x为
AP 的长度,L 为AB 的长度),得到U-xL
分压特性曲线为图4中的“I”;当 R=100
Ω,分压特性曲线对应图4中的
(选填“Ⅱ”或“Ⅲ”);则滑动变阻器最大阻值
的选择依据是 .
(2)两个相同的电流表G1 和G2 如图5所示
连接,晃动 G1 表,当指针向左偏转时,静止
的 G2 表的指针也向左偏转,原因是
.
A.两表都是“发电机”
B.G1 表是“发电机”,G2 表是“电动机”
C.G1 表和 G2 表之间存在互感现象
D.G1 表产生的电流流入G2 表,产生的安培
力使 G2 表指针偏转
5.(2020全国Ⅲ卷,23,9分)已知一热敏电
阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧
姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其
阻值随温度的变化关系.所用器材:电源E、
开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、
电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约
为100Ω).
(1)在框中所给的器材符号之间画出连线,
组成测量电路图.
(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,
记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计
算出相应的热敏电阻阻值.若某次测量中电
压表和毫安表的示数分别为5.5V 和3.0
mA,则此时热敏电阻的阻值为 kΩ
(保留2位有效数字).实验中得到的该热敏
电阻阻值R 随温度t变化的曲线如图(a)
所示.
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,
测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2
kΩ.由图(a)求得,此时室温为 ℃
(保留3位有效数字).
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报
警器,其电路的一部分如图(b)所示.图中,
E 为直流电源(电动势为10V,内阻可忽
略);当图中的输出电压达到或超过6.0V
时,便触发报警器(图中未画出)报警.若要
求开始报警时环境 温 度 为 50℃,则 图 中
(填“R1”或“R2”)应使用热敏电
阻,另一固定电阻的阻值应为 kΩ
(保留2位有效数字).
96
专题八 电路及其应用 电能
6.解析:(1)由题意,设空气阻力为:f=krv,则无电压时,
有:油滴a:mag=krav0、油滴b:mbg=krb
v0
4
,又 m=
ρ
4
3πr
3,可得:ra
rb
=21
,ma
mb
=81.
(2)由题可知加电压后,油滴a做减速运动,油滴b做加
速运动,直到两者共速,所以油滴a受到向上的电场力,
油滴b受到向下的电场力,故油滴a带负电,油滴b带正
电.油滴a:mag=kra
v0
2+qaE
、油滴b:mbg+qbE=krb
v0
2
,可得:qa
qb
=41.
答案:(1)油滴a和油滴b的质量之比为81
;(2)油滴a带
负电,油滴b带正电;a、b所带电荷量的绝对值之比为qaqb
=41.
实验九 实验观察电容器的充、放电现象
1.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=
Q
t
,则I-t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.解析:(1)滑动变阻器分压式接法,故向b端滑动充电电
压升高;
(2)量程15V,每个小格0.5V,故6.5V;
(3)I-t图像所围的面积,等于电容器存储的电荷量,38
个小格,故电容器存储的电荷量为3.8×10-3C;
(4)由电容的定义式C=qU
得:C=4.4×10-4F;
(5)开关S2 掷向2,电容器放电,故 D1 闪光.
答案:(1)b (2)6.5 (3)3.8×10-3 (4)4.4×10-4 (5)D1
专题八 电路及其应用 电能
考点 电路的规律应用和动态分析
1.D 本题借助车截加热器考查串并联电路的应用、纯电
阻电路中功率的计算.接ab时,发热部分简化电路如图
甲所示,则电路的总电阻Rab=
9R(R+9R)
R+9R+9R=
90R
19
;接ac
时,发热部分简化电路如图乙所示,则电路的总电阻Rac
=R
(9R+9R)
R+9R+9R=
18R
19
;接bc时,发热部分简化电路如图
丙所示,则电路的总电阻Rbc=
9R(R+9R)
R+9R+9R=
90R
19.
由题
意可知,不管接哪两个点,其两端电压均为U=24V,根
据P=U
2
R
可 知,Pab =Pbc <Pac,选 项 A、B、C 错 误,D
正确.
2.CD A.根据题意画出电路图,如下
可见U34>0,A错误;
B.根据题意画出电路图,如下
可见U34>0,B错误;
C.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,C正确;
D.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,D正确.故选 CD.
