内容正文:
专题04 闭合电路
【题型1 电动势】 2
【题型2 闭合电路的欧姆定律】 6
【题型3 测量电源的电动势和内阻】 11
【题型4 多用电表的使用】 30
【题型1 电动势】
1.(23-24高二上·山东菏泽·期中)下面是某同学对一些概念的理解,其中正确的是( )
A.电流方向与自由电子定向移动的方向是相同的
B.电流越大,自由电子在金属导体中定向移动速率越大
C.非静电力做的功越多,电动势越大
D.电动势由电源中非静电力的特性决定,跟外电路无关
2.(23-24高二上·海南省直辖县级单位·期中)关于电源电动势,下列说法正确的是( )
A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大
C.电路中每通过2C的电荷量,电池提供的电能是4J,那么这个电池的电动势是
D.电源电动势大,表明该电源将其他形式的能转化为电势能的本领强,反之表明该电源将其他形式的能转化为电势能的本领弱。
3.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)关于电压与电动势的说法中正确的是( )
A.干电池的电动势为的物理意义是指每一秒就有的其他形式的能转化为电能
B.电动势就是闭合电路里电源两端的电压
C.电动势公式中的W与电压中的W是一样的,都是电场力做的功
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
4.(23-24高二上·广东佛山·期中)新能源汽车具有二氧化碳零排放,清洁环保低能耗的优点。如下图是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是( )
整车型号
MR7001BEV03
最大设计总质量
2715kg
动力电池额定容量
246Ah
电池充电时间
10h(家用220V)
A.若该电池的工作电流为41A,则其能够工作6h
B.电池能提供的电能为885600C
C.电动机工作的时候把电能全部转换为机械能
D.当以220V电源对该电池充电时,充电电流约为246A
5.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)铅蓄电池的电动势为2V,这表示( )
A.电路中每通过1C电荷量,电源把2J的化学能转变为电能
B.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
C.蓄电池工作时两极间的电压总是2V
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领与两节干电池(电动势为1.5V)相同
6.(23-24高二上·重庆江北·期中)下列说法正确的是( )
A.电场强度公式表明,若q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
B.元电荷就是电子、其电量等于电子的电量,点电荷是指体积很小的带电体
C.电容的定义式表明,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功
7.(23-24高二上·安徽宣城·期中)下列有关电动势的理解正确的是( )
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过电源的电荷量成反比
B.电源单位时间向外提供的电能越多,表明电动势越大
C.电动势为3.7V的锂电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电源,非静电力做功3.7J
D.电源的电动势数值上等于电源接入电路时电源两极间的电压
8.(23-24高二上·安徽合肥·期中)在炎热的夏天我们可以经常看到,有的小朋友的太阳帽前有一小风扇(如图所示),该小风扇与一个小型的太阳能电池板相接,对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V,则关于该电池的描述正确的是( )
A.通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能
B.单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能
C.该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多
D.把该电池接入闭合电路后,电动势减小
9.(23-24高二上·广东广州·期中)纯电动汽车使用的能源是一般为锂离子电池。锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极。在充电的过程中,通过化学反应,电池的正极有锂离子生成,锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中,嵌入的锂离子越多,电池中充入的电荷量也就越多。当汽车开动时,在负极的锂离子又会通过电解液返回正极,回到正极的锂离子越多,则放出的电荷量也就越大。下列说法中正确的是( )
A.“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)是电流的单位
B.“千瓦时”(kW·h)是能量的单位
C.图中锂离子的移动情况表明电池处于充电状态
D.图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的
10.(多选)(23-24高二上·浙江杭州·期中)亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈,成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解,该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示,则下列说法正确的是( )
A.若按充电限制电压给电池充电,则最大充电电流为
B.该电池的电动势为
C.若该电池以的电流工作,最多可使用4.5个小时
D.将已耗尽电能的电池充满,需消耗的电能约为
11.(多选)(23-24高二上·广东·期中)如图为一个闭合电路电势高低变化示意图,则下列说法正确的是( )
A.电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由A指向B,电源内部由B指向A
B.C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻
C.若AD、CB、AB、CD间电势差分别为、、,则
D.BC、DA电势跃升越大,表示电源将其它能转化为电势能的本领越强
12.(多选)(23-24高二上·广东东莞·期中)如图为一块手机电池的文字说明,下列说法正确的是( )
A.该电池的容量为,能存储的最大电能为1.8kJ
B.该电池的电动势为3.6V
C.该电池在工作时的电流为500mA
D.若电池以10mA的电流工作,可用50h
13.(多选)(23-24高二上·陕西西安·期中)下列关于电源电动势的说法正确的是( )
A.电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置
B.在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动
C.电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领
D.把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化
14.(多选)(23-24高二上·陕西渭南·期中)北京市国民体质监测中心曾经调查显示,长时间低头看书 、看手机时坐姿不正等原因造成我国青少年探颈、驼背比例高达46. 1%。智能感应式矫正器能提醒不良姿势,起到矫正的作用。如图是某矫正器的铭牌信息。若该智能感应式矫正器第一次使用前的电池容量为零 , 则下列说法正确的是( )
A.电池容量的单位 mA· h是能量单位
B.该矫正器第一次充满电所用的时间为 2.5小时
C.该矫正器充满电时所储存的能量约为
D.该矫正器在额定工作状态下的电流为0.2A
【题型2 闭合电路的欧姆定律】
1.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)A、B、C是三个不同规格的灯泡,按图所示方式连接恰好能正常发光,已知电源的电动势为E,内电阻为r,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则三个灯亮度变化是( )
A.都比原来亮 B.都比原来暗
C.A、B灯比原来亮,C灯变暗 D.A、B灯比原来暗,C灯变亮
2.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向上移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
A.L变暗,Q增多 B.L变暗,Q减少
C.L变亮,Q增多 D.L变亮,Q减少
3.(23-24高二上·四川成都·期中)实验小组利用如图电路研究电压的变化与电流的变化的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器。闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表的示数变化量大小为,电压表的示数变化量大小为,电流表A的示数变化量大小为,则下列判断正确的是( )
A.的值变大
B.的值变大
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值不变
D.滑片向左移动的过程中,电容器的电容不变,带电荷量不变
4.(23-24高二上·上海奉贤·期中)如图所示,L1、L2 是两只完全相同的小灯,R 为光敏电阻,当光照越强时,阻值越小。说明开关 S 闭合后,随着光照强度逐渐增大,两灯的亮度变化情况( )
A.L1逐渐变亮、L2 逐渐变暗
B.L1逐渐变亮、L2 逐渐变亮
C.L1逐渐变暗、L2 逐渐变亮
D.L1逐渐变暗、L2 逐渐变暗
5.(多选)(23-24高二上·广东广州·期中)在如图所示的电路中,定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向上滑动,测得理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数增大 B.电压表的示数增大
C.与的比值等于r D.大于
6.(多选)(23-24高二上·内蒙古乌海·期中)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是( )
A.,
B.不变,不变
C.变大,变大
D.变大,变大
7.(多选)(23-24高二上·河南·期中)如图所示,电路中的电源电动势和内阻恒定,两表均为理想电表。电流表的示数为,电压表的示数为U,电源的输出功率为P,当滑动变阻器的滑片向上移动时,电流表的示数变化量为,电压表的示数变化量为,则( )
A.I变小、U变大 B.P变大 C.变大 D.变大
8.(多选)(23-24高二上·湖南永州·期中)如图a所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,理想电压表V1、V2的示数随理想电流表A示数的变化情况如图b所示,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为12Ω B.电源的电动势为9V
C.R0=15Ω D.电源内阻为1Ω
9.(多选)(23-24高二上·广东东莞·期中)如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电,脂肪含量越高电阻越大),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比脂肪含量低者( )
A.电流表示数大
B.电压表示数小
C.路端电压大
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小
10.(多选)(23-24高二上·山东·期中)在如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,。当开关切换到位置1时,电流表的示数为;当开关扳到位置2时,电流表的示数可能为( )
A. B. C. D.
11.(多选)(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)某实验小组设计了一个电子秤,其原理如图所示,托盘与电阻可以忽略的金属弹簧相连,当托盘上放上物块时弹簧被压缩,电路中的总电阻发生变化,电压表、电流表示数均随之改变,物块质量m越大,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数越大 B.电流表示数越小
C.电压表示数越小 D.电路中总电阻越大
12.(23-24高二上·上海·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变(电源内阻不计,电流表和电压表均为理想电表),R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S后,若将滑动变阻器滑片P自b向a端移动,则电流表的示数将 ,电压表V1的示数将 ,电压表V2的示数将 。(选填:“变大”、“变小”或“不变”)
13.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)如图所示,,,当开关处于位置1时,电流表读数;当开关处于位置2时,电流表的读数,求电源的电动势E和内电阻r。
14.(23-24高二上·山东临沂·期中)如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=12Ω,R3=6Ω,电压表为理想电表当开关S断开时电压表示数为11V;当开关S闭合时,电压表示数为7.5V,求电源的电动势和内电阻。
【题型3 测量电源的电动势和内阻】
1.(23-24高二上·湖北十堰·期中)某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:
A.待测锂电池(电动势E约3.9V,内阻r约2Ω,最大电流=0.6A);
B.理想电压表(量程0~3V);
C.电阻箱R1(0∼99.9Ω);
D.定值电阻R0=4.5Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)课题小组设计了如图1和图2所示的两套方案,若要求电压表能够达到满偏,你认为合理的是图 (填“1”或“2”),原因是 。
(2)若某同学在实验过程中,发现调节电阻箱时电压表有示数,但示数不变,则可能的原因是______(填选项序号)。
A.连接定值电阻的导线断开
B.连接电阻箱的导线将电阻箱短路
C.电阻箱调节旋钮失效,调节过程中其电阻恒定不变
(3)故障排除后,多次改变电阻箱的阻值R1,读出对应的电压U,根据测得的数据作出图像,如图3所示,则电源电动势 ,内阻 (结果均保留2位有效数字)。
2.(23-24高二下·四川广安·期中)在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如下表)。
物理量/次数
1
2
3
4
5
6
电流I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.44
0.57
电压U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.13
1.05
(1)根据数据选定下列供选用仪器:
电流表选 滑动变阻器选 。(选填仪表前的序号)
①干电池1.5V
②直流电流表(0~0.60A档,内阻0.1Ω)
③直流电流表(0~3.00A档,内阻为0.02Ω)
④直流电压表(0~3.00V档,内阻5kΩ)
⑤滑动变阻器(0~10Ω),允许最大电流为1.00A)
⑥滑动变阻器(0~1000Ω,允许最大电流0.60A)
⑦开关一个,导线若干
(2)在下面实物图中以笔画线代替导线连好电路。
(3)根据记录数据在图所示的坐标纸上作U-I图线 ,并根据图线求出E= V,r= Ω。(结果均保留2位小数)
3.(23-24高二下·四川宜宾·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程0∼0.6A,内阻
C.电流表:量程0∼0.6A,内阻约为
D.电压表:量程0∼3V,内阻未知
E.电压表:量程0∼15V,内阻未知
F.滑动变阻器:0∼10Ω,2A
G.滑动变阻器:0∼100Ω,1A
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材: (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势 V,内电阻 Ω(结果均保留2位有效数字)。
4.(23-24高二上·浙江杭州·期中)某同学在用电流表和电压表测一节锂电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路如图甲所示,电池的电动势约为3V,内阻约为,为了防止在调节滑动变阻器R时造成短路,电路中用一个定值电阻起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电流表(量程0.6A、3A)
B.电压表(量程3V、15V)
C. 定值电阻(阻值、额定功率5W)
D.定值电阻(阻值,额定功率5W)
E. 滑动变阻器(阻值范围、额定电流2A)
F. 滑动变阻器(阻值范围、额定电流1A)
请回答下列问题:
(1)要正确完成实验,电流表的量程应选择 A,应选择 (选填“C”或“D”),R应选择阻值范围是 (选填“E”或“F”)。
(2)该图电动势的测量值 (填“>,<,=”),因安培表内阻不是零,伏特表内阻不是大,对实验造成了系统误差,该实验误差的原因是 引起的。
A.安培表内阻 B.伏特表内阻 C. 两个表内阻都有影响
(3)本实验测得下列五组数据:
U/V
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
I/A
0.08
0.16
0.24
0.27
0.40
根据数据在坐标图上画出如图乙所示的图像;根据图像该电池电动势 V,内电阻为 (结果均保留2位有效数字)。
5.(23-24高二上·山西吕梁·期中)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表A1:量程=100mA,内阻=4Ω
C.电流表A2:量程=200mA,内阻=2Ω
D.定值电阻R1=1Ω
E.定值电阻R2=2Ω
F.定值电阻R3=13Ω
G.滑动变阻器R(0~10Ω)
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表A₂改装成量程为3V的电压表,将电流表。量程扩大为0.5A,另定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a ;b ;c (均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。( )
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表A1,A2的示数,作出了I2-I1图像如图丙所示,则电池组电动势E0= V;内阻= Ω(小数点后均保留两位)
(4)用本实验电路进行测量,仅从系统误差方面分析,电动势及内阻的测量值均 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
6.(23-24高二上·陕西渭南·期中)某实验小组用伏安法测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r。
(1)实验时,可选电流表的内阻大小未知,则为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选用的实验原理电路是图中的 (填“甲”或“乙”)。
(2)除备有被测电池、开关和导线若干外,下列仪器中,电流表应选用 ,电压表应选用 ,(均填仪器前面的字母)
A.电流表(量程0~0.6A) B.电流表(量程0~3A)
C.电压表(量程0~3V,内阻未知) D.电压表(量程0~15V,内阻未知)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
(3)连接电路后,由大到小调节R的阻值,得到多组测量数据,描点画出U-I图像如图丙所示。由U-I图像可得,电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。(保留三位有效数字)
7.(23-24高二上·广东惠州·期中)某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,设计了如图甲所示的电路进行了实验探究,其中MN为电阻丝,其横截面积大小为,是阻值为的定值电阻。正确接线后,闭合开关S,调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I以及对应的PN长度x,通过调节滑片P,记录多组U、I、x的值。
(1)实验室提供“0.6A、3A”双量程电流表,在本实验中该同学选用0.6A挡。实验过程中,测得某次电流表的示数如图乙所示,则此时电流大小为 A;
(2)根据实验数据绘出的图像如图丙所示,由图丙可得电池的电动势 V,内阻 。(结果均保留两位有效数字);
8.(23-24高二上·广东江门·期中)某同学测一节干电池的电动势和内阻。伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确测量。
A.被测干电池一节,开关、导线若干
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器1:阻值范围为,允许通过最大电流2A
G.滑动变阻器2:阻值范围为,允许通过最大电流1A
(1)请选择适当的器材,电流表选 ,电压表选 ,滑动变阻器选 。(填器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图 (填“甲”或“乙”)。
(3)根据电流表和电压表示数得到如图丙,则修正系统误差后电动势 V,内阻 。
9.(23-24高二上·山东滨州·期中)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。电池内阻约为欧。用电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(阻值为2欧)、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为图3中的 。(选填“A”或“B”)
