专题01 电路及其应用(9大考点)-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编(黑吉辽专用)
2024-11-29
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内容正文:
专题01 电路及其应用
考点一 电流强度的定义及单位
1.(23-24高二上·辽宁·期末)下列对于电流说法正确的是( )
A.根据,可知电流I与电荷量q成正比,与时间t成反比
B.电流是矢量,它的方向与正电荷定向运动的方向相同
C.电路要产生电流,必须存在自由电荷
D.由于电路中电场力的存在,电荷会不断加速下去
2.(22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末)下列关于电流的说法中,正确的是( )
A.习惯上规定负电荷定向移动的方向为电流方向
B.国际单位制中,电流的单位是安培,简称安
C.电流既有大小又有方向,所以电流是矢量
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越少
3.(23-24高二上·吉林通化·期末)两个定值电阻的阻值关系为,若在相同时间内通过两电阻横截面的电荷量之比,则流过两电阻的电流之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:6
考点二 电阻定律的内容及表达式
4.(23-24高二上·辽宁抚顺·期末)两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路,下列说法错误的是( )
A.A、B的电阻之比为
B.流过A、B的电流之比为
C.通过A、B的电子定向移动速率之比为
D.单位时间通过A、B的电量之比为
5.(23-24高二上·吉林辽源·期末)某电路中用到了一个特殊的滑动变阻器,其截面示意图如图甲所示,其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻,滑片P可以自由滑动,A、B间的电阻R与电阻右端到P间的距离x的关系如图乙所示,则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为( )
A.3:4 B.1:2 C. D.
6.(23-24高二上·黑龙江·期末)如图所示为电路上常用的熔断保险丝,当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断、及时切断电源,保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝,若将这段保险丝对折后绞成一根,则保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A.和2A B.和8A C.和2A D.和8A
7.(22-23高二上·黑龙江伊春·期末)一根粗细均匀的细铜丝,原来的电阻为R,将其对折后绞合在一起。则其电阻变为( )
A.4R B.2R C. D.
8.(22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末)实验室技术人员对一段粗细均匀的某合金丝进行测量,测量横截面的直径为d,电阻为R,由于实验需要将该合金丝拉成直径为的均匀细丝,再测量电阻值应为( )
A.R B. C. D.
考点三 伏安特性曲线
9.(23-24高二上·辽宁·期末)电阻、的伏安特性曲线如图所示,两条图线交于点P,的图像在P点的切线与纵轴的交点值为0.4A.下列说法正确的是( )
A.的电阻为0.5Ω
B.当导体两端电压为1V时,的电阻为5Ω
C.当导体两端电压为1V时,的电阻大于的电阻
D.当导体两端电压为1V时,、消耗的功率相等
10.(22-23高二上·黑龙江双鸭山·期末)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,为图线在P点的切线,为U轴的垂线,为I轴的垂线,则P点对应小灯泡的电阻为( )
A. B. C. D.
11.(多选)(22-23高二上·辽宁锦州·期末)导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为(1,0)。下列说法正确的是( )
A.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻增大
B.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C.当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为1Ω
D.在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了1Ω
考点四 测量电阻丝电阻率的实验(重点)
12.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则L= mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径为D= mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性I-U图线如图戊所示。则圆筒电阻R= Ω(结果保留一位小数);用此电路测量的电阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)圆筒材料的电阻率ρ= (测得物理量分别用L,d,D,R等字母表示)。
13.(23-24高二上·辽宁丹东·期末)实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的有效长度L,和圆柱体的直径d,如图所示则L= mm,d= mm
(2)该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有下列器材:
A.电源电动势为3.0V的干电池组、开关和若干导线
B.电压表量程为3V,内阻约
C.电流表④量程为10mA,内阻为
D.定值电阻为
G.滑动变阻器R为
(3)请将下图中的实验电路图补充完整
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻的电阻率。请你写出电阻率的表达式为 (用字母L、d、U、I、表示)
14.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某实验小组要测量一段金属丝的电阻率。
(1)小组成员先用螺旋测微器测量其直径d,结果如图甲所示,则d= mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值:用倍率为“×10”的欧姆挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,换用合适的倍率欧姆挡后,重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为 Ω。
(3)为了精确测量金属丝的电阻,实验室提供的器材有:两节干电池;电压表V(量程3V,内阻几千欧),电流表A(量程100mA,内阻r=1.2Ω)、滑动变阻器(0~5Ω),电阻箱(0~99.9Ω),开关,导线若干。实验要求将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱接入电路的电阻为 Ω;要求尽可能减小实验的误差,请将电路图连接完整 。
(4)按正确操作进行实验,调节滑动变阻器,测得多组电流表示数I和电压表示数U,作U—I图像,得到图像的斜率为30Ω,若金属丝的长为100.00cm,则金属丝的电阻率ρ= Ω·m。(结果保留两位有效数字)
15.(23-24高二上·吉林·期末)高二某兴趣小组对纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。下面为该兴趣小组对某种纯净水样品进行的检验。
(1)将采集的水样装满绝缘的圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,利用螺旋测微器测量该容器的直径如图甲所示,则该容器直径的测量值d为 mm;利用游标卡尺测量该容器的长度如图乙所示,则该容器长度的测量值L为 cm。
(2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量该水样的电导率,小组同学准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
F.蓄电池(电动势约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电流表应选择 电压表应选择 (两空均填器材前面的字母序号);
(3)该水样电导率的表达式为 (用测得的物理量的字母U、I、d、L表示)
16.(23-24高二上·吉林松原·期末)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值D;
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表的示数U、电流表的示数I;
c.改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值。
(1)螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为 mm。
(2)若选用某组U、I值,用算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比 (填“偏小”“相等”或“偏大”)。
(3)根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ= (用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量 (填“有”或“没有”)影响。
17.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学测量某金属丝的电阻率,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接:
如图甲所示。金属丝的一端固定,另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。
(2)金属丝电阻率的测量:
①用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导线的长度。用螺旋测微器测量此时金属丝的直径,示数如图丙所示,其直径为 mm。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关,闭合开关,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
③闭合,电压表的示数变小。记录两表的示数和,则此时金属丝的电阻为 (用、、、表示)。
④根据电阻定律求得金属丝的电阻率。
⑤断开,增大导线的长度,重复上述步骤,计算出电阻率的平均值。
(3)电压表内阻对该实验的测量结果,下列说法正确的是( )
A.金属丝电阻测量值一定偏大
B.金属丝电阻测量值一定偏小
C.电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响
考点五 电流表的内接与外接的误差分析
