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专题02恒定电流
考点1闭合电路欧姆定律及应用
1.【答案】C
2.【答案】(1)12
(2)1.5A
(3)90W,77.5W
3.【答案】(1)E-6V,1=22
(2)4.5W
考点2动态电路分析
1.【答案】BD
2.【答案】ABD
3.【答案】c
4.【答案】BD
5.【答案】BC
6.【答案】B
7.【答案】(1)B
(2)A
(3)①1.68×103
②4.2×104
考点3含电动机电路的综合计算
1.【答案】(1)0.42:(2)3.6W:(3)0.36m/s
2.【答案】(1)2000W
(2)4m/s
考点4电学实验基础
1/4
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1.【答案】ACD
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】(1)①1.847.848.849
②5.015
(2)700
》
考点5测量金属丝的电阻率
1.【答案】(1)C
(2)0.456
(3)①A
②R2
③③
2.【答案】(1)22
(2)0.185.184.186
(3)D
(4)πdR
41
3.【答案】(1)0.538.539.540.541.542
(2)B
(3)
aπD2
4bL
4.【答案】(1)5.015
(2)①B
②C
(3)
(4)1.8×106
214
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(4)
根据图丙可知R=
U-3.0
2=52
10.6
R=
根据电阻定律
L=P-
d
己知直径d=0.150mm=1.5×104m
联立解得p≈1.8×1062·m
》
考点6测量电源的电动势和内阻
1.【答案】C
2.【答案】(1)①1.49
②0.45
(2)小于
(3)①kS
②没
有
3.【答案】(1)R1
(2)甲
(3)电压表分流
(4)①1.45
②
1.30
R
4.【答案】(1)
(2)①
②最右
端
(3)①1.41.48.49②0.30.29.31
314
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(2)
[1][2]若选用滑动变阻器R1,且阻值全部接入电路,则电流表示数约为
1.5V≈0.07A,结合电流表量程
22.52
可知,R能够满足实验需要。R2阻值过大,为了操作方便,滑动变阻器应选择R1。为了保护电路,防止
电流过大,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
3)
[][2根据闭合电路欧姆定律和电路图可知E=U+Ir+R
整理得U=E-r+RoI
U-1图像的纵截距表示电源电动势,图线斜率绝对值表示,和电源内阻之和,结合U-图像可得
E=1.48V,r+R
1.48V-1.00Y=0.802,r=0.802-R,=0.302
0.60A
5.【答案】(1)左
(2)①1.5
②0.8
(3)1.2
》
考点7测量电阻常用的方法
1.【答案】AB
2.【答案】(1)①V2
②R2
(2)a
(3)2V▣
(4)金属样品
温度升高,电阻率P发生变化,引起误差;样品长度1、边长a的测量存在误差
414
专题02 恒定电流
7大高频考点
1. 闭合电路欧姆定律及应用
2. 动态电路分析
3. 含电动机电路的综合计算
4. 电学实验基础
5. 测量金属丝的电阻率
6. 测量电源的电动势和内阻
7. 测量电阻常用的方法
考点1 闭合电路欧姆定律及应用
1.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表的示数减小,电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表,电阻元件完全相同,则可能出现的故障是( )
A. R1断路
B. 短路
C. 断路
D. R3断路
2.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)如图所示,电动机M的线圈电阻r1=2Ω,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=40V,断开开关S,理想电流表的示数I1=1.6A;闭合开关S,理想电流表的示数I2=4.0A,求:
(1)电源内阻r;
(2)闭合开关S后,通过电阻R的电流IR;
(3)闭合开关S后,电动机输入功率PM和输出功率P出。
3.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,且,为滑动变阻器,最大阻值为,闭合开关,当其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)的最大输出功率。
考点2 动态电路分析
1.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)(多选)如图所示的电路,L是小灯泡,C是极板水平放置的平行板电容器.闭合开关,有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动.若滑动变阻器的滑片向下滑动,则( )
A. L变亮
B. L变暗
C. 油滴向上运动
D. 油滴向下运动
2.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)(多选)如图所示,电路中电源的电动势为、内阻,定值电阻、、阻值也均为,为滑动变阻器(最大阻值为),各电表均为理想电表。、分别表示两个电流表示数变化量的绝对值,、、分别表示三个电压表示数变化量的绝对值,闭合开关后在滑动变阻器的滑片从滑到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个电流表的示数均增大
B. 三个电压表的示数均减小
C.
D.
3.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,L为小灯泡,C为大电容电容器,电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S,使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时,电压表示数变化量的绝对值为,理想电流表A示数变化量的绝对值为,小灯泡不会烧坏,则下列说法正确的是( )
A. 电压表示数减小
B. 电压表示数增大
C. 电容器电荷量减小
D.
