内容正文:
专题08 电流 电阻 串联和并联电路
考点一 电流
1.(23-24高一下·浙江杭州·期中)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力,若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。下列说法不正确的是( )
A.比例系数
B.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率ⅴ有关
C.当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率
D.金属中的自由电子定向移动的速率不变,则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等
2.(23-24高二下·广东惠州·期中)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件吸尘清扫,如图所示为某品牌扫地机器人。已知其工作额定电压15V,额定功率30W,充电时额定电压24V、额定电流0.5A,充电时间约240分钟,充电完成时电池容量2000mAh,则下列说法正确的是( )
A.电池容量是指电池储存电能的大小
B.机器人正常工作的电压为24V
C.机器人正常工作时的电流为1A
D.机器人充满电后工作时间最多约为1小时
3.(23-24高二上·云南昆明·期中)下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小电荷量,用e表示,e=1.0×10-19C,质子和电子都是元电荷
B.电场是库仑首先提出来,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C.电流既有大小又有方向,电流相加时遵从平行四边形定则
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截的电荷量就越多
4.(23-24高二上·山东济宁·期中)将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为,质子的质量为,电荷量为,则质子流单位长度内的质子数是( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·江西南昌·期中)下列说法正确的是( )
A.由可知,ρ与R、S成正比,ρ与l成反比
B.由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
C.电流的微观表达式中,n是指单位体积内的自由电荷数
D.导体的电阻率都随温度的升高而增大
6.(23-24高二上·天津·期中)一块均匀的长方体金属样品如图所示,长为a,宽为b,厚为c,金属样品的电阻率为ρ,金属样品中自由电子的电荷量为e,在样品的A、B两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v,测得通过样品的电流为I,则( )
A.此时样品的电阻为
B.该金属样品中单位体积内的自由电子个数为
C.该金属样品中单位长度内的自由电子个数为
D.该金属样品中自由电子的总个数为
7.如图,一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S,单位长度所带的电荷量为q,由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是( )
A.qvS,与v同向 B.qvS,与v反向 C.,与v同向 D.qv,与v反向
8.(22-23高二上·宁夏银川·期中)已知铜的密度为,摩尔质量为M,电子的电量绝对值为e,阿伏加德罗常数为NA,有一条横截面为S的铜导线中通过的电流为I,设每个铜原子贡献一个自由电子,下列说法正确的是( )
A.单位体积的导电的电子数为
B.单位质量的导电的电子数为
C.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
D.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
考点二 电阻
9.(23-24高一下·江苏南通·期中)人体含水量约为70%,水中有钠、钾等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪(如图),其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例,一股情况下( )
A.肥胖的人比消瘦的人电阻大
B.肥胖的人比消瘦的人电阻小
C.激烈运动之后人的电阻不会改变
D.激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响
10.(23-24高二上·宁夏石嘴山·期中)一块均匀的长方体金属导体,长、宽、高分别为a、b、c,如图所示。电流沿AB方向时测得导体的电阻为R,该金属的电阻率为( )
A. B. C. D.
11.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物,它放电的电压可达100V,电流可达50A,关于电源、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.在金属导体中,自由电子的定向移动形成电流,两者方向相同
B.导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比
C.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压
D.放电的电流可达50A,电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
12.(23-24高二上·四川凉山·期中)研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器,为电极,边长,当里面注满待测电解液,在间加上不同电压后。其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻率是
B.电压时,电解液的电阻是
C.电压增大时,电解液的电阻率将增大
D.电压时,通过电解液的电流为
13.(23-24高二上·广西玉林·期中)某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查,检验负责人说:“不合格产品中,大部分存在导体电阻不合格问题,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜导致电线的导电性能减弱;再一个就是铜材质量可能合格,但把横截面积缩小,买的线,拿到手的线可能是或多一点,载流量不够;还有一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求……”。关于这段话中提到的不合格电线,下列说法中正确的是( )
A.再生塑料制作电线外皮,则其电阻率变大导致绝缘性变差
B.电线使用了再生铜或含杂质很多的铜,则其电阻率变大
C.电线的横截面积变小了,则其电阻率变小
D.电线的横截面积变小了,则其电阻率变大
14.(23-24高二上·浙江温州·期中)科学家们研发了一种像“橡皮泥”一样的新材料。据称,这种材料可塑性强且可在室温下制造,但导电性却堪比金属,可能会帮助塑造新一代电子设备。如图为一该材料制作的圆柱形导体,现将其拉长,则( )
A.该材料的电阻率变小 B.该材料的电阻率变大
C.该材料两端的电阻变小 D.该材料两端的电阻变大
15.(23-24高二上·安徽黄山·期中)有关下列说法正确的是( )
A.充电宝上标注的是电荷量单位
B.电容器上标注的额定电压是电容器的击穿电压
C.电阻是导体的固有属性,在任何情况下都不会发生变化
D.点电荷产生的场强公式中的Q是试探电荷的电荷量
16.(23-24高二上·北京顺义·期中)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学找到a、b、c、d四条不同的金属导体,在长度、横截面积、材料三个因素方面,b、c、d与a相比,分别只有一个因素不同.将a、b、c、d串联接入如图所示电路中,用一块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压.若实验中保持金属导体温度不变,不计电压表内阻对电路影响,对于该实验的实验方法及实验中得到的现象,你认为合理的是( )
A.该实验用等效替代的方法来探究电阻的有关影响因素
B.如果a、b的长度不同,则它们的电压与长度成反比
C.如果a、c的横截面积不同,则它们的电压与横截面积成正比
D.改变滑动变阻器滑片的位置,a、d两条金属导体的电压之比不会随之发生变化
考点三 串联和并联电路
17.(23-24高一下·江苏南通·期中)如图所示为某白炽灯的U-I图像,图中A点的坐标为(I1,U1),过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则( )
A.随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐减小
B.对应A点,白炽灯的电阻为
C.对应A点,白炽灯的电阻为
D.对应A点,白炽灯的电阻为
18.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2:1
D.将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2:1
19.(23-24高二上·浙江杭州·期中)发光二极管简称为,它被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。如图为某的伏安特性曲线,根据此伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.当两端电压为以下时,的电阻几乎为零
B.当两端电压为时,它消耗功率约为
C.如果把电压段近似看作直线,那么这一电压范围内,电阻几乎保持不变,其电阻约为
D.在电压段,的电阻随接入两端电压的增大而减小
考点四 电表的改装
20.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电压表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程增大
D.乙表是电压表,R增大时量程减小
21.(23-24高二上·天津·期中)如图为双量程的电流表电路示意图,其量程分别为和,已知表头内阻为,满偏电流为,下列说法正确的是( )
A.当使用、两个端点时,量程为
B.当使用、两个端点时,量程为
C.