18.(22-23高二上·辽宁辽阳·期末)用伏安法测量某电阻时,如果采用如图甲所示的内接法电路进行实验,测得电阻值为,如果采用如图乙所示的外接法电路进行实验,测得电阻值为,表示待测电阻的真实值,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
19.(22-23高二上·吉林辽源·期末)先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值Rx,已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V,电流表示数为3mA;那么按图乙所示电路测得的结果应为( )
A.电压表示数为9V,电流表示数为3mA
B.电压表示数为9V,电流表示数小于3mA
C.电压表示数小于9V,电阻Rx的实际阻值小于3000Ω
D.电压表示数大于9V,电阻Rx的实际阻值大于3000Ω
20.(多选)(23-24高二上·黑龙江伊春·期末)用电流表和电压表测量电阻的部分电路如图所示,其中Rx为待测电阻。电表内阻对测量结果的影响不能忽略,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数小于Rx两端的电压
B.电压表的示数大于Rx两端的电压
C.电流表的示数大于通过Rx的电流
D.电阻丝的测量值比真实值偏小
考点六 电表的改装
21.(23-24高二上·黑龙江肇东·期末)如图所示,将一只满偏电流为、内阻为的表头改装成的电流表。下列说法正确的是( )
A.电阻的作用是用来分压
B.改装后表头的满偏电流变为
C.电阻的阻值为
D.若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大
22.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学用一个微安表头(量程1mA,内阻90Ω)电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表,有电流和电压两挡,改装电路如图所示,则R1、R2应调到多大阻值( )
A., B.,
C., D.,
23.(22-23高二上·辽宁葫芦岛市·期末)如图所示,已知微安表G的电阻为Rg=10 Ω,满偏电流Ig=100 μA,现将其改装,使它最大能测量0.15 mA的电流,则下列四种方案中可行的是( )
A. B.
C. D.
24.(22-23高二上·辽宁营口·期末)某同学打算将一只量程为100 μA,内阻为900的灵敏电流计分别改装成量程为1mA的电流表、量程为1V的电压表,设计的改装电路如图所示
(1)当选择开关置于a时,构成量程为0~1mA的电流表,则电阻Ra的阻值为 Ω;
(2)当选择开关置于b时,构成量程为0~1V的电压表,则电阻Rb的阻值为 Ω。
考点七 串并联电路的分析与计算
25.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示电路中,R1=R3=12Ω,R2=3Ω,电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A.9Ω、15Ω B.15Ω、9Ω C.9Ω、24Ω D.15Ω、24Ω
26.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,,电压表的内阻为,电压表的内阻为,间电压保持不变。当电键闭合后,、的示数变化是( )
A.示数变大 B.示数变大
C.、示数均变小 D.、示数均变大
27.(22-23高二上·辽宁沈阳·期末)印刷品印完之后通常要进行边缘切割,如图所示是一台切割纸张的切割机,切割时印刷工人需要用手将印刷品推到切割刀下,为了防止印刷工人受伤,工人需要用双手同时按下开关,切割刀才会开始工作;符合切割刀的工作原理的电路图是( )
A. B. C. D.
考点八 半偏法测电表内阻
28.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器()
B.滑动变阻器()
C.电阻箱()
D.电源(电动势为1.5V)
E.电源(电动势为9V)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合,保持R不变,调节的阻值,使微安表G的示数为250μA,此时的示数为;
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用 ,滑动变阻器应选用 (填仪器前的字母);
(2)由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值 ;
(3)若按照(2)中测量的,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为 的电阻;
(4)用图乙所示电路对改装后的电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2V时,改装电压表中微安表G的示数为495μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,的阻值应调至 (结果保留1位小数)。
29.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末习)某同学要测量一个微安表(量程为)的内阻。可供选择器材有:
A.电源(电动势,内阻较小)
B.电压表(量程,内阻约几千欧姆)
C.电阻箱
D.电位器(可变电阻,与滑动变阻器相当)()
E.电位器()
该同学设计了如图的电路进行实验。连接后,主要操作步骤如下:
①开关和处于断开状态;
②将电位器和电阻箱调至最大值。闭合开关,调节电位器,让微安表达到满偏,此时电压表示数为;
③闭合开关,调节电位器和电阻箱,让微安表达到半偏,此时电阻箱的示数为,电压表的示数为。完成下列填空:
(1)电位器应该选择 ;
(2)由实验数据可知电压表的内阻为 ,微安表的内阻为 ;
(3)若电压表在制造过程中,由于分压电阻的误差,使得示数比真实值偏大,则由此造成微安表内阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
30.(22-23高二上·黑龙江大庆·期末)把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流为,内阻估计在之间。
(1)按图测定电流表G的内阻,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:
(A)滑动变阻器(阻值范围)
(B)滑动变阻器(阻值范围)
(C)电阻箱(阻值范围)
(D)电阻箱(阻值范围)
(E)电源(电动势6V,内阻)
(F)电源(电动势12V,内阻0.6Ω)
为减小误差,R最好选用 ,电源最好选用 。(填入器材的字母代号)
(2)假定由上述步骤已测出电流表内阻,现在通过串联一个的电阻把它改装成一个电压表,此电压表的量程为 。
(3)如图是测定未知电阻的电路图,测量时,电流表的读数为0.20A,而改装后的电压表的表头读数如图所示,那么的阻值等于 。
考点九 多用电表的使用(重点)
31.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)多用电表的简化电路图如图甲所示,请完成下列问题。
某同学用多用表测量某电学元件的电阻,把选择开关旋到“”位置,测量发现多用表指针偏转很小,因此需将选择开关旋到 (填“”或“”)位置。重新选择倍率和欧姆调零后,多用电表指针指示位置如图所示,则此时多用电表的读数为 。
32.(23-24高二上·黑龙江大庆·期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径 mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用(填“×1”或“×100”) 挡。换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示。
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);滑动变阻器R(0~15Ω);电源E(电动势为3.0V,内阻不计)。
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验? (填“甲”或“乙”)
33.(23-24高二上·吉林·期末)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为,内阻可忽略不计;
B.电流表A∶量程,内阻约为;
C.电压表V∶量程,内阻为;
D.滑动变阻器:最大阻值为,允许通过的最大电流为;
E.开关、导线等
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为
(2)用多用电表欧姆“”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值,则这种金属材料的电阻率为 。(结果保留两位有效数字)
34.(23-24高二上·吉林长春·期末)(1)某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一工件的直径和长度测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该工件的直径为 mm,工件的长度为 cm。
(2)某同学用指针式多用电表粗略测量金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×10”档挡置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“ ”位置(选填“×1”、“×100”)重新尝试测量;
(3)若用多用电表的“直流电压2.5V挡”粗测一干电池的电动势,测量结果如图所示,则由电表读出的该干电池的电动势为 V。
35.(23-24高二上·辽宁大连·期末)某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为 cm;
(2)如图2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,读数为 Ω;如果用“直流5V”档测量,则读数为 V。
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为,表头内阻,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。(保留两位有效数字)。
36.(23-24高二上·辽宁·期末)已知灵敏电流计的内阻,满偏电流,欲将改装成量程为0~3V的电压表,下列做法正确的是( )
A.并联一阻值为25Ω的电阻 B.并联一阻值为250Ω的电阻
C.串联一阻值为25Ω的电阻 D.串联一阻值为250Ω的电阻
37.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,是某电阻R的伏安特性曲线,图中,由此得出( )
A.该电阻为非线性元件
B.欧姆定律适用于该电阻,阻值为0.5Ω
C.该图像的斜率表示电阻的倒数,即
D.该电阻为定值电阻,阻值为2Ω
38.(22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末)如图所示,A、B、C为三个通电导体的I-U关系图象.由图可知( )
A.三个导体的电阻关系为
B.三个导体的电阻关系为
C.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是5A