4.(25-26高二上·汉寿一中·期中)(多选)如图所示,闭合电路中电源E的内阻为r,、为定值电阻,L为小灯泡,V为理想电压表,为光敏电阻(阻值随照射光强度的增大而减小),当照射光强度降低时,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流变大
B. 通过小灯泡的电流变小
C. 电源的输出功率变大
D. 两端的电压变大
5.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,R1和R2为定值电阻,电流表和电压表都是理想电表。当滑动变阻器R的滑动触头向上移动时,判断正确的是( )
A. 理想电压表读数增大
B. 理想电流表读数增大
C. R1消耗的功率增大
D. 电源的总功率减小
6.(25-26高二上·汉寿一中·期中)如图所示,电源电动势为E、内阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大,C是平行板电容器,电路中的电表均为理想电表。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中,分别用I、、和表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数,用、、和分别表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。温度降低时,关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A. 、、一定都不变
B. 、和均不变
C. 带电液滴一定向下加速度运动
D. 电源的输出功率一定变大
7.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)某兴趣小组做“观察电容器的充、放电现象”实验。
(1)如图甲所示为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )(填正确答案的标号)。
A. 电容变小
B. 处于充电状态,电荷量增加
C. 内部电场强度变小
D. 存储的电能减少
(2)如图乙所示的某电容器,其铭牌上标示的“3400F”指的是电容器的( )
A. 电容
B. 电荷量
C. 电压
D. 电阻
(3)如果将要探究的电容器已经用输出电压恒为4V的电源充好电,现通过电流传感器探究其放电过程,得到该电容器放电过程的图像如图丙所示,按“四舍五入”(大于等于半格算一格,小于半格舍去)数格法,共数出格数为42格,结合图中数据估算,电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C,该电容器的电容为 F。
考点3 含电动机电路的综合计算
1.(25-26高二上·汉寿一中·期中)如图所示为直流电动机提升重物装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是;当把电动机接入电压为的电路中,电动机正常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是,求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)当电动机正常工作时的输出功率;
(3)如果重物质量,当时电动机提升重物的速度大小是多少?(取)
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)环保、便捷是新能源电动汽车的特点,孝感市各大景区均已使用电动车游览观光。某探究小组将电动车的一个车灯卸下来,与一个滑动变阻器(耐压值很大)和一个电源串联(如图1),当车灯正常发光时,测得此时灯泡的两端电压为20V。某景区电动车电源的电动势为E2240V,内阻不计,4个并联的相同规格的车灯(与卸下来的车灯相同规格)和电动机串联连接,车灯均正常发光(如图2)。假设载满游客时的总质量为500kg,在行驶过程中,车与地面之间的阻力等于正压力的k倍,k0.1,若电动机内阻为r2Ω,灯泡电阻为8Ω,不计电动机内部摩擦,只考虑电动机的内阻发热损耗能量,重力加速度g10m/s2。求:
(1)景区内电动车行驶时,电动机的输出功率P出;
(2)电动车在水平地面上的最大速度。
考点4 电学实验基础
1.(25-26高二上·汨罗市第一中学·期中)(多选)现有两个完全相同的表头G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A.现预将这两个表头改装成一个大量程的电流表和一个电压表,以下说法正确的是( )
A. 将表头串联一个140Ω的电阻就可以改装成0~15V的电压表;
B. 将表头并联一个2Ω的电阻就可以改装成0~0.5A的电流表;
C. 将表头改装为一个0~3A的电流表(表盘已改,即满偏时指针所指位置已标上3A)后进行校准时,发现标准电表示数为2.00A电流时,改装电表的示数为1.80A,产生此差异的原因可能是改装时并联的电阻稍小;
D. 将改装好的0~3V的电压表和0~0.6A的电流表串联,通有适当电流(不烧表)时,电压表和电流表指针偏角之比为6︰1
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程小于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上电键,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 对于电流表,是把灵敏电流计与小电阻串联改装而成的
B. V1的电阻大于V2的电阻
C. 定值电阻的电压等于V1的读数与V2的读数之和,其电流等于A1或A2的读数
D. V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏转角等于V2指针的偏转角
3.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)如图所示,利用一个表头(满偏电流,内阻)和两个电阻、来改装成量程为的电流表和的电压表,下列说法正确的是( )
A. 、间为电压表
B. 、间为电流表
C.
D.
4.(25-26高二上·邵阳二中·期中)(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该金属棒的直径d= mm,金属棒的长度为L= cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图(c)所示,则金属棒的阻值约为 Ω。
考点5 测量金属丝的电阻率
1.(25-26高二上·汨罗市第一中学·期中)用下列实验器材测量某金属导线的电阻率:待测金属导线一根,最大阻值约为10Ω;电压表一个,量程3V,内阻约为5kΩ;电流表一个,量程0.6A,内阻约为0.1Ω;滑动变阻器R1(阻值范围0~200Ω,额定电流为0.1A);滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流为1A);干电池两节,开关一个,导线若干,螺旋测微器一只,刻度尺一个。
(1)如图(a),用螺旋测微器测金属导线的直径时,将金属导线轻轻地放在测砧与测微螺杆之间,先调节 (选填“A”、“B”、“C”、“D”)使它们距离减小,再旋动微调旋钮,夹住导线,直到听到“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)用此螺旋测微器测得该金属导线的直径d,如图(a)所示,则d= mm。
(3)用如图(b)所示电路进行实验,开关S闭合之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。图(c)为实物图,调节金属导线上可动接线柱Q的位置(金属导线的总阻值约10Ω),可以改变导线接入电路的长度,可动接线柱Q有一定的电阻,但阻值未知。滑动变阻器应该选 (选填“R1”或“R2”)。要把实物图连线连接完整,还需从电池负极接线柱引线连接到图中的 接线柱(选填“①”、“②”、“③”、“④”)。
2.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)某学习小组在“测量金属丝的电阻率”实验时,找来一段粗细均匀的合金金属丝。
(1)该小组先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是 。
(2)然后该小组用螺旋测微器测该金属丝的直径,示数如图2所示,金属丝的直径为 ,用刻度尺测量出该金属丝的长度为。
(3)该小组用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材有:电池组(电动势3V,内阻不计)、电流表(量程,内阻约)、电压表(量程,内阻约)、滑动变阻器(,额定电流)、开关、导线若干。为了使测量误差小,数据范围尽可能大,应该采用图__________(填选项序号)。
