内容正文:
一、作品基础信息
项目
填写内容
作品名称
【新余高二物理上学期课后作业(人教版必修三第十一章)】
学段学科
【高中】【物理】
适用年级
【高二年级】
教材版本
【人教版】
对应内容
【第11章电路及其应用】
作业类型
【课后作业】
完成时长
总时长_30_分钟
设计者
【何小青】
二、设计背景与意图
1. 课标与教材分析
· 课标要求:本作业严格锚定《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》中“电路及其应用”主题的全部规定要求,以“教-学-评”一致性为核心原则,将物理学科四大核心素养的培育目标完全融入作业环节,作为课堂教学的有效延伸,不额外增加学生过重学业负担。 作业设计严格落实课标中“控制书面作业总量”的要求,单课时作业时长控制在30分钟以内,不布置机械重复、惩罚性作业,采用分层弹性结构适配不同学情学生的学习需求。
· 教材地位:人教版高中物理必修三第十一章《电路及其应用》是高中电学的核心奠基枢纽,既是初高中电学从定性认知到定量推导、模型建构的能力跃迁节点,又前接静电场知识打通“场”“路”壁垒,后为闭合电路欧姆定律等后续内容筑牢基础。本章集中承载两个课标必做电学实验,是高考实验高频考点,串联起电流微观本质、电阻定律、串并联等效电路等核心概念,贯穿控制变量、等效变换等经典物理方法,同步渗透严谨实验态度与安全用电、节能低碳的价值导向,推动物理核心素养落地。
· 教学重难点:本次作业严格锚定课标要求与学生实际学情,精准聚焦知识理解、实验操作、思维应用三个层级的核心重难点,针对性破解学生学习中的高频易错点。作业设计中通过分层梯度设置,先夯实基础重点,再逐步突破难点,确保不同学情的学生都能在作业中完成对应层级的能力提升。
2. 学情分析
维度
具体描述
已有基础
学生已完成初中基础串并联电路、电表使用的学习,掌握高中静电场电势差、电场力做功等前置概念,能独立完成简单力学测量仪器读数、基础电路实物连线,具备本章学习的全部必备知识与基本动手能力。
现有困惑
多数学生仍停留在初中“背电路结论”的惯性思维,混淆电阻定义式与决定式的物理意义,无法从电势差角度推导串并联规律,对电表等效模型、复杂电路化简、实验系统误差分析存在明显认知障碍,容易将直流稳态分析方法错误套用到动态暂态电路中。
差异分析
学生能力分层清晰,优生群体对电表改装、故障排查等拓展内容兴趣浓厚但易重技巧轻概念本质,中等生能完成基础计算但缺乏自主实验设计能力,学困生因静电场基础薄弱对抽象电路规律产生畏难情绪,作业完成质量随难度递增明显下滑。
3. 设计意图(一段话讲清即可)
本章课后作业以核心素养为导向,锚定课标要求与学情特征,总时长控制在30分钟以内,设置“基础-提升”的弹性分层结构,覆盖概念辨析、电路计算、实验分析、生活应用多元任务,配套“全批全改+针对性讲评”的闭环反馈机制,不布置机械超纲内容,实现不同学情学生的精准适配,落实“教-学-评”一致性。
三、作业详情
第十一章 电路及其应用
11.1电源与电流
1.下列关于电源的说法正确的是( )
A.电源的电动势就是电压
B.电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷,维持一定的电势差
C.在电源内部电子由负极被搬向正极
D.只要有电源,电路中就能产生持续的电流
2.关于对电流的理解,下列说法正确的是( )
A.只有自由电子的定向移动才能形成电流
B.电流是矢量,其方向为正电荷定向移动的方向
C.导体中的自由电荷越多,电流越大
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位
3.下列关于电流的说法中,正确的是 ( )
A.金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率
B.温度升高时,金属导体中自由电子热运动加快,电流也就加大
C.电路接通后,电子就由电源出发,只要经过一个极短的时间就能达到用电器
D.通电的金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动,电流的传播速率等于光速
4.每分钟有个自由电子通过导线的横截面,导线的横截面积为,电子电荷量为,则该导线中的电流大小是( )
A. B. C. D.
5.某款手机搭载了一块5000mA·h的电池,若用充满电后的该手机观看视频,可连续观看12个小时,则观看视频时电池的平均放电电流约为( )
A.0.35A B.0.42A C.0.48A D.0.55A
6.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.
7.如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S,有个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A.当时,电流为零
B.当时,电流方向从A→B,电流为
C.当时,电流方向从B→A,电流为
D.无论大小如何,电流方向都从A→B,电流都为
8.一根长为L,横截面积为S的金属棒,金属棒中单位长度的自由电子数为n,元电荷为e,在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,电流的大小为( )
A. B. C. D.ev
9.某导线中的电流,导线的横截面积。已知电子电荷量,导体每立方米内有个自由电子。求:
(1)在1s内定向移动通过导线横截面的电子个数N。
(2)自由电子定向移动的速度大小v。
(3)自由电子沿导线定向移动1cm所需要的时间t。
1.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+3价重离子束,其电流强度为1.2×10-5 A,则在1 s内发射的重离子个数为(e=1.6×10-19 C)( )
A.3.0×1012 B.2.5×1013
C.7.5×1013 D.3.75×1014
2.计数器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达阳极,则计数器中的电流为( )
A.0 B. C. D.
3.电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动的线速度为v,氢原子核、核外电子的电荷量大小均为e,m表示电子的质量,k为静电力常量。则电子运动形成的等效电流为( )
A. B. C. D.
4.有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流,若将该细胞膜视为的电容器,在内细胞膜两侧的电势差从变为,则该过程中跨膜电流的平均值为( )
A. B.
C. D.
5.一根横截面积为S的铜导线,通过的电流为I,已经知道铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个铜原子只提供一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动速率为( )
A. B. C. D.
6.如图所示为一长方形金属导体,其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时,金属导体内自由电子定向移动的速率之比( )
