内容正文:
专题03 电路 电学实验
6大高频考点概览
考点01 电流 电功和电功率
考点02 闭合电路欧姆定律
考点03 电路的动态分析
考点04 测量电阻率
考点05 多用电表的使用
考点06 测量电源电动势和内阻
地 城
考点01
电流 电功和电功率
1.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验(如图甲),实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些(如图乙),将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,发现锡纸条很快开始冒烟、着火,下列说法正确的是( )
A.此实验中使用旧电池效果更好
B.此实验利用了电流的热效应,a段最先燃烧
C.此实验利用了电流的热效应,c段最先燃烧
D.若,则a段电阻最小,c段电阻最大
【答案】B
【详解】A.此实验中使用老旧电池效果没有新电池好,因为老旧电池的内阻比较大,使得电路电流较小,电流的热效应不明显,故A错误;
BCD.根据电阻定律
若,材料相同,则电阻率相同,a段横截面积最小,c段横截面积最大,则a段电阻最大,c段电阻最小;此实验利用了电流热效应,根据
由于电流相等,a段电阻最大,则a段的功率最大,a段最先燃烧,故B正确,CD错误。
故选B。
2.(24-25高二上·广东中山·期末)电源AB的路端电压与干路电流的关系如图甲所示。现将一只标识为“,”的小灯泡与电源AB组成如图乙所示的电路,下列说法正确的是( )
A.只闭合,小灯泡的功率为6W
B.只闭合,小灯泡两端的电压小于6V
C.均断开时,电源A的路端电压为零
D.每通过相同的电荷量,电源B中非静电力的功比电源A中的多
【答案】B
【详解】A.由图可知,两电源电动势均为6V,只闭合,A与灯泡接通,则小灯泡两端电压小于6V,则灯泡的功率为小于6W,选项A错误;
B.只闭合,B与灯泡接通,则小灯泡两端电压小于6V,选项B正确;
C.均断开时,电源A的路端电压等于电源电动势,为6V,选项C错误;
D.两电源电动势均相同,可知每通过相同的电荷量,电源B中非静电力的功等于电源A中的非静电力的功相等,选项D错误。
故选B。
3.(24-25高二上·广东深圳·期末)如图所示的电路中,定值电阻分别为R1= R2=6Ω和R3=R4=3Ω,现在 M、N两点间加12V 的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A.M、N间的总电阻为9Ω
B.R1和R2两端的电压比为2:1
C.流过R2和R3的电流比为1:2
D.R1和R4两端的电压比为1:2
【答案】CD
【详解】A.该电路是R1、R2和R3并联后再和R4串联,并联的总电阻为
解得
则M、N间的总电阻为
故A错误;
B.R1和R2并联关系,则两端的电压比为,故B错误;
C.R2和R3并联,两端的电压相等,则流过R2和R3的电流比
故C正确;
D.和R4串联,电流相等,故R1和R4两端的电压比为
故D正确。
故选CD。
4.(24-25高二上·广东清远·期末)内阻为100Ω、满偏电流为3mA的表头刻度盘如图所示,现指针指着某一电流刻度,以下说法正确的是( )
A.此表头两接线柱之间的电压为7mV
B.此表头允许的最大电压为3V
C.若要把它改装为0~15V的电压表,需串联4900Ω的电阻
D.若要把它改装为0~0.6A的电流表,需并联1Ω的电阻
【答案】C
【详解】A.由图可知,图中的指针所示的电流为0.7mA,则此表头两接线柱之间的电压为
故A错误;
B.由题知,满偏电流为,则此表头允许的最大电压为
故B错误;
C.若要把它改装为0~15V的电压表,需串联一个电阻,根据电压表改装原理有
代入数据解得
故C正确;
D.若要把它改装为0~0.6A的电流表,需并联一个电阻,根据电流表改装原理有
代入数据解得
故D错误。
故选C。
5.(24-25高二上·广东广州广州大学附属中学南沙实验学校)如图为双量程的电流表电路示意图,a为负接线柱,b、c均为正接线柱。表头满偏电流为500mA,内阻为200Ω,两种量程分别为1A和10A。下列说法正确的是( )
A.当使用a、b两个端点时,量程为1A
B.当使用a、c两个端点时,量程为10A
C.R2=180Ω
D.R1=15Ω
【答案】C
【详解】AB.当使用a、b两个端点时,量程为
当使用a、c两个端点时,量程为
以上分析可知
可知当使用a、b两个端点时,量程为10A,当使用a、c两个端点时,量程为1A,故AB错误;
CD.结合以上分析有
其中
联立解得
故C正确,D错误。
故选C 。
6.(24-25高二上·广东中山·期末)某同学将满偏电流为的毫安表改装为具有和两个量程的电流表,电路图如图所示,其中接线柱为不同量程的公共接线柱,接线柱标注为,接线柱标注为。已知毫安表的内阻为和为定值电阻,则( )
A.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流为
B.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流为
C.定值电阻的阻值为
D.定值电阻的阻值为
【答案】C
【详解】A.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流与通过毫安表的电流相等,为,选项A错误;
B.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流为,选项B错误;
CD.由电路可知,
解得,
选项C正确,D错误。
故选C。
7.(24-25高二上·广东肇庆·期末)电动自行车的驱动部分由蓄电池、电动机及控制开关串联而成(如图)。当电动自行车在水平路面以某一恒定速度行驶时(阻力不变),电动机的输入电流为,电压为。已知蓄电池的电动势为,电动机的效率为。在此行驶状态,以下说法正确的是( )
A.电动机的输出功率为 B.电动机的内阻为
C.电动机的热功率为 D.蓄电池的输出功率为
【答案】A
【详解】A.电动机的输出功率应为,故A正确;
BC.电动机两端的电压为,通过电动机的电流为,但电动机不是纯电阻,不能直接应用欧姆定律计算内阻,电动机的热功率
电动机的总功率,又
解得
故B错误,C错误;
D.蓄电池的总功率:
但蓄电池有内阻,输出功率不可能为
又,故D错误。
故选A。
8.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)某扫地机器人电动机的输入电压恒为,线圈电阻为。正常工作时电流为。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,电动机的输出功率为
B.正常工作时,电动机的机械效率为90%
C.电动机被杂物卡住无法运转时,电动机的发热功率为
D.根据焦耳定律,无论电动机正常工作还是被卡住,电动机的发热功率均为
【答案】C
【详解】AB.正常工作时,电动机的输入功率为
热功率为
则电动机的输出功率为
则正常工作时,电动机的机械效率为
故AB错误;
CD.电动机被杂物卡住无法运转时,电流为
则电动机的发热功率为
故C正确,D错误。
故选C。
9.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便,革新了农业生产模式,解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐橙,它内置了电动势、容量的智能电池,其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出的电流恒为,其他设施正常工作时的电功率为,飞行时电动机的工作效率。
(1)求充满一次电,该款无人机理论上正常工作的最长时间;
(2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率;
(3)已知该款无人机的总质量为,某次吊运的脐橙质量。假设该无人机飞行时所受的空气阻力恒为取,求该款无人机竖直上升过程中的最大速度。
【答案】(1)1.2h
(2)1600W
(3)
【详解】(1)由题可得无人机理论上正常工作的最长时间
(2)由能量守恒定律得
(3)当加速度时速度最大,即
由
解得
地 城
考点02
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)研究微型电动机性能时,可采用如图所示电路。闭合开关,当调节电阻箱R的阻值为时,电动机正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为和。已知电源内阻为,电动机内阻为,电压表和电流表均为理想电表,当电动机正常运转时,下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为 B.电源的输出功率为
C.电动机的输出功率为 D.电动机的发热功率为
【答案】D
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律
其中是电动机两端电压,是电路电流,是电源内阻,是电阻箱阻值。
则
A错误;
B.电源的输出功率
所以
B错误;
C.电动机的总功率
电动机的发热功率
电动机输出功率
C错误;
D.电动机的发热功率
D正确。
故选D。
2.(24-25高二上·广东湛江湛江第一中学·期末)如图所示,电源电动势内阻r=1Ω,电灯电阻保持不变,定值电阻R=2Ω。开关闭合后,电动机恰好以额定功率正常工作,已知电动机的额定电压电动机线圈的电阻下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为1.5A
B.电动机的输入功率为72W
C.电源的输出功率为12W
D.电源的效率约为75%
【答案】A
【详解】.根据串联分压,定值电阻和内阻两端电压之和,干路电流
电动机正常工作,电动机两端电压,电动机与灯泡并联,两端电压相等,则通过灯泡电流
通过电动机电流
A正确;
B.电动机输入功率
B错误;
C.电源输出功率
C错误;
D.电源效率
D错误。
故选A。
请阅读下面的材料,完成下面小题。
新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革逐步走向纵深,前沿技术和颠覆性变革不断涌现。我国新能源产业经历了一个从无到有、从小到大再到强的发展过程。2023年我国新能源汽车市场占有率达到。
新能源汽车不使用传统的汽油或柴油,主要是通过电池系统的能量储存,电动机系统的动力输出和能量管理系统的协调管理,实现从电能到动能的转换。新能源汽车的部分工作原理可以简化为如图所示的电路,由电池向电动机供电,进而驱动汽车。
3.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)电池作为新能源汽车的“心脏”,其种类和性能对车辆的整体表现及续航里程起着决定性作用。某兴趣小组将一辆某品牌新能源车的电池拆解出来,为了测量其电动势和内阻,设计了如图1所示的实验电路图,根据电压表和电流表所测数据得出图如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.定值电阻两端电压为 B.电池电动势的测量值为
C.电压表两端电压小于电池的路端电压 D.电池内阻等于
【答案】3.BC
【解析】ABD.根据闭合电路欧姆定律有
根据图像的截距可知,电池电动势的测量值为,根据图像斜率可知
故AD错误,B正确;
C.电压表测量滑动变阻器电压,根据串联电路电压规律可知
则电压表电压小于电池的路端电压,故C正确;
故选BC。
4.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)兴趣小组测得某组电池电动势,电动机线圈电阻,定值电阻。当电动机正常工作时,电动机两端电压,定值电阻消耗功率。则( )
A.电动机正常工作时,通过定值电阻电流为
B.电动机正常工作时,电池的路端电压为
C.若电动机的转子被卡住,定值电阻消耗的功率为
D.电动机正常工作时,效率为
【答案】AC
【解析】A.根据电功率的计算公式有
解得A
故A正确;
B.根据欧姆定律有V
电池的路端电压为V
故B错误;
C.电池内阻为
若电动机的转子被卡住,根据闭合电路欧姆定律有A
电功率为W
故C正确;
D.电动机正常工作的热功率为W
电功率为W
效率为
故D错误;
故选AC。
5.(24-25高二上·广东中山·期末)如图电路中,电源电动势为,内阻忽略不计,小灯泡的额定电压为、额定功率为,电动机的线圈电阻。若灯泡恰能正常发光,电压表视作理想电表,下列说法正确的是( )
A.电动机的输出功率为
B.电压表的示数为
C.流经电动机的电流为
D.电动机的电功率为
【答案】A
【详解】BC.电压表的示数为
灯泡恰能正常发光,则电流为
可知流经电动机的电流为,故BC错误;
AD.电动机的电功率为
电动机线圈产生的热功率为
则电动机的输出功率为
故A正确,D错误。
故选A。
6.(24-25高二上·广东汕尾·)某学习小组在学习全电路欧姆定律的内容时,设计了如图所示的电路。当闭合、断开的情况下,电流表的示数为。当均闭合时,电流表的示数为,此时电动机正常工作。已知电源的电动势为,内阻为。若电流表的内阻不计,电动机线圈的电阻为,且忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻为
B.均闭合时路端电压为
C.均闭合时电动机输出功率为
D.电动机正常工作产生的热量为
【答案】C
【详解】A.闭合、断开的情况下,电流表的示数为,
由闭合电路欧姆定律可知
代入数据得灯泡的阻值为,故A错误;
B.均闭合的情况下,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压为
故B错误;
C.灯泡的电流
电动机的电流
电动机的总功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
故C正确;
D.电动机正常工作产生的热量
故D错误。
故选C。
7.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗机器人如下图所示,主要由电动机、传感器等部件构成,其电池容量为(电池能够提供的电量,表示当电池以3000mA的输出电流工作时,最长可以持续工作)、额定电压为、待机时功率为、工作时功率为。下列说法正确的是( )
A.充满电后,机器人的最长待机时间为
B.进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为
C.若电动机卡住停转时,通过电动机的电流会增大
D.进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能
【答案】AC
【详解】A.额定电压为,工作时功率为,则工作时的电流为
由题意可知工作时最长可以持续工作时间为,则充满电后,机器人的最长待机时间为
故A正确;
B.进行擦拭工作时,机器人不是纯电阻电路,则有
可得内部电路的电阻
故B错误;
C.若电动机卡住停转时,通过电动机的电流
可知通过电动机的电流会增大,故C正确;
D.进行擦拭工作时机器人把电能转化为机械能和焦耳热,故D错误。
故选AC。
9.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡的关系图像,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5A,0.75V),曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0A,0),用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为