D.
22.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如图所示,两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的,表的量程是,表的量程是,把它们串联起来后接在电阻R的两端,并接入电路中,示数分别为和,则( )
A.
B.
C.它们的指针偏转角度之比为
D.通过电阻R的电流为
23.(23-24高二上·河南洛阳·期中)某同学用一个量程1mA,内阻900Ω的表头G,电阻箱。 和 组装一个多用电表,使之具有直流电流10mA和直流电压5V两挡,电路结构如图所示,则 的阻值应为( )
A. B.
C. D.
24.(23-24高二上·山东·期中)将内阻,满偏电流的表头连接在如图所示的电路中,已知,,通过控制开关的闭合与断开,即可成为大量程的电流表或电压表。对此电路,下列说法正确的是( )
A.此电路改装成的电压表可用来测量的电压
B.此电路改装成的电流表可用来测量的电流
C.此电路可以将表头改装成两个量程的电压表
D.此电路只能将表头改装成一个量程的电流表
25.(23-24高二上·河北石家庄·期中)金属导体中自由电子在电场的作用下发生定向移动,在定向移动过程中会受到内部阻力,其方向与自由电子定向移动的速度方向相反,大小正比于自由电子定向移动的速率,比例系数为k.已知某种金属材料单位体积内的自由电子数为n,元电荷为e,忽略电子所受重力及其之间的相互作用,不计电子热运动的影响,自由电子的定向移动可视为匀速直线运动.如图所示,一段长为L、横截面积为S的该金属导体,当其两端电压为U时,下列说法正确的是( )
A.该金属导体内自由电子定向移动的速率为
B.由已知条件无法求出该金属导体内自由电子定向移动的速率
C.该金属导体的电阻率为
D.该金属导体的电阻率为
26.(23-24高二上·广东深圳·期中)智能手机和平板电脑的耗电量大,因此移动充电宝深受大众喜爱,它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.7~0.9.某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是( )
容量
10000 mA·h
兼容性
大部分智能手机和平板电脑
边充边放
是
保护电器
是
输入
DC5 V 2 A
输出
DC5V 1A或2A
尺寸
156*82*22 mm
转换率
0.85
产品名称
×××
重量
约296g
A.充电宝充电时将电能转化为化学能
B.该充电宝最多能储存的能量为
C.该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为5 h
D.用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为2000mA·h的手机充电,理论上能充满5次
27.(23-24高二上·重庆沙坪坝·期中)和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,的上、下表面积大于的上、下表面积,将和按图所示方式接入电路中,闭合开关后( )
A.若和的体积相同,则的电功率小于的电功率
B.若和的体积相同,则流过的电流大于流过的电流
C.若和的厚度相同,则流过的电流小于流过的电流
D.若和的厚度相同,则内自由电荷定向移动的速率比的更小
28.(22-23高二上·安徽安庆·期中)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,横截面积之比,已知内有个自由电子通过导线a的横截面,电子的电荷量,下列说法正确的是( )
A.流经导线a的电流为 B.流经导线b的电流为
C.导线a、b的电阻之比 D.导线a、b两端的电压之比
29.(22-23高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,一粗细均匀的金属导线横截面积为S,单位体积内有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e。下面说法正确的是( )
A.金属导线中的电流方向与自由电子定向移动的方向相反
B.时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
C.导线内的电流强度为I时,电子定向移动的速率为
D.将金属丝接入电路,随着温度的升高,其电阻变大
30.有两材质、长度相同的电阻a和b,当它们接入电路时,得到如右图所示的电流I和电压U的关系,以下说法正确的是( )
A.R1表示电阻a,R2表示电阻b
B.电阻a和b串联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ
C.R1表示电阻b,R2表示电阻a
D.电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域II
31.如图所示,电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A.A1的读数大于A2的读数 B.A1的读数等于A2的读数
C.A1、A2的指针偏转角度之比为5:1 D.A1、A2的指针偏转角度之比为1:1
32.(23-24高二上·广东汕头·期中)如下图,甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍
B.R增大时甲表电流的量程减小
C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍
D.R增大时乙表电压的量程增大
33.(23-24高二下·山东淄博·期中)某实验小组为测量一个热敏电阻的阻值(可变范围15~100Ω)随温度变化的关系,利用下列仪器设计了如图甲所示的电路图:
A.电源E(电动势12V,内阻约为1Ω)
B.电压表V1(量程为6V,内阻约为3kΩ)
C.电压表V2量程为15V,内阻约为5kΩ)
D.电流计G(量程为100mA,内阻为10Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为3A)
F.定值电阻R0=10Ω
(1)断开开关S2,闭合开关S1,调节滑动变阻器测出较低温度时的热敏电阻阻值;
(2)随着热敏电阻温度升高,所测电流也逐渐增大,当通过热敏电阻电流即将超过100mA时,闭合开关S2,相当于将电流计改装为量程为 mA的电流表,并继续进行电阻的测量;
(3)经过测量得出热敏电阻的阻值R与温度t的关系图像如图乙所示,该小组利用此热敏电阻R与继电器组成一个简单恒温箱温控电路如图丙所示,当线圈的电流达到一定值时,继电器的衔铁被吸合,图中“电源”是恒温箱加热器的电源。则恒温箱的加热器应接在 (选填“A、B”或“C、D”)端;若要提高恒温箱内的温度,应 (选填“调大”或“调小”)可变电阻器R'的阻值。
34.(23-24高二下·湖北武汉·期中)某同学想利用压敏电阻设计一个测量压力大小的装置。实验室有如下器材供选择:
A压敏电阻R(电阻R—压力F特性曲线如图甲所示)
B.定值电阻R1=1000Ω,R2=1500Ω,R3=3000Ω
C.电压表V(量程3V,内阻RV=1500Ω)
D.直流电源E(电动势6V,内阻不计)
E.开关S,导线若干
(1)当压敏电阻阻值为2500Ω时,压力为 N;
(2)实验前,为了使电压表量程扩大到6V,与电压表串联的定值电阻Rx选 (填R1、R2或R3);
(3)实验时,该同学利用上面器材设计了可以测量压力大小装置的实验电路原理图如图乙,写出压力大小F与电压表读数U的函数表达式即F= (结果中只含有变量U,其它已知量均要求代入数据计算);
(4)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,某次测试时电压表的指针怡好指在电压表盘的正中央,此时压敏电阻的阻值为 Ω:结合图甲可知待测压力的大小F= N。
35.(23-24高三下·天津和平·期中)某实验小组欲把电流表改装为电压表,因电流表内阻未知,根据以下提供的实验仪器,测其内阻并完成电压表改装。
