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江苏省13市2024-2025学年高一下学期期末试题分类汇编
第十一章 电路及其应用
1. 电源和电流
1.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)自动体外除颤器(AED)是一种便携式的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备.某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF,充电至3kV电压,如果电容器在9ms时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A. 在放电治疗的过程中通过人体的电荷量为45C
B. 在充电过程中,回路中的电流逐渐减小
C. 该电容器放电完成后,电容减小0
D. 该电容器放电过程的平均电流强度为15A
【答案】B
【解析】在放电治疗的过程中通过人体的电荷量为,A错误;在充电过程中,回路中的电流逐渐减小,充电完成时充电电流减小到0,B正确;该电容器放电完成后,电容不变,C错误;该电容器放电过程的平均电流强度为,D错误.故选B.
2.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)某品牌新能源车使用闪充技术,时间充电,则平均充电电流约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据电流的定义式可得,各选项中985A最为接近计算结果.故选D.
3.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,来抢救心脏骤停患者.某次模拟治疗时设备的电容器电容是15μF,充电至电压4kV,在一定时间内完成放电至两极板间电压为0,关于该放电过程,下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容逐渐减小
B. 通过人体组织的电荷量为60C
C 放电电流逐渐减小
D. 人体电阻越大,放电持续时间越短
【答案】C
【解析】公式是电容的定义式,电容器的电容与电容器本身有关,与电容器带电量、两极板电势差无关,则电容器放电的过程中,电容器的电容C不变,仍为,A错误;根据,可知充电至4.0kV时,该电容器所带电荷量是0.6C,放电结束后电势差减为零此次放电过程中有0.6C的电荷通过人体组织,B错误;放电过程,极板所带的电荷量变少,则极板间的电压变小,根据可知放电电流逐渐减小,C正确;根据欧姆定律可知人体电阻越大,平均电流越小,总电荷量不变,根据可知放电持续时间越长,D错误.故选C.
4.(扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期期末)比值定义法是定义物理概念常用的方法,下列哪个表达式属于比值定义式( )
A. 电场强度 B. 电容
C. 电势 D. 电流
【答案】C
【解析】电场强度是匀强电场中电势差与场强的关系式,并非比值定义式,A错误;电容是平行板电容器的决定式,电容的比值定义式为,B错误;电势通过电势能与电荷量的比值定义,与试探电荷无关,属于比值定义式,C正确;电流是欧姆定律表达式,电流的比值定义式为,D错误.故选C.
5.(无锡市第一中学2024-2025学年高一下学期期末)北京正负电子对撞机的储存环是半径为的圆形轨道,环中的个电子以速度定向运动,已知电子的电荷量为,则个电子形成的电流为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】电子运动的周期为,根据电流定义式可知,个电子形成的电流为,联立解得,故选C.
6.(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,一粗细均匀横截面积为的金属导体中自由电荷向右定向移动的速率为,单位长度内自由电荷的电量为.则导体内电流的大小和方向为( )
A 2A,向左 B. 2A,向右
C. 1A,向左 D. 1A,向右
【答案】A
【解析】电流方向与电子的定向移动方向相反,则导体内电流的方向向左;根据电流定义可知电流大小为,故选A.
2. 导体的电阻
一 、导体的电阻
1.(扬州市邗江区2024-2025学年高一下学期期末)(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点,得到了如图所示中甲、乙、丙、丁四个点.则电阻最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】根据U-I图像中,某点与原点连线的斜率表示电阻的大小可以知道丙的斜率最大,即丙的电阻最大,故C正确,ABD错误.故选C.
2.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)导体A、B的伏安特性曲线如图所示,请问导体A、B的电阻大小之比等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由图像可知,两电阻通过相同电流时电压之比为,根据,可知.
故选D.
3.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)某金属导线的电阻为R,现将它均匀拉长到原来长度的两倍,则该导线的电阻变为( )
A.2R B.R
C.4R D.R
【答案】C
4.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,高为c,且.当电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则当电流沿CD方向时( )
A. 样品的电阻不变 B. 样品的电阻变大
C. 样品的电阻率不变 D. 样品的电阻率变大
【答案】C
【解析】样品的电阻率由导体的材料决定,则无论电流方向如何,导体的电阻率不变;当电流沿AB方向时样品的电阻,当电流沿CD方向时样品的电阻,因,则.故选C.
5.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,厚度均匀的矩形金属块棱长ab=10 cm,bc=5 cm,其左、右两端面为正方形.当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入同一电路中,则电流为( )
A. 4 A B. 2 A
C. A D. A
【答案】A
6.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下有关情况.如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10 cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=100 V,I=100 mA.求该钻孔的深度.
【答案】100m
【解析】盐水电阻,由电阻定律,而S=πr2=3.14×10-2m2,解得h=100m.
二 、描绘电学元件的伏安特性
7.(南通市2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组用图甲所示电路描绘电学元件Rx(额定电压3V、额定电流约450mA)的U−I图像.实验室备有下列器材:
A.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,额定电流0.1A)
F.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
G.开关S,导线若干
(1)为提高实验的准确程度且调节方便,电流表应选用______(选填“A1”或“A2”,滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”).
(2)请根据图甲电路图,在图乙中用笔画线代替导线完成实物电路的连接.
(3)实验中,闭合开关,移动滑片P,得到多组I、U数据,其中一组数据中电压表示数如图丙所示,请读出这个电压值并填在表格相应空格处.
I/A
0
0.10
0.20
0.30
0.36
0.40
0.42
0.43
U/V
0
0.10
0.20
0.50
__
1.90
2.50
3.00
(4)请在图丁中描出剩下的一个数据点,并作出该元件的U−I图线.
(5)若考虑电表内阻对实验的影响,该元件真实的U−I图线应位于图丁所绘图线的______(选填“左”或“右”)边,理由是______.
【答案】(1) A1 R1 (2)如图所示 (3)1.00 (4)如图所示 (5)左 见解析
【解析】(1)由题知,电学元件Rx的额定电流约450mA=0.45A,故电流表选A1;由甲图知,滑动变阻器采用分压式接法,为了便于操作、准确测量,故应选用最大阻值较小的滑动变阻器R1;(2)实物电路图,如图所示.(3)电压表量程是3V,由图示可知,其分度值是0.1V,读数是1.00V.(4)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,根据坐标系内描出的点作出图像如图所示.(5)由图示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流的测量值大于真实值,因此该元件真实的U−I图线应位于图丁所绘图线的左边.
8.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)某同学通过描绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电流随电压变化的规律.
