内容正文:
专题03 电路及其应用
5大高频考点概览
考点01电源和电流
考点02 导体的电阻
考点03 串联电路和并联电路
考点04 实验:导体电阻率的测量
考点05 实验:练习使用多用电表
地 城
考点01
电源和电流
一、单选题
1.(24-25高二上·浙江杭州·期中)以下说法正确的是( )
A.“克(g)”是国际单位制中的导出单位
B.“电子伏特(eV)”表示的是电势的单位
C.“毫安时”表示的是能量的单位
D.“引力常量(G)”用国际单位制中的基本单位表示为
2.(24-25高二上·江苏无锡·期中)如图所示的电解池,通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是( )
A.0.5A B.0.2A C.0.3A D.0.1A
3.(24-25高二上·湖南长沙·期中)关于电流的方向,下列说法正确的是( )
A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从低电势一端流向高电势一端
B.电子运动形成的等效电流方向与正电荷定向运动方向相同
C.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
D.电子运动形成的等效电流方向与自由电子定向运动方向相同
4.(24-25高二上·四川凉山·期中)铜的导电性能优于其他常见导体材料(如铁和铝),因此在电流传输过程中能量损失较小,适合用于家庭电路中。如图,在水平放置的铜导体中,4s内有10C的负电荷水平向右通过铜导体某一横截面。关于该段铜导体内电流的大小和方向,下列说法正确的是( )
A.2.5A,水平向右 B.2.5A,水平向左
C.0.4A,水平向右 D.0.4A,水平向左
5.(24-25高二上·重庆·期中)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为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,求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。( )
A.qv,向右 B.qv,向左
C.,向右 D.,向左
6.(24-25高二上·青海西宁·期中)在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2 s内分别有1.0 × 1018个Na+和Cl−通过溶液内部的横截面M,以下解释正确的是( )
A.正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流方向从B到A
B.溶液内正负离子沿相反方向运动,电流相互抵消
C.溶液内电流方向从A到B,电流I = 0.16 A
D.溶液内电流方向从A到B,电流I = 0.08 A
7.(24-25高二上·安徽蚌埠·期中)某手机的部分说明书如图,电池容量是指电池放电时输出的总电荷量。该手机充满电后播放视频的最长时间约8h。下列说法正确的是( )
手机类型
智能手机、5G手机
电池容量
5000mAh
待机时间
10天
A.该手机播放视频时的电流约为0.02A
B.该手机电池放电时输出的总电荷量为1.8×104C
C.该手机电池放电时输出的总电荷量为3.6×104C
D.该手机待机时的电流约为0.625A
8.(24-25高二上·广东广州·期中)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.电荷在云地间转移时做匀速直线运动
B.闪电电流的瞬时值可达到30A
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m
D.第一个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
二、多选题
9.(24-25高二上·甘肃武威·期中)下列关于电流方向的说法正确的是( )
A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向
C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相同
D.在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同
10.(24-25高二上·宁夏银川·期中)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】在时间内,通过导体横截面的自由电子数目
或者
故选BC。
11.(24-25高二上·广西·期中)已知电流和自由电子定向移动平均速率的关系为,式中的为单位体积内的自由电子数(自由电子数密度),为自由电子电荷量,S为导线横截面积,为自由电子定向移动的速率。若导线通过的电流强度为,则在时间内通过导线横截面的自由电子数可表示为( )
A. B. C. D.
12.(2023高二上·全国·专题练习)如图所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣。MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是( )
A.1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B.1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C
C.充电过程把其他形式的能转化为电能
D.充电过程把电能转化为其他形式的能
13.(23-24高二下·广西贵港·期中)心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内,利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏,才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一,利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示,某次治疗中,电容器充电后的电压为,电容器的电容为,如果电容器在时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A.电容器放电完成后电容仍为
B.电容器的击穿电压为
C.电容器充电后的电荷量为0.09C
D.电容器放电过程的平均电流强度为18A
14.(23-24高二上·河南·期中)氢原子中原子核带电量为,核外电子质量为,带电量的绝对值也为,设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为,静电力常量为,则( )
A.电子绕核的运动周期为
B.电子绕核半径增大时,电子的电势能增大
C.电子绕核半径增大时,电子的动能增大
D.当电子轨道半径增为原来的4倍时,等效电流减为原来的
地 城
考点02
导体的电阻
一、单选题
1.(24-25高二上·四川绵阳·期中)一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,则( )
A.截去三分之一,剩下部分的电阻仍为R
B.均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2R
C.对折后,电阻变为
D.均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为16R
2.(2025高二·全国期中)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,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为
C.对应P点,小灯泡的电阻为
D.对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
3.(24-25高二上·河南驻马店·期中)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,下列说法正确的是( )
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
4.(24-25高二上·湖北·期中)如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B,单位体积内的自由电子数相等,横截面积比。已知5s内有个自由电子通过导线的横截面,元电荷,则下列说法错误的是( )
A.流经导线A的电流为0.16A
B.导线A、B的电阻之比为
C.5s内有个自由电子通过导线B的横截面
D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比
5.(24-25高二上·广东深圳·期中)有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比
B.通过它们的电流之比
C.电子在两段中定向移动速度之比
D.两段中的电场强度之比
6.(24-25高二上·重庆永川·期中)某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于点,点坐标为,甲的图线与轴所成夹角为30°。下列说法正确的是( )
A.随电压的增大,元件乙的电阻变小
B.元件甲的电阻为
C.在点对应的状态时,甲、乙两元件的电阻相等
D.若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5V的电源上,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.5C
7.(24-25高二上·四川广元·期中)如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A.甲元件的电阻为
B.在A点,甲的电阻大于乙的电阻
C.由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D.若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
8.(24-25高二上·江苏连云港·期中)小灯泡通电后,电流随其两端电压的变化如图所示,则说法中正确的是( )
A.由图可知,随着电压的增大,小灯泡的电阻不断减小
B.由图可知,随着电压的增大,小灯泡的电阻保持不变
C.电压为时,小灯泡的电阻是
D.电压为时,小灯泡的电阻是
9.(24-25高二上·河南郑州·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容器,X、Y为电极,边长,,,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,X、Y间电压与通过电解液的电流的关系图线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻是
B.电压时,电解液的电阻是
C.电压时,电解液的电阻率是
D.电压U增大时,电解液的电阻率将增大
二、多选题
10.(2025高二·全国·期中)假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点连线与横轴成α角,曲线在A点的切线与横轴成β角,则( )
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0
D.在A点,白炽灯的电阻可表示
11.(24-25高二上·陕西咸阳·期中)两根材料相同的均匀金属导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.A和B导线中的电流之比为1:2
B.A和B导线两端的电阻之比为3:1
C.A和B导线的横截面积之比为1:3
D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1
12.(24-25高二上·广东汕头·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,X、Y为电极,边长,,,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,其U—I图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电压增大时,电解液的电阻率减小
B.电压时,通过电解液的电流为
C.电压时,电解液的电阻是1000Ω
D.电压时,电解液的电阻率是
13.(24-25高二上·山东济宁·期中)如图,一个长方体金属块,棱长,当与之间接入的电压为时,通过金属片的电流为。当与之间接入的电压为时,下列说法正确的是( )
A.通过金属片的电阻为
B.通过金属片的电流为
C.、之间接入电路时与、之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为
D.、之间接入电路时与、之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为
14.(24-25高二上·天津北辰·期中)某一导体的伏安特性曲线如图中实线(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
A.B点对应的电阻为
B.B点对应的电阻为
C.工作状态从A变化到了B时,导体的电阻不断增大
D.工作状态从A变化到了B时,导体的电阻不断减小
15.(24-25高二上·新疆·期中)科学家们研发了一种像橡皮泥一样的新材料。这种材料在室温下可塑性强,导电性良好,可能会帮助制造新一代电子设备。由该材料制作的圆柱形导体如图所示,现将其拉长,则( )
A.AB两端的电阻变小 B.AB两端的电阻变大
C.该材料的电阻率变小 D.该材料的电阻率不变
16.(24-25高二上·宁夏银川期中)如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为.已知内有个自由电子通过导线a的横截面,电子电荷量为,则( )