A.电源,内阻忽略不计)
B.待测电流表,内阻约
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.导线、电键若干
(1)根据提供的实验仪器,设计测量电路如图,应选 (填写器材前面的字母序号)。
(2)根据实验设计完成以下各步骤中的相关问题。
①闭合电键之前,滑动变阻器的滑片应调至 端(填“”或“”);
②闭合电键,断开电键,调节滑动变阻器使电流表满偏;
③保持②步骤中滑动变阻器的位置不变,闭合电键和,调节电阻箱使电流表半偏,读出电阻箱的阻值为,则电流表内阻的测量值 ;
④该实验测得电流表内阻的测量值 真实值(选填“大于”或“小于”);
⑤现将该电流表改装成量程为的电压表,应串联一个阻值为 的电阻。
36.(22-23高二上·安徽芜湖·期中)有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现要将它改装成的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
(1)若采用图甲的电路,则 , ;若采用图乙的电路,则 。
(2)若将小量程电流表改装成量程为的电压表,则需要串联阻值为 的电阻。
37.(2013·福建·一模)用伏安法测定一个待测电阻的阻值阻值约为,实验室提供如下器材:
电池组:电动势,内阻不计;
电流表:量程,内阻约为;
电流表:量程,内阻为;
滑动变阻器:阻值范围,额定电流;
电阻箱,阻值范围,额定电流;
开关、导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量的阻值,请回答下列问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表 填写器材代号与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到 ,这样可以改装成一个量程为的电压表。
(2)在图中画出完整测量阻值的电路图 ,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器,两表的示数如图所示,可读出电流表的示数是 ,电流表的示数是 ,测得待测电阻的阻值是 。
38.有一个电流表G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=3mA。求:
(1)要把它改装为量程0~3V的电压表,要串联多大的电阻?
(2)要把它改装为量程0~15mA的电流表,要并联多大的电阻?
39.(23-24高二上·广东中山·期中)一灵敏电流计的满偏电流,内阻,现要将它改装成量程分别为的双量程电流表,电路原理如下图所示。求的阻值分别为多少?
40.(23-24高二上·广东江门·期中)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻R1=10Ω,R2=141Ω。求:
(1)量程I的值
(2)量程U的值
41.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)将一满偏电流为250 μA,标记的内阻为的微安表先改装成量程为的电流表,需并联接入适当阻值的,再将该电流表改装成量程为的电压表,需串联接入适当阻值的并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,是量程为的标准电压表。求的阻值大小。
42.(23-24高二上·北京东城·期中)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,然后被引向轰击肿瘤,杀死其中的恶性细胞,如图所示。来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流,细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I; 已知质子的加速长度为d, 加速电场为匀强电场,质子电量为q,质量为m,求:
(1) 加速电场中质子的加速度大小a;
(2)质子在加速电场中获得的最大速度v。
(3) 加速后这束质子流内单位体积的质子数n。
43.某金属导体两端所加电压为时,内通过某一横截面的电荷量为,求:
(1)导体的电阻R;
(2)若金属导体两端电压变为原来的,则内通过金属横截面的电子有多少个?(电子电荷量)
(3)若将金属导体拉长至原来的两倍,其阻值将如何变化?
44.在一根长,横截面积的实心铜质导线两端加电压。已知实心铜质导线的电阻率。则:
①该实心铜质导线的电阻多大;
②每秒通过实心铜质导线某一横截面的电量为多少;
③若把该实心铜质导线均匀拉长到原来长度的2倍,保持通过实心铜质导线上的电流不变,则该实心铜质导线两端加的电压应为多大。
45.某同学对小量程的毫安表进行改装。已知毫安表表头的内阻为,满偏电流为;
(1)把它改装成满偏电压的电压表,要串联还是并联电阻?请计算所需电阻的阻值?
(2)如图所示,是另一位同学用题中所给的小量程毫安表改成双量程电流表,和为定值电阻。若使用和两个接线柱,电表量程为;若使用和两个接线柱,电表量程为。求和的阻值。
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专题08 电流 电阻 串联和并联电路
考点一 电流
1.(23-24高一下·浙江杭州·期中)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力,若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。下列说法不正确的是( )
A.比例系数
B.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率ⅴ有关
C.当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率
D.金属中的自由电子定向移动的速率不变,则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等
【答案】B
【详解】C.一小间内,流过导线横截面的电子个数为
电荷量为
根据电流的定义有
解得
故C正确,不符合题意;
AB.长度为l的一段导体,则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等,则
所以
故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
D.金属中的自由电子定向移动的速率不变,电子做定向移动时满足电场力与阻力相等,则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(23-24高二下·广东惠州·期中)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件吸尘清扫,如图所示为某品牌扫地机器人。已知其工作额定电压15V,额定功率30W,充电时额定电压24V、额定电流0.5A,充电时间约240分钟,充电完成时电池容量2000mAh,则下列说法正确的是( )
A.电池容量是指电池储存电能的大小
B.机器人正常工作的电压为24V
C.机器人正常工作时的电流为1A
D.机器人充满电后工作时间最多约为1小时
【答案】D
【详解】A.电池容量是指电池的存储电量(电流与时间的乘积)多少,不是储存电能的大小,故A错误;
B.由题可知机器人正常工作的电压为15V,故B错误;
C.机器人正常工作时的电流为
故C错误;
D.机器人充满电后一次工作时间为
故D正确。
故选D。
3.(23-24高二上·云南昆明·期中)下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小电荷量,用e表示,e=1.0×10-19C,质子和电子都是元电荷
B.电场是库仑首先提出来,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C.电流既有大小又有方向,电流相加时遵从平行四边形定则