A. B. C. D.
7.(多选题)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×V,云地间距离约为l km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是
A.闪电电流的瞬时值可达到1×A
B.整个闪电过程的平均功率约为l×W
C.闪电前云地间的电场强度约为l×106V/m
D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×J
8.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,然后被引向轰击肿瘤,杀死其中的恶性细胞,如图所示。来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流,细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I; 已知质子的加速长度为d, 加速电场为匀强电场,质子电量为q,质量为m,求:
(1) 加速电场中质子的加速度大小a;
(2)质子在加速电场中获得的最大速度v。
(3) 加速后这束质子流内单位体积的质子数n。
11.2导体的电阻
1.对于欧姆定律,理解正确的是( )
A.从可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
B.从可知,导体两端的电压随电阻的增大而增高
C.从可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
D.从可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
2.下列有关导体电阻及电阻定律的说法,表述正确的是( )
A.灯泡的灯丝随温度的升高,其电阻率增大,属于非线性元件
B.电阻定律仅适用于粗细均匀的金属导体
C.两段相同的导线串联或并联,电阻加倍或减半,说明电阻率也加倍或减半
D.由可知,对于一般金属导体,电阻R取决于导体本身的材料、长度和横截面积,与温度高低无关
3.对于常温下一根阻值为的金属电阻丝,下列说法正确的是( )
A.常温下,若将电阻丝均匀拉长为原来的倍,则电阻变为
B.常温下,若将电阻丝从中点对折,电阻变为
C.加在电阻丝上的电压从逐渐加大到,则在任意状态下的的值不变
D.若把温度降到绝对零度附近,电阻丝的电阻突然变为零,这种现象称为超导现象
4.如图为两个电阻和的U-I图像,由图可知( )
A.的电阻值为3Ω
B.的电阻值为20Ω
C.的电阻率一定大于的电阻率
D.和的电阻值都随着电压的增大而增大
5.(多选题)如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设,,,当里面注满某种电解液,且P、Q加上电压后,其图线如图乙所示,当时,下列说法正确的是( )
A.电解液的电阻为
B.电解液的电阻为
C.电阻率是
D.电阻率是
6.(多选题)一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,厚为c.电流沿CD方向时测得样品的电阻为R,则下列说法正确的是( )
A.样品的电阻率为 B.样品的电阻率为
C.电流沿AB方向时样品的电阻为
D.电流沿EF方向时样品的电阻为
7.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,可以反映地下的有关情况。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。
8.一根长为L=3.2 m、横截面积S=1.6×10﹣3 m2的铜棒,两端加电压U=7.0×10﹣2 V.铜的电阻率ρ=1.75×10﹣8 Ω·m,铜内自由电子的体密度为n=8.5×1029 m﹣3.求:(1)通过铜棒的电流;
(2)铜棒内的电场强度;
(3)自由电子定向移动的平均速度.
1.某一用电器,其内部电阻阻值为R,当在其两端加上电压U时,流经用电器的电流为I。若不计温度对电阻的影响,下列论述正确的是( )
A.若该用电器两端电压增至2U,则电阻阻值可能增至2R
B.若该用电器两端电压增加,则通过用电器的电流一定为
C.若该用电器两端电压增至2U,则通过用电器的电流可能为2I
D.若该用电器两端电压增加,通过的电流增加,则一定有
2.在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质—髓质累积而成的,具有很大的电阻。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20cm、半径4cm的圆柱体,当其两端加上的电压时,测得引起神经纤维产生感觉的电流为,则该段髓质的电阻率约为( )
A. B.
C. D.
3.如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为ρ,单位体积内自由电子个数为n,自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A.通过直导线的电流为
B.通电直导线的电阻为
C.导体棒两端的电压为
D.一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为
4.如图所示为A、B两个导体的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.导体B的电阻随着导体两端电压的升高而变大
B.当A、B两个导体两端的电压均为 U₀时,导体B的电阻比导体A 的大
C.将A、B两导体串联后接在小于 的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A的大
D.将A、B两导体并联后接在小于 U₀的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A 的小
5.(多选题)一长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的均匀长方体导体,在导体两端加上电压U,于是导体中有匀强电场产生,在导体中移动的自由电子()受匀强电场的作用而加速,但又和做热运动的阳离子碰撞而减速,这样边反复碰撞边向前移动。阻碍电子向前运动的碰撞的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,其大小可以表示成kv(k为恒量)。电场力和碰撞的阻力平衡时,导体中形成了恒定电流,下列说法正确的是( )
A.导体中匀强电场的场强大小为
B.导体的电阻为
C.导体的电阻为
D.制作导体的材料电阻率为
6.(多选题)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而减小
B.电阻b的阻值
C.在两图线交点处,电阻a的阻值大于电阻b的阻值
D.在电阻b两端加4V电压时,流过电阻的电流是2A
7.离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为3×105V。已知,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C,地球表面积近似为5.0×1014㎡,求:(结果均保留两位有效数字)(1)求离地面50 km以下的大气层(漏电大气层)的平均电阻率;(2)该大气层向地球的平均漏电功率。
11.3实验:导体电阻率的测量
1.(1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺,它们的游标尺自左向右分别为10分度、20分度、50分度,它们的读数依次为 mm、 mm、 mm。
(2)某同学用如图丁所示的螺旋测微器测量小球的直径时,他应先转动 使F靠近小球,再转动 使F夹住小球,直至听到棘轮发出声音为止,拨动 使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。正确操作后,螺旋测微器的示数如图戊所示,则小球的直径是 mm。
2.如图所示,读出下面的测量值(单位:cm)
读数 读数 读数______
读数______ 读数______
3.某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,其阻值大约为。
(1)已知该同学用电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)测金属丝的电压、电流时,表盘如下图所示,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 A。
(2)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为 mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为 cm;
(3)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应选______;(填器材前的字母代号)
A.滑动变阻器(阻值范围,1.0A)
B.滑动变阻器(阻值范围,0.1A)
(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为 。
4.某同学通过实验测量一个阻值约为5 Ω的金属丝Rx的阻值。现有学生电源(输出电压恒为3V不变)滑动变阻器(0~20Ω),开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
(1)如图所示的甲、乙为该实验的两种电路图,对于乙图,Rx为待测电阻,考虑电表本身的电阻对测量结果的影响,电压表的读数 Rx两端的实际电压,电流表的读数 通过Rx的实际电流。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 (选填“甲”或“乙”)。