3.C A.该交流电的周期
T=2πω=
2π
10πs=0.2s
选项 A错误.B.电压表的读数为交流电的有效值,即
U=50 2
2
V=50V,
选项B错误;
C.电流表的读数为
I=UP =
50
5A=10A
选项 C正确;
D.电阻的电功率为
P=IU=10×50W=500W
选项 D错误.故选 C.
4.ABD A.开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流I灯
变小,A正确;B.电路的路端电压为U路 =U灯 =I灯 R灯 ,
I灯 变小,路端电压变小,B正确;C.总电流即干路电流为
I干 =
U内
r =
E-U路
r
,U路 减小,干路电流增大,C错误;D.
电源总功率为P总 =EI干 ,I干 增大,总功率变大,D正确.
故选 A、B、D.
5.B 由甲图可知,tA 点对应的电阻阻值较小,由闭合电路
欧姆定律知对应电路中的电流较大,故tA 应标在电流较
大的刻度上;而tB 点对应的电阻阻值较大,由闭合电路
欧姆定律知对应电路中的电流较小,故tB 应标在电流较
小的刻度上;由图甲得R=R0+kt,其中R0 为图线的纵
截距,由闭合电路欧姆定律得I= ER+Rg+r
,联立解得t
=EkI-
R0+Rg+r
k
,可知t与I 是 非 线 性 关 系,故 B 正
确,A、C、D错误.故选B.
实验十 测定金属的电阻和电阻率
1.解析:(1)用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电
路的电压在S2 闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动
变阻器左侧部分电阻并联,滑动变阻器的阻值越小,S2
闭合前、后并联部分电阻变化越小,从而并联部分的电
压值变化越小,故滑动变阻器应选R1.
391
详解详析
(2)电路连接图如图所示
(3)微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即
RT+RμA=R=6000.00Ω
可得RT=3500Ω
当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压
略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就
是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而
我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻
来计算,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大.
(4)由于是lnRT-
1
T
图像,当温度T 升高时,1T
减小,从
图中可以看出lnRT 减小,从而RT 减小,因此热敏电阻
随温度的升高逐渐减小.
答案:(1)R1 (2)图见解析 (3)3500 大于 (4)减小
2.解析:(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2
mm+0.01×45.0mm=2.450mm;
(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,
因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将 K
掷到1端;
(3)根据图丙的IGU 图像,结合欧姆定律有RY=
2.50V
1.31A
=1.91Ω;
(4)根据电阻定律R=ρ
l
S
,
可得ρ=
RS
l
,
两种材料的横截面积近似 相 等,分 别 代 入 数 据 可 知ρX
>ρY.
答案:(1)2450 (2)1 (3)191 (4)大于
3.解析:(1)电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压
表读数需估读一位,为1.25V,则金属丝的测量值R=
U
I =12.5Ω.
(4)
(5)
答案:(1)1.25 12.5 (4)右 (5)小于
4.解析:(2)根据题意可知,R0 两端的电压为U=U2-U1
则流过R0 即流过待测金属丝的电流I=
U
R0
=
U2-U1
R0
;
金属丝的电阻r=U1I
,
联立可得r= U1R0U2-U1
,
(5)螺 旋 测 微 器 的 读 数 为 d=15.0×0.01 mm=
0.150mm
(6)根据电阻定律r=ρ
L
S
,
S=π d2( )
2
,
代入数据联立解得ρ=5.0×10
-7 Ωm.
答案:(2)
U2-U1
R0
U1R0
U2-U1
(5)0.150
(6)5.0
5.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
L
a2
,
再根据欧姆定律有R=UI
,
联立有U=ρI
a2
L,
则ρ=
ka2
I
,
(3)根据图像可知k=6.5V/m,
则根据(2)代入数据有ρ=6.5×10
-5 Ωm.
答案:(1)乙 (2)ka
2
I
(3)6.5×10-5
6.解析:(1)将选择开关调节到“×1Ω”,由题图1可知,金
属丝的电阻Rx=6×1Ω=6Ω.
(2)由题知,电源电动势为3V,则回路中的最大电流为
Imax=
E
Rx
=36 A=0.5A.
故电流表选 A;
为了调节方便、测量准确,滑动变阻器要选最大阻值小
的,故选 C;
(3)将描出的点用直线连接,即可得U-I图线,则有
取(03A,175V),可得
R=1.750.3 Ω=5.80Ω
(4)刚闭合开关时,灯丝温度较低,电阻较小,电流较大;
随着灯丝温度升高,电阻逐渐增大,电流逐渐减小;当灯
丝发热与散 热 平 衡 时,温 度 不 变,电 阻 不 变,电 流 保 持
不变.