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截的电荷量就越多
【答案】D
【详解】A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,e=1.6×10-19C,质子和电子携带电荷量等于元电荷,其本身是带电粒子不是元电荷,故A错误;
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用,故B错误;
C.电流相加遵循标量加减法,故C错误;
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截的电荷量就越多,故D正确。
故选D。
4.(23-24高二上·山东济宁·期中)将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为,质子的质量为,电荷量为,则质子流单位长度内的质子数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】质子在加速电场中加速过程中,根据动能定理得
质子流等效电流为I,质子的质量为m,电荷量为e,N为单位体积内的质子数,根据电流微观表达式得
I=NevS
联立解得
质子流单位长度内的质子数是
故选B。
5.(23-24高二上·江西南昌·期中)下列说法正确的是( )
A.由可知,ρ与R、S成正比,ρ与l成反比
B.由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
C.电流的微观表达式中,n是指单位体积内的自由电荷数
D.导体的电阻率都随温度的升高而增大
【答案】C
【详解】A.电阻率由导体本身和温度决定,ρ与R、S、l无关,故A错误;
B.是计算电流的定义式,故单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多,电流越大,故B错误;
C.电流的微观表达式中,n是指单位体积内的自由电荷数,故C正确;
D.并非所有导体的电阻率都随温度的升高而增大,故D错误。
故选C。
6.(23-24高二上·天津·期中)一块均匀的长方体金属样品如图所示,长为a,宽为b,厚为c,金属样品的电阻率为ρ,金属样品中自由电子的电荷量为e,在样品的A、B两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v,测得通过样品的电流为I,则( )
A.此时样品的电阻为
B.该金属样品中单位体积内的自由电子个数为
C.该金属样品中单位长度内的自由电子个数为
D.该金属样品中自由电子的总个数为
【答案】D
【详解】A.此时样品的电阻为
选项A错误;
B.根据
该金属样品中单位体积内的自由电子个数为
选项B错误;
C.该金属样品中单位长度内的自由电子个数为
故C错误;
D.该金属样品中自由电子的总个数为
选项D正确;
故选D。
7.如图,一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S,单位长度所带的电荷量为q,由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是( )
A.qvS,与v同向 B.qvS,与v反向 C.,与v同向 D.qv,与v反向
【答案】D
【详解】电荷的定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向即为电流的方向,故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动,形成等效电流,电流的方向与反向,设橡胶棒的长度为,则
故选D。
8.(22-23高二上·宁夏银川·期中)已知铜的密度为,摩尔质量为M,电子的电量绝对值为e,阿伏加德罗常数为NA,有一条横截面为S的铜导线中通过的电流为I,设每个铜原子贡献一个自由电子,下列说法正确的是( )
A.单位体积的导电的电子数为
B.单位质量的导电的电子数为
C.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
D.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
【答案】B
【详解】A.单位体积的导电的电子数为
故A错误;
B.单位质量的导电的电子数为
故B正确;
CD.设自由电子定向移动的速率为v,根据
I=NeSv
可知
故CD错误。
故选B。
考点二 电阻
9.(23-24高一下·江苏南通·期中)人体含水量约为70%,水中有钠、钾等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪(如图),其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例,一股情况下( )
A.肥胖的人比消瘦的人电阻大
B.肥胖的人比消瘦的人电阻小
C.激烈运动之后人的电阻不会改变
D.激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响
【答案】A
【详解】AB.脂肪不容易导电,说明肥胖的人的电阻大,消瘦的人的电阻小,故A正确,B错误;
CD.人在激烈运动之后、沐浴之后,体脂率变小,测量此人体的电阻会变小,激烈运动对脂肪测量仪测量的结果有影响,故CD错误。
故选A。
10.(23-24高二上·宁夏石嘴山·期中)一块均匀的长方体金属导体,长、宽、高分别为a、b、c,如图所示。电流沿AB方向时测得导体的电阻为R,该金属的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据电阻定律
该金属的电阻率为
故选A。
11.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物,它放电的电压可达100V,电流可达50A,关于电源、电流和电阻,下列说法正确的是( )
A.在金属导体中,自由电子的定向移动形成电流,两者方向相同
B.导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比
C.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压
D.放电的电流可达50A,电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
【答案】D
【详解】A.人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,故A错误;
B.导体的电阻取决自身的材料性质,长度和横截面积,与导体两端电压成正比,与流过导体的电流无关,故B错误;
C.电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极,保持两极之间有电压,故C错误;
D.国际单位制中七个基本单位:长度,时间,质量,热力学温度(开尔文温度),电流,光强度(坎德拉),物质的量,所以放电的电流可达50A,电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位,故D正确。
故选D。
12.(23-24高二上·四川凉山·期中)研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器,为电极,边长,当里面注满待测电解液,在间加上不同电压后。其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻率是
B.电压时,电解液的电阻是
C.电压增大时,电解液的电阻率将增大
D.电压时,通过电解液的电流为
【答案】A
【详解】AB.电压时,电解液的电阻
求得
故A正确,B错误;
C.电压增大时,电解液的电阻将减少,电阻率减少,故C错误;
D.电压时,通过电解液的电流为,故D错误。
故选A。
