内容正文:
专题03 电路及电能
地 城
考点01
电学知识点及计算
1.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·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。
2.(24-25高二上·湖南·期中)一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料,具有良好的导电性能,该新材料通过材料内部的自由电子导电,自由电子的电荷量为,每平方米自由电子数为。如图所示,长为、宽为的新材料两端的电压为,流过导体中的电流为,则该新材料内自由电子定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由电流定义式可得
又
联立可得
故选B。
3.(24-25高二上·湖南邵阳武冈·期中)某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它沿中点对折,则该导线的( )
A.电阻率变为原来的 B.电阻率变为原来的
C.电阻变为原来的 D.电阻变为原来的
【答案】C
【详解】AB.金属丝的电阻率由材料自身的性质决定,所以不会随着金属丝的长度改变而改变,故AB错误;
CD.根据
将它沿中点对折,金属丝长度变为原来的,其横截面积变为原来的2倍,可得
故C正确,D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=8cm,bc=6cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为3A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.A B.A C.A D.A
【答案】B
【详解】设金属薄片的厚度为a,若将A与B接入电路,导体的电阻为
则
若将C与D接入电路,导体的电阻为
电流为
故选B。
5.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)(多选)如图所示,电流表A的量程为6mA、内阻为99Ω,定值电阻R1的阻值为1Ω,电阻箱R2的最大阻值为9999.9Ω。现利用以上器材,将A改装成量程为3A的电流表和量程为15V的电压表。则( )
A.单刀双掷开关K掷于1时,A可改装成量程为3A的电流表,此时R2 = 40Ω
B.单刀双掷开关K掷于1时,A可改装成量程为15V的电压表,此时R2 = 24.01Ω
C.单刀双掷开关K掷于2时,A可改装成量程为3A的电流表,此时R2 = 400Ω
D.单刀双掷开关K掷于2时,A可改装成量程为15V的电压表,此时R2 = 24Ω
【答案】BC
【详解】AB.开关K掷于1时,A可改装成量程为15V的电压表,改装后有
,
解得
R2 = 24.01Ω
故A错误、B正确;
CD.开关K掷于2时,A可改装成量程为3A的电流表,改装后有
解得
R2 = 400Ω
故C正确,D错误。
故选BC。
6.(24-25高二上·湖南永州祁阳县第四中学·期中)(多选)四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表,电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,把它们按图所示接入电路,则( )
A.电流表的读数大于的读数
B.电流表的指针偏转角小于指针的偏转角
C.电压表的读数小于的读数
D.电压表的指针偏转角等于的指针偏转角
【答案】AD
【详解】电流表A1的量程大于A2的量程,故电流表A1的内阻小于A2的内阻;电压表V1的量程大于V2的量程,故V1的电阻大于V2的电阻;
AB.由图可知,两电流表并联,故两流表两端的电压相等,两表由同一电流表改装而成,而将电流表扩大量程时为并联一小电阻,故相当于为四个电阻并联,故两表头中电流相同,故两表的偏角相同,故A1中的电流要大于A2中的电流,故A1的读数比A2的读数大,故A正确,B错误;
CD.两电压表串联,故通过两表的电流相等,故V1的读数比V2的读数大,两电压表串联,通过表头的电流相等,表头指针偏转角度相等,电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转,故D正确,C错误;
故选AD。
7.(22-23高二下·湖南郴州桂阳县展辉学校·期中)如图所示,电源电动势E=6V,内电阻r=1Ω,小灯泡L的电阻R=5Ω,闭合开关S后,求:
(1)流过小灯泡的电流I;
(2)小灯泡两端的电压U。
【答案】(1)1A;(2)5V
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律
代入数据解得流过小灯泡的电流
(2)根据欧姆定律,可知小灯泡两端的电压
8.(21-22高二下·湖南怀化湖天中学·期中)如图所示的电路中,电源的内阻为,电阻,,。当开关S闭合时,理想电流表示数为,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)流过电阻的电流;
(3)电阻两端的电压和电源的电动势E。
【答案】(1)1.2V;(2)0.4A;(3)2V,4V
【详解】(1)由欧姆定律知,电阻两端的电压为
(2)与并联电压相等,由欧姆定律知,流过电阻的电流为
(3)干路电流为
则电阻两端的电压为
由闭合电路欧姆定律,电源的电动势E等于
9.(24-25高二上·湖南·期中)电动机是将电能转换为机械能的装置,某玩具起重机的电路示意图如图所示,闭合开关S后,灯泡恰好正常工作,理想电流表的示数。已知电源电动势,灯泡的铭牌上标有“ ”的字样,电动机线圈的电阻。求:
(1)开关S闭合状态下,内通过灯泡的电荷量;
(2)电源的内阻;
(3)电动机的输出功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)灯泡L正常发光,其额定电压
流过灯泡L的电流
通过灯泡L的电荷量
解得
(2)根据闭合电路欧姆定律有
解得
(3)流过电动机的电流
电动机消耗的总功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
解得
10.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·期中)如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上,电源电动势,内阻,用理想电压表测出电动机两端的电压,已知电动机线圈电阻。求:(结果保留2位小数)
(1)通过电源的电流;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的机械功率。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据欧姆定律得:
(2)电源的输出功率
(3)电动机的输入功率
发热功率
则电动机输出的功率
11.(24-25高二上·湖南邵阳武冈·期中)2022年7月15日至17日,第十届万魅·北方礼品玩具展在山东临沂举办。如图是一参展玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V,内阻为0.5Ω,电阻R=2.5Ω,闭合开关S后,当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的物体时(不计一切摩擦阻力,重力加速度g取10m/s2),标有“3V 0.6W”的灯泡恰好正常发光。求:
(1)电动机两端的电压;
(2)通过电阻R的电流;
(3)电动机的内阻。
【答案】(1)3V;(2)1A;(3)1.25Ω
【详解】(1)由图可知,灯泡与电动机并联,灯泡正常发光,电压为UL=3V,因此电动机两端的电压为
UM=UL=3V
(2)R和电源内阻r串联,其两端的总电压为U1=3V,由闭合电路欧姆定律,可得流经电阻R的总电流为
(3)灯泡的电流为
电动机的电流为
IM=I−IL=1A−0.2A=0.8A