A.内有个自由电子通过导线b的横截面
B.流经导线b的电流为
C.自由电子在导线a和b中移动的速率之比
D.a、b两端电压之比为
地 城
考点03
串联电路和并联电路
一、单选题
1.(24-25高二上·河北保定·期中)如图所示,将一只满偏电流为100 mA、内阻为30Ω的表头改装成测量电流、电压两用的电表,已知,。下列说法正确的是( )
A.接 Oa 端是电流表,量程为500 mA
B.接 Ob端是电压表,量程为15 V
C.接 Oa 端是电流表,量程为120 mA
D.接 Ob端是电压表,量程为 3 V
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知某一表头G,内阻,满偏电流,要将它改装成量程为的电压表,所做的操作是( )
A.串联一个的电阻 B.并联一个的电阻
C.串联一个的电阻 D.并联一个的电阻
3.(24-25高二上·四川广元·期中)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满电流为Ig=300mA,内阻为Rg=10Ω,变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是( )
A.改装为15V量程的电压表,选择图甲,R0=20Ω
B.改装为15V量程的电压表,选择图乙,R0=40Ω
C.改装为0.6A量程的电流表,选择图甲,R0=20Ω
D.改装为0.6A量程的电流表,选择图乙,R0=10Ω
4.(24-25高二上·江苏扬州·期中)如图所示,把两只完全相同的表头分别改装为甲和乙的电路图,下列说法正确的是( )
A.甲表是电压表,R越小量程越大 B.甲表是电流表,R越小量程越大
C.乙表是电压表,ab对应量程较大 D.乙表是欧姆表,ac对应倍率较大
5.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)如图所示,M、N两端的电压恒为U=16V,定值电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω、R3=2Ω,下列说法正确的是( )
A.流过R1、R2的电流之比为1∶2
B.流过R3的电流为2A
C.Rl、R3两端的电压之比为3∶2
D.R3两端的电压为8V
6.(24-25高二上·江苏扬州·期中)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,下列说法中正确的是( )
A.A1的读数等于A2的读数
B.A1的读数小于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
7.(24-25高二上·河北保定·期中)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.V1指针的偏角大于V2指针的偏角
B.A1指针的偏角小于A2指针的偏角
C.V1的读数大于V2的读数,A1的读数小于A2的读数
D.定值电阻两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1的读数
8.(24-25高二上·山东济宁·期中)如图所示,相同的电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于A2的量程,V1的量程大于V2的量程,将它们接入图示电路,闭合开关后( )
A.V1和V2的读数一样大,V1偏转角度大
B.V1和V2的读数一样大,V1偏转角度小
C.A1和A2指针偏转角度一样大,A1读数大
D.A1和A2指针偏转角度一样大,A1读数小
二、多选题
9.(24-25高二上·广东深圳·期中)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,增大时量程减小
B.乙表是电压表,增大时量程减小
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
10.(24-25高二上·重庆永川·期中)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个电阻箱组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,估算阻值
B.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
C.甲表是电流表,增大时量程增大
D.乙表是电压表,增大时量程增大
11.(24-25高二上·四川达州·期中)如图所示,,,,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,与的电压之比为5∶1
B.S闭合时,与两端的电压之比为2∶5
C.S闭合时,通过与的电流之比为1∶1
D.S闭合时,通过与的电流之比为1∶5
12.(24-25高二上·四川南充·期中)某同学将四个相同的小量程电流表(表头)分别正确改装成了量程为和两个电流表、,以及量程为和的两个电压表、。改装好后把它们按如图所示接法连入电路,则( )
A.电流表半偏时,表偏转
B.电流表半偏时,电路中的总电流为
C.电压表半偏时,表也半偏
D.电压表半偏时,电阻两端电压为
13.(24-25高二上·山西太原·期中)如图所示,把内阻为、满偏电流为50mA的表头改装成双量程电流表。已知,,接线柱a为公共接线柱。下列选项正确的是( )
A.若只增大,则两个量程都减小
B.若只增大,则两个量程都减小
C.用a、b两个接线柱时电流表的量程为0~0.6A
D.用a、b两个接线柱时电流表的量程为0~3A
14.(24-25高二上·山西晋城·期中)如图所示,两定值电阻的阻值分别为R1和R2,两电流表A1和A2的内阻也分别是R1和R2。通电后,电流表A1和A2的示数之比为2∶3,则( )
A.相同时间内,通过定值电阻R1的电荷量比R2的多
B.R1与R2之比为3∶2
C.若给R1并联一个的电阻,两电流表的示数将相等
D.若给A2串联一个的电阻,两电流表的示数将相等
15.(24-25高二上·甘肃金昌·期中)如图所示,电流计的内阻,满偏电流,,,则下列说法正确的是( )
A.当和均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是0.1A
B.当和均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3V
C.当和均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是0.1A
D.当和均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3V
16.(24-25高二上·四川绵阳·期中)如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为3V,电流表量程为2.5mA,则( )
A.甲表是电压表,乙表是电流表
B.甲表中电阻箱的阻值是50Ω,乙表中电阻箱的阻值是5800Ω
C.若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
D.若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
17.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期中)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻100Ω,求:
(1)表头的满偏电流Ig和b点与“-”之间的电压;
(2)电阻R1和R2的阻值。
18.(24-25高二上·甘肃金昌·期中)如图所示,电源电压,小灯泡额定电压为4V,电阻恒为,定值电阻,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0∼3A,电压表的量程为0∼3V,电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变,电表均为理想电表。
(1)只闭合开关,求电压表的示数;
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表示数为0.5A,求滑动变阻器的最大阻值。
19.(24-25高二上·江苏期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
地 城
考点04
实验:导体电阻率的测量
1.(24-25高二上·四川乐山·期中)“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径为 mm。
(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3V,内阻10kΩ
B.电压表0~15V,内阻50kΩ
C.电流表0~0.6A,内阻0.05Ω
D.电流表0~3A,内阻0.01Ω
E.滑动变阻器,0~10Ω
F.滑动变阻器,0~100Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。
②在下面框图中画出电路图
③若测得直径用d表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出待测电阻电阻率表达式
2.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期中)电导率是电阻率的倒数,某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,直径为d。玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住,进行如下实验:
(1)注水前,如图1,用螺旋测微器测玻璃管内径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测玻璃管长度为 cm。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(6V,内阻约为1Ω)
E.开关一只、导线若干
①请将电路中的线路连接完整 ;
②下图则是根据电流表和电压表的实验数据所画出的U-I图像。那么根据U-I的图像,求出水样的电阻R= Ω(保留2位有效数字);
(3)计算水样的电导率表达式δ= (用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此水样是否合格。
3.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)某兴趣小组测量金属丝的电阻率。可供选择的实验器材有:
阻值约10Ω的金属丝
螺旋测微器
毫米刻度尺
电池组(电动势3V,内阻约为1Ω)
电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
电流表(量程为0~3A,内阻约为0.02Ω)
电压表V(量程为0~3V,内阻约为3kΩ)
滑动变阻器R(最大阻值5Ω,额定电流1A)
开关
导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径的d,某次测量结果如图甲所示,其读数为 mm。
(2)该兴趣小组用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。为使电表调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,电流表应选 (填“”或“”)。图乙已完成部分实物连线,完成剩余连线还需要连接 和 (用接线柱处相应的字母表示)。闭合开关,测出多组电压U和电流I的数据。根据数据作出U-I图像如图丙所示,图线的斜率为k,测得该金属丝的长度为L,该合金丝的电阻率 (用d、L、k表示)。
4.(24-25高二上·云南昆明·阶段练习)实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率,其中定值电阻R1=5Ω,R3=8Ω,实验的主要步骤如下:
(1)用螺旋微器测量金属丝直径如图乙所示,则金属丝的直径为d= mm。
(2)如图甲,闭合开关前,滑动变阻器R4的滑动头应置于 (填“c”或“d”)端。
(3)先量出待测金属丝接入电路中的长度L,接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数为零。某次测量中,当电流计示数为零时,电阻箱的阻值R2=8Ω,则金属丝接入电路中的阻值为Rx= Ω。
(4)改变金属丝接入电路中的长度,重复以上步骤,记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻值R2及金属丝的有效长度L。
(5)根据记录的数据作出,图像,测得该图像的斜率为k,则金属丝的电阻率为 (用R1、R3、k、d表示)。
5.(24-25高二上·福建厦门·期中)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径 ;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用、d、L表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:
电池组(电动势为、滑动变阻器(,额定电流)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、定值电阻(阻值为,额定电流)、开关和导线若干。
闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 (结果保留2位有效数字)。
6.(24-25高二上·广西桂林·期中)小明通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,从调节到读数的过程中,根据螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序,最后一个应该为 (填字母);测得该合金丝的直径为d= mm;