B.小灯泡接入电源时的电阻为
C.小灯泡L实际消耗的电功率为
D.电源效率为50%
【答案】C
【详解】A.设该电源电动势为,内阻为,由闭合电路欧姆定律有
代入题图直线中数据有,
解得
故错误;
BC.根据题意可知,当将该电源直接与小灯泡连接成闭合电路时,灯泡两端的电压为,流过灯泡的电流为,由欧姆定律可得,小灯泡接入电源时的电阻为
小灯泡实际消耗的电功率为
故错误,正确;
D.电源的效率
故D错误。
故选C。
10.(24-25高二上·广东潮州·期末)如图所示,定值电阻,R为电阻箱,其最大阻值为,电压表为理想电表,当电阻箱示数时,电压表读数为;当电阻箱示数时,电压表读数为,求电源的电动势E和内电阻r。
【答案】,
【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得,
代入数据解得,
地 城
考点03
电路的动态分析
1.(24-25高二上·广东清远·期末)直流发电机E=250V,r=3Ω,两条输电线电阻R1=R2=1Ω,并联的电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其它电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化,以下说法正确的是( )
A.当接通2只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作
B.当接通40只电热器时,发电机的输出功率最大
C.当接通10只电热器时,电热器组加热物体最快
D.当接通50只电热器时,电阻R1和R2上消耗的功率最大
【答案】ABD
【详解】A.根据题意可得电热器的电阻值为
当接通2只电热器时,根据闭合电路欧姆定律可得
所以电热器两端的电压为
即实际使用的电热器都能正常工作,故A正确;
B.当接通40只电热器时,外电路总电阻为
即外电路电阻等于电源内阻,此时电源的输出功率最大,故B正确;
C.根据等效电源法,当电热器的总电阻与电源内阻、定值电阻R1和R2的总和相等时,电热器组加热物体最快,即
解得
故C错误;
D.当接通50只电热器时,回路中总电阻最小,电流最大,则电阻R1和R2上消耗的功率最大,故D正确。
故选ABD。
2.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)酒精测试仪是通过检测呼出气体中的酒精浓度来推断血液中的酒精含量。图示为一种呼气酒精测试仪的原理图,其中、为定值电阻,电流表、电压表均为理想表,酒精气体传感器可视为一个电阻,其阻值与其周围酒精气体浓度成反比。当醉酒人员对传感器吹气时,下列说法正确的是( )
A.通过的电流减小
B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小
D.电压表示数与呼气酒精浓度成正比
【答案】B
【详解】AB.当醉酒人员对传感器吹气时,酒精气体传感器接入电路阻值减小,则电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则通过的电流增大,通过的电流增大,两端电压增大,即电压表的示数变大,故A错误,B正确;
C.根据欧姆定律可得,可知电压表与电流表示数的比值不变,故C错误;
D.设酒精浓度为C,则有
由闭合电路欧姆定律,可知电路电流为
则电压表示数为
可知电压表示数与呼气酒精浓度不成正比,故D错误。
故选B。
3.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)交警通常使用酒精浓度测试仪对驾驶员进行检测,其工作原理如图。电源的电动势为,内阻为,保护电阻,电阻的电阻率随酒精气体浓度的增大而减小,电路中电压表可视为理想电压表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大
B.保护电阻消耗的功率变大
C.电源的输出功率变小
D.通过保护电阻的电流减小
【答案】B
【详解】A.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,电阻R的阻值减小,电路总电阻减小,故干路电流I增大,由闭合电路欧姆定律,可知电压表示数
故电压表示数变小,故A错误;
B.由于干路电流I增大,由于电阻消耗的功率
可知功率变大,故B正确;
C.电源输出功率
可知当电路外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,且越接近,电源输出功率越大,因为不知道电源内阻与外电路电阻的大小关系,即不知道与大小关系,故不能判断电源的输出功率如何变化,故C错误;
D.由A选项可知,过保护电阻的电流I增大,故D错误。
故选B。
4.(24-25高二上·广东深圳宝安区·期末)以下为某电动玩具电路结构的简略图。已知电源电动势,内阻,指示灯额定电压为,电阻,电动机额定功率,电动机内部电阻值。当滑动变阻器调节到适当位置时,指示灯和电动机恰好同时达到额定功率。(忽略由于温度变化而引起的电阻变化)求:
(1)此时滑动变阻器的阻值;
(2)该电动玩具的机械效率(电动机的机械功率与电源输出电功率之比)。
【答案】(1)
(2)62.6%
【详解】(1)由于灯泡达到额定功率,故灯泡电压为
根据欧姆定律
解得
电动机电流
解得
根据闭合电路欧姆定律
解得
(2)根据焦耳定律,电动机损耗的热功率为
解得
电动机的机械功率
路端电压
电源的输出功率
解得
5.(24-25高二上·广东深圳·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由a向b移动时,下列说法正确的是( )
A.电源的效率变大 B.电源的总功率变小
C.电流表的示数变小 D.电压表的示数变小
【答案】C
【详解】CD.当滑动变阻器的滑片由a向b移动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,则电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则R3两端电压减小,通过R3的电流变小,即电流表的示数变小;根据
可知流过R2所在支路的电流变大,则R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C正确,D错误;
A.电源的效率为
由于外电阻减小,所以电源的效率变小,故A错误;
B.电源的总功率为
由于电路总电流增大,则电源的总功率变大,故B错误。
故选C。
6.(24-25高二上·广东中山·期末)如图所示为一种自动测量油箱内油面高度的装置,为定值电阻,固定于油箱内的为压敏电阻(电阻和导线与油绝缘),其阻值大小随所受压力大小变化的关系如图乙所示,油量表由电流表改装而成,给油箱加油时,箱内油面上升的过程中,下列说法正确的有( )
A.的阻值减小 B.电流表的示数减小
C.整个电路消耗的功率增大 D.消耗的功率一定增大
【答案】AC
【详解】给油箱加油时,箱内油面上升的过程中,压力变大,则R2阻值减小,总电阻减小,总电流变大,即电流表示数变大,根据P=EI可知,整个电路消耗的功率变大,因不知道R2和R1+r的关系,不能确定消耗的功率的变化情况。
故选AC。
7.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)安装了感光系统的新型路灯,能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统,设计了甲、乙两个电路,如图所示。为光敏电阻(光照越强,电阻越小),与为定值电阻,灯泡L的电阻不随温度变化。下列说法正确的是( )
A.环境变亮时,乙电路中的灯泡亮度变亮
B.环境变暗时,甲电路中的灯泡亮度变暗
C.环境变亮时,甲电路中的电功率减小
D.环境变暗时,乙电路中的电功率增大
【答案】A
【详解】A.设电源内阻为r,乙图中,当环境变亮时,Rt阻值变小,电路总电阻变小,干路电流增大,根据欧姆定律
可知灯泡两端电压变大,灯泡亮度变亮,故A正确;
B.甲图中,当环境变暗时,Rt阻值变大,电路总电阻变大,干路电流减小,根据闭合电路欧姆定律
可知灯泡两端电压变大,灯泡亮度变亮,故B错误;
C.甲图中,当环境变亮时,Rt阻值变小,电路总电阻变小,干路电流增大,根据闭合电路欧姆定律可知灯泡两端电压变小,流过灯泡的电流变小,由于干路电流增大,故流过R1的电流I1增大,根据
可知的功率增大,故C错误;
D.乙图中,当环境变暗时,电路中的电阻增大,干路电流减小,根据欧姆定律
可知两端的电压减小,根据
可知的电功率减小,故D错误。
故选A。
8.(24-25高二上·广东汕头潮阳区·期末)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大
B.电流表的示数变小
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大
D.酒精气体浓度越大,电源的效率越低
【答案】D
【详解】AB.当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,电阻R的阻值变小,则电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则电流表示数变大,两端电压变大,则电压表的示数变小,故AB错误;
C.电源的输出功率
可见当时电源输出功率最大。因为不知道与r的具体关系,故无法确定酒精气体浓度越大时,电源的输出功率如何变化,故C错误;
D.电源的效率为
故酒精气体浓度越大,传感器电阻R越小,电源的效率越低,故D正确。
故选D。
9.(24-25高二上·广东梅州·期末)如图所示,一对间距、竖直放置的平行金属板、分别接于电路中电阻箱的两端,平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为、带电量绝对值为的带电小球,用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点。闭合,电阻箱的阻值调到,小球静止时悬线与竖直方向的夹角。电源电动势,内阻,取,。求:
(1)判断小球的电性,并简要说明判断依据;
(2)平行金属板、间的电压;
(3)此时电源的总功率和小灯泡的功率。
【答案】(1)带正电,见解析
(2)
(3),
【详解】(1)根据图示可知,小球受电场力方向向右,与电场强度方向相同,则小球带正电。
(2)根据小球的平衡条件有
代入数据可得
(3)回路中的电流
电源总功率
小灯泡两端的电压
小灯泡的功率
10.(24-25高二上·广东河源·期末)图甲为某品牌智能手表,它可以测量血压,内部模拟电路如图乙,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,相当于传感器。当智能手表测量收缩压时,阻值会变小,当测量舒张压时,阻值会变大,电表视为理想电表。某次由测量收缩压转测舒张压时( )
A.消耗的功率变大
B.电容器的电荷量变大
C.电源的效率变大
D.电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值变小
【答案】BC
【详解】B.根据题意可知,测量收缩压转测舒张压时,增大,电路总电阻增大,干路电流减小,电源内阻与定值电阻共同承担的电压减小,则两端电压增大,根据
可知,电容器的电荷量变大,故B正确;
A.消耗的功率
结合上述可知,干路电流减小,则消耗的功率变小,故A错误;
C.电源效率
根据闭合电路欧姆定律有
结合上述,干路电流减小,路端电压增大,则电源的效率变大,故C正确;
D.根据闭合电路欧姆定律可知,电压表示数
则有
可知,电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值不变,故D错误。
故选BC。
地 城
考点04
测量电阻率
1.(24-25高二·广东广州实、广雅、执信、二中、六中五校联考·期末)某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为______cm,直径D为______mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻大约为50Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表(量程0~3V,内阻约为)
C.电压表(量程0~15V,内阻约为)
D.电流表(量程0~25mA,内阻约为)
E.电流表(量程0~250mA,内阻约为)
F.滑动变阻器R,阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
实验要求电压表的示数从零开始变化。请选取合适的器材帮该同学设计电路图,并在图2虚线框内画出你所设计的电路图(请用或,或标识出所选取的电表)。______
【答案】(1) 10.220 5.900
(2)见解析
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知该工件的高度为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知该工件的直径为
(2)因为电源电动势为12V,为了确保电压表的安全与精度,电压表选择量程0~15V,即电压表应选择;通过工件的最大电流约为
为了确保电流表的安全与精度,电流表选择0~250mA,即电流表应选择;实验要求电压表的示数从零开始变化,所以滑动变阻器应采用分压式接法;又因为
可知,电流表分压影响大,实验中应排除电流表分压,则测量电路采用电流表外接法,作出电路原理图如图所示
2.(24-25高二上·广东中山·期末)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。除待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
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,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.多用电表(选择开关面板如图甲所示)
F.定值电阻(阻值为)
G.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。把红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔,选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔___________,进行欧姆调零,测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而___________。
(2)为了更精确测量热敏电阻的阻值,按图乙连接好电路,其中电流表选择。闭合接到2,将的滑片从端向端滑动,直至电压表有明显示数,发现此过程中电流表指针几乎没有偏转,经检测,电路无故障且各仪器正常,则电流表指针几乎没有偏转的原因是___________,为测得通过的电流值,利用所给器材,应选择___________(填器材前面的字母编号)来测量电流;
(3)在解决上述问题后,保持热敏电阻的温度不变,重新闭合,接到1,调节滑动变阻器,测得此时的电压、电流分别为,然后把接到2,调节滑动变阻器,使通过的电流仍为,此时电压表示数为,则该温度下热敏电阻的阻值为___________,改变保温容器的温度,多次测量热敏电阻阻值,即可得到其阻值随温度变化的规律。