D.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A
39.(22-23高二上·辽宁·期末)如图所示,用半偏法测量一只电流表的内阻,下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是( )
A.闭合,调节R1使电流表满偏,再闭合,调节使电流表半偏,读出的阻值
B.闭合,调节使电流表满偏,再闭合,调节使电流表半偏,读出的阻值
C.闭合、,调节使电流表满偏,再调节使电流表半偏,读出的值
D.闭合、,调节使电流表满偏,再调节使电流表半偏,读出的值
40.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的 (选填“甲”或“乙”)。测得的电阻值 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为 (填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
41.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节指针定位螺丝部件,使电表指针指向电流0刻度处
②将选择开关旋转到欧姆挡位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节部件 (选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向“”。
④测量该定值电阻阻值。
(2)欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则下列说法或做法中正确的是( )
A.该电阻的阻值很大
B.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
C.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
(3)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻
D.丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
42.(23-24高二上·内蒙古·阶段练习)万同学正在做“练习使用多用电表”实验,该同学正确操作,多用电表的表盘读数如图所示。
(1)如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为 Ω。
(2)如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为 V。
(3)使用多用电表测量电阻时,下列说法正确的是 。
A.可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B.如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C.改变不同倍率的欧姆挡后,不必重新进行欧姆调零
43.(23-24高二上·吉林通化·期末)在“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,某同学先用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)如图为某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数,其测量值 。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约) B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约) D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器 F.滑动变阻器
G.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
从以上器材中选择合适的器材进行实验,则电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 。(填器材前的字母A、B、C、D、E、F)
(3)要求在流过金属丝的电流相同的情况下,电源的输出功率最小,并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图中的
A. B. C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为
(用等物理量表示)。
44.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)、电压表(量程300mV,内阻300Ω)、电流表(量程300mA,内阻0.27Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0~20Ω)、电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、电源E(电动势6V,内阻不计)、开关S、导线若干,完成下列填空:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 (填“a”或“b”)端;
(2)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、I,描点结果如图(b)所示,当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为 Ω(保留1位有效数字);
(3)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为 Ω;
(4)由图(b)可知,随着流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻 (填“增大”“减小”或“不变”)
45.(22-23高二上·辽宁丹东·期末)(1)如图所示,甲图为某一多用电表内部结构,关于此多用电表,下列说法正确的是
A.开关S接到位置“2”时是电压挡
B.开关S接到位置“4”时是电流挡
C. 开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小
(2)某同学用该多用电表的欧姆挡测量某电阻的阻值,他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至 (选填“×10”或“×1k”)挡,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为 。
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专题01 电路及其应用
考点一 电流强度的定义及单位
1.(23-24高二上·辽宁·期末)下列对于电流说法正确的是( )
A.根据,可知电流I与电荷量q成正比,与时间t成反比
B.电流是矢量,它的方向与正电荷定向运动的方向相同
C.电路要产生电流,必须存在自由电荷
D.由于电路中电场力的存在,电荷会不断加速下去
【答案】C
【解析】A.因为是电流强度的定义式,电流与通过导体某一横截面的电荷量与所用时间无关,故A错误;
B.电流虽然有大小也有方向,但是不满足矢量运算法则,电流是标量,故B错误;
C.电荷定向移动形成电流,所以电路要产生电流,必须存在自由电荷,故C正确;
D.电荷在电路中受到电场力外还因为和原子石的碰撞产生阻力,可以看成匀速运动,此阻力宏观体现为电阻,故电荷不会一直加速下去,故D错误。
故选C。
2.(22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末)下列关于电流的说法中,正确的是( )
A.习惯上规定负电荷定向移动的方向为电流方向
B.国际单位制中,电流的单位是安培,简称安
C.电流既有大小又有方向,所以电流是矢量
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越少
【答案】B
【解析】A.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故A错误;
B.国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,故B正确;
C.电流既有大小又有方向,但电流不是矢量,是标量,因为电流的运算遵守代数加减法则,不是平行四边形定则。故C错误;
D.由可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多,故D错误。
故选B。
3.(23-24高二上·吉林通化·期末)两个定值电阻的阻值关系为,若在相同时间内通过两电阻横截面的电荷量之比,则流过两电阻的电流之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:6
【答案】B
【解析】由电流定义式
可得流过两电阻的电流之比
故选B。
考点二 电阻定律的内容及表达式
4.(23-24高二上·辽宁抚顺·期末)两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路,下列说法错误的是( )
A.A、B的电阻之比为
B.流过A、B的电流之比为
C.通过A、B的电子定向移动速率之比为
D.单位时间通过A、B的电量之比为
【答案】D
【解析】A.根据电阻公式可知,两导体的电阻之比为
故A正确;
BD.根据串联的特点可知,流过A、B的电流之比为,根据电流的定义式
可知,单位时间通过A、B的电量之比为,故B正确,D错误;
C.由电流的微观表达式可得
故C正确。
本题要求选择错误的,故选D。
5.(23-24高二上·吉林辽源·期末)某电路中用到了一个特殊的滑动变阻器,其截面示意图如图甲所示,其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻,滑片P可以自由滑动,A、B间的电阻R与电阻右端到P间的距离x的关系如图乙所示,则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为( )
A.3:4 B.1:2 C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知,当时,由电阻定律有
当时,由电阻定律有
结合图像可得
又有
联立解得
可得左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为。
故选C。
6.(23-24高二上·黑龙江·期末)如图所示为电路上常用的熔断保险丝,当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断、及时切断电源,保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝,若将这段保险丝对折后绞成一根,则保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A.和2A B.和8A C.和2A D.和8A
【答案】B
【解析】根据电阻定律有
可知对折后的电阻为
而两段的最大电流为4A的保险丝并联,故其允许的最大电流为
故选B。
7.(22-23高二上·黑龙江伊春·期末)一根粗细均匀的细铜丝,原来的电阻为R,将其对折后绞合在一起。则其电阻变为( )
A.4R B.2R C. D.