5.某实验小组欲测定自来水的电阻率,用绝缘性能良好的塑料圆柱形容器装满采集的水样,然后用金属圆片电极将容器两端密封,水平放置,实验室还提供了下列器材:A.游标卡尺
B.电压表V(选用3V量程,内阻约5kΩ)
C.灵敏电流计G(量程20μA,内阻约250Ω)
D.滑动变阻器(阻值0~20Ω,额定电流1A)
E.电源(输出直流电压6V) F.开关、导线若干
(1)图1为游标卡尺的结构示意图,实验前需测量圆柱形容器的内径,应使用游标卡尺的 (选填“A”、“B”、“C”)进行测量,图2游标卡尺读数为 cm。
(2)在下面四幅图中选取一适合本实验的电路图 。
(3)图3、图4为实验测量的一组电表示数,电流表的读数为 μA,电压表的读数为 V。
(4)根据实验多组数据作出的U-I图像如图5,若圆柱形容器中水柱的长度用表示,圆柱形容器的内径用d表示,U-I图像的斜率用k表示,则待测水电阻率的表达式为ρ= (用题中给定的字母表示)。
(5)若装入的水样品未完全充满塑料圆柱形容器,这将会使测得的电阻率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
6.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图所示,其读数应为 mm。
(2)用伏安法测金属丝的阻值Rx,实验所用器材为:电池组(电压为3 V)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某实验小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上数据可知,他们测量Rx采用的电路图是下图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的7个坐标点。请在图中描绘出U-I图线。由图线得到待测金属丝的阻值Rx= Ω(保留2位有效数字)。
(4)根据以上数据可以估算出待测金属丝电阻率约为
(填选项前的符号)。
1.下图中游标卡尺读数正确的是( )
A.0.044cm
B.20.22mm
C.2.44cm
D.20.440cm
2.读出如图1中游标卡尺(50分度)与图2螺旋测微器的读数:如图1 mm,如图2 mm。
3.游标卡尺和螺旋测微器是较为精密的长度测量仪器,请回答下列问题:
(1)图中游标卡尺的精度为 ,其读数为 。
(2)图中螺旋测微器的精度为 ,其读数为 。
11.4串联电路和并联电路
1.如图所示,有一段长为1m、电阻为15Ω的金属丝,两端连接成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连。已知M、N间的短圆弧长20cm,沿AM流入圆环的电流强度为0.5A。下列说法正确的是( )
A.M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为12Ω
B.闭合圆环在M、N间的电阻值为15Ω
C.通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为0.4A
D.10s内通过M、N间的短圆弧金属丝横截面的电荷量为2C
2.如图所示的电路中,通过的电流是3A,已知,,,则( )
A.电路的总电阻是
B.通过的电流是4.5A
C.ab两端的电压是12V
D.ac两端的电压是18V
3.如图所示的电路中,,若在a、c两点之间加上的电压,则电流表的读数为( )
A.0 B.1A
C.2A D.4A
4.如图所示的电路中,和是由同种材料制成的厚度相同、表面均为正方形导体,与的边长比为,和为两条支路的电流,为、两点之间的电势差,为、两点之间的电势差,以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是安培表,R增大时量程增大
B.乙表是安培表,R增大时量程增大
C.在甲图中,若改装成的安培表的量程为,则
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
6.如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为
C.乙图中,
D.乙图中,
7.(多选题)如图所示,R1、R2、R3的电阻之比是2:3:5,电流表内阻忽略不计,电压表内阻无穷大,电路两端的电压恒定,则甲图中两个电压表的示数之比和乙图中两个电流表的示数之比分别为( )
A.电压表的示数之比3:5
B.电压表的示数之比5:8
C.电流表的示数之比16:25
D.电流表的示数之比2:5
8.如图甲所示的电路中,间电压恒定,为非线性元件,其伏安特性曲线如图乙所示,电压表示数,电流表和电压表均为理想电表。求:(1)此时的阻值;(2)电流表示数。
1.如图是某电路的一部分,其中、、、、,那么,电流表测得的电流为( )
A.,方向向左
B.,方向向左
C.,方向向右
D.,方向向右
2.如图所示,当a、b两端接入10V的电压时,c、d两端电压为2V,当c、d两端接入10V的电压时,a、b两端电压为4V,则等于( )
A.4:2:1 B.2:1:1
C.3:2:1 D.8:4:3
3.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
4.如图所示,R1=6 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω,R4=3 Ω。则当S断开和S闭合时,电流表(可视为理想电表)的示数分别为( )
A.1A和A
B.2A 和2A
C.3A 和4A
D.0.25A和A
5.由5个电阻连成的电路如图所示,其中,,,导线的电阻不计,则A、B间的等效电阻为( )
A.1Ω B.1.5Ω C.2Ω D.2.5Ω
6.用小量程表头G改装成双量程的某种电表,电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小,接A、C两个端点时读数均准确,以上信息可知( )
A.接A、B两个端点时,是量程较大电压表
B.接A、C两个端点时,是量程较大电流表
C.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,在上串联一个小电阻
D.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,电阻无需改变
7.(多选题)如图所示,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些,表头G的满偏电流为Ig,出现的误差可能是下述哪种原因引起的( )
A.Rg的测量值比真实值偏大
B.Rg的测量值比真实值偏小
C.所并联的R并比公式R并′=计算出的R并′偏小
D.所并联的R并比公式R并′=计算出的R并′偏大
8.(多选题)如图所示电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0~3A)和电流表A2(0~0.6A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流。则下列说法中正确的是( )
A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏
B.A1的指针还没有满偏,A2的指针已经满偏
C.A1的读数为1A时,A2的读数为0.6A
D.A1的读数为1A时,干路中的电流为1.2A
9.(多选题)电压表,电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表,电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C.小量程电流表内阻为,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程是原来的倍
D.为实现对改装电表的逐格校准,需要采用分压式电路
11.5实验:练习使用多用电表
1.关于多用电表的表盘,关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.表盘电阻的刻度线不均匀,越靠近右侧刻度线越密集
B.只有测量电阻阻值时,才需要调节指针定位螺丝,使指针指在最左端刻度
C.测量电阻时,假如事先知道电阻的大致阻值,应该选择适当倍率使测量时表针落在刻度盘的中间区域
D.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时,发现指针非常靠近欧姆零点,应该选择更大倍率挡
2.如图是多用电表内部结构示意图,通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连,以改变电路结构,分别成为电流表、电压表和欧姆表,下列说法正确的是( )
A.A是黑表笔、B是红表笔
B.作电流表时1比2量程大,作电压表时6比5量程小
C.当选择开关与3或4相连是欧姆表,测量电阻之前需欧姆调零
D.测电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更大的挡位
3.关于多用电表的使用,选择合适的挡位后,下列连接方式正确的是( )
A.甲图,测量小灯泡两端电压
B.乙图,测量小灯泡工作电流
C.丙图,测量电阻的阻值
D.丁图,测量二极管正向导通电阻
4.如图所示为多用电表的示意图,试回答下列问题∶
(1)请补全横线中的名称∶① ,② ,③ ,④ 。
(2)当选择开关旋至“mA”挡中的“2.5”挡位时,测量的是 。
(3)当选择开关旋至“V”挡中的“50”挡位时,测量的是 。
(4)当选择开关旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,测量的是 。
(5)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么正确的操作步骤依次是:① ;② ;
③ 。
(6)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量,电流都应该是从 表笔经 插孔流入电表.