由题意可得电动机的输出功率为
代入数据解得
rM=1.25Ω
12.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)如图所示的发光电动玩具车的电路可简化为图所示的电路图,两盏灯泡的规格均为“3V,3W”,若电源的电动势为8V,内阻为1Ω,电动机内阻为0.5Ω,已知玩具车正常工作时两盏灯泡均正常发光,求正常工作时:
(1) 电源两端路端电压U 与干路中的电流强度I;
(2) 玩具车的机械功率P机。
【答案】(1)6V,2A;(2)5.5W
【详解】(1) 因为灯泡正常发光,所以电源路端电压
U=2UL=6V
根据闭合电路欧姆定律
得
I=2A
(2) 灯泡得电流
则流过玩具车得电流
IM=1A
玩具车的输出功率
13.(23-24高二上·湖南邵阳新邵县第二中学·期中)小型直流电动机(其线圈内阻为)与规格为“4V~4W”的小灯泡并联,再与阻值为的电阻串联,然后接至的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)流过电阻R的电流;
(2)电动机的发热功率。
【答案】(1)2A;(2)1W
【详解】(1)小灯泡恰好正常发光,则加在电阻两端的电压
因此流过电阻R的电流
(2)根据功率公式可知流过灯泡的电流为
则流过电机的电流为
电动机的发热功率为
地 城
考点02
动态电路专题
14.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)在如图所示的电路中,当合上开关S后,两个均标有“3V,1W”字样的灯泡均不发光,用电压表测得Uac=Ubd=6V。如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障,这说明( )
A.开关S接触不良
B.灯泡L1灯丝断了
C.灯泡L2灯丝断了
D.滑动变阻器R的电阻丝断了
【答案】C
【详解】A.若开关S接触不良,则电路断路,没有电流通过电压表,则有
Uac=Ubd=0
故A错误;
B.若灯泡L1灯丝断了,则有
Uac=6V,Ubd=0
故B错误;
C.若灯泡L2灯丝断了,则有
Ubc=6V,Uac=Ubd=6V
故C正确;
D.若滑动变阻器R的电阻丝断了,则有
Ubd=6V,Uac=0
故D错误。
故选C。
15.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第四中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值为,定值电阻、电源的内阻分别为。则下列说法正确的是( )
A.如果,则电阻箱消耗的功率最大
B.如果,则定值电阻消耗的功率最大
C.当电阻箱的阻值调为零时,定值电阻消耗的功率最大
D.当电阻箱的阻值调为零时,电源的输出功率最大
【答案】AC
【详解】A.在讨论电阻箱的功率时,可将定值电阻视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1+r的电源(等效电源)连成的闭合电路,电阻箱的功率是等效电源的输出功率,当外电阻等于等效电源的内电阻时,电阻箱消耗的功率最大,即R2=R1+r时,电阻箱的功率最大,故A正确;
BC.在讨论定值电阻R1的功率时,由P=I2R1可知,R2=0时,电路中的电流最大,R1获得的功率最大,故C正确,B错误;
D.在讨论电源的输出功率时,R1+R2为外电阻,内阻r恒定,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源的输出功率并不一定最大,故D错误。
故选AC。
16.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图所示,电表均为理想电表,其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示,电压表示数的变化量用表示,则( )
A.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,电压表V示数变小
B.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,变大
C.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,
D.若发生断路,则电压表V示数变小,电流表示数变大
【答案】C
【详解】A.滑动变阻器向a端移动,R1接入电路的阻值变大,总电阻R总变大,根据闭合电路欧姆定律知总电流减小,内电压减小,则外电压增大,即电压表V的示数增大,故A错误;
B.根据
可知
故不变,B错误;
C.根据
可知增大,则A2示数
变大,且有
而示数变小,所以A1示数减变小更多,即
故C正确;
D.若发生断路,则总电阻R总变大,根据闭合电路欧姆定律知,电流表示数减小,内电压减小,则外电压增大,即电压表V的示数增大,故D错误。
故选C。
17.(22-23高二上·湖南邵东第一中学·期中)(多选)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,各电表的示数分别用I、、和表示,电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A.不变,不变 B.变大,变大
C.变大,不变 D.变大,不变
【答案】ACD
【详解】A.由题图可知,、分别是、两端的电压,电流表测通过这个电路的总电流,是路端电压,由欧姆定律可知
因是定值电阻,不变,不变,故A正确;
BC.由闭合电路的欧姆定律有
因E、R1、r均是定值,则
R2变大,故变大,而的大小为,保持不变,故B错误,C正确;
D.由欧姆定律有
因变大,则变大,又由于
可知的大小为r,保持不变,故D正确。
故选ACD。
18.(24-25高三上·湖南长沙雅礼中学·期中)如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置,拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,滑动头可以无摩擦滑动,该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置,现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是( )
A.电梯具有向上的加速度时,电压表示数减小
B.电梯具有向上的加速度时,电流表示数增大
C.电梯具有向下的加速度时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电梯具有向下的加速度时,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不变
【答案】D
【详解】AB.电梯具有向上的加速度时,重物受到的弹力大于重力,滑动变阻器滑片向下运动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流减小,滑动变阻器两端电压增大,故AB错误;
CD.电梯具有向下的加速度时,重物受到的弹力小于重力,滑动变阻器滑片向上运动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律
所以电压表示数与电流表示数的比值减小;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为,所以不变;C错误,D正确。
故选D。
19.(24-25高二上·湖南湖湘教育三新探索协作体·期中)(多选)如图所示,电路中滑动变阻器最大电阻值及定值电阻值均为,电源电动势为,内阻为,将滑动变阻器滑片自最上端滑至最下端,理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为、,理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为、,则下列判断正确的是( )
A.A1、V1示数减小,A2、V2的示数增大
B.
C.