491
最新真题分类特训物理
答案:(1)6 (2)A C
(3) 580
(4)刚闭合开关时,灯丝温度较低,电阻较小,电流较大;随
着灯丝温度升高,电阻逐渐增大,电流逐渐减小;当灯丝发
热与散热平衡时,温度不变,电阻不变,电流保持不变
7.解析:(1)若将电压表接在O、P 之间,I=URv
+URx
则U=
RxRv
Rx+Rv
I,根 据 一 次 函 数 关 系 可 知 对 应 斜 率 为
RxRv
Rx+Rv
.若将电压表接在O、Q 之间,电流表分压为UA
=IRA,根据欧姆定律变形可知Rx=
U-IRA
I
,解得U=
I(Rx+RA),根据一次函数可知对应斜率为(Rx+RA),
对比图像的斜率可知kⅠ >kⅡ ,所以Ⅱ图线是采用电压
表跨接在O、P 之间.
(2)因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大
致估算待测电阻为50Ω 左右,根据1kΩ50Ω<
50Ω
0.5Ω
,说明
电流表的分压较小,电流表的分流较大,所以电压表应
跨接在O、Q 之 间,所 以 选 择 图 线 Ⅰ 得 到 的 结 果 较 为
准确.
根据图像可知Rx=
3V-1V
(59.6-20)×10-3A
≈50.5Ω.
(3)考虑电流表内阻,则修正后的电阻为R′x=Rx-rA=
50.5Ω-0.5Ω=50.0Ω.
答案:(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
8.解析:①若选用电源1.5V,由于被测电阻很大,电路中
电流非常小,不利于实验,即电源选用12V 的,即 F;则
电压表就应该选取B;电路中的最大电流为I= 1210000A
=1.2mA,故选用电流表 C;②因为
给的滑动变阻器的最大阻值只有10
Ω,若采 用 限 流 接 法,则 电 路 中 电 流
和电压变化不明显,故采用滑动变阻
器的分 压 接 法,由 于RV
Rx
<
Rx
RA
,所 以
采 用 电 流 表 内 接 法,电 路 图 如 图
所示;
③由于电流表的分压,导致电压测量
值偏大,而电流准确,根据Rx=
U
I
可知测量值偏大.
答案:①B C F
②
③大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其
他正确表述也可)
9.解析:本题通过测量定值电阻阻值的实验考查实验电路
的设计、实验数据的处理和误差分析.
(1)由于两电压表的内阻较大,为了让待测电阻分得较
大的电压,所以滑动变阻器要选择分压接法;
(2)电路原理图如图所示;
(3)根据题表中的实验数据,绘制的U2-U1 图像如图所示;
(4)根据 实 验 电 路 图,有 Rx =
U2-U1
U1
r1
,即U2=
Rx+r1
r1
U1,则U2-U1 图线的斜率为k=
Rx+r1
r1
,根据U2-U1
图像 可 得 斜 率 k=4.82-1.613.00-1.00=1.61
,则 有 1.61=
Rx+r1
r1
,将r1=3.0kΩ代入,解得Rx=1.83×103 Ω;
(5)因待测电阻Ry(阻值约为700Ω)的
阻值较小,若仍与电压表 V1 串联,则所
分得的电压过小,不利于测量,故应让待
测电阻Ry 与其中一个电压表并联.由于
电源电动势只有6V,为让待测电阻分
得较大的电压,故待测电阻Ry 应与电压
表 V2 并联,再与电压表 V1 串联,故改进后的电路图如
图所示.
答案:(1)分压 (2)见解析 (3)见解析 (4)1.83×103
(5)见解析
实验十一 描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.解析:(1)
591
详解详析
(2)①题目要求电压表、电流表读数从零开始,所以应该
采用滑动变阻器分压式接法连接电路,故L1、L2 接滑动
变阻器 A 接线柱,L3 必须接在金属杆两端接线柱任意
一个,即C或D.②由图像可知,随光照强度增加,IGU 图
像斜率增大,所以电阻减小.
(3)
答案:(1)负极 (2)①A A D(或C) ②减小 (3)
增大
2.解析:(1)由于 RVRA≈95Ω
小灯泡的电阻约为r=U
2
P ≈12Ω
,
则电流表应采用外接法,则该同学选择的电路图是图(a).
