专题03 闭合电路欧姆定律 电学实验(期末真题汇编,安徽专用)高二物理上学期
2025-11-12
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内容正文:
专题03 闭合电路欧姆定律 电学实验
5大高频考点概览
考点01 电功和电功率
考点02 闭合电路欧姆定律
考点03 电表的改装
考点04 动态电路分析
考点05 测量电阻率
考点06 多用电表的使用
考点07 测量电源的电动势和内阻
地 城
考点01
电功和电功率
1.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)图甲是智能家用电器中常见的一种扫地机器人,它能利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物。如图乙为其内部电路结构简化图,电源电动势,内阻。扫地机器人整机净重12kg,在正常工作时,匀速行驶速度为,行驶过程中受到的阻力大小为总重力的倍,工作电流为3A。不计电动机的摩擦损耗,重力加速度 g取,下列说法错误的是( )
A.电动机输出的机械功率为
B.电动机消耗的电功率为45W
C.电动机的线圈电阻为
D.若电动机被杂物卡住而无法运转时,电动机热功率增大
2.(24-25高二上·安徽亳州·期末)如图所示的电路中,电压表为理想电表,电源电动势,内阻未知,定值电阻,平行板电容器的电容为,两板间距,电动机线圈的电阻为。闭合开关S,电动机正常工作,电容器中间有一质量,电荷量的带电微粒刚好处于静止状态,电压表的示数,重力加速度取。求:
(1)电容器的带电量为多少;
(2)电源的内阻r;
(3)电动机的输出功率。
3.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,电源电动势,内阻,电阻。电动机的额定电压,线圈电阻。求:
(1)只闭合开关时,电流和电源的效率;
(2)、均闭合后,电动机恰能正常工作,电动机的输出功率。
4.(24-25高二上·安徽合肥六校联盟·期末)如图所示,有内阻的电源电动势E=9V,标有“8V,12W”的灯泡L恰好能正常发光,测得此时流经电源的电流为2A,电动机M的电阻r0=1Ω,求:
(1)电源的内阻;
(2)通过电动机的电流:
(3)电动机的输出功率。
5.(24-25高二上·安徽亳州·期末)在如图所示的电路中,小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,定值电阻的阻值R=3。当A、B两点之间的电压为0.51V时,电动机不转,理想电压表的示数为0.39V。当A、B两端接电动势E=12V,内阻r=1的直流电源时,小灯泡正常发光,电动机正常工作。整个过程中灯泡的电阻不变,求:
(1)直流电动机的内阻;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
6.(24-25高二上·安徽县中联盟·联考)相距d = 0.2 m水平放置的平行金属板a和b,且中央有孔,为其提供电压的电路如图所示,已知电源的电动势为E = 28 V,内阻为r = 2 Ω,电阻R1 = R3 = 4 Ω,R2 = 10 Ω。现闭合电键S,当电流达到稳定后,将带正电且质量为m = 0.1 kg的液滴从小孔正上方h = 1 m高处无初速滴下,液滴刚好不落在b板上。重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)R1消耗的电功率为多少;
(2)带电液滴所带的电荷量。
7.(24-25高二上·安徽合肥第一中学)将一电源与电阻箱R、定值电阻连接成闭合回路,如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源内阻 B.电源电动势
C.定值电阻功率最大时,电阻箱 D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为90%
8.(25-26高二上·安徽A10联盟·联考)如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A.12W B.14W C.20W D.24W
9.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)如图所示,电源电动势为,内阻为,定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,不计导线电阻。闭合开关,若电动机风叶卡住不转动,电流表和电压表示数分别为和;断开开关,清除故障,闭合开关S,电动机正常工作,此时电压表示数为,关于电动机正常工作后,下列说法正确的是( )
A.电流表示数为 B.电动机输出功率为
C.电源效率为 D.经,电阻产生的热量为3240J
10.(24-25高二上·安徽县中联盟·联考)如图所示,电源电动势为6 V,内阻1 Ω,小灯泡L标有“2 V 0.4 W”字样,开关S闭合后,小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻为2 Ω,则电动机的输出功率为( )
A.0.68 W B.0.76 W C.0.04 W D.0.4 W
11.(24-25高二上·安徽天一大联考)如图所示,电源电动势E=12V,内阻,电动机线圈电阻。质量m=0.2kg、长l=60cm、电阻r=2Ω的导体棒ab,用质量不计、电阻不计、等长的导电细杆连在等高的两接线柱O、O'上,导体棒所在空间存在与水平方向成θ=53°角斜向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T。闭合开关S,电动机正常工作,导体棒ab静止,OabO'平面恰好与磁场平行。已知重力加速度,不计摩擦和空气阻力。求:
(1)闭合S,导体棒ab保持静止时,导电细杆Oa和O'b中的拉力大小T;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
地 城
考点02
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·安徽芜湖第一中学·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P从右端滑到左端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的关系图像如图乙所示。现仅将R1的电阻更换为70Ω后,重复上述操作,两电压表示数随电流表示数变化的大致关系图像可能是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·安徽县中联盟·期末)图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为
B.电源电动势为1V
C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为
3.(24-25高二上·安徽合肥第六中学·期末)在图中甲、乙所示的两电路中,电阻R、电流表、电压表都是相同的,电源电动势相同,内电阻分别为、,闭合开关后,图甲和乙电路中两电压表示数相同,电流表的示数分别为、,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·安徽合肥第六中学·期末)在如图甲所示的电路中,调节电阻箱的阻值,电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电动势,内阻
B.当时,电源总功率为,内阻热功率为
C.该电源输出功率的最大值为
D.电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中,电源的总功率减小,输出功率增大
5.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图甲所示的电路中,为一滑动变阻器,为定值电阻。当滑动变阻器滑片P从右端滑至左端时,测得电压表与电流表A读数的函数图像如图乙所示,线ON、线NM分别表示电压表、读数与电流表A读数的关系图线,其中M、N两点数据是滑动变阻器的两个不同端点得到的,电压表、及电流表A均为理想电表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源的电动势E和内阻
地 城
考点03
电表的改装
1.(24-25高二上·安徽阜阳临泉县第一中学·期末)实验中常常需要对电表进行改装。现在把一个电流计G改装成电流、电压两用的电表,如图所示,和为电阻箱。下列判断正确的是( )
A.接ab两端时是电流表,且的电阻值越大,电流表量程越大
B.接ab两端时是电压表,且的电阻值越大,电压表量程越大
C.接ac两端时是电压表,保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越大
D.接ac两端时是电压表,保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越大
2.(24-25高二上·安徽亳州·期末)某同学设计改装了一电表,电路图如图所示,图中表头G的满偏电流为Ig=200μA,内阻Rg=100Ω,R1和R2为定值电阻。当使用A、B两个接线柱时,是量程为0~1mA的电流表;当使用A、C两个接线柱时,是量程为0~6V的电压表,则( )
A.R1的阻值为20Ω
B.R1的阻值为25Ω
C.R2的阻值为5900Ω
D.R2的阻值为6000Ω
3.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,电流表和是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关,则有( )
A.、的读数之比为1:1 B.、的读数之比为5:1
C.、的指针偏转角度之比为5:1 D.、的指针偏转角度之比为1:5
4.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)如图所示,用一个表头改装成双量程电流表和双量程电压表,其中为公共端,已知表头G满偏电流为,内阻为,电流表量程分别为和,电压表量程分别为和,下列说法正确的是( )
A.若将接线柱接入电路,最大可以测量的电流为
B.若将接线柱接入电路,最大可以测量的电压为
C.等于
D.等于
5.(24-25高二上·安徽马鞍山第二中学·期末)将内阻为,满偏电流为的小量程电流表改装成量程为0~25mA 的新电流表,则( )
A.需要串联一个阻值为的电阻 B.需要并联一个阻值为的电阻
C.新电流表的内阻为 D.新电流表的内阻为
6.(24-25高二上·安徽江淮名校·期末)如图所示为双量程安培表的内部结构,已知表头内阻,满偏电流,使用A、C两个端点时,量程为,当使用A、B两个端点时,量程为,则、分别为( )
A.、 B.、 C.、 D.、
7.(24-25高二上·安徽亳州第一中学)已知某一表头G,内阻Rg=3Ω,满偏电流,要将它改装成量程为的电流表,所做的操作是( )
A.串联一个570Ω的电阻 B.并联一个0.01Ω的电阻
C.串联一个270Ω的电阻 D.并联一个0.05Ω的电阻
地 城
考点04
动态电路分析
1.(24-25高二上·安徽智学大联考皖中名校联盟·期末)“道路千万条,安全第一条”。酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测,其工作原理如图所示。酒精气体传感器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.电压表的示数变小,电流表的示数变大
B.酒精气体浓度越大,灯泡越亮,电容器带电量越大
C.适当增大灯泡的电阻值,则同等酒精气体浓度下吹气前后电压表示数变化会更大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,三个电表均为理想电表,闭合电键,当滑动变阻器R2的滑片向左移动少许,两电压表示数变化量的绝对值分别为、,电流表示数变化量的绝对值为。则下列说法正确的是( )
A.电源效率一定减小 B.电源的输出功率一直减小
C. D.
3.(24-25高二上·安徽县中联盟·期末)如图所示的电路中,将滑动变阻器的滑片P向左滑动后,电流表、和理想电压表、,四个电表的示数变化量的绝对值分别为、和、,则( )
A. B. C.不变 D.变大
3.(24-25高二上·安徽十校·期末)如图所示,电源电动势为E,内阻恒为是定值电阻,已知,热敏电阻的阻值随温度升高而减小。在温度升高的过程中,分别用和表示电流表、电压表、电压表和电压表示数变化量的绝对值,所有电表均为理想电表。关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数减小 B.电源的输出功率增大
C.保持不变,都变小 D.电源的效率增大
4.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图所示电路,由可变电阻R1、R2、R3,水平金属板A、B组成的平行板电容器,电源及开关组成。闭合开关,电路稳定后,一带负电荷的微粒从O点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在B极板上的C点。不计粒子重力,若经下列调整后,微粒仍从O点以水平速度v0射入,下列说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,增大R2,微粒打在C点左侧
B.保持开关S闭合,减小R3,微粒打在C点左侧
C.开关S断开,极板稍微下移,微粒打在C点右侧
D.保持开关S闭合,改变R1阻值,R1与R3的电压变化量绝对值相同
5.(24-25高二上·安徽宣城·期末)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,四个理想电表的示数都发生变化,电流表A、电压表V1、V2、V3的示数分别用I、、和表示,电流表A、电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别用、、和表示,则下列判断中正确的是( )
A.I变大,变小 B.不变,不变
C.当时,电源输出功率最大 D.电源的效率增大
6.(24-25高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,、都是阻值为的定值电阻,是阻值足够大的滑动变阻器,电源内阻为,、和都是理想电压表和电流表;、分别表示电压表、示数的变化量,表示电流表的示数变化量。闭合开关,当滑动变阻器的滑片由左向右缓慢滑动时,则下列说法中正确的是( )
A.表示数减小,表示数减小,表示数增大
B.