A. B.
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势 V。内阻 。
(3)实验后进行反思,若考虑到电表内阻的影响,发现上述实验方案存在系统误差。误差分析可知电源电动势和内阻的真实值与电源电动势和内阻的测量值的关系为: , 。(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
10.(23-24高二上·福建厦门·期中)某实验小组准备测量一节旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
电压表V(量程3V,内阻约6kΩ) 电流表A1(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程3mA,内阻约50Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值200Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值5Ω) 开关,导线若干。
(1)电流表应选用 滑动变阻器应选用 ;
(2)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点连线后画出图像如图乙所示,并求出电动势E= V,内阻r= Ω,实验测得的电动势 真实。(填“ >,= ,<”)。
11.(23-24高二上·四川成都·期中)某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻,图甲中电压表V的最大量程为3V,虚线框内为用电流计G改装的电流表。
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200 mA、内阻rG=0.60 Ω,电路中已将它改装成量程为600 mA的电流表,则R1= Ω。
(2)通过移动变阻器R的滑片,得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I,作出如图乙的图像。某次测量时,电压表V如图丙所示,则电压表示数为 V。
(3)请根据图乙求出电源的电动势E等于 V,电源内阻等于 Ω(此空保留两位有效数字)。
12.(23-24高二上·云南大理·期中)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)
电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)
待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω)
开关、导线若干
(1)该小组连接的实物电路如图甲所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是 。
(2)改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端。(选填“a”或“b”)
(3)该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图乙所示。根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留2位有效数字)
13.(23-24高二上·江苏扬州·期中)某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有:待测电源E,待测内阻的电流表A,电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀开关,单刀双掷开关,导线若干。设计的电路图如图所示,进行了如下操作:
Ⅰ.将接到a,闭合,拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置,记录下此时的电压表示数为2.00V,然后断开;
Ⅱ.保持电阻箱示数不变,将切换到b,闭合,记录此时电压表的读数(如图乙所示),然后断开。
请你解答下列问题:
(1)图甲所示电阻箱的读数为 Ω,图乙所示的电压表读数为 V。由此可算出电流表内阻的阻值为5.00Ω。
(2)在完成上述操作后,继续以下操作:将切换到,闭合,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。由图像可求得电源电动势E和电源内阻r,其中 V, Ω(计算结果均保留两位有效数字)。
14.(23-24高二上·辽宁沈阳·期中)叠层电池具有体积小输出电压高的特点,某实验小组欲测量一块叠层电池的电动势和内阻,所用器材如下:
待测叠层电池(电动势约为,内阻约为十几欧);
电流表(量程为,内阻);
电阻箱(最大电阻值);
定值电阻(约为几十欧);
开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。
(1)如图所示是甲同学设计的测量定值电阻阻值的电路图,按图连接好器材后,先将电阻箱的阻值调到 (填“最大阻值”或“零”),将接到1端,闭合S,记下电流表的读数,再将接到2端,调节电阻箱,使电流表的读数仍为,记下电阻箱此时的阻值为,则定值电阻的阻值 。
(2)如图所示是乙、丙两位同学设计的测量电源电动势和内阻的实验电路图,其中 (填“乙”或“丙”)同学的实验电路更加合理。
(3)按(2)中所选的电路图连接器材,进行实验,为电流表示数,根据测量的数据做出图线如图丁所示,图线的斜率为,则电源的电动势 (用和表示)。
15.(23-24高二上·河南驻马店·期中)某小组同学对充电宝在电量为100%时的电动势和内阻进行研究,实验电路图如图1所示。图中两只电压表和,滑动变阻器R用于改变电路中的电流,定值电阻,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路。主要实验操作步骤如下:
(1)按电路图连接实物电路,电路中定值电阻的作用是 (写出一个合理的作用),闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到 (选填“最左端”“正中间”或“最右端”);
(2)当充电宝电量为100%时,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电压表和的示数和,将示数记录在表中;
电量(100%)
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压
4.881
4.720
4.340
4.034
3.759
3.546
3.263
2.975
电压
0.169
0.313
0.665
0.933
1.179
1.373
1.627
1.887
根据上表中的数据作出图像如图2所示,从中可以看出这些点在同一直线上,由图像可知充电宝电量为100%时的电动势 V,内阻 (保留小数点后2位);
(3)若考虑电压表内阻的影响,则对充电宝内阻的测量结果 (填正确选项序号)。
A.仅有影响 B.仅有影响 C.均有影响 D.均无影响
16.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的实验器材有:
A.电压表V:“0~3V”“0~15V”
B.电流表A:“0~0.6A”“0~3A”
C.滑动变阻器R:(20Ω,1A)
D.开关和导线若干
(1)实验中电压表应选用的量程为 (选填“0~3V”或“0~15V”),电流表应选用的量程为 (选填“0~0.6A”或“0~3A”);
(2)根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图, 并补充连接实物电路图乙 ;
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图丙所示,由图像知该电池的电动势 V。内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
17.(23-24高二上·广西梧州·期中)某实验小组利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻, 器材如下:
干电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω左右);
电压表 V(量程为0~3 V, 内阻约为3kΩ);
电流表 A(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
滑动变阻器(最大阻值为20Ω);
开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连成实验电路 。
(2) 根据实验数据作出 U-I图像如图所示,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)完成实验后,某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差。在下图中, 实线是根据实验数据描点作图得到的图像;虚线是该电源真实的路端电压 U随真实的干路电流I变化的图像。本次实验分析误差的图像是 。
A.B.C. D.
(4)为减小电表内阻引起的实验误差,在电表量程不变的情况下, 可以采取的措施是 。
A.换用内阻更小的电流表 B.换用内阻更大的电流表
C. 换用内阻更小的电压表 D.换用内阻更大的电压表
18.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)如图所示,请按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到 (填“左侧”或“右侧”)。
(2)根据实验测得的几组数据做出图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 (结果保留到小数点后两位)。
(3)若在实验中发现电压表坏了,于是不再使用电压表,而是选用电阻箱替换了滑动变阻器,重新连接电路进行实验。实验中读出几组电阻箱的阻值以及对应的电流表的示数,则该同学以为横坐标,以为纵坐标得到的函数图线是一条直线。这种方案测得的电动势的值与真实值相比, (选填“>”“=”“<”)。
19.(23-24高二上·四川成都·期中)利用如图所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值为999.9Ω),电阻R0(阻值为3.1Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;
③以为纵坐标,R为横坐标,作图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题:
(1)实验得到的部分数据如下表所示,但忘记测量R=3.0Ω时的数据了,后来补测后发现当电阻R=3.0Ω时电流表的示数为I=0.110A,请在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图(用直线拟合);( )
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
(2)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。(保留小数点后一位)
20.(23-24高二上·福建莆田·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程2mA,电阻RA1约为50Ω)
C.电流表A2(量程100mA,电阻RA2约为5Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图,图中的电流表A应选 (选填“B”或“C”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图甲所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图乙所示。若该图线的斜率为0.4,纵轴截距为0.2,则该锂电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
21.(23-24高二上·安徽合肥·期中)同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下:电压表,电阻箱(阻值范围);开关、导线若干。
(1)请根据图1所示的电路图,在图2中用笔替代导线,画出连线,把器材连接起来 。
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后改变电阻箱,随之电压表示数发生变化,读取和对应的,并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中(描点用“+”表示),并画出图线 ;
(3)根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值 V,内电阻测量值 Ω。(保留2位有效数字)
(4)实验中测两组的数据,可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。该同学没有采用该方法的原因是 。(选填“A系统误差较大”或“B偶然误差较大”)
22.(23-24高二上·浙江台州·期中)某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材和参考电路:
电流表(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
电压表(量程,内阻约)
电流表(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
开关,导线若干
(1)选用合适器材后,为减小误差,应选择 (填写A或B)电路进行测量,完成实物连线图 。
(2)电压表选,电流表选 (填写A1或),滑动变阻器选 (填写或)。
(3)电压表示数为 V;
(4)另外一个同学为了减小计算误差,将测得的数据在坐标纸上描点如图,请作出合适的图 ,并根据图像求出电动势为 V,内阻为 。(均保留小数点后两位)
23.(23-24高二上·河南洛阳·期中)在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,提供的器材有:
A.电流表:量程为3A,内阻约为0.02Ω
B.电流表:量程为0.6 A、内阻为0.40Ω
C.电压表:量程为15 V,内阻约为15kΩ
D.电压表:量程为3 V,内阻约为3kΩ
E.滑动变阻器;最大阻值200Ω,允许通过最大电流0.2A
F.滑动变阻器:最大阻值20Ω,允许通过最大电流3A
G.开关、导线若干
(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻,滑动变阻器应该选 (填E或F);电流表应该选 (填A或B);实验电路图应该选图中的 图(填“甲”或“乙”)。
(2)实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流强度I的关系图像如图所示。由图可以求得电源电动势。E= V,内电阻r= Ω(结果保留两位小数)。
24.(23-24高二上·四川成都·期中)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值。实验器材有:
待测电源(不计内阻)
待测电阻,定值电阻
电流表(量程为,内阻不计)
电阻箱
单刀单掷开关,单刀双掷开关
导线若干。
(1)先测电阻的阻值(只有几欧姆)。请将小明同学的操作补充完整:闭合,将切换到,调节电阻箱,读出其示数和对应的电流表示数;将切换到,调节电阻箱,使 ,读出此时电阻箱的示数,则电阻的表达式为 。
(2)该同学已经测得电阻,继续测电源电动势。该同学的做法是:闭合,将切换到,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数,由测得的数据,绘出了如图所示的图线,则电源电动势 ,电阻 。
(3)若实际电流表内阻不可忽略,则的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
25.(23-24高二上·广西钦州·期中)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和图象如图所示;请回答下列问题:
(1)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器()
C. 电压表(0~3V)
D.电压表(0~15V)
E. 电流表(0~0.6A)
F. 电流表(0~3A)
其中电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号)
(2)如图乙是根据实验数据画出的图象。由此可知这个干电池的电动势 V,内电阻 。(计算结果均保留两位小数)
(3)由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差,导致 , (填“>”“<”或“=”)。
【题型4 多用电表的使用】
1.(23-24高二上·北京海淀·期中)数字式多用电表使用操作错误的是( )
A.用多用电表测电流时,应将多用电表串联接入电路
B.用多用电表测电压时,要将红表笔接高电势点
C.用多用电表测电阻时,待测电阻可以与外电路的电源相连接
D.多用电表使用完毕后,必须把开关置于“OFF”
2.(23-24高二上·北京西城·期中)用多用电表欧姆挡测电阻时,下列说法正确的是( )
A.测量前必须欧姆调零,并且每次换挡都要重新欧姆调零
B.为了使测量值比较准确,应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,以使表笔与待测电阻接触良好
C.待测电阻若是连接在电路中,不用把它与其他元件断开后再测量
D.测量二极管正向电阻时,应该把红表笔与二极管正极相连
3.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)关于欧姆表的使用和操作不正确的是( )
A.欧姆表欧姆调零后,用“×10”档测量一个电阻的阻值,发现指针偏角度极小,为了把电阻测得更准确一些,应换“×100”档,重新调零后再测量
B.用多用电表测量电阻R时,若红表笔插入正(+)孔,则电流从红表笔流入
C.若操作步骤规范,欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示,则测量阻值为160Ω
D.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图丙所示,由图丙可知该二极管的正极为B端