(2)若 选 用 另 一 个 电 路 图 即 图 (b)实 验,会 有U=U灯
+IRA
则分别代入电流200mA、400mA、500mA,可知对应的
电压应为1.4V、4.0V、6.75V,描点连线有
答案:(1)a (2)
3.解析:(1)电流表负极与滑动变阻器的连接,如图
(2)开关闭合,小灯泡闪亮一下后灯丝烧断,说明通过小
灯泡的电流过大.A.电流表内阻非常小,短路几乎不影
响通过小灯泡的电流,与灯丝烧断无关,A 错误;B.滑动
变阻器滑片接触不良,无电流通过小灯泡,B错误;C.滑
动变阻器的滑片开始时置于b端,小灯泡部分分压达到
最大,通过电流最大,可能会烧断小灯泡灯丝,C正确;故
选 C.(3)根据小灯泡的伏安特性曲线可知在 P 点时的
电压和电流分别为
U=2V,I=74mA
根据欧姆 定 律I=UR
可 知 小 灯 泡 的 电 阻 为R=UI =
2
74×10-3
Ω=27.0Ω
答案:(1)
(2)C (3)27.0
4.解析:(1)根据电路图连接实物图如图所示
(2)①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表 A1 和
R0 的总电压,故根据欧姆定律有U=I1(Rg1+R0);
②根据并联电路特点 可 知 流 过 小 灯 泡 的 电 流 为I=I2
-I1;
③因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知
数据代入①中可知I1 不能超过180mA;
(3)根据表中数据可知当I1=173mA 时,I2=470mA;
根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U
=3.46V;流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A;
故根 据 欧 姆 定 律 可 知 此 时 小 灯 泡 的 电 阻 为 R=UI =
3.46
0.297Ω=11.6Ω
;
(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少
要达到3.6V,而电流表 A1 不能超过其量程200mA,此
时结合①有3.6=0.2×(10+R0)
解得R0=8.0Ω,即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线
所用电阻的阻值不能小于8.0Ω.
答案:(1)见解析 (2)I1(Rg1+R0) I2-I1 180 (3)
11.6 (4)8.0
实验十二 测定电源的电动势和内阻
1.解析:(1)电压表示数变化过小,则原因是外电阻比内阻
大的多,即电源内阻偏小,故选B.
(2)①根据数据做出UGI图像如图;
691
最新真题分类特训物理
②由图像可知r+R定 =1.580.6 Ω=2.63Ω
,电源内阻小于
1Ω,则定值电阻大于1.63Ω,可知定值电阻为R1;③定
值电阻与电源串联,电路如图;
答案:(1)B (2)①见解析 ②R1 ③见解析
2.解析:(1)将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是
电源本身具 有 的 属 性,电 流 表 不 具 有 产 生 电 动 势 的 本
领,所以等效电源的电动势仍然为E′=E,
而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻,
即r′=r+RA.
(2)对甲图,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得
E=U路 +Ir内 =U+I(r+RA),
变形得U=-(r+RA)I+E,
直接通过实验获得数据,可得U=-rI+E
图像与纵轴截距均为电源电动势E,虚线对应的斜率大
小为r,实线对应的斜率大小为(r+RA),所以对应图甲
电路分析的UGI图像是 C;
对乙图,考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况),根
据闭合电路欧姆定律得
E=U路 +Ir内 =U+ I+URv( )r=U+Ir+U
r
Rv
,
变形得U=- RvrRv+r
I+ RvRv+r
E,
直接通过实验获得数据,可得U=-rI+E,
虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为 RvRv+r
r<r,虚线对应的纵轴截距为E,实线对应的纵轴截距为
Rv
Rv+r
E<E;两图线在U=0时,对应的短路电流均为I短
=Er
,所以对应图乙电路分析的U-I图像是 A.
(3)图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较
为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和
内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所
以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减
小由电表内电阻引起的实验误差.
答案:(1)E′=E r′=r+RA 理由见解析 (2)C A
(3)乙
3.解析:(1)为了保护电路,闭合开关前,金属夹置于电阻
丝的最大阻值处,由题图可知,应该置于 A端.