(2)请根据表格中数据,在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整;
(3)小明在实验室找了两节干电池进行实验,正确连接电路后,发现对电阻的测量都有误差。其原因是 (选填“电压表”或“电流表”)的内阻对另一只电表的测量构成了影响,从而导致电阻的测量值 (选填“小于”,“大于”或“等于”);
(4)正确连接电路后,小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度,闭合开关,调节滑动变阻器,读出多组电压表和电流表的示数,在方格纸上作出图像如图丙,发现图像是一条倾斜直线,计算该合金丝电阻率 (取3,结果均保留2位有效数字)。
1
2
3
4
5
6
7
电流
0
0.08
0.11
0.15
0.19
0.27
0.38
电压
0
0.19
0.29
0.44
0.60
0.80
1.15
地 城
考点05
实验:练习使用多用电表
1.(21-22高二上·内蒙古赤峰·期末)(1)如图甲所示为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为的电阻,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使电表指针停在 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
②将选择开关旋转到欧姆挡的 (填“”“”“”或“”位置。
③将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
(2)为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏角非常小,下列判断和做法正确的是______(填字母代号)。
A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆 B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“”挡,调零后测量 D.如需进一步测量可换“”挡,调零后测量
2.(24-25高二上·广东·期中)有一根细长而均匀的金属管线样品。
(1)先用多用电表粗测电阻,所用电表的红表笔应该插入电表的 (选填“+插孔”“-插孔”),欧姆挡有4挡,分别为“”、“”、“”、“”,用此表测样品的阻值,当用“”挡测量时,发现指针的偏转角度很大。为了使测量结果更准确,应先换用 (选填“”“”)挡,接着进行 (选填“机械调零”“欧姆调零”),测量结果如图,则电阻为 Ω。
(2)现要精确测量其阻值,备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.开关、导线
上述器材中应选用的是 (只填写字母代号)
(3)某同学采用了如图所示电路,采用伏安法测量电阻,测量值比真实值偏 (选填“偏大”或“偏小”),电路中滑动变阻器采用的是 (选填“分压式”“限流式”)接法。
(4)根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是 。
3.(24-25高二上·湖南·期中)某实验小组欲测量一个定值电阻的阻值。
(1)方案一∶用多用电表对电阻进行初步测量。先将红黑表笔插入多用电表的插孔,之后将多用电表开关旋至欧姆挡的“×1”挡后,接下来的操作是红黑表笔短接,进行 (填“欧姆调零”或“机械调零”),再将红黑表笔分别与该定值电阻两端相接,多用电表指针偏转位置如图甲所示,则该定值电阻的阻值为Rx= Ω。
(2)方案二∶除待测电阻Rx,开关S、导线外,实验室还提供下列器材∶
A.电池组(电动势3V,内阻较小)
B.电流表(满偏电流6mA,内阻为rg=100Ω)
C.电流表(0~0.3A,内阻约1Ω)
D.电阻箱(阻值0~999.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值0~5Ω)
F.滑动变阻器(阻值0~2000Ω)
实验小组根据器材设计如图乙所示的实验电路,回答下列问题∶
①滑动变阻器应选择 (选填“E”或“F”),开关S闭合前滑动变阻器的触头Р应位于 (选项填“a”或“b”)端;
②电流表应选择 (选填“B”或“C”);
③实验中将电阻箱调至合适阻值R0并保持不变。调节滑动变阻器,利用电流表、测得多组数据Ⅰ1、I2,作出I1-I2图像如图丙所示,图线的斜率为k,则待测电阻的阻值Rx= (用字母k、R0和rg表示)。
4.(24-25高二上·福建三明·期中)某学习兴趣小组测量一段粗细均匀的圆柱形合金丝的电阻率,操作如下∶
(1)用游标卡尺测出合金丝接入电路的有效长度l,示数如图甲所示,则l为 mm;
(2)用欧姆表粗测该合金丝的电阻。小组同学第一次选择“×10k”倍率的挡位,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了测量更准确,他们应该将倍率调到 (选填“×1k”或“×100”)的挡位,正确操作后电表针指示如图,则该合金丝的电阻为 Ω。除待测电阻外,还有如下实验仪器:
A.电源(电动势8V,内阻约为1Ω)
B.电流表A(量程0~0.6mA,内阻约为15Ω)
C.电压表V(量程0~3V,内阻约为5kΩ)
D.滑动变阻器R(0~10kΩ,额定电流2A)
E.开关、导线若干,实验步骤如下:
(3)两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图 (选填“乙”或“丙”)更合理。
(4)若测得电流表示数为I、电压表示数为U,合金丝的直径为d,则可得合金丝的电阻率的表达式为 (用U、I、l、d表示);由于电表内阻的影响,合金丝电阻率的测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
5.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某实验小组测未知电阻的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为2.4V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到实物图中的 (“最左端”或“最右端”)。开始调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值 Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是 。
6.(24-25高二上·广西玉林·期中)用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为20的电阻,测量步骤如下:
(1)调节指针定位螺丝S,使多用电表指针对准电流“0”刻度线;
(2)将选择开关旋转到“”挡的 位置;(填“”或“”)
(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节 (选填甲图中的S或T),使电表指针对准电阻的零刻度线;
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 。
7.(24-25高三上·北京·阶段练习)多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 (选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动 (选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的 (选填“0”或“∞”)刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小。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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔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
(3)如图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
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.按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
8.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某同学想测量一段金属丝的电阻,实验室提供的器材如下:
A.直流电源(电动势约6V,内阻不计)
B.滑动变阻器R(阻值)
C.电流表(量程约0.5A,)
D.电流表(量程约1.5A,内阻约)
E.定值电阻(阻值约)
F.定值电阻(阻值为)
G.开关一个与导线若干
(1)实验时,先用多用电表粗测电阻丝的阻值,若发现指针偏转过大,应换用更 (选填“大”或“小”)倍率测量,当用了×10倍率后测量指针偏转如图(a)所示,即 。
(2)在实验中,既要满足实验要求,又要减小误差,该同学采用如图(b)所示的电路图,电表A应选用 ,定值电阻应选用 。(均填写器材前字母)
(3)连接好电路,开始做实验,实验中电流表和的读数分别为和,请用已知量写出金属丝电阻的表达式 。(用题中所给字母表示)
9.(24-25高二上·福建三明·期中)某同学测量粗细均匀的某种导电材料Rx的电阻率ρ,现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺 B.螺旋测微器
C.电流表A(量程0.6A、内阻约为0.5Ω) D.电压表V(量程3V、内阻约为30kΩ)
E.滑动变阻器R(0—5Ω,额定电流为2A) F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小)
G.导电材料Rx(长约为10cm,电阻约为10Ω) H.开关一只、导线若干。
请回答下列问题:
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L,和导电材料的直径d,如图所示则L= mm,d= mm。
(2)该同学用多用电表欧姆挡“1”粗测电阻,如图3所示,则电阻读数为 Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为 V;
(3)为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,设计合适电路,请用笔画线,将实物图连接完整 。
(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Rx的电阻率ρ。请你写出电阻率的表达式为ρ= (用字母L、d、U、I表示)
10.(24-25高二上·江苏连云港·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,实验步骤如下:
(1)用米尺测量金属导线的长度,测三次,求出平均值L,在金属导线三个不同的位置用螺旋测微器测量直径,求出平均值d,下图中螺旋测微器的读数为 mm。
(2)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻先粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图,则阻值为 。
(3)为使测量尽量精确, 电流表应选 (选填“”或“”),电压表应选 (选填“”或“”)。
电源E(电动势为3V、内阻约为0.5Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电流表(量程0.6A、内阻约为2Ω)
电流表(量程1A、内阻约为1Ω)
电压表(量程15V、内阻约为3000Ω)
电压表(量程3.0V、内阻约为1000Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量金属丝阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在下图中画完整测量金属丝阻值的电路图 (图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号),并分析电路产生系统误差的主要原因是 ;
(5)实验测得两电表读数如下图,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 A,若实验测得金属丝的长度为,直径为,则该金属丝的电阻率表达式为 (用L、d、I、U表示),并按以上测量数据计算出电阻率的大小 (结果保留两位有效数字)。
试卷第1页,共3页
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专题03 电路及其应用
5大高频考点概览
考点01电源和电流
考点02 导体的电阻
考点03 串联电路和并联电路
考点04 实验:导体电阻率的测量
考点05 实验:练习使用多用电表
地 城
考点01
电源和电流
一、单选题
1.(24-25高二上·浙江杭州·期中)以下说法正确的是( )
A.“克(g)”是国际单位制中的导出单位
B.“电子伏特(eV)”表示的是电势的单位
C.“毫安时”表示的是能量的单位
D.“引力常量(G)”用国际单位制中的基本单位表示为
【答案】D
【详解】A.“克(g)”不是国际单位制中的单位,“千克(kg)”才是国际单位制中的单位,故A错误;
B.“电子伏特(eV)”表示的是能量的单位,故B错误;
C.“毫安时”表示的是电荷量的单位,故C错误;
D.根据
,
可知“引力常量(G)”用国际单位制中的基本单位表示为,故D正确。
故选D。
2.(24-25高二上·江苏无锡·期中)如图所示的电解池,通电1s时间内共有0.2C的正离子和0.3C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是( )
A.0.5A B.0.2A C.0.3A D.0.1A