A. B.
C. D.
(4)该小组计算该金属丝电阻率的表达式是 (用、、表示)。
3.(25-26高二上·汉寿一中·期中)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为D= mm。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在A点,另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 (选填“B”或“C”)点。
(3)根据实验数据作出U-I图线,如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L,利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ= (用字母D、a、b、π、L表示)
4.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)现代的智能马桶,集便圈加热、温水洗净、按摩等多项功能于一身。某实验小组截取部分发热线圈,这类加热元件普遍采用镍铬合金,适合用于低温加热场合,现要测其电阻率,做了如下实验。
(1)螺旋测微器测得该部分发热线圈直径为0.150mm,游标卡尺测量其长度值示数如图甲所示。由图得发热线圈的长度为 cm。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量发热线圈的电阻R(阻值约为几欧),可选用的器材如下:
A.电流表(量程3A,内阻约0.02Ω)
B.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约10kΩ)
D.电压表(量程15V,内阻约25kΩ)
E.电源E(电动势3V,内阻忽略不计)
F.滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求电压可以从零开始调节,电流表选择 ,电压表选择 。(以上两空均选填仪器前面的序号)
(3)请用笔画线表示导线,在图乙中完成测量发热线圈电阻的实验电路连接图 。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的多组测量数据,在坐标纸上描点、连线作出如图丙所示的图像,则实验测得发热线圈材料的电阻率 (计算结果保留2位有效数字)。
考点6 测量电源的电动势和内阻
1.(25-26高二上·邵阳二中·期中)在测定电源电动势和内阻的实验中,测得某电源的两端电压和电流的关系如图所示。由图像可得出该电源的电动势和内阻分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)测定一节干电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻,调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了图像如图乙所示。
(1)由图乙求得电池的电动势 V,内阻 Ω。(结果保留2位小数)
(2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值 其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)根据实验数据可绘出图像,如图丙所示。图像斜率为k,电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电阻率 ,电表内阻对电阻率的测量 (选填“有”或“没有”)影响。
3.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)某研究小组要测量一节旧电池的内阻和电动势。除了干电池外,实验室还提供了以下可供选择的器材:
A.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约为)
B.电压表V(量程为0~2V,内阻约为)
C.滑动变阻器(阻值为)
D.滑动变阻器(阻值为)
E.开关一个,导线若干
(1)实验中选用的滑动变阻器为 (选填“”或“”)。
(2)根据提供的实验器材,该小组设计了如图所示的两种电路方案,其中 (选填“甲”或“乙”)图的方案最好。
(3)若采用(2)问中选择的实验方案,误差的来源是 (选填“电流表分压”或“电压表分流”);
(4)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图中画出了图线如图丙所示。由图像可以得出,此干电池的电动势 V,内阻 。(结果均保留2位小数)
4.(25-26高二上·明德中学·期中)习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了图1所示电路,实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻约)
电压表V(量程,内阻约)
电流表A(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
定值电阻(阻值)
开关一个,导线若干
(1)请根据图1所示电路图完成图2所示实物图的连接 。
(2)实验中,滑动变阻器应选择 (选填“”或“”)。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“最左端”或“最右端”)。
(3)正确操作,调节滑动变阻器滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出图像,如图3所示。根据图线求得电动势 V,内阻 。(结果均保留2位小数)
5.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为1.5V。
A.电流表A,量程是1A,内阻RA=0.2Ω;
B.电压表V1,量程是2V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=0.3Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至 (选填“左”或“右”)端
(2)用甲图的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)若电流表损坏,现将量程200mA,内阻为1.5Ω的毫安表与定值电阻R0并联改装成电流表Ⓐ,则改装后的量程为 A
考点7 测量电阻常用的方法
1.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)(多选)如图所示为电流表改装成欧姆表的电路。两表笔直接接触时,指针满偏,偏转角度为,此时刚好完成了欧姆调零,调好的欧姆表内阻r=150Ω。现将待测电阻Rx接在两表笔间:
A. 插孔a应插入红表笔
B. 若此时指针偏转的角度为,被测电阻Rx大小为100Ω
C. 若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零仍能准确测量待测电阻
D. 若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流也会变为原来的2倍
2.(25-26高二上·邵东三中·期中)有一根细长而均匀的空心金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图(a)所示。此样品的长为l,截面外边长为a,电阻约为5Ω。已知这种金属常温时的电阻率为,因样品内部直径d太小,不便直接测量,请根据下列提供的实验器材和方案,测出内径d。
A.电流表A(0∼0.6A);
B.电压表(0∼15V);
C.电压表(0∼3V);
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.直流稳压电源E(6V);
G.开关一个,带夹子的导线若干。
(1)按图(b)连接电路,电压表应选 (填或)滑动变阻器应选 (填或)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表、电流表的示数,并作出电压-电流关系图,现从图像中取其中一组数据U、I,根据已知的物理量、常量和所测的物理量,得出金属样品内径的表达式d= (用本题物理量符号表示);