提供的器材有:
待测小灯泡额定电压为,电阻约为几欧
电压表量程为,内阻约为
电流表量程为,内阻约为
滑动变阻器允许最大电流
滑动变阻器允许最大电流
标有的干电池两节
开关一个,导线若干
(1)滑动变阻器应选择___________选填“”或“
(2)如图为通过实验做出的小灯泡的电流I随电压U的关系变化图像,下列说法正确的是___________
A. 电阻随温度的升高而减小 B. 两端电压为时,消耗电功率为
C. 正常工作时电阻为 D. 正常工作时消耗电功率为
(3)为达到实验目的,并尽量减小误差,电路图应选择___________
A B.
C. D.
【答案】(1) (2)B (3)A
【解析】(1)该实验电路中采用分压式接法,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的;(2)A.根据可知,小灯泡的图像中图线上某点与原点连线斜率的倒数表示电阻,由图可知小灯泡的电阻随温度的升高而增大,故A错误;B.由图可知小灯泡电压为时电流值为,其电功率为,故B正确;CD.由图可知,小灯泡正常工作时,电压值为,电流值为,此时电阻.小灯泡正常工作时消耗的电功率为,故CD错误.故选B.(3)由题意可知,待测小灯泡的电阻是小电阻,为达到实验目的,并尽量减小误差,测量电路采用电流表外接法,控制电路采用分压式接法.故选A.
3. 实验:导体电阻率的测量
1.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)某实验小组在测量一金属丝电阻率的实验中,将一段金属丝接入电路中,先用螺旋测微器测量这段金属丝直径,再用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度,最后用实验电路测量金属丝的电阻,利用这些测量值就可以计算出金属丝的电阻率,在此实验中,以下操作不正确的是( )
A. 闭合开关前,滑动变阻器的滑片可置于任意位置
B. 用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度时,要多测量几次,求出其平均值
C. 用螺旋测微器在金属丝三个不同位置各测量一次直径,求出其平均值
D. 实验中测电阻时为保持金属丝的温度不变,每次读完示数后应立即断开开关
【答案】A
【解析】闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器需要保护电表,A错误;为了减小误差,用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度时,要多测量几次,求出其平均值,B正确;为了减小误差,用螺旋测微器在金属丝三个不同位置各测量一次直径,求出其平均值,C正确;实验中测电阻时为保持金属丝的温度不变,每次读完示数后应立即断开开关,D正确.本题选不正确项,故选A.
2.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,某同学用螺旋测微器测量金属丝直径时涉及到的步骤.请选出需要的步骤,并按实验时的先后顺序排列,其合理的是( )
A. 甲乙 B. 甲丙 C. 甲乙丙 D. 丙甲乙
【答案】D
【解析】使用螺旋测微器测量金属丝直径的操作过程是:缓慢旋转粗调旋钮(图丙),当测微螺杆接近被测物体时,改用棘轮即微调旋钮(图甲),当棘轮发出“咔咔”声时,停止旋转并锁上止动旋钮(图乙),此时被测物体已被夹紧,可进行读数.所以合理的顺序为丙甲乙.故选D.
3.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)游标卡尺的读数为______mm,螺旋测微器的读数为______mm.
【答案】 10.60 2.149##2.150##2.151
【解析】游标卡尺的读数为10mm+0.05mm×12=10.60mm,螺旋测微器的读数为2mm+0.01mm×15.0=2.150mm.
4.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)在“测定金属的电阻率”实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约5Ω的电阻丝进行测量.
(1)在测量电阻丝长度后,该同学用螺旋测微器测量电阻丝直径,测量结果如图1所示为____mm.
(2)现有电源(提供稳定的电压U=6.0V)、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0.2Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻约1.0Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
F.定值电阻R0
为减小误差,电流表应选_________,滑动变阻器应选____(均选填器材前的字母).
(3)然后补充完成图2中实物间的连线.
(4)若测定的电压U,电流为I,金属丝直径为d,长度为L,则金属丝的电阻率为_____.
(5)写出电路中R0在电路中主要作用(写一条)______________.
【答案】(1)0.622##0.623##0.624##0.625 (2)A D (3)如图所示 (4) (5)保护电路的作用
【解析】(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径0.5mm+0.01mm×12.3=0.623mm.电路可能达到的最大电流为,如果选择电流表B,电流表偏角太小,读数误差较大,因此电流表应选择A;滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D.(3)待测电阻阻值较小,则采用安培表外接,滑动变阻器用分压电路,则实物连线如图所示.(4)若测定的电压U,电流为I,金属丝直径为d,长度为L,根据,则金属丝的电阻率为.(5)定值电阻串联在电路中起保护电路的作用.
5.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)某探究小组要测量电阻丝的电阻率,可利用的器材有:电源(E=3V、内阻约为0.5Ω)、电流表(量程分别为0.6A、3A)、定值电阻R=5Ω、电阻丝、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.
(1)实验步骤如下:
①将电阻丝拉直固定,按照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的______(选填A或B)端;
②用螺旋测微器测量电阻丝的直径D,如图(b)所示,则D=______mm.
③闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电流表示数I,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L;
④多次重复步骤③,根据记录的若干组I、L的值,作出图像如图(c)所示.
(2)电流表量程应该选择______A(选填0.6A或3A).
(3)若图(c)中图像斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ=______(选用字母k、D、E、R表示).
(4)某同学发现图(c)中图像在纵轴上的截距为b,其运用截距b和题中已知物理量求得电源内阻r=1.5Ω,明显偏大,请说明出现这种现象的原因______.
【答案】(1) ① A ② 2.680 (2)0.6 (3) (4)测量值中含有电流表内阻
【解析】(1)为了确保电路的安全,闭合开关之前应使金属丝接入电阻达到最大值,可知,金属夹置于电阻丝的A端.根据螺旋测微器的读数规律,该读数为.(2)由于可知,回路中电流不可能大于0.6A,为了确保安全与精度,电流表量程应该选择0.6A.
(3)根据闭合电路欧姆定律有,根据电阻定律有,其中,解得,根据图像有,解得.(4)结合上述,图像在纵轴上的截距为b,则有,解得.
可知,由于忽略电流表的内阻,导致测量值明显偏大,即出现这种现象的原因是测量值中含有电流表内阻.
6.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率,金属丝的长度L已知.
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,示数如图甲所示,其直径d= mm;
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值.当用“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为 Ω;
(3)为了精确地测量金属丝的电阻,除被测电阻外,实验室提供了下列器材:
直流电源(电压3 V,内阻不计)
电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)
电流表A(量程0~300 mA,内阻约为1 Ω)
滑动变阻器R1(0~5 Ω)
滑动变阻器R2(0~1000 Ω)
开关一只,导线若干
为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,实验中,滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”).请在虚线框内画出电路原理图;
(4) 根据实验数据作出的U-I图像如图丙所示,U-I图像的斜率用k表示,则待测金属丝的电阻率的表达式为ρ=________(用k、L、d和通用数学符号表示).