【答案】A
【详解】由题可知1s通过截面xy的电荷量为
则这个电路中的电流为
故选A。
3.(24-25高二上·湖南长沙·期中)关于电流的方向,下列说法正确的是( )
A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从低电势一端流向高电势一端
B.电子运动形成的等效电流方向与正电荷定向运动方向相同
C.电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
D.电子运动形成的等效电流方向与自由电子定向运动方向相同
【答案】B
【详解】AC.在电源的外部电路中,电流从正极流向负极,在电源内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,故AC错误;
BD.电子带负电,电子运动形成的等效电流方向与正电荷运动的方向相同,与自由电子定向运动方向相反,故B正确,D错误。
故选B。
4.(24-25高二上·四川凉山·期中)铜的导电性能优于其他常见导体材料(如铁和铝),因此在电流传输过程中能量损失较小,适合用于家庭电路中。如图,在水平放置的铜导体中,4s内有10C的负电荷水平向右通过铜导体某一横截面。关于该段铜导体内电流的大小和方向,下列说法正确的是( )
A.2.5A,水平向右 B.2.5A,水平向左
C.0.4A,水平向右 D.0.4A,水平向左
【答案】B
【详解】电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,故电流的方向水平向左,大小为
故选B。
5.(24-25高二上·重庆·期中)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿着轴线方向做速度为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,求由于棒的运动形成的等效电流大小和方向。( )
A.qv,向右 B.qv,向左
C.,向右 D.,向左
【答案】B
【详解】棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时,通过横截面的电量大小为
根据电流的定义式可得等效电流为
由于棒带负电,则电流的方向与棒运动的方向相反,即与v的方向相反。
故选B。
6.(24-25高二上·青海西宁·期中)在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2 s内分别有1.0 × 1018个Na+和Cl−通过溶液内部的横截面M,以下解释正确的是( )
A.正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流方向从B到A
B.溶液内正负离子沿相反方向运动,电流相互抵消
C.溶液内电流方向从A到B,电流I = 0.16 A
D.溶液内电流方向从A到B,电流I = 0.08 A
【答案】C
【详解】AB.电流的方向与正离子定向移动方向相同,与负离子定向移动方向相反,所以正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流方向也从A到B,不会相互抵消,故AB错误;
CD.溶液内电流方向从A到B,2 s时间内通过溶液截面的电荷量
则根据电流的定义式
故C正确,D错误。
故选C。
7.(24-25高二上·安徽蚌埠·期中)某手机的部分说明书如图,电池容量是指电池放电时输出的总电荷量。该手机充满电后播放视频的最长时间约8h。下列说法正确的是( )
手机类型
智能手机、5G手机
电池容量
5000mAh
待机时间
10天
A.该手机播放视频时的电流约为0.02A
B.该手机电池放电时输出的总电荷量为1.8×104C
C.该手机电池放电时输出的总电荷量为3.6×104C
D.该手机待机时的电流约为0.625A
【答案】B
【详解】A.该手机播放视频时的电流约为
选项A错误;
BC.该手机电池放电时输出的总电荷量为
选项B正确,C错误;
D.该手机待机时的电流约为
选项D错误。
故选B。
8.(24-25高二上·广东广州·期中)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A.电荷在云地间转移时做匀速直线运动
B.闪电电流的瞬时值可达到30A
C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m
D.第一个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
【答案】C
【详解】A.电荷在云地间转移时受电场力作用,电荷做匀变速直线运动,故A错误;
B.根据电流强度的定义式可得,电流
=1×105 A
故B错误;
C.电场强度的大小为
=1×106V/m
故C正确;
D.释放的能量等于电场力做功
W=QU=6×1.0×109J=6×109J
故D错误;
故选C。
二、多选题
9.(24-25高二上·甘肃武威·期中)下列关于电流方向的说法正确的是( )
A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向
C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相同
D.在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同
【答案】BD
【详解】AB.物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,A错误,B正确;
C.在金属导体中,做定向移动的是自由电子,而电子带负电,故电流方向与自由电子定向移动的方向相反,C错误;
D.在电解液中,定向移动的有正离子和负离子,其中电流方向与正离子定向移动的方向相同,与负离子定向移动的方向相反,D正确。
故选BD。
10.(24-25高二上·宁夏银川·期中)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】在时间内,通过导体横截面的自由电子数目
或者
故选BC。
11.(24-25高二上·广西·期中)已知电流和自由电子定向移动平均速率的关系为,式中的为单位体积内的自由电子数(自由电子数密度),为自由电子电荷量,S为导线横截面积,为自由电子定向移动的速率。若导线通过的电流强度为,则在时间内通过导线横截面的自由电子数可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】根据电流的定义式可知,通过该导线横截面的电荷量
q=It
则在时间t内通过该导线横截面的电子数为
再根据电流的微观表达式
I=nevS
则可得
N=nSvt
故选BD。
12.(2023高二上·全国·专题练习)如图所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣。MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500mA,则以下说法正确的是( )
A.1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B.1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C
C.充电过程把其他形式的能转化为电能
D.充电过程把电能转化为其他形式的能
【答案】BD
【详解】AB.根据电流的定义式有
解得
q=0.5 C
故A错误,B正确;
CD.充电过程是将电能储存起来,可知,充电过程是将电能转化为其他形式的能,故C错误,D正确。
故选BD。
13.(23-24高二下·广西贵港·期中)心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内,利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏,才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一,利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示,某次治疗中,电容器充电后的电压为,电容器的电容为,如果电容器在时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A.电容器放电完成后电容仍为
B.电容器的击穿电压为
C.电容器充电后的电荷量为0.09C
D.电容器放电过程的平均电流强度为18A
【答案】AC
【详解】A.电容器的电容只由电容器自身决定,所以电容器放电完成后电容仍为,故A正确;
B.电容器充电后的电压为,可知电容器的击穿电压一定大于,故B错误;
C.电容器充电后的电荷量为
故C正确;
D.电容器放电过程的平均电流强度为
故D错误。
故选AC。
14.(23-24高二上·河南·期中)氢原子中原子核带电量为,核外电子质量为,带电量的绝对值也为,设核外电子绕核做匀速圆周运动的半径为,静电力常量为,则( )
A.电子绕核的运动周期为
B.电子绕核半径增大时,电子的电势能增大
C.电子绕核半径增大时,电子的动能增大
D.当电子轨道半径增为原来的4倍时,等效电流减为原来的
【答案】ABD
【详解】A.根据
可得
选项A正确;
B.电子绕核半径增大时,静电力做负功,电势能增大,选项B正确;
C.根据
当电子绕核半径增大时,电子的动能减小,选项C错误;
D.当电子轨道半径增大为原来的4倍时,根据
电子的周期变为原来的8倍,等效电流
等效电流减为原来的,选项D正确。
故选ABD。
地 城
考点02
导体的电阻
一、单选题
1.(24-25高二上·四川绵阳·期中)一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,则( )
A.截去三分之一,剩下部分的电阻仍为R
B.均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2R
C.对折后,电阻变为
D.均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为16R
【答案】D
【详解】A.截去三分之一后,剩余长度为原长的三分之二。根据电阻定律
可知电阻与长度成正比,故剩余电阻为,故A错误;
B.拉长为原长的2倍时,体积不变,截面积变为原面积的二分之一,则电阻,故B错误;
C.对折后,长度减半,截面积加倍。电阻,故C错误;
D.拉长使截面积为四分之一时,长度变为4倍。电阻,故D正确。
故选D。
2.(2025高二·全国期中)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,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为
C.对应P点,小灯泡的电阻为
D.对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
【答案】C
【详解】A.图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数表示小灯泡的电阻,由题图可知,U越大,图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数不断增大,则小灯泡的电阻增大,故A正确,不符合题意;
BC.对应P点,小灯泡的电阻为,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.对应P点,小灯泡的功率,与题图中PQOM所围的面积相等,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(24-25高二上·河南驻马店·期中)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,下列说法正确的是( )
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】C
【详解】A.根据电阻定律有
可知,两导体的电阻之比为,故A错误;
B.A、B电阻串联,根据串联的特点可知,流过A、B的电流之比为1∶1,故B错误;
C.由电流的微观表达式有
结合上述分析解得
通过A、B的电子定向移动速率之比为1∶4,故C正确;
D.根据
单位时间通过A、B的电量之比为1∶1,故D错误。
故选 C。
4.(24-25高二上·湖北·期中)如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B,单位体积内的自由电子数相等,横截面积比。已知5s内有个自由电子通过导线的横截面,元电荷,则下列说法错误的是( )
A.流经导线A的电流为0.16A
B.导线A、B的电阻之比为
C.5s内有个自由电子通过导线B的横截面
D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,流经导线A的电流为
故A正确,不满足题意要求;
B.根据电阻定律可得
可得导线A、B的电阻之比为
故B正确,不满足题意要求;
C.因A、B串联,通过A、B的电流相等,所以相同时间内通过的电荷量相等,即内有个自由电子通过导线B的横截面,故C错误,满足题意要求;
D.根据电流微观表达式
可得
由于通过导线A、B电流相等,单位体积内的自由电子数相等,则自由电子在导线和中移动的平均速率之比为
故D正确,不满足题意要求。
故选C。
5.(24-25高二上·广东深圳·期中)有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比
B.通过它们的电流之比
C.电子在两段中定向移动速度之比
D.两段中的电场强度之比
【答案】C
【详解】A.长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为
则横截面积之比为
根据
可知,故A错误;
B.因两者是串联,它们的电流总相等,故B错误;
C.根据电流的微观表达式
有定向移动速率与横截面面积成反比,因此,故C正确;
D.串联电路,电流相等,则两段中的电场强度
因此电场强度与电压成正比,则,故D错误;