13.(23-24高二上·广西玉林·期中)某技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查,检验负责人说:“不合格产品中,大部分存在导体电阻不合格问题,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜导致电线的导电性能减弱;再一个就是铜材质量可能合格,但把横截面积缩小,买的线,拿到手的线可能是或多一点,载流量不够;还有一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求……”。关于这段话中提到的不合格电线,下列说法中正确的是( )
A.再生塑料制作电线外皮,则其电阻率变大导致绝缘性变差
B.电线使用了再生铜或含杂质很多的铜,则其电阻率变大
C.电线的横截面积变小了,则其电阻率变小
D.电线的横截面积变小了,则其电阻率变大
【答案】B
【详解】A.再生塑料制作电线外皮,则其电阻率变小导致绝缘性变差,A错误;
B.电线使用了再生铜或含杂质很多的铜,导电性能减弱,则其电阻率变大。B正确;
CD.电阻率不受电线横截面积的影响,CD错误。
故选B。
14.(23-24高二上·浙江温州·期中)科学家们研发了一种像“橡皮泥”一样的新材料。据称,这种材料可塑性强且可在室温下制造,但导电性却堪比金属,可能会帮助塑造新一代电子设备。如图为一该材料制作的圆柱形导体,现将其拉长,则( )
A.该材料的电阻率变小 B.该材料的电阻率变大
C.该材料两端的电阻变小 D.该材料两端的电阻变大
【答案】D
【详解】AB.电阻率反应材料的导电性能,由材料本身决定,与温度有关,与材料的形状无关,所以该材料被拉长后,电阻率不变,故AB错误;
CD.根据,该材料被拉长后,横截面积变小,该材料AB两端的电阻变大,故C错误,D正确。
故选D。
15.(23-24高二上·安徽黄山·期中)有关下列说法正确的是( )
A.充电宝上标注的是电荷量单位
B.电容器上标注的额定电压是电容器的击穿电压
C.电阻是导体的固有属性,在任何情况下都不会发生变化
D.点电荷产生的场强公式中的Q是试探电荷的电荷量
【答案】A
【详解】A.是电荷量单位,故A正确;
B.电容器的额定电压指的是电容器正常工作时的电压;击穿电压指的是它允许加的最大电压,额定电压小于击穿电压,故B错误;
C.电阻是导体本身固有属性,它的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度等有关,故C错误;
D.点电荷产生的场强公式中的Q是场源电荷的电荷量,故D错误。
故选A。
16.(23-24高二上·北京顺义·期中)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学找到a、b、c、d四条不同的金属导体,在长度、横截面积、材料三个因素方面,b、c、d与a相比,分别只有一个因素不同.将a、b、c、d串联接入如图所示电路中,用一块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压.若实验中保持金属导体温度不变,不计电压表内阻对电路影响,对于该实验的实验方法及实验中得到的现象,你认为合理的是( )
A.该实验用等效替代的方法来探究电阻的有关影响因素
B.如果a、b的长度不同,则它们的电压与长度成反比
C.如果a、c的横截面积不同,则它们的电压与横截面积成正比
D.改变滑动变阻器滑片的位置,a、d两条金属导体的电压之比不会随之发生变化
【答案】D
【详解】A.本实验控制一些物理量不变,研究其他物理量之间的关系,应用了控制变量法,故A错误;
B.如果a、b的长度不同,根据可知,电阻与长度成正比,由可知,电压与长度成正比,故B错误;
C.根据电阻定律可知截面积不同,导线超粗电阻越小,结合可知电压与截面积成反比,故C错误;
D.由于电阻为串联关系,所以无论如何改变滑片位置,电流都是相等的,则由可知,电压之比不会发生变化,故D正确。
故选D。
考点三 串联和并联电路
17.(23-24高一下·江苏南通·期中)如图所示为某白炽灯的U-I图像,图中A点的坐标为(I1,U1),过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则( )
A.随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐减小
B.对应A点,白炽灯的电阻为
C.对应A点,白炽灯的电阻为
D.对应A点,白炽灯的电阻为
【答案】B
【详解】BCD.根据欧姆定律
可知图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻,由图可知,A点时,白炽灯的电阻为
故B正确,CD错误;
A.随着电压的增大,图线上各点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,则随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐增大,故A错误。
故选B。
18.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2:1
D.将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2:1
【答案】D
【详解】
AB.根据电阻的定义式和题中图像可知,当电流都为2A时,电阻之比等于电压之比
故A、B错误;
C.根据公式
得当两个电阻中的电流相等时,它们两端的电压之比
故C错误;
D.将与并联在电路中,流过它们的电压是相等的,所以通过它们的电流之比为电阻之比的反比,得
故D正确。
故选D。
19.(23-24高二上·浙江杭州·期中)发光二极管简称为,它被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。如图为某的伏安特性曲线,根据此伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.当两端电压为以下时,的电阻几乎为零
B.当两端电压为时,它消耗功率约为
C.如果把电压段近似看作直线,那么这一电压范围内,电阻几乎保持不变,其电阻约为
D.在电压段,的电阻随接入两端电压的增大而减小
【答案】D
【详解】A.根据题图可知,当两端电压为以下时,的电流几乎为零,故A错误;
B.根据题图可知,当两端电压为时,通过的电流为,则其消耗的功率为
故B错误;
CD.根据题图可知,如果把电压段近似看作直线,那么这一电压范围内,图像上的点与原点连线的斜率随着电压的增大而增大,而根据部分电路的欧姆定律有
可知该斜率大小表示电阻的倒数,斜率增大,则电阻减小,因此可知,的电阻随接入两端电压的增大而减小,故C错误,D正确。
故选D。
考点四 电表的改装
20.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电压表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程增大
D.乙表是电压表,R增大时量程减小
【答案】C
【详解】AB.甲电路图中并联电阻起分流作用,为电流表,R增大,分流电流减小,量程变小,故AB错误;
CD.乙电路图中串联电阻起分压作用,为电压表,R增大,分压电压变大,量程变大,故C正确,D错误。
故选C。
21.(23-24高二上·天津·期中)如图为双量程的电流表电路示意图,其量程分别为和,已知表头内阻为,满偏电流为,下列说法正确的是( )
A.当使用、两个端点时,量程为
B.当使用、两个端点时,量程为
C.
D.
【答案】C
【详解】当使用、两个端点时,有
当使用、两个端点时,
可知,则当使用、两个端点时,量程为,当使用、两个端点时,量程为;根据
,
代入数据解得
,
故选C。
22.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如图所示,两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的,表的量程是,表的量程是,把它们串联起来后接在电阻R的两端,并接入电路中,示数分别为和,则( )
A.
B.