C.时,上的输出功率最大
D.
7.(24-25高二上·安徽阜阳临泉县第一中学·期末)如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r,灯泡L的电阻不随温度变化(电阻值)电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数增大,路端电压增大
C.滑动变阻器消耗的功率一直增大
D.电源输出功率一直增大
8.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图甲所示的电路中,为一滑动变阻器,为定值电阻。当滑动变阻器滑片P从右端滑至左端时,测得电压表与电流表读数的函数图像如图乙所示,线、线分别表示电压表、读数与电流表读数的关系图线,其中两点数据是滑动变阻器的两个不同端点得到的,电压表、及电流表均为理想电表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
地 城
考点05
测量电阻率
1.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)某同学要测量一新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径 mm。
(3)用多用电表的电阻“”挡测量,发现指针偏转角度过小,应更换为电阻 挡(填“”或“”),按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该圆柱体的阻值约为 。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量圆柱体电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻
电流表(量程,内阻约为)
电压表(量程,内阻)
直流电源(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为)
开关S,导线若干。
①为尽可能减小测量误差,请完善实物图的连接 。
②若实验中某次测得电压表读数为,电流表读数为,该圆柱体的电阻 (结果保留整数)。
(5)若实验多次测量得到圆柱体的直径为D,长度为L,电阻为,可根据公式 计算出其电阻率(用题目所给物理量的符号表示)。
2.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)要测定某金属丝的电阻率,请完成下列步骤:
(1)用游标卡尺测得金属丝的长度
(2)如图1所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径为 mm。
(3)为了测定金属丝的电阻(约为,实验室提供了以下器材,实验要求测量多组实验数据:
A.电压表,内阻约为;
B.电流表,内阻为;
C.滑动变阻器;
D.滑动变阻器;
E.电源:两节干电池
F.开关及导线若干
在本实验中,滑动变阻器应选 (填器材前面的字母)。
(4)为了更加精准的测量出金属丝电阻,采用的电路图应为图2中的 (填“甲”或“乙”)。
(5)调节滑动变阻器,测量多组电压、电流的值,作出图像,求得金属丝的电阻为,若测得金属丝的长度为,金属丝的直径为,则金属丝的电阻率 (用相关物理量符号表示)。
3.(24-25高二上·安徽马鞍山第二中学)为了测量阻值约为的金属圆柱体的电阻率,除待测金属圆柱体外,实验室还备有如下实验器材:
A.电流表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电压表(量程,内阻约);
D.电压表(量程,内阻约);
E.滑动变阻器R();
F.电源E(电动势为,内阻不计);
G.开关、若干导线。
(1)某次测量中,螺旋测微器和游标卡尺的示数如下图所示:
螺旋测微器的示数是 mm,游标卡尺的示数是 .
(2)为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 (选填“A”或“B”),电压表应选 (选填“C”或“D”)。
(3)根据所选用的实验器材,应选用电路图 (选填“甲”或“乙”)进行实验,测得的电阻值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
4.(24-25高二上·安徽宿州、示范高中·期末)某同学在实验室测量一根粗细均匀的电阻丝的电阻率ρ。
(1)该同学首先测得电阻丝长为L,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,该电阻丝直径为D = mm;
(2)然后将电阻丝绕制在一个玻璃管上,接入如图乙所示的实验电路,正确连接电路后闭合开关,将电阻箱示数调至5 Ω,多次调节滑动变阻器滑片,并读取相应电压表的示数U和电流表的示数I,得到多组测量数据,并绘制出如图丙所示的U − I图像,则这段电阻丝的电阻Rx = Ω;(电表均为理想电表)
(3)最后可由表达式ρ = (用D、L、Rx、π表示)得到电阻丝的电阻率。
5.(24-25高二上·安徽无为第二中学)某实验小组要测量某金属丝的电阻率,先利用电路测量金属丝阻值的准确值,可选用的实验器材有:电流表A(用量程,内阻约为);电压表V(用量程,内阻约为);待测电阻(约);滑动变阻器();滑动变阻器();干电池2节;开关一个;导线若干。
(1)在所给电路中,应选用 (填“图甲”或“图乙”)作为测量电路;为了便于调节,滑动变阻器应选用 (填“”或“”)。
(2)下图是实验时两电表的刻度盘,指针的位置如图所示,则待测电阻的值约为 。
(3)若用游标卡尺测量该金属丝的长度为L,若用螺旋测微器测量该金属丝的直径,螺旋测微器示数如图所示,则直径 mm;计算该金属丝的电阻率ρ的表达式为 。(用所给的字母表示)
(4)若用欧姆表粗测该金属丝的电阻,小组同学进行了如下操作:先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (填“×1”或“×100”)挡,换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图所示,则该金属丝的电阻为 。
5.(24-25高二上·安徽A10联盟·联考)某同学设计了“测定金属丝的电阻率”的实验,已知这段金属丝粗细均匀,电阻约为10Ω。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如下图所示,则该金属丝直径的测量值为 mm;
(2)实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电源E(3V,内阻不计)
电流计G(量程0-200mA,内阻)
电流表A(量程0-400mA,内阻约)
滑动变阻器(0-5Ω,0.6A)
滑动变阻器(0-2000Ω,0.1A)
定值电阻
定值电阻
该同学想把灵敏电流计改装为量程是0-3V的电压表,应选择定值电阻 (填“”或”);
(3)为了调节方便,测量准确,请在虚线框内设计最合理的电路图 ;(选择的器材名称符号需标注清楚)
(4)按设计好的电路图连接电路,闭合开关,若电流计示数为,电流表示数为,计算得到电阻丝的电阻为 Ω;
(5)若实验所用电阻丝的长度为L,则电阻丝的电阻率 。(用已知量和所测物理量的字母符号表示)
地 城
考点06
多用电表的使用
1.(24-25高二上·安徽黄山·期末)实验探究小组,现取一只已经完成机械调零的多用电表。
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量电阻。先将选择开关旋至“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至 (选填“×1”或“×100”)挡,最终测量结果如图甲所示,则电阻为 Ω。
(2)为探究欧姆挡内部结构,设计电路示意图如乙图所示,由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头G满偏电流Ig=500、内阻Rg=100Ω,电池电动势E=1.5V、内阻r=0.5Ω,调零电阻阻值0~5000Ω,使用此欧姆挡测量电阻时,如图丙所示,表头G指针指在位置100µA处,则对应欧姆挡表盘刻度值为 Ω。
2.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末联考)某同学要测量一新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径 mm。
(3)用多用电表的电阻“”挡测量,发现指针偏转角度过小,应更换为电阻 挡(填“”或“”),按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该圆柱体的阻值约为 。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量圆柱体电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻
电流表(量程,内阻约为)
电压表(量程,内阻)
直流电源(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为)
开关S,导线若干。
①为尽可能减小测量误差,请完善实物图的连接 。
②若实验中某次测得电压表读数为,电流表读数为,该圆柱体的电阻 (结果保留整数)。
(5)若实验多次测量得到圆柱体的直径为D,长度为L,电阻为,可根据公式 计算出其电阻率(用题目所给物理量的符号表示)。
3.(24-25高二上·安徽宣城·期末)某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中:先用多用电表进行粗测电阻,再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻,后计算金属丝的电阻率。
(1)在使用多用电表测电阻时,以下说法正确的是 (选填相应序号字母)。
A.每换一次挡位,不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央,误差越小
C.在外电路中,电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率较大的挡位来测量
(2)先用多用电表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 Ω。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中一次测量的示数如图乙所示,则该次金属丝直径的测量值d为 mm。
(4)实验室提供的器材如下:
待测金属丝(电阻)、双量程电流表A(0~0.6A、0~3A)、双量程电压表V(0~3V、0~15V)、滑动变阻器R(0~20Ω)、电源E(电动势为3.0V,内阻不计)、开关、若干导线。
请你根据图丙所示电路图用笔画线代替导线,将图丁的实验电路连接完整 。
(5)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(6)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为L,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率 。(用题目所给字母表示)
4.(25-26高二上·安徽六安·期末)某实验小组测量某待测电阻丝Rx的阻值和电阻率,先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量。
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图1所示,可知金属丝的长度L= cm。
(2)如图2所示为一简易多用电表内部电路原理图,其中G为灵敏电流计,选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表,下列分析不正确的是___________。
A.A为红表笔,B为黑表笔
B.将选择开关S与3连接,就构成了欧姆表
C.将选择开关S与1或2连接,就构成了电流表,且与2接点相连时量程较大
D.将选择开关S与4、5连接,就构成了电压表,且与5接点相连时量程较大
(3)如图3先用多用电表×10挡粗测其电阻为 Ω。
实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值,实验室可提供下面器材
电源E:电动势 3V,内阻忽略不计;
电流表A1:量程0~5mA,内阻为100Ω;
电流表A2:量程0~0.6A,内阻约为0.3Ω;
电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ;
电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;
定值电阻R1:阻值为5Ω;
定值电阻R2:阻值为25Ω;
开关S、导线若干。
(4)在虚线框内画出测量R阻值的电路图,并在图中标明器材代号。
(5)调节滑动变阻器R,当电压表的示数为2.40V,电流表的示数是4.0mA时,则待测电阻Rx的阻值为 Ω。
地 城
考点07
测量电源的电动势和内阻
1.(24-25高二上·安徽·期末)某研究性学习小组同学们从废旧的玩具中拆出若干节相同规格的电池,想测量该电池组的电动势和内阻,于是利用一个电阻箱R和多用电表设计实验方案。
(1)同学们先用多用电表的直流电压10V挡,粗略测量了电池组的电动势,读数如图甲所示,读数为 V。
(2)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡,闭合开关S,如图乙所示。多次改变电阻箱的阻值R,记录下对应的电压U。以为纵轴、为横轴,根据实验数据作出图线如图丙所示。若不考虑多用电表对电路的影响,干电池的电动势 V,内阻 计算结果均保留两位有效数字)。若考虑多用电表内阻的影响,则电动势的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)同学们分别用不同的电池组(均由同一规格相同数量的干电池串联而成)完成上述实验后,发现不同电池组的电动势基本相同,只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的A、B两个电池组进一步探究,对电池组内阻的热功率和总功率分别随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图乙所示的和图像。若已知B电池组的内阻较大,则下列各图中可能正确的是( )