故选C。
6.(24-25高二上·重庆永川·期中)某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于点,点坐标为,甲的图线与轴所成夹角为30°。下列说法正确的是( )
A.随电压的增大,元件乙的电阻变小
B.元件甲的电阻为
C.在点对应的状态时,甲、乙两元件的电阻相等
D.若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5V的电源上,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.5C
【答案】C
【详解】A.随电压的增大,元件乙图像上的点与原点连线斜率减小,根据
可知其电阻变大,选项A错误;
B.元件甲的电阻为
选项B错误;
C.在点对应的状态时,甲、乙两元件的电压和电流都相等,可知电阻相等,选项C正确;
D.若将甲、乙两元件并联后直接接在电压恒为5V的电源上,通过甲的电流为
则干路电流为
I=I1+I2=1A+0.625A=1.625A
则每秒通过干路某一横截面的电 荷量为
q=It=1.625×1C=1.625C
故D错误。
故选C。
7.(24-25高二上·四川广元·期中)如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A.甲元件的电阻为
B.在A点,甲的电阻大于乙的电阻
C.由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D.若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
【答案】D
【详解】A.根据图像可知,甲元件的电阻
故A错误;
B.在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,由欧姆定律可知,甲的电阻等于乙的电阻,故B错误;
C.根据欧姆定律可知,图像上点与原点连线斜率的倒数等于电阻,由题图可知,元件乙对应图像上点与原点连线斜率逐渐减小,则乙元件电阻随电压增大而增大,故C错误;
D.若将甲、乙元件串联,电流为1A时,此时甲元件的电压为
由图像可知,乙元件的电压为5V,则甲、乙元件的总电压为
故D正确。
故选D。
8.(24-25高二上·江苏连云港·期中)小灯泡通电后,电流随其两端电压的变化如图所示,则说法中正确的是( )
A.由图可知,随着电压的增大,小灯泡的电阻不断减小
B.由图可知,随着电压的增大,小灯泡的电阻保持不变
C.电压为时,小灯泡的电阻是
D.电压为时,小灯泡的电阻是
【答案】C
【详解】AB.图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图可知,随电压的增大,图像上的点与原点连线的斜率减小,则可知灯泡的电阻不断增大,随着电压的增大,灯泡的电阻不断增大,故AB错误;
C.加12V的电压时,电流为1.5A,小灯泡的电阻为
故C正确;
D.加5V的电压时,电流为1.0A,则由欧姆定律可知,导体的电阻为
故D错误。
故选C。
9.(24-25高二上·河南郑州·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容器,X、Y为电极,边长,,,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,X、Y间电压与通过电解液的电流的关系图线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压时,电解液的电阻是
B.电压时,电解液的电阻是
C.电压时,电解液的电阻率是
D.电压U增大时,电解液的电阻率将增大
【答案】B
【详解】AB.由图乙可知,在U=12V时,I=5×10﹣3A,由欧姆定律推导式可知,此时电阻为
故A错误,B正确;
C.电压U=12V时,此时电阻为R=2400Ω,结合图甲,由电阻决定式
代入数据解得电阻率为
故C错误;
D.根据U﹣I图像中与坐标原点连线的斜率表示电阻,由图乙可知斜率越来越小,电阻越来越小,由公式,可知电阻率越来越小,故D错误。
故选B。
二、多选题
10.(2025高二·全国·期中)假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点连线与横轴成α角,曲线在A点的切线与横轴成β角,则( )
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0
D.在A点,白炽灯的电阻可表示
【答案】CD
【详解】A.由图可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大,故A错误;
BD.在A点,白炽灯的电阻可表示为
考虑到横纵坐标的单位长度所代表的物理量的数值可能不一样,故不能表示为tan β或tan α,故B错误,D正确;
C.在A点,白炽灯的功率可表示为P=
故C正确。
故选CD。
11.(24-25高二上·陕西咸阳·期中)两根材料相同的均匀金属导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.A和B导线中的电流之比为1:2
B.A和B导线两端的电阻之比为3:1
C.A和B导线的横截面积之比为1:3
D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1
【答案】BD
【详解】A.依题意,金属导线A和B串联在电路中,所以A和B导线中的电流之比为1:1,故A错误;
B.由图可知
,
根据
可知
即A和B导线两端的电阻之比为3:1,故B正确;
C.根据
又
,
解得
即A和B导线的横截面积之比为1:6,故C错误;
D.根据
解得
即A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1,故D正确。
故选BD。
12.(24-25高二上·广东汕头·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,X、Y为电极,边长,,,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后,其U—I图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.电压增大时,电解液的电阻率减小
B.电压时,通过电解液的电流为
C.电压时,电解液的电阻是1000Ω
D.电压时,电解液的电阻率是
【答案】AD
【详解】A.图像中,图线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻,根据图乙可知,电压增大时,电解液的电阻减小,即电压增大时,电解液的电阻率减小,故A正确;
B.根据图乙可知,电压时,通过电解液的电流为,故B错误;
C.结合上述可知,电压时,电解液的电阻
故C错误;
D.根据
结合上述与题中所给数据解得
故D正确。
故选AD。
13.(24-25高二上·山东济宁·期中)如图,一个长方体金属块,棱长,当与之间接入的电压为时,通过金属片的电流为。当与之间接入的电压为时,下列说法正确的是( )
A.通过金属片的电阻为
B.通过金属片的电流为
C.、之间接入电路时与、之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为
D.、之间接入电路时与、之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为
【答案】AB
【详解】A.与之间接入时的电阻
当与之间接入的电阻
联立解得
故A正确;
B.通过金属片的电流为
故B正确;
CD.电阻率是导体材料的属性,与接入电路的情况无关,电阻率相同,故CD错误。
故选AB。
14.(24-25高二上·天津北辰·期中)某一导体的伏安特性曲线如图中实线(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )
A.B点对应的电阻为
B.B点对应的电阻为
C.工作状态从A变化到了B时,导体的电阻不断增大
D.工作状态从A变化到了B时,导体的电阻不断减小
【答案】AC
【详解】AB.根据电阻的决定式可知,B点对应的电阻为
故A正确,B错误;
CD.根据欧姆定律有
可知,图像中,图线上的某乙点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数,由于从A变化到了B时,斜率逐渐减小,则导体的电阻不断增大,故C正确,D错误。
故选AC。
15.(24-25高二上·新疆·期中)科学家们研发了一种像橡皮泥一样的新材料。这种材料在室温下可塑性强,导电性良好,可能会帮助制造新一代电子设备。由该材料制作的圆柱形导体如图所示,现将其拉长,则( )
A.AB两端的电阻变小 B.AB两端的电阻变大
C.该材料的电阻率变小 D.该材料的电阻率不变
【答案】BD
【详解】AB.根据电阻定律
知,长度变大,横截面积减小,可知AB两端的电阻变大,选项B正确、A错误;
CD.材料的电阻率是由材料本身的性质决定的,与外形变化无关,选项D正确、C错误。
故选BD。
16.(24-25高二上·宁夏银川期中)如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为.已知内有个自由电子通过导线a的横截面,电子电荷量为,则( )
A.内有个自由电子通过导线b的横截面
B.流经导线b的电流为
C.自由电子在导线a和b中移动的速率之比
D.a、b两端电压之比为
【答案】ACD
【详解】A.因、串联,通过、的电流相等,所以相同时间内通过的电荷量相等,即内有个自由电子通过导线的横截面,故A正确;
B.根据题意可知,流经导线的电流为
因、串联,通过的电流相等,所以流经导线的电流为,故B错误;
C.根据电流微观表达式
可得
由于通过导线、电流相等,单位体积内的自由电子数相等,则自由电子在导线和中移动的速率之比为
故C正确;
D.根据电阻定律
可得、电阻之比为
根据欧姆定律可得
由于通过导线、电流相等,则、两端电压之比为
故D正确。
故选ACD。
地 城
考点03
串联电路和并联电路
一、单选题
1.(24-25高二上·河北保定·期中)如图所示,将一只满偏电流为100 mA、内阻为30Ω的表头改装成测量电流、电压两用的电表,已知,。下列说法正确的是( )
A.接 Oa 端是电流表,量程为500 mA
B.接 Ob端是电压表,量程为15 V
C.接 Oa 端是电流表,量程为120 mA
D.接 Ob端是电压表,量程为 3 V
【答案】B
【详解】AC.用Oa两端时是电流表,量程为
故AC错误;
BD.用Ob两端时是电压表,量程为
故B正确,D错误。
故选B。
2.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知某一表头G,内阻,满偏电流,要将它改装成量程为的电压表,所做的操作是( )
A.串联一个的电阻 B.并联一个的电阻
C.串联一个的电阻 D.并联一个的电阻
【答案】A
【详解】要将它改装成量程为的电压表,需要串联一个电阻分压,根据
可得
故选A。
3.(24-25高二上·四川广元·期中)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满电流为Ig=300mA,内阻为Rg=10Ω,变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是( )
A.改装为15V量程的电压表,选择图甲,R0=20Ω
B.改装为15V量程的电压表,选择图乙,R0=40Ω
C.改装为0.6A量程的电流表,选择图甲,R0=20Ω
D.改装为0.6A量程的电流表,选择图乙,R0=10Ω
【答案】B
【详解】AB.改装为15V量程的电压表,需串联一个电阻,选择图乙,根据欧姆定律有
解得
故A错误,B正确;
CD.改装为0.6A量程的电流表,需要并联一个电阻,选择图甲,根据欧姆定律有
解得
故CD错误。
故选B。
4.(24-25高二上·江苏扬州·期中)如图所示,把两只完全相同的表头分别改装为甲和乙的电路图,下列说法正确的是( )
A.甲表是电压表,R越小量程越大 B.甲表是电流表,R越小量程越大
C.乙表是电压表,ab对应量程较大 D.乙表是欧姆表,ac对应倍率较大
【答案】B
【详解】甲图中电流计与定值电阻并联,是电流表,其中R越小,则分流越大,则量程越大;乙图中电流计与定值电阻串联,是电压表,其中ac中对应的分压电阻较大,则量程较大。
故选B。
5.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)如图所示,M、N两端的电压恒为U=16V,定值电阻的阻值分别为R1=3Ω、R2=6Ω、R3=2Ω,下列说法正确的是( )
A.流过R1、R2的电流之比为1∶2
B.流过R3的电流为2A
C.Rl、R3两端的电压之比为3∶2
D.R3两端的电压为8V
【答案】D
【详解】AB.和并联的电阻值为
所以M、N间的总电阻为
回路电流为
即流过R3的电流为4A。因为和并联,两端电压相等,流过R1、R2的电流之比为2∶1。
故AB错误;
CD.和串联,流过两电阻的电流相等,则电压与电阻值成正比,即和两端的电压比为。所以R3两端的电压为8V,故C错误,D正确。
故选D。
6.(24-25高二上·江苏扬州·期中)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,下列说法中正确的是( )
A.A1的读数等于A2的读数
B.A1的读数小于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】D
【详解】两个相同的灵敏电流计改装而成的电流表,内部都是相同的电流计与电阻的并联,改装后的电流表并联在电路中,可知表头两端电压相同,电流相同,指针偏转角度相同;电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)量程之比为5:1,可知A1的读数与A2的读数之比为5:1。
故选D。
7.(24-25高二上·河北保定·期中)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.V1指针的偏角大于V2指针的偏角