(4)本实验可能出现系统误差的原因有 (写出一条即可)。
试卷第1页,共3页
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专题02 恒定电流
7大高频考点
1. 闭合电路欧姆定律及应用
2. 动态电路分析
3. 含电动机电路的综合计算
4. 电学实验基础
5. 测量金属丝的电阻率
6. 测量电源的电动势和内阻
7. 测量电阻常用的方法
考点1 闭合电路欧姆定律及应用
1.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表的示数减小,电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表,电阻元件完全相同,则可能出现的故障是( )
A. R1断路
B. 短路
C. 断路
D. R3断路
【答案】C
【详解】
若电路正常,则电压表测量R1两端的电压,电流表测量流过R3的支路电流。
A.若R1断路,电压表测量路端电压,电流表的示数为零,故A错误;
B.若短路,则R3被短路,电流表的示数为零,电压表的示数增大,故B错误;
C.若断路,总电阻增大,干路电流减小,则电压表的示数减小;和R3的总电阻增大,分压增大,流过R3和电流表的电流增大,所以电流表的示数增大,故C正确;
D.若R3断路,电流表的示数为0,故D错误。
故选C。
2.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)如图所示,电动机M的线圈电阻r1=2Ω,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=40V,断开开关S,理想电流表的示数I1=1.6A;闭合开关S,理想电流表的示数I2=4.0A,求:
(1)电源内阻r;
(2)闭合开关S后,通过电阻R的电流IR;
(3)闭合开关S后,电动机输入功率PM和输出功率P出。
【答案】(1)1Ω (2)1.5A (3)90W,77.5W
【讲解】(1)
根据E=I1(R+r)
可得电源内阻
(2)
路端电压为
通过电阻R的电流
(3)
电动机的电流IM=I2-IR=2.5A
电动机的输入功率PM=UIM=36×2.5W=90W
输出功率
3.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,且,为滑动变阻器,最大阻值为,闭合开关,当其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)的最大输出功率。
【答案】(1)E=6V,r=2Ω (2)4.5W
【讲解】(1)
根据闭合电路欧姆定律
U1=5V,I1=0.5A;U2=3V,I2=1.5A
代入得E=6V,r=2Ω;
(2)
当电路中电流最大时,R1的功率最大,此时电路总电流:I=1.5A
R1功率:
考点2 动态电路分析
1.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)(多选)如图所示的电路,L是小灯泡,C是极板水平放置的平行板电容器.闭合开关,有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动.若滑动变阻器的滑片向下滑动,则( )
A. L变亮
B. L变暗
C. 油滴向上运动
D. 油滴向下运动
【答案】BD
【详解】滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入回路电阻变小,外电路的总电阻变小,回路电流变大,内压降变大,路端电压变小,L变暗.电容器两端的电压变小,电场强度变小,带电油滴所受电场力变小,油滴向下运动,故选项BD正确,AC错误;故选BD.
2.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)(多选)如图所示,电路中电源的电动势为、内阻,定值电阻、、阻值也均为,为滑动变阻器(最大阻值为),各电表均为理想电表。、分别表示两个电流表示数变化量的绝对值,、、分别表示三个电压表示数变化量的绝对值,闭合开关后在滑动变阻器的滑片从滑到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个电流表的示数均增大
B. 三个电压表的示数均减小
C.
D.
【答案】ABD
【详解】
A.滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中,外电阻一直减小,根据
可知A1变大,由
可知U2减小,则R2两端电流减小,根据并联电路电流规律可知,A2变大,故A正确;
B.根据
可知U1减小,由于A2变大,R3两端电压变大,结合U2减小,可知U3减小,故B正确;
C.根据欧姆定律可知
大小随滑动变阻器的改变而改变,故C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律有
则,故D正确。
故选ABD。
3.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,L为小灯泡,C为大电容电容器,电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S,使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时,电压表示数变化量的绝对值为,理想电流表A示数变化量的绝对值为,小灯泡不会烧坏,则下列说法正确的是( )
A. 电压表示数减小
B. 电压表示数增大
C. 电容器电荷量减小
D.
【答案】C
【详解】
AB.分析可知,闭合开关S后,电源与电流表、、、小灯泡串联形成回路,小灯泡发光,当滑动变阻器的触头向下移动时,电阻减小,电流增大,小灯泡逐渐变亮,理想电压表测量定值电阻两端的电压,示数增大;理想电压表测量电源的路端电压,示数减小,选项AB错误;
C.分析可知电容器两端电压减小,根据Q=CU,可知电容器电荷量减小,选项C正确;
D.由闭合电路欧姆定律可得
所以,选项D错误。
故选C。
4.(25-26高二上·汉寿一中·期中)(多选)如图所示,闭合电路中电源E的内阻为r,、为定值电阻,L为小灯泡,V为理想电压表,为光敏电阻(阻值随照射光强度的增大而减小),当照射光强度降低时,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流变大
B. 通过小灯泡的电流变小
C. 电源的输出功率变大
D. 两端的电压变大
【答案】BD
【详解】
A.当照射光强度降低时, 光敏电阻的阻值变大,则电路的并联部分的阻值增大,由
可知干路电流减小,即通过的电流变小,故A错误;
D.由闭合电路的欧姆定律可得
因干路电流减小,则并联部分的电压增大,即两端的电压变大,故D正确;
B.通过小灯泡的电流为
干路电流减小,增大,则通过小灯泡的电流减小,故B正确;
C.电源的输出功率为
因外电路的总电阻与内阻的大小关系未知,则电源的输出功率的变化无法判断,故C错误。
故选BD。
5.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,R1和R2为定值电阻,电流表和电压表都是理想电表。当滑动变阻器R的滑动触头向上移动时,判断正确的是( )
A. 理想电压表读数增大
B. 理想电流表读数增大
C. R1消耗的功率增大
D. 电源的总功率减小
【答案】BC
【详解】
AB.当滑动变阻器的滑动触头向上移动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由欧姆定律分析总电流I增大,路端电压U=E-Ir减小,所以理想电压表读数减小,电阻R2的电压U2=E-I(r+R1)减小,流过电阻R2的电流I2减小,则流过电流表的电流IR=I-I2增大,所以理想电流表读数增大,故A错误,B正确;
C.根据,电流I增大,所以R1消耗的功率增大,故C正确;
D.电源消耗的功率为P=IE,电流I增大,所以电源消耗的功率增大,故D错误。
故选BC。