A. B. C.
D.
2.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)实验室为学生提供下列仪器测量电池组的电动势和内阻:
A.电池组(电动势约为3V,内阻约为10Ω)
B.电压表V(量程0~15V,内阻约为2000Ω)
C.电流表A(量程为0~2mA,内阻)
D.电阻箱(0~999Ω,0~1.0A)
E.滑动变阻器(0~3000Ω,0~0.5A)
F.定值电阻
G.导线及开关
(1)实验小组根据器材设计了图甲所示的两种方案,经过讨论认为(b)方案更合理,不选(a)的理由是: .
(2)连接好电路后进行实验,调节电阻箱,记录各仪器的读数。若某次实验时电阻箱旋钮及电流表指针如图乙所示,则此时电阻箱的阻值为 Ω,通过电阻箱的电流大小为 mA.
(3)实验时,通过调整电阻箱的阻值,得到多组电流表的读数,做出的图像(的单位为A,的单位为),若斜率为k,纵轴截距为b,则电源电动势的表达式 ,电源内阻的表达式 ..(要求将已知数据代入,结果均用b、k表示)
3.(24-25高二上·安徽亳州·期末)(1)图1中游标卡尺的读数为 mm,图2中螺旋测微器的读数为 mm。
(2)某同学要测量一电源的电动势和内阻。有下列器材:毫安表A(量程为0~6mA,内阻),电阻箱(均为0~999.9Ω),开关、导线若干。为完成实验,该同学设计了如图3所示电路,进行了如下操作:
①为将毫安表A改装成量程为0~300mA的电流表,应将的阻值调整为 Ω,并重新标出改装后电流表的刻度值。
②保持阻值不变,调节的阻值,读出电阻箱的阻值和改装后电流表的示数I,记录多组数据,在图像中画出其变化关系,如图4所示。
③根据图4,可得所测电源的电动势为 V(保留2位有效数字),所测电源内阻为 Ω(保留3位有效数字)。
4.(24-25高二上·安师大附中·安徽芜湖镜湖·期末)在“测量电源电动势和内阻”的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,会产生系统误差,为了消除电表的内阻产生的系统误差,某兴趣小组用如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻,其中.实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置,单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
②单刀双掷开关S与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
③在图乙中分别作出两种情况所对应的图像。
(1)某次电压表读取时,指针如图丙所示,则读数 V。
(2)图丙中的曲线Ⅰ是开关与 (填“1”或“2”)接通时相对应的图线。
(3)根据图乙中的图线,综合图线Ⅰ和Ⅱ的数据,可消除电流表和电压表内阻的影响,可知电源电动势 V, 。(结果均保留三位有效数字)
(4)该兴趣小组经讨论认为,利用图乙还可以计算出电流表的内阻,则电流表的内阻 。
5.(24-25高二上·安徽阜阳临泉·临泉一中期末)某物理兴趣小组的同学去实验室,测量一节干电池的电动势和内阻(内阻约),设计实验电路如图1所示,实验室还有如下器材:
A.电压表:量程为10V,内阻很大
B.电压表:量程为2V,内阻很大
C.电阻箱:总阻值为
D.滑动变阻器:
E.定值电阻:
F.开关、导线若干
(1)为了较准确的测量,电压表V应选用 (填“”或“”),变化电阻应选用 (填“”或“”)。
(2)连接好电路,闭合开关,改变电路的总电阻,记录变化电阻的电阻值R和对应的电压表示数U,画出随 的变化图线,如图2所示,直线与纵轴的交点坐标为b,斜率为k,则电源的电动势为 ,内阻为 (后两空用b、k或中的字母表示)
6.(24-25高二上·安徽黄山·期末)将一铜片和一锌片分别插入同一只橙子内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约为1V,可是这种电池并不能点亮规格为“1V,0.3A”的小灯泡,原因是“水果电池”的内阻太大,流过小灯泡的电流太小,经测量仅约为3mA。某实验小组要测量“水果电池”的电动势和内电阻。现有下列器材:
A.待测“水果电池”
B.电流表:量程,电阻约
C.电压表:量程0~3V,电阻约
D.定值电阻
E.电阻箱()
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.电源电动势,内阻不计
I.开关、导线等实验器材
(1)从测量原理来看,利用图甲所示电路所得的“水果电池”的测量值与真实值相比,电动势 ,内电阻 。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)小组成员利用甲图电路测量“水果电池”的电动势和内电阻,多次改变电阻箱的阻值,读出电流表示数,根据测得的数据作出图像,如图乙所示。根据图像可得,“水果电池”的电动势 V,内电阻 。(结果均保留三位有效数字
(3)为了测出电流表的内阻的阻值,小组成员选用器材H作为电源设计了如图丙所示的电路,滑动变阻器选择 (选填“F”或“G”),实验过程中,某次测量电流表示数为时,电压表示数如图丁所示,由此结合图乙可求得“水果电池”内阻 。(保留三位有效数字)
7.(24-25高二上·安徽合肥·期末)某兴趣小组利用半偏法测量量程为的电流表的内阻,实验电路如图甲所示。
实验步骤如下:
①按图连接好电路,将电阻箱的阻值调至最大;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,记录此时电阻箱的阻值。
(1)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则电流表的内阻为 ;
(2)将该电流表和电阻箱并联改装成一个量程为的新电流表,则电阻箱的阻值应该调整到 ;
(3)该小组用这个新电流表去测量一节干电池的电动势和内阻,除了待测干电池、新电流表、开关和若干导线之外,实验室还提供了以下器材:
A.电压表V(量程为、内阻约为)
B.滑动变阻器R(,最大电流为)
该小组设计的电路图如图乙所示,为了准确测量干电池内阻,改装后的新电流表应该接在 (选填“a”或“b”)点。
(4)闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表的示数U和新电流表的示数I,根据实验数据所绘制出的图像如图丙所示。根据图像可得,被测干电池的电动势 V,内阻 (结果均保留两位小数)。
8.(25-26高二上·合肥八中·安徽合肥·期末)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻。实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置;
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器,记录下若干组数据、的值,断开开关;
③将滑动变阻器滑片滑到最左端位置;
④接法Ⅱ:单刀双掷开关与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
⑤分别作出两种情况所对应的图像。
(1)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图乙所示,此时 。
(2)根据测得数据,作出两图像分别如图丙、丁所示,根据图像可知图丙对应的接法为 (填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)。
(3)由图丙、丁可知,电动势 , (结果均保留到小数点后两位)。
试卷第1页,共3页
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专题03 闭合电路欧姆定律 电学实验
5大高频考点概览
考点01 电功和电功率
考点02 闭合电路欧姆定律
考点03 电表的改装
考点04 动态电路分析
考点05 测量电阻率
考点06 多用电表的使用
考点07 测量电源的电动势和内阻
地 城
考点01
电功和电功率
1.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)图甲是智能家用电器中常见的一种扫地机器人,它能利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物。如图乙为其内部电路结构简化图,电源电动势,内阻。扫地机器人整机净重12kg,在正常工作时,匀速行驶速度为,行驶过程中受到的阻力大小为总重力的倍,工作电流为3A。不计电动机的摩擦损耗,重力加速度 g取,下列说法错误的是( )
A.电动机输出的机械功率为
B.电动机消耗的电功率为45W
C.电动机的线圈电阻为
D.若电动机被杂物卡住而无法运转时,电动机热功率增大
【答案】C
【详解】A.行驶过程中受到的阻力大小为
匀速行驶时牵引力和阻力相等,所以匀速运行时的机械功率为
故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律可知
则电动机消耗的电功率为
故B正确;
C.电动机内部的热功率为
求得
故C错误;
D.当转子被卡住时
电流增大
P热
故电动机的发热功率增大,故D正确。
本题选错误的,故选C。
2.(24-25高二上·安徽亳州·期末)如图所示的电路中,电压表为理想电表,电源电动势,内阻未知,定值电阻,平行板电容器的电容为,两板间距,电动机线圈的电阻为。闭合开关S,电动机正常工作,电容器中间有一质量,电荷量的带电微粒刚好处于静止状态,电压表的示数,重力加速度取。求:
(1)电容器的带电量为多少;
(2)电源的内阻r;
(3)电动机的输出功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)带电微粒刚好处于静止状态,有
求得电容器极板间的电压为
则电容器的带电量为
(2)电路中干路电流为
电源的内电压为
内电阻为
(3)流经电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的输出功率为
3.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,电源电动势,内阻,电阻。电动机的额定电压,线圈电阻。求:
(1)只闭合开关时,电流和电源的效率;
(2)、均闭合后,电动机恰能正常工作,电动机的输出功率。
【答案】(1), ;(2)
【详解】(1)只闭合开关时,电路中的电流为
此时电源的效率为
(2)开关、均闭合后,电动机恰好正常工作,可得此时路端电压为9V,干路电流为
可得通过电动机中的电流为
此时电动机的输出功率为
4.(24-25高二上·安徽合肥六校联盟·期末)如图所示,有内阻的电源电动势E=9V,标有“8V,12W”的灯泡L恰好能正常发光,测得此时流经电源的电流为2A,电动机M的电阻r0=1Ω,求:
(1)电源的内阻;
(2)通过电动机的电流:
(3)电动机的输出功率。