C.它们的指针偏转角度之比为
D.通过电阻R的电流为
【答案】B
【详解】AC.串联后电流一样故偏转角度相等,但两表的读数为两电压表的分压,读数之比为两者的电阻之比,所以两电表实数不一样,故AC错误;
B.由
可知两电表满偏时,电流计通过的电流相同,则电流计串联的电阻之比为
因是串联关系通过两电压表的电流相同,故指针偏转的角度相同,读数之比为两者的电阻之比,即
故B正确;
D.由B选项可知,电阻R两端的电压为
则通过电阻R的电流为
故D错误。
故选B。
23.(23-24高二上·河南洛阳·期中)某同学用一个量程1mA,内阻900Ω的表头G,电阻箱。 和 组装一个多用电表,使之具有直流电流10mA和直流电压5V两挡,电路结构如图所示,则 的阻值应为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】表头的满偏电流
Ig=1mA=0.001A
微安表内阻
Rg=900Ω
改装后电流表量程
I=10mA=0.01A
改装后电压表量程
U=5V
由欧姆定律得
IgRg=(I-Ig)R1,U=IgRg+IR2
代入数据解得
R1=100Ω,R2=410Ω
故选C。
24.(23-24高二上·山东·期中)将内阻,满偏电流的表头连接在如图所示的电路中,已知,,通过控制开关的闭合与断开,即可成为大量程的电流表或电压表。对此电路,下列说法正确的是( )
A.此电路改装成的电压表可用来测量的电压
B.此电路改装成的电流表可用来测量的电流
C.此电路可以将表头改装成两个量程的电压表
D.此电路只能将表头改装成一个量程的电流表
【答案】A
【详解】A.均断开时,与G串联成为电压表,量程为
故此电路改装成的电压表可用来测量的电压,A正确;
B.均闭合时,与G并联成为电流表,量程为
S1断开、闭合时,与G串联后再与并联成为电流表,量程为
故此电路改装成的电流表不能用来测量的电流,B错误;
CD.闭合、断开时,只有表头接入电路,没有改装,所以,此电路可将表头改装成一个量程的电压表、两个量程的电流表,CD错误。
故选A。
25.(23-24高二上·河北石家庄·期中)金属导体中自由电子在电场的作用下发生定向移动,在定向移动过程中会受到内部阻力,其方向与自由电子定向移动的速度方向相反,大小正比于自由电子定向移动的速率,比例系数为k.已知某种金属材料单位体积内的自由电子数为n,元电荷为e,忽略电子所受重力及其之间的相互作用,不计电子热运动的影响,自由电子的定向移动可视为匀速直线运动.如图所示,一段长为L、横截面积为S的该金属导体,当其两端电压为U时,下列说法正确的是( )
A.该金属导体内自由电子定向移动的速率为
B.由已知条件无法求出该金属导体内自由电子定向移动的速率
C.该金属导体的电阻率为
D.该金属导体的电阻率为
【答案】AC
【详解】AB.电子做匀速直线运动,则其合外力为零,根据平衡条件有
求得
故A正确,B错误;
CD.根据电阻定律可得该段导体的电阻为
根据欧姆定律可得
又由电流的微观表达式
联立求得
故C正确,D错误。
故选AC。
26.(23-24高二上·广东深圳·期中)智能手机和平板电脑的耗电量大,因此移动充电宝深受大众喜爱,它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.7~0.9.某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是( )
容量
10000 mA·h
兼容性
大部分智能手机和平板电脑
边充边放
是
保护电器
是
输入
DC5 V 2 A
输出
DC5V 1A或2A
尺寸
156*82*22 mm
转换率
0.85
产品名称
×××
重量
约296g
A.充电宝充电时将电能转化为化学能
B.该充电宝最多能储存的能量为
C.该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为5 h
D.用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为2000mA·h的手机充电,理论上能充满5次
【答案】AC
【详解】A.充电宝充电时将电能转化为化学能,选项A正确;
B.该充电宝最多能储存的能量为
选项B错误;
C.该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为
选项C正确;
D.用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为2000mA·h的手机充电,理论上能充满
选项D错误。
故选C。
27.(23-24高二上·重庆沙坪坝·期中)和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,的上、下表面积大于的上、下表面积,将和按图所示方式接入电路中,闭合开关后( )
A.若和的体积相同,则的电功率小于的电功率
B.若和的体积相同,则流过的电流大于流过的电流
C.若和的厚度相同,则流过的电流小于流过的电流
D.若和的厚度相同,则内自由电荷定向移动的速率比的更小
【答案】AD
【详解】A.若和的体积相同,且两材料上下表面都是正方形,的上下表面积大于的上下表面积,故的长大于的长,的横截面积小于的横截面积,根据
可知
因为二者并联,电压相等,由公式
可得,的电功率小于的电功率,故A正确;
B.若和的体积相同,由上述分析知,又因为二者并联,电压相等,由公式
可得,通过的电流小于通过的电流,故B错误;
C.若和的厚度相同,且两材料上下表面都是正方形,的上下表面积大于的上下表面积,由
可知
即两者电阻阻值相等,因为两者是并联关系,两端的电压相等,根据
得流过的电流等于流过的电流,故C错误;
D.由选项C分析知,两路电流大小相等,根据电流微观表达式
的横截面积大于的横截面积,则内自由电荷定向移动的速率小于的内自由电荷定向移动的速率,故D正确。
故选AD。
28.(22-23高二上·安徽安庆·期中)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,横截面积之比,已知内有个自由电子通过导线a的横截面,电子的电荷量,下列说法正确的是( )
A.流经导线a的电流为 B.流经导线b的电流为
C.导线a、b的电阻之比 D.导线a、b两端的电压之比
【答案】AC
【详解】AB.流经导线a的电流为
因两段导线串联,电流相等,所以流过导线b的电流也是0.16A,故A正确,B错误;
C.根据电阻定律
可知导线a、b的电阻之比为
故C正确;
D.根据欧姆定律
可知导线a、b两端的电压之比为
故D错误。
故选AC。
29.(22-23高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,一粗细均匀的金属导线横截面积为S,单位体积内有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e。下面说法正确的是( )
A.金属导线中的电流方向与自由电子定向移动的方向相反
B.时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
C.导线内的电流强度为I时,电子定向移动的速率为
D.将金属丝接入电路,随着温度的升高,其电阻变大
【答案】AD
【详解】A.金属导线中的电流方向与自由电子定向移动的方向相反,A正确;
B.不知道电路中的电流或自由电子定向运动的速率,不能求出时间t内流过该导线某一横截面的电荷量,B错误;
C.根据电流微观表达式
可得导线内的电流强度为I时,电子定向移动的速率为
C错误;
D.根据电阻定律
将金属丝接入电路,随着温度的升高,金属丝的电阻率变大,则电阻变大,D正确。
故选AD。