【答案】D
【解析】一根粗细均匀电阻为R的导体对折后接入电路,电阻的长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,根据电阻定律
则电阻变为原来的。
故选D。
8.(22-23高二上·辽宁葫芦岛·期末)实验室技术人员对一段粗细均匀的某合金丝进行测量,测量横截面的直径为d,电阻为R,由于实验需要将该合金丝拉成直径为的均匀细丝,再测量电阻值应为( )
A.R B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电阻定律可知
,
合金丝整体体积不变,则
整理得
联立以上各式得
故选D。
考点三 伏安特性曲线
9.(23-24高二上·辽宁·期末)电阻、的伏安特性曲线如图所示,两条图线交于点P,的图像在P点的切线与纵轴的交点值为0.4A.下列说法正确的是( )
A.的电阻为0.5Ω
B.当导体两端电压为1V时,的电阻为5Ω
C.当导体两端电压为1V时,的电阻大于的电阻
D.当导体两端电压为1V时,、消耗的功率相等
【答案】D
【解析】A.由图像可知,的电阻为
故A错误;
B.当导体两端电压为1V时,的电阻为
故B错误;
C.当导体两端电压为1V时,的电阻等于的电阻,故C错误;
D.根据得,当导体两端电压为1V时,、消耗的功率相等,故D正确。
故选D。
10.(22-23高二上·黑龙江双鸭山·期末)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,为图线在P点的切线,为U轴的垂线,为I轴的垂线,则P点对应小灯泡的电阻为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据欧姆定律可得,对应P点时小灯泡的电阻为
故选B。
11.(多选)(22-23高二上·辽宁锦州·期末)导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为(1,0)。下列说法正确的是( )
A.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻增大
B.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C.当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为1Ω
D.在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了1Ω
【答案】AC
【解析】AB.图像中,图线上的某一点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,随灯泡两端的电压升高,图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变小,表明小灯泡的电阻逐渐变大,故B错误,A正确;
C.当灯泡两端的电压为2V时,根据上述可知,小灯泡的电阻为
故C正确;
D.当灯泡两端的电压为4V时,根据上述可知,小灯泡的电阻为
可知,在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了
故D错误。
故选AC。
考点四 测量电阻丝电阻率的实验(重点)
12.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则L= mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径为D= mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性I-U图线如图戊所示。则圆筒电阻R= Ω(结果保留一位小数);用此电路测量的电阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)圆筒材料的电阻率ρ= (测得物理量分别用L,d,D,R等字母表示)。
【答案】50.15 10.500/10.499/10.501 6.0 小于
【解析】(1)用游标卡尺测量圆筒长度
用螺旋测微器测量圆筒外径
(2)在I-U图像中,R为斜率的倒数,则
由于电流表外接,电阻测量值小于真实值;
(3)根据电阻定律
得
13.(23-24高二上·辽宁丹东·期末)实验课上某同学测量一个均匀新材料制成的圆柱体电阻的电阻率。
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的有效长度L,和圆柱体的直径d,如图所示则L= mm,d= mm
(2)该同学用多用电表粗略测得该圆柱体电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有下列器材:
A.电源电动势为3.0V的干电池组、开关和若干导线
B.电压表量程为3V,内阻约
C.电流表④量程为10mA,内阻为
D.定值电阻为
G.滑动变阻器R为
(3)请将下图中的实验电路图补充完整
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻的电阻率。请你写出电阻率的表达式为 (用字母L、d、U、I、表示)
【答案】11.25mm;; 3.204(3.202~3.206均可) 见解析
【解析】(1)[1]圆柱体的有效长度
[2]圆柱体的直径
(3)[3]滑动变阻器用分压式,电路图如下
(4)[4]电阻
联立可得
14.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某实验小组要测量一段金属丝的电阻率。
(1)小组成员先用螺旋测微器测量其直径d,结果如图甲所示,则d= mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值:用倍率为“×10”的欧姆挡时,正确操作后,发现指针偏转角度过大,换用合适的倍率欧姆挡后,重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为 Ω。
(3)为了精确测量金属丝的电阻,实验室提供的器材有:两节干电池;电压表V(量程3V,内阻几千欧),电流表A(量程100mA,内阻r=1.2Ω)、滑动变阻器(0~5Ω),电阻箱(0~99.9Ω),开关,导线若干。实验要求将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱接入电路的电阻为 Ω;要求尽可能减小实验的误差,请将电路图连接完整 。
(4)按正确操作进行实验,调节滑动变阻器,测得多组电流表示数I和电压表示数U,作U—I图像,得到图像的斜率为30Ω,若金属丝的长为100.00cm,则金属丝的电阻率ρ= Ω·m。(结果保留两位有效数字)
【答案】0.400 10.0/10 0.6 见解析 1.2×10-6
【解析】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规则,该读数为
d=40.0×0.01mm=0.400mm
(2)[2]偏角过大,说明电阻很小,应换用更小档挡,换挡重新正确操作,测量时表盘示数如图乙所示,则金属丝的阻值为
(3)[3]将电流表改装为0.3A的电流表,则需要将电阻箱与电流表并联,则有
[4]由于电压表的内阻未知,电流表的内阻已知,故应采用电流表的内接法,由于滑动变阻器的最大阻值为5Ω,该阻值较小,为了确保数据的连续性与广泛性,滑动变阻器采用分压接法,电路连接如图所示
(4)[5]根据上述可知,改装电流表的内阻
U—I图像对应的函数表达式为
图像的斜率为30Ω,则有
解得
根据电阻定律有
其中
结合上述,解得金属丝的电阻率
15.(23-24高二上·吉林·期末)高二某兴趣小组对纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。下面为该兴趣小组对某种纯净水样品进行的检验。
(1)将采集的水样装满绝缘的圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,利用螺旋测微器测量该容器的直径如图甲所示,则该容器直径的测量值d为 mm;利用游标卡尺测量该容器的长度如图乙所示,则该容器长度的测量值L为 cm。
(2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量该水样的电导率,小组同学准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
F.蓄电池(电动势约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电流表应选择 电压表应选择 (两空均填器材前面的字母序号);
(3)该水样电导率的表达式为 (用测得的物理量的字母U、I、d、L表示)
【答案】4.700/4.699/4.701 5.020 B C