7.如图甲所示为多用电表的示意图,其中S、T为可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为3000Ω的定值电阻,部分操作步骤如下:
(1)选择开关应调到电阻挡的 (选填“”、“”、“”或“”)位置。
(2)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔,把两笔尖相互接触,调节 (填“S”或“T”)。使电表指针指向 (填“左侧”或“右侧”)的“0”位置。
(3)将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触,电表示数如图乙所示,该电阻的阻值为 Ω。
(4)如果多用电表选择开关打在“”位置,表盘指针在右图中位置,则测量读数为 ;
(5)如果多用电表选择开关打在“”位置,,表盘指针在右图中位置,则测量读数为 ;
1.某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表,改装电路如图所示,通过调节开关S所接位置,可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
A.电池(电动势E)
B.电流表G(满偏电流,内阻)
C.滑动变阻器
D.定值电阻
E.定值电阻
F.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干
(1)用该欧姆表测电压表内阻时,红表笔应接电压表的 (填“+”或“-”)接线柱。
(2)当开关S掷向 (填“a”或“b”),欧姆表的倍率是“×10”倍率,现将两表笔短接,调节滑动变阻器,使电流表G满偏,此时通过滑动变阻器的电流为40mA,则定值电阻
(3)再将此欧姆表调至“”倍率,两表笔短接,调节滑动变阻器,使电流表G满偏,再测量电压表内阻,电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的,此时电压表示数为4V,通过计算可知该电压表内阻为 Ω。
2.某实验小组制作一个简易的欧姆表如图所示,其中灵敏电流计G的满偏电流内阻为,电池的电动势E=1.5V,内阻为r=1Ω,滑动变阻器R的阻值调节范围为0~1500Ω,R₁和R₂为定值电阻。
(1)为了满足欧姆表的使用规范,表笔P应选用 (填“红”或“黑”)表笔。
(2)已知电路中两个定值电阻的阻值分别为50Ω和400Ω,为了实现欧姆调零,则R₁的阻值为 (填“50Ω”或“400Ω”),且欧姆调零时,滑动变阻器R接入电路的阻值为 Ω。
(3)用该欧姆表测量某电压表的内阻,表笔P应与电压表的 (填“正”或“负”)接线柱相连,指针稳定后灵敏电流计的示数为I₁=50μA,电压表的指针指在满偏电压的处,则该电压表的内阻为 Ω,满偏电压为 V。
3.某同学在练习使用多用电表实验中
(1)测量电阻阻值,正确使用欧姆表×10挡,指针偏转如图甲所示,该同学认为此时读数误差较大,应该将欧姆表量程调换为 (选填×1,×100)挡,改变量程后应该 ,然后再进行电阻测量.
(2)利用图乙电路测量电源电动势和内电阻,正确连接电路,闭合开关,观测到电压表指针发生偏转,而电流表指针不动,移动变阻器滑动片,电流表指针读数始终为零.不断开电路的情况下,使用多用电表检查电路故障,应将多用表旋钮拨到 挡(选填欧姆,直流电流,直流电压,交流电压),在a、e间检测,当检查滑动变阻器时,应将红表笔与 (选填c,d)接线柱接触,若此时多用表指针发生偏转,电路故障应是滑动变阻器 (选填短路,断路).
(3)图丙所示黑盒子有三个接线柱,用多用电表欧姆挡探究其内部电路.当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转角度;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转;则黑盒内电路可能是下列选项中
专题:测量未知电阻的常用方法
1.在做《测定金属的电阻率》的实验中,若待测电阻丝的电阻约为,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:
A.电池组(、内阻约)
B.电流表(,内阻约)
C.电流表(,内阻约)
D.电压表(,内阻约)
E.电压表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,允许最大电流)
G.滑动变阻器(,允许最大电流) H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是 。(只填写字母代号)
(2)图甲是未完成的实物连线图,图中为待测导体右端接线柱,为电流表正极接线柱,为滑动变阻器左上端接线柱,为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接 (填“”或“”)。导线②应连接 (填“”或“”);此时最终电阻的测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)该同学根据测量数据得到的伏安特性曲线如图乙所示,图中段向上弯曲的主要原因是 。
(4)某次用螺旋测微器测金属丝直径为,用游标卡尺测金属丝的长度为,电压表和电流表的示数分别为、,写出该金属丝的电阻率的表达式 (用、、、表示)。
2.用如图甲所示电路,测量阻值约为2kΩ的未知电阻的阻值;是电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω),R是滑动变阻器,是电压表,E是电源(电动势6V,内阻不计):
在保证安全和测量尽量准确的条件下,具体实验步骤如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱,使得的示数,记下此时电阻箱的阻值和电压表的示数;
②重复步骤①,使的示数仍为,测量多组和的值;
③将实验获得的数据标在图像中,如图乙所示。
根据实验回答以下问题:
(1)现提供了四只电压表:
A.电压表(0~15V,内阻为3kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻未知)
C.电压表(0~3V,内阻为1kΩ)
D.电压表(0~3V,内阻未知)
电压表选 ,电压表选 (填写选字母)
(2)在图乙中作出图像;
(3)根据实验测得电阻的阻值为 kΩ;(保留2位有效数字)
(4)图像在纵轴上截距的绝对值的物理意义是 。
3.由于实验室没有提供电流表,某实验小组利用两个电压表测量电阻的阻值.实验小组设计如图1所示的电路图进行实验:
(1)请根据电路图连接图2中的实物图;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移动到最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关S,适当调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、的示数、;
(4)重复步骤(3),测量多组和值;
(5)根据测量数据作出的关系图线如图3所示,求得直线的斜率为k,可以得到 .(用斜率k和定值电阻表示)
(6)因电压表、非理想电表,用该方法测得的阻值与其真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”).
4.学生实验小组利用如图所示电路测量量程为的电流表A的内阻(约为),图中其它器材为:电源(电动势约为,内阻很小)、电流表(量程为,内阻约为)、定值电阻(阻值待定)、滑动变阻器(最大阻值约为)、开关、导线若干。