4.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)如图为多用欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为,内阻为100Ω,调零电阻的最大值,电源电动势为,用它测量电阻,能准确测量的阻值范围是( )
A.30~80kΩ B.3~8kΩ C.300~800kΩ D.3000~8000kΩ
5.(多选)(23-24高二上·广东汕头·期中)用多用电表测量一电阻的阻值。下列操作正确的有( )
A.测量前,将选择开关旋至电阻挡
B.测量前,短接两表笔进行欧姆调零
C.欧姆调零是通过调节欧姆调零旋钮使指针指到刻度表盘最左端的“0”位置处
D.测量时,发现指针偏转角度过小,调换更大的倍率挡进行测量
6.(多选)(23-24高二上·广东·期中)下图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池; 和 是固定电阻,R6是可变电阻:表头G的满偏电流为250μA,内阻为600Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆100Ω挡,下列选项正确的是( )
A.图中的A端与黑色表笔相连接
B.关于 的用法为,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.根据题给条件可得
D.某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“3”相连的,则读数为110Ω
7.(多选)(23-24高二上·河南开封·期中)多用电表是一种多功能、多量程的测量仪表,一般多用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压和电阻等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如)等。某多用电表有两个挡位,一是量程为100mA的电流表,另一个是倍率为“×1”的欧姆挡,其内部电路如图甲所示,其中R为定值电阻,表盘如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.图甲中a应为红表笔,b应为黑表笔 B.当开关接到c时,多用电表用来测量电阻
C.欧姆挡内电源的电动势应为1.5V D.欧姆挡内部电阻为20
8.(23-24高二上·浙江杭州·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的实心圆柱体电阻的电阻率,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径d如图甲所示,可知其直径为 mm。用游标卡尺测量其长度l如图乙所示,可知其长度为 mm。
(2)用多用电表的欧姆挡测量金属电阻Rx,选择欧姆挡“×10”后,发现指针如丙图a所示,以下给出的是接下来可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡“×1”
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
按正确的操作步骤测此电阳,表盘的示数如图丙b,则该圆柱体的阻值约为 Ω。
(3)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
A.电流表(0~200mA,约1.0Ω)
B.电流表(0~0.6A,约0.1Ω)
C.电压表(0~3V,约6kΩ)
D.电压表(0~15V,约6kΩ)
E.滑动变阻器(0~10kΩ,2A)
F.滑动变阻器(0~20Ω,0.5A)
G.蓄电池(5V,0.05Ω)
H.开关一个,带夹子的导线若干
为使测量尽量准确,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填器材代号)。
9.(23-24高二上·甘肃白银·期中)张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:
(1)用螺旋测微器测得其直径为 mm(如图甲所示);
(2)用20分度的游标卡尺测其长度为 mm(如图乙所示);
(3)用图丙所示的电路测得的电阻率将比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤粗测合金丝的电阻,表盘示数如图所示,则该电阻的阻值约为 Ω
10.(23-24高二上·浙江台州·期末)某小组同学要测绘标有“”字样小灯泡的伏安特性曲线。他们完成如下操作。
(1)某同学用多用表测量该元件的电阻,调零后选用“”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,需调整选择 倍率的电阻挡(填:“”或“”),并进行正确的测量操作,多用表的示数如图(a)所示,测量结果为 ;
(2)该组同学连好的实物如图(b)所示,开关闭合前变阻器的滑片应置于 端;(填“左”或“右”)
(3)若该组同学连接电路后检查所有元器件完好。闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数均不能调为零,则断路的导线为 段;(用图中字母表示)
(4)若该组同学在实验中测得7组数据,在图(c)所示的坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。当小灯泡两端电压为时,电阻等于 (保留二位有效数字)。
11.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)如图所示,用多用电表测电阻,将选择开关置于欧姆“×1”挡位置,电表指针偏转如图所示,该电阻阻值为 ;若对应表针的这个位置,电阻值正确读数的数据值是,说明测量时选择开关置于欧姆“ ”挡位置;当选用量程为的电流挡测量电流时,若表针也指于图示位置,则所测电流为 。
12.(23-24高二上·河南·期中)某同学要测量一未知电阻的阻值。
(1)该同学先用多用表粗测该电阻阻值,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,说明被测电阻较 (填“大”或“小”),因此需换成 (填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,重新进行欧姆调零后再次测量,多用表的示数如图1所示,测量结果为 Ω。
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻,现有的器材如下:
电流表(量程0~200mA,内阻约0.5Ω);
电流表(量程0~15mA,内阻为30Ω);
直流电源E(电动势为3V,内阻不计);
电阻箱(0~999.9Ω);
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流为1A);
开关S,导线若干。
将电流表改装成3V量程的电压表,将电阻箱与串联,电阻箱接入电路的电阻为 Ω,为了尽可能减小实验误差,请在图2方框中画出测量的电路图。( )
(3)根据电路图连接好电路进行实验,通过正确操作,获得多组电流表和电流表的示数、,作图像,得到图像的斜率为,则被测电阻的阻值 (用测量量和已知量符号表示)。实验结果 (填“存在”或“不存在”)因电表内阻引起的系统误差。
13.(23-24高二上·陕西渭南·期中)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
①先机械调零,旋动部件 ,(填S或T)使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件 ,(填S或T)使指针对准电阻的 (填“0”刻线或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏太偏左,没达到中央区域,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。(选四个并排序)
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
E.测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图乙为正在测量中的多用电表表盘,如果选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为 Ω;如果选择开关在直流电压“2.5V”挡,则读数为 V。
14.(23-24高二上·广东东莞·期中)在“练习使用多用电表”实验中,某同学使用多用电表来直接测量螺口型白炽灯的灯丝在常温下的电阻,灯泡标有“”字样,回答以下问题:
(1)该同学采用“”挡进行测量,实际的测量的时候指针出现在“c”位置。
(2)为了用多用电表测得比较准确的灯丝阻值,还需要进行如下操作。将选择开关置于 (“”挡、“”挡),将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指 (左、右)侧零刻度,测量电阻,使用完毕,将选择开关置于“OFF”或交流电压挡的位置。
(3)该同学继续用该多用电表测量某电池的电压,选择开关位置如图乙所示,测量时电表指针位置如图甲中b位置,则该同学测得的电池电压为 V。
15.(23-24高二上·福建厦门·期中)图为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)经换挡使用×10Ω挡测量电阻,在测量前要先进行 ,则读数为 Ω。
(2)如果是用直流10mA挡测量电流,则读数为 mA。
(3)如果是用直流250V挡测量电压,则读数为 V。
16.(23-24高二上·河北保定·期中)(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是( )
A.测电压时,应按图甲连接方式测量
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,应按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)如图所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×100”测量,则读数为 Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为 V;
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为Ig=50μA,表头内阻Rg=1000Ω,若要将它改装成量程为0.5A的电流表,应并联的电阻阻值为 Ω。若要将它改装成量程为3V的电压表,应串联的电阻阻值为 Ω。(保留两位有效数字)
(4)某同学用多用电表测电阻,用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的挡位 (选填“×100”或“×1”),然后重新进行 ,再次测量该电阻的阻值。
17.(23-24高二上·福建南平·期中)如图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。
(1)将多用电表选择开关置于“×1”挡,Ⅱ的示数为 Ω。
(2)将选择开关置于直流“50 V”挡,Ⅲ的示数为 V。
(3)选择开关置于直流“25 V”挡时,Ⅰ的示数为 V。
18.(23-24高二上·广东汕头·期中)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压得到,已知只有一处故障。 为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接端时,指针指在如图2所示的位置,则该电阻为 ,他将红黑表笔接端时,指针 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为 。
19.(23-24高二上·陕西渭南·期中)在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器,要求具有电阻温度系数低,电阻率大,耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验,其操作如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示,可知其长度为 mm;
(2)用螺旋测微器测出其直径d如图2所示,则d= mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)为了更加准确地测出该圆柱体的电阻,除了导线和开关外,有以下一些器材可选择:
A.电源E(电动势6V、内阻可忽略不计)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~20mA,内阻约200Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.待测电阻
G.滑动变阻器(0~10 kΩ,允许最大电流2.0A)
H.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
I.电键S和导线若干
其中电流表选择 。电压表选择 。滑动变阻器选 (填前面对应的序号)在答题卡上的方框中画出实验电路并标出所选实验器材的代号。( )
(5)若测得金属丝的长度为L,直径为d,电压表示数为U,电流表示数为I,不考虑电流表和电压表内阻的影响,则金属丝的电阻率 。
20.(23-24高二上·四川成都·期中)(1)某同学使用螺旋测微器测定其直径d,某次测量结果如图1所示,读数为 mm。用游标卡尺测量其长度,示数如图2所示,由图可知其长度 cm。
(2)某同学使用多用电表欧姆挡粗测其电阻,他首先将选择开关置于“×10”倍率,接着将两支表笔短接,旋转欧姆调零旋钮使指针指向0,然后将两表笔分别与该铅笔内芯两端接触,测其电阻时指针如下图所示,该同学接下来应该进行的操作是将选择开关置于“ ”倍率处(选填“×1”或“×100”),并重新进行 ,再进行测量。
(3)若该同学在上一步中正确操作后再次测量时指针如下图所示,则该铅笔内芯的电阻是 。
(4)若该铅笔内芯的直径为d,有效长度为L,用伏安法精确测得其电阻为R,则其电阻率为 。(用该问所给出的物理量表示)
21.(23-24高二上·广东广州·期中)(1)某实验小组在“测定金属棒的电阻率”的实验过程中,示数如图甲所示,则用刻度尺正确测量金属棒的长度L,长度L= m。
(2)使用螺旋测微器测量金属棒的直径d,示数如图乙所示,则直径d= mm。
(3)用多用电表测量金属棒的电阻,选择开关旋到欧姆挡“×100”倍率,正常操作后进行测量,发现指针偏转角度过小,应将选择开关换成欧姆挡 (填“×10”或“×1k”)倍率,重新欧姆调零后进行测量如图丙所示,多用电表的读数为 Ω。若用该多用电表测量电路中的电流,选择开关处在250mA的电流挡位置,则该图中多用电表的读数为 mA。
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专题04 闭合电路
【题型1 电动势】 2
【题型2 闭合电路的欧姆定律】 11
【题型3 测量电源的电动势和内阻】 22
【题型4 多用电表的使用】 58
【题型1 电动势】
1.(23-24高二上·山东菏泽·期中)下面是某同学对一些概念的理解,其中正确的是( )
A.电流方向与自由电子定向移动的方向是相同的
B.电流越大,自由电子在金属导体中定向移动速率越大
C.非静电力做的功越多,电动势越大
D.电动势由电源中非静电力的特性决定,跟外电路无关
【答案】D
【详解】A.电流方向与正电荷定向移动的方向相同,与自由电子定向移动的方向是相反的,故A错误;
B.在微观上,电流由单位体积内电荷数、导体的横截面积及载流子的电荷量和定向移动的速度决定,故B错误;
CD.电源向外电路提供的电能越多,W越大,根据电动势的定义式可知,电源向外电路提供的电能越多,W越大,根据电动势的定义式
可知,电动势E与非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值有关,即电动势由电源中非静电力的特性决定,跟外电路无关,故C错误,D正确。
故选D。
2.(23-24高二上·海南省直辖县级单位·期中)关于电源电动势,下列说法正确的是( )
A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大
C.电路中每通过2C的电荷量,电池提供的电能是4J,那么这个电池的电动势是
D.电源电动势大,表明该电源将其他形式的能转化为电势能的本领强,反之表明该电源将其他形式的能转化为电势能的本领弱。
【答案】D
【详解】A.电动势表征电源本身的特性,其大小等于整个电路的电势差;而电源正负极之间的电势差只是电源的路端电压,故A错误;
B.电动势表征电源本身的特性,与外电路无关;当电源的路端电压增大时,其电源电动势不变,故B错误;
C.根据电动势的定义式可得
故C错误;
D.电源的电动势反映其将其他形式的能转化为电能本领强弱;电源电动势大,表明该电源将其他形式的能转化为电势能的本领强,故D正确。
故选D。
3.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)关于电压与电动势的说法中正确的是( )
A.干电池的电动势为的物理意义是指每一秒就有的其他形式的能转化为电能
B.电动势就是闭合电路里电源两端的电压
C.电动势公式中的W与电压中的W是一样的,都是电场力做的功
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
【答案】D
【详解】A.干电池的电动势为,表示非静电力把1C正电荷从电源负极搬到正极所做的功是1.5J。故A错误;
B.根据
可知,当外电路断开时,电流为零,电动势在数值上等于电源两端的电压。故B错误;
C.电动势公式
中的W是非静电力做功,电压
中的W是电场力做的功。二者的物理意义不同。故C错误;
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。故D正确。
故选D。
4.(23-24高二上·广东佛山·期中)新能源汽车具有二氧化碳零排放,清洁环保低能耗的优点。如下图是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是( )
整车型号
MR7001BEV03
最大设计总质量
2715kg
动力电池额定容量
246Ah
电池充电时间
10h(家用220V)
A.若该电池的工作电流为41A,则其能够工作6h
B.电池能提供的电能为885600C
C.电动机工作的时候把电能全部转换为机械能
D.当以220V电源对该电池充电时,充电电流约为246A
【答案】A
【详解】A.若该电池的工作电流为41A,则其能够工作的时间为
故A正确;
B.电池能提供的电荷量为
因为不知道电池的电动势,所以无法求出电池能提供的电能,故B错误;
C.电动机工作的时候把电能大部分转化为机械能,小部分转化为内能,故C错误;