【解析】(1)[1] 利用螺旋测微器测量该容器的直径,读书规则为:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm),由图可知该容器直径的测量值为
[2] 利用游标卡尺测量该容器的长度,读书规则为:L=L0+kx,其中k为精确度,由图可知该容器的长度为
(2)[3] 由于该水样的电阻约为1200Ω,滑动变阻器阻值比待测电阻小得多,故滑动变阻器应采用分压接法,由于待测电阻远大于电流表内阻,故电流表应采用内接法,由于蓄电池的电动势约为12V,则电压表应选择B。
[4] 通过待测电阻的最大电流约为
则电流表应选则C。
(3)[5] 根据电阻定律可得
又由于
,,
该水样电导率的表达式为
16.(23-24高二上·吉林松原·期末)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值D;
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表的示数U、电流表的示数I;
c.改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值。
(1)螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为 mm。
(2)若选用某组U、I值,用算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比 (填“偏小”“相等”或“偏大”)。
(3)根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ= (用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量 (填“有”或“没有”)影响。
【答案】1.665/1.666/1.664 偏大 没有
【解析】(1)[1]根据题图乙的螺旋测微器可知,其示数
(2)[2]由题图甲可知,电压表测量的是Rx和电流表的电压,电流表测量的是流过Rx的电流,若用
算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比偏大。
(3)[3][4]根据电阻的决定式可知,电阻丝连入电路的电阻
设电流表的内阻为RA,根据欧姆定律可知
根据题图丙的图像可知
解得
电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
17.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学测量某金属丝的电阻率,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接:
如图甲所示。金属丝的一端固定,另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。
(2)金属丝电阻率的测量:
①用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导线的长度。用螺旋测微器测量此时金属丝的直径,示数如图丙所示,其直径为 mm。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关,闭合开关,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
③闭合,电压表的示数变小。记录两表的示数和,则此时金属丝的电阻为 (用、、、表示)。
④根据电阻定律求得金属丝的电阻率。
⑤断开,增大导线的长度,重复上述步骤,计算出电阻率的平均值。
(3)电压表内阻对该实验的测量结果,下列说法正确的是( )
A.金属丝电阻测量值一定偏大
B.金属丝电阻测量值一定偏小
C.电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响
【答案】1.700/1.699/1.701 C
【解析】(2)[1]金属丝的直径为
[2]设定值电阻阻值为,则定值电阻与电压表内阻的并联电阻为
断开开关,闭合开关,根据欧姆定律有
闭合,根据电流关系可得
此时金属丝的电阻为
(3)[3]由(2)可知,实验处理数据时考虑了电压表的内阻,电压表内阻对金属丝电阻的测量值无影响。
故选C。
考点五 电流表的内接与外接的误差分析
18.(22-23高二上·辽宁辽阳·期末)用伏安法测量某电阻时,如果采用如图甲所示的内接法电路进行实验,测得电阻值为,如果采用如图乙所示的外接法电路进行实验,测得电阻值为,表示待测电阻的真实值,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据图甲可知,电流表选择内接法,由于电流表的分压原因,所测的电阻值两端的电压偏大,电流是通过所测电阻的电流,则根据欧姆定律,所测电阻值偏大,即
根据图乙可知,电流表选择外接法,由于电压表的分流原因,所测电流偏大,由欧姆定律可知电阻测量值小于真实值,即
即
故选A。
19.(22-23高二上·吉林辽源·期末)先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值Rx,已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V,电流表示数为3mA;那么按图乙所示电路测得的结果应为( )
A.电压表示数为9V,电流表示数为3mA
B.电压表示数为9V,电流表示数小于3mA
C.电压表示数小于9V,电阻Rx的实际阻值小于3000Ω
D.电压表示数大于9V,电阻Rx的实际阻值大于3000Ω
【答案】C
【解析】图甲中电流表内接,有
电阻的实际值为
图乙中电流表外接,有
故ABD错误;C正确。
故选C。
20.(多选)(23-24高二上·黑龙江伊春·期末)用电流表和电压表测量电阻的部分电路如图所示,其中Rx为待测电阻。电表内阻对测量结果的影响不能忽略,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数小于Rx两端的电压
B.电压表的示数大于Rx两端的电压
C.电流表的示数大于通过Rx的电流
D.电阻丝的测量值比真实值偏小
【答案】CD
【解析】AB.由图可知,电压表直接并联在Rx两端,所以其示数等于Rx两端的电压,故AB错误;
C.电流表的示数等于流过Rx的电流和流过电压表的电流之和,所以大于通过Rx的电流,故C正确;
D.图中测得的电压是准确的,电流是偏大的,根据可知,电阻丝的测量值比真实值偏小,故D正确。
故选CD。
考点六 电表的改装
21.(23-24高二上·黑龙江肇东·期末)如图所示,将一只满偏电流为、内阻为的表头改装成的电流表。下列说法正确的是( )
A.电阻的作用是用来分压
B.改装后表头的满偏电流变为
C.电阻的阻值为
D.若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大
【答案】D
【解析】A.表头改装为电流表,需要并联一个电阻用来分流,故A错误;
B.改装后表头的满偏电流不变,增加的电流通过了并联的电阻R,故B错误;
C.并联的电阻
故C错误;
D.改装后的量程为
若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大,故D正确。
故选D。
22.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学用一个微安表头(量程1mA,内阻90Ω)电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表,有电流和电压两挡,改装电路如图所示,则R1、R2应调到多大阻值( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】当接o、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得
代入数据解得
当接o、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得
解得
故选B。
23.(22-23高二上·辽宁葫芦岛市·期末)如图所示,已知微安表G的电阻为Rg=10 Ω,满偏电流Ig=100 μA,现将其改装,使它最大能测量0.15 mA的电流,则下列四种方案中可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】将微安表改装成量程更大的电流表,则需并联一个分流电阻,则电阻大小为
故选A。
24.(22-23高二上·辽宁营口·期末)某同学打算将一只量程为100 μA,内阻为900的灵敏电流计分别改装成量程为1mA的电流表、量程为1V的电压表,设计的改装电路如图所示
(1)当选择开关置于a时,构成量程为0~1mA的电流表,则电阻Ra的阻值为 Ω;