B.A1指针的偏角小于A2指针的偏角
C.V1的读数大于V2的读数,A1的读数小于A2的读数
D.定值电阻两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1的读数
【答案】D
【详解】A.电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成的,而两个电压表串联 ,故电流相等,指针偏角相同,故A错误;
B.电流表是用灵敏电流计并联一个分流电阻改装而成,由于两电流表串联,电流表电流相等,但电流表A1的量程小于A2的量程,所以A1指针的偏角大于A2指针的偏角,故B错误;
C.以上分析可知两电压表指针指针偏角相同,但由于电压表V1的量程大于V2的量程,V1的读数大于V2的读数,由于两电流表串联,故读数相同,故C错误;
D.图中可知,两电压表串联再去R并联,故R的电压为两电压表读数之和,由串并联关系可知,A1电流大小等于通过R的电流与通过两电压表的电流之和,故通过电流小于A1的读数,故D正确。
故选D 。
8.(24-25高二上·山东济宁·期中)如图所示,相同的电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于A2的量程,V1的量程大于V2的量程,将它们接入图示电路,闭合开关后( )
A.V1和V2的读数一样大,V1偏转角度大
B.V1和V2的读数一样大,V1偏转角度小
C.A1和A2指针偏转角度一样大,A1读数大
D.A1和A2指针偏转角度一样大,A1读数小
【答案】C
【详解】AB.电压表V1和V2串联,则流过的电流相同,则指针偏转角度相同,但由于电压表V1的量程大,则内阻大,所以V1的读数比V2的读数大,故AB错误;
CD.电流表A1和A2并联,则改装后两个电流表内的两小量程电流表G也并联,所以两小量程电流表G的示数相同,所以指针偏转角度相同,而A1的量程大,则A1的读数比A2的读数大,故C正确,D错误。
故选C。
二、多选题
9.(24-25高二上·广东深圳·期中)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,增大时量程减小
B.乙表是电压表,增大时量程减小
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
【答案】AD
【详解】A.甲由一个灵敏电流表和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,电流表的量程为
可知,当增大时,量程减小,故A正确;
B.乙由一个灵敏电流表和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,电压表的量程为
可知,增大时,量程增大,故B错误;
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
解得,故C错误;
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
解得,故D正确。
故选AD。
10.(24-25高二上·重庆永川·期中)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个电阻箱组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,估算阻值
B.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
C.甲表是电流表,增大时量程增大
D.乙表是电压表,增大时量程增大
【答案】AD
【详解】AC.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表。电流表的量程为
可知当增大时量程减小;若改装成的电流表的量程为0.6A,则有
故A正确,C错误;
BD.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表。电压表的量程为
可知增大时量程增大;若改装成的电压表的量程为3V,则有
故B错误,D正确。
故选AD。
11.(24-25高二上·四川达州·期中)如图所示,,,,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,与的电压之比为5∶1
B.S闭合时,与两端的电压之比为2∶5
C.S闭合时,通过与的电流之比为1∶1
D.S闭合时,通过与的电流之比为1∶5
【答案】BC
【详解】A.S断开时,与串联,由串联电路特征可知电压比等于电阻比,即与两端的电压之比为1∶5,A错误;
BCD.S闭合时,与并联再与串联,由串并联关系可知,与电压相等,又因为电阻相等,故通过与的电流之比为1∶1,流过的电流为总电流,故通过与的电流之比为2∶1,由欧姆定律
可知与两端的电压之比为2∶5,BC正确,D错误。
故选BC。
12.(24-25高二上·四川南充·期中)某同学将四个相同的小量程电流表(表头)分别正确改装成了量程为和两个电流表、,以及量程为和的两个电压表、。改装好后把它们按如图所示接法连入电路,则( )
A.电流表半偏时,表偏转
B.电流表半偏时,电路中的总电流为
C.电压表半偏时,表也半偏
D.电压表半偏时,电阻两端电压为
【答案】BC
【详解】A.将电流表和电压表内部电路补全,如图所示
两个电流表的表头并联,电压相等,通过表头的电流也相等,所以电流表半偏时,表也半偏,故A错误;
B.电流表半偏时,表也半偏,则通过两个电流表和的电流分别为
电路中的总电流为
故B正确;
C.电压表和串联,流过两个表头的电流相等,所以,电压表半偏时,表也半偏,故C正确;
D.电压表半偏时,表也半偏,电压表和的电压分别为
所以,电阻两端电压为
故D错误。
故选BC。
13.(24-25高二上·山西太原·期中)如图所示,把内阻为、满偏电流为50mA的表头改装成双量程电流表。已知,,接线柱a为公共接线柱。下列选项正确的是( )
A.若只增大,则两个量程都减小
B.若只增大,则两个量程都减小
C.用a、b两个接线柱时电流表的量程为0~0.6A
D.用a、b两个接线柱时电流表的量程为0~3A
【答案】AD
【详解】CD.用a、b两个接线柱时电流表的量程为:
代入解得
Ib=3A
故C错误,D正确;
AB.用a、c两个接线柱时电流表的量程为
用a、b两个接线柱时电流表的量程为
由上可知,若只增大R1,两个量程都减小;若只增大R2,a、c间的量程减小,a、b间的量程增大,故A正确,B错误。
故选AD。
14.(24-25高二上·山西晋城·期中)如图所示,两定值电阻的阻值分别为R1和R2,两电流表A1和A2的内阻也分别是R1和R2。通电后,电流表A1和A2的示数之比为2∶3,则( )
A.相同时间内,通过定值电阻R1的电荷量比R2的多
B.R1与R2之比为3∶2
C.若给R1并联一个的电阻,两电流表的示数将相等
D.若给A2串联一个的电阻,两电流表的示数将相等
【答案】BC
【详解】A.电流越大,说明单位时间内通过的电荷量越大;所以相同时间内,通过定值电阻R1的电荷量比R2的少,故A错误;
BCD.根据
并联电路电压相等,说明R1与R2的电阻之比为3∶2,因此给R1并联一个阻值为的电阻后,两个支路电阻相等,电流相等,选项BC正确,D错误。
故选BC。
15.(24-25高二上·甘肃金昌·期中)如图所示,电流计的内阻,满偏电流,,,则下列说法正确的是( )
A.当和均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是0.1A
B.当和均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3V
C.当和均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是0.1A
D.当和均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3V
【答案】BC
【详解】AB.当和均断开时,电流计与电阻串联,虚线框中可等效为电压表,其量程为
故A错误,B正确;
CD.当和均闭合时,电流计与电阻并联,虚线框中可等效为电流表,其量程为
故C正确,D错误。
故选BC。
16.(24-25高二上·四川绵阳·期中)如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为3V,电流表量程为2.5mA,则( )
A.甲表是电压表,乙表是电流表
B.甲表中电阻箱的阻值是50Ω,乙表中电阻箱的阻值是5800Ω
C.若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
D.若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
【答案】BC
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,乙由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,故A错误;
B.根据
代入数据解得
,
故B正确;
C.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当增大R,减小量程,故C正确;
D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当减小R,减小量程,故D错误。
故选BC。
17.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期中)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻100Ω,求:
(1)表头的满偏电流Ig和b点与“-”之间的电压;
(2)电阻R1和R2的阻值。
【答案】(1)1mA,9V
(2),10Ω
【详解】(1)根据图甲
b点与“-”之间的电压
(2)根据图乙
解得,
18.(24-25高二上·甘肃金昌·期中)如图所示,电源电压,小灯泡额定电压为4V,电阻恒为,定值电阻,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0∼3A,电压表的量程为0∼3V,电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变,电表均为理想电表。
(1)只闭合开关,求电压表的示数;
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表示数为0.5A,求滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)2V
(2)
【详解】(1)只闭合开关时,灯泡与电阻串联,电压表测两端的电压,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻
此时通过电路的电流
所以两端的电压为
即电压表示数为2V。
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻与的最大阻值并联,电流表A测干路电流,此时电流表示数为0.5A,并联电路各并联支路两端电压相等,所以通过的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流
所以滑动变阻器的最大阻值为
19.(24-25高二上·江苏期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)或
(2)
(3),
【详解】(1)图甲中使用A、B两个端点时
得到
或
(2)图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
(3)图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得
,
地 城
考点04
实验:导体电阻率的测量
1.(24-25高二上·四川乐山·期中)“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径为 mm。
(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3V,内阻10kΩ
B.电压表0~15V,内阻50kΩ
C.电流表0~0.6A,内阻0.05Ω
D.电流表0~3A,内阻0.01Ω
E.滑动变阻器,0~10Ω
F.滑动变阻器,0~100Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。
②在下面框图中画出电路图
③若测得直径用d表示,测得的电压用U表示,电流用I表示,写出待测电阻电阻率表达式
【答案】(1)0.680
(2) A C E
【详解】(1)由图可知,金属丝的直径为
(2)[1]两节新的干电池电动势为3V,故电压表用A;
[2]被测电阻约为5Ω,通过电阻的最大电流为
故电流表用C。
[3][4]为测多组实验数据,滑动变阻器采用分压接法,故应选用最大值较小的滑动变阻器,便于操作,故滑动变阻器用E;由于电压表和电流表的内阻都已知,电流表可以采用内接法,实验电路图如图所示
[5]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
2.(24-25高二上·新疆巴音郭楞·期中)电导率是电阻率的倒数,某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为L,直径为d。玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住,进行如下实验:
(1)注水前,如图1,用螺旋测微器测玻璃管内径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测玻璃管长度为 cm。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程3mA,电阻约为5Ω)
B.电压表(量程6V,电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(6V,内阻约为1Ω)