(2)对于 电 路 图(a),根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 有U=E
-Ir,
设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S,结合欧姆定律和
电阻定律I=UR
,R=ρ
L
S
,
联立可得U=E-US
ρL
r,
整理可得1
U =
1
E+
Sr
Eρ
1
L
,
对于 电 路 图 (b),根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 有 U =E
-I(r+R0),
结合欧姆定律和电阻定律I=UR
,R=ρ
L
S
,
联立后整理1
U =
1
E+
S(r+R0)
Eρ
1
L
,
可知图线的纵轴截距b=1E
,
解得E=1b
,
(3)由题意可知k1=
Sr
Eρ
,k2=
S(r+R0)
Eρ
又
k2
k1
=n,
联立解得r= R0n-1.
答案:(1)A (2)1b
(3)
R0
n-1
4.解析:(1)电压表测量的电压应为滑动变阻器接入电路
中电阻丝两端的电阻,开关应能控制电路,所 以 导 线a
端应连接到B 处;
干电池电动势约为1.5V,电压表选择0~3V 量程,分
度值为0.1V,题图中电压表读数为1.20V;
(2)作出U-I如图所示
根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,
可知U-I图像纵轴截距为电源电动势可得E=1.5V
U-I图像斜率的绝对值等于电源内阻r=1.50-1.000.48-0
Ω=1.04Ω.
答案:(1)B 1.20 (2)1.50 1.04
5.解析:(1)为了避免电压表被烧坏,接通电路时电压表两
端的电压不能比电表满偏电压大,则由并联电路分压可
得 URVR0
RV+R0
=E-UR+r
代入数据解得R=7.5Ω
因此选15.0Ω.
(3)由闭合回路的欧姆定律可得
E=U+ URVR0
RV+R0
(R+r)
化简可得1
U =
R0+RV
ERVR0
R+1E+
RV+R0
ERVR0
r
=
R0+RV
ERVR0
R+1E 1+
R0+RV
R0RV( )
(5)由上面公式可得
R0+RV
ERVR0
=k= 119E
,
1
E+
RV+R0
ERVR0
r=b=1E+
r
19E
由1
U -R
图像计算可得k=0.034V-1Ω,
b=0.68V-1
代入可得E≈1.55V,r≈1.0Ω
791
详解详析
(6)如果电压表为理想电压表,则可有
1
U =
1
E+
r
ER0
+ 1ER0
R
则此时E′= 120k
因此误差为η=
1
20k-
1
19k
1
19k
×100%=5%
答案:(1)15.0 (3)
R0+RV
ERVR0
R+1E
(1+
R0+RV
R0RV
r)
(5)1.55 1.0 (6)5
6.解析:(2)开关闭合前,为了保护电路中的元件,应将电
阻丝的最大阻值接入电路,根据电阻定律R=ρ
L
S
可知
电阻丝接入越长,接入电阻越大,金属夹应夹在电阻丝
的b端.
(4)设圆心角为θ时,电阻丝接入电路中的电阻为θr0,根
据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知
E=I(RA+R0+θr0)+Ir
整理得1
I=
r0
Eθ+
RA+R0+r
E
结合图像的斜率和截距满足
r0
E=k
,RA+R0+r
E =b
解得电源电动势和内阻为E=r0k
,r=r0bk -R0-RA
(5)实验器材中有定值电阻R 和
单刀双掷开关,考虑使用等效法
测量电阻丝电阻,如图
原理的简单说明:
① 将开关置于R0 位置,读出电
流表示数I0;
② 将开关置于电阻丝处,调节电
阻丝的角度,直到电流表示数为
I0,读出此时角度θ;
③此时θr0=R0,即可求得r0 的数值.
答案:(2)b (4)r0k
r0b
R -R0-RA
(5)
实验十三 电表的改装 多用电表的使用
1.解析:(1)由题图可知当S接A 时,R1 和R2 串联接入电
路,和电流表 并 联,满 偏 时 电 流 表 两 端 的 电 压 为Um =
Imr=250×10-6×1.2×103 V=0.3V,
此时R1 和R2 的电流为I=
Um
R1+R2
= 0.340+360A=
0.75×10-3 A=0.75mA,
所以总电流为I总 =Im+I=1mA,
即量程为0~1mA.
(2)当开关S接B 端时,由题图可知R1 和电流表串联再
和R2 并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电流表满
偏时,流过R2 的电流变大,干路电流变大,即量程变大;
所以比接在A 端时大.
(3)图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流
引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的
分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙
的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差.