【答案】(1) 短接 减小
(2) 通过的电流过小,电流表的量程过大 E
(3)
【详解】(1)[1][2]把红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔,选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔短接,进行欧姆调零,测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,即电阻越小,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而减小。
(2)电流表指针几乎没有偏转的原因是通过的电流过小,电流表的量程过大,为测得通过的电流值,利用所给器材,应选择多用电表的电流挡,故选E。
(3)接到1时,
接到2时,
可得
3.(24-25高二上·广东肇庆·期末)某同学想要研究平时考试使用的2B铅笔芯的电阻,他找到的实验器材有:6只完全相同的2B铅笔芯(阻值相同)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、螺旋测微器、毫米刻度尺、多用电表、电压表、一端连有鳄鱼夹的导线、开关S、电源、导线若干等。
(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大。为了更准确测量电阻,应将旋钮调至____________(选填“”或“”)挡后再次进行测量
(2)用毫米刻度尺、螺旋测微器分别测量2B铅笔的长度和直径。某次测量时的长度示数和直径示数如图甲和乙,其长度和直径读数分别:____________cm,____________mm;
(3)按原理图丙连接好电路进行测量
①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到____________(选填“A”或“B”)端;
②测量时,先将滑动变阻器调整至合适位置并一直保持不变;
③接着将鳄鱼夹夹在1位置,测得定值电阻两端的电压为;
④然后依次将鳄鱼夹夹在2、3、4、5、6、7的位置上进行测量,测得接入第支铅笔芯时的电压表示数为;
⑤根据测出的数据,则一支铅笔芯的电阻为____________(用题中、、、符号表达);
(4)若考虑电压表内阻的影响,此方法测量的铅笔芯电阻____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) 5.20(5.18~5.22) 0.709/0.708/0.710
(3) A
(4)小于
【详解】(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大,说明电阻阻值较小,为了更准确测量电阻,应将旋钮调至挡后再次进行测量。
(2)[1]图甲刻度尺的分度值为,由图甲可知长度读数为;
[2]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知直径读数为
(3)①[1]闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到A端,使电路电流从最小开始调节;
⑤[2]电路图是一个串联电路,电流始终为,连接铅笔芯时可得
故有
(4)由,
因为电压表分流,故实际电流,则有。
4.(24-25高二上·广东惠州·期末)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图(a)所示,圆管长度为L,电阻R约为,这种金属的电阻率为,因内空部分的横截面积S无法直接测量,某同学采用下列实验方案较精确地测量了横截面积S。
(1)用游标卡尺测量金属圆管的外径D,示数如图(b)所示,则外径______。
(2)为测量金属圆管的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:
A.电流表,内阻约
B.电流表,内阻约
C.电压表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.滑动变阻器,(额定电流为)
为更精确地测量出金属圆管的阻值,电流表应选______,电压表应选______(填字母序号)。
(3)测量电路图如图(c)所示,根据已知的物理量(长度L、电阻率)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属圆管外径D),则金属圆管内空部分的横截面积______。
(4)因图(c)的测量电路采用了电流表______(选填“内接法”或“外接法”),使得横截面积S的测量值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)
(2) A C
(3)
(4) 外接法 偏小
【详解】(1)游标卡尺为10分度,精度为0.1mm,主尺读数为10mm,游标尺第6条刻度线与主尺刻度对齐,游标尺读数为
所以外径
(2)[1][2]两节干电池电动势,所以电压表选量程的C;根据欧姆定律
当电压最大为,电阻约为时,最大电流为,所以电流表选量程的,即选A。
(3)根据欧姆定律,又由电阻定律,联立可得
金属圆管的横截面积,则金属圆管内空部分的横截面积
(4)[1]图(c)测量电路中,电流表在电压表和金属圆管所在支路之外,属于电流表外接法。
[2]由于电压表的分流作用,使得电流表示数比通过金属圆管的实际电流大,再根据,所以偏大,面积S的测量值偏小
5.(24-25高二上·广东汕尾·)小明为了测量一段金属丝的电阻率,进行了如下操作:
(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径________;
(2)取长的金属丝用欧姆表测量后得知电阻约为,为精确测量该金属丝的电阻,小明从实验室找出以下供选择的器材:
电池组(电动势,内阻约)
电流表,内阻)
电流表,内阻)
电压表,内阻约)
电压表,内阻约)
滑动变阻器,额定电流1A)
开关、导线若干
(3)请你帮小明在方框内画出实验所需电路图(待测金属丝用表示),并标明所选电表的符号____。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,可得一组数据:电压,电流,该金属丝的电阻_________,电阻率__________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.400 分压或限流均可以,电流表内接
5.1
【详解】(1)金属丝的直径
(3)由于电源电动势,则电压表应选;
由于待测电阻丝的电阻约为,根据
则电流表应选;由于电流表的内阻已知,故选择电流表内接。
(4)由于已知电流表的内阻,,电流,故可计算金属丝的电阻值
根据
计算可得,电阻率
取两位有效数字,电阻率
6.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标,某公司生产了一批超纯水,在商品宣传页(图甲)显示了该商品的标准参照值,当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标,深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。
①如图乙,在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板(薄板略小于容器横截面积);
②选择合适的器材,按图丙所示连接电路,电源的电动势为,先将、接线柱用导线直接连接,调节滑动变阻器,使灵敏电流计达到满偏,满偏电流为;
③保持滑动变阻器滑片位置不变,用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接,在槽内。缓慢倒入超纯水,直到灵敏电流计指针指到时,记录倒入超纯水的体积为。
(1)根据所学知识分析,超纯水的导电性能越___________(填“强”或“弱”)水的纯度越高。
(2)用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示,则底部长度为___________cm。
(3)根据数据分析,此部分超纯水的电阻为___________,该超纯水电阻率___________(填“达标”或“不达标”)。
【答案】(1)弱
(2)12.230
(3) 达标
【详解】(1)电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏,电阻率越大,导电性能越弱。
(2)20分度游标卡尺的精确度为,由图可知槽内部底面的长度为
(3)[1][2]令
由闭合电路欧姆定律可知,满偏电流
当电流为时
可得槽内超纯水的电阻
根据已知数据,可得电阻率
所以该超纯水电阻率达标。
7.(24-25高二上·广东潮州·期末)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻丝的电阻率,设计了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最________(填“左”或“右”)端;
(2)若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示,电阻丝的直径为D,长度为L,则用此法测出该圆柱体材料的电阻率________(用题中所给字母L、D、U、I表示);
(3)由于系统误差,最终测得的金属丝的电阻率比实际值________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)左
(2)
(3)小
【详解】(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最左端,使流经电表的电流为0,保护电路;
(2)根据
解得
(3)电流表外接时,电流的测量值偏大,则电阻测量值偏小,则最终测得的金属丝的电阻率比实际值小。
8.(24-25高二上·广东广州天河区·期末)在“测量金属丝的电阻率”实验中。
(1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度,结果分别如图甲和乙所示。金属丝的直径D为_______mm,长度L为_______cm。
(2)将该金属丝(阻值约为5Ω)固定在木板上,准备测量其电阻(要求电压可以从零开始调节)。现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流10A)
D.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流1A)
a.为减小误差,且便于操作,滑动变阻器应选_______(选填器材前的字母)。
b.如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图,图中已连接了部分导线,请补充完成_________。
c.测量出电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=_______(用题中测量的物理量符号表示)。
【答案】(1) 1.745 13.14
(2) C
【来源】广东省广州市天河区2024-2025学年高二上学期期末物理试题
【详解】(1)[1] 螺旋测微器和的精确度为0.01mm,读数为
[2] 游标卡尺的精确度为0.1mm,读数为
(2)a.[1] 要求电压可以从零开始调节,应用分压式接法,选择最大阻值较小的滑动变阻器,应选C。
b.[2]待测电阻较小,采用电流表外接法,实物图连接如图
c.[3]根据电阻定律有
根据欧姆定律有
解得
地 城
考点05
多用电表的使用
1.(24-25高二上·广东湛江湛江第一中学·期末)某同学测一段粗细均匀的金属圆柱体ab的电阻率ρ,除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器、游标卡尺之外,实验室还准备了如下器材:
A.电压表V1(量程0~15V,内阻很大)
B.电压表V2(量程0~3V,内阻)
C.滑动变阻器R1(阻值范围为0~10Ω,最大电流为3A)
D.定值电阻
E.电源(输出电压恒为4V)
G.开关,导线若干
(1)实验前用多用电表粗略测量圆柱体的电阻,选择“×1”倍率的欧姆挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图甲所示,多用电表读数为___________Ω;用直尺测得金属圆柱体的长度为50cm,用螺旋测微器测量圆柱体的直径,测量结果如图乙所示,其读数为___________mm。
(2)为获得多次测量数据,实验小组组装了图丙电路图,因实验室没准备电流表,电路中电压表V2与定值电阻。并联当作电流表使用,它的量程为___________A。(保留一位小数)
(3)测得电压表示数,则该金属圆柱体电阻。___________Ω(保留一位小数),电阻率___________(保留两位有效数字)。
【答案】(1) 1.844/1.843/1.845
(2)
(3)
【详解】(1)[1]多用电表读数为
[2]圆柱体的直径为
(2)与定值电阻并联,量程
故量程为。
(3)[1]根据欧姆定律可得金属圆柱体电阻
[2]根据电阻定律
联立可得电阻率
2.(24-25高二上·广东深圳罗湖区·期末)某同学想用一个多用表中的欧姆挡直接去测量一个电压表的内阻。
(1)实验时,正确操作后,该同学应选用图中_____(填“A”或者“B”)方式将多用表与电压表连接。
(2)如图所示为多用电表的刻度盘,若该同学选择欧姆挡“”挡,发现指针在位置①,应重新将选择开关置于_____(选填“”或“”)挡。在再次测电压表内阻前,应先将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘_____(选填“左”或“右”端零刻度线。正确操作后,指针指在位置②,则被测电压表的内阻为_____。
【答案】(1)A
(2) 右 1100
【详解】(1)实验时,正确操作后,该同学应选用图中A方式将多用表与电压表连接,因为电流应从电压表“-”接线柱流入。
(2)[1]如图2所示为多用电表的刻度盘,若该同学选择欧姆挡“×10”挡,发现指针在位置①,指针偏角太小,说明电压表内阻较大,应重新将选择开关置于×100挡。
[2]在再次测电压表内阻前,应先将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘右端零刻度线。
[3]正确操作后,指针指在位置②,则被测电压表的内阻为
3.(24-25高二上·广东清远·期末)(1)图中螺旋测微器读数为_______mm、游标卡尺读数为_______mm;
(2)某同学利用多用电表的电阻挡粗测该金属丝的电阻,开始时他采用“×10”倍率试测,请完善他的实验步骤:
①将多用电表选择开关拨至“×10”倍率;
②将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆刻度最右端的零刻度线处;
③把待测电阻放在绝缘桌面上,两表笔分别接在电阻两端;
④结果指针指在图中a位置;
⑤为了减小误差,需要把选择开关拨至_______(填“×1”或“×100”)倍率;
⑥重复步骤②和③;
⑦最终指针指在图中b位置,读数为_______Ω;
⑧把选择开关拨至“OFF”,结束测量。