E.开关一只、导线若干
①请将电路中的线路连接完整 ;
②下图则是根据电流表和电压表的实验数据所画出的U-I图像。那么根据U-I的图像,求出水样的电阻R= Ω(保留2位有效数字);
(3)计算水样的电导率表达式δ= (用符号π、R、d、L表示),通过代入数据可以判定此水样是否合格。
【答案】(1) 6.124 10.230
(2) 2.1×103
(3)
【详解】(1)[1]玻璃管内径为
[2]玻璃管长度为
(2)②[2]水样的电阻;
①[1]根据
采用电流表内接法。滑动变阻器阻值较小,待测电阻较大,为方便调节电路,滑动变阻器采用分压接法。电路如图所示。
(3)根据电阻定律
水电导率为
水柱的横截面积
解得
3.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)某兴趣小组测量金属丝的电阻率。可供选择的实验器材有:
阻值约10Ω的金属丝
螺旋测微器
毫米刻度尺
电池组(电动势3V,内阻约为1Ω)
电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
电流表(量程为0~3A,内阻约为0.02Ω)
电压表V(量程为0~3V,内阻约为3kΩ)
滑动变阻器R(最大阻值5Ω,额定电流1A)
开关
导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径的d,某次测量结果如图甲所示,其读数为 mm。
(2)该兴趣小组用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。为使电表调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,电流表应选 (填“”或“”)。图乙已完成部分实物连线,完成剩余连线还需要连接 和 (用接线柱处相应的字母表示)。闭合开关,测出多组电压U和电流I的数据。根据数据作出U-I图像如图丙所示,图线的斜率为k,测得该金属丝的长度为L,该合金丝的电阻率 (用d、L、k表示)。
【答案】(1)0.530
(2) cm jh
【详解】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为
(2)[1]电源电动势为3V,电流约为A
[2][3]使测量结果尽量准确,电流表应选,待测电阻较小,电流表采用外接的方式,为使电表调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压式接法,还需要连接cm和jh;
[4]根据欧姆定律可知
根据电阻定律可知
解得
4.(24-25高二上·云南昆明·阶段练习)实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率,其中定值电阻R1=5Ω,R3=8Ω,实验的主要步骤如下:
(1)用螺旋微器测量金属丝直径如图乙所示,则金属丝的直径为d= mm。
(2)如图甲,闭合开关前,滑动变阻器R4的滑动头应置于 (填“c”或“d”)端。
(3)先量出待测金属丝接入电路中的长度L,接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数为零。某次测量中,当电流计示数为零时,电阻箱的阻值R2=8Ω,则金属丝接入电路中的阻值为Rx= Ω。
(4)改变金属丝接入电路中的长度,重复以上步骤,记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻值R2及金属丝的有效长度L。
(5)根据记录的数据作出,图像,测得该图像的斜率为k,则金属丝的电阻率为 (用R1、R3、k、d表示)。
【答案】 1.000 c 5
【详解】[1]螺旋测微器精度为0.01mm,根据图乙可得金属丝的直径
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器R4的滑动头应置于c端;
[3]电流计示数为零时,说明两端与金属丝两端电压相等,两端电压相等,设通过电流为,通过电流为,则有
整理可得
代入题中数据,联立解得
[4]以上分析可知
又因为
整理可得
故图像斜率为
所以电阻率
5.(24-25高二上·福建厦门·期中)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径 ;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用、d、L表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:
电池组(电动势为、滑动变阻器(,额定电流)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、定值电阻(阻值为,额定电流)、开关和导线若干。
闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 (结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)2.255 (2) (3)1.5
【详解】(1)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以铝导线的直径为
mm+mm=2.255mm
(2)根据电阻定律可得
所以
(3)设电流表每格的电流为I,则
6.(24-25高二上·广西桂林·期中)小明通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,从调节到读数的过程中,根据螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序,最后一个应该为 (填字母);测得该合金丝的直径为d= mm;
(2)请根据表格中数据,在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整;
(3)小明在实验室找了两节干电池进行实验,正确连接电路后,发现对电阻的测量都有误差。其原因是 (选填“电压表”或“电流表”)的内阻对另一只电表的测量构成了影响,从而导致电阻的测量值 (选填“小于”,“大于”或“等于”);
(4)正确连接电路后,小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度,闭合开关,调节滑动变阻器,读出多组电压表和电流表的示数,在方格纸上作出图像如图丙,发现图像是一条倾斜直线,计算该合金丝电阻率 (取3,结果均保留2位有效数字)。
1
2
3
4
5
6
7
电流
0
0.08
0.11
0.15
0.19
0.27
0.38
电压
0
0.19
0.29
0.44
0.60
0.80
1.15
【答案】(1) C 0.400
(2)见解析
(3) 电压表 小于
(4)
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测合金丝直径时,先把待测合金丝放在测微螺杆与测砧之间,然后调节粗调旋钮B,当合金丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节粗调旋钮,然后调节微调旋钮A,为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧固定螺钉C,然后再读数。则螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序,最后一个应该为C。
[2]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知该合金丝的直径为
(2)由表中数据,可知电压、电流都要从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,则完整的实物连线如图所示
(3)[1][2]根据实物连线可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流使得电流表的读数大于通过待测电阻的真实电流,根据
可知导致电阻的测量值小于。
(4)根据图像的斜率表示电阻,则有
根据电阻定律有
解得
地 城
考点05
实验:练习使用多用电表
1.(21-22高二上·内蒙古赤峰·期末)(1)如图甲所示为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为的电阻,测量步骤如下:
①调节指针定位螺丝,使电表指针停在 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
②将选择开关旋转到欧姆挡的 (填“”“”“”或“”位置。
③将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
(2)为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏角非常小,下列判断和做法正确的是______(填字母代号)。
A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆 B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“”挡,调零后测量 D.如需进一步测量可换“”挡,调零后测量
【答案】(1) 电流 ×1 欧姆调零旋钮 电阻 19
(2)BC
【详解】(1)①[1]调节指针定位螺丝,使电表指针停在电流的“0”刻线。
②[2]因待测电阻为约20Ω,则将选择开关旋转到欧姆挡的“×1”挡位置;
③[3][4]将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的“0”刻线。
[5]将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为19Ω。
(2)采用“”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏角非常小,说明这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆,倍率挡选择过小,如需进一步测量可换“”挡,调零后测量。
故选BC。
2.(24-25高二上·广东·期中)有一根细长而均匀的金属管线样品。
(1)先用多用电表粗测电阻,所用电表的红表笔应该插入电表的 (选填“+插孔”“-插孔”),欧姆挡有4挡,分别为“”、“”、“”、“”,用此表测样品的阻值,当用“”挡测量时,发现指针的偏转角度很大。为了使测量结果更准确,应先换用 (选填“”“”)挡,接着进行 (选填“机械调零”“欧姆调零”),测量结果如图,则电阻为 Ω。
(2)现要精确测量其阻值,备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.开关、导线
上述器材中应选用的是 (只填写字母代号)
(3)某同学采用了如图所示电路,采用伏安法测量电阻,测量值比真实值偏 (选填“偏大”或“偏小”),电路中滑动变阻器采用的是 (选填“分压式”“限流式”)接法。
(4)根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是 。
【答案】(1) +插孔 欧姆调零 5/5.0
(2)ACDFG
(3) 偏小 分压式
(4)电流增大,电阻丝温度升高,电阻率变大,阻值变大
【详解】(1)[1]用多用电表粗测电阻,所用电表的红表笔应该插入电表的“+插孔”;
[2][3]选用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量其阻值时,发现指针偏转角度太大,说明此时所测电阻较小,所以应换小倍率进行测量,即应换用“×1”倍率的欧姆挡;接着进行欧姆调零;
[4]测量电阻为
(2)根据实验原理可知,测量电阻需要电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线,由于电路中的最大电流约为
因此电流表应选C,由于电池组的电动势为3V,因此电压表应选D,由于电路中的电压从零开始变化,滑动变阻器应用分压式接入电路,所以应选阻值较小的便于操作,即选F,则器材中应选用的是ACDFG。
(3)[1]电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,所测电流偏大,由可得,所测电阻阻值偏小;
[2]电路中滑动变阻器采用的是分压式接法。
(4)图中MN段向上弯曲的主要原因是:随电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻值增大。
3.(24-25高二上·湖南·期中)某实验小组欲测量一个定值电阻的阻值。
(1)方案一∶用多用电表对电阻进行初步测量。先将红黑表笔插入多用电表的插孔,之后将多用电表开关旋至欧姆挡的“×1”挡后,接下来的操作是红黑表笔短接,进行 (填“欧姆调零”或“机械调零”),再将红黑表笔分别与该定值电阻两端相接,多用电表指针偏转位置如图甲所示,则该定值电阻的阻值为Rx= Ω。
(2)方案二∶除待测电阻Rx,开关S、导线外,实验室还提供下列器材∶
A.电池组(电动势3V,内阻较小)
B.电流表(满偏电流6mA,内阻为rg=100Ω)
C.电流表(0~0.3A,内阻约1Ω)
D.电阻箱(阻值0~999.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值0~5Ω)
F.滑动变阻器(阻值0~2000Ω)
实验小组根据器材设计如图乙所示的实验电路,回答下列问题∶
①滑动变阻器应选择 (选填“E”或“F”),开关S闭合前滑动变阻器的触头Р应位于 (选项填“a”或“b”)端;
②电流表应选择 (选填“B”或“C”);
③实验中将电阻箱调至合适阻值R0并保持不变。调节滑动变阻器,利用电流表、测得多组数据Ⅰ1、I2,作出I1-I2图像如图丙所示,图线的斜率为k,则待测电阻的阻值Rx= (用字母k、R0和rg表示)。
【答案】(1) 欧姆调零 9.0
(2) E a B
【详解】(1)[1][2]多用电表进行电阻测量前,必须红黑表笔短接,进行欧姆调零。该定值电阻的阻值为或;