答案 (1)1.414~1.417 (2)11 (或11.0) (3)R1 如图所示 (全对3分,分压外接有1处错只得1分,) (4)
7.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)某兴趣小组用一只两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水,测定该矿泉水的电阻率.
(1)某同学应用如图甲所示的游标卡尺的______(选填“A”、“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径d,测出的读数如图乙,则______mm.
(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图丙所示,则该同学应换选______(选填“×10”或“”)挡.
(3)该组同学按图丁连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是______.
A. 电路中5、6之间断路 B. 电路中7、8之间断路
(4)该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为L、电压表示数为U、电流表示数为I,改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的图像如图戊所示,若图线的斜率为k,则矿泉水的电阻率______(用题中字母d、k表示).
【答案】(1)A 21.50 (2) (3)B (4)
【解析】(1)游标卡尺来测量玻璃管内径应该用内爪,即A部分;游标卡尺的精确度为0.05mm,由图可得游标读数为mm+mm=21.50mm.(2)由图可知欧姆表示数太大,故应选择更大倍率测量,即换“×1k”倍率.(3)电压表有示数则干路一定是通,电路中5、6之间不会断路,A错误;电路中7、8之间断路后电压表被串联到电路中,会导致其电压接近电源电动势,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,B正确.故选B.(4)由电阻定律可得,又因为,由图像可知,解得.
8.(无锡市第一中学2024-2025学年高一下学期期末)某同学对航天飞机上使用的由特殊材料制作的电阻进行电阻率的测量,其形状为圆柱体,实验室现提供以下器材:
A.电流表A1(量程0~50mA,内阻)
B.电流表A2(量程0~100mA,内阻约为)
C.滑动变阻器
D.定值电阻()
E.待测电阻(长度为、电阻大约为)
F.直流电源(电动势为4V,内阻很小)
G.开关一只,导线若干
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器测出该电阻的直径,螺旋测微器示数如图甲所示;
b.根据如图乙所示的实验电路将实验器材连接起来;
c.闭合开关S,改变滑动变阻器的滑片位置得到多组电流表及电流表的读数、,并将其记录下来;
d.将记录的数据描绘在以为纵轴、为横轴的坐标系中,得到如图丙所示的图像;
e.利用图像得到待测电阻的阻值,求得其电阻率.
请回答下列问题:
(1)待测电阻的直径______;
(2)由图乙可以得到与的关系为______(用、、表示);
(3)由图丙知,______,______(结果保留三位有效数字);
(4)在图乙中,可以认为电流表与定值电阻串联后就是改装的电压表,测量电阻时得到的阻值与真实值相比,测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
【答案】(1)6.000 (2) (3)100 2.83×10⁻² (4)等于
【解析】(1)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图可知测电阻的直径为;(2)由欧姆定律知可得,则;(3)根据,结合图丙可得,解得.根据电阻定律可得,可得.(4)由于在计算通过的电流时,电流表内阻已知,已经考虑了改装电压表的分流作用,因此的测量值等于真实值.
9.(无锡市天一中学2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率,金属丝的长度已知.
(1)用螺旋测微器量金属丝的直径,示数如图所示,其直径为________.
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值.当用电阻“”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为________.
(3)为了精确地测量金属丝的电阻,实验室提供了下列器材:
A.电流表(量程,内阻)
B.电流表(量程,内阻约)
C.滑动变阻器(,额定电流)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱(阻值范围为)
F.电源(输出电压恒为)
G.开关、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示.由于没有电压表,需要把电流表串联电阻箱改为量程为的电压表,则电阻箱的阻值调为________.滑动变阻器应选择________(选填“”或“”)
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得5组电流表、值,,数据见下表.请根据表中的数据,在方格纸上作出图像,并由图像求出________(结果保留2位有效数字),进而可以求出金属丝的电阻率.
0.121
0.165
0.218
0.266
0.306
0.100
0.150
0.190
0.230
0.280
③关于本实验的误差,下列说法正确的是________.
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差
C.需要将得到的几组电表示数取平均值以减小误差
D.为减小读数时的误差,电表读数时应多估读几位数
【答案】(1)1.698##1.699##1.700##1.701 (2)6.0 (3)①5000.0 ②如图所示 6.9 ③. B
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则可知.(2)由题意,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,说明被测电阻很小,应该换用低倍率电阻挡,即“”挡,由题图乙可知读数为.(3)①当电流表满偏时,两端电压为,因此需要把电阻箱的阻值调为,滑动变阻器和的最大阻值都小于待测金属丝的阻值,则用分压式接法,当选择时,回路中的最大电流,约等于滑动变阻器的额定电流.当选择时,回路内的最小电流约为,超过滑动变阻器的额定电流,因此选择.②[5]根据表格中数据作出图像如图所示.根据电路图,有,因为远大于,故,
得,根据图像的斜率可得,解得.③A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;B.用图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差,B正确;C.得到的几组电表示数后,应先分别用对应电表示数求出待测电阻,再求电阻的平均值,或者根据几组电表示数作出对应图像,以减小误差,C错误;D.读数时只需估读到分度值的下一位,多估读几位数没有意义,不可以减小误差,D错误.故选B.
10.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)某同学想测量一段金属丝的电阻率(约为200多Ω),可供选择的实验器材有:
A.电流表(量程为0~15mA,内阻约为2Ω);
B.电流表(量程为0~3mA,内阻);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(允许通过的最大电流为5mA);
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许通过的最大电流为200mA);
G.蓄电池E(总电压为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,则金属丝的直径______mm.
(2)为了更准确地测量该金属丝的阻值,滑动变阻器应选择______(填“”或“”);定值电阻应选择______(填“”或“”)
(3)在虚线框内将图乙所示的电路补充完整,并标明各器材的符号.
(4)调节滑动变阻器,测得多组电流表的示数和电流表的示数,并作出图像如图丙所示,则该金属丝的阻值______Ω.
(5)测得金属丝的长度为L,可知该金属丝的电阻率______.(用、L、D表示)
(6)本实验结果______(填“偏大”或“准确”或“偏小”),请简要说明原因:______.