(3)有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图像,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.直流电源(电动势4.5V,内阻不计)
根据上述器材,电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用_______,为尽可能减小实验误差,以下电路图中最合适的是_______(用序号字母表示)。
【答案】(1) 1.745 41.4
(2) ×100 1000
(3) A D E B
【详解】(1)[1]螺旋测微器读数为
[2]游标卡尺读数为
(2)[1]选择“×10”倍率时,由图可知,指针位于a位置,指针偏转角度较小,说明电阻较大,为了减小实验误差,应尽可能使指针指在刻度盘中间附近,所以需要把选择开关拨至较大的倍率“×100”挡。
[2]最终指针指在图中b位置,则读数为
(3)[1]由题意可知,灯泡的额定电压为2.8V,故电压表的量程应大于2.8V,故电压表应选3V量程,故电压表应选A;
[2]由题知,小灯泡的额定电压为2.8V,功率约为0.8W,根据
解得I=0.28A
故电流表应选D;
[3]本实验中要求电压和电流从零开始变化,则滑动变阻采用分压接法,为便于调节和减小实验误差,故应选最大值较小的滑动变阻器,故滑动变阻器选E;
[4]由于灯泡的电阻较小,故电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,这样可以尽可能减小实验误差,故最合适的电路图为B。
故选B。
4.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)某实验小组为了测量某一段阻值约为20Ω的特殊金属丝的电阻率,采用如下操作步骤开展实验:
(1)先用多用电表粗测其电阻。
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K旋转到“Ω”挡的___________(选填“ × 1”或“ × 10”)位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并进行以下三项操作:
A.使电表指针对准电阻的零刻度线
B.调节欧姆调零旋钮T
C.将两表笔短接
则按顺序应为:___________(用“A”、“B”、“C”代表操作步骤)
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数显示结果如图甲所示,该电阻的阻值为___________Ω。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
(2)用螺旋测微器测量其直径;再用20分度的游标卡尺测量金属丝的长度,长度测量结果为________cm。
(3)为了比较准确测量其电阻,除待测金属丝外,实验小组还备有的实验器材如下:
A.电流表A1,量程为0 ~ 1.5mA,内阻r1 = 500Ω
B.电流表A2,量程为0 ~ 0.6A,内阻r2约为1Ω
C.电压表,量程为0 ~ 3V,内阻r3约为1kΩ
D.定值电阻R1 = 500Ω
E.定值电阻R2 = 9500Ω
F.滑动变阻器RP,最大阻值为10Ω
G.电源(电动势约为15V)
H.开关一只,导线若干
回答下列问题:
①实验小组选择采用的电路设计如图乙所示,为提高实验测量的准确度,与电流表A1串联的电阻R应选择R2,左端导线a应接____(选填“b”或“c”)触点;
②实验时测得A1示数为I1,A2示数为I2,由此可测得该金属丝的电阻Rx = ________________(用r1、I1、I2、R2表示)。
(4)实验小组利用相关数据得到金属丝的电阻率。
【答案】 × 1 CBA 26 5.015 c
【详解】(1)②[1]待测电阻约为20Ω,则将选择开关K旋转到“Ω”挡的“ × 1”位置;
③[2]将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,然后将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮T,使电表指针对准电阻的零刻度线。则步骤为CBA;
④[3]该电阻的阻值为26 × 1Ω = 26Ω。
(2)[4]用螺旋测微器测量其直径为5cm+0.05mm × 3 = 5.015cm。
(3)①[5]电流表A1与电阻R2串联后改装的电压表内阻已知,则安培表应该外接,即左端导线a应接c触点;
②[6]由电路可知
5.(24-25高二上·广东深圳龙华区·期末)某兴趣小组设计出如图甲所示自动筛选鸡蛋大小的装置。当鸡蛋经过压力秤时,其压力作用于压力传感器电阻,为可调节电阻。当电压超过某一数值时,其两端电压经放大电路处理后,控制电磁铁吸住衔铁使弹簧下压并维持一段时间,鸡蛋进入B通道。
(1)先用多用电表测量不同压力时传感器电阻的阻值,绘制出电阻随压力变化的图像如图乙。
①多用电表的红表笔应与表内电池的______(填“正”或“负”)极相连;
②某次多用电表测量电阻时,选择开关旋至测量电阻的“”倍率,发现指针偏角过大。重新调整倍率为______(填“”或“”)后,经欧姆调零,两表笔间接入,多用电表的表盘指针如图丙所示,此时电阻______;
(2)已知电源电动势,内阻不计。调节为,
①由图乙可知,压力传感器电阻值随压力的增大而______(填“增大”或“减小”)。若进入A、B通道的鸡蛋经过压力秤时,上的电压分别为和,则______(填“大于”,“等于”或“小于”)
②若两端的电压超过3V时,电磁铁可以吸动衔铁向下,则能进入B通道的鸡蛋对秤的压力要大于______N。(结果保留两位有效数字)
③要想筛选出更大的鸡蛋,需要把电阻的阻值调______(填“大”或“小”)
【答案】(1) 负 13.0
(2) 减小 大于 0.42 小
【详解】(1)①[1]多用电表的红表笔应与表内电池的负极相连;
②[2][3]某次多用电表测量电阻R1时,选择开关旋至测量电阻的“”倍率,发现指针偏角过大,说明倍率挡选择过高,重新调整倍率为 “”后,经欧姆调零,两表笔间接入R1,多用电表的表盘指针如图丙所示,此时电阻13.0;
(2)①[1]由图乙可知,压力传感器电阻值R1随压力的增大而减小。
[2]鸡蛋进入B通道时,电磁铁可以吸动衔铁向下,R2两端电压较大,则此时R1两端电压较小,则若进入A、B通道的鸡蛋经过压力秤时,R1上的电压大于。
②[3]因电源电动势E=6V,内阻不计,R2调节为10Ω,若R2两端的电压刚好为3V时,可知R1=R2=10Ω,由图乙可知,F≈0.42N,则若R2两端的电压超过3V时,电磁铁可以吸动衔铁向下,能进入B通道的鸡蛋对秤的压力要大于0.42N;
③[4]由图甲可知,电阻R2的电压为:
结合前面分析可知,要想选择出更大的鸡蛋,R1更小,U2不变,则R2应小,即需要把电阻R2的阻值调小。
6.(24-25高二上·广东梅州·期末)某实验小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律,设计了如下实验.
(1)测热敏电阻在某一温度下的阻值.保持热敏电阻温度为,用多用电表的欧姆挡“”倍率测量热敏电阻的阻值,正确操作指针偏转如图甲所示.实验小组应将倍率更换至________(选填“”或“”)倍率,正确操作并读出热敏电阻的阻值。
(2)用多用电表粗略测热敏电阻阻值后,为了准确测量热敏电阻在温度下的阻值.设计了如图乙所示测量电路图.电流表示数为,电压表量程为,表盘如图丙所示,示数为________V,此时热敏电阻的测量值为________(保留3位有效数字);
(3)经测量热敏电阻与温度的关系部分数据如下表所示:
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0
实验小组利用该热敏电阻制作温控报警器,其电路原理如图所示,恒压电源两端的电压为,报警系统接在之间,当之间的输出电压低于时,便触发报警器报警,若要求开始报警时环境温度为60℃,则图中电阻箱的阻值应为________.测试发现温度达到58℃时报警器就开始报警,则应________(选填“调小”或“调大”)电阻箱的阻值.
【答案】(1)
(2) 1.23/1.24/1.25/1.26/1.27 ()
(3) 60 调小
【详解】(1)欧姆表指针偏角偏小,则倍率挡偏低,可知实验小组应将倍率更换至“”倍率;
(2)[1][2]电流表示数为,电压表量程为,表盘最小刻度0.1V,示数为1.25V;此时热敏电阻的测量值
(3)环境温度为60℃时RT=120Ω,则
解得电阻箱
测试发现温度达到58℃时报警器就开始报警,说明电阻R偏大,所以应调小电阻箱的阻值,使其在要求温度下报警。
7.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)电子产品在生产过程中会产生含多种重金属离子的废水,判断废水是否达到排放标准可以通过测定其电阻率进行认定,一般工业废水电阻率的达标值为。小越想测出开发区内一工厂排出的废水的电阻率,他用透明塑料板自制了一个长方体容器,其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板(板的厚度和电阻的影响可忽略不计),铜薄板上端分别带有接线柱、,如图甲所示。容器内表面长,宽,高。将废水注满容器后,进行如下实验操作。
(1)用多用电表粗测废水的电阻值:将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至“”挡后进行________,再将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱、上,多用电表指针位置如图乙所示,则该废水的电阻值约为________;
(2)为更精确地测量所取废水的电阻率,小越从实验室中找到如下实验器材:
A.直流电源(电动势约,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(,额定电流);
F.开关S一个,导线若干。
根据实验要求,选用的电流表是________(填写器材前面的字母序号“C”或“D”),请在虚线框中画出电路图,并标明所选器材符号________。
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组、数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据做出图像,如图丁。
(4)由以上测量数据,计算出待测废水的电阻率________(结果保留三位有效数字)。该废水________(填“达到”或“未达到”)排放标准。
【答案】 欧姆调零 1100 C 见解析 104 未达到
【详解】(1)[1][2] 将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至挡后进行欧姆调零,再将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱、上,多用电表指针位置如图乙所示,则该废水的电阻值约为
(2)[3]根据
则选用的电流表是C;
[4]由于滑动变阻器阻值比待测电阻小得多,则滑动变阻器应采用分压接法;根据
可知电流表应采用内接法,电路图如图所示
(4)[5]由图像可得待测电阻阻值为
由电阻定律可得
可得待测废水的电阻率为
[6]由于电阻率大于200Ω·m的废水即达到排放标准,可知该废水未达到排放标准。
8.(24-25高二上·广东实验中学越秀学校·期末)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某同学先使用螺旋测微器测定金属丝的直径,某次测量结果如图甲,读数为_________mm。
(2)随后,再用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_______”挡位(选填“”或“×1”),然后进行调零,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图乙所示,其测量结果为_________Ω。
(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻约为
C.电压表 (量程为,内阻约为
D.滑动变阻器(最大阻值为
E. 滑动变阻器(最大阻值为
F. 电源(电压为G。 开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,电流表应选_______;滑动变阻器应选_______;(均填器材前面的字母)。并根据图丙电路,将图丁的实物图连接完整_______。
(4)某次实验测得金属丝两端电压为,通过的电流为,金属丝的直径为,长度为,写出该金属电阻率的表达式_____________。(用表示)
(5)本实验所用的电路连接方式,测得的金属电阻率_________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1))0.529/0.530/0.531
(2) ×1 12
(3) A D
(4)
(5)小于
【详解】(1)用螺旋测微器测定金属丝的直径读数为0.5mm+0.01mm×3.1=0.531mm
(2)[1][2]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,说明倍率挡选择的过高,则这时他应将选择开关换成欧姆挡的“×1”挡位,然后进行欧姆调零,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,可知电阻约为12欧姆。
(3)[1][2]电源电压为4V,则电路中可能达到的最大电流为
则为了尽可能提高测量准确度,电流表应选A ;滑动变阻器要接成分压电路,可知应选阻值较小的D。
因待测电阻较小,则采用电流表外接,滑动变阻器用分压电路,实物图连接如图
(4)根据
解得
(5)由于电压表分流,使电阻的测量值小于真实值,则实验测得的电阻率小于真实值。
地 城
考点06
测量电源的电动势和内阻
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)某同学设计了如图(a)所示的电路,既可以测量未知电阻,又可以测量电源电动势E和内阻r。提供的器材如下:待测电源、待测电阻、滑动变阻器一个、电流表一只(内阻已知)、电压表一只(内阻未知)、开关两个、导线若干。
(1)为实现上述目的,请完善图(b)中的实物图连接________;
(2)为保证电路安全,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑至______(选填“最左端”或“最右端”)
(3)该同学实验的主要步骤有:
①闭合、,多次调节滑动变阻器,记录对应的电压表示数U和电流表示数I;
②闭合,断开,多次调节滑动变阻器,记录对应的电压表示数U和电流表示数I;
③根据记录的数据,作出两条图象如图(c)所示,由图象可得,电动势______,内阻______,待测电阻______(均用b、、、表示)。
【答案】(1)
(2)最左端
(3) b
【详解】(1)电路连线如图
(2)为保证电路安全,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处,即最左端;
(3)[1][2][3]闭合、时,由闭合电路欧姆定律可知
闭合,断开,由闭合电路欧姆定律可知U=E-I(r+Rx+RA)
结合图像可知电源电动势为E=b,,
可得,