(1)为保证测量过程中待测电流表A和电流表均能同时达到满偏量程的以上,定值电阻的阻值应该选择_______(填标号)。
A. B. C.
(2)选择好定值电阻的阻值后,如图连接电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“”或“”)端。
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表、待测电流表的示数分别为、,则待测电流表A的内阻 (用、和表示)。
(4)实验小组的同学进行了多次测量,记录了多组实验数据。根据这些数据,以为横坐标、为纵坐标描绘出随着变化的图线。发现该图线在误差允许的范围内为一条直线,测得该图线的斜率为,则待测电流表A的内阻 (用和表示)。
5.某兴趣小组想测量某电阻的阻值Rx(约6Ω),实验室提供的器材如下:
A.直流电源(电动势为3V,内阻很小)
B.滑动变阻器R1(阻值0~5Ω,额定电流2A)
C.滑动变阻器R2(阻值0~100Ω,额定电流2A)
D.定值电阻R3(阻值10Ω)
E.电流表A1(量程0~1.5A,内阻约0.1Ω)
F.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω)
G.开关一个、导线若干
(1)兴趣小组同学设计的电路如图所示,为方便操作,滑动变阻器R应选择 (选填“R1”或“R2”);
(2)改变滑动变阻器的滑片,得到很多组电流表A1、电流表A2的示数I1和I2,作出的I1-I2图像的斜率为k,则待测电阻的阻值为 (用已知量的字母表示);
(3)实验测得的电阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
6.如图(a)一段粗细均匀、中空的圆柱形导体,某同学设计了如下实验间接测量中空部分的直径大小:
(1)用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图(b)所示。则直径 mm,然后又测得该导体的长度L;
2)利用如图(c)所示的电路准确测量这段导体两端面之间的电阻值,除待测导体外,实验室还提供了下列器材:
A.电流表(量程为20mA,内阻)
B.电流表(量程为50mA,内阻未知)
C.滑动变阻器(0~10Ω)
D.定值电阻
F.电源(电动势,内阻可以忽略)
E.定值电阻
G.开关S、导线若干
根据所给器材和电路图,电路中定值R应选择 (选填或);
为了减小误差,改变滑动变阻器滑动触头的位置,测出几组的示数、的示数,作出关系图像如图(d)所示,图线上某点的坐标值分别为a和b,则可知这段导体两端面间电阻的测量值 (用图像中和题设给出的物理量符号表示);
(3)查得这段导体材料的电阻率,则中空部分的直径大小测量值为 (用图像中和题设给出的物理量符号表示)。
7.某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:A.电阻箱(最大阻值)
B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
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1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择 (选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为 ;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值 真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表 (选填“串”或“并”)联一个阻值为 的电阻(保留两位有效数字)。
8.某实验兴趣小组在实验室中测量电压表V的内阻,实验所提供的器材有:
A.直流电源(电动势E约4V,内阻不计)
B.电压表V(量程为)
C.滑动变阻器R(阻值变化范围为0~20Ω)
D.电阻箱(阻值可调范围为0~9999Ω)
E.定值电阻
F.定值电阻
G.开关及导线若干
该小组同学设计了如图所示电路,并进行了如下操作:
(1)小组按图所示电路图连接电路
(2)先调整电阻箱电阻为0Ω,然后调节滑动变阻器使电压表示数达到较大的;
(3)保持滑动变阻器位置不变,调整电阻箱阻值,记录下电阻箱的阻值R和电压表的示数U;
(4)计算电压的倒数,画出图像。
请完成下列问题:
(1)用笔画代替导线将实物图补充完整 ;
(2)定值电阻应选择 (选填“R2”或“R3”);
(3)此实验中的图象如图所示,由图象知U0= V;R测= Ω;
(4)在严格操作的情况下,测量出的电压表内阻的测量值R测 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
9.某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
(1)该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:A.滑动变阻器R1(0~5kΩ)
B.滑动变阻器R2(0~20kΩ) C.电阻箱R'(0~9999.9Ω)
D.电源E1(电动势为1.5V) E.电源E2(电动势为9V) F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合S2,保持R不变,调节R'的阻值,使微安表G的示数为250μA,此时R'的示数为1900.0Ω;
回答下列问题:
(1)①为减小实验误差,实验中电源应选用 (填E1或E2),滑动变阻器应选用 (填R1或R2);
②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值Rg= Ω,与微安表内阻的真实值相比 (选填“偏大”、“相等”或“偏小”);
(2)若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为 Ω的电阻R0;
(3)用图乙所示电路对改装电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2V时,改装电压表中微安表G的示数为495μA,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,R0的阻值应调至 Ω(结果保留1位小数)。
10.某同学想把量程为0~3mA但内阻未知的毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表A1;他先测量出毫安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电流表A,对改装后的电流表进行检测,具体实验步骤如下:
①按如图甲所示的电路图连接好线路;
②将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的示数为2mA,此时接入电路的阻值为1800Ω。
回答下列问题:
(1)由实验操作步骤可知,毫安表G内阻的测量值
Ω,该测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)毫安表内阻的真实值。
(2)若按照(1)中测算的,将上述毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表,需要 (填“串联”或“并联”)一个阻值为 Ω的电阻。
(3)用如图乙所示的电路对改装后的电流表进行校准,由于内阻测量时造成的误差,当标准电流表的示数为30mA时,改装电流表中毫安表G的示数为2.9mA。为了尽量消除改装后的电流表测量电流时带来的误差,的阻值应调至 Ω。(结果保留整数)
(4)在如图甲所示的电路图中,为减小系统误差,下列操作正确的是_______。(填正确答案标号)
A.减小R的总阻值 B.增大R的总阻值
C.选择电动势较大的电源
D.选择电动势较小的电源
11.某新型智能恒流源,能稳定输出大小为的电流。某实验小组利用此恒流源测量一定值电阻的阻值。他们又找来了一块电流表A(阻值未知且很小)、滑动变阻器R、电阻箱、导线若干,并连接如图甲所示电路图。
(1)当该同学将电阻箱的阻值调小时,电流表的读数将 (填“增大”“减小”或“不变”);
(2)该同学通过改变电阻箱的阻值,同时记录电流表A的示数为I,得到多组数据,他采用图像法处理数据,为使图像为一条直线,应描绘的是___________图像;
A. B. C. D.
(3)该同学描绘的图像如图乙所示,则电阻的阻值为 (用a,b,c表示);
(4)若考虑电流表内阻的影响,则该同学测得的电阻的阻值与实际值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.实验小组利用图甲所示的电路同时测量未知电阻,的阻值,图中和为电阻箱,电源E内阻不计,G为灵敏电流计,其外观如图乙所示,0刻度线在表盘的正中央,已知当有电流从接线柱a流入电流计,从接线柱b流出时,指针向右偏转。