D.电源的输出功率减小
【答案】BC
【详解】A.减小,电路总电阻减小,干路电流增大,即A1示数增大,内阻与并联电路承担的总电压增大,则 V1的示数减小,V2示数增大,则A2示数也增大,故A错误;
B.由于定值电阻值均为,则电流表A1、A2示数关系为
则有
故B正确;
C.结合上述可知,减小,电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻承担电压增大,则路端电压减小,由于V1的示数减小,V2示数增大,根据
可知
故C正确;
D.电源输出功率
外电路总电阻最开始为,最后为,由于不知外电阻与电源内阻的大小关系,故电源输出功率的变化无法判断,故D错误。
故选BC。
20.(24-25高二上·湖南名校联考·期中)(多选)如图所示的电路,电源的电动势为E,内阻为r,阻值为R0的定值电阻与光敏电阻R串联,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,电压表、电流表均为理想电表。闭合开关S,当增大R的光照强度时,下列选项正确的是( )
A.两电压表的示数均减小
B.电源内阻的功率增大
C.V1、A示数变化量之比的绝对值为R0
D.V2、A示数变化量之比的绝对值为R0+r
【答案】BC
【详解】AB.当增大R的光照强度时,R的阻值减小,回路中总电阻减小,电流增大,内电压增大,路端电压减小,所以V1增大,V2减小,A增大,电源内阻的功率增大,故A错误,B正确;
C.根据欧姆定律可得
所以
故C正确;
D.根据闭合电路欧姆定律可得
所以
故D错误。
故选BC。
21.(24-25高二上·湖南县·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r为定值,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,理想电流表A的示数为I,理想电压表、和的示数分别为、和,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,各电表示数变化量分别为,、和。下列说法正确的是( )
A.I变大,变大 B.电源总功率变大
C.电源的效率变大 D.不变,不变
【答案】BD
【详解】A.滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,接入电路的阻值减小,根据串反并同规律可知,变大,变小,变小,I变大,故A错误;
B.电源的总功率为
因I变大,所以,电源的总功率变大,故B正确;
C.电源的效率为
由于变小,所以电源的效率变小,故C错误;
D.因为定值电阻,所以
所以,不变,又因为
所以,不变,故D正确。
故选BD。
22.(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期中)(多选)如图所示,电表均为理想电表,两灯泡的电阻均为,为电源内阻的大小,闭合开关S,此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动,电压表、示数变化量的绝对值分别为、,电流表A示数变化量的绝对值为,则( )
A.灯泡变亮,灯泡变暗 B.、的示数增大
C.电源的输出功率减小,效率增大 D.的数值为的两倍
【答案】CD
【详解】A.将滑片向下滑动,电路中的总电阻增大,根据
可知电路总电流减小,通过两并联灯泡的电流始终一样且减小,两灯泡逐渐变暗,A错误;
B.电压表V2测量的是路端电压,电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,因总电流减小,所以V1的示数减小、根据
可知V2的示数增大,B错误;
C.当滑动变阻器接入电路电阻为零时,外电阻最小,此时外电阻为
当外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大;将滑片向下滑动,电路中的外电阻增大,与内电阻差值变大,电源的输出功率减小,根据
可知外电压增大,效率增大,C正确;
D.电压表V2的测量值为外电压,根据
V2变化量
故
D正确。
故选CD。
23.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·期中)(多选)为了保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,其工作原理如图乙所示,电源电动势为E,内阻为r,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,R0为定值电阻,电路中的电表均为理想电表,电压表示数为U,示数变化量的绝对值为,电流表示数为I,示数变化量的绝对值为,闭合开关,当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数I变大,电压表的示数U变小
B.电压表与电流表示数的比值变大
C.电压表与电流表示数变化的绝对值的比值变小
D.电源的输出功率可能先变大后变小
【答案】AD
【详解】A.吹气时,R的阻值减小,电路中的电流变大,由
可知,电压表的示数减小,故A正确;
B.电压表与电流表的比值等于R,因此电压表与电流表的比值变小,故B错误;
C.由
可知
不变,故C错误;
D.由于不确定外电阻与r的大小关系,无法判断输出功率的变化,有可能先变大后变小,故D正确。
故选AD。
地 城
考点03
图像及电容器分析
24.(24-25高二上·湖南邵阳第二中学·期中)两电阻、的电流I和电压U的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.
B.和串联后的总电阻的图线应在区域Ⅲ
C.和串联后的总电阻的图线应在区域Ⅰ
D.和并联后的总电阻的图线应在区域Ⅱ
【答案】B
【详解】A.根据欧姆定律可得
可知图线的斜率表示电阻的倒数,由题图可知
故A错误;
BC.和串联后的总电阻为,则图线的斜率更小,图线应在区域Ⅲ,故B正确,C错误;
D.和并联后的总电阻小于任何一个电阻,所以图线的斜率更大,图线应在区域Ⅰ,故D错误。
故选B。
25.(24-25高二上·湖南永州祁阳县第四中学·期中)如图所示,A、B分别为电源E和电阻R的图线,虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路,由图像可知,下列选项不正确的是( )
A.R的阻值随电压升高而增大,此时的阻值为
B.此时电源的总功率为
C.电源的电动势为,内阻为
D.若电源与2个题中完全相同的电阻R串联,电源的效率将增大
【答案】A
【详解】A.根据图线上的点与原点连线的斜率表示电阻,由图线B可知,R的阻值随电压升高而增大,且此时的阻值为,故A错误;
BC.由题意,根据图线A的纵截距可知电源电动势为,图线斜率的绝对值表示电源内阻,可得
根据A与B的交点坐标,可知此时流经电源的电流为2A,可得此时电源的总功率为,故BC正确;
D.电源的效率
可知,若电源与2个题中完全相同的电阻R串联,增大,将增大,故D正确。
由于本题选择错误的,故选A。
26.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图所示的图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系图线,图线b为电阻R的图线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,以下说法正确的是( )
A.此状态下R的阻值为2Ω B.该电源电动势为4V,内阻为1Ω
C.此状态下R的功率为6W D.此状态下电源的总功率为8W
【答案】A
【详解】A.由图像交点坐标,可得此状态下R的阻值为
故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律可得
根据U-I图像可得,电源电动势为纵截距8.0V,内阻为
故B错误;
C.此状态下R的功率为
故C错误;
D.此状态下电源的总功率为
故D错误。
故选A。
27.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)(多选)如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率
B.图乙中,
C.调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的输出功率先增大后减小
D.调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的效率一直增大
【答案】ABD
【详解】A.由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电源外电阻R等于内阻时,输出功率最大,最大值为
把定值电阻看成电源内阻,由图乙可知,当
滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为
故A正确;
B.滑动变阻器的阻值为时与阻值为R2时消耗的功率相等,有
解得
故B正确;
C.由于当电源外电阻等于内阻时,输出功率最大,而定值电阻本省大于内阻,所以调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,滑动变阻器阻值增大,则外电阻变大,所以电源的输出功率减小,故C错误;
D.电源的效率
调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时,变大,则变大,电源的效率一直变大,故D正确。
故选ABD。
28.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为,内阻不计,、、为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示。当开关S闭合后,下列判断正确的是( )
A.此时灯泡的电阻为
B.此时通过灯泡的电流为灯泡电流的2倍
C.此时灯泡消耗的电功率为
D.此时灯泡消耗的电功率为
【答案】AD
【详解】AC.当开关S闭合后,电源电动势为,内阻不计,则此时灯泡的电压为,由图像可知,对应的电流为,则
此时灯泡的电功率为
故A正确,C错误;
BD.灯泡和灯泡串联可知电流相等,电阻相等,两端电压均为,由图像可知,对应的电流为,所以此时通过灯泡的电流不是灯泡电流的2倍,此时灯泡的电功率为
故B错误,D正确。
故选AD。
29.(24-25高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源内阻为r,是定值电阻,L是灯泡。现闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向上滑动,电表A、、、都是理想电表,测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、,电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.、的示数都增大,的示数减小
B.、、均不变
C.电流表示数变小,灯泡变暗
D.电源效率增大
【答案】BD