答案:(1)1 (2)大 (3)乙
2.解析:(1)微安表的内阻Rg=0.8kΩ,满偏电流Ig=250
μA=250×10
-6A,串联R1 后改装为U=1.5V 的电压
表,所以满足
Ig(Rg+R1)=U
代入数据解得
R1=
U
Ig
-Rg=
1.5
250×10-6
Ω-0.8kΩ
=6kΩ-0.8kΩ=5.2kΩ.
(2)开关闭合前,将滑动变阻器R2 的滑片移动到2端,
这样测量电路部分的分压为0,便于检测改装后的电表.
(3)开关闭合,调节滑动变阻器 R2,电表示数变化不明
显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路或者
3、5间短路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值
远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变
化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数.故
选 AC.
(4)标准电压表的示数为0.6V,若改装电压表也为0.6
V,此时微安表的示数为
I=0.6VRg+R1
=0.6V6kΩ=100μA
,
但此时微安表示数为98μA,说明R1 的阻值偏大,所以
应该减小R1 的阻值.
答案:(1)5.2 (2)2 (3)AC (4)减小
3.解析:(1)根据题意可知Rm <Rn,所以开关拨向 m 时电
路的总电阻小于开关拨向n 时电路的总电阻,电源电动
势E 不变,根据I= ER总
可知Im>In;
(2)当开关S拨向n时,全电路的总电阻较大,中值电阻
较大,能够接入待测电阻的阻值也更大,所以开关 S拨
向n时对应欧姆表的挡位倍率较大,即×10;
(3)从“×1”挡位换成“×10”挡位,即开关S从m 拨向n,
全电路电阻增大,干路电流减小,①②短接时,为了使电
流表满偏,则需要增大通过电流计 G 所在支路的电流,
所以需要将R0 的滑片向上调节;
(4)在“×10”挡位,电路图结构简化如图
第一次,当①②短接,全电路的总电阻为
R=Rn+
(RG+R0上 )R0下
RG+R0m
,
通过干路的电流为I=ER
,
电流表满偏,根据并联电路中电流之比等于电阻反比可
知
IG
I-IG
=
R0下
RG+R0上
,
第二次,①②之间接入R1=100Ω,全电路总电阻为
R+R1,通过干路的电流为I1=
E
R+R1
,
电流表偏转了量程的2
3
,则
2
3IG
I1-
2
3IG
=
R0下
RG+R0上
,
结合第一次和第二次解得R=2R1=200Ω,
891
最新真题分类特训物理
第三次,①②之间接入Rx,全电路总电阻为Rx+R1,通
过干路的电流为Ix=
E
Rx+R1
,
电流表偏转了量程的1
3
,则
1
3IG
Ix-
1
3IG
=
R0下
RG+R0上
,
结合第二次和第三次,解得Rx=R+2R1=400Ω.
答案:(1)大于 (2)×10 (3)向上 (4)400
实验十四 拓展与创新电路实验
1.解析:(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻.首先应
选择欧姆挡即 C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡
“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即 A 选项;进行欧姆
调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆.
故首先操作顺序为 CAB.
多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻
时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分
别与待测电压表的“负极、正极”相连.
读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角
度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择
开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选
择“×1k”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的
该电压表内阻为R=16.0×100Ω=1.60kΩ.
(2)图(b)所示的 电 路,滑 动 变 阻 器 采 用 的 是 分 压 式 连
接,为了方便 调 节,应 选 最 大 阻 值 较 小 的 滑 动 变 阻 器,
即R1;
为保护电路,且测量电路部分电压从零开始调节,闭合
开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端.
(3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
I=U1-UR0
,
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为Rv=
U
I =
UR0
U1-U
.
(4)测量得到U1=4.20V,U=2.78V,代入待测电压表
的阻值 表 达 式 RV =
UR0
U1-U
,则 待 测 电 压 表 内 阻 RV =
2.78×800
4.20-2.78Ω≈1566Ω≈1.57kΩ.
答案:(1)CAB 负极、正极 ×100 1.6 (2)R1 a
(3)
UR0
U1-U
(4)1.57
2.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 =9.00mA-
0.09mA=8.91mA
加在微安表两端的电压U=IR0=8.91×10-2V
微安表的内电阻Rg=
U
IG
=8.91×10
-2
90.0×10-6
Ω=990Ω.
答案:(1)见解析 (2)990
3.解析:(2)③闭合S2 后,并联部分的电阻减小,根据闭合
电路欧姆定律,电压表的示数变小.