(2)当选择开关置于b时,构成量程为0~1V的电压表,则电阻Rb的阻值为 Ω。
【答案】100Ω 910Ω
【解析】(1)[1] 当选择开关置于a时,灵敏电流计与电阻Ra并联,则电阻Ra的阻值为
(2)[2] 当选择开关置于b时,灵敏电流计与电阻Ra并联,然后再和串联,则电阻的阻值为
考点七 串并联电路的分析与计算
25.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示电路中,R1=R3=12Ω,R2=3Ω,电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A.9Ω、15Ω B.15Ω、9Ω C.9Ω、24Ω D.15Ω、24Ω
【答案】B
【解析】开关S断开时,电路如图所示
电路的总电阻为
开关S闭合,电路如图所示
可知R1与R3并联,之后再与R2串联,电路的总电阻为
故选B。
26.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示,,电压表的内阻为,电压表的内阻为,间电压保持不变。当电键闭合后,、的示数变化是( )
A.示数变大 B.示数变大
C.、示数均变小 D.、示数均变大
【答案】B
【解析】断开时,两电阻与两电压表并联,则的示数为,的示数为,当闭合时,相当于与并联,与并联,然后再串联,与的总电阻为
与并联后的总电阻为
则可知,电压之比为:,故示数为,示数为,故的示数减小,示数增大。
故选B。
27.(22-23高二上·辽宁沈阳·期末)印刷品印完之后通常要进行边缘切割,如图所示是一台切割纸张的切割机,切割时印刷工人需要用手将印刷品推到切割刀下,为了防止印刷工人受伤,工人需要用双手同时按下开关,切割刀才会开始工作;符合切割刀的工作原理的电路图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】两个开关同时控制切割刀,说明两开关与切割刀串联。
故选A。
考点八 半偏法测电表内阻
28.(23-24高二上·吉林长春·期末)某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器()
B.滑动变阻器()
C.电阻箱()
D.电源(电动势为1.5V)
E.电源(电动势为9V)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合,保持R不变,调节的阻值,使微安表G的示数为250μA,此时的示数为;
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用 ,滑动变阻器应选用 (填仪器前的字母);
(2)由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值 ;
(3)若按照(2)中测量的,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为 的电阻;
(4)用图乙所示电路对改装后的电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2V时,改装电压表中微安表G的示数为495μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,的阻值应调至 (结果保留1位小数)。
【答案】E B 1900.0/1900 2100.0/2100 2059.6
【解析】(1)[1]本实验误差来自于闭合S2电阻箱并入电路后,干路电流会发生变化,为使干路电流变化较小,应使干路中滑动变阻器进入电路的阻值尽量大,为使电流表能够满偏,相应的电源电动势应较大。故电源选择电动势约为9V的电源,即选E;
[2]毫安表G的满偏电流为500μA,则干路中滑动变阻器进入电路的最小阻值约大于
故滑动变阻器应选用最大阻值为的,即选B。
(2)[3]由实验操作步骤可知通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值;
(3)[4]若按照(2)中测算的,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联的电阻为
(4)[5] 当微安表G的示数为时
若是调整为准确,则需将微安表读数变为,则
即将改装后的电压表内阻减小,即将的阻值变为
29.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末习)某同学要测量一个微安表(量程为)的内阻。可供选择器材有:
A.电源(电动势,内阻较小)
B.电压表(量程,内阻约几千欧姆)
C.电阻箱
D.电位器(可变电阻,与滑动变阻器相当)()
E.电位器()
该同学设计了如图的电路进行实验。连接后,主要操作步骤如下:
①开关和处于断开状态;
②将电位器和电阻箱调至最大值。闭合开关,调节电位器,让微安表达到满偏,此时电压表示数为;
③闭合开关,调节电位器和电阻箱,让微安表达到半偏,此时电阻箱的示数为,电压表的示数为。完成下列填空:
(1)电位器应该选择 ;
(2)由实验数据可知电压表的内阻为 ,微安表的内阻为 ;
(3)若电压表在制造过程中,由于分压电阻的误差,使得示数比真实值偏大,则由此造成微安表内阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】E 4000Ω/4kΩ 540Ω 等于
【解析】(1)[1]由于电压表和电位器串联,且电压表内阻约为几千欧姆,所以为了能够便于调节电表示数,应选择最大阻值较大的E。
(2)[2]当S闭合、S1断开且微安表满偏时,通过电压表的电流为500μA,所以电压表的内阻为
[3]当闭合S1且让微安表达到半偏时,通过电压表的电流为
通过电阻箱的电流为
所以微安表的内阻为
(3)[4]将(2)中前两式联立可得
虽然由于分压电阻的误差,使得示数比真实值偏大,但不会影响U2与U1的比值,所以不会影响I,因此后续步骤不会引入系统误差,即微安表内阻的测量值等于真实值。
30.(22-23高二上·黑龙江大庆·期末)把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流为,内阻估计在之间。
(1)按图测定电流表G的内阻,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:
(A)滑动变阻器(阻值范围)
(B)滑动变阻器(阻值范围)
(C)电阻箱(阻值范围)
(D)电阻箱(阻值范围)
(E)电源(电动势6V,内阻)
(F)电源(电动势12V,内阻0.6Ω)
为减小误差,R最好选用 ,电源最好选用 。(填入器材的字母代号)
(2)假定由上述步骤已测出电流表内阻,现在通过串联一个的电阻把它改装成一个电压表,此电压表的量程为 。
(3)如图是测定未知电阻的电路图,测量时,电流表的读数为0.20A,而改装后的电压表的表头读数如图所示,那么的阻值等于 。
【答案】D F 5V 15Ω
【解析】[1][2]图中电路为经典的半偏法测电流表内阻,采用半偏法测量电流表内阻时,电源电动势越大,越有利于减小误差,所以电动势应选择较大的F,为了保证电流表能够满偏,根据闭合电路欧姆定律粗算全电路总电阻大小
所以电阻箱R选用阻值较大的D。
[3]根据串联分压规律
解得
U = 5V
[4]因改装后的电压表量程为5V,所以电压表的读数为
待测电阻的阻值为
考点九 多用电表的使用(重点)
31.(23-24高二上·辽宁葫芦岛·期末)多用电表的简化电路图如图甲所示,请完成下列问题。
某同学用多用表测量某电学元件的电阻,把选择开关旋到“”位置,测量发现多用表指针偏转很小,因此需将选择开关旋到 (填“”或“”)位置。重新选择倍率和欧姆调零后,多用电表指针指示位置如图所示,则此时多用电表的读数为 。
【答案】 1000
【解析】[1] 想要指针偏转更大,对应读数减小,所以要调大倍率,故需将选择开关旋到“”位置;
[2]指针指在10,所以读数为
32.(23-24高二上·黑龙江大庆·期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径 mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用(填“×1”或“×100”) 挡。换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示。
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);滑动变阻器R(0~15Ω);电源E(电动势为3.0V,内阻不计)。
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验? (填“甲”或“乙”)
【答案】2.936/2.935/2.937/2.938 ×1 甲