【答案】(1)0.5Ω;(2)0.5A;(3)3.75W
【详解】(1)因为灯泡L恰好能正常发光,电路中的路端电压为
U=8V
由闭合电路欧姆定律有
代入数据得电源的内阻
(2)通过灯泡的电流为
通过电动机的电流为
(3)电动机的热功率为
电动机的输出功率为
解得
5.(24-25高二上·安徽亳州·期末)在如图所示的电路中,小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,定值电阻的阻值R=3。当A、B两点之间的电压为0.51V时,电动机不转,理想电压表的示数为0.39V。当A、B两端接电动势E=12V,内阻r=1的直流电源时,小灯泡正常发光,电动机正常工作。整个过程中灯泡的电阻不变,求:
(1)直流电动机的内阻;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)小灯泡的内阻为
电动机不转,此时通过定值电阻的电流为
通过小灯泡的电流为
直流电动机的内阻
(2)根据闭合电路的欧姆定律
解得总电流为
小灯泡的额定电流为
通过电动机的电流为
电动机正常工作时的输出功率
6.(24-25高二上·安徽县中联盟·联考)相距d = 0.2 m水平放置的平行金属板a和b,且中央有孔,为其提供电压的电路如图所示,已知电源的电动势为E = 28 V,内阻为r = 2 Ω,电阻R1 = R3 = 4 Ω,R2 = 10 Ω。现闭合电键S,当电流达到稳定后,将带正电且质量为m = 0.1 kg的液滴从小孔正上方h = 1 m高处无初速滴下,液滴刚好不落在b板上。重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)R1消耗的电功率为多少;
(2)带电液滴所带的电荷量。
【答案】(1)4 W
(2)0.06 C
【详解】(1)R1、R3的并联阻值为
根据闭合电路欧姆定律可知,回路中的总电流为
R1消耗的电功率为
(2)电容器两端电压为
液滴从开始刚好能到b板附近,对此过程应用动能定理
解得
7.(24-25高二上·安徽合肥第一中学)将一电源与电阻箱R、定值电阻连接成闭合回路,如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源内阻 B.电源电动势
C.定值电阻功率最大时,电阻箱 D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为90%
【答案】D
【详解】A.根据乙图,由电阻箱功率最大的条件可知,此时满足
可知电源内阻
故A错误;
B.由
解得
故B错误;
C.由
可知,当时,定值电阻功率最大。故C错误,
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率
故D正确。
故选D。
8.(25-26高二上·安徽A10联盟·联考)如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A.12W B.14W C.20W D.24W
【答案】A
【详解】电动机两端电压为VV
电动机M的机械功率为WW。
故选A。
9.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)如图所示,电源电动势为,内阻为,定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,不计导线电阻。闭合开关,若电动机风叶卡住不转动,电流表和电压表示数分别为和;断开开关,清除故障,闭合开关S,电动机正常工作,此时电压表示数为,关于电动机正常工作后,下列说法正确的是( )
A.电流表示数为 B.电动机输出功率为
C.电源效率为 D.经,电阻产生的热量为3240J
【答案】B
【详解】A.电动机风叶卡住不转动,此时电动机视为纯电阻,电动机电阻为
电动机正常工作后,根据闭合电路欧姆定律得
解得
A错误;
B.电动机输入功率为
电动机产热功率为
电动机输出功率为
B正确;
C.电源效率为
C错误;
D.经,电阻产热为
D错误。
故选B。
10.(24-25高二上·安徽县中联盟·联考)如图所示,电源电动势为6 V,内阻1 Ω,小灯泡L标有“2 V 0.4 W”字样,开关S闭合后,小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻为2 Ω,则电动机的输出功率为( )
A.0.68 W B.0.76 W C.0.04 W D.0.4 W
【答案】A
【详解】由小灯泡L正常发光,知电路中电流为
则电动机两端电压为
电动机的输入功率为
电动机发热功率为
则电动机的输出功率为
故选A。
11.(24-25高二上·安徽天一大联考)如图所示,电源电动势E=12V,内阻,电动机线圈电阻。质量m=0.2kg、长l=60cm、电阻r=2Ω的导体棒ab,用质量不计、电阻不计、等长的导电细杆连在等高的两接线柱O、O'上,导体棒所在空间存在与水平方向成θ=53°角斜向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T。闭合开关S,电动机正常工作,导体棒ab静止,OabO'平面恰好与磁场平行。已知重力加速度,不计摩擦和空气阻力。求:
(1)闭合S,导体棒ab保持静止时,导电细杆Oa和O'b中的拉力大小T;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
【答案】(1)0.8N
(2)3.5W
【详解】(1)对导体棒进行受力分析可知
解得
(2)导体棒ab静止时所受安培力
流过导体棒ab的电流
加在导体棒ab两端的电压
流过电阻R2的电流
流过电阻R1的电流
流过电动机的电流
电动机的输入功率
电动机产生热的功率
因此电动机的输出功率
地 城
考点02
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·安徽芜湖第一中学·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P从右端滑到左端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的关系图像如图乙所示。现仅将R1的电阻更换为70Ω后,重复上述操作,两电压表示数随电流表示数变化的大致关系图像可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图乙中的B图线可得
由图乙可知,电路的最小电流为,此时两电压表读数分别为,,则电源电压为
的最大值为
现仅将R1的电阻更换为70Ω后,由于
可知最小电流时,两电压表读数相同,即两图线交于同一点;其中电压表读数随电流的增大而增大,电压表读数随电流的增大而减小。
故选B。
2.(24-25高二上·安徽县中联盟·期末)图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为
B.电源电动势为1V
C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为
【答案】D
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律可得
可得图甲中图像与纵轴的交点表示电动势,图像的斜率绝对值表示内阻,则有,
故AB错误;
CD.把电源和小灯泡组成闭合回路,在题图乙中作该电源对应的图像,如图所示
两曲线的交点即小灯泡的电压、电流,则有,,则小灯泡的功率为
电路中的总功率为
故C错误,D正确。
故选D。
3.(24-25高二上·安徽合肥第六中学·期末)在图中甲、乙所示的两电路中,电阻R、电流表、电压表都是相同的,电源电动势相同,内电阻分别为、,闭合开关后,图甲和乙电路中两电压表示数相同,电流表的示数分别为、,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.设电压表内阻为,电流表内阻为,则有,
由于图甲和乙电路中两电压表示数相同,可得
故A正确;
CD.甲图中有
乙图中有
则有
故CD错误;
B.甲图中内电压为
乙图中内电压为
则有
乙图中流过内阻电流为
根据,
可得
故B错误。
故选A。
4.(24-25高二上·安徽合肥第六中学·期末)在如图甲所示的电路中,调节电阻箱的阻值,电压表示数随电阻箱阻值R的变化关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电动势,内阻
B.当时,电源总功率为,内阻热功率为
C.该电源输出功率的最大值为
D.电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中,电源的总功率减小,输出功率增大
【答案】A
【详解】AB.由乙图可知,当时,有
当时,路端电压,根据欧姆定律可得
则电源总功率为
内阻热功率为
由
解得内阻为
故A正确,B错误;
C.电源的输出功率为
可知时,电源的输出功率最大,则电源输出功率最大值为
故C错误;
D.电阻箱阻值从逐渐增加到的过程中,外电路电阻增大,总电流减小,则电源总功率减小;由选项C的解析可知,当时,电源输出功率最大,所以输出功率先增大后减小,故D错误。
故选A。
5.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图甲所示的电路中,为一滑动变阻器,为定值电阻。当滑动变阻器滑片P从右端滑至左端时,测得电压表与电流表A读数的函数图像如图乙所示,线ON、线NM分别表示电压表、读数与电流表A读数的关系图线,其中M、N两点数据是滑动变阻器的两个不同端点得到的,电压表、及电流表A均为理想电表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源的电动势E和内阻
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)由欧姆定律得
则定值电阻的阻值为
(2)由闭合电路欧姆定律
得
代入坐标、,得,
地 城
考点03
电表的改装
1.(24-25高二上·安徽阜阳临泉县第一中学·期末)实验中常常需要对电表进行改装。现在把一个电流计G改装成电流、电压两用的电表,如图所示,和为电阻箱。下列判断正确的是( )
A.接ab两端时是电流表,且的电阻值越大,电流表量程越大
B.接ab两端时是电压表,且的电阻值越大,电压表量程越大
C.接ac两端时是电压表,保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越大
D.接ac两端时是电压表,保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越大
【答案】D
【详解】AB.接ab两端时是电流表,电流表量程
则的电阻值越大,电流表量程越小,选项AB错误;
CD.接ac两端时是电压表,电压表量程
则若保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越小;保持不变,则的电阻值越大,电压表量程越大,选项C错误,D正确。