(1)按图甲连接好电路,闭合开关后,发现电流计指针最终处于0刻度线的左侧,表明图甲中A、B两点的电势 (填“>”“<”或“=”),为使指针处于0刻度线,可调节,使其阻值 (填“增大”或“减小”);
(2)调节R1恰当后,记下两电阻箱的阻值分别为,。
(3)断开开关k,互换和的位置,再闭合开关,只调节,使指针仍处于0刻度线,记下电阻箱R1的阻值为则电阻,= ,
= 。
(4)据上述测量原理可知,排除偶然误差,和的测量值均 (填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
13.某小组测量一粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)用刻度尺测出该金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图1所示,其示数d= mm;
(2)用图2所示电路测量该金属丝的电阻,R为已知阻值的定值电阻,AB为一段粗细均匀的电阻丝;
(3)闭合开关S,调整触头D的位置,使D与AB接触时,电流表G中有从C流向D的电流,要使电流表G中电流为零,需将D向 (选填“A”“B”)端移动;电流表G中电流为零时,用刻度尺测出l1、l2,则电阻= ,由此可知该金属丝的电阻率= (用题给物理量符号表示)。
第十一章 电路及其应用
11.1电源与电流(基础过关练)参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
D
B
B
C
D
B
1.B
【详解】A.电源的电动势不是电压,当外电路断路时,路端电压等于电源电动势,A错误;
B.电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷,维持一定的电势差,B正确;
C.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极,从而保持稳定的电势差,C错误;
D.电路中形成持续的电流的条件是有电源且电路闭合,D错误。
故选B。
2.D
【详解】A.自由电子带负电,它的定向移动可以形成电流,但正电荷的定向移动也能形成电流,故A错误;
B.电流的方向就是正电荷定向运动的方向,但电流运算时遵守的代数加减法则,所以电流不是矢量,是标量,故B错误;
C.根据知,单位时间内流过导体横截面的电荷量越多,电流越大,所以导体中的自由电荷越多,电流不一定越大,故C错误;
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】A.电流的传播速率为光速,而自由电子的定向移动速度却远远小于光速,A错误;
B.电流是自由电子定向移动形成的,热运动加快,不表示定向移动的速度加快,B错 误;
CD.电流的速度不是电子定向移动的速度,而是电场建立(或叫传播)的速度,所以是电场瞬间到达用电器,并形成电流,而不是电子瞬间到达用电器,电子定向移动的速度是非常慢的,一般每秒只有几厘米.C错误,D正确。
故选D。
4.B
【详解】根据电流的定义式
故选B。
5.B
【详解】因为5000mA·h=5A·h
根据电流定义式有
故选B。
6.C
【详解】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。
7.D
【详解】由题意可知,在t秒内通过溶液内截面的电荷量为
则电流为
电流的方向与正电荷的运动方向相同,故由A到B,D正确。
故选D。
8.B
【详解】因为金属棒中单位长度的自由电子数为n,所以金属棒中电荷量为
全部通过某一横截面所用时间为
根据电流的定义式,得
故选B。
9.(1)个;(2);(3)
【详解】(1)电子个数个
(2)由公式
得
(3)由
得时间
11.1电源与电流(能力提升)参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
D
B
D
A
B
AC
1.B
【详解】根据
而
代入数据得1 s内发射的重离子个数n=2.5×1013个
故选B
2.D
【详解】电流大小是单位时间内通过某一截面的电荷量,由题意可知,通过导体横截面的电荷量为
电流定义式为
解得计数器中的电流为
故选D。
3.B
【详解】电子运动形成的电流
氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力,则有
电子的运动的周期
联立解得
故选B。
4.D
【详解】根据Q=CU
可知∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为
故选D。
5.A
【详解】设自由电子定向移动的速率为,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,对铜导体研究:每个铜原子可提供一个自由电子,则铜原子数目与自由电子的总数相等,即
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
解得
故选A。
6.B
【详解】根据电流的微观表达式可知
则
故选B。
7.AC
【详解】A.根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q=6C,时间约为t=60μs,故平均电流为
闪电过程中的瞬时最大值一定大于平均值,故A对;
B.第一次闪击过程中电功约为W=QU=6×109J
第一个闪击过程的平均功率
由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中,但整个闪电过程中的时间远大于60μs,故B错;
C.闪电前云与地之间的电场强度约为
C正确;
D.第一次闪击过程中向外释放的能量约为W=6×109J,整个闪电过程向外释放的能量更大,D错误;
故选AC.
8.(1);(2);(3)
【详解】(1)加速电场中质子的加速度大小
(2)根据动能定理
质子在加速电场中获得的最大速度
(3) 根据
可得加速后这束质子流内单位体积的质子数
《11.2导体的电阻(基础过关练 )》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
A
D
B
BC
BC
1.C
【详解】A.导体的电阻由导体本身的特性决定,与电流、电压无关,A错误;
B.从可知,只有电流I一定时,电压才与电阻成正比,导体两端的电压才随电阻的增大而增高,B错误;
C.根据欧姆定律得知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,C正确;
D.是电阻的定义式,R与导体两端的电压和电流无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,D错误。
故选C。
2.A
【详解】A.灯泡的灯丝随温度的升高,其电阻率增大,属于非线性元件,故A正确;
B.电阻定律适用于粗细均匀的金属导体,也适用于浓度均匀的电解液,故B错误;
C.电阻的电阻率与导体材料、温度有关,与电阻连接方式无关,两段相同的导线串联或并联,电阻加倍或减半,电阻率不变,故C错误;
D.由可知,对于一般金属导体,电阻R取决于导体电阻率、长度和横截面积。温度越高,一般金属导体的电阻率越大,故一般金属导体的电阻与温度高低有关,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】A.常温下,若将电阻丝均匀拉长为原来的倍,则横截面积变为原来的,根据电阻定律
可知电阻变为原来的100倍,A错误;
B.常温下,若将电阻丝从中点对折,长度为原来的一半,横截面积变为原来的2倍,可知电阻变为,B错误;
C.加在电阻丝上的电压从逐渐加大到,电阻丝的电阻率随温度发生变化,则电阻发生变化,可知的值发生变化,C错误;
D.若把温度降到绝对零度附近,电阻丝的电阻突然变为零,这种现象称为超导现象,D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.的电阻值
故A错误;
B.的电阻值为
故B正确;
D.由图可知,和的电阻值都不变,故D错误;
C.由AB选项可知,的电阻大于的电阻,但根据题意无法判断的电阻率与的电阻率的大小关系,故C错误。
故选B。
5.BC
【详解】AB.根据欧姆定律
结合乙图可知,U-I图像中图线上某点与原点连线的切线斜率表示电阻,即
故A错误,B正确;
CD.由电阻定律
解得
故C正确,D错误。
故选BC。
6.BC
【详解】AB.沿CD方向测得的电阻为R,根据电阻定律即有
那么电阻率为
A错误,B正确;
CD.根据电阻定律,那么沿AB方向的电阻
沿EF方向的电阻
C正确,D错误。
故选BC。
7.100m
【详解】盐水电阻
由电阻定律
而S=πr2=3.14×10-2m2