【解析】(1)[1]螺旋测微器读数为
(2)[2]该同学先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻较小,他应该换用×1挡,换挡后调零后再进行测量。
(3)[3]根据图乙所示,则该圆柱体的电阻为,
根据可知电流表应采用外接法,应选用甲电路图进行实验。
33.(23-24高二上·吉林·期末)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为,内阻可忽略不计;
B.电流表A∶量程,内阻约为;
C.电压表V∶量程,内阻为;
D.滑动变阻器:最大阻值为,允许通过的最大电流为;
E.开关、导线等
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为
(2)用多用电表欧姆“”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值,则这种金属材料的电阻率为 。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)0.787(0.785~0.789) (2)9.0 (3)
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(2)根据欧姆表的读数规律,该读数为
(3)根据电阻定律有
变形可得
代入数据解得
34.(23-24高二上·吉林长春·期末)(1)某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一工件的直径和长度测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该工件的直径为 mm,工件的长度为 cm。
(2)某同学用指针式多用电表粗略测量金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×10”档挡置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“ ”位置(选填“×1”、“×100”)重新尝试测量;
(3)若用多用电表的“直流电压2.5V挡”粗测一干电池的电动势,测量结果如图所示,则由电表读出的该干电池的电动势为 V。
【答案】1.848/1.847/1.849 5.015 ×100 1.41
【解析】(1)[1]该工件的直径为
(2)[2]工件的长度为
(3)[3]将选择开关置于“×10”档挡置,测量阻值时发现指针偏转角度较小,说明待测电阻的阻值较大,为减小实验误差,该同学应将选择开关置于“×100”档挡置重新尝试测量。
(4)[4]干电池的电动势为
35.(23-24高二上·辽宁大连·期末)某同学在实验室测定金属导体电阻的实验中:
(1)游标卡尺测量长度如图1所示,可知其长度为 cm;
(2)如图2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,读数为 Ω;如果用“直流5V”档测量,则读数为 V。
(3)一个灵敏电流表,它的满偏电流为,表头内阻,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。(保留两位有效数字)。
【答案】11.050 800 3.30 0.10
【解析】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知长度为
(2)[2][3]如果用欧姆挡“×100”测量,由图2可知读数为
如果用“直流5V”档测量,由图2可知读数为3.30V。
(3)[4]要将它改装成量程为0.5A的电流表,设应并联的电阻阻值为,则有
可得
36.(23-24高二上·辽宁·期末)已知灵敏电流计的内阻,满偏电流,欲将改装成量程为0~3V的电压表,下列做法正确的是( )
A.并联一阻值为25Ω的电阻 B.并联一阻值为250Ω的电阻
C.串联一阻值为25Ω的电阻 D.串联一阻值为250Ω的电阻
【答案】D
【解析】将表头G改装成电压表需要串联一个分压电阻,使得当表头满偏时改装后电表两端电压为3V,则有
代入数据
解得
故选D。
37.(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,是某电阻R的伏安特性曲线,图中,由此得出( )
A.该电阻为非线性元件
B.欧姆定律适用于该电阻,阻值为0.5Ω
C.该图像的斜率表示电阻的倒数,即
D.该电阻为定值电阻,阻值为2Ω
【答案】D
【解析】ABD.根据数学知识可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,该电阻为线性元件,欧姆定律适用,该电阻阻值为
故AB错误,D正确;
C.由于I-U图像中横纵坐标的标度不同,故不能直接根据图像的斜率的倒数求电阻,故C错误。
故选D。
38.(22-23高二上·黑龙江牡丹江·期末)如图所示,A、B、C为三个通电导体的I-U关系图象.由图可知( )
A.三个导体的电阻关系为
B.三个导体的电阻关系为
C.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是5A
D.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A
【答案】B
【解析】AB.在I-U图中图像的斜率表示电阻的倒数,所以三个电阻的大小关系为
RA<RB<RC
故A错误,B正确;
CD.由图可知,导体B的电阻为
在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是
故CD错误。
故选B。
39.(22-23高二上·辽宁·期末)如图所示,用半偏法测量一只电流表的内阻,下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是( )
A.闭合,调节R1使电流表满偏,再闭合,调节使电流表半偏,读出的阻值
B.闭合,调节使电流表满偏,再闭合,调节使电流表半偏,读出的阻值
C.闭合、,调节使电流表满偏,再调节使电流表半偏,读出的值
D.闭合、,调节使电流表满偏,再调节使电流表半偏,读出的值
【答案】A
【解析】半偏法测电流表内阻,由图示实验电路可知,实验步骤为:闭合S1,调节R1到电流表满偏,闭合S2,调节R2到电流表半偏,读出R2的阻值。
故选A。
40.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的 (选填“甲”或“乙”)。测得的电阻值 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为 (填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“OFF”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
【答案】甲 小于 ADCB
【解析】(1)[1] 测量一个电阻的阻值(约为),根据
为了减小误差,电流表应采用外接法,则应该选择的测量电路是图1中的甲;
[2]电流表应采用外接法,由于电压表的分流作用使得电流表示数大于通过待测电阻的真实电流,根据欧姆定律
可知测得的电阻值小于真实值。
(2)[3]一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值,正确的操作顺序为:将选择开关置于“”位置,然后两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”; 将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开,最后选择开关置于“OFF”位置。
故选ADCB。
41.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)(1)如图所示为指针式多用电表,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节指针定位螺丝部件,使电表指针指向电流0刻度处
②将选择开关旋转到欧姆挡位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节部件 (选填“S”、“K”或“T”),使电表指针指向“”。
④测量该定值电阻阻值。
(2)欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则下列说法或做法中正确的是( )
A.该电阻的阻值很大
B.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
C.为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量