故选D。
2.(24-25高二上·安徽亳州·期末)某同学设计改装了一电表,电路图如图所示,图中表头G的满偏电流为Ig=200μA,内阻Rg=100Ω,R1和R2为定值电阻。当使用A、B两个接线柱时,是量程为0~1mA的电流表;当使用A、C两个接线柱时,是量程为0~6V的电压表,则( )
A.R1的阻值为20Ω
B.R1的阻值为25Ω
C.R2的阻值为5900Ω
D.R2的阻值为6000Ω
【答案】B
【详解】当使用A、B两个接线柱时,为量程的电流表,则有
解得
当使用A、C两个接线柱时,为量程的电压表,则有
解得
故选B。
3.(23-24高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,电流表和是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关,则有( )
A.、的读数之比为1:1 B.、的读数之比为5:1
C.、的指针偏转角度之比为5:1 D.、的指针偏转角度之比为1:5
【答案】B
【详解】AB.两电流表由两个相同的电流计改装而成,根据电流表改装原理可知改装后电流表内阻为
则、的内阻之比为
两电流表并联,则电压相等,则电流之比,即读数之比为5:1,选项A错误,B正确;
CD.、的量程之比为5:1,读数之比为5:1,则指针偏转角度之比为1:1,选项CD错误。
故选B。
4.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)如图所示,用一个表头改装成双量程电流表和双量程电压表,其中为公共端,已知表头G满偏电流为,内阻为,电流表量程分别为和,电压表量程分别为和,下列说法正确的是( )
A.若将接线柱接入电路,最大可以测量的电流为
B.若将接线柱接入电路,最大可以测量的电压为
C.等于
D.等于
【答案】C
【详解】A.连入电路,最大可以测量的电流为,故A错误;
B.连入电路为电压表,连入电路为电压表,故B错误;
C.电阻和串联后与表头G并联,根据并联电路电压相等得
解得
故C正确;
D.部分电阻为
对部分,由欧姆定律得
解得
对部分,由欧姆定律得
解得
故D错误。
故选C。
5.(24-25高二上·安徽马鞍山第二中学·期末)将内阻为,满偏电流为的小量程电流表改装成量程为0~25mA 的新电流表,则( )
A.需要串联一个阻值为的电阻 B.需要并联一个阻值为的电阻
C.新电流表的内阻为 D.新电流表的内阻为
【答案】BC
【详解】小量程电流表改装成量程为0~25mA 的新电流表,则需要并联分流电阻,并联的电阻为
新电流表的内阻为
故选BC。
6.(24-25高二上·安徽江淮名校·期末)如图所示为双量程安培表的内部结构,已知表头内阻,满偏电流,使用A、C两个端点时,量程为,当使用A、B两个端点时,量程为,则、分别为( )
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】C
【详解】由
解得
故选C。
7.(24-25高二上·安徽亳州第一中学)已知某一表头G,内阻Rg=3Ω,满偏电流,要将它改装成量程为的电流表,所做的操作是( )
A.串联一个570Ω的电阻 B.并联一个0.01Ω的电阻
C.串联一个270Ω的电阻 D.并联一个0.05Ω的电阻
【答案】D
【详解】根据电流表改装原理
解得
将它改装成量程为的电流表,需并联一个0.05Ω的电阻。
故选D。
地 城
考点04
动态电路分析
1.(24-25高二上·安徽智学大联考皖中名校联盟·期末)“道路千万条,安全第一条”。酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测,其工作原理如图所示。酒精气体传感器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.电压表的示数变小,电流表的示数变大
B.酒精气体浓度越大,灯泡越亮,电容器带电量越大
C.适当增大灯泡的电阻值,则同等酒精气体浓度下吹气前后电压表示数变化会更大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【答案】AD
【详解】AB.当吹入酒精气体时,传感器的电阻减小,则回路总电阻减小,电流变大,设灯泡电阻为,根据0,U减小,灯泡L变亮,电流表示数变大,则传感器上的电压减小,即电压表示数减小,电容器两板间电压减小,带电量减小。故A正确,B错误;
C.由闭合电路欧姆定律可知,同等酒精浓度下吹气前后,即R的变化量相同,增大,则增大,则有减小,C错误;
D.由闭合电路欧姆定律可知
既电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,故D正确。
故选AD。
2.(24-25高二上·安徽黄山·期末)如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,三个电表均为理想电表,闭合电键,当滑动变阻器R2的滑片向左移动少许,两电压表示数变化量的绝对值分别为、,电流表示数变化量的绝对值为。则下列说法正确的是( )
A.电源效率一定减小 B.电源的输出功率一直减小
C. D.
【答案】AC
【详解】A.电源的效率为
滑动变阻器R2的滑片向左移动少许,滑动变阻器接入电路的阻值减小,则电路外电阻减小,电源效率减小,故A正确;
B.根据电源输出功率与外电路电阻的关系可知,当外电阻与内阻相等时,电源输出功率最大;滑动变阻器R2的滑片向左移动少许,使得电路外电阻减小,但由于不清楚外电阻与内阻的大小关系,故无法判断电源的输出功率是否减小,故B错误;
C.滑动变阻器R2的滑片向左移动少许,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路外电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,回路中总电流增大,路端电压减小,即两端电压减小,流过的电流减小,流过、的电流增大,所以两端的电压增大,则两端的电压减小,根据
由于路端电压减小,则两端的电压的增加量小于两端的电压的减小量,即
故C正确;
D.根据闭合电路欧姆定律可得
可得
又
且减小,增大,减小,则有
联立可得
故D错误。
故选AC。
3.(24-25高二上·安徽县中联盟·期末)如图所示的电路中,将滑动变阻器的滑片P向左滑动后,电流表、和理想电压表、,四个电表的示数变化量的绝对值分别为、和、,则( )
A. B. C.不变 D.变大
【答案】BC
【详解】AB.在滑片P向左滑动的过程中,变小,则电路的总电阻变小,总电流变大,即示数变大,以及与其并联的支路电压
则变小,通过的电流变小,则通过电阻的电流变大,则有
所以
故A错误,B正确;
C.由
可知
故不变,故C正确;
D.由欧姆定律
可知
则不变,故D错误。
故选BC。
3.(24-25高二上·安徽十校·期末)如图所示,电源电动势为E,内阻恒为是定值电阻,已知,热敏电阻的阻值随温度升高而减小。在温度升高的过程中,分别用和表示电流表、电压表、电压表和电压表示数变化量的绝对值,所有电表均为理想电表。关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数减小 B.电源的输出功率增大
C.保持不变,都变小 D.电源的效率增大
【答案】B
【详解】A.当温度升高时,减小,由闭合电路欧姆定律有
因此I增大,又因为,
因此增大,减小,故A错误;
B.电源的输出功率
当减小时,也减小,由于,根据数学知识可得输出功率增大,故B正确;
C.根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得,
解得,
由题可知、均不变,则、、均不变,故C错误;
D.电源的效率为
当减小时,减小,电源的效率减小,故D错误。
故选B。
4.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图所示电路,由可变电阻R1、R2、R3,水平金属板A、B组成的平行板电容器,电源及开关组成。闭合开关,电路稳定后,一带负电荷的微粒从O点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在B极板上的C点。不计粒子重力,若经下列调整后,微粒仍从O点以水平速度v0射入,下列说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,增大R2,微粒打在C点左侧
B.保持开关S闭合,减小R3,微粒打在C点左侧
C.开关S断开,极板稍微下移,微粒打在C点右侧
D.保持开关S闭合,改变R1阻值,R1与R3的电压变化量绝对值相同
【答案】C
【详解】A.保持开关S闭合,增大R2,R3两端电压不变,则电容器两端的电压不变,电场强度不变,加速度不变,所以粒子仍打在C点,故A错误;
B.保持开关S闭合,由串并联电压关系可知,R3两端电压为
由此可知,减小R3,U减小,则电容器两端的电压减小,根据可知,两极板间电场强度减小,根据可知,粒子运动的时间变长,根据可知,微粒水平位移变大,可知粒子打在C点右侧,故B错误;
C.断开开关S,平行板电量不变,根据和可知,极板稍微下移,电容C减小,两极板电压增大,但两板间电场强度不变,加速度不变,但竖直位移y增大,运动时间增大,所以水平位移变大,微粒打在C点右侧,故C正确;
D.保持开关S闭合,以R1阻值增大为例,电流减小,R3两端的电压减小,电源内电压减小,路端电压增大,则R1的两端电压增大,故R1的电压增大量大于R3电压的减小量,故D错误。
故选C。
5.(24-25高二上·安徽宣城·期末)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,四个理想电表的示数都发生变化,电流表A、电压表V1、V2、V3的示数分别用I、、和表示,电流表A、电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别用、、和表示,则下列判断中正确的是( )
A.I变大,变小 B.不变,不变
C.当时,电源输出功率最大 D.电源的效率增大
【答案】BD
【详解】A.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,R2阻值变大,总电阻变大,总电流减小,则I减小,路端电压变大,则变大,选项A错误;
B.因为
不变,因
U2=E-I(R1+r)
则
不变,选项B正确;
C.当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,此时,选项C错误;
D.电源的效率
可知外电阻变大,则电源效率增大,选项D正确。
故选BD。
6.(24-25高二上·安徽芜湖·期末)如图所示,、都是阻值为的定值电阻,是阻值足够大的滑动变阻器,电源内阻为,、和都是理想电压表和电流表;、分别表示电压表、示数的变化量,表示电流表的示数变化量。闭合开关,当滑动变阻器的滑片由左向右缓慢滑动时,则下列说法中正确的是( )
A.表示数减小,表示数减小,表示数增大
B.