【答案】(1)0.150 (2) (3)如图所示 (4)250 (5) (6)准确 电流表外接,电压的读数准确,电流可以用来解决电压表分流的问题,所以电阻测量没有误差
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则,可知金属丝的直径.(2)为准确测量,需要测量较多的数据,所以滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器选用最大阻值较小的,定值电阻选R1.(3)因题中没有提供电压表,故需要将电流表与定值电阻串联,改成一个电压表,其量程为,而电流表放在干路中,完整的电路图如图所示
(4)根据欧姆定律,有,化简可得,根据图丙可知,斜率,解得.(5)根据电阻定律,有,其中,解得.(6)本实验结果准确,原因是电流表外接,电压的读数准确,电流可以用来解决电压表分流的问题,所以电阻测量没有误差.
4. 串联电路和并联电路
一、串、并联电路的规律
1.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)两电阻分别为6Ω与8Ω,并联后的总电阻为( )
A. 10Ω B. 14Ω C. 2Ω D.
【答案】D
【解析】根据并联电阻的计算公式,总电阻,将R1=6Ω和R2=8Ω代入,解得,故选D.
2.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)在如图所示的电路中,保持通过干路的电流I不变,增大的阻值,则( )
A. 不变 B. 两端电压不变
C. 两端电压不变 D. 消耗的功率减小
【答案】C
【解析】A.保持通过干路的电流I不变,增大的阻值,则,可知变大,选项A错误;B.两端电压,增大的阻值,两端电压变大,选项B错误;C.根据可知,两端电压不变,选项C正确;D.根据可知,消耗的功率不变,选项D错误.故选C.
3.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A. 流经上的电流为
B. 两端的电压为4V
C. 和两端的电压之比为
D. 流过和的电流之比为
【答案】D
【解析】与并联的电阻为,故M、N间的总电阻为,干路上的电流,并联电路电流与电阻成反比,得,解得,A错误;与并联,二者两端的电压相等,有,B错误;与串联,电压与电阻成正比,即4∶5,C错误;流过的电流即为干路电流,即得流过与的电流之比为,D正确.故选D.
4.(扬州市邗江区2024-2025学年高一下学期期末)如图电动机与灯泡串联接入电路,电动机正常工作时,灯泡的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2.则下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】灯泡和电动机串联可知电流相等,都等于通过灯泡的电流,即,因对电动机而言,即通过电动机的电流,可知.故选B.
5.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末) 唐诗同学按如图所示的电路图连线实验.闭合开关S,小灯泡都不亮,电流表指针无偏转.她利用电压表进行逐段检测,发现约为10V,其余示数为0.则该电路的故障可能是( )
A. 短路 B. 断路 C. 断路 D. 短路
【答案】C
6.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示的电路中,电阻为5Ω,为10Ω,为10Ω.另有一个电压恒为90V的电源.则( )
A. 当A、B两端接通测试电源时,CD两端的电压为60V
B. 当A、B两端接通测试电源时,CD两端的电压为30V
C. 当C、D间短路时,AB间等效电阻为15Ω
D. 当C、D间短路时,AB间等效电阻为5Ω
【答案】A
【解析】当A、B两端接通测试电源时,此时CD两端的电压为 两端的电压,电路结构等效为、串联,则电路中的总阻值,由欧姆定律可得电路中的电流,则CD端的电压,A正确,B错误;当C、D间短路时,电路结构等效为、并联后与串联,则AB间的等效电阻为,C、D错误.故选A.
7.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)
(1)如图甲所示电路中,电压U恒为12V,变阻器总电阻与电阻均为12Ω,安培表内阻不计.那么当变阻器滑片P滑到ab中点时,电流表示数为多少?
(2)如图乙所示的电路中,已知两个电压表的内阻R为3kΩ,定值电阻闭合开关电压表的示数为2V,电压表的示数为3V,那么定值电阻的阻值为多大?
【答案】(1)0.8A (2)30kΩ
【解析】(1)变阻器滑片P滑到ab中点,可将变阻器看成由滑片分成两部分、,且,
则与R1并联,再与串联,与R1并联的总电阻为,串联电路电压与电阻成反比,故与R1并联的电压,故电流表示数.(2)电压表的示数为2V,则流过电压表的电流,电压表的和R1串联的总电压,即R2两端的电压,电压表的示数为3V,则流过电压表的电流,故R2的阻值.
二、电表的改装
8.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)常用电流表、电压表都是由小量程电流表(表头)改装而成,下列电路改装成大量程电流表的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB.电流表的量程,电阻R越小,电流表量程I越大,A正确,B错误;CD.都是将由小量程电流表(表头)改装成的电压表,不是电流表,CD错误.故选A.
9.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻、串联而成.已知该表头的内阻,满偏电流下列说法正确的是( )
A. 表头G的满偏电压为5 V
B. 使用a、b端点时的量程比使用a、c端点时的大
C. 使用a、b端点时,若量程为3 V,则为
D. 使用a、c端点时,若量程为15 V,则为
【答案】C
【解析】表头G的满偏电压,A错误;由图示电路图可知,接a、b两端点时分压电阻阻值小于接a、c两端点时分压电阻阻值,由此可知,使用a、b两个端点时,其量程比使用a、c两个端点时小,B错误;使用a、b两个端点时,由图示电路图可得,解得,C正确;使用a、c两个端点时,由图示电路图可得,解得,D错误.故选C.
10.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,某同学将一内阻满偏电流的表头,改装成双量程电流表.电流从A端流入,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程.下列说法正确的是( )
A. 接A、B接线柱时,电表量程为0~0.6A
B. 接A、C接线柱时,电表量程为0~3A
C. 电阻R1的阻值是R2的5倍
D. 电阻R2的阻值是R1的4倍
【答案】D
【解析】AB.并联电阻越小,改装电表量程越大,故接A、B接线柱时,电表量程为;接A、C接线柱时,电表量程为,故A、B错误;CD.接A、B接线柱时,有,接A、C接线柱时,有,联立可得,,即,故C错误,D正确.故选D.
11.(无锡市天一中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示为一满偏电流为、内阻为的小量程电流表改装成、0~100mA的两量程电流表的电路.下列说法正确的是( )
A. 开关接时电流表量程为
B.
C.
D. 用量程改装表测出电流为时,流过G表的电流为
【答案】B
【解析】A.题意知电流表满偏电流、内阻分别为,开关接a时量程为,开关接b时量程为,可知,故开关接时为小量程电流表,即量程为,故A错误;BC.开关接a时量程为,开关接b时量程为,联立解得,故B正确,C错误;D.开关接b时,设通过G表的电流为I,则有,联立以上解得,故D错误.故选B.
12.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)(6分)如图所示是有两个量程的电流表,已知表头的内阻为90Ω,满偏电流是10mA,R1=1Ω.当使用A、C两个端点时,量程为0~0.1A,求:
(1)R2的阻值;
(2)使用A、B两个端点时的量程.