(3)关于多用电表的使用,下列说法正确的有( )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻
D.丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
【答案】T C BD/DB
【解析】(1)③[1]将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节欧姆调零旋钮,即部件T,使电表指针指向“”。
(2)[2]欧姆调零后,用“”挡测量另一电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,则说明该电阻的阻值很小,选择的档挡过高,为测得更准确些,应当换用“”挡,重新欧姆调零后进行测量,故选项AB错误,C正确。
故选C。
(3)[3]A.根据电流“红进黑出”,则甲图中用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接反了,选项A错误;
B.根据电流“红进黑出”,乙图用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确,选项B正确;
CD.因黑表笔接内部电源的正极,可知丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的正向电阻,丁图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻,选项C错误,D正确。
故选BD。
42.(23-24高二上·内蒙古·阶段练习)万同学正在做“练习使用多用电表”实验,该同学正确操作,多用电表的表盘读数如图所示。
(1)如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为 Ω。
(2)如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为 V。
(3)使用多用电表测量电阻时,下列说法正确的是 。
A.可以用欧姆挡测量正在工作的用电元件的电阻
B.如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更小的挡位
C.改变不同倍率的欧姆挡后,不必重新进行欧姆调零
【答案】150 3.10/3.09/3.11/3.12 B
【解析】(1)[1]指针示数是15,如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为150Ω。
(2)[2]如果是用直流5V挡测量电压,因总格数为50格,即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
(3)[3]A.使用多用电表测量电阻时,应把待测元件从原电路断开,才能对其进行电阻测量,故A错误;
B.如果指针偏转过大,说明电阻很小,应将选择开关拨至倍率更小的挡位,故B正确;
C.改变不同倍率的欧姆挡后,欧姆表的内阻要发生变化,所以要重新进行欧姆调零,故C错误。
故选B。
43.(23-24高二上·吉林通化·期末)在“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,某同学先用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)如图为某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数,其测量值 。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约) B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约) D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器 F.滑动变阻器
G.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
从以上器材中选择合适的器材进行实验,则电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 。(填器材前的字母A、B、C、D、E、F)
(3)要求在流过金属丝的电流相同的情况下,电源的输出功率最小,并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图中的
A. B. C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 (用等物理量表示)。
【答案】0.641/0.642/0.643 A C E C
【解析】(1)[1] 螺旋测微器的精度为0.01mm,固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为
0.01×14.2mm=0.142mm
所以最终读数为0.642mm。
(2)[2][3][4]电源输出电压恒为3V,故电压表应选择A;根据电压和金属丝电阻可估计电流最大值约为
故电流表应选择C;金属丝电阻约为5Ω,故滑动变阻器应选择E。
(3)[5] 流过金属丝的电流相同的情况下电源消耗功率最小,滑动变阻器应选择限流接法,金属丝电阻很小,电流表应选择外接接法,故实验电路应选择图C;
(4)[6]根据
得金属丝电阻率
44.(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)、电压表(量程300mV,内阻300Ω)、电流表(量程300mA,内阻0.27Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0~20Ω)、电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、电源E(电动势6V,内阻不计)、开关S、导线若干,完成下列填空:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 (填“a”或“b”)端;
(2)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、I,描点结果如图(b)所示,当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为 Ω(保留1位有效数字);
(3)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为 Ω;
(4)由图(b)可知,随着流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻 (填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】a 0.7 2700 增大
【解析】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端;
(2)[2]由图(b)可知当流过电流表的电流为10mA时,电压为7mV,则小灯泡的电阻为
(3)[3]由题知,电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,有
解得
(4)[4]由图(b)和表格可知流过小灯泡电流增加,图像中变大,则灯丝的电阻增大。
45.(22-23高二上·辽宁丹东·期末)(1)如图所示,甲图为某一多用电表内部结构,关于此多用电表,下列说法正确的是
A.开关S接到位置“2”时是电压挡
B.开关S接到位置“4”时是电流挡
C. 开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小
(2)某同学用该多用电表的欧姆挡测量某电阻的阻值,他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至 (选填“×10”或“×1k”)挡,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为 。
【答案】C ×1k 13k
【解析】(1)[1] A.开关S接到位置“2”时,电阻与表头并联,分流作用,是电流挡,故A错误;
B.开关S接到位置“4”时,内部有电源,是欧姆挡,故B错误;
C.开关S接到位置“5”时的量程比接到位置“6”时的量程小,因为分压电阻小,故C正确。
故选C。
(2)[2][3] 他先将选择开关旋至“×100”挡,A、B表笔短接调零后进行测量,发现欧姆表指针偏角太小,说明电阻太大,所以应该选择×1k挡位,使指针指向中间部分,并重新短接调零,再次测量,指针位置如图乙所示,该电阻的阻值为13k。
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