C.时,上的输出功率最大
D.
【答案】BCD
【详解】A.滑动变阻器的滑片由左向右缓慢滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,电路干路电流减小,电流表示数减小,表示数减小,定值电阻与电源内阻承担电压均减小,可知滑动变阻器两端电压增大,即表示数增大,故A错误;
B.根据欧姆定律有
则有
故B正确;
D.根据闭合电路欧姆定律有
则有
结合上述解得
故D正确;
C.上消耗的功率
根据数学对勾函数,作出上述函数的图像如图所示
可知,当时,上的输出功率最大,故C正确。
故选BCD。
7.(24-25高二上·安徽阜阳临泉县第一中学·期末)如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r,灯泡L的电阻不随温度变化(电阻值)电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数增大,路端电压增大
C.滑动变阻器消耗的功率一直增大
D.电源输出功率一直增大
【答案】D
【详解】AB.滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中,电路中的电阻减小,则电流表示数变大,根据可知,示数增大,根据可知,路端电压减小,则示数减小,故AB错误;
C.由于滑动变阻器的电阻与灯泡和电源内阻之和的大小关系未知,无法判断滑动变阻器功率变化,故C错误;
D.根据题意可知,当滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中,外电路电阻减小,阻值越接近电源内阻,输出功率越大,故D正确。
故选D。
8.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)如图甲所示的电路中,为一滑动变阻器,为定值电阻。当滑动变阻器滑片P从右端滑至左端时,测得电压表与电流表读数的函数图像如图乙所示,线、线分别表示电压表、读数与电流表读数的关系图线,其中两点数据是滑动变阻器的两个不同端点得到的,电压表、及电流表均为理想电表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)
(2),
(3)
【详解】(1)由电路图可知电压表测量的是定值电阻的两端电压,则图乙中图线是电压表读数与电流表读数的关系图线,根据欧姆定律可得
(2)图乙中图线是电压表读数与电流表读数的关系图线,根据闭合电路欧姆定律可得
由图乙中图线可得
将点数据,代入可得电动势为
(3)当滑动变阻器接入电路阻值最大时,电路电流最小,对应图乙中的点,根据闭合电路欧姆定律可得
可得滑动变阻器的最大阻值为
地 城
考点05
测量电阻率
1.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末)某同学要测量一新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径 mm。
(3)用多用电表的电阻“”挡测量,发现指针偏转角度过小,应更换为电阻 挡(填“”或“”),按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该圆柱体的阻值约为 。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量圆柱体电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻
电流表(量程,内阻约为)
电压表(量程,内阻)
直流电源(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为)
开关S,导线若干。
①为尽可能减小测量误差,请完善实物图的连接 。
②若实验中某次测得电压表读数为,电流表读数为,该圆柱体的电阻 (结果保留整数)。
(5)若实验多次测量得到圆柱体的直径为D,长度为L,电阻为,可根据公式 计算出其电阻率(用题目所给物理量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 1500
(4) 1592
(5)
【详解】(1)由图甲游标卡尺所示,其长度为
(2)由图乙螺旋测微器所示,其直径为
(3)[1][2]指针偏转过小,说明读数靠近无穷大,要想读数变小,应换倍率大挡,故换“”挡,图丙所示表盘可知,该电阻阻值为
(4)①[1]因为题中给出了电压表内阻,可以算出电压表电流,故采用电流表外接;由于待测电阻远远大于滑动变阻器电阻,故采用分压连接,如图
②[2]由
代入数据得
(5)由
得
2.(24-25高二上·安徽铜陵枞阳县浮山中学·联考)要测定某金属丝的电阻率,请完成下列步骤:
(1)用游标卡尺测得金属丝的长度
(2)如图1所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径为 mm。
(3)为了测定金属丝的电阻(约为,实验室提供了以下器材,实验要求测量多组实验数据:
A.电压表,内阻约为;
B.电流表,内阻为;
C.滑动变阻器;
D.滑动变阻器;
E.电源:两节干电池
F.开关及导线若干
在本实验中,滑动变阻器应选 (填器材前面的字母)。
(4)为了更加精准的测量出金属丝电阻,采用的电路图应为图2中的 (填“甲”或“乙”)。
(5)调节滑动变阻器,测量多组电压、电流的值,作出图像,求得金属丝的电阻为,若测得金属丝的长度为,金属丝的直径为,则金属丝的电阻率 (用相关物理量符号表示)。
【答案】 C 乙
【详解】(2)[1]螺旋测微器的精确值为,由图可知金属丝的直径为
(3)[2]题中要求电流表和电压表测量多组数据,应选择分压式接法,为方便电路调节,滑动变阻器应选择阻值较小的,即选择,故选C。
(4)[3]因已知电流表准确值,则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻,可以用乙电路;
(5)[4]根据电阻定律可得
又
联立可得电阻率为
3.(24-25高二上·安徽马鞍山第二中学)为了测量阻值约为的金属圆柱体的电阻率,除待测金属圆柱体外,实验室还备有如下实验器材:
A.电流表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电压表(量程,内阻约);
D.电压表(量程,内阻约);
E.滑动变阻器R();
F.电源E(电动势为,内阻不计);
G.开关、若干导线。
(1)某次测量中,螺旋测微器和游标卡尺的示数如下图所示:
螺旋测微器的示数是 mm,游标卡尺的示数是 .
(2)为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 (选填“A”或“B”),电压表应选 (选填“C”或“D”)。
(3)根据所选用的实验器材,应选用电路图 (选填“甲”或“乙”)进行实验,测得的电阻值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 1.609/1.610/1.611 5.01
(2) A C
(3) 甲 偏小
【详解】(1)[1]螺旋测微器的示数是1.5mm+0.01mm×11.0=1.610mm
[2]游标卡尺的示数是5cm+0.1mm×1=5.01cm
(2)[1][2]电源电动势为3V,则电压表选择C;电路中电流不超过
可知电流表选择A;
(3)[1][2]根据所选用的实验器材,因
则应选用电流表外接,即电路图甲进行实验,电流的测量值偏大,则测得的电阻值比真实值偏小。
4.(24-25高二上·安徽宿州、示范高中·期末)某同学在实验室测量一根粗细均匀的电阻丝的电阻率ρ。
(1)该同学首先测得电阻丝长为L,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,该电阻丝直径为D = mm;
(2)然后将电阻丝绕制在一个玻璃管上,接入如图乙所示的实验电路,正确连接电路后闭合开关,将电阻箱示数调至5 Ω,多次调节滑动变阻器滑片,并读取相应电压表的示数U和电流表的示数I,得到多组测量数据,并绘制出如图丙所示的U − I图像,则这段电阻丝的电阻Rx = Ω;(电表均为理想电表)
(3)最后可由表达式ρ = (用D、L、Rx、π表示)得到电阻丝的电阻率。
【答案】(1)0.990
(2)2.5
(3)
【详解】(1)如题图甲所示,螺旋测微器测量电阻丝直径读数为
(2)由U − I图像的斜率表示被测电阻的电阻值可得
因此电阻丝的电阻为
(3)由电阻定律、可得,电阻丝的电阻率表达式为
5.(24-25高二上·安徽无为第二中学)某实验小组要测量某金属丝的电阻率,先利用电路测量金属丝阻值的准确值,可选用的实验器材有:电流表A(用量程,内阻约为);电压表V(用量程,内阻约为);待测电阻(约);滑动变阻器();滑动变阻器();干电池2节;开关一个;导线若干。
(1)在所给电路中,应选用 (填“图甲”或“图乙”)作为测量电路;为了便于调节,滑动变阻器应选用 (填“”或“”)。
(2)下图是实验时两电表的刻度盘,指针的位置如图所示,则待测电阻的值约为 。
(3)若用游标卡尺测量该金属丝的长度为L,若用螺旋测微器测量该金属丝的直径,螺旋测微器示数如图所示,则直径 mm;计算该金属丝的电阻率ρ的表达式为 。(用所给的字母表示)
(4)若用欧姆表粗测该金属丝的电阻,小组同学进行了如下操作:先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (填“×1”或“×100”)挡,换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图所示,则该金属丝的电阻为 。
【答案】(1) 图甲
(2)4.53
(3) 3.204/3.203/3.205
(4) ×1 5.0
【详解】(1)[1]因
故选电流表外接法,即图甲;
[2]由于选择分压电路,所以滑动变阻器选择阻值较小的,即选择。
(2)根据图示可知,电压表最小分度值为0.1V,示数为1.45V,电流表最小分度值为0.02A,示数为0.32A,所以待测阻值
(3)[1]根据图示可知,直径
[2]根据
解得
(4)[1]先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明待测阻值太小,所以应选择更小挡位以精确测量,故选×1挡位。
[2]该金属丝的电阻为
5.(24-25高二上·安徽A10联盟·联考)某同学设计了“测定金属丝的电阻率”的实验,已知这段金属丝粗细均匀,电阻约为10Ω。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如下图所示,则该金属丝直径的测量值为 mm;
(2)实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电源E(3V,内阻不计)
电流计G(量程0-200mA,内阻)
电流表A(量程0-400mA,内阻约)
滑动变阻器(0-5Ω,0.6A)
滑动变阻器(0-2000Ω,0.1A)
定值电阻
定值电阻
该同学想把灵敏电流计改装为量程是0-3V的电压表,应选择定值电阻 (填“”或”);
(3)为了调节方便,测量准确,请在虚线框内设计最合理的电路图 ;(选择的器材名称符号需标注清楚)
(4)按设计好的电路图连接电路,闭合开关,若电流计示数为,电流表示数为,计算得到电阻丝的电阻为 Ω;
(5)若实验所用电阻丝的长度为L,则电阻丝的电阻率 。(用已知量和所测物理量的字母符号表示)
【答案】(1)0.384
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)螺旋测微器固定刻度示数为零,可动刻度示数为
所以
(2)电流计改装电压表时需与定值电阻串联
所以
故选。
(3)由题意知,为了调节方便,测量准确,滑动变阻器需选阻值较小的R1且分压方式接法,由于电流计G显示的是电流,因此电流表A外接,电路图如图所示。
(4)由
代入得
(5)由电阻定律
又
联立可得
地 城
考点06
多用电表的使用
1.(24-25高二上·安徽黄山·期末)实验探究小组,现取一只已经完成机械调零的多用电表。