6.(25-26高二上·汉寿一中·期中)如图所示,电源电动势为E、内阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大,C是平行板电容器,电路中的电表均为理想电表。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中,分别用I、、和表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数,用、、和分别表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。温度降低时,关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A. 、、一定都不变
B. 、和均不变
C. 带电液滴一定向下加速度运动
D. 电源的输出功率一定变大
【答案】B
【详解】
A.由题图可知,电压表测路端电压,电压表测热敏电阻RT的电压,电压表测定值电阻R的电压,由欧姆定律可得
在温度降低的过程中,热敏电阻RT的阻值增大,可知不变,和都增大,A错误;
B.由欧姆定律可得
保持不变;由闭合电路欧姆定律可得
保持不变;由闭合电路欧姆定律可得
保持不变,B正确;
C.带电液滴在平行板电容器中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低时,热敏电阻RT的阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流经定值电阻R的电流变小,则其两端的电压变小,电压表的读数增大,平行板电容器间的电场强度增大,带电液滴受的电场力增大,使带电液滴向上做加速运动,C错误;
D.由电源输出功率随外电阻的变化规律可知,当
时,电源输出功率最大;当
时,随热敏电阻RT的阻值增大,电源输出功率变大;当
时,随热敏电阻RT的阻值增大,电源输出功率变小。因与的大小关系不明确,因此电源的输出功率不一定变大,D错误。
故选B。
7.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)某兴趣小组做“观察电容器的充、放电现象”实验。
(1)如图甲所示为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )(填正确答案的标号)。
A. 电容变小
B. 处于充电状态,电荷量增加
C. 内部电场强度变小
D. 存储的电能减少
(2)如图乙所示的某电容器,其铭牌上标示的“3400F”指的是电容器的( )
A. 电容
B. 电荷量
C. 电压
D. 电阻
(3)如果将要探究的电容器已经用输出电压恒为4V的电源充好电,现通过电流传感器探究其放电过程,得到该电容器放电过程的图像如图丙所示,按“四舍五入”(大于等于半格算一格,小于半格舍去)数格法,共数出格数为42格,结合图中数据估算,电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C,该电容器的电容为 F。
【答案】(1)B (2)A (3)① ②
【讲解】(1)
A.手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离减小,根据,可知电容变大,故A错误;
BD.两极板电压不变,根据,可知电容器所带电荷量变大,处于充电状态,存储的电能变多,故B正确,D错误;
C.根据,因U不变,d变小,可知内部电场强度变大,故C错误。
故选B。
(2)
3400F指的是电容器的电容。
故选A。
(3)
[1][2]因电荷量,可知图线与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量,根据横轴与纵轴的数据可知,一个格子所表示的电荷量为
共有42格,所以释放的电荷量是
则电容器的电容为。
考点3 含电动机电路的综合计算
1.(25-26高二上·汉寿一中·期中)如图所示为直流电动机提升重物装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是;当把电动机接入电压为的电路中,电动机正常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是,求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)当电动机正常工作时的输出功率;
(3)如果重物质量,当时电动机提升重物的速度大小是多少?(取)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】
(1)电动机不转时,此时电动机为纯电阻元件,则
(2)电动机正常工作时消耗的功率为
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为
电动机正常工作时输出功率为
(3)匀速提升时,拉力等于重力,即
由电动机的输出功率
可得提升重物的速度为
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)环保、便捷是新能源电动汽车的特点,孝感市各大景区均已使用电动车游览观光。某探究小组将电动车的一个车灯卸下来,与一个滑动变阻器(耐压值很大)和一个电源串联(如图1),当车灯正常发光时,测得此时灯泡的两端电压为20V。某景区电动车电源的电动势为E2240V,内阻不计,4个并联的相同规格的车灯(与卸下来的车灯相同规格)和电动机串联连接,车灯均正常发光(如图2)。假设载满游客时的总质量为500kg,在行驶过程中,车与地面之间的阻力等于正压力的k倍,k0.1,若电动机内阻为r2Ω,灯泡电阻为8Ω,不计电动机内部摩擦,只考虑电动机的内阻发热损耗能量,重力加速度g10m/s2。求:
(1)景区内电动车行驶时,电动机的输出功率P出;
(2)电动车在水平地面上的最大速度。
【答案】(1)2000W (2)4m/s
【详解】
依题意,每个车灯均正常发光,则通过电动机的电流I电=4I灯=10A
电动机的电压U电=U-U灯=220V
电动机的输入功率P电=U电I电=2200W
电动机内阻的发热功率P热=I电2r=200W
电动机行驶时输出的机械功率P出=P电-P热=2000W
(2)在水平地面上行驶时,电动车行驶时所受阻力f=kmg=500N
电动车以最大速度匀速行驶时,动力F=f
则P出=Fv=fv=2000W
解得v=4m/s
考点4 电学实验基础
1.(25-26高二上·汨罗市第一中学·期中)(多选)现有两个完全相同的表头G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A.现预将这两个表头改装成一个大量程的电流表和一个电压表,以下说法正确的是( )
A. 将表头串联一个140Ω的电阻就可以改装成0~15V的电压表;
B. 将表头并联一个2Ω的电阻就可以改装成0~0.5A的电流表;
C. 将表头改装为一个0~3A的电流表(表盘已改,即满偏时指针所指位置已标上3A)后进行校准时,发现标准电表示数为2.00A电流时,改装电表的示数为1.80A,产生此差异的原因可能是改装时并联的电阻稍小;
D. 将改装好的0~3V的电压表和0~0.6A的电流表串联,通有适当电流(不烧表)时,电压表和电流表指针偏角之比为6︰1
【答案】ACD
【分析】改装成电压表需要串联分压电阻,改装成电流表需要并联分流电阻;
【详解】A、若将表头改装成大量程电压表,需要串联一个分压电阻,其阻值为:
\mathop{R}_{串}=\frac{U}{\mathop{I}_{g}}-r=\frac{15}{0.1}\Omega -10\Omega =140\Omega,故选项A正确;
B、若将表头改装成大量程电流表,需要并联一个分流电阻,其阻值为:
\mathop{R}_{并}\text{=}\frac{\mathop{I}_{g}\mathop{R}_{g}}{I-\mathop{I}_{g}}=\frac{0.1\times 10}{0.5-0.1}\Omega =2.5\Omega,故选项B错误;
C、改装成电流表后,发现表头示数变小,则是由于并联电阻过小,导致通过分流电阻的电流过大,从而使流过表头的电流变小,故选项C正确;
D、将改装好的电压表和电流表串联,如图所示:
当通过电压表表头电流最大为时,则通过电流表表头的电流为,故此时电压表和电流表指针偏角之比为6︰1,故选项D正确.