D.当以220V电源对该电池充电时,充电电流约为
故D错误。
故选A。
5.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)铅蓄电池的电动势为2V,这表示( )
A.电路中每通过1C电荷量,电源把2J的化学能转变为电能
B.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
C.蓄电池工作时两极间的电压总是2V
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领与两节干电池(电动势为1.5V)相同
【答案】A
【详解】A.铅蓄电池的电动势为2V,由,知非静电力将1C的正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J,即电源把2 J的化学能转变为电能,故A正确;
B.由
W=EIt
由于电流未知,则蓄电池在1 s内将化学能转变为电能的数值不一定是2J,还与电流有关,故B错误;
C.电源两极间的电压与电源和外电路均有关系,满足
在闭合电路中电源两极间的电压要小于2V,故C错误;
D.电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领。两节干电池和一节干电池,其电动势相同,本领也相同。蓄电池将化学能转变为电能的本领比两节干电池(电动势为1.5V)大。故D错误。
故选A。
6.(23-24高二上·重庆江北·期中)下列说法正确的是( )
A.电场强度公式表明,若q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
B.元电荷就是电子、其电量等于电子的电量,点电荷是指体积很小的带电体
C.电容的定义式表明,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功
【答案】D
【详解】A.只是电场强度的定义式,电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量无关,若q减半,则该处的电场强度不变,故A错误;
B.元电荷等于电子的电荷量,元电荷不是电子,当带电体的大小和形状在研究的问题中可以忽略不计时,带电体可以看成点电荷,点电荷不一定是体积很小的带电体,故B错误;
C.只是电容的定义式,电容由电容器自身决定,与其所带电荷量和两极板间的电压均无关,故C错误;
D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功,故D正确。
故选D。
7.(23-24高二上·安徽宣城·期中)下列有关电动势的理解正确的是( )
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过电源的电荷量成反比
B.电源单位时间向外提供的电能越多,表明电动势越大
C.电动势为3.7V的锂电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电源,非静电力做功3.7J
D.电源的电动势数值上等于电源接入电路时电源两极间的电压
【答案】C
【详解】A.公式
是比值定义式,即电源的电动势与非静电力做功、电荷量无本质的决定关系,因此不能认为电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比,故A错误;
B.根据电源向外提供的电能
可知,电源向外提供的电能不仅与电动势有关,还与电流有关,故B错误;
C.电动势为3.7V的锂电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电源,非静电力做功3.7J,故C正确;
D.电源电动势的大小由电源内非静电力的特性决定,电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压,故D错误。
故选C。
8.(23-24高二上·安徽合肥·期中)在炎热的夏天我们可以经常看到,有的小朋友的太阳帽前有一小风扇(如图所示),该小风扇与一个小型的太阳能电池板相接,对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V,则关于该电池的描述正确的是( )
A.通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能
B.单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能
C.该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多
D.把该电池接入闭合电路后,电动势减小
【答案】A
【详解】AB.该电池能产生的电动势为E==0.6V,根据电动势的物理意义可知,通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能,故A正确,B错误;
C.一节7号电池的电动势为1.5V,该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领小得多,故C错误;
D.电源的电动势反映了其他形式的能量转化为电能本领的大小,可知把该电池接入闭合电路后,电动势不变,故D错误;
故选A。
9.(23-24高二上·广东广州·期中)纯电动汽车使用的能源是一般为锂离子电池。锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极。在充电的过程中,通过化学反应,电池的正极有锂离子生成,锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中,嵌入的锂离子越多,电池中充入的电荷量也就越多。当汽车开动时,在负极的锂离子又会通过电解液返回正极,回到正极的锂离子越多,则放出的电荷量也就越大。下列说法中正确的是( )
A.“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)是电流的单位
B.“千瓦时”(kW·h)是能量的单位
C.图中锂离子的移动情况表明电池处于充电状态
D.图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的
【答案】B
【详解】A.“安时”(A•h)或“毫安时”(mA•h)是指的电流单位与时间单位的乘积,根据q=It可知为电荷量的单位,故A错误;
B.“千瓦时”(kW•h)是功率单位与时间的单位的乘积,即为能量的单位,故B正确;
CD.图中锂离子都是从负极运动到正极的,锂离子带正电荷,所以正电荷从低电势向高电势运动,是靠非静电力做功,是把化学能转化为电能的,所以是处于放电状态,故CD错误。
故选B。
10.(多选)(23-24高二上·浙江杭州·期中)亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈,成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解,该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示,则下列说法正确的是( )
A.若按充电限制电压给电池充电,则最大充电电流为
B.该电池的电动势为
C.若该电池以的电流工作,最多可使用4.5个小时
D.将已耗尽电能的电池充满,需消耗的电能约为
【答案】ABC
【详解】A.已知给机器狗充电的限制电压为,最大充电功率为,则最大充电电流为
故A正确;
B.已知电池的额定电量为,额定电能为,则该电池的电动势为
故B正确;
C.若该电池以的电流工作,最多可使用的时间为
故C正确;
D.电池能够储存的电能为
考虑充电时有充电器和电池的发热损耗,则将已耗尽电能的电池充满,需消耗的电能一定大于,故D错误。
故选ABC。
11.(多选)(23-24高二上·广东·期中)如图为一个闭合电路电势高低变化示意图,则下列说法正确的是( )
A.电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由A指向B,电源内部由B指向A
B.C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻
C.若AD、CB、AB、CD间电势差分别为、、,则
D.BC、DA电势跃升越大,表示电源将其它能转化为电势能的本领越强
【答案】BD
【详解】A.电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由A指向B,电源内部也是由A指向B,故A错误;
B.C至D电势的降低是由于电源内部存在内阻,电流通过内阻时电势降低,故B正确;
C.A、B两点的高度差类似于路端电压,而图中A与D,C与B高度差的总和为电动势,保持不变,C、D间高度差相当于内阻上的电压,电动势等于内外电压之和,则若AD、CB、AB、CD间电势差分别为、、,则
UAD+UCB=UAB+UCD
故C错误;
D.BC、DA电势跃升越大,表示电源将其它能转化为电势能的本领越强,故D正确。
故选BD。
12.(多选)(23-24高二上·广东东莞·期中)如图为一块手机电池的文字说明,下列说法正确的是( )
A.该电池的容量为,能存储的最大电能为1.8kJ
B.该电池的电动势为3.6V
C.该电池在工作时的电流为500mA
D.若电池以10mA的电流工作,可用50h
【答案】BD
【详解】A.是该电池的容量,能存储的最大电能为
A错误;
B.该电池的电动势为3.6V;故B正确;
C.该电池的容量为,在工作时的电流不一定为500mA,C错误;
D.该电池的容量为,根据
可知,若电池以10mA的电流工作,可用50h,D正确。
故选BD。
13.(多选)(23-24高二上·陕西西安·期中)下列关于电源电动势的说法正确的是( )
A.电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置
B.在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动
C.电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领
D.把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化
【答案】BC
【详解】A.电源是通过非静电力把其它形式的能转化为电能的装置,故A错误;
B.在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动,故B正确;
C.根据电源电动势的物理意义可知,电动势反映了电源内部非静电力做功的本领,把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势不会变化,故C正确,D错误;
故选BC。
14.(多选)(23-24高二上·陕西渭南·期中)北京市国民体质监测中心曾经调查显示,长时间低头看书 、看手机时坐姿不正等原因造成我国青少年探颈、驼背比例高达46. 1%。智能感应式矫正器能提醒不良姿势,起到矫正的作用。如图是某矫正器的铭牌信息。若该智能感应式矫正器第一次使用前的电池容量为零 , 则下列说法正确的是( )
A.电池容量的单位 mA· h是能量单位
B.该矫正器第一次充满电所用的时间为 2.5小时
C.该矫正器充满电时所储存的能量约为
D.该矫正器在额定工作状态下的电流为0.2A
【答案】BC
【详解】A.电池容量的单位mA•h是是电荷量的单位,故A错误;
B.根据电流的定义式
可得充电时间
故B正确;
C.根据电功公式
W=qU=500×10-3×3600×3.7J=6660J≈6.7×103J
所以该矫正器充满电所储存的能量约为6.7×103J,故C正确;
D.该矫正器在额定工作状态下的电流为
故D错误。
故选BC。
【题型2 闭合电路的欧姆定律】
1.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)A、B、C是三个不同规格的灯泡,按图所示方式连接恰好能正常发光,已知电源的电动势为E,内电阻为r,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则三个灯亮度变化是( )
A.都比原来亮 B.都比原来暗
C.A、B灯比原来亮,C灯变暗 D.A、B灯比原来暗,C灯变亮
【答案】D
【详解】滑片向右滑,阻值变大,根据串反并同法判断,并联的C灯泡,电压电流变大,变亮;串联的A和灯泡B,电压电流变小,比原来变暗。故选D。
2.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向上移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
A.L变暗,Q增多 B.L变暗,Q减少
C.L变亮,Q增多 D.L变亮,Q减少
【答案】C
【详解】当滑动变阻器的滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流减小,电源的内电压减小,路端电压增大,灯L变亮,通过灯L的电流增大,而干路电流又减小,则通过的电流减小,两端的电压减小,故滑动变阻器两端的电压增大,电容器所带电荷量Q增大。
故选C。
3.(23-24高二上·四川成都·期中)实验小组利用如图电路研究电压的变化与电流的变化的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器。闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表的示数变化量大小为,电压表的示数变化量大小为,电流表A的示数变化量大小为,则下列判断正确的是( )
A.的值变大
B.的值变大
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值不变
D.滑片向左移动的过程中,电容器的电容不变,带电荷量不变
【答案】D
【详解】A.由闭合电路欧姆定律,可得
则有
即的值不变。故A错误;
B.同理,有
则有
即的值不变。故B错误;
C.电压表的示数与电流表A的示数的比值
滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,R变大。故C错误;
D.根据
可知,电容器电容不变。电容器两板间电压等于两端电压,滑片向左移动的过程中,电压减小,电容器应该放电,由于二极管的单向导电性使的电容器极板带电量保持不变。故D正确。
故选D。
4.(23-24高二上·上海奉贤·期中)如图所示,L1、L2 是两只完全相同的小灯,R 为光敏电阻,当光照越强时,阻值越小。说明开关 S 闭合后,随着光照强度逐渐增大,两灯的亮度变化情况( )
A.L1逐渐变亮、L2 逐渐变暗
B.L1逐渐变亮、L2 逐渐变亮
C.L1逐渐变暗、L2 逐渐变亮
D.L1逐渐变暗、L2 逐渐变暗
【答案】C
【详解】灯L1与光敏电阻并联,然后与灯L2 串联,当闭合开关S且逐渐增大光照强度时,光敏电阻阻值减小,则电路中总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中总电流将增大,内阻分压增大,路端电压减小,而灯L2 在干路,根据
可知,灯L2 两端的电压增大,而路端电压
可知灯L1两端的电压一定减小,由此可知,开关 S 闭合后,随着光照强度逐渐增大,L1逐渐变暗、L2 逐渐变亮。
故选C。
5.(多选)(23-24高二上·广东广州·期中)在如图所示的电路中,定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向上滑动,测得理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数增大 B.电压表的示数增大
C.与的比值等于r D.大于
【答案】BD
【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、闭合电路欧姆定律的内容和三个公式
【详解】A.电路中定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电压表测滑动变阻器两端电压,电压表测外电路电压,电流表A测通过干路中的电流。滑动变阻器的滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流减小,电流表A的示数减小,故A错误;
B.根据
总电流减小,电压表的示数增大,故B正确;
C.由
可知
故C错误;
D.根据
根据闭合电路欧姆定律
可得
因为
所以
故D正确。
故选BD。
6.(多选)(23-24高二上·内蒙古乌海·期中)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是( )
A.,
B.不变,不变
C.变大,变大
D.变大,变大
【答案】AB
【详解】A.当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路总电流减小,根据闭合电路的欧姆定律
内阻、两端的电压都减小,则增大,则满足
根据
电路总电流减小,路端电压增大,则
故A正确;
B.根据
则不变,可得
则不变,故B正确;
C.根据
则变大,根据闭合电路的欧姆定律
可得
则不变,故C错误;
D.根据
则变大,根据闭合电路的欧姆定律
可得
则不变,故D错误。
故选AB。
7.(多选)(23-24高二上·河南·期中)如图所示,电路中的电源电动势和内阻恒定,两表均为理想电表。电流表的示数为,电压表的示数为U,电源的输出功率为P,当滑动变阻器的滑片向上移动时,电流表的示数变化量为,电压表的示数变化量为,则( )
A.I变小、U变大 B.P变大 C.变大 D.变大
【答案】AC
【详解】AC.当滑动变阻器滑片向上移动时,变大,电路中的总电阻变大,总电流变小,内电压变小,外电压变大,则中电流变大,中电流变小,两端的电压变大,电压表示数变大,中电流变大,电流表的示数变小,则变大,故AC正确;
B.当外阻等于内阻时电源的输出功率最大,由于无法比较内外电阻的大小关系,则无法判断电源的输出功率变化情况,不能确定P的变化,故B错误;
D.根据闭合电路欧姆定律可知,等于、、及电源内阻的等效电阻,不变,故D错误。
故选AC。
8.(多选)(23-24高二上·湖南永州·期中)如图a所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,理想电压表V1、V2的示数随理想电流表A示数的变化情况如图b所示,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为12Ω B.电源的电动势为9V
C.R0=15Ω D.电源内阻为1Ω
【答案】AD
【详解】AC.由电压表V2的示数随电流表示数A的变化图像可知
当I = 0.5A时,此时外电路的阻值达到最大,则
则R的最大值为
R = R外-R0 = 12Ω
A正确,C错误;
BD.根据闭合电路欧姆定律可得
E = U外1+I1r