(1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量电阻。先将选择开关旋至“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至 (选填“×1”或“×100”)挡,最终测量结果如图甲所示,则电阻为 Ω。
(2)为探究欧姆挡内部结构,设计电路示意图如乙图所示,由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头G满偏电流Ig=500、内阻Rg=100Ω,电池电动势E=1.5V、内阻r=0.5Ω,调零电阻阻值0~5000Ω,使用此欧姆挡测量电阻时,如图丙所示,表头G指针指在位置100µA处,则对应欧姆挡表盘刻度值为 Ω。
【答案】(1) ×100 1300
(2)12000
【详解】(1)[1]红、黑表笔短接调零后进行测量,结果发现欧姆表指针偏角太小,则通过表头的电流较小,表明待测电阻较大,为了减小欧姆表的读数误差,使指针指在中央刻线附近,应换高倍率挡位,即应将选择开关旋至×100挡;
[2]根据欧姆表的读数规律,该读数为
(2)欧姆调零时,电路中的电阻等于欧姆表的内阻,则有
表头G指针指在位置100µA处,则有
解得
2.(24-25高二上·安徽鼎尖名校·期末联考)某同学要测量一新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径 mm。
(3)用多用电表的电阻“”挡测量,发现指针偏转角度过小,应更换为电阻 挡(填“”或“”),按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该圆柱体的阻值约为 。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量圆柱体电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻
电流表(量程,内阻约为)
电压表(量程,内阻)
直流电源(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为)
开关S,导线若干。
①为尽可能减小测量误差,请完善实物图的连接 。
②若实验中某次测得电压表读数为,电流表读数为,该圆柱体的电阻 (结果保留整数)。
(5)若实验多次测量得到圆柱体的直径为D,长度为L,电阻为,可根据公式 计算出其电阻率(用题目所给物理量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 1500
(4) 1592
(5)
【详解】(1)由图甲游标卡尺所示,其长度为
(2)由图乙螺旋测微器所示,其直径为
(3)[1][2]指针偏转过小,说明读数靠近无穷大,要想读数变小,应换倍率大挡,故换“”挡,图丙所示表盘可知,该电阻阻值为
(4)①[1]因为题中给出了电压表内阻,可以算出电压表电流,故采用电流表外接;由于待测电阻远远大于滑动变阻器电阻,故采用分压连接,如图
②[2]由
代入数据得
(5)由
得
3.(24-25高二上·安徽宣城·期末)某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中:先用多用电表进行粗测电阻,再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻,后计算金属丝的电阻率。
(1)在使用多用电表测电阻时,以下说法正确的是 (选填相应序号字母)。
A.每换一次挡位,不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央,误差越小
C.在外电路中,电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率较大的挡位来测量
(2)先用多用电表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 Ω。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中一次测量的示数如图乙所示,则该次金属丝直径的测量值d为 mm。
(4)实验室提供的器材如下:
待测金属丝(电阻)、双量程电流表A(0~0.6A、0~3A)、双量程电压表V(0~3V、0~15V)、滑动变阻器R(0~20Ω)、电源E(电动势为3.0V,内阻不计)、开关、若干导线。
请你根据图丙所示电路图用笔画线代替导线,将图丁的实验电路连接完整 。
(5)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(6)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为L,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率 。(用题目所给字母表示)
【答案】 BD/DB 5/5.0 3.707/3.705/3.706/3.708/3.709 B
【详解】(1)[1]
A.每换一次挡位,都必须重新进行欧姆调零,故A错误;
B.指针越接近刻度盘中央,误差越小,故B正确;
C.在外电路中,电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔,故C错误;
D.测量时,若指针偏角较小,说明这个电阻的阻值较大,应换倍率较大的挡位来测量,故D正确。
故选BD。
(2)[2]先用多用电表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数为
(3)[3]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知,金属丝直径为
(4)[4]根据电路图,实物连线如图所示
(5)[5]闭合开关前,为了保护电路安全,滑动变阻器接入电路阻值应最大,应将滑动变阻器的滑片置于B端。
(6)[6]根据电阻定律可得
又
,
联立可得金属丝的电阻率为
4.(25-26高二上·安徽六安·期末)某实验小组测量某待测电阻丝Rx的阻值和电阻率,先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量。
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图1所示,可知金属丝的长度L= cm。
(2)如图2所示为一简易多用电表内部电路原理图,其中G为灵敏电流计,选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表,下列分析不正确的是___________。
A.A为红表笔,B为黑表笔
B.将选择开关S与3连接,就构成了欧姆表
C.将选择开关S与1或2连接,就构成了电流表,且与2接点相连时量程较大
D.将选择开关S与4、5连接,就构成了电压表,且与5接点相连时量程较大
(3)如图3先用多用电表×10挡粗测其电阻为 Ω。
实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值,实验室可提供下面器材
电源E:电动势 3V,内阻忽略不计;
电流表A1:量程0~5mA,内阻为100Ω;
电流表A2:量程0~0.6A,内阻约为0.3Ω;
电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ;
电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;
定值电阻R1:阻值为5Ω;
定值电阻R2:阻值为25Ω;
开关S、导线若干。
(4)在虚线框内画出测量R阻值的电路图,并在图中标明器材代号。
(5)调节滑动变阻器R,当电压表的示数为2.40V,电流表的示数是4.0mA时,则待测电阻Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1)5.240
(2)C
(3)120
(4)
(5)100
【详解】(1)游标卡尺的主尺部分读数为,游标尺共有20小格,最小分度值为0.05mm
游标尺的第8小格与主尺对齐,读数为。
金属丝的长度L为
(2)AB.在多用电表使用时应让电流从红表笔进,黑表笔出,当将选择开关S与3连接,就构成了欧姆表,由此可判断A为红表笔,B为黑表笔,故AB正确;
C.将选择开关S与1或2 连接,就构成了电流表,根据并联分流原理,并联的电阻越小分得的电流越大,所以与 1 接点相连时量程较大,故C错误;
D.将选择开关S 与4 或5 连接,就构成了电压表,根据串联分压原理,串联的电阻越大分得的电压越大,所以与5接点相连时量程较大,故D正确。
本题选择错误选项,故选C。
(3)由图所示欧姆表可知,所测电阻阻值为
(4)电路中可能出现的最大电流约为,可选用电流表 A1与定值电阻 R2并联,相当于量程为25mA 的电流表即可。
电源电动势为3V,则电压表选择 V1。由于电流表A1与定值电阻 R2并联,并联的电阻为=20Ω
因电流表内阻已知,尽可能准确地测量Rx的阻值,电流表内接;
为了测出更多的数据,滑动变阻器用分压接法,电路如图
(5)电流表的示数是 4.0mA,此时通过待测电阻Rx的电流为20mA,
则待测电阻Rx的阻值为
地 城
考点07
测量电源的电动势和内阻
1.(24-25高二上·安徽·期末)某研究性学习小组同学们从废旧的玩具中拆出若干节相同规格的电池,想测量该电池组的电动势和内阻,于是利用一个电阻箱R和多用电表设计实验方案。
(1)同学们先用多用电表的直流电压10V挡,粗略测量了电池组的电动势,读数如图甲所示,读数为 V。
(2)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡,闭合开关S,如图乙所示。多次改变电阻箱的阻值R,记录下对应的电压U。以为纵轴、为横轴,根据实验数据作出图线如图丙所示。若不考虑多用电表对电路的影响,干电池的电动势 V,内阻 计算结果均保留两位有效数字)。若考虑多用电表内阻的影响,则电动势的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)同学们分别用不同的电池组(均由同一规格相同数量的干电池串联而成)完成上述实验后,发现不同电池组的电动势基本相同,只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的A、B两个电池组进一步探究,对电池组内阻的热功率和总功率分别随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了如图乙所示的和图像。若已知B电池组的内阻较大,则下列各图中可能正确的是( )
A. B. C.
D.
【答案】(1)8.0
(2) 9.1 1.3 小于
(3)AC
【详解】(1)多用电表的直流电压10V挡最小刻度是,不需要估读到下一位,因此读数为。
(2)[1] [2]由闭合电路的欧姆定律有
结合图象解得
,
[3]考虑到多用电表的分流,导致干路电流偏小,根据闭合电路欧姆定律
则测量值小于真实值。
(3)AB.电池组内阻的热功率
对于相同的U值,r越大,对应的越小,故A正确,B错误;
CD.总功率
对于相同的U值,r越大,对应的越小,故C正确,D错误。
故选AC。
2.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)实验室为学生提供下列仪器测量电池组的电动势和内阻:
A.电池组(电动势约为3V,内阻约为10Ω)
B.电压表V(量程0~15V,内阻约为2000Ω)
C.电流表A(量程为0~2mA,内阻)
D.电阻箱(0~999Ω,0~1.0A)
E.滑动变阻器(0~3000Ω,0~0.5A)
F.定值电阻
G.导线及开关
(1)实验小组根据器材设计了图甲所示的两种方案,经过讨论认为(b)方案更合理,不选(a)的理由是: .
(2)连接好电路后进行实验,调节电阻箱,记录各仪器的读数。若某次实验时电阻箱旋钮及电流表指针如图乙所示,则此时电阻箱的阻值为 Ω,通过电阻箱的电流大小为 mA.