2.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)学生实验小组要测量量程为3V电压表V的内阻(约为1kΩ~3kΩ),可选用的器材有:多用电表;电源E(电动势约5V);电压表(量程5V,内阻约3kΩ);定值电阻(阻值为800Ω);滑动变阻器(最大阻值50Ω);滑动变阻器(最大阻值5kΩ);开关S,导线若干。
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,应选用图1中_________(填“A”或“B”)方式连接进行测量。
(2)该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率________(填“”、“”或“”)挡,欧姆调零后,按图1中的正确连接方式进行测量,多用电表和电压表的指针分别如图2甲、乙所示,多用电表的读数为________,电压表的读数为_______。计算出多用电表中电池的电动势为_________V(此计算结果保留2位有效数字)。
(3)为了更准确地测量电压表的内阻,他们设计了图2丙所示电路,其中滑动变阻器应选________(填“”或“”)。
(4)闭合开关,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表和待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻_________(用和表示)。
【答案】(1)
(2) 1200 1.30 2.9
(3)
(4)
【详解】(1)根据多用表“红进黑出”的原则及电压表的接法电流从正接线柱流进电压表,从负接线柱流出电压表,故选用图1中A方式连接进行测量。
(2)[1]由于电压表V的内阻约为1kΩ~3kΩ,测量时为了减小误差,应使多用表的指针指在中央线附近,故多用表选用挡;
[2]此时多用表的读数为
[3]电压表的分度值为0.1V,故应估读到分度值的下一位,即为1.30V
[4]由于多用表的中间刻度为15,故多用表的内阻为
按图1的方式接入电路时,根据欧姆定律则有
代入数据解得
(3)图丙所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
(4)根据串联电路特点及欧姆定律可得
解得
3.(24-25高二·广东广州(广大附、铁一、广外)三校联考·期末)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来,用游标卡尺准确测量其厚度,结果如图甲所示。然后测量其电动势E和内阻r。某同学利用图乙所示的电路图进行测量:
(1)一块刀片电芯厚度为______mm。
(2)根据实验室中的实验器材和老师的建议,最终确定了如图(a)所示的实验电路,其中电压表量程为3V,电流表量程为0.6A,R0为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图(b)所示,则电流I=______A,电压U=______V。
(3)实验小组的同学闭合开关S,多次调节滑动变阻器,读出多组电流表示数I和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图所示的U—I图线,则电源的电动势E=______,内阻r=______(结果用a、b和R0表示)。
(4)在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中,虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像,则下图中能正确表示二者关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)13.50
(2) 0.40 1.30
(3) a
(4)A
【详解】(1)根据游标卡尺的读数规律,该读数为
(2)[1]由于电流表量程为0.6A,一小格为0.02A,所以电流为0.40A;
[2]电压表量程为3V,一小格为0.1V,所以电压为1.30V。
(3)根据闭合电路欧姆定律可得
结合图像可得
,
解得
(4)本实验方案的系统误差是由于电压表分流,则有
由此可知,随着电压U增大,I测与I真偏差增大,则真实图线纵截距更大,当U等于零时,I测与I真相等,即两图线的横截距相等。
故选A。
4.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)某学习小组利用以下器材测量新干电池的电动势和内阻:
A.新干电池2节:每节电池电动势略大于,内阻约
B.电压表:量程,内阻约
C.电压表:量程,内阻约
D.电流表A:量程,内阻为
E.滑动变阻器:规格
F.不同规格的定值电阻若干、开关、导线。
(1)图为学习小组设计的电路图,为了使测量结果尽可能准确,应选用电压表___________(选填“”或“”)。
(2)闭合开关前,甲同学先将滑动变阻器的滑片P移到最右端,请问甲同学的操作是否合理___________?请判断并说明理由:___________
(3)将滑动变阻器的滑片置于合适位置后,闭合开关,开始测量。由于电池组的内阻较小,导致移动滑动变阻器的滑片时,___________(选填“电压表”或“电流表”)无法有效读取多个数据。
(4)学习小组对实验进行改进如图:将一个阻值为的定值电阻串联在电路中。闭合开关,记录数据,并描绘出图线(图)。由图线可得,一节干电池的电动势_________,内阻___________Ω。(结果均保留2位小数)
【答案】(1)
(2) 合理 为了保护电路,实验前应该把滑动变阻器阻值调到最大,即滑片P移到最右端。
(3)电压表
(4) 1.55 0.80
【详解】(1)题意知电源总电动势约为3V,为了使测量结果尽可能准确,应选用电压表。
(2)[1][2]合理,为了保护电路,实验前应该把滑动变阻器阻值调到最大,即滑片P移到最右端。
(3)由于电源内阻较小,所以电源内阻分压小,故路端电压变化幅度小,即电压表变化小,则电压表无法有效读取多个数据。
(4)[1][2]设一节干电池电动势、内阻分别为E、r,根据闭合电路欧姆定律得
补全图像如下。
从图像可得电动势
解得
图线斜率绝对值
代入题中数据,解得
5.(24-25高二·广东广州实、广雅、执信、二中、六中五校联考·期末)某同学根据闭合电路欧姆定律测量电源的电动势和内阻。
(1)测量电源电动势E和内阻r的实验方案为:设计如图1所示的电路,调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式_________,利用测量数据作出U–I图像,得出E和r。
(2)现有图2所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接,还应当用一根导线将电压表接线柱h与_________接线柱连接,再用另一根导线将电压表接线柱g与_________接线柱连接。(填写接线柱对应的字母)
(3)电路接线完毕,在保证电路安全的情况下闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数一直接近3V而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障,且故障只有一处。现只改变电压表接线,再闭合开关、调节变阻器。下列推断正确的是_________。
A.电压表接在a、f之间,电压表、电流表读数总为零,表明滑动变阻器短路
B.电压表接在a、b之间,电压表读数总接近3V、电流表读数总为零,表明电流表断路
C.电压表接在c、d之间,电压表、电流表读数总为零,表明开关是完好的
(4)从输出特性来看,电源通常有恒压源和恒流源两种模型。如图3(a)所示,将电源看作输出电压恒为的理想电源(无内阻)与电阻串联,若该电源输出的电压几乎不随负载阻值的变化而变化,则被称为恒压源(即图中虚线框部分);如图3(b)所示,将电源看作输出电流恒为的理想电源(内阻无限大)与电阻并联,电源向外电路输出的电流几乎不随负载阻值的变化而变化,则被称为恒流源(即图中虚线框部分)。某种太阳能电池在特定光照条件下,随着负载阻值的变化,其输出电压U与输出电流I的变化规律如图4所示。请结合恒压源和恒流源的特点描述该电池的输出特性:_________。
【答案】(1)
(2) b或c f或p
(3)BC
(4)该电池的输出特性:当电流较小时,该电池可视为恒压源;当电流较大时,该电池可视为恒流源
【详解】(1)测量电源电动势E和内阻r的实验,原理是闭合电路欧姆定律,要作出U–I图像,依据的公式为
(2)[1][2]根据电路图连实物图,可知电流表内接,电压表并联在滑动变阻器和电流表两端,并且要满足正进负出,所以电压表接线柱h与(或)接线柱连接,将电压表接线柱g与(或)接线柱连接。
(3)A.电压表接在a、f之间,电压表、电流表读数总为零,表明电流表断路,故A错误;
B.电压表接在a、b之间,电压表读数总接近3V、电流表读数总为零,表明电流表断路,故B正确;
C.电压表接在c、d之间,电压表、电流表读数总为零,表明开关是完好的,故C正确。
故选BC。
(4)由于图像斜率的大小为电池的内阻,外电阻
当电流较小时,图像的斜率很小,即电池内阻很小,而此时外电阻很大,因为,所以内电阻分压可忽略,输出电压近似等于电动势而保持不变;当电流较大时,图像的斜率很大,即电池的内阻很大,而此时外电阻很小,由于,所以电池相当于短路,因此输出电流几乎恒为而保持不变。
6.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表(量程0~3A,内阻约为0.3Ω)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻未知)
E.滑动变阻器(0~10Ω,2A)
F.滑动变阻器(0~100Ω,1A)
G.定值电阻R0(阻值为1Ω,额定功率为5W)
H.开关、导线若干
在现有器材条件下,要求尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
该同学按照图甲所示的电路连接好实验器材并进行实验,根据实验数据绘出了如图乙所示的U−I图像,则电源的电动势E=________V,电源内阻r=________Ω。(结果保留小数点后一位)
【答案】 1.5 0.6
【详解】[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
图像的斜率绝对值为
可得内阻为
7.(24-25高二上·广东清远·期末)某学校劳动实践基地实践小组收获了劳动成果番茄,将两个不同金属电极插入番茄中就可以做成一个水果电池(铜片为正极,锌片为负极),甲同学将两个水果电池的正负极依次连接做成水果电池组,想要准确地测量该水果电池组的电动势E和内阻r。
(1)请用笔画线代替导线将实物图补充完整_______;
(2)乙同学正确连接电路后,调节电阻箱R的阻值,得到的测量数据如表甲所示。根据实验数据作出的图像如图乙所示,则从图像中得出该电池的电动势为_______,内阻为_______(结果均保留两位有效数字);
2
3
4
5
6
7
8
0.150
0.122
0.105
0.095
0.085
0.078
0.070
0.300
0.366
0.420
0.475
0.510
0.546
0.560
表甲
(3)丙同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.8V,0.8W”的小灯泡供电,灯泡仍不发光,检查电路无故障,分析灯泡不亮的原因是_______。
【答案】(1)
(2) 0.46 1.7
(3)水果电池内阻大,电流太小
【详解】(1)实物图连接,如图所示
(2)[1][2]毫安表内阻相对水果电池内阻较小可忽略不计,根据闭合定律欧姆定律可得
结合图像可知,
解得,
(3)灯泡不亮的原因是水果电池的内阻较大,接灯泡时,电流太小,灯泡实际功率太小,不会发光。
8.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)某学习小组要测量一节干电池的电动势和内阻(约),实验室提供的器材有:
电压表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约);
滑动变阻器(最大阻值为);
定值电阻(阻值为);
开关一个,导线若干。
(1)实验过程中该小组在记录电压表和电流表示数时发现,电压表示数的变化范围比较小。该小组改进了实验方案,测出几组电流、电压的数值,描绘出图像,如图丙。请用笔画线代替导线将实物图甲补充完整_____。
(2)图乙为电压表表盘,其读数为________;
(3)由图丙知该电池的电动势________,内电阻________。(结果均保留两位小数)
【答案】(1)见解析
(2)1.20
(3) 1.50 0.79
【详解】(1)该小组在记录电压表和电流表示数时发现,电压表示数的变化范围比较小,为了使电压表示数变化范围大一些,可将定值电阻与电源串联,当成一个等效电源,增大等效电源的内阻;电流表相对于电源应采用外接法,则完整的实物连线如图所示
(2)电压表量程为3V,分度值为,由图乙可知其读数为。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由图丙可知该电池的电动势为
图像的斜率绝对值为
可得内阻为
试卷第1页,共3页
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专题03 电路 电学实验
6大高频考点概览
考点01 电流 电功和电功率
考点02 闭合电路欧姆定律
考点03 电路的动态分析
考点04 测量电阻率
考点05 多用电表的使用
考点06 测量电源电动势和内阻
地 城
考点01
电流 电功和电功率
1.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)周老师在优质课展示活动中做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验(如图甲),实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些(如图乙),将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,发现锡纸条很快开始冒烟、着火,下列说法正确的是( )
A.此实验中使用旧电池效果更好
B.此实验利用了电流的热效应,a段最先燃烧
C.此实验利用了电流的热效应,c段最先燃烧
D.若,则a段电阻最小,c段电阻最大
2.(24-25高二上·广东中山·期末)电源AB的路端电压与干路电流的关系如图甲所示。现将一只标识为“,”的小灯泡与电源AB组成如图乙所示的电路,下列说法正确的是( )
A.只闭合,小灯泡的功率为6W
B.只闭合,小灯泡两端的电压小于6V
C.均断开时,电源A的路端电压为零
D.每通过相同的电荷量,电源B中非静电力的功比电源A中的多
3.(24-25高二上·广东深圳·期末)如图所示的电路中,定值电阻分别为R1= R2=6Ω和R3=R4=3Ω,现在 M、N两点间加12V 的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A.M、N间的总电阻为9Ω
B.R1和R2两端的电压比为2:1
C.流过R2和R3的电流比为1:2
D.R1和R4两端的电压比为1:2
4.(24-25高二上·广东清远·期末)内阻为100Ω、满偏电流为3mA的表头刻度盘如图所示,现指针指着某一电流刻度,以下说法正确的是( )
A.此表头两接线柱之间的电压为7mV