解得h=100m
8.(1)2×103 A;(2 )2.19×10﹣2 V/m;(3)9.19×10﹣6 m/s
【详解】(1)由
和
得
(2)由
电场强度
(3)由
得电子的定向移动速率
《11.2导体的电阻(强化提升练 )》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
A
C
C
BC
AD
1.C
【详解】A.电阻是导体本身的性质,与电压和电流没有直接关系,所以该用电器两端电压增至2U,则电阻阻值仍为R,故A错误;
B.若该用电器为非纯电阻电器,则欧姆定律不成立,则
故B错误;
C.若该用电器为纯电阻电器,则欧姆定律成立,可知该用电器两端电压增至2U,则通过用电器的电流为2I,故C正确;
D.若该用电器为非纯电阻电器,则欧姆定律不成立,该用电器两端电压增加,通过的电流增加,则,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】根据电阻定律
又
联立,解得
故选A。
3.C
【详解】A.时间t内通过某一截面的电荷量q=nevtS
由
可得
故A错误;
B.通电直导线的电阻
故B错误;
C.导体棒两端的电压U=IR
解得
故C正确;
D.电子从直导线右端运动到左端过程中,电场力对该电子做的功
故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A.结合图像可知,随着导体两端电压的升高,导体B图像的割线斜率增大,因此导体B的电阻减小,故A项错误;
B.图像可知,当A、B两个导体两端的电压均为时,导体B的电阻与导体A电阻相同,均为
故B项错误;
C.将A、B两导体串联后接在小于的恒定电压两端,两导体中的电流相同,由图像可知,B两端的电压比A两端电压大,则导体B的电阻比导体A的大,故C项正确;
D.将A、B两导体并联后接在小于时的恒定电压两端,由图像可知,A中的电流比B中的电流大,因此导体B的电阻比导体A的大,故D项错误。
故选 C。
5.BC
【详解】A.在导体两端加上电压U,导体中匀强电场的场强大小为
故A错误。
B.电流微观表达式
由欧姆定律得导体的电阻为
故B正确;
C. 根据题意知,电子受到电场力和碰撞的阻力平衡时,导体中形成了恒定电流,即
又,
由欧姆定律知
电流微观表达式
联立可得
故C正确;
D.制作导体的材料电阻率为
故D错误。
故选BC。
6.AD
【详解】A.因为图像上某点与原点连线的斜率为该状态下电阻的倒数,由图可知,随电流的增大,a的图像上的点与原点连线的斜率越来越大,即a的电阻随电流的增大而减小,故A正确;
B.图像某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,则电阻b的阻值
故B错误;
C.两图像的交点处,电流和电压均相同,则由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,故C错误;
D.由于b电阻的阻值为2.0,在电阻b两端加4V电压时,流过电阻的电流为
故D正确。
故选AD。
7.(1);(2)
【详解】(1)漏电电流为
漏电大气层的电阻为
漏电大气层的电阻率满足
解得
(2)向地球的平均漏电功率为
11.3实验:导体电阻率的测量(基础过关练 )参考答案
1. 17.6 23.25 3.20 D H G 6.700
【详解】(1)[1]图甲读数:整毫米是17mm,不足1毫米数是6×0.1mm=0.6mm,最后结果是
17mm+0.6mm=17.6mm
[2]图乙读数:整毫米是23mm,不足1毫米数是5×0.05mm=0.25mm,最后结果是
23mm+0.25mm=23.25mm
[3]图丙读数:整毫米是3,不足1毫米数是10×0.02mm=0.20mm,最后结果是
3mm+0.20mm=3.20mm
(2)[4][5][6][7]用螺旋测微器测小球直径时,先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球,再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球,直到棘轮发出声音为止,拨动止动旋钮G使F固定后读数,读数为
6.5mm+20.0×0.01mm=6.700mm
2. 1.3985cm 0.6032cm 5.45cm 1.150cm 4.120cm
【详解】[1]读数为
[2]读数为
[3]读数为
[4]读数为
[5]读数为
3.(1) 2.20 0.48
(2) 1.850 4.250
(3)A
(4)
【详解】(1)[1][2]电压表最小分度为0.1V,需要估读一位,读数为2.20V,电流表的最小分度为0.02A,不需要估读,读数为0.48A
(2)[1]螺旋测微器测量其横截面直径为
[2]用游标卡尺测其长度为
(3)为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,滑动变阻器选取总阻值较小的,便于调节。
故选A。
(4)根据欧姆定律
又
联立,解得
4.(1) 大于 等于
(2) B C 甲
【详解】(1)[1][2]乙图采用电流表内接法,Rx为待测电阻,考虑电表本身的电阻对测量结果的影响,电压表的读数是待测电阻和电流表的总电压,大于Rx两端的实际电压,电流表与电阻串联,读数等于通过Rx的实际电流。
(2)[1][2]电源电压为3V,选择0~3V的电压表即可,故选C。
电路中的电流最大为A
电流表选择0~0.6A量程,故选B;
[3]待测电阻阻值较小,应采用电流表外接法,即甲图;
5. A 3.025cm B 15.5mA/15.4mA/15.6mA 2.40V/2.39V/2.41V 偏大
【详解】(1)[1] 实验需测量圆柱形容器的内径,应使用游标卡尺的A进行测量;
[2]游标卡尺的读数包含两部分,为
(2)[3]由题意知,滑动变阻器调节范围应宽些,需采用分压式接法,待测电阻与电压表电阻处于相同数量级,应采用电流变内接法,故应选B;
(3)[4]由图可读得电流表的读数为15.5mA
[5] 由图可读得电压表的读数为2.40V
(4)[6]由电阻率公式
以及题目所提供数据
代入公式得
(5)[7]若装入的水样品未完全充满塑料圆柱形容器,则剩余部分为空气,测得的电阻将增大,从而导致测定的电阻率偏大。
6.(1)0.398(0.397~0.399均正确) (2)甲 (3)图见解析 4.5(4.3~4.7均正确) (4)C
解析 (1)螺旋测微器的读数为0+39.8×0.01 mm=0.398 mm。
(2)从表中给出的数据可知,电流表和电压表的读数变化范围较大,所以滑动变阻器采用的应是分压式接法,即测量Rx采用的电路图是甲图。
(3)用直线“拟合”U-I坐标系中的坐标点,作出U-I图线如图所示。
图线的斜率反映了金属丝的电阻,因此待测金属丝的电阻值Rx=≈4.5 Ω。
(4)根据R=ρ得待测金属丝的电阻率ρ=== Ω·m≈1.12×10-6 Ω·m,选项C正确。
11.3实验:导体电阻率的测量(强化提升练)参考答案
1.A
【详解】由图知游标尺的刻度线大于20,即该游标尺的精度应为50分度,精确到0.02mm,游标尺的长度
主尺的长度为22mm,故游标卡尺读数为22mm-21.56mm=0.44mm=0.044cm
故选A。
2. 42.20 2.986/2.987/2.988
【详解】(1)[1]游标卡尺的最小分度值为0.02mm,主尺读数为42mm,游标尺上第个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为,所以最终读数为
(2)[2]螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,固定刻度为,可动刻度为,所以最终读数为
3. 0.05 0.955 0.01 4.470(4.469~4.471)
【详解】(1)[1][2]图1中游标卡尺的精度为0.05mm,其读数为
(2)[3][4]图2中螺旋测微器的精度为0.01mm,其读数为
注意,0在上面时,4.5mm刻度线没有露出来。
4.(1)左 (2) 存在
(3)
【详解】(1)根据图甲正确连接电路,闭合开关S前,确保实验仪器的安全,滑动变阻器的滑片应置于左端。
(2)[1]闭合开关S后,由串联电路的特点和欧姆定律可知,通过待测电阻的电流为
则待测电阻为
[2]由于电压表的分流作用,由计算得出待测电阻的电流与实际值偏小,因此计算得出待测电阻的值比实际值偏大,因此该实验方法,存在理论上的实验误差。
(3)由串联电路的特点和欧姆定律可得
由图乙可知图像的斜率为
解得
5.(1)B (2)
(3) 最大 仍为I
【详解】(1)为了减小测量误差,图甲中两个电流表应同时偏转较大角度,阻箱R2的阻值应为。
故选B。
(2)在图甲的电路中,测得电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电阻箱的示数为R2,则电流表A1两端的的电压为