E = U外2+I2r
解得
E = 8V,r = 1Ω
B错误,D正确。
故选AD。
9.(多选)(23-24高二上·广东东莞·期中)如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电,脂肪含量越高电阻越大),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比脂肪含量低者( )
A.电流表示数大
B.电压表示数小
C.路端电压大
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小
【答案】AB
【详解】ABC.由于脂肪不容易导电,当脂肪含量较低时,测试时接在电路中的电阻R较小,由闭合电路欧姆定律可知
R越小,I越大,电流表的示数越大,根据闭合电路欧姆定律,可得电压表的示数
小,路端电压
小,故AB正确,C错误;
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值为
无论测试者的脂肪高低,均不变,所以比值不变,故D错误。
故选AB。
10.(多选)(23-24高二上·山东·期中)在如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,。当开关切换到位置1时,电流表的示数为;当开关扳到位置2时,电流表的示数可能为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】由题当开关S切换到位置1时,电流表的示数为
I1=0.30A
R1=20Ω
R2=15Ω
则
R1>R2
当开关S扳到位置2时,电路中电流增大,即
I2>0.30A
由于外电阻减小,路端电压减小,开关S在位置1时,路端电压
U1=I1R1=6V
开关S扳到位置2时,路端电压
U2<6V
由欧姆定律得知,所以电流表的示数的范围为
所以
0.30A<I2<0.4A
故BC正确,AD错误。
故选BC。
11.(多选)(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)某实验小组设计了一个电子秤,其原理如图所示,托盘与电阻可以忽略的金属弹簧相连,当托盘上放上物块时弹簧被压缩,电路中的总电阻发生变化,电压表、电流表示数均随之改变,物块质量m越大,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数越大 B.电流表示数越小
C.电压表示数越小 D.电路中总电阻越大
【答案】BD
【详解】物块质量越大,滑片越向下滑,连入电路中的总电阻越大,电路中的电流越小,电流表示数越小,电源内电压和电阻的电压越小,所以电阻两端的电压越大,即电压表的示数越大。
故选BD。
12.(23-24高二上·上海·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变(电源内阻不计,电流表和电压表均为理想电表),R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S后,若将滑动变阻器滑片P自b向a端移动,则电流表的示数将 ,电压表V1的示数将 ,电压表V2的示数将 。(选填:“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变大 变小
【详解】[1][2][3]将滑动变阻器滑片P自b向a端移动,则滑动变阻器接入电路电阻变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流变大,路端电压变小;则电流表的示数将变大,通过的电流增大,两端电压增大,则电压表V1的示数将变大,根据
可知两端电压变小,即电压表V2的示数将变小。
13.(23-24高二上·新疆吐鲁番·期中)如图所示,,,当开关处于位置1时,电流表读数;当开关处于位置2时,电流表的读数,求电源的电动势E和内电阻r。
【答案】8V,2Ω
【详解】根据闭合电路欧姆定律,当开关处于位置1时有
当开关处于位置2时有
代入数值联立解得
E=8V
r=2Ω
14.(23-24高二上·山东临沂·期中)如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=12Ω,R3=6Ω,电压表为理想电表当开关S断开时电压表示数为11V;当开关S闭合时,电压表示数为7.5V,求电源的电动势和内电阻。
【答案】E=12V,R=2Ω
【详解】当开关S断开时,电阻R3不分担电压,则有
当开关S闭合时,则有
联立解得
E=12V,r=2Ω
【题型3 测量电源的电动势和内阻】
1.(23-24高二上·湖北十堰·期中)某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:
A.待测锂电池(电动势E约3.9V,内阻r约2Ω,最大电流=0.6A);
B.理想电压表(量程0~3V);
C.电阻箱R1(0∼99.9Ω);
D.定值电阻R0=4.5Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)课题小组设计了如图1和图2所示的两套方案,若要求电压表能够达到满偏,你认为合理的是图 (填“1”或“2”),原因是 。
(2)若某同学在实验过程中,发现调节电阻箱时电压表有示数,但示数不变,则可能的原因是______(填选项序号)。
A.连接定值电阻的导线断开
B.连接电阻箱的导线将电阻箱短路
C.电阻箱调节旋钮失效,调节过程中其电阻恒定不变
(3)故障排除后,多次改变电阻箱的阻值R1,读出对应的电压U,根据测得的数据作出图像,如图3所示,则电源电动势 ,内阻 (结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1) 1 见解析 (2)C (3) 4.0 1.9
【详解】(1)[1][2]采用图1方案,当电压表接近满偏时,回路内的电流约为
可以使用;采用方案2,电压表示数最大值为
不可以使用,故合理的是1方案。
(2)A.若连接定值电阻的导线断开,则电压表不会有示数,故A错误;
B.若连接电阻箱的导线将电阻箱短路,则电压表亦被短路,电压表没有示数,故B错误;
C.若电阻箱调节旋钮失效,调节过程中其电阻恒定不变,则电阻箱两端的电压一定,电压表的示数即为电阻箱两端的电压,即此时调节电阻箱时电压表有示数,且示数不变,故C正确。
故选C。
(3)[1]根据欧姆定律
整理得
图像的纵截距为
解得
[2]图像的斜率为
解得
2.(23-24高二下·四川广安·期中)在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如下表)。
物理量/次数
1
2
3
4
5
6
电流I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.44
0.57
电压U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.13
1.05
(1)根据数据选定下列供选用仪器:
电流表选 滑动变阻器选 。(选填仪表前的序号)
①干电池1.5V
②直流电流表(0~0.60A档,内阻0.1Ω)
③直流电流表(0~3.00A档,内阻为0.02Ω)
④直流电压表(0~3.00V档,内阻5kΩ)
⑤滑动变阻器(0~10Ω),允许最大电流为1.00A)
⑥滑动变阻器(0~1000Ω,允许最大电流0.60A)
⑦开关一个,导线若干
(2)在下面实物图中以笔画线代替导线连好电路。
(3)根据记录数据在图所示的坐标纸上作U-I图线 ,并根据图线求出E= V,r= Ω。(结果均保留2位小数)
【答案】(1) ② ⑤ (2)见详解 (3) 见详解 1.45(1.41~1.49) 0.70(0.60~0.80)
【详解】(1)[1][2]测量一节干电池的电动势,则电流表选0~0.60A量程,即选②;滑动变阻器选最大阻值较小的,否则电路电流太小,故选0~10Ω的⑤。
(2)考虑电流表对测量的影响较大,则电路采用电流表相对电源外接,如图
(3)[1]根据记录数据在图所示的坐标纸上作U-I图线
[2][3]根据
可知图像在U轴上的截距等于电动势,图像的斜率等于内阻,则由图线求出
E=1.45V
3.(23-24高二下·四川宜宾·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程0∼0.6A,内阻
C.电流表:量程0∼0.6A,内阻约为
D.电压表:量程0∼3V,内阻未知
E.电压表:量程0∼15V,内阻未知
F.滑动变阻器:0∼10Ω,2A
G.滑动变阻器:0∼100Ω,1A
H.开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材: (填写选项前的字母);
(2)实验电路图应选择图中的 (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势 V,内电阻 Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)ABDFH (2)甲 (3) 1.5 0.60
【详解】(1)实验时需要选择被测干电池一节,开关、导线若干,为了便于调节,使测量数据的连续性强,应选择总阻值小一些的滑动变阻器;由于一节电池的电动势约为1.5V,为了电压测量值的精确度,应选量程小一些的电压表;为了尽可能准确地测量电池的电动势和内阻,应选择内阻已知的电流表。因此,实验中需要选择的器材为ABDFH。
(2)因电流表内阻已知,则可精确知道电流表的分压值,为了精确测量,应使电流表直接测量干路电流,从而修正电流表分压引起的系统误差,故实验电路图应选择图甲。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
可知U-I图像的纵截距表示电动势,斜率的绝对值表示干电池与电流表的内阻之和,则
4.(23-24高二上·浙江杭州·期中)某同学在用电流表和电压表测一节锂电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路如图甲所示,电池的电动势约为3V,内阻约为,为了防止在调节滑动变阻器R时造成短路,电路中用一个定值电阻起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电流表(量程0.6A、3A)
B.电压表(量程3V、15V)
C. 定值电阻(阻值、额定功率5W)
D.定值电阻(阻值,额定功率5W)
E. 滑动变阻器(阻值范围、额定电流2A)
F. 滑动变阻器(阻值范围、额定电流1A)
请回答下列问题:
(1)要正确完成实验,电流表的量程应选择 A,应选择 (选填“C”或“D”),R应选择阻值范围是 (选填“E”或“F”)。
(2)该图电动势的测量值 (填“>,<,=”),因安培表内阻不是零,伏特表内阻不是大,对实验造成了系统误差,该实验误差的原因是 引起的。
A.安培表内阻 B.伏特表内阻 C. 两个表内阻都有影响
(3)本实验测得下列五组数据:
U/V
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
I/A
0.08
0.16
0.24
0.27
0.40
根据数据在坐标图上画出如图乙所示的图像;根据图像该电池电动势 V,内电阻为 (结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1) 0.6 C E (2) < B (3) 2.8/2.9/3.0
【详解】(1)(1)[1][2][3]若选择电阻为20Ω的电阻,则电流过小,因此选择电阻为4Ω的电阻,则电流最多0.6A,因此电流表的量程应选择0.6A,应选择阻值较小的C即可,为便于调节,则R最大电阻不需要很大,应选择阻值范围是的E即可。
(2)(2)[4][5]该图电动势的测量值,因电压表的分流作用,实际流过电源的电流应偏小,实际电动势的测量值为
即,即该实验误差的原因是伏特表内阻不是大引起的,故选B。
(3)根据闭合电路欧姆定律,可得U-I函数关系式为
U=E-I(r+R0)
根据图象的物理意义,可知该电池电动势为
E=2.8V
图象的斜率表示
所以电源内电阻为
5.(23-24高二上·山西吕梁·期中)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表A1:量程=100mA,内阻=4Ω
C.电流表A2:量程=200mA,内阻=2Ω
D.定值电阻R1=1Ω
E.定值电阻R2=2Ω
F.定值电阻R3=13Ω
G.滑动变阻器R(0~10Ω)
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表A₂改装成量程为3V的电压表,将电流表。量程扩大为0.5A,另定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a ;b ;c (均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。( )
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表A1,A2的示数,作出了I2-I1图像如图丙所示,则电池组电动势E0= V;内阻= Ω(小数点后均保留两位)
(4)用本实验电路进行测量,仅从系统误差方面分析,电动势及内阻的测量值均 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】 F D E 见详解 2.91 1.35 等于
【知识点】灵敏电流计改装成电流表、灵敏电流计改装成电压表、测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理、测量电源电动势和内阻的注意事项和误差分析
【详解】(1)[1]将电流表A2改装成3V电压表,则有
=3V
解得
=13Ω
即A2与定值电阻a串联,故a应选R3;
[2]电流表A1量程扩大到0.5A,扩大倍数
并联电阻
=1Ω
解得
=1Ω
故b应选R1;
[3]保护电阻c应选R2。
(2)实物连线如图所示。
(3)[5][6]扩大量程后电压表内阻
=15Ω
电流表内阻
=0.8Ω
由闭合电路欧姆定律,有
即
得
=2.91V,,=1.35Ω。
(4)[7]用本实验电路测量,测量电动势和内阻测量值与真实值相等。
6.(23-24高二上·陕西渭南·期中)某实验小组用伏安法测量两节干电池串联组成的电池组的电动势E和内阻r。
(1)实验时,可选电流表的内阻大小未知,则为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选用的实验原理电路是图中的 (填“甲”或“乙”)。
(2)除备有被测电池、开关和导线若干外,下列仪器中,电流表应选用 ,电压表应选用 ,(均填仪器前面的字母)
A.电流表(量程0~0.6A) B.电流表(量程0~3A)
C.电压表(量程0~3V,内阻未知) D.电压表(量程0~15V,内阻未知)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
(3)连接电路后,由大到小调节R的阻值,得到多组测量数据,描点画出U-I图像如图丙所示。由U-I图像可得,电池组的电动势E= V,内阻r= Ω。(保留三位有效数字)
【答案】 甲 A C 2.90 2.48
【详解】(1)[1] 实验时,可选电流表的内阻大小未知,而电流表内阻与电源内阻相差不大,所以分压比较明显,为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻,应选择电路是图中的甲。
(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V,两节电动势约3V,所以电压表应选择C。回路电流较小,所以电流表选择A。
(3)[4][5] 根据
U=E-Ir
以及U-I图可知,电源的电动势为
E=2.90V
内电阻为
7.(23-24高二上·广东惠州·期中)某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,设计了如图甲所示的电路进行了实验探究,其中MN为电阻丝,其横截面积大小为,是阻值为的定值电阻。正确接线后,闭合开关S,调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I以及对应的PN长度x,通过调节滑片P,记录多组U、I、x的值。
(1)实验室提供“0.6A、3A”双量程电流表,在本实验中该同学选用0.6A挡。实验过程中,测得某次电流表的示数如图乙所示,则此时电流大小为 A;
(2)根据实验数据绘出的图像如图丙所示,由图丙可得电池的电动势 V,内阻 。(结果均保留两位有效数字);
【答案】 0.30 1.5 0.60
【详解】(1)[1]电流表选用0.6A挡,其最小分度为0.02A,由图可知,此时电流大小为0.30A;
(2)[2]由闭合电路欧姆定律可知
由图乙所示可知,图像与纵坐标间的交点表示电动势,故有
[3]图像的斜率
其中
解得
8.(23-24高二上·广东江门·期中)某同学测一节干电池的电动势和内阻。伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确测量。
A.被测干电池一节,开关、导线若干
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器1:阻值范围为,允许通过最大电流2A
G.滑动变阻器2:阻值范围为,允许通过最大电流1A
(1)请选择适当的器材,电流表选 ,电压表选 ,滑动变阻器选 。(填器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图 (填“甲”或“乙”)。
(3)根据电流表和电压表示数得到如图丙,则修正系统误差后电动势 V,内阻 。
【答案】 B D F 甲 1.5 0.7
【详解】(1)[1]实验要尽可能准确地测量一节干电池的电动势和内阻,已知电流表1的内阻,可以把它串联在干路中,把它的内阻看成电源的一部分,而电压表测量得到的电压就可以看成是路端电压,电流表选择B。
[2]由于一节干电池的电压约为,路端电压小于,读数误差太大,电压表选择D。
[3]电池内阻较小,则为了方便调节,滑动变阻器选择F。
(2)[4]因为电流表的内阻已知,把它接入干路中,可以准确测出流过电源的干路电流,把它的内阻等效为电源内阻,电压表的示数即可看做路端电压,选甲图。
(3)[5][6]由闭合回路欧姆定律有
结合图像可得
,
解得
9.(23-24高二上·山东滨州·期中)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。电池内阻约为欧。用电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(阻值为2欧)、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为图3中的 。(选填“A”或“B”)