【详解】AC.将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,则总电流减小,电流表示数减小,定值电阻、内阻两端的电压减小,可知灯泡两端的电压增大,灯泡变亮,电压表测量定值电阻两端的电压,电压表测量路端电压,电压表测量灯泡两端的电压,则减小、增大,的示数增大,故AC错误;
B.根据闭合电路的欧姆定律可得
可得
,,
故、、均不变,故B正确;
D.电源效率
将滑动变阻器的滑片向上滑动,电路总电流减小,故电源效率增大,故D正确。
故选BD。
30.(24-25高二上·湖南三湘名校教育联盟·期中)在如图所示的电路中,C为电容器,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源内阻为r,电流表和电压表均为理想电表,开关S闭合后将滑动变阻器R2的滑片P从左向右缓慢滑动,电压表的示数及示数变化量分别记为U1和△U1,电压表的示数及示数变化量分别记为U2和△U2,电流表的示数及示数变化量分别记为Ⅰ和△Ⅰ,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.变大,不变
D.电容器带电量减少
【答案】C
【详解】D.当滑片从左向右滑动,接入电路阻值增大,电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,电流减小,路端电压增大;对于电容器,根据
可知电容器带电量增加,故D错误;
AB.根据闭合电路欧姆定律可得,
可得,
则有
故AB错误;
C.根据欧姆定律可得
可知变大;由于
可知不变,故C正确。
故选C。
31.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图为一种心脏除颤器的原理图,在一次模拟治疗中,先将开关S接到位置1,电容器充电后电压为10kV,再将开关S接到位置2,电容器在5ms内通过人体模型完成放电。已知电容器的电容为,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零,下列说法正确的是( )
A.这次电容器充电后带电量为0.4C B.这次放电过程的平均电流为40A
C.人体模型起到绝缘电介质的作用 D.若充电至20kV,则该电容器的电容为
【答案】B
【详解】A.由电容的定义式可得,这次电容器充电后带电量为
故A错误;
B.由电流的定义式可得,这次放电过程的平均电流为
故B正确;
C.人体模型是导体,不能起到绝缘电介质的作用,故C错误;
D.由电容的决定式可知,充电至20kV,则该电容器的电容不变,仍为,故D错误。
故选B。
地 城
考点04
电学实验
32.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻,有如图甲、乙所示的两种电路,测得多组数据,把它们标在丙图的坐标纸上,并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。
(1)由丙图的图像可知,电源的电动势 V,内电阻 。(结果均保留两位有效数字)
(2)如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像,所得的电源电动势E的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)如果做实验时,实验室没有合适量程的电表,需要进行改装,以下电表改装正确的是___________。
A.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表
C.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D.将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
【答案】(1) 1.5 1.0
(2)小于
(3)A
【详解】(1)[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的纵截距表示电源的电动势,为
[2]图像斜率的绝对值表示电源内阻,为
(2)若采用(乙)图所示的电路进行测量并作出图像,由于电压表分流的缘故,当电流表示数为零时,实际通过电源的电流并不为零,所以电源的内电压不为零,从而导致所作图像的纵截距偏小,所得的电源电动势E的测量值小于真实值。
(3)AC.将电流表改装成电压表,需串联电阻,根据电压表改装原理可得
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表,故A正确,C错误;
B.根据电流表改装原理
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表,故B错误;
D.根据电压表改装原理
则将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为15V的电压表,故D错误。
故选A。
33.(24-25高二上·湖南天一大联考·期中)如图是多用电表的外部结构,下列说法正确的是( )
A.不管多用电表当电流表还是当欧姆表,都需要调节S、K、T三个部件
B.不管多用电表是测电压还是测电阻,“+”插孔的电势都高于“-”插孔
C.测电阻时,当指针偏转角过大,需要调节K,把欧姆挡变小,并且需要重新调节T
D.测电阻时,当指针偏转角过大,需要调节K,把欧姆挡变大,并且需要重新调节T
【答案】C
【详解】A.由图可知,S是机械调零部件,K是挡位选择部件,T是欧姆调零部件,多用电表当电流表时,需要调节S、K两个部件;多用电表当欧姆表时,需要调节S、K、T三个部件,故A错误;
B.当多用电表是测电压,用的是外部电源,根据“红进黑出”原则,可知“+”插孔的电势高于“-”插孔;当多用电表测电阻,用的是内部电源,根据“红进黑出”原则,可知“+”插孔的电势低于“-”插孔,故B错误;
CD.测电阻时,当指针偏转角过大,说明待测电阻是小电阻,要换用低倍率挡位让指针指在中央刻度附近,故需要调节K,把欧姆挡变小,并且需要重新调节T,故C正确,D错误。
故选C。
34.(24-25高二上·湖南祁阳第一中学·期中)现有一合金制成的圆柱体,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺示数如图甲、乙所示。
(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为 mm,长度为 mm。
(2)使用多用电表电阻挡“”挡粗测圆柱体的阻值,发现指针偏角较大,为了更准确地测出圆柱体的阻值,下列操作正确的是( )
A.将选择开关旋转到电阻挡“”位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
B.将选择开关旋转到电阻挡“”位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
C.将两表笔短接,再将选择开关旋转到电阻挡“”位置,再次测量电阻
D.将两表笔短接,再将选择开关旋转到电阻挡“”位置,再次测量电阻
(3)为进一步精确测量圆柱体的阻值(阻值约为),实验室提供了以下器材:
A.电源(电动势,内阻不计)
B.电流表(量程、内阻约)
C.电流表(量程,内阻)
D.电压表V(量程为,内阻约为)
E.定值电阻(电阻为)
F.滑动变阻器(最大阻值)
G.开关及导线若干
①请在如图所示的虚线框内画出电路原理图(需标出器材符号)。
②用表示电流表的示数、表示电流表的示数,则 (用、,和表示)。
【答案】(1) //
(2)A
(3)
【详解】(1)[1]由图甲可知,圆柱体的直径为
[2]由图乙可知,长度为
(2)用多用电表电阻挡“”挡测量发现指针偏转过大,即量程选大了,为了更准确的测出圆柱体的阻值,则应该将选择开关旋转到电阻挡“”的位置,两表笔短接调零,再次测量电阻。
故选A。
(3)[1]由于题中电压表量程太大,测量不精确。可用已知内阻的电流表与电阻项串联充当电压表;因改装后的电压表内阻已知,可用电流表外接;滑动变阻器用分压电路,则电路图如图所示
[2]根据电路图,由欧姆定律可得
35.(24-25高二上·湖南三湘名校教育联盟·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
36.(24-25高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期中)测电阻R大小。
(1)同学们首先用欧姆表×1挡位大致测出电阻阻值大小,如图,则电阻大小读数为 Ω。
同学们继续使用学生电源(4V)组装下图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0~15V,15kΩ) B.电压表V2(0~3V,3kΩ)
C.电流表A1(0~3A) D.电流表A2(0~0.6A)
作者的备注:原卷画出了实物图,这里还原出的是电路图。
(2)应选择电压表 ,电流表 。(填器材前字母)
(3)下列哪些说法是正确的?_________
A.电压表分流属于系统误差
B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端
C.如图所示的电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0
D.多组实验可以减小系统误差
【答案】(1)7
(2) B D
(3)AC
【详解】(1)用欧姆表×1挡位大致测出电阻阻值大小,由图可知电阻大小读数为
(2)[1]由于同学们使用学生电源(4V),则为减小误差电压表应选择V2,即选择B;
[2]整个回路中的最大电流约为
则电流表应选择A2,即选择D。
(3)A.电压表分流属于系统误差,故A正确;
B.为保护电路,实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端,故B错误;
C.如图所示的电路为分压式电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0,故C正确;
D.多组实验可以减小偶然误差,故D错误。
故选AC。
37.(24-25高二上·湖南县·期中)某中学实验小组准备测量一段金属丝的电阻率,实验过程如下。
(1)测量金属丝的长度和直径
实验小组用螺旋测微器测量该金属丝直径D,如图(a)所示,读数为 mm,用游标卡尺测量该金属丝长度L,如图(b)所示,读数为 mm。
(2)测量金属丝的电阻
实验小组采用电桥法测量电阻值,电路图如下,其中和为定值电阻,为可调电阻箱,G表为检流计用于判断微弱电流,为待测金属丝。
①闭合开关S前,滑动变阻器滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
②多次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置,使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置,记录此时电阻箱的示数为,则待测金属丝电阻值 (用、、表示)。
③处理数据时发现,定值电阻、的电阻值未知,因此该小组成员交换、在电路图中的位置,再次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置,使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置,记录此时电阻箱的示数为,则 (用、表示)。