【点睛】明确电流表的改装原理为串联分压、并联电阻分流,会求串联或并联的阻值,会分析等效替代的电阻.
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程小于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上电键,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 对于电流表,是把灵敏电流计与小电阻串联改装而成的
B. V1的电阻大于V2的电阻
C. 定值电阻的电压等于V1的读数与V2的读数之和,其电流等于A1或A2的读数
D. V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏转角等于V2指针的偏转角
【答案】D
【详解】
A.电流表是由灵敏电流计与小电阻并联改装而成的,利用并联分流原理,故A错误;
B.电压表是由灵敏电流计与大电阻串联改装而成的,量程
量程越大,串联电阻越大,总内阻越大,已知量程小于量程,则的内阻小于的内阻,故B错误;
C.由电路图可知,电阻与的串联支路并联,根据并联电路电压规律,定值电阻的电压等于的读数与的读数之和;但电流方面,与并联在干路上,其总电流等于右侧并联部分的总电流,即
定值电阻的电流不等于或的读数,故C错误;
D.与串联,流过两电压表的电流相等,而电压表内部是表头与电阻串联,所以流过两表头的电流相等,因表头相同,故指针偏转角相等;又因量程大,内阻大,根据
可知分得的电压大,即的读数小于的读数,故D正确。
故选D。
3.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)如图所示,利用一个表头(满偏电流,内阻)和两个电阻、来改装成量程为的电流表和的电压表,下列说法正确的是( )
A. 、间为电压表
B. 、间为电流表
C.
D.
【答案】C
【详解】
AC.根据并联分流原理可知,、间为一个电流表,微安表改装成电流表需要并联一个小电阻
代入数据得,故A错误,C正确;
BD.根据串联分压原理可知、间为一个电压表,表头与并联,再与串联,所以通过的最大电流为
改装电压表串联的大电阻
代入数据解得,故BD错误。
故选C。
4.(25-26高二上·邵阳二中·期中)(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该金属棒的直径d= mm,金属棒的长度为L= cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图(c)所示,则金属棒的阻值约为 Ω。
【答案】(1)① 1.847 .848 .849 ② 5.015 (2)700
【讲解】(1)
[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为1.5mm+34.8×0.01mm=1.848mm
[2]游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为50mm+3×0.05mm=5.015cm
(2)
指针位于7的位置,读数
考点5 测量金属丝的电阻率
1.(25-26高二上·汨罗市第一中学·期中)用下列实验器材测量某金属导线的电阻率:待测金属导线一根,最大阻值约为10Ω;电压表一个,量程3V,内阻约为5kΩ;电流表一个,量程0.6A,内阻约为0.1Ω;滑动变阻器R1(阻值范围0~200Ω,额定电流为0.1A);滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流为1A);干电池两节,开关一个,导线若干,螺旋测微器一只,刻度尺一个。
(1)如图(a),用螺旋测微器测金属导线的直径时,将金属导线轻轻地放在测砧与测微螺杆之间,先调节 (选填“A”、“B”、“C”、“D”)使它们距离减小,再旋动微调旋钮,夹住导线,直到听到“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)用此螺旋测微器测得该金属导线的直径d,如图(a)所示,则d= mm。
(3)用如图(b)所示电路进行实验,开关S闭合之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。图(c)为实物图,调节金属导线上可动接线柱Q的位置(金属导线的总阻值约10Ω),可以改变导线接入电路的长度,可动接线柱Q有一定的电阻,但阻值未知。滑动变阻器应该选 (选填“R1”或“R2”)。要把实物图连线连接完整,还需从电池负极接线柱引线连接到图中的 接线柱(选填“①”、“②”、“③”、“④”)。
【答案】(1)C (2)0.456 (3)① A ② R2 ③ ③
【讲解】(1)
将金属导线轻轻地放在测砧与测微螺杆之间,先调节粗调旋钮C,使它们距离减小,再旋动微调旋钮。
(2)
螺旋测微器的精确度为0.01mm,金属导线的直径
(3)
[1]开关S闭合之前,为了保证电路安全,应将滑动变阻器的滑片P置于A端。
[2]使待测电阻两端的电压为0,滑动变阻器采用分压接法,金属导线的总阻值约10Ω,为了保证电路安全和方便调节,滑动变阻器选择。
[3]把实物图连线连接完整,还需从电池负极接线柱引线连接到图中的③ 接线柱。
2.(25-26高二上·湘一名校联盟·期中)某学习小组在“测量金属丝的电阻率”实验时,找来一段粗细均匀的合金金属丝。
(1)该小组先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是 。
(2)然后该小组用螺旋测微器测该金属丝的直径,示数如图2所示,金属丝的直径为 ,用刻度尺测量出该金属丝的长度为。
(3)该小组用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材有:电池组(电动势3V,内阻不计)、电流表(量程,内阻约)、电压表(量程,内阻约)、滑动变阻器(,额定电流)、开关、导线若干。为了使测量误差小,数据范围尽可能大,应该采用图__________(填选项序号)。