A. B.
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势 V。内阻 。
(3)实验后进行反思,若考虑到电表内阻的影响,发现上述实验方案存在系统误差。误差分析可知电源电动势和内阻的真实值与电源电动势和内阻的测量值的关系为: , 。(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 B 大于 大于
【详解】(1)[1]由实物图连接可知电压表和电源直接并联,故图1的电路图为图3中的B。
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
可知图像纵轴的截距表示电源电动势E,图像斜率的绝对值表示电源内阻r,根据图像可知
,
得
(3)[4][5]当电压表示数为零时,电流表示数等于短路电流,故短路电流没有误差。当电压表示数增大时,干路电流大于电流表示数,且差值越来越大,则图线与纵坐标截距和图线斜率均变大。即电动势的真实值大于测量值,电源内阻的真实值大于测量值。
10.(23-24高二上·福建厦门·期中)某实验小组准备测量一节旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
电压表V(量程3V,内阻约6kΩ) 电流表A1(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程3mA,内阻约50Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值200Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值5Ω) 开关,导线若干。
(1)电流表应选用 滑动变阻器应选用 ;
(2)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点连线后画出图像如图乙所示,并求出电动势E= V,内阻r= Ω,实验测得的电动势 真实。(填“ >,= ,<”)。
【答案】 A1 R2 1.45 1.00 <
【详解】(1)[1][2]由于干电池的内阻较小,结合图乙可知,电路中的电流不超过0.6A,则电流表应选用A1;为了调节方便,则滑动变阻器应选用阻值较小的R2。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
[5]根据实验电路图可知,误差来源于电压表的分流作用,则实验测得的电动势相当于电压表与电源并联后的等效电源电动势,则实验测得的电动势小于真实值。
11.(23-24高二上·四川成都·期中)某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻,图甲中电压表V的最大量程为3V,虚线框内为用电流计G改装的电流表。
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200 mA、内阻rG=0.60 Ω,电路中已将它改装成量程为600 mA的电流表,则R1= Ω。
(2)通过移动变阻器R的滑片,得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I,作出如图乙的图像。某次测量时,电压表V如图丙所示,则电压表示数为 V。
(3)请根据图乙求出电源的电动势E等于 V,电源内阻等于 Ω(此空保留两位有效数字)。
【答案】 0.30 2.60 2.92/2.93/2.94/2.95 0.88/0.89/0.90
【详解】(1)[1]已知电流计G的满偏电流IG=200 mA、内阻rG=0.60 Ω,电路中已将它改装成量程为600 mA的电流表,则
(2)[2]电压表最小刻度为0.1V,则示数为2.60V。
(3)[3][4]根据图乙求出电源的电动势
E=2.93 V
改装后的电流表内阻
电源内阻等于
12.(23-24高二上·云南大理·期中)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)
电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)
待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω)
开关、导线若干
(1)该小组连接的实物电路如图甲所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是 。
(2)改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端。(选填“a”或“b”)
(3)该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图乙所示。根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】 5 a 2.9 5.8
【详解】(1)[1]5号导线连接错误,应该接在电源的正极接线柱上。
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端,在闭合开关后,电路中的电流较小,以免烧毁电流表。
(3)[3][4]图线的纵截距表示电源电动势,则有
图线斜率的绝对值表示内阻,则有
13.(23-24高二上·江苏扬州·期中)某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有:待测电源E,待测内阻的电流表A,电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀开关,单刀双掷开关,导线若干。设计的电路图如图所示,进行了如下操作:
Ⅰ.将接到a,闭合,拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置,记录下此时的电压表示数为2.00V,然后断开;
Ⅱ.保持电阻箱示数不变,将切换到b,闭合,记录此时电压表的读数(如图乙所示),然后断开。
请你解答下列问题:
(1)图甲所示电阻箱的读数为 Ω,图乙所示的电压表读数为 V。由此可算出电流表内阻的阻值为5.00Ω。
(2)在完成上述操作后,继续以下操作:将切换到,闭合,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图丙所示的图线。由图像可求得电源电动势E和电源内阻r,其中 V, Ω(计算结果均保留两位有效数字)。
【答案】 20.00 2.50 2.5 2.5
【详解】(1)[1]图甲电阻箱读数为
[2] 图乙所示的电压表每小格是0.1V,要求估读,电压表读数为。
(2)[3][4] 根据闭合电路欧姆定律,切换到时,有
可变形为
由图可得
解得
14.(23-24高二上·辽宁沈阳·期中)叠层电池具有体积小输出电压高的特点,某实验小组欲测量一块叠层电池的电动势和内阻,所用器材如下:
待测叠层电池(电动势约为,内阻约为十几欧);
电流表(量程为,内阻);
电阻箱(最大电阻值);
定值电阻(约为几十欧);
开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。
(1)如图所示是甲同学设计的测量定值电阻阻值的电路图,按图连接好器材后,先将电阻箱的阻值调到 (填“最大阻值”或“零”),将接到1端,闭合S,记下电流表的读数,再将接到2端,调节电阻箱,使电流表的读数仍为,记下电阻箱此时的阻值为,则定值电阻的阻值 。
(2)如图所示是乙、丙两位同学设计的测量电源电动势和内阻的实验电路图,其中 (填“乙”或“丙”)同学的实验电路更加合理。
(3)按(2)中所选的电路图连接器材,进行实验,为电流表示数,根据测量的数据做出图线如图丁所示,图线的斜率为,则电源的电动势 (用和表示)。
【答案】 最大阻值 50 丙
【详解】(1)[1]为保证电路安全,应将变阻箱的阻值调至最大后接入电路。
[2]将K接到1端调整为K接到2端,改变滑动变阻器阻值,电流表的读数不变,则开关调整前后总电阻不变,则
(2)[3]若选择乙同学的电路图,为保证测量值不超过电流表的量程,则调节范围约为之间,测量范围过小;丙同学电路图中,电量表与定值电阻并联后,相当于扩大电流表的量程,调节范围更大,更合理。
(3)[4]按丙同学所选的电路图分析推到得电动势表达式
变形整理可得
根据已知条件可得
解得
15.(23-24高二上·河南驻马店·期中)某小组同学对充电宝在电量为100%时的电动势和内阻进行研究,实验电路图如图1所示。图中两只电压表和,滑动变阻器R用于改变电路中的电流,定值电阻,电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路。主要实验操作步骤如下:
(1)按电路图连接实物电路,电路中定值电阻的作用是 (写出一个合理的作用),闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到 (选填“最左端”“正中间”或“最右端”);
(2)当充电宝电量为100%时,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记录每次操作的电压表和的示数和,将示数记录在表中;
电量(100%)
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压
4.881
4.720
4.340
4.034
3.759
3.546
3.263
2.975
电压
0.169
0.313
0.665
0.933
1.179
1.373
1.627
1.887
根据上表中的数据作出图像如图2所示,从中可以看出这些点在同一直线上,由图像可知充电宝电量为100%时的电动势 V,内阻 (保留小数点后2位);
(3)若考虑电压表内阻的影响,则对充电宝内阻的测量结果 (填正确选项序号)。
A.仅有影响 B.仅有影响 C.均有影响 D.均无影响
【答案】 电压表的示数变化明显 最右端 5.05 0.11 B
【详解】(1)[1]电路中定值电阻的作用是:电池内阻太小,调节滑动变阻器R,电压表的示数变化不明显,电路中串联定值电阻,使电压表的示数变化明显。
[2]定值电阻阻值较小,为减小实验误差,电压表用选用的较小的量程,实验中为防止电压表烧坏,定值电阻两端的电压应从小到大调节,故闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到最右端。
(2)[3]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
充电宝电量为100%时的电动势为
[4]图象斜率的绝对值为
解得内阻为
(3)[5]根据闭合电路的欧姆定律可得
且
电压表测得的定值电阻两端电压为准确值,电压表测得的滑动变阻器两端电压为准确值,实验中处理数据时,干路电流等同于通过定值电阻的电流,由于电压表的分流作用,实际干路电流大于通过通过定值电阻的电流,故则对充电宝内阻的测量结果仅有影响 。
故选B。
16.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的实验器材有:
A.电压表V:“0~3V”“0~15V”
B.电流表A:“0~0.6A”“0~3A”
C.滑动变阻器R:(20Ω,1A)
D.开关和导线若干
(1)实验中电压表应选用的量程为 (选填“0~3V”或“0~15V”),电流表应选用的量程为 (选填“0~0.6A”或“0~3A”);
(2)根据实验要求在图甲虚线框中画出电路图, 并补充连接实物电路图乙 ;
(3)测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图丙所示,由图像知该电池的电动势 V。内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0~3V 0~0.6A 见解析 见解析 1.5 2.5
【详解】(1)[1]由于一节干电池的电动势约为1.5V,为了确保电压表的安全与精度,电压表量程选择0~3V;
[2]根据图丙可知,实验数据电流值最大值为0.2A,为了确保电流表的安全与精度,电流表量程选择0~0.6A。
(2)[3]干电池的内阻一般远远小于电压表的内阻,而干电池的内阻一般与电流表的内阻相差不大,因此实验中应排除电流表的分流影响,使电压表直接测量电源的路端电压,则电路图如图所示
[4]根据电路图,连接实物图,如图所示
(3)[5]根据闭合电路欧姆定律有
结合图丙,电源电动势为
E=1.5V
[6]根据上述,结合图丙,电源内阻为
17.(23-24高二上·广西梧州·期中)某实验小组利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内阻, 器材如下:
干电池一节(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω左右);
电压表 V(量程为0~3 V, 内阻约为3kΩ);
电流表 A(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
滑动变阻器(最大阻值为20Ω);
开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连成实验电路 。
(2) 根据实验数据作出 U-I图像如图所示,该电池的电动势 V,内阻 Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)完成实验后,某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差。在下图中, 实线是根据实验数据描点作图得到的图像;虚线是该电源真实的路端电压 U随真实的干路电流I变化的图像。本次实验分析误差的图像是 。
A.B.C. D.
(4)为减小电表内阻引起的实验误差,在电表量程不变的情况下, 可以采取的措施是 。
A.换用内阻更小的电流表 B.换用内阻更大的电流表
C. 换用内阻更小的电压表 D.换用内阻更大的电压表
【答案】 1.45 1.30 A D
【详解】(1)[1]用笔画线代替导线,将图中的器材连成实验电路如图:
(2)[2]电池的电动势
E=1.45V
[3]内阻
(3)[4]由于电压表的分流作用,相同的路端电压下,电流表测量的电流值小于流过电源的电流,内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻,比实际电源的内阻小,对应实线斜率的绝对值比虚线的小,但当电压为零时,电压表的内阻对测量没有影响,实线和虚线重合。
故选A。
(4)[5]因为电压表的分流作用产生的误差,为减小电表内阻引起的实验误差,在电表量程不变的情况下,可以采取的措施是增大电压表的内阻。
故选D。
18.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)如图所示,请按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到 (填“左侧”或“右侧”)。
(2)根据实验测得的几组数据做出图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为 V,电源的内电阻为 (结果保留到小数点后两位)。
(3)若在实验中发现电压表坏了,于是不再使用电压表,而是选用电阻箱替换了滑动变阻器,重新连接电路进行实验。实验中读出几组电阻箱的阻值以及对应的电流表的示数,则该同学以为横坐标,以为纵坐标得到的函数图线是一条直线。这种方案测得的电动势的值与真实值相比, (选填“>”“=”“<”)。
【答案】 左侧 1.40 0.57 =
【详解】(1)[1]由图示电路图可知,滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应最大,滑片应置于左侧。
(2)[2]根据图示电路图由闭合电路的欧姆定律得
由图示图像可知,图像纵轴截距
[3]图像斜率的绝对值
(3)[4]用电阻箱与电流表测电源电动势与内阻,由闭合电路的欧姆定律得
整理得
电源电动势与内阻都是常数,则与是线性关系,图像是直线,所以该同学以为横坐标,以为纵坐标得到的函数图线是一条直线。图像的斜率
电源电动势
电动势的测量值等于真实值,即
19.(23-24高二上·四川成都·期中)利用如图所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值为999.9Ω),电阻R0(阻值为3.1Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R;
③以为纵坐标,R为横坐标,作图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题:
(1)实验得到的部分数据如下表所示,但忘记测量R=3.0Ω时的数据了,后来补测后发现当电阻R=3.0Ω时电流表的示数为I=0.110A,请在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图(用直线拟合);( )
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
(2)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。(保留小数点后一位)
【答案】 见详解 3.0C(2.7~3.3V) 0.9Ω(0.6~1.4Ω)
【详解】(1)[1]当时,可得
将该点描入图象,再根据给出的点,用直线将各点连接即可;如下图所示
(2)[2] [3]电流表与电阻并联,两端电压相等,电阻的阻值为,电流表的内阻为,则通过电阻的电流为通过电流表的倍,电流表示数为,干路电流为 ,电流表与电阻并联后的电阻,由电路图根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得
由图示图象与图象函数表达式可知
代入数据解得:电源的电动势和内阻分别为
20.(23-24高二上·福建莆田·期中)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程2mA,电阻RA1约为50Ω)
C.电流表A2(量程100mA,电阻RA2约为5Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图如图,图中的电流表A应选 (选填“B”或“C”),请将实物连线补充完整 。
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图甲所示的电路图。根据测量数据作出图像,如图乙所示。若该图线的斜率为0.4,纵轴截距为0.2,则该锂电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
【答案】 B 见详解 5 2
【详解】(1)[1][2]电路中的最大电流
则图中的电流表A应选B;
因
则采用电流表内接电路,滑动变阻器阻值远小于待测电阻的阻值,则采用分压电路,则实物连线如图
(2)[3][4]由电路可知
解得
则
,
解得
E=5V,r=2Ω