(3)实验时,通过调整电阻箱的阻值,得到多组电流表的读数,做出的图像(的单位为A,的单位为),若斜率为k,纵轴截距为b,则电源电动势的表达式 ,电源内阻的表达式 ..(要求将已知数据代入,结果均用b、k表示)
【答案】(1)由于电压表量程较大,指针偏转范围太小,误差较大
(2) 875 3.60
(3)
【详解】(1)不选(a)的理由是:由于电压表量程较大,指针偏转范围太小,误差较大;
(2)电阻箱的阻值为875Ω,电流表最小刻度0.1mA,可知通过电流表的电流为1.20mA,因电流表内阻等于R0的2倍,可知通过电阻R0的电流为2.40mA,则电阻箱的电流大小为3.60mA.
(3)[1][2]若通过电流表电流为I,则电路中总电流为3I,由电路可知
可得
可知,
解得,
3.(24-25高二上·安徽亳州·期末)(1)图1中游标卡尺的读数为 mm,图2中螺旋测微器的读数为 mm。
(2)某同学要测量一电源的电动势和内阻。有下列器材:毫安表A(量程为0~6mA,内阻),电阻箱(均为0~999.9Ω),开关、导线若干。为完成实验,该同学设计了如图3所示电路,进行了如下操作:
①为将毫安表A改装成量程为0~300mA的电流表,应将的阻值调整为 Ω,并重新标出改装后电流表的刻度值。
②保持阻值不变,调节的阻值,读出电阻箱的阻值和改装后电流表的示数I,记录多组数据,在图像中画出其变化关系,如图4所示。
③根据图4,可得所测电源的电动势为 V(保留2位有效数字),所测电源内阻为 Ω(保留3位有效数字)。
【答案】(1) 31.4 0.730/0.729/0.731
(2) 0.5 9.0 1.51
【详解】(1)[1]图1中游标卡尺的读数为
[2]图2中螺旋测微器的读数为
(2)[1]为将毫安表A改装成量程为0~300mA的电流表,应将的阻值调整为
[2]改装后电流表内阻为
由闭合电路欧姆定律
整理可得
斜率为,解得
[3]截距为,解得
4.(24-25高二上·安师大附中·安徽芜湖镜湖·期末)在“测量电源电动势和内阻”的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,会产生系统误差,为了消除电表的内阻产生的系统误差,某兴趣小组用如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻,其中.实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置,单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
②单刀双掷开关S与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
③在图乙中分别作出两种情况所对应的图像。
(1)某次电压表读取时,指针如图丙所示,则读数 V。
(2)图丙中的曲线Ⅰ是开关与 (填“1”或“2”)接通时相对应的图线。
(3)根据图乙中的图线,综合图线Ⅰ和Ⅱ的数据,可消除电流表和电压表内阻的影响,可知电源电动势 V, 。(结果均保留三位有效数字)
(4)该兴趣小组经讨论认为,利用图乙还可以计算出电流表的内阻,则电流表的内阻 。
【答案】(1)1.30
(2)1
(3) 1.80 2.50
(4)0.5
【详解】(1)由图乙可知,电压表的量程为3V,其分度值为0.1V,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知,电压表读数
(2)当单刀双掷开关接1时,电动势测量值(图像与纵轴的交点)准确,内阻测量值(图像的斜率)偏大;当单刀双郑开关接2时,电动势测量值偏小,内阻测量值偏小。曲线Ⅰ与纵轴的交点大于曲线Ⅱ与纵轴的交点,并且曲线Ⅰ的斜率大于曲线Ⅱ的斜率,可知曲线Ⅰ是开关与1接通时相对应的图线。
(3)[1][2]当单刀双郑开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确;当单刀双掷开关接2,电压表示数为零时,电流表测量准确。如图所示的虚线为电源曲线的准确值
由虚线可得电源电动势
内阻
(4)图线Ⅰ的斜率
结合图乙可知,图线Ⅰ的斜率
解得
5.(24-25高二上·安徽阜阳临泉·临泉一中期末)某物理兴趣小组的同学去实验室,测量一节干电池的电动势和内阻(内阻约),设计实验电路如图1所示,实验室还有如下器材:
A.电压表:量程为10V,内阻很大
B.电压表:量程为2V,内阻很大
C.电阻箱:总阻值为
D.滑动变阻器:
E.定值电阻:
F.开关、导线若干
(1)为了较准确的测量,电压表V应选用 (填“”或“”),变化电阻应选用 (填“”或“”)。
(2)连接好电路,闭合开关,改变电路的总电阻,记录变化电阻的电阻值R和对应的电压表示数U,画出随 的变化图线,如图2所示,直线与纵轴的交点坐标为b,斜率为k,则电源的电动势为 ,内阻为 (后两空用b、k或中的字母表示)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)[1]一节干电池的电动势约为1.5V,为了较准确的测量,电压表V应选用;
[2]电路中没有电流表,需电阻箱与电压表计算电流,故变化电阻应选用。
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
应画出随的变化图线。
[2][3]结合图像的斜率及截距可知,
解得,
6.(24-25高二上·安徽黄山·期末)将一铜片和一锌片分别插入同一只橙子内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约为1V,可是这种电池并不能点亮规格为“1V,0.3A”的小灯泡,原因是“水果电池”的内阻太大,流过小灯泡的电流太小,经测量仅约为3mA。某实验小组要测量“水果电池”的电动势和内电阻。现有下列器材:
A.待测“水果电池”
B.电流表:量程,电阻约
C.电压表:量程0~3V,电阻约
D.定值电阻
E.电阻箱()
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.电源电动势,内阻不计
I.开关、导线等实验器材
(1)从测量原理来看,利用图甲所示电路所得的“水果电池”的测量值与真实值相比,电动势 ,内电阻 。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)小组成员利用甲图电路测量“水果电池”的电动势和内电阻,多次改变电阻箱的阻值,读出电流表示数,根据测得的数据作出图像,如图乙所示。根据图像可得,“水果电池”的电动势 V,内电阻 。(结果均保留三位有效数字
(3)为了测出电流表的内阻的阻值,小组成员选用器材H作为电源设计了如图丙所示的电路,滑动变阻器选择 (选填“F”或“G”),实验过程中,某次测量电流表示数为时,电压表示数如图丁所示,由此结合图乙可求得“水果电池”内阻 。(保留三位有效数字)
【答案】(1) 等于 大于
(2) 1.11 522
(3) F 485
【详解】(1)[1][2]图甲所示电路测量电源电动势与内阻时,系统误差在于电流表的分压,将电流表与电源看为一个整体,整体可以等效为一个新电源,实验中的测量值实际上测量的是等效新电源的电动势与内阻,由于电流表与电源串联,则有
,
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合图乙有
,
解得
,
(3)[1]图丙中控制电路中的滑动变阻器采用分压式接法,为了确保测量数据的连续性强一些,滑动变阻器总阻值选择小一些的,即滑动变阻器选择F;
[2]图丁中电压表读数为2.80,根据欧姆定律有
结合上述有
解得
7.(24-25高二上·安徽合肥·期末)某兴趣小组利用半偏法测量量程为的电流表的内阻,实验电路如图甲所示。
实验步骤如下:
①按图连接好电路,将电阻箱的阻值调至最大;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,记录此时电阻箱的阻值。
(1)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则电流表的内阻为 ;
(2)将该电流表和电阻箱并联改装成一个量程为的新电流表,则电阻箱的阻值应该调整到 ;
(3)该小组用这个新电流表去测量一节干电池的电动势和内阻,除了待测干电池、新电流表、开关和若干导线之外,实验室还提供了以下器材:
A.电压表V(量程为、内阻约为)
B.滑动变阻器R(,最大电流为)
该小组设计的电路图如图乙所示,为了准确测量干电池内阻,改装后的新电流表应该接在 (选填“a”或“b”)点。
(4)闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表的示数U和新电流表的示数I,根据实验数据所绘制出的图像如图丙所示。根据图像可得,被测干电池的电动势 V,内阻 (结果均保留两位小数)。
【答案】(1)
(2)0.6
(3)a
(4) 1.48 1.43
【详解】(1)闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为,根据并联电路电阻与电流关系可知
(2)根据并联电路规律有
代入数据有
(3)由于电流表内阻已知,为了准确测量干电池内阻,改装后的新电流表应该接在a点;
(4)根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
根据图像的斜率与截距有V,
解得
8.(25-26高二上·合肥八中·安徽合肥·期末)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻。实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置;
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器,记录下若干组数据、的值,断开开关;
③将滑动变阻器滑片滑到最左端位置;
④接法Ⅱ:单刀双掷开关与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器,记录下若干组数据U、I的值,断开开关;
⑤分别作出两种情况所对应的图像。
(1)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图乙所示,此时 。
(2)根据测得数据,作出两图像分别如图丙、丁所示,根据图像可知图丙对应的接法为 (填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)。
(3)由图丙、丁可知,电动势 , (结果均保留到小数点后两位)。
【答案】(1)1.20
(2)接法Ⅰ
(3) 1.80 0.25
【详解】(1)根据(2)中所作图像可知,电压表最大量程应为,而量程为的电压表,其分度值为0.1V,由图乙可知电压表的读数为。
(2)两种方法中接法Ⅰ采用了电流表的内接法,接法Ⅱ采用了电流表的外接法,比较图丙和图丁可知,图丙所示图像的斜率更大,而图像斜率的绝对值表示电源的内阻,分析可知接法Ⅰ,即电流表的内接法,所测电源内阻偏大,所测内阻应为电源实际内阻与电流表内阻之和,由此可知图丙对应的接法为接法Ⅰ。
(3)[1][2]图丙中电源电动势的测量值等于真实值,由图可知电源电动势
图丁中短路电流的测量值等于真实值
有
由图可知
试卷第1页,共3页
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