(3)计算金属丝的电阻率
该金属丝的电阻率 (用D、L、、表示)。
【答案】(1) 1.840 42.40
(2) A
(3)
【详解】(1)[1]螺旋测微器精度为0.01mm,故金属丝直径
[2]从图可知该游标卡尺精度为0.05mm,故金属丝长度
(2)[1]为了保护电路,闭合开关S前,滑动变阻器滑片应置于A端;
[2]设通过和的电流分别为为、,检流计指针稳定时指向中央零刻线位置,故和两端电压相等,和两端电压也相等,由并联特点得
整理得
解得
[3]结合以上分析,同理可得
由因为
联立得
(3)由电阻
联立以上得
38.(24-25高二上·湖南长沙明德中学·期中)用如图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻(小于1)。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表A:(量程0~0.6A,0~3A)
双量程电压表V:(量程0~3V,0~15V)
滑动变阻器:R1(阻值范围0~10,额定电流2A)
R2(阻值范围0~100,额定电流1A)
(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用滑动变阻器 (填“R1”或“R2")
(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置,并选择正确的电表量程进行连线 。
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图丙中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E= V(保留三位有效数字)、内阻r= (保留两位有效数字),该实验由于系统误差使电池内阻的测量值 (填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
【答案】 R1 1.45 0.87 偏小
【详解】解:(1)[1]为了调节方便,测量精度更高,实验中滑动变阻器应选阻值较小的R1。
(2)[2]由给出的原理图甲,得到实物电路图如图所示
(3)[3]由丙图的U−I图象可知,电源的电动势为E=1.45V。
[4]由U−I图象的斜率大小等于电源的内阻可知,电源内阻为
[5]由甲图可知,系统误差来源于电压表的分流,由于电压表的分流作用使电流表的读数总比电源实际输出的电流小,导致电源内阻的测量值比真值偏小。
39.(24-25高二上·湖南湖湘教育三新探索协作体·期中)某物理兴趣小组开展活动,测量某电源的电动势和内阻。甲同学利用以下器材设计电路图1和图2并进行实验,相关实验器材如下:
A.被测电源;
B.电流表:量程0~0.6A,内阻;
C.电压表:量程0~3V,内阻未知;
D.滑动变阻器:阻值范围为,允许通过最大电流2A;
E.开关、导线若干。
(1)为了更准确的测量电源的电动势和内阻,实验电路图应选择上图中的 (选填“图1”或“图2”);确定好电路后,调节滑动变阻器滑片得到电压表的示数与电流表的示数的多组数据,作出图像如图3所示,根据图像和题中所给信息可知该电池组的电动势 V,内电阻 。(结果均保留两位小数)
(2)乙同学利用DIS等实验器材测量同一电池组的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,多次改变电阻箱的阻值,记录外电路总电阻阻值,用电压传感器测得路端电压,并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线,图线斜率为,在纵轴的截距为,由图线可知 , (用、表示)。
【答案】(1) 图2 1.70 3.25
(2)
【详解】(1)[1]实验器材电流表内阻已知,选择接在干路,分压值可求,可以消除系统误差,即为了更准确的测量电源的电动势和内阻,实验电路图应选择上图中的图2。
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
变形可知
根据图像的斜率与截距可知
,
解得
(2)[1][2]由题图可知,外电路的总电阻为
利用闭合电路欧姆定律得
变形为
由此可知关系图线在纵轴的截距等于,解得
图线斜率等于,解得
40.(24-25高二上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·月考)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中,电路图如图,可选用的实验器材有:
电压表V1(量程3V);电压表V2(量程15V);
电流表A1(量程0.6A);电流表A2(量程3A);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);滑动变阻器R2(最大阻值300Ω);
干电池;开关S;导线若干;
(1)选择合适的器材:滑动变阻器应选 (填写所选器材前的符号)
(2)测得的7组数据已标在如图所示U-I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。(注意纵坐标未从0开始)
(3)按照图1的测量方法,某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。下列图像中哪一个是该实验的分析 。
(4)图3中虚线U-I的函数解析式是,如果考虑电表内阻影响,图3实线U-I的函数解析式是 。(解析式中可能用到的物理量:电源电动势E,内阻r,电压表内阻RV,电流表内阻RA)
【答案】(1)R1
(2) 1.50(1.42~1.58) 1.04(1.00~1.09)
(3)A
(4)
【详解】(1)一节干电池的电动势大约1.5V,电压表应选择量程为3V的V1,一节干电池的内阻大约1Ω,为了精确测量电路中电流,电流表应选择量程为0.6A的A1,电路中的最大电阻约为
为了便于调节电路,滑动变阻器选择R1。
(2)[1][2]根据图中的点迹作图,如图所示
根据闭合电路欧姆定律可得
根据图像可知干电池的电动势
干电池的内阻
(3)图1的实验误差来自于电压表的分流作用,当电压表示数为零时无电流通过电压表,此时测量值等于真实值,电压表的示数越大,实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大,故对应图3的U-I图像是A。
(4)由闭合电路欧姆定律可知
解得
41.(24-25高二上·湖南岳阳岳阳县一中、汨罗一中·期中)测定电源的电动势和内电阻的实验电路如图1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(0~50Ω);
C.滑动变阻器(0~1750Ω);
D.电压表(0~3V);
E.电压表(0~15V);
F.电流表(0~0.6A);
G.电流表(0~3A)
其中电压表应选 ,电流表应选 。(填字母代号)
(2)图2是根据实验数据画出的图像。由此可知这个干电池的内阻 ,电动势 。(结果均保留两位有效数字)
(3)某同学认为,如果考虑电表内阻对电路的影响,该实验存在误差,下列分析正确的是___________。
A.误差原因是电压表的分流
B.误差原因是电流表的分压
C.电动势测量值大于真实值
D.内阻测量值小于真实值
【答案】(1) D F
(2) 1.0 1.5
(3)AD
【详解】(1)[1]因为电源是干电池1个,干电池的电动势约为1.5V,所以电压表应选D。
[2]通过干电池的电流不宜过大,所以电流表应选量程为0~0.6A的F。
(2)[1][2]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
(3)AB.电压表直接测量路端电压,所以电压表的测量值是准确的;由于电压表的分流作用,可知电流表所测电流不是流过电池的电流,电流表所测电流较流过电池的电流偏小,故A正确,B错误;
CD.由电路图可知,相对于电源电流表采用外接法,由于电压表分流,电流测量值小于真实值,外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的图像如图所示
电源的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,故C错误,D正确。
故选AD。
42.(24-25高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期中)某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用。
A.待测电阻Rx(约300Ω)
B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)
H.开关、导线若干
(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择 (填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择 (填“R1”或“R2”);请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图 。
(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:
①按图连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;
④待测电阻的阻值Rx= ,比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差? (填“甲”或“乙”)同学的。
【答案】 A1 R1 乙
【详解】(1)[1]由题意得,流过待测电阻的最大电流约为
所以电流表选用A1。
[2]实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量,则滑动变阻器有采用分压式接法,即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。
[3]待测电阻阻值约为电压表内阻的,待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍,所以相对来说电流表的分压影响较小,则测量电路采用电流表的内接法,所以实验电路如图。
(2)[4]闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半,则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2(将电流表A2短路)并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I,则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上
[5]方案乙采用了等效法测电阻,方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差,所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。