(2)①[1][2]电路中滑动变阻器采用的是分压式连接,应选择总阻值较小的E,方便调节;开关S闭合时应使电流表中的读数最小,以免损坏电表,因此开关闭合前,滑动变阻器的触头P应位于a端。
②[3]由于电流表(满偏电流6mA,内阻为rg=100Ω)内阻rg已知,与电阻箱串联可当电压表使用,故选B。
③[4]由欧姆定律得
整理得
结合图像得
解得
4.(24-25高二上·福建三明·期中)某学习兴趣小组测量一段粗细均匀的圆柱形合金丝的电阻率,操作如下∶
(1)用游标卡尺测出合金丝接入电路的有效长度l,示数如图甲所示,则l为 mm;
(2)用欧姆表粗测该合金丝的电阻。小组同学第一次选择“×10k”倍率的挡位,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了测量更准确,他们应该将倍率调到 (选填“×1k”或“×100”)的挡位,正确操作后电表针指示如图,则该合金丝的电阻为 Ω。除待测电阻外,还有如下实验仪器:
A.电源(电动势8V,内阻约为1Ω)
B.电流表A(量程0~0.6mA,内阻约为15Ω)
C.电压表V(量程0~3V,内阻约为5kΩ)
D.滑动变阻器R(0~10kΩ,额定电流2A)
E.开关、导线若干,实验步骤如下:
(3)两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图 (选填“乙”或“丙”)更合理。
(4)若测得电流表示数为I、电压表示数为U,合金丝的直径为d,则可得合金丝的电阻率的表达式为 (用U、I、l、d表示);由于电表内阻的影响,合金丝电阻率的测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)98.50
(2) ×1k 6k
(3)乙
(4) 大于
【详解】(1)用游标卡尺测出合金丝接入电路的有效长度l=98mm+0.05mm×10=98.50mm
(2)小组同学第一次选择“×10k”倍率的挡位,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,说明倍率档选择过大,则为了测量更准确,他们应该将倍率调到 “×1k”的挡位,正确操作后电表针指示如图,则该合金丝的电阻为6kΩ。
(3)因,则应该采用电流表内接,则选择电路乙;
(4)根据
可得
由于电流表内阻的影响,电压测量值偏大,根据
可知,合金丝电阻率的测量值大于真实值。
5.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某实验小组测未知电阻的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为2.4V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到实物图中的 (“最左端”或“最右端”)。开始调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值 Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是 。
【答案】(1)3.5
(2)3
(3) 最左端 4.0 电压表的分流
【详解】(1)先用多用表的欧姆挡×1按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数为
(2)改装后的电压表的量程为
(3)[1]在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到实物图中的最左端;
[2]由图线得到未知电阻的阻值为
[3]该实验电路电流表采用外接法,电流表测量的是通过电压表和未知电阻的总电流,若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是电压表的分流。
6.(24-25高二上·广西玉林·期中)用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为20的电阻,测量步骤如下:
(1)调节指针定位螺丝S,使多用电表指针对准电流“0”刻度线;
(2)将选择开关旋转到“”挡的 位置;(填“”或“”)
(3)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节 (选填甲图中的S或T),使电表指针对准电阻的零刻度线;
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 。
【答案】 “” T 19.0
【详解】(2)[1]由于待测电阻的阻值约为20Ω,为了使指针尽量位于刻度盘的中间区域,应将选择开关K旋转到“”挡的“”位置;
(3)[2]将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,并将两表笔短接,调节调节欧姆调零旋钮T,使电表指针对准电阻的零刻度线;
(4)[3]将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数如图乙所示,则该电阻的阻值为
7.(24-25高三上·北京·阶段练习)多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 (选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动 (选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的 (选填“0”或“∞”)刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小。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,再完成待测电阻的测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔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
(3)如图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
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.按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
【答案】(1) 指针定位螺丝 欧姆调零旋钮 0 220
(2)ADC
(3)B
【详解】(1)①[1]使用多用电表欧姆挡测电阻时,应先旋动指针定位螺丝,使指针对准电流挡的“0”刻度;
③[2][3]选挡后,应将红、黑表笔短接,旋动欧姆调零旋钮,使指针对准电阻挡的“0”刻度线;
④[4]将两表笔分别与待测电阻相接,由于选择开关K位于电阻挡“×10”的位置,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应将K旋转到电阻挡“×1000”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零,最后将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接,完成待测电阻的测量,所以正确的操作顺序为ADC。
(3)根据多用电表使用时,电流从红表笔流入,黑表笔流出,即“红进黑出”可知。
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法正确,故A错误;
B.测电流时,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;
D.按图丁连接方式,电流正向通过二极管,可测得二极管的正向电阻,而不是反向电阻,故D错误。
故选B。
8.(24-25高二上·江苏无锡·期中)某同学想测量一段金属丝的电阻,实验室提供的器材如下:
A.直流电源(电动势约6V,内阻不计)
B.滑动变阻器R(阻值)
C.电流表(量程约0.5A,)
D.电流表(量程约1.5A,内阻约)
E.定值电阻(阻值约)
F.定值电阻(阻值为)
G.开关一个与导线若干
(1)实验时,先用多用电表粗测电阻丝的阻值,若发现指针偏转过大,应换用更 (选填“大”或“小”)倍率测量,当用了×10倍率后测量指针偏转如图(a)所示,即 。
(2)在实验中,既要满足实验要求,又要减小误差,该同学采用如图(b)所示的电路图,电表A应选用 ,定值电阻应选用 。(均填写器材前字母)
(3)连接好电路,开始做实验,实验中电流表和的读数分别为和,请用已知量写出金属丝电阻的表达式 。(用题中所给字母表示)
【答案】(1) 小
(2) C E
(3)
【详解】(1)[1]测量时,指针偏转过大,可知电阻太小,即选用更小倍率测量。
[2]当用了×10倍率测量时电阻为
(2)[1][2]由图(b)可知,电表A与定值电阻串联改装为电压表,间接测量两端电压,而电表B在测量电路的干路上,其量程最大值要大干电表A的量程最大值,并且电表A的内阻必须为确定的已知值,故电表A要选用内阻为确定值的电流表,故电表A应选用C,电表B应选用D,电源电动势
将电流表A改装成量程最大值为6V的电压表,应串联的电阻为R,则
故定值电阻选用E。
(3)流过待测金属丝电阻的电流
待测金属丝电阻两端的电压
金属丝电阻表达式
9.(24-25高二上·福建三明·期中)某同学测量粗细均匀的某种导电材料Rx的电阻率ρ,现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺 B.螺旋测微器
C.电流表A(量程0.6A、内阻约为0.5Ω) D.电压表V(量程3V、内阻约为30kΩ)
E.滑动变阻器R(0—5Ω,额定电流为2A) F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小)
G.导电材料Rx(长约为10cm,电阻约为10Ω) H.开关一只、导线若干。
请回答下列问题:
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L,和导电材料的直径d,如图所示则L= mm,d= mm。
(2)该同学用多用电表欧姆挡“1”粗测电阻,如图3所示,则电阻读数为 Ω;如果用“直流5V”挡测量,则读数为 V;
(3)为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,设计合适电路,请用笔画线,将实物图连接完整 。
(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Rx的电阻率ρ。请你写出电阻率的表达式为ρ= (用字母L、d、U、I表示)
【答案】(1) 110.50 8.470
(2) 8 3.30
(3)
(4)
【详解】(1)[1]导电材料的有效长度
[2] 导电材料的直径
(2)[1]由图可知,多用电表的读数为
[2]如果用“直流5V”挡测量,由图可知读数为3.30V。
(3)[1]要求在实验中获得较大的电压调节范围,则滑动变阻器采用分压接法,由于
则采用电流表外接法,如下图
(4)[1]根据欧姆定律
由电阻定律
其中
联立可得
10.(24-25高二上·江苏连云港·期中)在“测定金属的电阻率”的实验中,实验步骤如下:
(1)用米尺测量金属导线的长度,测三次,求出平均值L,在金属导线三个不同的位置用螺旋测微器测量直径,求出平均值d,下图中螺旋测微器的读数为 mm。
(2)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻先粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图,则阻值为 。
(3)为使测量尽量精确, 电流表应选 (选填“”或“”),电压表应选 (选填“”或“”)。
电源E(电动势为3V、内阻约为0.5Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电流表(量程0.6A、内阻约为2Ω)
电流表(量程1A、内阻约为1Ω)
电压表(量程15V、内阻约为3000Ω)
电压表(量程3.0V、内阻约为1000Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量金属丝阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在下图中画完整测量金属丝阻值的电路图 (图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号),并分析电路产生系统误差的主要原因是 ;
(5)实验测得两电表读数如下图,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 A,若实验测得金属丝的长度为,直径为,则该金属丝的电阻率表达式为 (用L、d、I、U表示),并按以上测量数据计算出电阻率的大小 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)0.685
(2)5.0
(3)
(4) 见解析 电压表的分流
(5) 2.40 0.50
【详解】(1)螺旋测微器的分度值为,由图可知金属导线的直径为
(2)用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图,则阻值为
(3)[1][2]由于电动势为3V,则电压表应选;由于待测电阻约为,根据
可知电流表应选。
(4)[1]要求电压从零开始调节,则滑动变阻器应采用分压接法;由于
则电流表应采用外接法,则测量金属丝阻值的电路图如图所示
[2]由于电流表采用外接法,所以电路产生系统误差的主要原因是:电压表的分流,使得电流表的示数大于通过待测电阻的真实电流。
(5)[1]电压表的分度值为,由图可知电压表的读数为
[2]电流表的分度值为,由图可知电流表的读数为
[3]根据电阻定律可得
又
联立可得该金属丝的电阻率表达式为
[4]代入数据可得
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