A. B.
C. D.
(4)该小组计算该金属丝电阻率的表达式是 (用、、表示)。
【答案】(1)22 (2)0.185 .184 .186 (3)D (4)
【讲解】(1)
该金属丝的电阻读数是
(2)
螺旋测微器的精确度为,金属丝直径
(3)
从给出的数据可知,金属丝的阻值较小,为了减小实验误差,在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法,电压调节范围较大,故滑动变阻器要采用分压式接法,故选D。
(4)
根据电阻定律
解得电阻率
3.(25-26高二上·汉寿一中·期中)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为D= mm。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在A点,另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 (选填“B”或“C”)点。
(3)根据实验数据作出U-I图线,如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L,利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ= (用字母D、a、b、π、L表示)
【答案】(1)0.538 .539 .540 .541 .542 (2)B (3)
【讲解】(1)
固定刻度部分有0毫米线,半毫米线露出,活动刻度部分第4小格对齐,再估读一位,
读数结果
(2)
换接不同的位置,发现电压表读数变化比较大,说明被测电阻为小电阻,应使用电流表外接法,所以电压表的另一端接B点。
(3)
电阻定律 ,,
由以上各式可得
4.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)现代的智能马桶,集便圈加热、温水洗净、按摩等多项功能于一身。某实验小组截取部分发热线圈,这类加热元件普遍采用镍铬合金,适合用于低温加热场合,现要测其电阻率,做了如下实验。
(1)螺旋测微器测得该部分发热线圈直径为0.150mm,游标卡尺测量其长度值示数如图甲所示。由图得发热线圈的长度为 cm。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量发热线圈的电阻R(阻值约为几欧),可选用的器材如下:
A.电流表(量程3A,内阻约0.02Ω)
B.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约10kΩ)
D.电压表(量程15V,内阻约25kΩ)
E.电源E(电动势3V,内阻忽略不计)
F.滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求电压可以从零开始调节,电流表选择 ,电压表选择 。(以上两空均选填仪器前面的序号)
(3)请用笔画线表示导线,在图乙中完成测量发热线圈电阻的实验电路连接图 。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的多组测量数据,在坐标纸上描点、连线作出如图丙所示的图像,则实验测得发热线圈材料的电阻率 (计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)5.015 (2)① B ② C (3) (4)1.8×10-6
【讲解】(1)
图甲可知游标卡尺精度为0.05mm,则发热线圈的长度为
(2)
[1] [2]由于电源电动势为3V,为了准确,电压表应选量程为3V的电压表C;而待测电阻约为几欧,电路电流小于1A,则电流表选择B。
(3)
由于电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,由于待测电阻阻值较小,采用电流表外接法,电路连接图如图所示
(4)
根据图丙可知
根据电阻定律
已知直径
联立解得
考点6 测量电源的电动势和内阻
1.(25-26高二上·邵阳二中·期中)在测定电源电动势和内阻的实验中,测得某电源的两端电压和电流的关系如图所示。由图像可得出该电源的电动势和内阻分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】C
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由题图可知,
故选C。
2.(25-26高二上·湖南常德七中·期中)测定一节干电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻,调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了图像如图乙所示。
(1)由图乙求得电池的电动势 V,内阻 Ω。(结果保留2位小数)
(2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值 其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)根据实验数据可绘出图像,如图丙所示。图像斜率为k,电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电阻率 ,电表内阻对电阻率的测量 (选填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)① 1.49 ② 0.45 (2)小于 (3)① ② 没有
【讲解】(1)
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图乙中图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
(2)
根据图(a)可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的图像如图所示
由图像可知,电动势测量值小于真实值。
(3)
[1]根据图(a)所示电路图可得
可得图像的斜率为
解得电阻丝的电阻率为
[2]考虑电表内阻,图像的斜率不变,对电阻率的测量没有影响。
3.(25-26高二上·湖南名校联考联合体·期中)某研究小组要测量一节旧电池的内阻和电动势。除了干电池外,实验室还提供了以下可供选择的器材:
A.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约为)
B.电压表V(量程为0~2V,内阻约为)
C.滑动变阻器(阻值为)
D.滑动变阻器(阻值为)
E.开关一个,导线若干
(1)实验中选用的滑动变阻器为 (选填“”或“”)。
(2)根据提供的实验器材,该小组设计了如图所示的两种电路方案,其中 (选填“甲”或“乙”)图的方案最好。
(3)若采用(2)问中选择的实验方案,误差的来源是 (选填“电流表分压”或“电压表分流”);
(4)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U,利用这些数据在图中画出了图线如图丙所示。由图像可以得出,此干电池的电动势 V,内阻 。(结果均保留2位小数)
【答案】(1) (2)甲 (3)电压表分流 (4)① 1.45 ② 1.30
【讲解】(1)