43.(24-25高二上·湖南沅澧共同体·期中)某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为RT= Ω。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻R0=2.0kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表A1的示数为2.25mA,A2的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为 kΩ。
(3)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°,油液外热敏电阻的温度为70°,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为 cm。
【答案】 左 /3 10
【详解】(1)[1] 由多用电表欧姆表的读数规则可知,此时热敏电阻的阻值为
(2)[2] [3] 滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端,由于和并联,故有
代入数据解得
(3)[4] 设警戒液面到油箱底部的距离为x,温度为30℃时热敏电阻的阻值为,则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理,可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中,由闭合电路欧姆定律有
将E=6V、I=2.4mA、R=1.8kΩ代入可得
x=10cm
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专题03 电路及电能
地 城
考点01
电学知识点及计算
1.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·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
2.(24-25高二上·湖南·期中)一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料,具有良好的导电性能,该新材料通过材料内部的自由电子导电,自由电子的电荷量为,每平方米自由电子数为。如图所示,长为、宽为的新材料两端的电压为,流过导体中的电流为,则该新材料内自由电子定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·湖南邵阳武冈·期中)某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它沿中点对折,则该导线的( )
A.电阻率变为原来的 B.电阻率变为原来的
C.电阻变为原来的 D.电阻变为原来的
4.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=8cm,bc=6cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为3A;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.A B.A C.A D.A
5.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)(多选)如图所示,电流表A的量程为6mA、内阻为99Ω,定值电阻R1的阻值为1Ω,电阻箱R2的最大阻值为9999.9Ω。现利用以上器材,将A改装成量程为3A的电流表和量程为15V的电压表。则( )
A.单刀双掷开关K掷于1时,A可改装成量程为3A的电流表,此时R2 = 40Ω
B.单刀双掷开关K掷于1时,A可改装成量程为15V的电压表,此时R2 = 24.01Ω
C.单刀双掷开关K掷于2时,A可改装成量程为3A的电流表,此时R2 = 400Ω
D.单刀双掷开关K掷于2时,A可改装成量程为15V的电压表,此时R2 = 24Ω
6.(24-25高二上·湖南永州祁阳县第四中学·期中)(多选)四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表,电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,把它们按图所示接入电路,则( )
A.电流表的读数大于的读数
B.电流表的指针偏转角小于指针的偏转角
C.电压表的读数小于的读数
D.电压表的指针偏转角等于的指针偏转角
7.(22-23高二下·湖南郴州桂阳县展辉学校·期中)如图所示,电源电动势E=6V,内电阻r=1Ω,小灯泡L的电阻R=5Ω,闭合开关S后,求:
(1)流过小灯泡的电流I;
(2)小灯泡两端的电压U。
8.(21-22高二下·湖南怀化湖天中学·期中)如图所示的电路中,电源的内阻为,电阻,,。当开关S闭合时,理想电流表示数为,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)流过电阻的电流;
(3)电阻两端的电压和电源的电动势E。
9.(24-25高二上·湖南·期中)电动机是将电能转换为机械能的装置,某玩具起重机的电路示意图如图所示,闭合开关S后,灯泡恰好正常工作,理想电流表的示数。已知电源电动势,灯泡的铭牌上标有“ ”的字样,电动机线圈的电阻。求:
(1)开关S闭合状态下,内通过灯泡的电荷量;
(2)电源的内阻;
(3)电动机的输出功率。
10.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·期中)如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上,电源电动势,内阻,用理想电压表测出电动机两端的电压,已知电动机线圈电阻。求:(结果保留2位小数)
(1)通过电源的电流;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的机械功率。
11.(24-25高二上·湖南邵阳武冈·期中)2022年7月15日至17日,第十届万魅·北方礼品玩具展在山东临沂举办。如图是一参展玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V,内阻为0.5Ω,电阻R=2.5Ω,闭合开关S后,当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的物体时(不计一切摩擦阻力,重力加速度g取10m/s2),标有“3V 0.6W”的灯泡恰好正常发光。求:
(1)电动机两端的电压;
(2)通过电阻R的电流;
(3)电动机的内阻。
12.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)如图所示的发光电动玩具车的电路可简化为图所示的电路图,两盏灯泡的规格均为“3V,3W”,若电源的电动势为8V,内阻为1Ω,电动机内阻为0.5Ω,已知玩具车正常工作时两盏灯泡均正常发光,求正常工作时:
(1) 电源两端路端电压U 与干路中的电流强度I;
(2) 玩具车的机械功率P机。
13.(23-24高二上·湖南邵阳新邵县第二中学·期中)小型直流电动机(其线圈内阻为)与规格为“4V~4W”的小灯泡并联,再与阻值为的电阻串联,然后接至的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)流过电阻R的电流;
(2)电动机的发热功率。
地 城
考点02
动态电路专题
14.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)在如图所示的电路中,当合上开关S后,两个均标有“3V,1W”字样的灯泡均不发光,用电压表测得Uac=Ubd=6V。如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障,这说明( )
A.开关S接触不良
B.灯泡L1灯丝断了
C.灯泡L2灯丝断了
D.滑动变阻器R的电阻丝断了
15.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第四中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值为,定值电阻、电源的内阻分别为。则下列说法正确的是( )
A.如果,则电阻箱消耗的功率最大
B.如果,则定值电阻消耗的功率最大
C.当电阻箱的阻值调为零时,定值电阻消耗的功率最大
D.当电阻箱的阻值调为零时,电源的输出功率最大
16.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图所示,电表均为理想电表,其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示,电压表示数的变化量用表示,则( )
A.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,电压表V示数变小
B.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,变大
C.滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,
D.若发生断路,则电压表V示数变小,电流表示数变大
17.(22-23高二上·湖南邵东第一中学·期中)(多选)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,各电表的示数分别用I、、和表示,电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A.不变,不变 B.变大,变大
C.变大,不变 D.变大,不变
18.(24-25高三上·湖南长沙雅礼中学·期中)如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置,拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,滑动头可以无摩擦滑动,该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置,现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是( )
A.电梯具有向上的加速度时,电压表示数减小
B.电梯具有向上的加速度时,电流表示数增大
C.电梯具有向下的加速度时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电梯具有向下的加速度时,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不变
19.(24-25高二上·湖南湖湘教育三新探索协作体·期中)(多选)如图所示,电路中滑动变阻器最大电阻值及定值电阻值均为,电源电动势为,内阻为,将滑动变阻器滑片自最上端滑至最下端,理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为、,理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为、,则下列判断正确的是( )
A.A1、V1示数减小,A2、V2的示数增大
B.