21.(23-24高二上·安徽合肥·期中)同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下:电压表,电阻箱(阻值范围);开关、导线若干。
(1)请根据图1所示的电路图,在图2中用笔替代导线,画出连线,把器材连接起来 。
(2)某同学开始做实验,先把变阻箱阻值调到最大,再接通开关,然后改变电阻箱,随之电压表示数发生变化,读取和对应的,并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中(描点用“+”表示),并画出图线 ;
(3)根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值 V,内电阻测量值 Ω。(保留2位有效数字)
(4)实验中测两组的数据,可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。该同学没有采用该方法的原因是 。(选填“A系统误差较大”或“B偶然误差较大”)
【答案】 2.8 1.0 B
【详解】(1)[1]根据原理图可连接对应的实物图,如图所示
(2)[2]根据描出的点用直线将各点拟合,得出图象如图所示
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
即
则可知,图象与纵轴的交点表示电源的内阻,故r=1.0Ω;图象的斜率表示电源电动势,故有
(4)[5]直接计算,会存在数据测量不准的情况,有较大的偶然误差。
故选B。
22.(23-24高二上·浙江台州·期中)某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材和参考电路:
电流表(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
电压表(量程,内阻约)
电流表(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
开关,导线若干
(1)选用合适器材后,为减小误差,应选择 (填写A或B)电路进行测量,完成实物连线图 。
(2)电压表选,电流表选 (填写A1或),滑动变阻器选 (填写或)。
(3)电压表示数为 V;
(4)另外一个同学为了减小计算误差,将测得的数据在坐标纸上描点如图,请作出合适的图 ,并根据图像求出电动势为 V,内阻为 。(均保留小数点后两位)
【答案】 B 见解析 1.24/1.23/1.25 见解析 1.48 1.09
【详解】(1)[1][2]选用合适器材后,由于干电池内阻很小,电压表的分流几乎可以忽略不计,为减小误差,应选择B电路进行测量;实物连线如图所示
(2)[3][4]实验时通过电池的电流不能太大,一般小于,则电流表选;为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器选择阻值较小的。
(3)[5]由于电压表选择,分度值为,则电压表示数为。
(4)[6]根据图中描点,作出图线如图所示
[7][8]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
23.(23-24高二上·河南洛阳·期中)在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,提供的器材有:
A.电流表:量程为3A,内阻约为0.02Ω
B.电流表:量程为0.6 A、内阻为0.40Ω
C.电压表:量程为15 V,内阻约为15kΩ
D.电压表:量程为3 V,内阻约为3kΩ
E.滑动变阻器;最大阻值200Ω,允许通过最大电流0.2A
F.滑动变阻器:最大阻值20Ω,允许通过最大电流3A
G.开关、导线若干
(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻,滑动变阻器应该选 (填E或F);电流表应该选 (填A或B);实验电路图应该选图中的 图(填“甲”或“乙”)。
(2)实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流强度I的关系图像如图所示。由图可以求得电源电动势。E= V,内电阻r= Ω(结果保留两位小数)。
【答案】 F B 甲 1.50 1.10
【详解】(1)[1][2][3]干电池内阻较小,则滑动变阻器的阻值范围应小一些,滑动变阻器应该选F;电路电流较小且电流表内阻已知时,可求电流表分压,消除系统误差,故电流表选择B。则电路图应选择甲。
(2)[4][5]根据闭合电路欧姆定律
得
通过图像的截距和斜率得
,
内阻为
24.(23-24高二上·四川成都·期中)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值。实验器材有:
待测电源(不计内阻)
待测电阻,定值电阻
电流表(量程为,内阻不计)
电阻箱
单刀单掷开关,单刀双掷开关
导线若干。
(1)先测电阻的阻值(只有几欧姆)。请将小明同学的操作补充完整:闭合,将切换到,调节电阻箱,读出其示数和对应的电流表示数;将切换到,调节电阻箱,使 ,读出此时电阻箱的示数,则电阻的表达式为 。
(2)该同学已经测得电阻,继续测电源电动势。该同学的做法是:闭合,将切换到,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数,由测得的数据,绘出了如图所示的图线,则电源电动势 ,电阻 。
(3)若实际电流表内阻不可忽略,则的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】 电流表示数仍为 大于
【详解】(1)[1]本实验中采用将短路的方式求解待测电阻;由于没有电压表进行测量计算,故在实验中应控制电流不变;
[2]当接时应有
当接时应有
联立以上两式解得
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律应有
变形为
根据函数斜率和截距的概念应有
,
解得
,
(3)[5]若考虑电源内阻,接时应有
接时应有
联立可得
即测量值与真实值相比不变;
对(2)应有
变形为
比较两次表达式的斜率和截距可知,电动势不变,变小,即测量值比真实值偏大。
25.(23-24高二上·广西钦州·期中)测定电源的电动势和内电阻的实验电路和图象如图所示;请回答下列问题:
(1)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器()
C. 电压表(0~3V)
D.电压表(0~15V)
E. 电流表(0~0.6A)
F. 电流表(0~3A)
其中电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号)
(2)如图乙是根据实验数据画出的图象。由此可知这个干电池的电动势 V,内电阻 。(计算结果均保留两位小数)
(3)由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差,导致 , (填“>”“<”或“=”)。
【答案】 E C 1.45 0.50 < <
【详解】(1)[1][2]测量一节干电池的电动势和内阻,则电流表应选E,电压表应选C。
(2)[3][4]这个干电池的电动势
E=1.45V
内电阻
(3)[5][6]由图所示电路图可知,相对于电源来说,电流表采用外接法,由于电压表分流,电流测量值小于真实值,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图像如图所示:
电源的U-I图像与纵轴交点坐标值是电源电动势,图像斜率的绝对值是电源内阻,由图像可知,电源电动势的测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值,即
【题型4 多用电表的使用】
1.(23-24高二上·北京海淀·期中)数字式多用电表使用操作错误的是( )
A.用多用电表测电流时,应将多用电表串联接入电路
B.用多用电表测电压时,要将红表笔接高电势点
C.用多用电表测电阻时,待测电阻可以与外电路的电源相连接
D.多用电表使用完毕后,必须把开关置于“OFF”
【答案】C
【详解】A.用多用电表测电流时,应将多用电表串联接入电路,故A正确;
B.使用多用电表时,电流都是从红表笔流进,黑表笔流出。测电压时电源在外部,红表笔接的电源正极所以,红表笔的电势更高,故B正确;
C.测电阻时,待测电阻与外电路的其他元件(含电源)断开,故C错误;
D.用完毕应当拔出表笔,并把选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡,故D正确。
本题选错误项,故选C。
2.(23-24高二上·北京西城·期中)用多用电表欧姆挡测电阻时,下列说法正确的是( )
A.测量前必须欧姆调零,并且每次换挡都要重新欧姆调零
B.为了使测量值比较准确,应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,以使表笔与待测电阻接触良好
C.待测电阻若是连接在电路中,不用把它与其他元件断开后再测量
D.测量二极管正向电阻时,应该把红表笔与二极管正极相连
【答案】A
【详解】A.用多用电表欧姆挡测电阻时测量前必须欧姆调零,并且每次换挡都要重新欧姆调零,故A正确;
B.人是导体,人与导体接触时,人与导体并联,并联阻值小于导体电阻值,为了使测量值比较准确,不能用两手将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,故B错误;
C.待测电阻若是连接在电路中,应把它与其他元件断开后再测量,故C错误;
D.测量二极管正向电阻时,黑表笔为欧姆挡干电池正极,应该把黑表笔与二极管正极相连,故D错误。
故选A。
3.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)关于欧姆表的使用和操作不正确的是( )
A.欧姆表欧姆调零后,用“×10”档测量一个电阻的阻值,发现指针偏角度极小,为了把电阻测得更准确一些,应换“×100”档,重新调零后再测量
B.用多用电表测量电阻R时,若红表笔插入正(+)孔,则电流从红表笔流入
C.若操作步骤规范,欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示,则测量阻值为160Ω
D.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图丙所示,由图丙可知该二极管的正极为B端
【答案】D
【详解】A.欧姆表欧姆调零后,用“×10”档测量一个电阻的阻值,发现指针偏角度极小,说明档位选择过低,则为了把电阻测得更准确一些,应换“×100”档,重新调零后再测量,选项A正确,不符合题意;
B.用多用电表测量电阻R时,若红表笔插入正(+)孔,则电流从红表笔流入,选项B正确,不符合题意;
C.若操作步骤规范,欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示,档位在“×10”档,则测量阻值为160Ω,选项C正确,不符合题意;
D.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图丙所示,左边图表示给二极管加的是反向电压,右图二极管加的是正向电压,因“-”极接内部电源的正极,则由图丙可知该二极管的正极为A端,选项D错误,符合题意。
故选D。
4.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)如图为多用欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为,内阻为100Ω,调零电阻的最大值,电源电动势为,用它测量电阻,能准确测量的阻值范围是( )
A.30~80kΩ B.3~8kΩ C.300~800kΩ D.3000~8000kΩ
【答案】B
【详解】欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小,欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内电阻;当红黑表笔短接,欧姆表满偏时,由闭合电路的欧姆定律可得
半偏时有
联立解得
即欧姆表的中值电阻为,所以欧姆表能准确测量的阻值范围为。
故选B。
5.(多选)(23-24高二上·广东汕头·期中)用多用电表测量一电阻的阻值。下列操作正确的有( )
A.测量前,将选择开关旋至电阻挡
B.测量前,短接两表笔进行欧姆调零
C.欧姆调零是通过调节欧姆调零旋钮使指针指到刻度表盘最左端的“0”位置处
D.测量时,发现指针偏转角度过小,调换更大的倍率挡进行测量
【答案】ABD
【详解】AB.测量前,将选择开关旋至电阻挡,短接两表笔进行欧姆调零。故AB正确;
C.欧姆调零是通过调节欧姆调零旋钮使指针指到刻度表盘最右端的“0”位置处测量时。故 C错误;
D.测量时,发现指针偏转角度过小,说明被测阻值较大,需要调换更大的倍率挡进行测量。故D正确。
故选ABD。
6.(多选)(23-24高二上·广东·期中)下图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池; 和 是固定电阻,R6是可变电阻:表头G的满偏电流为250μA,内阻为600Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆100Ω挡,下列选项正确的是( )
A.图中的A端与黑色表笔相连接
B.关于 的用法为,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.根据题给条件可得
D.某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“3”相连的,则读数为110Ω
【答案】AB
【详解】A.根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证在测电阻时电流“红进黑出”,即图(a)中的A端与黑色表笔相连接,故A正确;
B.是可变电阻,只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,也就是使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,故B正确;
C.由图(a)可知,换挡开关接2时,对应量程为直流电流,则有
求得
换挡开关接4时,对应量程为直流电压,这时表头与、并联组成新表头,新表头的内阻为
新表头的量程是,则有
解得
故C错误;
D.某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“3”相连的,则多用电表为欧姆“”挡,读数为
故D错误。
故选AB。
7.(多选)(23-24高二上·河南开封·期中)多用电表是一种多功能、多量程的测量仪表,一般多用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压和电阻等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如)等。某多用电表有两个挡位,一是量程为100mA的电流表,另一个是倍率为“×1”的欧姆挡,其内部电路如图甲所示,其中R为定值电阻,表盘如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.图甲中a应为红表笔,b应为黑表笔 B.当开关接到c时,多用电表用来测量电阻
C.欧姆挡内电源的电动势应为1.5V D.欧姆挡内部电阻为20
【答案】AC
【详解】A.根据电流流向特点“红进黑出”知,a为红表笔,b为黑表笔,故A正确;
B.当开关接到c时,多用电表用来测量电流,故B错误;
CD.欧姆挡中值电阻为15Ω,则内阻,电源的电动势为
故C正确,D错误。
故选AC。
8.(23-24高二上·浙江杭州·期中)某同学要测量一个由均匀新材料制成的实心圆柱体电阻的电阻率,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径d如图甲所示,可知其直径为 mm。用游标卡尺测量其长度l如图乙所示,可知其长度为 mm。
(2)用多用电表的欧姆挡测量金属电阻Rx,选择欧姆挡“×10”后,发现指针如丙图a所示,以下给出的是接下来可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡“×1”
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
按正确的操作步骤测此电阳,表盘的示数如图丙b,则该圆柱体的阻值约为 Ω。
(3)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
A.电流表(0~200mA,约1.0Ω)
B.电流表(0~0.6A,约0.1Ω)
C.电压表(0~3V,约6kΩ)
D.电压表(0~15V,约6kΩ)
E.滑动变阻器(0~10kΩ,2A)
F.滑动变阻器(0~20Ω,0.5A)
G.蓄电池(5V,0.05Ω)
H.开关一个,带夹子的导线若干
为使测量尽量准确,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填器材代号)。
【答案】(1) 7.520/7.519/7.521 22.7 (2) dabe 22 (3) C A F
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,由图甲可知直径为
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,由图乙可知长度为
(2)[1]选择欧姆挡“×10”后,发现指针如丙图a所示,可知待测电阻阻值较小,应换小挡,即应将选择开关S置于欧姆挡“×1”,将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔,将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出的阻值后,断开两表笔,旋转S使其置于交流500V挡,并拔出两表笔,故合理的正确步骤顺序是dabe;
[2]欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积,所以待测电阻的阻值为
(3)[1]由于电源电动势为5V,则电压表应选择C;
[2]由于待测电阻约为22Ω,则流过待测电阻的最大电流为
所以电流表应选择A;
[3]为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的F。
9.(23-24高二上·甘肃白银·期中)张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:
(1)用螺旋测微器测得其直径为 mm(如图甲所示);
(2)用20分度的游标卡尺测其长度为 mm(如图乙所示);
(3)用图丙所示的电路测得的电阻率将比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤粗测合金丝的电阻,表盘示数如图所示,则该电阻的阻值约为 Ω