【答案】 (1)接AC时为0.1A量程,则,解得 R2=9Ω,接AB时,,解得 I2=1A.
5. 实验:练习使用多用电表
1.(南通市如皋中学2024-2025学年高一下学期期末)下列关于电阻表的使用和操作正确的是( )
A. 用多用电表测量不同的电阻R时,均需要重新欧姆调零
B. 电阻表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,为了提高测量精度,应换用“×10”挡,重新欧姆调零后再测量
C. 若用多用电表电阻挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,可知该二极管的正极为A端
D. 多用电表用完后,将红黑表笔拔出即可
【答案】C
【解析】用多用电表测量不同的电阻R时,如果需要换挡,则需要重新欧姆调零;如果不换挡,则不需要重新欧姆调零,A错误;欧姆表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,说明电阻读数较大,倍率挡位选小了,为了提高测量精度,应换用“×1k”挡,重新调零后再测量,B错误;若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,由图乙可知左图中电流从B端流入二极管,电阻较大,所测的为二极管的反向电阻;右图中电流从A端流入二极管,电阻较小,测的是正向电阻,则该二极管的正极为A端,C正确;为保护电路与多用电表,多用电表使用完后应把开关置于OFF挡或交流电压最高挡,D错误.故选C.
2.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)下列关于多用电表的使用正确的是( )
A.测量通过小灯泡电流
B.测量小灯泡的电压
C.测量电压表的内阻
D.测量二极管的正向电阻
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】测量通过小灯泡的电流,根据“红进黑出”可知,图中红表笔应该接右侧接点;同理,测量小灯泡的电压时,图中红表笔也应该接右侧接点,A、B错误;测量电压表的内阻时用欧姆档,根据“红进黑出”可知,该接法正确,C正确;测量二极管的正向电阻用欧姆档,因黑表笔接内部电源的正极,可知红表笔应该接二极管右端,D错误.故选C.
3.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)用多用电表粗测金属棒的阻值,当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用___________挡(填“×1 Ω”或“×100 Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图所示,则金属棒的阻值约为___________Ω.
【答案】 ×1Ω 10.0
【解析】当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻值较小,所选倍率过大,应该减小倍率,故应换成“×1Ω”挡;欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积,故图中所测金属棒的阻值为10.0Ω.
4.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)如图甲为某多用电表中“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路,其中电源电动势E=1.5V,毫安表量程I0=1mA、内阻R0=450Ω,R1、R2为电阻箱,R为滑动变阻器,S为单刀多掷开关.图乙为该多用电表的刻度盘.
(1)电路中表笔Ⅰ应为______(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)若S拨到B时通过电源的最大电流为10mA,则R2接入电路的阻值为______Ω;
(3)将S拨到C,经正确操作后表针指在图乙的虚线位置,则待测电阻的阻值为______Ω.
【答案】(1)黑 (2)50 (3)1500
【解析】(1)电路中表笔Ⅰ与内部电源的正极连接,可知应为黑表笔;(2)S拨到B时,R2与毫安表并联,此时若电源通过最大电流,则毫安表处于满偏,通过的电流为1mA,则R2接入电路的阻值为;(3)将S拨到C,此时欧姆表量程最大,为“×100”挡位,则待测电阻的阻值为.
5.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)下列读数正确的是( )
A. 如果选择直流电压50V的挡位,左图测得的电压值为23.1V
B. 如果选择直流电流1mA的挡位,左图测得的电流值为0.46A
C. 如果选择欧姆挡×10的倍率,左图测得的电阻值为17
D. 游标卡尺的读数为5.01cm
【答案】A
【解析】测直流电压时,用的是0~50V量程,最小刻度为1V,此时图示的电压值为,A正确;测直流电流时,用的是0~1mA的量程,最小刻度为0.02mA,此时图示的电流值为,B错误;测电阻时,若用的是“×10”挡,则图示的电阻值为,C错误;游标卡尺的读数为,D错误.故选A.
6.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)某同学做“测量金属丝的电阻率”实验.
(1)该同学先用多用电表测量金属丝的电阻,当多用电表选择开关置于“”倍率挡位上时,指针指示位置如图中的1所示,因指针偏转过大应将选择开关旋到______(选填“×1”“×100”)倍率挡位上,并进行______(选填“欧姆调零”“机械调零”)后再次测量,指针指示位置如图中2所示,则该金属丝的电阻为______Ω;
(2)为了进一步减小测量电阻的误差,该同学用如下实验器材较准确地测量金属丝电阻值:电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、开关和导线若干,请根据提供的器材,在虚线框中设计实验电路,要求采用电流表外接法并使电压表示数可以从零开始变化,
(3)若实验测得金属丝电阻为、直径为、长度为,则其电阻率表达式为______;
(4)本实验系统误差的主要原因是______(选填“电压表分流”“电流表分压”).
【答案】(1) 欧姆调零 14##14.0 (2)如图所示 (3) (4)电压表分流
【解析】(1)]因指针偏转过大,则倍率档选择过大,应将选择开关旋到 “×1”倍率挡位上,并进行欧姆调零后再次测量;该金属丝的电阻为14Ω;(2)待测电阻为小电阻,则采用电流表外接;滑动变阻器接成分压电路,则电路如图.(3)根据,,可得.(4)本实验系统误差的主要原因是电压表分流造成的.
实验:测电阻
7.(宿迁市沭阳县2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图.已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小.滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约.则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因电源不能在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法(滑动变阻器必须接成分压电路的情况:①要求电压表能从零开始读数;②当待测电阻(滑动变阻器的最大阻值)时;③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流.滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,使用限流接法最佳);由于待测电阻的阻值约为,与电流表内阻接近,故采用电流表外接法误差较小.故选A.
8.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω的电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干.下列电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值,因此滑动变阻器应采用分压接法;又因为,说明待测电阻的阻值较小,因此电流表应采用外接法.故选D.
9.(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组为了测量一段横截面为圆形、粗细均匀、阻值较小的金属丝的电阻率,进行下列操作:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图所示,则金属丝的直径______mm;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝的阻值.开始时选用“”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为______(选填“”或“”)挡;
(3)用伏安法进一步精确测量金属丝的阻值,实验室提供器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为)
C.滑动变阻器R(,0.6A)
D.电池E(电压3V)
E.开关S,导线若干
为减小实验误差且要求电压表示数从零开始调节,选用如图中____(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路更合理.
(4)如果不考虑实验操作中的偶然误差,该方案中金属丝电阻的测量值______真实值(选填“大于”“小于”或“等于”).误差产生的原因是______.