C.
D.电源的输出功率减小
20.(24-25高二上·湖南名校联考·期中)(多选)如图所示的电路,电源的电动势为E,内阻为r,阻值为R0的定值电阻与光敏电阻R串联,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,电压表、电流表均为理想电表。闭合开关S,当增大R的光照强度时,下列选项正确的是( )
A.两电压表的示数均减小
B.电源内阻的功率增大
C.V1、A示数变化量之比的绝对值为R0
D.V2、A示数变化量之比的绝对值为R0+r
21.(24-25高二上·湖南县·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r为定值,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,理想电流表A的示数为I,理想电压表、和的示数分别为、和,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,各电表示数变化量分别为,、和。下列说法正确的是( )
A.I变大,变大 B.电源总功率变大
C.电源的效率变大 D.不变,不变
22.(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期中)(多选)如图所示,电表均为理想电表,两灯泡的电阻均为,为电源内阻的大小,闭合开关S,此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动,电压表、示数变化量的绝对值分别为、,电流表A示数变化量的绝对值为,则( )
A.灯泡变亮,灯泡变暗 B.、的示数增大
C.电源的输出功率减小,效率增大 D.的数值为的两倍
23.(24-25高二上·湖南长沙浏阳·期中)(多选)为了保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,其工作原理如图乙所示,电源电动势为E,内阻为r,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,R0为定值电阻,电路中的电表均为理想电表,电压表示数为U,示数变化量的绝对值为,电流表示数为I,示数变化量的绝对值为,闭合开关,当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数I变大,电压表的示数U变小
B.电压表与电流表示数的比值变大
C.电压表与电流表示数变化的绝对值的比值变小
D.电源的输出功率可能先变大后变小
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考点03
图像及电容器分析
24.(24-25高二上·湖南邵阳第二中学·期中)两电阻、的电流I和电压U的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.
B.和串联后的总电阻的图线应在区域Ⅲ
C.和串联后的总电阻的图线应在区域Ⅰ
D.和并联后的总电阻的图线应在区域Ⅱ
25.(24-25高二上·湖南永州祁阳县第四中学·期中)如图所示,A、B分别为电源E和电阻R的图线,虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路,由图像可知,下列选项不正确的是( )
A.R的阻值随电压升高而增大,此时的阻值为
B.此时电源的总功率为
C.电源的电动势为,内阻为
D.若电源与2个题中完全相同的电阻R串联,电源的效率将增大
26.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图所示的图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系图线,图线b为电阻R的图线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,以下说法正确的是( )
A.此状态下R的阻值为2Ω B.该电源电动势为4V,内阻为1Ω
C.此状态下R的功率为6W D.此状态下电源的总功率为8W
27.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)(多选)如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率
B.图乙中,
C.调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的输出功率先增大后减小
D.调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的效率一直增大
28.(24-25高二上·湖南邵东创新高级中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为,内阻不计,、、为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示。当开关S闭合后,下列判断正确的是( )
A.此时灯泡的电阻为
B.此时通过灯泡的电流为灯泡电流的2倍
C.此时灯泡消耗的电功率为
D.此时灯泡消耗的电功率为
29.(24-25高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源内阻为r,是定值电阻,L是灯泡。现闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向上滑动,电表A、、、都是理想电表,测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、,电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.、的示数都增大,的示数减小
B.、、均不变
C.电流表示数变小,灯泡变暗
D.电源效率增大
30.(24-25高二上·湖南三湘名校教育联盟·期中)在如图所示的电路中,C为电容器,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源内阻为r,电流表和电压表均为理想电表,开关S闭合后将滑动变阻器R2的滑片P从左向右缓慢滑动,电压表的示数及示数变化量分别记为U1和△U1,电压表的示数及示数变化量分别记为U2和△U2,电流表的示数及示数变化量分别记为Ⅰ和△Ⅰ,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.变大,不变
D.电容器带电量减少
31.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)如图为一种心脏除颤器的原理图,在一次模拟治疗中,先将开关S接到位置1,电容器充电后电压为10kV,再将开关S接到位置2,电容器在5ms内通过人体模型完成放电。已知电容器的电容为,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零,下列说法正确的是( )
A.这次电容器充电后带电量为0.4C B.这次放电过程的平均电流为40A
C.人体模型起到绝缘电介质的作用 D.若充电至20kV,则该电容器的电容为
地 城
考点04
电学实验
32.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳县第一中学·期中)用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻,有如图甲、乙所示的两种电路,测得多组数据,把它们标在丙图的坐标纸上,并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。
(1)由丙图的图像可知,电源的电动势 V,内电阻 。(结果均保留两位有效数字)
(2)如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像,所得的电源电动势E的测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)如果做实验时,实验室没有合适量程的电表,需要进行改装,以下电表改装正确的是___________。
A.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表
C.将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表,并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D.将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表,串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
33.(24-25高二上·湖南天一大联考·期中)如图是多用电表的外部结构,下列说法正确的是( )
A.不管多用电表当电流表还是当欧姆表,都需要调节S、K、T三个部件
B.不管多用电表是测电压还是测电阻,“+”插孔的电势都高于“-”插孔
C.测电阻时,当指针偏转角过大,需要调节K,把欧姆挡变小,并且需要重新调节T
D.测电阻时,当指针偏转角过大,需要调节K,把欧姆挡变大,并且需要重新调节T
34.(24-25高二上·湖南祁阳第一中学·期中)现有一合金制成的圆柱体,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺示数如图甲、乙所示。
(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为 mm,长度为 mm。
(2)使用多用电表电阻挡“”挡粗测圆柱体的阻值,发现指针偏角较大,为了更准确地测出圆柱体的阻值,下列操作正确的是( )
A.将选择开关旋转到电阻挡“”位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
B.将选择开关旋转到电阻挡“”位置,两表笔短接调零,再次测量电阻
C.将两表笔短接,再将选择开关旋转到电阻挡“”位置,再次测量电阻