B.此表头允许的最大电压为3V
C.若要把它改装为0~15V的电压表,需串联4900Ω的电阻
D.若要把它改装为0~0.6A的电流表,需并联1Ω的电阻
5.(24-25高二上·广东广州广州大学附属中学南沙实验学校)如图为双量程的电流表电路示意图,a为负接线柱,b、c均为正接线柱。表头满偏电流为500mA,内阻为200Ω,两种量程分别为1A和10A。下列说法正确的是( )
A.当使用a、b两个端点时,量程为1A
B.当使用a、c两个端点时,量程为10A
C.R2=180Ω
D.R1=15Ω
6.(24-25高二上·广东中山·期末)某同学将满偏电流为的毫安表改装为具有和两个量程的电流表,电路图如图所示,其中接线柱为不同量程的公共接线柱,接线柱标注为,接线柱标注为。已知毫安表的内阻为和为定值电阻,则( )
A.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流为
B.使用和两个接线柱,毫安表满偏时通过的电流为
C.定值电阻的阻值为
D.定值电阻的阻值为
7.(24-25高二上·广东肇庆·期末)电动自行车的驱动部分由蓄电池、电动机及控制开关串联而成(如图)。当电动自行车在水平路面以某一恒定速度行驶时(阻力不变),电动机的输入电流为,电压为。已知蓄电池的电动势为,电动机的效率为。在此行驶状态,以下说法正确的是( )
A.电动机的输出功率为 B.电动机的内阻为
C.电动机的热功率为 D.蓄电池的输出功率为
8.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)某扫地机器人电动机的输入电压恒为,线圈电阻为。正常工作时电流为。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,电动机的输出功率为
B.正常工作时,电动机的机械效率为90%
C.电动机被杂物卡住无法运转时,电动机的发热功率为
D.根据焦耳定律,无论电动机正常工作还是被卡住,电动机的发热功率均为
9.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)大疆植保无人机效率高、效果优、智能强、安全好、耐用且操作简便,革新了农业生产模式,解放人力、高效精准增质。“赣南脐橙”果园里新购了一架T50大疆植保无人机用于吊运脐橙,它内置了电动势、容量的智能电池,其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出的电流恒为,其他设施正常工作时的电功率为,飞行时电动机的工作效率。
(1)求充满一次电,该款无人机理论上正常工作的最长时间;
(2)求正常工作时无人机的电动机输出的机械功率;
(3)已知该款无人机的总质量为,某次吊运的脐橙质量。假设该无人机飞行时所受的空气阻力恒为取,求该款无人机竖直上升过程中的最大速度。
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考点02
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)研究微型电动机性能时,可采用如图所示电路。闭合开关,当调节电阻箱R的阻值为时,电动机正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为和。已知电源内阻为,电动机内阻为,电压表和电流表均为理想电表,当电动机正常运转时,下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为 B.电源的输出功率为
C.电动机的输出功率为 D.电动机的发热功率为
2.(24-25高二上·广东湛江湛江第一中学·期末)如图所示,电源电动势内阻r=1Ω,电灯电阻保持不变,定值电阻R=2Ω。开关闭合后,电动机恰好以额定功率正常工作,已知电动机的额定电压电动机线圈的电阻下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为1.5A
B.电动机的输入功率为72W
C.电源的输出功率为12W
D.电源的效率约为75%
请阅读下面的材料,完成下面小题。
新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革逐步走向纵深,前沿技术和颠覆性变革不断涌现。我国新能源产业经历了一个从无到有、从小到大再到强的发展过程。2023年我国新能源汽车市场占有率达到。
新能源汽车不使用传统的汽油或柴油,主要是通过电池系统的能量储存,电动机系统的动力输出和能量管理系统的协调管理,实现从电能到动能的转换。新能源汽车的部分工作原理可以简化为如图所示的电路,由电池向电动机供电,进而驱动汽车。
3.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)电池作为新能源汽车的“心脏”,其种类和性能对车辆的整体表现及续航里程起着决定性作用。某兴趣小组将一辆某品牌新能源车的电池拆解出来,为了测量其电动势和内阻,设计了如图1所示的实验电路图,根据电压表和电流表所测数据得出图如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.定值电阻两端电压为 B.电池电动势的测量值为
C.电压表两端电压小于电池的路端电压 D.电池内阻等于
4.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)兴趣小组测得某组电池电动势,电动机线圈电阻,定值电阻。当电动机正常工作时,电动机两端电压,定值电阻消耗功率。则( )
A.电动机正常工作时,通过定值电阻电流为
B.电动机正常工作时,电池的路端电压为
C.若电动机的转子被卡住,定值电阻消耗的功率为
D.电动机正常工作时,效率为
5.(24-25高二上·广东中山·期末)如图电路中,电源电动势为,内阻忽略不计,小灯泡的额定电压为、额定功率为,电动机的线圈电阻。若灯泡恰能正常发光,电压表视作理想电表,下列说法正确的是( )
A.电动机的输出功率为
B.电压表的示数为
C.流经电动机的电流为
D.电动机的电功率为
6.(24-25高二上·广东汕尾·)某学习小组在学习全电路欧姆定律的内容时,设计了如图所示的电路。当闭合、断开的情况下,电流表的示数为。当均闭合时,电流表的示数为,此时电动机正常工作。已知电源的电动势为,内阻为。若电流表的内阻不计,电动机线圈的电阻为,且忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻为
B.均闭合时路端电压为
C.均闭合时电动机输出功率为
D.电动机正常工作产生的热量为
7.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗机器人如下图所示,主要由电动机、传感器等部件构成,其电池容量为(电池能够提供的电量,表示当电池以3000mA的输出电流工作时,最长可以持续工作)、额定电压为、待机时功率为、工作时功率为。下列说法正确的是( )
A.充满电后,机器人的最长待机时间为
B.进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为
C.若电动机卡住停转时,通过电动机的电流会增大
D.进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能
9.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡的关系图像,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5A,0.75V),曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0A,0),用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路,由图像可知( )
A.电源电动势为
B.小灯泡接入电源时的电阻为
C.小灯泡L实际消耗的电功率为
D.电源效率为50%
10.(24-25高二上·广东潮州·期末)如图所示,定值电阻,R为电阻箱,其最大阻值为,电压表为理想电表,当电阻箱示数时,电压表读数为;当电阻箱示数时,电压表读数为,求电源的电动势E和内电阻r。
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考点03
电路的动态分析
1.(24-25高二上·广东清远·期末)直流发电机E=250V,r=3Ω,两条输电线电阻R1=R2=1Ω,并联的电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其它电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化,以下说法正确的是( )
A.当接通2只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作
B.当接通40只电热器时,发电机的输出功率最大
C.当接通10只电热器时,电热器组加热物体最快
D.当接通50只电热器时,电阻R1和R2上消耗的功率最大
2.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)酒精测试仪是通过检测呼出气体中的酒精浓度来推断血液中的酒精含量。图示为一种呼气酒精测试仪的原理图,其中、为定值电阻,电流表、电压表均为理想表,酒精气体传感器可视为一个电阻,其阻值与其周围酒精气体浓度成反比。当醉酒人员对传感器吹气时,下列说法正确的是( )
A.通过的电流减小
B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变小
D.电压表示数与呼气酒精浓度成正比
3.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)交警通常使用酒精浓度测试仪对驾驶员进行检测,其工作原理如图。电源的电动势为,内阻为,保护电阻,电阻的电阻率随酒精气体浓度的增大而减小,电路中电压表可视为理想电压表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大
B.保护电阻消耗的功率变大
C.电源的输出功率变小
D.通过保护电阻的电流减小
4.(24-25高二上·广东深圳宝安区·期末)以下为某电动玩具电路结构的简略图。已知电源电动势,内阻,指示灯额定电压为,电阻,电动机额定功率,电动机内部电阻值。当滑动变阻器调节到适当位置时,指示灯和电动机恰好同时达到额定功率。(忽略由于温度变化而引起的电阻变化)求:
(1)此时滑动变阻器的阻值;
(2)该电动玩具的机械效率(电动机的机械功率与电源输出电功率之比)。
5.(24-25高二上·广东深圳·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由a向b移动时,下列说法正确的是( )
A.电源的效率变大 B.电源的总功率变小
C.电流表的示数变小 D.电压表的示数变小
6.(24-25高二上·广东中山·期末)如图所示为一种自动测量油箱内油面高度的装置,为定值电阻,固定于油箱内的为压敏电阻(电阻和导线与油绝缘),其阻值大小随所受压力大小变化的关系如图乙所示,油量表由电流表改装而成,给油箱加油时,箱内油面上升的过程中,下列说法正确的有( )
A.的阻值减小 B.电流表的示数减小
C.整个电路消耗的功率增大 D.消耗的功率一定增大
7.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)安装了感光系统的新型路灯,能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统,设计了甲、乙两个电路,如图所示。为光敏电阻(光照越强,电阻越小),与为定值电阻,灯泡L的电阻不随温度变化。下列说法正确的是( )
A.环境变亮时,乙电路中的灯泡亮度变亮
B.环境变暗时,甲电路中的灯泡亮度变暗
C.环境变亮时,甲电路中的电功率减小
D.环境变暗时,乙电路中的电功率增大
8.(24-25高二上·广东汕头潮阳区·期末)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大
B.电流表的示数变小
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大
D.酒精气体浓度越大,电源的效率越低
9.(24-25高二上·广东梅州·期末)如图所示,一对间距、竖直放置的平行金属板、分别接于电路中电阻箱的两端,平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为、带电量绝对值为的带电小球,用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点。闭合,电阻箱的阻值调到,小球静止时悬线与竖直方向的夹角。电源电动势,内阻,取,。求:
(1)判断小球的电性,并简要说明判断依据;
(2)平行金属板、间的电压;
(3)此时电源的总功率和小灯泡的功率。
10.(24-25高二上·广东河源·期末)图甲为某品牌智能手表,它可以测量血压,内部模拟电路如图乙,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,相当于传感器。当智能手表测量收缩压时,阻值会变小,当测量舒张压时,阻值会变大,电表视为理想电表。某次由测量收缩压转测舒张压时( )
A.消耗的功率变大
B.电容器的电荷量变大
C.电源的效率变大
D.电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值变小
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考点04
测量电阻率
1.(24-25高二·广东广州实、广雅、执信、二中、六中五校联考·期末)某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为______cm,直径D为______mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻大约为50Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表(量程0~3V,内阻约为)
C.电压表(量程0~15V,内阻约为)
D.电流表(量程0~25mA,内阻约为)
E.电流表(量程0~250mA,内阻约为)
F.滑动变阻器R,阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
实验要求电压表的示数从零开始变化。请选取合适的器材帮该同学设计电路图,并在图2虚线框内画出你所设计的电路图(请用或,或标识出所选取的电表)。______
2.(24-25高二上·广东中山·期末)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。除待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
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,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.多用电表(选择开关面板如图甲所示)
F.定值电阻(阻值为)