【答案】(1)2.150 (2) (3)丁 (4)小于 电压表分流,使得电流表测量值偏大
【解析】(1)根据螺旋测微器读数规则,.(2)由于欧姆表表盘的右侧是,所以指针偏转角度过大,意味着测量数据值较小,故应调整为更小的挡位,应填写挡.(3)电压表要求从零开始调节,滑动变阻器需要用分压接法,待测电阻值较小,电流表应该用外接法.综上,选择电路丁更合理.(4)外接法时,电压表测出电阻两端实际电压,但由于电压表分流,电流表测量值大于流过电阻的电流,使得电阻丝的测量值比真实值偏小.
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第十一章 电路及其应用
1. 电源和电流
1.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)自动体外除颤器(AED)是一种便携式的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备.某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF,充电至3kV电压,如果电容器在9ms时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A. 在放电治疗的过程中通过人体的电荷量为45C
B. 在充电过程中,回路中的电流逐渐减小
C. 该电容器放电完成后,电容减小0
D. 该电容器放电过程的平均电流强度为15A
2.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)某品牌新能源车使用闪充技术,时间充电,则平均充电电流约为( )
A. B. C. D.
3.(苏州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,心脏除颤器通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,来抢救心脏骤停患者.某次模拟治疗时设备的电容器电容是15μF,充电至电压4kV,在一定时间内完成放电至两极板间电压为0,关于该放电过程,下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容逐渐减小
B. 通过人体组织的电荷量为60C
C 放电电流逐渐减小
D. 人体电阻越大,放电持续时间越短
4.(扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期期末)比值定义法是定义物理概念常用的方法,下列哪个表达式属于比值定义式( )
A. 电场强度 B. 电容
C. 电势 D. 电流
5.(无锡市第一中学2024-2025学年高一下学期期末)北京正负电子对撞机的储存环是半径为的圆形轨道,环中的个电子以速度定向运动,已知电子的电荷量为,则个电子形成的电流为( )
A. B. C. D.
6.(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,一粗细均匀横截面积为的金属导体中自由电荷向右定向移动的速率为,单位长度内自由电荷的电量为.则导体内电流的大小和方向为( )
A. 2A,向左 B. 2A,向右
C. 1A,向左 D. 1A,向右
2. 导体的电阻
一 、导体的电阻
1.(扬州市邗江区2024-2025学年高一下学期期末)(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点,得到了如图所示中甲、乙、丙、丁四个点.则电阻最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
2.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)导体A、B的伏安特性曲线如图所示,请问导体A、B的电阻大小之比等于( )
A. B. C. D.
3.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)某金属导线的电阻为R,现将它均匀拉长到原来长度的两倍,则该导线的电阻变为( )
A.2R B.R
C.4R D.R
4.(宿迁市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,高为c,且.当电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则当电流沿CD方向时( )
A. 样品的电阻不变 B. 样品的电阻变大
C. 样品的电阻率不变 D. 样品的电阻率变大
5.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,厚度均匀的矩形金属块棱长ab=10 cm,bc=5 cm,其左、右两端面为正方形.当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入同一电路中,则电流为( )
A. 4 A B. 2 A
C. A D. A
6.(南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下有关情况.如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10 cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=100 V,I=100 mA.求该钻孔的深度.
二 、描绘电学元件的伏安特性
7.(南通市2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组用图甲所示电路描绘电学元件Rx(额定电压3V、额定电流约450mA)的U−I图像.实验室备有下列器材:
A.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,额定电流0.1A)
F.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
G.开关S,导线若干
(1)为提高实验的准确程度且调节方便,电流表应选用______(选填“A1”或“A2”,滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”).
(2)请根据图甲电路图,在图乙中用笔画线代替导线完成实物电路的连接.
(3)实验中,闭合开关,移动滑片P,得到多组I、U数据,其中一组数据中电压表示数如图丙所示,请读出这个电压值并填在表格相应空格处.
I/A
0
0.10
0.20
0.30
0.36
0.40
0.42
0.43
U/V
0
0.10
0.20
0.50
__
1.90
2.50
3.00
(4)请在图丁中描出剩下的一个数据点,并作出该元件的U−I图线.
(5) 若考虑电表内阻对实验的影响,该元件真实的U−I图线应位于图丁所绘图线的______(选填“左”或“右”)边,理由是______.
8.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)某同学通过描绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电流随电压变化的规律.提供的器材有:
待测小灯泡额定电压为,电阻约为几欧
电压表量程为,内阻约为
电流表量程为,内阻约为
滑动变阻器允许最大电流
滑动变阻器允许最大电流
标有的干电池两节
开关一个,导线若干
(1)滑动变阻器应选择___________选填“”或“
(2)如图为通过实验做出的小灯泡的电流I随电压U的关系变化图像,下列说法正确的是___________
A. 电阻随温度的升高而减小 B. 两端电压为时,消耗电功率为
C. 正常工作时电阻为 D. 正常工作时消耗电功率为
(3)为达到实验目的,并尽量减小误差,电路图应选择___________
A B.
C. D.
3. 实验:导体电阻率的测量
1.(淮安市淮安区2024-2025学年高一下学期期末调研)某实验小组在测量一金属丝电阻率的实验中,将一段金属丝接入电路中,先用螺旋测微器测量这段金属丝直径,再用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度,最后用实验电路测量金属丝的电阻,利用这些测量值就可以计算出金属丝的电阻率,在此实验中,以下操作不正确的是( )
A. 闭合开关前,滑动变阻器的滑片可置于任意位置
B. 用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度时,要多测量几次,求出其平均值
C. 用螺旋测微器在金属丝三个不同位置各测量一次直径,求出其平均值
D. 实验中测电阻时为保持金属丝的温度不变,每次读完示数后应立即断开开关
2.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,某同学用螺旋测微器测量金属丝直径时涉及到的步骤.请选出需要的步骤,并按实验时的先后顺序排列,其合理的是( )
A. 甲乙 B. 甲丙 C. 甲乙丙 D. 丙甲乙
3.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)游标卡尺的读数为______mm,螺旋测微器的读数为______mm.
4.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)在“测定金属的电阻率”实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约5Ω的电阻丝进行测量.
(1)在测量电阻丝长度后,该同学用螺旋测微器测量电阻丝直径,测量结果如图1所示为____mm.
(2)现有电源(提供稳定的电压U=6.0V)、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0.2Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻约1.0Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
E.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
F.定值电阻R0
为减小误差,电流表应选_________,滑动变阻器应选____(均选填器材前的字母).