30.有两材质、长度相同的电阻a和b,当它们接入电路时,得到如右图所示的电流I和电压U的关系,以下说法正确的是( )
A.R1表示电阻a,R2表示电阻b
B.电阻a和b串联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ
C.R1表示电阻b,R2表示电阻a
D.电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域II
【答案】BC
【详解】AC.在I-U图线中斜率的倒数表示电阻,由图线可知R1<R2,材质、长度相同的导体横截面积越大,电阻越小,R1表示电阻b,R2表示电阻a,A错误,C正确;
B.R1和R2串联后的总电阻比任何一个分电阻都大,斜率更小,则总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ,B正确;
D.R1和R2并联后的总电阻比任何一个分电阻都小,斜率更大,则总电阻的I-U图线应在区域I,D错误。
故选BC。
31.如图所示,电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A.A1的读数大于A2的读数 B.A1的读数等于A2的读数
C.A1、A2的指针偏转角度之比为5:1 D.A1、A2的指针偏转角度之比为1:1
【答案】AD
【详解】CD.两电流表由相同的灵敏电流计改装而成,由图示电路图可知,两电流表A1、A2并联,两表头的电压相等,通过它们的电流相等,指针偏转的角度相同,故A1、A2的指针偏转角度之比为1:1,故C错误,D正确;
AB.电流表A1的量程为3A,A2的量程为0.6A,当偏转角相同时,A1、A2的读数之比为5:1,A1的读数大于A2的读数,故A正确,B错误。
故选AD。
32.(23-24高二上·广东汕头·期中)如下图,甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍
B.R增大时甲表电流的量程减小
C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍
D.R增大时乙表电压的量程增大
【答案】BD
【详解】AB.甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联,可知甲表为电流表,量程为
可知R增大时甲表电流的量程减小;若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的3倍,故A错误,B正确;
CD.乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联,可知乙表为电压表,量程为
可知R增大时乙表电压的量程增大;若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电压的量程是表头满偏电压的2倍,但乙表电流的量程等于表头满偏电流,故C错误,D正确。
故选BD。
33.(23-24高二下·山东淄博·期中)某实验小组为测量一个热敏电阻的阻值(可变范围15~100Ω)随温度变化的关系,利用下列仪器设计了如图甲所示的电路图:
A.电源E(电动势12V,内阻约为1Ω)
B.电压表V1(量程为6V,内阻约为3kΩ)
C.电压表V2量程为15V,内阻约为5kΩ)
D.电流计G(量程为100mA,内阻为10Ω)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为3A)
F.定值电阻R0=10Ω
(1)断开开关S2,闭合开关S1,调节滑动变阻器测出较低温度时的热敏电阻阻值;
(2)随着热敏电阻温度升高,所测电流也逐渐增大,当通过热敏电阻电流即将超过100mA时,闭合开关S2,相当于将电流计改装为量程为 mA的电流表,并继续进行电阻的测量;
(3)经过测量得出热敏电阻的阻值R与温度t的关系图像如图乙所示,该小组利用此热敏电阻R与继电器组成一个简单恒温箱温控电路如图丙所示,当线圈的电流达到一定值时,继电器的衔铁被吸合,图中“电源”是恒温箱加热器的电源。则恒温箱的加热器应接在 (选填“A、B”或“C、D”)端;若要提高恒温箱内的温度,应 (选填“调大”或“调小”)可变电阻器R'的阻值。
【答案】 200 A、B 增大
【详解】(2) 闭合开关S2,电流计与并联,则相当于将电流计改装为电流表的量程为
(3)[1] 由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,当线圈的电流达到一定值时,继电器的衔铁被吸合,电源不再给恒温箱加热器通电,故应该把恒温箱内的加热器接在A、B端。
[2] 根据闭合电路欧姆定律可得
若恒温箱内的温度保持在更高的数值,热敏电阻的阻值变小,则可变电阻R'的值应增大。
34.(23-24高二下·湖北武汉·期中)某同学想利用压敏电阻设计一个测量压力大小的装置。实验室有如下器材供选择:
A压敏电阻R(电阻R—压力F特性曲线如图甲所示)
B.定值电阻R1=1000Ω,R2=1500Ω,R3=3000Ω
C.电压表V(量程3V,内阻RV=1500Ω)
D.直流电源E(电动势6V,内阻不计)
E.开关S,导线若干
(1)当压敏电阻阻值为2500Ω时,压力为 N;
(2)实验前,为了使电压表量程扩大到6V,与电压表串联的定值电阻Rx选 (填R1、R2或R3);
(3)实验时,该同学利用上面器材设计了可以测量压力大小装置的实验电路原理图如图乙,写出压力大小F与电压表读数U的函数表达式即F= (结果中只含有变量U,其它已知量均要求代入数据计算);
(4)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,某次测试时电压表的指针怡好指在电压表盘的正中央,此时压敏电阻的阻值为 Ω:结合图甲可知待测压力的大小F= N。
【答案】(1)30
(2)R2
(3)
(4)
【详解】(1)由图可知电阻与压力的特性曲线方程为
当压敏电阻阻值为2500Ω时,压力为
N
(2)根据电表的改装原理可知
解得
选择R2即可。
(3)由闭合电路的欧姆定律,有
结合
联立可得
(4)[1][2]电压表的指针怡好指在电压表盘的正中央,则U=1.5V,代入
解得
N
由图可知电阻为1500。
35.(23-24高三下·天津和平·期中)某实验小组欲把电流表改装为电压表,因电流表内阻未知,根据以下提供的实验仪器,测其内阻并完成电压表改装。
A.电源,内阻忽略不计)
B.待测电流表,内阻约
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.导线、电键若干
(1)根据提供的实验仪器,设计测量电路如图,应选 (填写器材前面的字母序号)。
(2)根据实验设计完成以下各步骤中的相关问题。
①闭合电键之前,滑动变阻器的滑片应调至 端(填“”或“”);
②闭合电键,断开电键,调节滑动变阻器使电流表满偏;
③保持②步骤中滑动变阻器的位置不变,闭合电键和,调节电阻箱使电流表半偏,读出电阻箱的阻值为,则电流表内阻的测量值 ;
④该实验测得电流表内阻的测量值 真实值(选填“大于”或“小于”);
⑤现将该电流表改装成量程为的电压表,应串联一个阻值为 的电阻。
【答案】(1)D
(2) b 990 小于 9010
【详解】(1)当电流表的示数达到满偏值,可得此时对应的电路中最小总电阻为
所以滑动变阻器应选择阻值较大的,故选D。
(2)[1] 闭合电键之前,滑动变阻器的滑片应调至端;闭合电键时,总电阻最大,电路的电流最小,防止烧坏电流表。
[2] 根据实验原理可知,当电流表G半偏时,总电流不变,由于待测电流表与电阻箱并联,电压相等,所以待测电流表的内阻等于电阻箱的阻值即990。