G.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。把红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔,选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔___________,进行欧姆调零,测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而___________。
(2)为了更精确测量热敏电阻的阻值,按图乙连接好电路,其中电流表选择。闭合接到2,将的滑片从端向端滑动,直至电压表有明显示数,发现此过程中电流表指针几乎没有偏转,经检测,电路无故障且各仪器正常,则电流表指针几乎没有偏转的原因是___________,为测得通过的电流值,利用所给器材,应选择___________(填器材前面的字母编号)来测量电流;
(3)在解决上述问题后,保持热敏电阻的温度不变,重新闭合,接到1,调节滑动变阻器,测得此时的电压、电流分别为,然后把接到2,调节滑动变阻器,使通过的电流仍为,此时电压表示数为,则该温度下热敏电阻的阻值为___________,改变保温容器的温度,多次测量热敏电阻阻值,即可得到其阻值随温度变化的规律。
3.(24-25高二上·广东肇庆·期末)某同学想要研究平时考试使用的2B铅笔芯的电阻,他找到的实验器材有:6只完全相同的2B铅笔芯(阻值相同)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、螺旋测微器、毫米刻度尺、多用电表、电压表、一端连有鳄鱼夹的导线、开关S、电源、导线若干等。
(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大。为了更准确测量电阻,应将旋钮调至____________(选填“”或“”)挡后再次进行测量
(2)用毫米刻度尺、螺旋测微器分别测量2B铅笔的长度和直径。某次测量时的长度示数和直径示数如图甲和乙,其长度和直径读数分别:____________cm,____________mm;
(3)按原理图丙连接好电路进行测量
①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到____________(选填“A”或“B”)端;
②测量时,先将滑动变阻器调整至合适位置并一直保持不变;
③接着将鳄鱼夹夹在1位置,测得定值电阻两端的电压为;
④然后依次将鳄鱼夹夹在2、3、4、5、6、7的位置上进行测量,测得接入第支铅笔芯时的电压表示数为;
⑤根据测出的数据,则一支铅笔芯的电阻为____________(用题中、、、符号表达);
(4)若考虑电压表内阻的影响,此方法测量的铅笔芯电阻____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
4.(24-25高二上·广东惠州·期末)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图(a)所示,圆管长度为L,电阻R约为,这种金属的电阻率为,因内空部分的横截面积S无法直接测量,某同学采用下列实验方案较精确地测量了横截面积S。
(1)用游标卡尺测量金属圆管的外径D,示数如图(b)所示,则外径______。
(2)为测量金属圆管的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:
A.电流表,内阻约
B.电流表,内阻约
C.电压表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.滑动变阻器,(额定电流为)
为更精确地测量出金属圆管的阻值,电流表应选______,电压表应选______(填字母序号)。
(3)测量电路图如图(c)所示,根据已知的物理量(长度L、电阻率)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属圆管外径D),则金属圆管内空部分的横截面积______。
(4)因图(c)的测量电路采用了电流表______(选填“内接法”或“外接法”),使得横截面积S的测量值______(选填“偏大”或“偏小”)。
5.(24-25高二上·广东汕尾·)小明为了测量一段金属丝的电阻率,进行了如下操作:
(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径________;
(2)取长的金属丝用欧姆表测量后得知电阻约为,为精确测量该金属丝的电阻,小明从实验室找出以下供选择的器材:
电池组(电动势,内阻约)
电流表,内阻)
电流表,内阻)
电压表,内阻约)
电压表,内阻约)
滑动变阻器,额定电流1A)
开关、导线若干
(3)请你帮小明在方框内画出实验所需电路图(待测金属丝用表示),并标明所选电表的符号____。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,可得一组数据:电压,电流,该金属丝的电阻_________,电阻率__________。(结果均保留两位有效数字)
6.(24-25高二上·广东深圳外国语学校·期末)超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标,某公司生产了一批超纯水,在商品宣传页(图甲)显示了该商品的标准参照值,当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标,深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。
①如图乙,在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板(薄板略小于容器横截面积);
②选择合适的器材,按图丙所示连接电路,电源的电动势为,先将、接线柱用导线直接连接,调节滑动变阻器,使灵敏电流计达到满偏,满偏电流为;
③保持滑动变阻器滑片位置不变,用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接,在槽内。缓慢倒入超纯水,直到灵敏电流计指针指到时,记录倒入超纯水的体积为。
(1)根据所学知识分析,超纯水的导电性能越___________(填“强”或“弱”)水的纯度越高。
(2)用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示,则底部长度为___________cm。
(3)根据数据分析,此部分超纯水的电阻为___________,该超纯水电阻率___________(填“达标”或“不达标”)。
7.(24-25高二上·广东潮州·期末)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻丝的电阻率,设计了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最________(填“左”或“右”)端;
(2)若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示,电阻丝的直径为D,长度为L,则用此法测出该圆柱体材料的电阻率________(用题中所给字母L、D、U、I表示);
(3)由于系统误差,最终测得的金属丝的电阻率比实际值________(填“大”或“小”)。
8.(24-25高二上·广东广州天河区·期末)在“测量金属丝的电阻率”实验中。
(1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量粗细均匀金属丝的直径和长度,结果分别如图甲和乙所示。金属丝的直径D为_______mm,长度L为_______cm。
(2)将该金属丝(阻值约为5Ω)固定在木板上,准备测量其电阻(要求电压可以从零开始调节)。现有电源(电动势E为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流10A)
D.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流1A)
a.为减小误差,且便于操作,滑动变阻器应选_______(选填器材前的字母)。
b.如图所示为测量该金属丝电阻的实验电路实物图,图中已连接了部分导线,请补充完成_________。
c.测量出电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=_______(用题中测量的物理量符号表示)。
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考点05
多用电表的使用
1.(24-25高二上·广东湛江湛江第一中学·期末)某同学测一段粗细均匀的金属圆柱体ab的电阻率ρ,除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器、游标卡尺之外,实验室还准备了如下器材:
A.电压表V1(量程0~15V,内阻很大)
B.电压表V2(量程0~3V,内阻)
C.滑动变阻器R1(阻值范围为0~10Ω,最大电流为3A)
D.定值电阻
E.电源(输出电压恒为4V)
G.开关,导线若干
(1)实验前用多用电表粗略测量圆柱体的电阻,选择“×1”倍率的欧姆挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图甲所示,多用电表读数为___________Ω;用直尺测得金属圆柱体的长度为50cm,用螺旋测微器测量圆柱体的直径,测量结果如图乙所示,其读数为___________mm。
(2)为获得多次测量数据,实验小组组装了图丙电路图,因实验室没准备电流表,电路中电压表V2与定值电阻。并联当作电流表使用,它的量程为___________A。(保留一位小数)
(3)测得电压表示数,则该金属圆柱体电阻。___________Ω(保留一位小数),电阻率___________(保留两位有效数字)。
2.(24-25高二上·广东深圳罗湖区·期末)某同学想用一个多用表中的欧姆挡直接去测量一个电压表的内阻。
(1)实验时,正确操作后,该同学应选用图中_____(填“A”或者“B”)方式将多用表与电压表连接。
(2)如图所示为多用电表的刻度盘,若该同学选择欧姆挡“”挡,发现指针在位置①,应重新将选择开关置于_____(选填“”或“”)挡。在再次测电压表内阻前,应先将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘_____(选填“左”或“右”端零刻度线。正确操作后,指针指在位置②,则被测电压表的内阻为_____。
3.(24-25高二上·广东清远·期末)(1)图中螺旋测微器读数为_______mm、游标卡尺读数为_______mm;
(2)某同学利用多用电表的电阻挡粗测该金属丝的电阻,开始时他采用“×10”倍率试测,请完善他的实验步骤:
①将多用电表选择开关拨至“×10”倍率;
②将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆刻度最右端的零刻度线处;
③把待测电阻放在绝缘桌面上,两表笔分别接在电阻两端;
④结果指针指在图中a位置;
⑤为了减小误差,需要把选择开关拨至_______(填“×1”或“×100”)倍率;
⑥重复步骤②和③;
⑦最终指针指在图中b位置,读数为_______Ω;
⑧把选择开关拨至“OFF”,结束测量。
(3)有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图像,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.直流电源(电动势4.5V,内阻不计)
根据上述器材,电压表应选用_______,电流表应选用_______,滑动变阻器应选用_______,为尽可能减小实验误差,以下电路图中最合适的是_______(用序号字母表示)。
4.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)某实验小组为了测量某一段阻值约为20Ω的特殊金属丝的电阻率,采用如下操作步骤开展实验:
(1)先用多用电表粗测其电阻。
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K旋转到“Ω”挡的___________(选填“ × 1”或“ × 10”)位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并进行以下三项操作:
A.使电表指针对准电阻的零刻度线
B.调节欧姆调零旋钮T
C.将两表笔短接
则按顺序应为:___________(用“A”、“B”、“C”代表操作步骤)
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触,若多用电表读数显示结果如图甲所示,该电阻的阻值为___________Ω。
⑤测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
(2)用螺旋测微器测量其直径;再用20分度的游标卡尺测量金属丝的长度,长度测量结果为________cm。
(3)为了比较准确测量其电阻,除待测金属丝外,实验小组还备有的实验器材如下:
A.电流表A1,量程为0 ~ 1.5mA,内阻r1 = 500Ω
B.电流表A2,量程为0 ~ 0.6A,内阻r2约为1Ω
C.电压表,量程为0 ~ 3V,内阻r3约为1kΩ
D.定值电阻R1 = 500Ω
E.定值电阻R2 = 9500Ω
F.滑动变阻器RP,最大阻值为10Ω
G.电源(电动势约为15V)
H.开关一只,导线若干
回答下列问题:
①实验小组选择采用的电路设计如图乙所示,为提高实验测量的准确度,与电流表A1串联的电阻R应选择R2,左端导线a应接____(选填“b”或“c”)触点;
②实验时测得A1示数为I1,A2示数为I2,由此可测得该金属丝的电阻Rx = ________________(用r1、I1、I2、R2表示)。
(4)实验小组利用相关数据得到金属丝的电阻率。
5.(24-25高二上·广东深圳龙华区·期末)某兴趣小组设计出如图甲所示自动筛选鸡蛋大小的装置。当鸡蛋经过压力秤时,其压力作用于压力传感器电阻,为可调节电阻。当电压超过某一数值时,其两端电压经放大电路处理后,控制电磁铁吸住衔铁使弹簧下压并维持一段时间,鸡蛋进入B通道。
(1)先用多用电表测量不同压力时传感器电阻的阻值,绘制出电阻随压力变化的图像如图乙。
①多用电表的红表笔应与表内电池的______(填“正”或“负”)极相连;
②某次多用电表测量电阻时,选择开关旋至测量电阻的“”倍率,发现指针偏角过大。重新调整倍率为______(填“”或“”)后,经欧姆调零,两表笔间接入,多用电表的表盘指针如图丙所示,此时电阻______;
(2)已知电源电动势,内阻不计。调节为,
①由图乙可知,压力传感器电阻值随压力的增大而______(填“增大”或“减小”)。若进入A、B通道的鸡蛋经过压力秤时,上的电压分别为和,则______(填“大于”,“等于”或“小于”)
②若两端的电压超过3V时,电磁铁可以吸动衔铁向下,则能进入B通道的鸡蛋对秤的压力要大于______N。(结果保留两位有效数字)
③要想筛选出更大的鸡蛋,需要把电阻的阻值调______(填“大”或“小”)
6.(24-25高二上·广东梅州·期末)某实验小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律,设计了如下实验.