【答案】(1)/3.203/3.204 (2) (3)偏小 (4)120
【详解】(1)直径为
(2)用20分度的游标卡尺测其长度为
(3)由于电压表分流,导致电流表测量结果偏大,根据欧姆定律得电阻测量结果偏小,根据电阻定律得电阻率偏小。
(4)待测电阻为
10.(23-24高二上·浙江台州·期末)某小组同学要测绘标有“”字样小灯泡的伏安特性曲线。他们完成如下操作。
(1)某同学用多用表测量该元件的电阻,调零后选用“”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,需调整选择 倍率的电阻挡(填:“”或“”),并进行正确的测量操作,多用表的示数如图(a)所示,测量结果为 ;
(2)该组同学连好的实物如图(b)所示,开关闭合前变阻器的滑片应置于 端;(填“左”或“右”)
(3)若该组同学连接电路后检查所有元器件完好。闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数均不能调为零,则断路的导线为 段;(用图中字母表示)
(4)若该组同学在实验中测得7组数据,在图(c)所示的坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。当小灯泡两端电压为时,电阻等于 (保留二位有效数字)。
【答案】 2.5 左 3.3
【详解】(1)[1]某同学用多用表测量该元件的电阻,调零后选用“”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,说明待测电阻的阻值较小,需调整选择“”倍率的电阻挡。
[2]多用表的示数为
(2)[3]为防止烧坏电表,小灯泡两端的电压应从零开始,开关闭合前变阻器的滑片应置于左端。
(3)[4]闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,电压表和电流表示数均不能调为零,此时滑动变阻器为限流式接法,则断路的导线为h。
(4)[5]当小灯泡两端电压为时,通过小灯泡的电流为,电阻等于
11.(23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期中)如图所示,用多用电表测电阻,将选择开关置于欧姆“×1”挡位置,电表指针偏转如图所示,该电阻阻值为 ;若对应表针的这个位置,电阻值正确读数的数据值是,说明测量时选择开关置于欧姆“ ”挡位置;当选用量程为的电流挡测量电流时,若表针也指于图示位置,则所测电流为 。
【答案】 30.0 ×100 88
【详解】[1][2][3]电阻阻值为;若阻值读数为,说明测量时选择开关置于欧姆“×100”挡位置;选用量程为的电流挡,最小刻度为,则所测电流为。
12.(23-24高二上·河南·期中)某同学要测量一未知电阻的阻值。
(1)该同学先用多用表粗测该电阻阻值,选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,说明被测电阻较 (填“大”或“小”),因此需换成 (填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,重新进行欧姆调零后再次测量,多用表的示数如图1所示,测量结果为 Ω。
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻,现有的器材如下:
电流表(量程0~200mA,内阻约0.5Ω);
电流表(量程0~15mA,内阻为30Ω);
直流电源E(电动势为3V,内阻不计);
电阻箱(0~999.9Ω);
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流为1A);
开关S,导线若干。
将电流表改装成3V量程的电压表,将电阻箱与串联,电阻箱接入电路的电阻为 Ω,为了尽可能减小实验误差,请在图2方框中画出测量的电路图。( )
(3)根据电路图连接好电路进行实验,通过正确操作,获得多组电流表和电流表的示数、,作图像,得到图像的斜率为,则被测电阻的阻值 (用测量量和已知量符号表示)。实验结果 (填“存在”或“不存在”)因电表内阻引起的系统误差。
【答案】 小 ×1 22 170 见详解 不存在
【详解】(1)[1][2]用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,说明待测电阻阻值较小,因此需换成“×1”倍率的电阻挡。
[3]测量结果为
(2)[4]根据电压表改装原理
解得
[5]由于改装后的电压表内阻已知,因此采用安培表外接,由于滑动变阻器的最大阻值较小,因此采用滑动变阻器分压接法。电路图如图所示。
(3)[6]根据电路电流关系得
整理得
图象斜率为
解得
[7]由于求时考虑了电表的内阻,因此不存在因电表内阻引起的系统误差。
13.(23-24高二上·陕西渭南·期中)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。
①先机械调零,旋动部件 ,(填S或T)使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件 ,(填S或T)使指针对准电阻的 (填“0”刻线或“∞刻线”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏太偏左,没达到中央区域,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。(选四个并排序)
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
E.测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图乙为正在测量中的多用电表表盘,如果选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为 Ω;如果选择开关在直流电压“2.5V”挡,则读数为 V。
【答案】 S T “0”刻线 ADCE 15000 1.25
【详解】(1)①[1]先机械调零,旋动机械调零旋钮S,使指针对准电流的“0”刻线。
③[2][3]将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件T进行欧姆调零,使指针对准电阻的“0”刻线。
④[4]将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转太偏左,说明待测电阻太大,应换大挡位,重新进行欧姆调零,进行测量,测量和读数完成后,将选择开关调到“OFF”挡,所以操作顺序为ADCE。
(2)[5][6]选择开关在欧姆“×1k”挡,则读数为
选择开关在直流电压“2.5V”挡,中间表盘最小刻度值为0.05V,读数为1.25V。
14.(23-24高二上·广东东莞·期中)在“练习使用多用电表”实验中,某同学使用多用电表来直接测量螺口型白炽灯的灯丝在常温下的电阻,灯泡标有“”字样,回答以下问题:
(1)该同学采用“”挡进行测量,实际的测量的时候指针出现在“c”位置。
(2)为了用多用电表测得比较准确的灯丝阻值,还需要进行如下操作。将选择开关置于 (“”挡、“”挡),将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指 (左、右)侧零刻度,测量电阻,使用完毕,将选择开关置于“OFF”或交流电压挡的位置。
(3)该同学继续用该多用电表测量某电池的电压,选择开关位置如图乙所示,测量时电表指针位置如图甲中b位置,则该同学测得的电池电压为 V。
【答案】 ×1 右 1.15
【详解】(2)[1][2] 采用×10挡进行测量电阻指针偏角太大,所选挡位太大,应选择欧姆×1挡,然后将红黑表笔短接进行欧姆调零,使指针指在右侧零刻度处,然后测灯泡电阻,测量完毕将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡。
(3)[3] 由图乙所示可知,电压表量程为2.5V,其分度值为0.05V,示数为:1.15V。
15.(23-24高二上·福建厦门·期中)图为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)经换挡使用×10Ω挡测量电阻,在测量前要先进行 ,则读数为 Ω。
(2)如果是用直流10mA挡测量电流,则读数为 mA。
(3)如果是用直流250V挡测量电压,则读数为 V。
【答案】 欧姆调零 80 6.5 163V
【详解】(1)[1][2]在电阻测量前应进行欧姆调零,且欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积,所以读数为
(2)[3]如果是用直流10mA挡测量电流,则电流刻度的每一小格为0.2mA,所以图中的读数为6.5mA;
(3)[4]如果是用直流250V挡测量电压,则电压刻度的每一小格为5V,所以图中的读数为163V。
16.(23-24高二上·河北保定·期中)(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是( )
A.测电压时,应按图甲连接方式测量
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,应按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)如图所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用欧姆挡“×100”测量,则读数为 Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为 V;
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为Ig=50μA,表头内阻Rg=1000Ω,若要将它改装成量程为0.5A的电流表,应并联的电阻阻值为 Ω。若要将它改装成量程为3V的电压表,应串联的电阻阻值为 Ω。(保留两位有效数字)
(4)某同学用多用电表测电阻,用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的挡位 (选填“×100”或“×1”),然后重新进行 ,再次测量该电阻的阻值。
【答案】 B 800 3.29/3.30 0.10 5.9×104 ×1 欧姆调零
【详解】(1)[1]根据“电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表”来进行判断;
A. 图甲中应该让红表笔在左边,黑表笔在右边,A错误;
B.图乙中,多用电表与灯泡串联测电流,且电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,B正确;
C.用多用电表测电阻时,应该将待测电阻从电路中拆下来再进行测量,C错误;
D.图丁中,电流从黑表笔流出,正向通过二极管,故此时测的是二极管的正向电阻,D错误。
故选B。
(2)[2]此时欧姆挡读数为
8×100Ω=800Ω
[3]用“直流5V”挡测量,精度为0.1V,故需估读一位,此时读数为3.29V。
(3)[4]由改装电表原理可得
解得
R=0.10Ω
[5]由改装电表原理可得
解得
(4)[6]用“×10”挡位得测量电阻,发现指针得偏转角度太大,说明此时流过电表得电流太大,由可得,Rx得阻值较小,故需将挡位调至“×1”挡。
[7]变换倍率挡位后,需要重新进行欧姆调零,才能再次测量电阻阻值。
17.(23-24高二上·福建南平·期中)如图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置。
(1)将多用电表选择开关置于“×1”挡,Ⅱ的示数为 Ω。
(2)将选择开关置于直流“50 V”挡,Ⅲ的示数为 V。
(3)选择开关置于直流“25 V”挡时,Ⅰ的示数为 V。
【答案】 24 10.0 11.5
【详解】(1)[1]将多用电表选择开关置于“×1”挡,读最上面一排刻度,Ⅱ的示数为
24×1Ω=24Ω
(2)[2]将选择开关置于直流“50 V”挡,精度为1V,读中间一排刻度,需要估读到下一位,则Ⅲ的示数为10.0V。
(3)[3]选择开关置于直流“25 V”挡时,精度为0.5V,读中间一排刻度,估读到同一位,则Ⅰ的示数为11.5V。
18.(23-24高二上·广东汕头·期中)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能,还可以探究故障电路。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是 。
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作,为排查电路故障,他用多用电表测量各点间的电压得到,已知只有一处故障。 为进一步判断电路故障的性质,他断开开关S后,将选择开关置于电阻挡的×1挡,分别将红黑表笔接端时,指针指在如图2所示的位置,则该电阻为 ,他将红黑表笔接端时,指针 (填“几乎不偏转”或“偏转很大”),因此电路故障为 。
【答案】 AB/BA 18 几乎不偏转 R断路
【详解】(1)[1]A.电流“红进黑出”,则测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确,选项A正确;
B.电流“红进黑出”,测电流时,应按图乙连接方式测量,选项B正确;
C.测电阻时,应该使待测电阻与电源断开,则选项C错误;
D.测二极管的反向电阻时,黑表笔接右端,红表笔接左端,选项D错误。
故选AB。
(2)[2]该电阻为18Ω;
[3][4]因为用多用电表测量各点间的电压,,则初步断定为电阻R断路;则他将红黑表笔接端时,指针几乎不偏转,因此电路故障为R断路。
19.(23-24高二上·陕西渭南·期中)在飞行器仪表上使用的电阻器和电位器,要求具有电阻温度系数低,电阻率大,耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验,其操作如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示,可知其长度为 mm;
(2)用螺旋测微器测出其直径d如图2所示,则d= mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)为了更加准确地测出该圆柱体的电阻,除了导线和开关外,有以下一些器材可选择:
A.电源E(电动势6V、内阻可忽略不计)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.12Ω)
C.电流表(量程0~20mA,内阻约200Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.待测电阻
G.滑动变阻器(0~10 kΩ,允许最大电流2.0A)
H.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
I.电键S和导线若干
其中电流表选择 。电压表选择 。滑动变阻器选 (填前面对应的序号)在答题卡上的方框中画出实验电路并标出所选实验器材的代号。( )
(5)若测得金属丝的长度为L,直径为d,电压表示数为U,电流表示数为I,不考虑电流表和电压表内阻的影响,则金属丝的电阻率 。
【答案】 42.40 6.714/6.713/6.715 150 C D H 见解析
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知长度为
(2)[2]螺旋测微器的精确值为,由图可知直径为
(3)[3]用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为
(4)[4][5][6][7]电源电动势为6V,为减小读数误差,电压表应选择D,则通过待测电阻的最大电流约为
则电流表应选择C;为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法,所以滑动变阻器选择阻值较小的H;待测电阻阻值约为150,电流表内阻约为200,电压表内阻约为3000,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,则电路图如图所示
(5)[8]根据电阻定律可得
又
,
联立可得金属丝的电阻率为
20.(23-24高二上·四川成都·期中)(1)某同学使用螺旋测微器测定其直径d,某次测量结果如图1所示,读数为 mm。用游标卡尺测量其长度,示数如图2所示,由图可知其长度 cm。
(2)某同学使用多用电表欧姆挡粗测其电阻,他首先将选择开关置于“×10”倍率,接着将两支表笔短接,旋转欧姆调零旋钮使指针指向0,然后将两表笔分别与该铅笔内芯两端接触,测其电阻时指针如下图所示,该同学接下来应该进行的操作是将选择开关置于“ ”倍率处(选填“×1”或“×100”),并重新进行 ,再进行测量。
(3)若该同学在上一步中正确操作后再次测量时指针如下图所示,则该铅笔内芯的电阻是 。
(4)若该铅笔内芯的直径为d,有效长度为L,用伏安法精确测得其电阻为R,则其电阻率为 。(用该问所给出的物理量表示)
【答案】 4.700/4.701/4.702 ×1 欧姆调零 12/12.0
【详解】(1)[1]螺旋测微器读数为
[2]游标卡尺读数为
(2)[3]由图可知偏转角度过大,电阻值读数太小,为使读数准确,应使指针偏转到表盘中央刻度附近,因此应调小倍率,故选“×1”挡
[4]根据欧姆表使用规则,换挡后要重新进行“欧姆调零”,再进行测量
(3)[5]由于选择的是“×1”挡,该挡位可估读也可不估读,因此读数为12Ω或12.0Ω
(4)[6]根据电阻定律
整理得
21.(23-24高二上·广东广州·期中)(1)某实验小组在“测定金属棒的电阻率”的实验过程中,示数如图甲所示,则用刻度尺正确测量金属棒的长度L,长度L= m。
(2)使用螺旋测微器测量金属棒的直径d,示数如图乙所示,则直径d= mm。
(3)用多用电表测量金属棒的电阻,选择开关旋到欧姆挡“×100”倍率,正常操作后进行测量,发现指针偏转角度过小,应将选择开关换成欧姆挡 (填“×10”或“×1k”)倍率,重新欧姆调零后进行测量如图丙所示,多用电表的读数为 Ω。若用该多用电表测量电路中的电流,选择开关处在250mA的电流挡位置,则该图中多用电表的读数为 mA。
【答案】【小题1】 【小题2】10.500 【小题3】 ×1k 8000 163/162/164
【详解】(1)刻度尺的读数应精确到毫米,故读数为
(2)螺旋测微器的精确值为0.01mm,读数估读到下一位,则
(3)[1]欧姆表的指针偏角过小,说明待测电阻的阻值较大,即所选的倍率过小,应选择大一挡的倍率,所以应该换用×1k倍率;
[2]欧姆表读数=表盘读数×倍率,即
[3]若选择开关处在250mA时,分度值为5mA,则多用电表的读数为
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