D.将两表笔短接,再将选择开关旋转到电阻挡“”位置,再次测量电阻
(3)为进一步精确测量圆柱体的阻值(阻值约为),实验室提供了以下器材:
A.电源(电动势,内阻不计)
B.电流表(量程、内阻约)
C.电流表(量程,内阻)
D.电压表V(量程为,内阻约为)
E.定值电阻(电阻为)
F.滑动变阻器(最大阻值)
G.开关及导线若干
①请在如图所示的虚线框内画出电路原理图(需标出器材符号)。
②用表示电流表的示数、表示电流表的示数,则 (用、,和表示)。
35.(24-25高二上·湖南三湘名校教育联盟·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)。
36.(24-25高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期中)测电阻R大小。
(1)同学们首先用欧姆表×1挡位大致测出电阻阻值大小,如图,则电阻大小读数为 Ω。
同学们继续使用学生电源(4V)组装下图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0~15V,15kΩ) B.电压表V2(0~3V,3kΩ)
C.电流表A1(0~3A) D.电流表A2(0~0.6A)
作者的备注:原卷画出了实物图,这里还原出的是电路图。
(2)应选择电压表 ,电流表 。(填器材前字母)
(3)下列哪些说法是正确的?_________
A.电压表分流属于系统误差
B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端
C.如图所示的电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0
D.多组实验可以减小系统误差
37.(24-25高二上·湖南县·期中)某中学实验小组准备测量一段金属丝的电阻率,实验过程如下。
(1)测量金属丝的长度和直径
实验小组用螺旋测微器测量该金属丝直径D,如图(a)所示,读数为 mm,用游标卡尺测量该金属丝长度L,如图(b)所示,读数为 mm。
(2)测量金属丝的电阻
实验小组采用电桥法测量电阻值,电路图如下,其中和为定值电阻,为可调电阻箱,G表为检流计用于判断微弱电流,为待测金属丝。
①闭合开关S前,滑动变阻器滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
②多次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置,使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置,记录此时电阻箱的示数为,则待测金属丝电阻值 (用、、表示)。
③处理数据时发现,定值电阻、的电阻值未知,因此该小组成员交换、在电路图中的位置,再次调节电阻箱和滑动变阻器滑片位置,使检流计指针稳定时指向中央零刻线位置,记录此时电阻箱的示数为,则 (用、表示)。
(3)计算金属丝的电阻率
该金属丝的电阻率 (用D、L、、表示)。
38.(24-25高二上·湖南长沙明德中学·期中)用如图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻(小于1)。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表A:(量程0~0.6A,0~3A)
双量程电压表V:(量程0~3V,0~15V)
滑动变阻器:R1(阻值范围0~10,额定电流2A)
R2(阻值范围0~100,额定电流1A)
(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用滑动变阻器 (填“R1”或“R2")
(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接,注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置,并选择正确的电表量程进行连线 。
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图丙中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E= V(保留三位有效数字)、内阻r= (保留两位有效数字),该实验由于系统误差使电池内阻的测量值 (填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
39.(24-25高二上·湖南湖湘教育三新探索协作体·期中)某物理兴趣小组开展活动,测量某电源的电动势和内阻。甲同学利用以下器材设计电路图1和图2并进行实验,相关实验器材如下:
A.被测电源;
B.电流表:量程0~0.6A,内阻;
C.电压表:量程0~3V,内阻未知;
D.滑动变阻器:阻值范围为,允许通过最大电流2A;
E.开关、导线若干。
(1)为了更准确的测量电源的电动势和内阻,实验电路图应选择上图中的 (选填“图1”或“图2”);确定好电路后,调节滑动变阻器滑片得到电压表的示数与电流表的示数的多组数据,作出图像如图3所示,根据图像和题中所给信息可知该电池组的电动势 V,内电阻 。(结果均保留两位小数)
(2)乙同学利用DIS等实验器材测量同一电池组的电动势和内阻,实验装置如图甲所示,多次改变电阻箱的阻值,记录外电路总电阻阻值,用电压传感器测得路端电压,并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线,图线斜率为,在纵轴的截距为,由图线可知 , (用、表示)。
40.(24-25高二上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·月考)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中,电路图如图,可选用的实验器材有:
电压表V1(量程3V);电压表V2(量程15V);
电流表A1(量程0.6A);电流表A2(量程3A);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);滑动变阻器R2(最大阻值300Ω);
干电池;开关S;导线若干;
(1)选择合适的器材:滑动变阻器应选 (填写所选器材前的符号)
(2)测得的7组数据已标在如图所示U-I坐标系上,用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。(注意纵坐标未从0开始)
(3)按照图1的测量方法,某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。下列图像中哪一个是该实验的分析 。
(4)图3中虚线U-I的函数解析式是,如果考虑电表内阻影响,图3实线U-I的函数解析式是 。(解析式中可能用到的物理量:电源电动势E,内阻r,电压表内阻RV,电流表内阻RA)
41.(24-25高二上·湖南岳阳岳阳县一中、汨罗一中·期中)测定电源的电动势和内电阻的实验电路如图1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(0~50Ω);
C.滑动变阻器(0~1750Ω);
D.电压表(0~3V);
E.电压表(0~15V);
F.电流表(0~0.6A);
G.电流表(0~3A)
其中电压表应选 ,电流表应选 。(填字母代号)
(2)图2是根据实验数据画出的图像。由此可知这个干电池的内阻 ,电动势 。(结果均保留两位有效数字)
(3)某同学认为,如果考虑电表内阻对电路的影响,该实验存在误差,下列分析正确的是___________。
A.误差原因是电压表的分流
B.误差原因是电流表的分压
C.电动势测量值大于真实值
D.内阻测量值小于真实值
42.(24-25高二上·湖南湖南师范大学附属中学·期中)某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用。
A.待测电阻Rx(约300Ω)
B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)
H.开关、导线若干
(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择 (填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择 (填“R1”或“R2”);请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图 。
(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:
①按图连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;
④待测电阻的阻值Rx= ,比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差? (填“甲”或“乙”)同学的。
43.(24-25高二上·湖南沅澧共同体·期中)某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为RT= Ω。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻R0=2.0kΩ,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表A1的示数为2.25mA,A2的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为 kΩ。
(3)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°,油液外热敏电阻的温度为70°,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为 cm。
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