(1)测热敏电阻在某一温度下的阻值.保持热敏电阻温度为,用多用电表的欧姆挡“”倍率测量热敏电阻的阻值,正确操作指针偏转如图甲所示.实验小组应将倍率更换至________(选填“”或“”)倍率,正确操作并读出热敏电阻的阻值。
(2)用多用电表粗略测热敏电阻阻值后,为了准确测量热敏电阻在温度下的阻值.设计了如图乙所示测量电路图.电流表示数为,电压表量程为,表盘如图丙所示,示数为________V,此时热敏电阻的测量值为________(保留3位有效数字);
(3)经测量热敏电阻与温度的关系部分数据如下表所示:
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0
实验小组利用该热敏电阻制作温控报警器,其电路原理如图所示,恒压电源两端的电压为,报警系统接在之间,当之间的输出电压低于时,便触发报警器报警,若要求开始报警时环境温度为60℃,则图中电阻箱的阻值应为________.测试发现温度达到58℃时报警器就开始报警,则应________(选填“调小”或“调大”)电阻箱的阻值.
7.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)电子产品在生产过程中会产生含多种重金属离子的废水,判断废水是否达到排放标准可以通过测定其电阻率进行认定,一般工业废水电阻率的达标值为。小越想测出开发区内一工厂排出的废水的电阻率,他用透明塑料板自制了一个长方体容器,其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板(板的厚度和电阻的影响可忽略不计),铜薄板上端分别带有接线柱、,如图甲所示。容器内表面长,宽,高。将废水注满容器后,进行如下实验操作。
(1)用多用电表粗测废水的电阻值:将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至“”挡后进行________,再将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱、上,多用电表指针位置如图乙所示,则该废水的电阻值约为________;
(2)为更精确地测量所取废水的电阻率,小越从实验室中找到如下实验器材:
A.直流电源(电动势约,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(,额定电流);
F.开关S一个,导线若干。
根据实验要求,选用的电流表是________(填写器材前面的字母序号“C”或“D”),请在虚线框中画出电路图,并标明所选器材符号________。
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组、数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据做出图像,如图丁。
(4)由以上测量数据,计算出待测废水的电阻率________(结果保留三位有效数字)。该废水________(填“达到”或“未达到”)排放标准。
8.(24-25高二上·广东实验中学越秀学校·期末)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中:
(1)某同学先使用螺旋测微器测定金属丝的直径,某次测量结果如图甲,读数为_________mm。
(2)随后,再用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量,发现指针的偏转角太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_______”挡位(选填“”或“×1”),然后进行调零,再次测量金属丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图乙所示,其测量结果为_________Ω。
(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻约为
C.电压表 (量程为,内阻约为
D.滑动变阻器(最大阻值为
E. 滑动变阻器(最大阻值为
F. 电源(电压为G。 开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度,电流表应选_______;滑动变阻器应选_______;(均填器材前面的字母)。并根据图丙电路,将图丁的实物图连接完整_______。
(4)某次实验测得金属丝两端电压为,通过的电流为,金属丝的直径为,长度为,写出该金属电阻率的表达式_____________。(用表示)
(5)本实验所用的电路连接方式,测得的金属电阻率_________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
地 城
考点06
测量电源的电动势和内阻
1.(24-25高二上·广东惠州·期末)某同学设计了如图(a)所示的电路,既可以测量未知电阻,又可以测量电源电动势E和内阻r。提供的器材如下:待测电源、待测电阻、滑动变阻器一个、电流表一只(内阻已知)、电压表一只(内阻未知)、开关两个、导线若干。
(1)为实现上述目的,请完善图(b)中的实物图连接________;
(2)为保证电路安全,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑至______(选填“最左端”或“最右端”)
(3)该同学实验的主要步骤有:
①闭合、,多次调节滑动变阻器,记录对应的电压表示数U和电流表示数I;
②闭合,断开,多次调节滑动变阻器,记录对应的电压表示数U和电流表示数I;
③根据记录的数据,作出两条图象如图(c)所示,由图象可得,电动势______,内阻______,待测电阻______(均用b、、、表示)。
2.(24-25高二上·广东东莞全统考·期末)学生实验小组要测量量程为3V电压表V的内阻(约为1kΩ~3kΩ),可选用的器材有:多用电表;电源E(电动势约5V);电压表(量程5V,内阻约3kΩ);定值电阻(阻值为800Ω);滑动变阻器(最大阻值50Ω);滑动变阻器(最大阻值5kΩ);开关S,导线若干。
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,应选用图1中_________(填“A”或“B”)方式连接进行测量。
(2)该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率________(填“”、“”或“”)挡,欧姆调零后,按图1中的正确连接方式进行测量,多用电表和电压表的指针分别如图2甲、乙所示,多用电表的读数为________,电压表的读数为_______。计算出多用电表中电池的电动势为_________V(此计算结果保留2位有效数字)。
(3)为了更准确地测量电压表的内阻,他们设计了图2丙所示电路,其中滑动变阻器应选________(填“”或“”)。
(4)闭合开关,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表和待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻_________(用和表示)。
3.(24-25高二·广东广州(广大附、铁一、广外)三校联考·期末)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来,用游标卡尺准确测量其厚度,结果如图甲所示。然后测量其电动势E和内阻r。某同学利用图乙所示的电路图进行测量:
(1)一块刀片电芯厚度为______mm。
(2)根据实验室中的实验器材和老师的建议,最终确定了如图(a)所示的实验电路,其中电压表量程为3V,电流表量程为0.6A,R0为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图(b)所示,则电流I=______A,电压U=______V。
(3)实验小组的同学闭合开关S,多次调节滑动变阻器,读出多组电流表示数I和对应的电压表示数U,由测得的数据绘出了如图所示的U—I图线,则电源的电动势E=______,内阻r=______(结果用a、b和R0表示)。
(4)在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中,虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像,则下图中能正确表示二者关系的是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·广东佛山普通高中·)某学习小组利用以下器材测量新干电池的电动势和内阻:
A.新干电池2节:每节电池电动势略大于,内阻约
B.电压表:量程,内阻约
C.电压表:量程,内阻约
D.电流表A:量程,内阻为
E.滑动变阻器:规格
F.不同规格的定值电阻若干、开关、导线。
(1)图为学习小组设计的电路图,为了使测量结果尽可能准确,应选用电压表___________(选填“”或“”)。
(2)闭合开关前,甲同学先将滑动变阻器的滑片P移到最右端,请问甲同学的操作是否合理___________?请判断并说明理由:___________
(3)将滑动变阻器的滑片置于合适位置后,闭合开关,开始测量。由于电池组的内阻较小,导致移动滑动变阻器的滑片时,___________(选填“电压表”或“电流表”)无法有效读取多个数据。
(4)学习小组对实验进行改进如图:将一个阻值为的定值电阻串联在电路中。闭合开关,记录数据,并描绘出图线(图)。由图线可得,一节干电池的电动势_________,内阻___________Ω。(结果均保留2位小数)
5.(24-25高二·广东广州实、广雅、执信、二中、六中五校联考·期末)某同学根据闭合电路欧姆定律测量电源的电动势和内阻。
(1)测量电源电动势E和内阻r的实验方案为:设计如图1所示的电路,调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式_________,利用测量数据作出U–I图像,得出E和r。
(2)现有图2所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接,还应当用一根导线将电压表接线柱h与_________接线柱连接,再用另一根导线将电压表接线柱g与_________接线柱连接。(填写接线柱对应的字母)
(3)电路接线完毕,在保证电路安全的情况下闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数一直接近3V而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障,且故障只有一处。现只改变电压表接线,再闭合开关、调节变阻器。下列推断正确的是_________。
A.电压表接在a、f之间,电压表、电流表读数总为零,表明滑动变阻器短路
B.电压表接在a、b之间,电压表读数总接近3V、电流表读数总为零,表明电流表断路
C.电压表接在c、d之间,电压表、电流表读数总为零,表明开关是完好的
(4)从输出特性来看,电源通常有恒压源和恒流源两种模型。如图3(a)所示,将电源看作输出电压恒为的理想电源(无内阻)与电阻串联,若该电源输出的电压几乎不随负载阻值的变化而变化,则被称为恒压源(即图中虚线框部分);如图3(b)所示,将电源看作输出电流恒为的理想电源(内阻无限大)与电阻并联,电源向外电路输出的电流几乎不随负载阻值的变化而变化,则被称为恒流源(即图中虚线框部分)。某种太阳能电池在特定光照条件下,随着负载阻值的变化,其输出电压U与输出电流I的变化规律如图4所示。请结合恒压源和恒流源的特点描述该电池的输出特性:_________。
6.(24-25高二上·广东汕头澄海区·期末)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表(量程0~3A,内阻约为0.3Ω)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.电压表(量程0~3V,内阻未知)
E.滑动变阻器(0~10Ω,2A)
F.滑动变阻器(0~100Ω,1A)
G.定值电阻R0(阻值为1Ω,额定功率为5W)
H.开关、导线若干
在现有器材条件下,要求尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
该同学按照图甲所示的电路连接好实验器材并进行实验,根据实验数据绘出了如图乙所示的U−I图像,则电源的电动势E=________V,电源内阻r=________Ω。(结果保留小数点后一位)
7.(24-25高二上·广东清远·期末)某学校劳动实践基地实践小组收获了劳动成果番茄,将两个不同金属电极插入番茄中就可以做成一个水果电池(铜片为正极,锌片为负极),甲同学将两个水果电池的正负极依次连接做成水果电池组,想要准确地测量该水果电池组的电动势E和内阻r。
(1)请用笔画线代替导线将实物图补充完整_______;
(2)乙同学正确连接电路后,调节电阻箱R的阻值,得到的测量数据如表甲所示。根据实验数据作出的图像如图乙所示,则从图像中得出该电池的电动势为_______,内阻为_______(结果均保留两位有效数字);
2
3
4
5
6
7
8
0.150
0.122
0.105
0.095
0.085
0.078
0.070
0.300
0.366
0.420
0.475
0.510
0.546
0.560
表甲
(3)丙同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.8V,0.8W”的小灯泡供电,灯泡仍不发光,检查电路无故障,分析灯泡不亮的原因是_______。
8.(24-25高二上·广东广州越秀区·调研)某学习小组要测量一节干电池的电动势和内阻(约),实验室提供的器材有:
电压表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约);
滑动变阻器(最大阻值为);
定值电阻(阻值为);
开关一个,导线若干。
(1)实验过程中该小组在记录电压表和电流表示数时发现,电压表示数的变化范围比较小。该小组改进了实验方案,测出几组电流、电压的数值,描绘出图像,如图丙。请用笔画线代替导线将实物图甲补充完整_____。
(2)图乙为电压表表盘,其读数为________;
(3)由图丙知该电池的电动势________,内电阻________。(结果均保留两位小数)
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