加在导电绳两端的电压为U,流过导电绳的电流为I2—
I1,因此导电绳的电阻Rx=
U
I2-I1
,
(3)在闭合S2 之前,电流表I1 的示数包括定值电阻的电
流和电压表分得的电流,闭合S2 之后,加在电压表两端
的电压保持不变,因此流过电压表和定值电阻的总电流
仍为I1,故流过导电绳的电流是I2—I1,与电压表内阻
无关,电压表内阻对测量没有影响.
(4)由图(c)可知,导电绳拉伸后的长度为51.80cm.
答案:(2)③变小 UI2-I1
(3)无 (4)51.80
4.解析:(1)依原理图可知,还需要af、fd、ce连线;
依题意,所示电压表的示数为1.50V,考虑到偶然误差
1.50±0.02也可;
假定AP 部分的电阻为R′,R′分别与10Ω与100Ω并联
再与BP 部分的电阻串联;由于相同的R′与100Ω 并联
后的电阻较与10Ω并联后的电阻大,则根据闭合电路的
欧姆定律可知,滑片在相同位置下,负载电阻越大,其两
端电压越大;即在相同横坐标下,此时负载100Ω 时,电
压表的示数应该较曲线为图4中的“Ⅰ”来得大,故应该
选“Ⅱ”.
由上述分析可知,对于不同的负载电阻,调节滑动触头
时负载两端的电压变化规律不同,当负载电阻小于滑动
变阻器最大阻值时,负载电阻两端电压随滑动触头的变
化而更迅速变化;当负载电阻大于滑动变阻器最大阻值
时,负载电阻两端电压随滑动触头的变化而更加平稳变
化,从而获得更多的实验数据.所以,在保证电路安全的
情况下,滑动变阻器最大阻值的选择依据是相比负载电
阻越小越好,即R0<R.
(2)据题意可知:电流表主要部件是永久磁铁和带有指
针的线圈,G1 和 G2 用导线连接起来.当晃动 G1 时,相
当于 G1 中的线圈做切割磁感线运动,电路中会产生感
应电流;由于两个电表构成了闭合电路,则电流会通过
G2 表中的线圈,而该线圈处于磁场中,由于通电导线在
磁场中受力的作用,G2 的指针也会偏转;则 G1 表相当
于“发电机”,G2 表相当于“电动机”,故 AC错误,BD 正
确.故选BD.
答案:(1)①af、fd、ce ②1.50±0.02 ③Ⅱ R0<R
(2)BD
5.解析:(1)滑动变阻器用分压式,电压表可视为理想电压
表,所以用电流表外接.连线如图
(2)由部分电路欧姆定律得
R=UI =
5.5
3×10-3
Ω≈1.8kΩ.
(3)由 该 电 阻 的 阻 值 随 温 度 变 化 的 曲 线 直 接 可 读 得:
25.5℃.
991
详解详析
(4)①温 度 升 高 时,该 热 敏 电 阻 阻 值 减 小,分 得 电 压 减
少.而温度高时输出电压要升高,以触发报警,所以 R1
为热 敏 电 阻.②由 图 线 可 知,温 度 为 50℃ 时,R1=0.8
kΩ,由欧姆定律可得E=I(R1+R2),U=IR2,代入数据
解得R2=1.2kΩ.
答案:(1)
(2)1.8 (3)25.5 (4)R1 1.2
专题九 动量守恒定律
考点1 动量定理的理解及应用
1.C 矢量是既有大小又有方向的物理量,所以动量是矢
量,而质量、速率、动能只有大小没有方向,是标量.
2.B 设中子的质量为m,氢核的质量为 m,氮核的质量为
14m,设中子和氢核碰撞后中子速度为v3,由动量守恒定
律和能量守恒定律可得mv0=mv1+mv3,
1
2mv
2
0=
1
2mv
2
1+
1
2mv
2
3,
联立解得v1=v0,
设中子和氮核碰撞后中子速度为v4,由动量守恒定律和
能量守恒定律可得mv0=14mv2+mv4,
1
2mv
2
0=
1
2
14mv22+
1
2mv
2
4,
联立解得v2=
2
15v0
可得v1=v0>v2,
碰撞后氢核的动量为pH=mv1=mv0,
氮核的动量为pN=14mv2=
28mv0
15
,
可得pN>pH,
碰撞后氢核的动能为EkH =
1
2mv
2
1=
1
2mv
2
0,
氮核的动能为EkN =
1
2
14mv22=
28mv20
225
,
可得EkH >EkN ,故B正确,ACD错误.故选B.