(3)然后补充完成图2中实物间的连线.
(4)若测定的电压U,电流为I,金属丝直径为d,长度为L,则金属丝的电阻率为_____.
(5)写出电路中R0在电路中主要作用(写一条)______________.
5.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)某探究小组要测量电阻丝的电阻率,可利用的器材有:电源(E=3V、内阻约为0.5Ω)、电流表(量程分别为0.6A、3A)、定值电阻R=5Ω、电阻丝、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干.他们设计了如图所示的实验电路原理图.
(1)实验步骤如下:
①将电阻丝拉直固定,按照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的______(选填A或B)端;
②用螺旋测微器测量电阻丝的直径D,如图(b)所示,则D=______mm.
③闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电流表示数I,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L;
④多次重复步骤③,根据记录的若干组I、L的值,作出图像如图(c)所示.
(2)电流表量程应该选择______A(选填0.6A或3A).
(3)若图(c)中图像斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ=______(选用字母k、D、E、R表示).
(4)某同学发现图(c)中图像在纵轴上的截距为b,其运用截距b和题中已知物理量求得电源内阻r=1.5Ω,明显偏大,请说明出现这种现象的原因 .
6.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率,金属丝的长度L已知.
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,示数如图甲所示,其直径d= mm;
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值.当用“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为 Ω;
(3)为了精确地测量金属丝的电阻,除被测电阻外,实验室提供了下列器材:
直流电源(电压3 V,内阻不计)
电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)
电流表A(量程0~300 mA,内阻约为1 Ω)
滑动变阻器R1(0~5 Ω)
滑动变阻器R2(0~1000 Ω)
开关一只,导线若干
为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,实验中,滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”).请在虚线框内画出电路原理图;
(4) 根据实验数据作出的U-I图像如图丙所示,U-I图像的斜率用k表示,则待测金属丝的电阻率的表达式为ρ=________(用k、L、d和通用数学符号表示).
7.(盐城市2024-2025学年高一下学期期末)某兴趣小组用一只两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水,测定该矿泉水的电阻率.
(1)某同学应用如图甲所示的游标卡尺的______(选填“A”、“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径d,测出的读数如图乙,则______mm.
(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图丙所示,则该同学应换选______(选填“×10”或“”)挡.
(3)该组同学按图丁连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是______.
A. 电路中5、6之间断路 B. 电路中7、8之间断路
(4)该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为L、电压表示数为U、电流表示数为I,改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的图像如图戊所示,若图线的斜率为k,则矿泉水的电阻率______(用题中字母d、k表示).
8.(无锡市第一中学2024-2025学年高一下学期期末)某同学对航天飞机上使用的由特殊材料制作的电阻进行电阻率的测量,其形状为圆柱体,实验室现提供以下器材:
A.电流表A1(量程0~50mA,内阻)
B.电流表A2(量程0~100mA,内阻约为)
C.滑动变阻器
D.定值电阻()
E.待测电阻(长度为、电阻大约为)
F.直流电源(电动势为4V,内阻很小)
G.开关一只,导线若干
实验步骤如下:
a.用螺旋测微器测出该电阻的直径,螺旋测微器示数如图甲所示;
b.根据如图乙所示的实验电路将实验器材连接起来;
c.闭合开关S,改变滑动变阻器的滑片位置得到多组电流表及电流表的读数、,并将其记录下来;
d.将记录的数据描绘在以为纵轴、为横轴的坐标系中,得到如图丙所示的图像;
e.利用图像得到待测电阻的阻值,求得其电阻率.
请回答下列问题:
(1)待测电阻的直径______;
(2)由图乙可以得到与的关系为______(用、、表示);
(3)由图丙知,______,______(结果保留三位有效数字);
(4)在图乙中,可以认为电流表与定值电阻串联后就是改装的电压表,测量电阻时得到的阻值与真实值相比,测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
9.(无锡市天一中学2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率,金属丝的长度已知.
(1)用螺旋测微器量金属丝的直径,示数如图所示,其直径为________.
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值.当用电阻“”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为________.
(3)为了精确地测量金属丝的电阻,实验室提供了下列器材:
A.电流表(量程,内阻)
B.电流表(量程,内阻约)
C.滑动变阻器(,额定电流)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.电阻箱(阻值范围为)
F.电源(输出电压恒为)
G.开关、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示.由于没有电压表,需要把电流表串联电阻箱改为量程为的电压表,则电阻箱的阻值调为________.滑动变阻器应选择________(选填“”或“”)
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得5组电流表、值,,数据见下表.请根据表中的数据,在方格纸上作出图像,并由图像求出________(结果保留2位有效数字),进而可以求出金属丝的电阻率.
0.121
0.165
0.218
0.266
0.306
0.100
0.150
0.190
0.230
0.280
③关于本实验的误差,下列说法正确的是________.
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差
C.需要将得到的几组电表示数取平均值以减小误差
D.为减小读数时的误差,电表读数时应多估读几位数
10.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)某同学想测量一段金属丝的电阻率(约为200多Ω),可供选择的实验器材有:
A.电流表(量程为0~15mA,内阻约为2Ω);
B.电流表(量程为0~3mA,内阻);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(允许通过的最大电流为5mA);
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许通过的最大电流为200mA);
G.蓄电池E(总电压为3V,内阻很小);
H.开关S及若干导线.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,则金属丝的直径______mm.
(2)为了更准确地测量该金属丝的阻值,滑动变阻器应选择______(填“”或“”);定值电阻应选择______(填“”或“”)
(3)在虚线框内将图乙所示的电路补充完整,并标明各器材的符号.
(4)调节滑动变阻器,测得多组电流表的示数和电流表的示数,并作出图像如图丙所示,则该金属丝的阻值______Ω.
(5)测得金属丝的长度为L,可知该金属丝的电阻率______.(用、L、D表示)
(6)本实验结果______(填“偏大”或“准确”或“偏小”),请简要说明原因:______.