因为电流表量程为0~0.6A,依据电流读数的准确范围,电路中接入的电阻不能太大,又为了便于调节,应该选用滑动变阻器。
(2)
实验提供的电压表、电流表内阻都未知,但电池内阻与电流表内阻相差不是太大,如果选用电路乙,测出的内阻相对误差太大,所以应该选用图甲电路。
(3)
甲图中电流表测量的是支路电流,根据可知,误差来源于电压表分流。
(4)
[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
根据图线的纵截距和图像与I轴交点坐标可以得出,。
4.(25-26高二上·明德中学·期中)习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了图1所示电路,实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻约)
电压表V(量程,内阻约)
电流表A(量程,内阻约)
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
定值电阻(阻值)
开关一个,导线若干
(1)请根据图1所示电路图完成图2所示实物图的连接 。
(2)实验中,滑动变阻器应选择 (选填“”或“”)。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“最左端”或“最右端”)。
(3)正确操作,调节滑动变阻器滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出图像,如图3所示。根据图线求得电动势 V,内阻 。(结果均保留2位小数)
【答案】(1) (2)① ② 最右端 (3)① 1.4 /1.48 .49 ② 0.30 .29 .31
【讲解】(1)
根据电路图连接实物图时,电压表负接线柱应与电池负极或滑动变阻器左下接线柱相连,电压表正接线柱应与电流表正接线柱或定值电阻左接线柱相连。
(2)
[1][2]若选用滑动变阻器,且阻值全部接入电路,则电流表示数约为,结合电流表量程可知,能够满足实验需要。阻值过大,为了操作方便,滑动变阻器应选择。为了保护电路,防止电流过大,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
(3)
[1][2]根据闭合电路欧姆定律和电路图可知
整理得
图像的纵截距表示电源电动势,图线斜率绝对值表示和电源内阻之和,结合图像可得,,
5.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为1.5V。
A.电流表A,量程是1A,内阻RA=0.2Ω;
B.电压表V1,量程是2V,内阻约为6kΩ;
C.滑动变阻器,阻值为0~10Ω;
D.定值电阻R0=0.3Ω;
E.开关S一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至 (选填“左”或“右”)端
(2)用甲图的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)若电流表损坏,现将量程200mA,内阻为1.5Ω的毫安表与定值电阻R0并联改装成电流表Ⓐ,则改装后的量程为 A
【答案】(1)左 (2)① 1.5 ② 0.8 (3)1.2
【讲解】(1)
滑动变阻器采用的是限流式接法,为保护电路应使它接入电路中的电阻最大,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至左端;
(2)
[1] [2] 由闭合电路欧姆定律可得
解得
可得该蓄电池的电动势
得
(3)
毫安表的满偏电压为
则改装后干路最大电流为
即改装后的电流表量程为1.2A。
考点7 测量电阻常用的方法
1.(25-26高二上·湘潭县第一中学·期中)(多选)如图所示为电流表改装成欧姆表的电路。两表笔直接接触时,指针满偏,偏转角度为,此时刚好完成了欧姆调零,调好的欧姆表内阻r=150Ω。现将待测电阻Rx接在两表笔间:
A. 插孔a应插入红表笔
B. 若此时指针偏转的角度为,被测电阻Rx大小为100Ω
C. 若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零仍能准确测量待测电阻
D. 若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流也会变为原来的2倍
【答案】AB
【详解】
A.电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出,由图可知,电流从电源负极流入电表,故插孔a应插入红表笔,故A正确;
B.设满偏电流为,两表笔短接时,则有
两表笔间接待测电阻时,则有
联立解得,故B正确;
C.根据闭合电路欧姆定律
若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零,则欧姆表内阻变大,不能准确测量待测电阻,故C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律
若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流不是变为原来的2倍,故D错误。
故选AB。
2.(25-26高二上·邵东三中·期中)有一根细长而均匀的空心金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图(a)所示。此样品的长为l,截面外边长为a,电阻约为5Ω。已知这种金属常温时的电阻率为,因样品内部直径d太小,不便直接测量,请根据下列提供的实验器材和方案,测出内径d。
A.电流表A(0∼0.6A);
B.电压表(0∼15V);
C.电压表(0∼3V);
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.直流稳压电源E(6V);
G.开关一个,带夹子的导线若干。
(1)按图(b)连接电路,电压表应选 (填或)滑动变阻器应选 (填或)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表、电流表的示数,并作出电压-电流关系图,现从图像中取其中一组数据U、I,根据已知的物理量、常量和所测的物理量,得出金属样品内径的表达式d= (用本题物理量符号表示);
(4)本实验可能出现系统误差的原因有 (写出一条即可)。
【答案】(1)① ② (2)a (3) (4)金属样品温度升高,电阻率发生变化,引起误差;样品长度l、边长a的测量存在误差
【讲解】(1)
[1]金属样品电阻约5Ω,电流表A的量程为0∼0.6A,根据
可得样品两端最大电压约为3V。为减小测量误差,选量程0~3V的更精准,故填V2。
[2]金属样品电阻约5Ω,滑动变阻器采用限流接法,故滑动变阻器最大阻值为样品电阻的3~5倍便于调节,操作方便,故滑动变阻器选,故填R2。
(2)
滑动变阻器采用的是限流接法,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大,故填a。
(3)
根据欧姆定律可求样品电阻
由电阻定律可得
样品横截面积为S,样品外方内圆,其横截面积
联立得
解得
(4)
金属样品温度升高,电阻率发生变化,引起误差;样品长度l、边长a的测量存在误差。
试卷第1页,共3页
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