[3] 由于待测电流表并联电阻箱后的电阻变小,总电流变大,所以流过电阻箱的电流大于满偏电流的一半,电压相同的情况下电阻则偏小。该实验测得电流表内阻的测量值小于真实值。
[4] 根据欧姆定律可得串联的电阻的阻值为
36.(22-23高二上·安徽芜湖·期中)有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现要将它改装成的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
(1)若采用图甲的电路,则 , ;若采用图乙的电路,则 。
(2)若将小量程电流表改装成量程为的电压表,则需要串联阻值为 的电阻。
【答案】(1) 2 18 1.8/1.82/
(2)5820
【详解】(1)[1][2][3] 对甲电路,量程为10mA时
量程为1mA时
解得
,
采用图乙的电路,量程为10mA时
解得
(2)若将小量程电流表改装成量程为的电压表
解得
37.(2013·福建·一模)用伏安法测定一个待测电阻的阻值阻值约为,实验室提供如下器材:
电池组:电动势,内阻不计;
电流表:量程,内阻约为;
电流表:量程,内阻为;
滑动变阻器:阻值范围,额定电流;
电阻箱,阻值范围,额定电流;
开关、导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量的阻值,请回答下列问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表 填写器材代号与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到 ,这样可以改装成一个量程为的电压表。
(2)在图中画出完整测量阻值的电路图 ,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器,两表的示数如图所示,可读出电流表的示数是 ,电流表的示数是 ,测得待测电阻的阻值是 。
【答案】(1) 9000
(2)
(3) 8.0 150
【详解】(1)[1] [2] 待测电阻两端加电压时,电流约为
电流测量电流;为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表,需要调电阻箱阻值为
(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压接法,待测电阻阻值约为,电流表内阻约为,电压表内阻为
电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,电路图如图所示
(3)[1] [2] 由图示可知,电流表的示数为,电流表的示数是;
[3] 待测电阻两端电压
测得待测电阻
38.有一个电流表G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=3mA。求:
(1)要把它改装为量程0~3V的电压表,要串联多大的电阻?
(2)要把它改装为量程0~15mA的电流表,要并联多大的电阻?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)要把它改装为量程0~3V的电压表,设需要串联的电阻阻值为,则有
可得
(2)要把它改装为量程0~15mA的电流表,设需要并联的电阻阻值为,则有
可得
39.(23-24高二上·广东中山·期中)一灵敏电流计的满偏电流,内阻,现要将它改装成量程分别为的双量程电流表,电路原理如下图所示。求的阻值分别为多少?
【答案】,
【详解】根据电流表改装原理
可知并联分流电阻越小,电流表量程越大,则
解得
,
40.(23-24高二上·广东江门·期中)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为U的电压表。已知电阻R1=10Ω,R2=141Ω。求:
(1)量程I的值
(2)量程U的值
【答案】(1)10mA;(2)1.5V
【详解】(1)接a、b时,R1与表头并联,根据并联电路特点可得
解得
(2)当使用a、c两个端点时,此时为一电压表,根据串联电路特点,有
解得
41.(23-24高二上·安徽芜湖·期中)将一满偏电流为250 μA,标记的内阻为的微安表先改装成量程为的电流表,需并联接入适当阻值的,再将该电流表改装成量程为的电压表,需串联接入适当阻值的并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,是量程为的标准电压表。求的阻值大小。
【答案】,4850Ω
【详解】微安表并联电阻改装为的电流表,有
解得
改装后的电流表满偏电流为
内阻为
再改装为量程为的电压表,则有
解得
42.(23-24高二上·北京东城·期中)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,然后被引向轰击肿瘤,杀死其中的恶性细胞,如图所示。来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流,细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I; 已知质子的加速长度为d, 加速电场为匀强电场,质子电量为q,质量为m,求:
(1) 加速电场中质子的加速度大小a;
(2)质子在加速电场中获得的最大速度v。
(3) 加速后这束质子流内单位体积的质子数n。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)加速电场中质子的加速度大小
(2)根据动能定理
质子在加速电场中获得的最大速度
(3) 根据
可得加速后这束质子流内单位体积的质子数
43.某金属导体两端所加电压为时,内通过某一横截面的电荷量为,求:
(1)导体的电阻R;
(2)若金属导体两端电压变为原来的,则内通过金属横截面的电子有多少个?(电子电荷量)
(3)若将金属导体拉长至原来的两倍,其阻值将如何变化?
【答案】(1)50Ω;(2)0.5×1019个;(3)200Ω
【详解】(1)根据电流的定义有
导体的电阻
(2)若金属导体两端电压变为原来的,则电流
内通过金属横截面的电子个数
(3)根据电阻定律有
若将金属导体拉长至原来的两倍,长度变为原来的2倍,截面积变为原来的,其阻值
44.在一根长,横截面积的实心铜质导线两端加电压。已知实心铜质导线的电阻率。则:
①该实心铜质导线的电阻多大;
②每秒通过实心铜质导线某一横截面的电量为多少;
③若把该实心铜质导线均匀拉长到原来长度的2倍,保持通过实心铜质导线上的电流不变,则该实心铜质导线两端加的电压应为多大。
【答案】①;②;③
【详解】①由电阻定律可知,该实心铜质导线的电阻为
②由欧姆定律得通过该导线的电流为
每秒通过实心铜质导线某一横截面的电量为
③该实心铜质导线均匀拉长到原来长度的2倍,设此时的横截面积,则
解得
根据电阻定律可得
保持电流不变,则电压变为
45.某同学对小量程的毫安表进行改装。已知毫安表表头的内阻为,满偏电流为;
(1)把它改装成满偏电压的电压表,要串联还是并联电阻?请计算所需电阻的阻值?
(2)如图所示,是另一位同学用题中所给的小量程毫安表改成双量程电流表,和为定值电阻。若使用和两个接线柱,电表量程为;若使用和两个接线柱,电表量程为。求和的阻值。
【答案】(1);(2),
【详解】(1)把小量程的毫安表改装成满偏电压的电压表,根据串联电路的分压特点可知,需要串联电阻,且串联电阻的阻值为
(2)如图所示,若使用和两个接线柱,电表量程为,则有
若使用和两个接线柱,电表量程为,则有
联立两式求得
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