4. 串联电路和并联电路
一、串、并联电路的规律
1.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)两电阻分别为6Ω与8Ω,并联后的总电阻为( )
A. 10Ω B. 14Ω C. 2Ω D.
2.(扬州市2024-2025学年高一下学期期末)在如图所示的电路中,保持通过干路的电流I不变,增大的阻值,则( )
A. 不变 B. 两端电压不变
C. 两端电压不变 D. 消耗的功率减小
3.(扬州中学2024-2025学年高一下学期期末)在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A. 流经上的电流为
B. 两端的电压为4V
C. 和两端的电压之比为
D. 流过和的电流之比为
4.(扬州市邗江区2024-2025学年高一下学期期末)如图电动机与灯泡串联接入电路,电动机正常工作时,灯泡的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2.则下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期期末) 唐诗同学按如图所示的电路图连线实验.闭合开关S,小灯泡都不亮,电流表指针无偏转.她利用电压表进行逐段检测,发现约为10V,其余示数为0.则该电路的故障可能是( )
A. 短路 B. 断路 C. 断路 D. 短路
6.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)如图所示的电路中,电阻为5Ω,为10Ω,为10Ω.另有一个电压恒为90V的电源.则( )
A. 当A、B两端接通测试电源时,CD两端的电压为60V
B. 当A、B两端接通测试电源时,CD两端的电压为30V
C. 当C、D间短路时,AB间等效电阻为15Ω
D. 当C、D间短路时,AB间等效电阻为5Ω
7.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)
(1)如图甲所示电路中,电压U恒为12V,变阻器总电阻与电阻均为12Ω,安培表内阻不计.那么当变阻器滑片P滑到ab中点时,电流表示数为多少?
(2)如图乙所示的电路中,已知两个电压表的内阻R为3kΩ,定值电阻闭合开关电压表的示数为2V,电压表的示数为3V,那么定值电阻的阻值为多大?
二、电表的改装
8.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)常用电流表、电压表都是由小量程电流表(表头)改装而成,下列电路改装成大量程电流表的是( )
A. B.
C. D.
9.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻、串联而成.已知该表头的内阻,满偏电流下列说法正确的是( )
A. 表头G的满偏电压为5 V
B. 使用a、b端点时的量程比使用a、c端点时的大
C. 使用a、b端点时,若量程为3 V,则为
D. 使用a、c端点时,若量程为15 V,则为
10.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)如图所示,某同学将一内阻满偏电流的表头,改装成双量程电流表.电流从A端流入,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程.下列说法正确的是( )
A. 接A、B接线柱时,电表量程为0~0.6A
B. 接A、C接线柱时,电表量程为0~3A
C. 电阻R1的阻值是R2的5倍
D. 电阻R2的阻值是R1的4倍
11.(无锡市天一中学2024-2025学年高一下学期期末)如图所示为一满偏电流为、内阻为的小量程电流表改装成、0~100mA的两量程电流表的电路.下列说法正确的是( )
A. 开关接时电流表量程为
B.
C.
D. 用量程改装表测出电流为时,流过G表的电流为
12.(南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期期末)(6分)如图所示是有两个量程的电流表,已知表头的内阻为90Ω,满偏电流是10mA,R1=1Ω.当使用A、C两个端点时,量程为0~0.1A,求:
(1)R2的阻值;
(2)使用A、B两个端点时的量程.
5. 实验:练习使用多用电表
1.(南通市如皋中学2024-2025学年高一下学期期末)下列关于电阻表的使用和操作正确的是( )
A. 用多用电表测量不同的电阻R时,均需要重新欧姆调零
B. 电阻表欧姆调零后,用“×100”挡测量电阻的阻值,发现表针偏转如图甲所示,为了提高测量精度,应换用“×10”挡,重新欧姆调零后再测量
C. 若用多用电表电阻挡测量某晶体二极管,结果如图乙所示,可知该二极管的正极为A端
D. 多用电表用完后,将红黑表笔拔出即可
2.(连云港市2024-2025学年高一下学期期末调研)下列关于多用电表的使用正确的是( )
A.测量通过小灯泡电流
B.测量小灯泡的电压
C.测量电压表的内阻
D.测量二极管的正向电阻
A. A B. B C. C D. D
3.(淮安市2024-2025学年高一下学期期末)用多用电表粗测金属棒的阻值,当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用___________挡(填“×1 Ω”或“×100 Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图所示,则金属棒的阻值约为___________Ω.
4.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)如图甲为某多用电表中“×1”、“×10”、“×100”三挡位的“欧姆表”电路,其中电源电动势E=1.5V,毫安表量程I0=1mA、内阻R0=450Ω,R1、R2为电阻箱,R为滑动变阻器,S为单刀多掷开关.图乙为该多用电表的刻度盘.
(1)电路中表笔Ⅰ应为______(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)若S拨到B时通过电源的最大电流为10mA,则R2接入电路的阻值为______Ω;
(3)将S拨到C,经正确操作后表针指在图乙的虚线位置,则待测电阻的阻值为______Ω.
5.(南京市五校共同体2024-2025学年高一下学期期末)下列读数正确的是( )
A. 如果选择直流电压50V的挡位,左图测得的电压值为23.1V
B. 如果选择直流电流1mA的挡位,左图测得的电流值为0.46A
C. 如果选择欧姆挡×10的倍率,左图测得的电阻值为17
D. 游标卡尺的读数为5.01cm
6.(常州市2024-2025学年高一下学期期末)某同学做“测量金属丝的电阻率”实验.
(1)该同学先用多用电表测量金属丝的电阻,当多用电表选择开关置于“”倍率挡位上时,指针指示位置如图中的1所示,因指针偏转过大应将选择开关旋到______(选填“×1”“×100”)倍率挡位上,并进行______(选填“欧姆调零”“机械调零”)后再次测量,指针指示位置如图中2所示,则该金属丝的电阻为______Ω;
(2)为了进一步减小测量电阻的误差,该同学用如下实验器材较准确地测量金属丝电阻值:电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、开关和导线若干,请根据提供的器材,在虚线框中设计实验电路,要求采用电流表外接法并使电压表示数可以从零开始变化,
(3)若实验测得金属丝电阻为、直径为、长度为,则其电阻率表达式为______;
(4)本实验系统误差的主要原因是______(选填“电压表分流”“电流表分压”).
实验:测电阻
7.(宿迁市沭阳县2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图.已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小.滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约.则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
8.(南京市2024-2025学年高一下学期期末)某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω的电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干.下列电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
9.(泰州市2024-2025学年高一下学期期末)某实验小组为了测量一段横截面为圆形、粗细均匀、阻值较小的金属丝的电阻率,进行下列操作:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数如图所示,则金属丝的直径______mm;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该金属丝的阻值.开始时选用“”的挡位测量发现指针偏转角太大,挡位应调整为______(选填“”或“”)挡;
(3)用伏安法进一步精确测量金属丝的阻值,实验室提供器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为)
C.滑动变阻器R(,0.6A)
D.电池E(电压3V)
E.开关S,导线若干
为减小实验误差且要求电压表示数从零开始调节,选用如图中____(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路更合理.
(4)如果不考虑实验操作中的偶然误差,该方案中金属丝电阻的测量值______真实值(选填“大于”“小于”或“等于”).误差产生的原因是______.
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