3.AC A.重力的功率为P=mgv,
由题图可知在0~t1 时间内,返回舱的速度随时间减小,
故重力的功率随时间减小,故 A正确;
B.根据v-t图像的斜率表示加速度可知在0~t1 时间
内返回舱的加速度减小,故B错误;
C.在t1~t2 时间内由图像可知返回舱的速度减小,故可
知动量随时间减小.故 C正确;
D.在t2~t3 时间内,由 题 中 图 像 可 知 返 回 舱 的 速 度 不
变,则动能不 变,但 由 于 返 回 舱 高 度 下 降,重 力 势 能 减
小,故机械能减小,故 D错误.故选 AC.
4.D 质点沿x 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运
动,则有v2=2ax
而动量为p=mv
联立可得p=m 2ax=m 2ax
1
2
动量p关于x 为幂函数,且x>0,故正确相轨迹图像为
D.故选 D.
5.D A.圆盘停止转动前,小物体随圆盘一起转动,小物体
所受摩擦力提供向心力,方向沿半径方向,故 A 错误;B.
圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力
f=mrω2,
小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为
I=fT=mrω2×2πω=2πmrω
,
故B错误;C.圆盘停止转动后,小物体沿切线方向运动,
故 C错误;D.圆盘停止转动后,根据动量定理可知,小物
体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为
I′=Δp=mv=mrω,
故 D正确.故选 D.
6.D A.因安全气囊充气后,受力面积增大,故减小了司机
单位面积的受力大小,故 A 错误;B.有无安全气囊司机
初动量和末动量均相同,所以动量的改变量也相同,故 B
错误;C.因有安全气囊的存在,司机和安全气囊接触后
会有一部分动能转化为气体的内能,不能全部转化成汽
车的动能,故 C错误;D.因为安全气囊充气后面积增大,
司机的受力面积也增大,在司机挤压气囊作用过程中由
于气囊的缓冲故增加了作用时间,故 D正确.故选 D.
7.BD A.根据牛顿第三定律结合题图可知t=0.15s时,
蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运
动员处于最低点,运动员 的 重 力 势 能 最 小,故 A 错 误;
BC.根据题图可知运动员从t=0.30s离开蹦床到t=
2.3s再次落到蹦床上经历的时间为2s,根据竖直上抛
运动的 对 称 性 可 知,运 动 员 上 升 时 间 为 1s,则 在t=
1.3s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30s时运
动员的速度大小v=10×1m/s=10m/s,故 B正确,C
错误;D.同 理 可 知 运 动 员 落 到 蹦 床 时 的 速 度 大 小 为
10m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理 FΔt-
mgΔt=mv-(-mv),
其中 Δt=0.3s,
代入数据可得F=4600N,
根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开
过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N,故 D正确.
8.BD A.取向右为正方向,滑块1和滑块2组成的系统的
初动量为p1=mv1=1×0.40kgm/s=0.40kgm/s,
碰撞后的动量 为p2=2mv2=2×1×0.22kgm/s=
0.44kgm/s,则滑块的碰撞过程动量不守恒,故 A 错
误;B.对滑块1,取向右为正方向,则有I1=mv2-mv1=
1×0.22kgm/s-1×0.40kgm/s=-0.18kgm/s,负
号表示方向水平向左,故B正确;C.对滑块2,取向右为正
方向,则有I2=mv2=1×0.22kgm/s=0.22kgm/s,故
C错误;D.对滑块2根据动量定理有FΔt=I2,解得F=
5.5N,则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为5.5N,故
D正确.故选BD.
9.ABD A.由于在0~t1 时间内,物体B 静止,则对B 受
力分析有F墙 =F弹
则墙对B 的冲量大小等于弹簧对B 的冲量大小,而弹簧
既作用于B 也作用于A,则可将研究对象转为A,撤去F
后A 只受弹力作用,则根据动量定理有
I=mAv0(方向向右)
则墙对B 的冲量与弹簧对A 的冲量大小相等、方向相
同,A正确;B.由a-t图可知t1 后弹簧被拉伸,在t2 时
刻弹簧的拉伸量达到最大,根据牛顿第二定律有
F弹 =mAaA=mBaB,由图可知aB >aA,则 mB <mA,B正
确;C.由图可得,t1 时刻B 开始运动,此时A 速度为v0,
之后A、B 动量守恒,A、B 和弹簧整个系统能量守恒,则
mAv0=mAvA+mAvB
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