故电流表A1电阻的测量值为
(3)[1]实验前电阻箱R2的阻值调到应该调节到最大,以保证电表安全;
[2][3]替代法最简单的操作是让A2的示数不变,仍为I,则可直接从的读数得到电流表的内阻,即。
6. 2.927
【详解】(1)[1] 由图甲可知,螺旋测微器的读数,也就是金属丝的直径为
(2)[2] 开关S2接2时,根据欧姆定律可知,滑动变阻器RP、电流表内阻和待测电阻的总电阻为
开关S2接1时,根据欧姆定律可知,滑动变阻器RP、电流表内阻总电阻为
所以待测金属丝的电阻
(3)[3]根据电阻定律可知
解得该金属丝电阻率为
7. 30.00 14 偏大
【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为:3.0cm=30mm,游标尺上0刻度和主尺上刻度对齐,所以最终读数为:30.00mm,所以玻璃管内径:d=30.00mm
(2)[2]设把S拨到1位置时,电压表V1示数为U,则电路电流为:
总电压:
当把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U,则此时电路中的电流为
总电压
由于两次总电压等于电源电压E,可得:
解得:
(3)[3]从图丙中可知,R=2×103Ω时,,此时玻璃管内水柱的电阻:
水柱横截面积:
由电阻定律得:
(4)[4]若电压表V1内阻不是很大,则把S拨到1位置时,此时电路中实际电流大于,根据可知测量的Rx将偏大,因此自来水电阻率测量结果将偏大。
11.4串联电路和并联电路(基础过关练)参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
C
B
A
D
C
BC
1.C
【详解】A.根据比例关系可知,M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为
选项A错误;
B.M、N间的长圆弧金属丝的电阻值为12Ω,则闭合圆环在M、N间的电阻值为
选项B错误;
C.通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为
选项C正确;
D.10s内通过M、N间的短圆弧金属丝横截面的电荷量为q=I1t=4C
选项D错误。
故选C。
2.C
【详解】A.电路中的总电阻是
故A错误;
B.通过的电流是A
故B错误;
C.ab两端的电压是V
故C正确;
D.ac两端的电压是V
故D错误。
故选C。
3.B
【详解】根据电路图可以知道电阻R2和R3并联,然后与电阻R1串联,则电路中的总电阻为
则电路中的总电流为A
电流表测量的是通过R3的电流,因为,故通过R2和通过R3中的电流相等,故电流表的读数为1A。
故选B。
4.A
【详解】设的边长为L,厚度为d,则
则的边长为2L,厚度为d,则
可知阻值相等,因为并联,电压相同,则和相等,即
根据欧姆定律可知AB两点间电压
BC两点间电压
故
故选A。
5.D
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成安培表。安培表的量程
可知当R增大时,量程I减小,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成伏特表,伏特表的量程
故B错误;
C.由公式
知,在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
故C错误;
D.由公式
知,在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
故D正确。
故选D。
6.C
【详解】AB.由甲图可知
其中b的量程为
故AB错误;
CD.改装为电流表时,并联电阻的分流电流为
分流电阻的阻值为
改装为电流表时,有
联立解得,
故C正确,D错误;
故选C。
7.BC
【详解】AB.由图甲可知,三个电阻串联,流经各电阻的电流相等,设电流为,由欧姆定律则有,,
电压表测量的是、串联后两端的电压,电压表测量的是、串联后两端的电压,则两电压表的示数分别为
因为
联立解得
故A错误,B正确;
CD.对理想电流表,内电阻是零,则电路图如图所示,
可知对图乙电路可等效为三个电阻并联,如图所示,设A、B两点的电压为,则流经各电阻的电流为
,,
电流表测量的是流经电阻、的电流,则电流表的示数为
电流表测量的是流经电阻、的电流,则电流表的示数为
因为
联立解得
故C正确,D错误。
故选BC。
8.(1);(2)
【详解】解:(1)根据欧姆定律可知,流过的电流
根据串联电路的电流特点可知,结合的伏安特性曲线可知,此时两端的电压
根据欧姆定律有
(2)根据串联电路的电压特点可知
根据欧姆定律可知,流过的电流
电流表测量的是干路电流,根据并联电路的电流特点有
解得
11.4串联电路和并联电路(强化提升练)参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A
D
C
C
B
C
AD
AD
CD
1.A
【详解】两端的电压两端的电压
左端的电势与的左端电势相等,因,则右端的电势低于右端的电势,两端的电压
通过的电流
上端电势低,下端电势高,电流方向由下向上,因此用节点法可知通过电流表的电流方向向左,设电流表的示数为,流入节点的电流等于流出节点的电流,即
故电流表的示数为0.2A,方向向左。
故选A。
2.D
【详解】当a、b两端接入10V的电压时,c、d两端电压为2V,则
解得
当c、d两端接入10V的电压时,a、b两端电压为4V,则
解得
联立可得
故选D。
3.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。
4.C
【详解】先用电流分支法将电路图进行简化,
第一支线:由A经电阻R1到B。
第二支线:由A经电阻R2到C再到B。
第三支线:由A经电阻R3到D再经R4到B。
以上三条支线并联。且在C、D间接有开关S,简化图如图所示:
当开关S断开时,电路中R3与R4串联再与R1、R2并联,由串并联电路规律可知
当开关S闭合时,R4被短路,R1、R2、R3并联
故选C。
5.B
【详解】将题中电路可简化成如图所示的等效电路
和并联,并联后的等效电阻为
和并联,并联后的等效电阻为
和串联后与并联,等效电阻为
故选B。
6.C
【详解】AB.接A、B两个端点时,串联的阻值较小,分压较小,是量程较小的电压表;接A、C两个端点时,分压较大,是量程较大的电压表,AB错误;
CD.接A、B两端时读数总是略偏小,说明偏大导致分压偏大,需在上并联一个大电阻,使并联后阻值减小;由于总阻值减小,则需在上串联一个小电阻,使A、C两个端点时读数准确,C正确,D错误。
故选C。
7.AD
【详解】改装成的电流表(待测表)比标准表的示数偏大,说明流经表头G的电流偏大些,根据并联电路的特点知,所并联的电阻R并 越大,流经表头G的电流越大,所以 R并 比公式
计算出的偏大。同样如果Rg 测量值比真实值偏大,也会使R′并偏大。
故选AD。
8.AD
【详解】AB.电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,所以两表头也并联,流过两表头的电流相等,A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,故A正确,B错误;
CD.两电流表的内阻之比为1∶5,则电流之比为5∶1,A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A,故D正确,C错误。
故选AD。
9.CD
【详解】A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,可以增大分流电阻使其分流少些,从而增大流过表头的电流使其准确,应该给并联电阻串联一个较小的电阻,A错误;
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些。说明流过表头的电流小,应该减小串联电阻,或给串联电阻再并联一个较大的电阻,B错误;
C.小量程电流表内阻为,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程
得出
C正确;
D.分压式电路电压、电流可以从零开始调节,可以实现对改装电表的逐格校准,D正确。
故选CD。
11.5实验:练习使用多用电表(基础过关练)》参考答案
题号
1
2
3
答案
C
C
B
1.C
【详解】A.欧姆挡刻度分布不均匀,越靠近左侧刻度线越密集,故A错误;
B.无论是测电流、电压,还是测电阻,都要进行机械调零,即是调节指针定位螺丝,使指针指在最左端刻度,故B错误;
C.为减小测量误差,使用欧姆表测电阻时应应选择合适的挡位,使指针指在表盘中央刻度线附近,故C正确;
D.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时,发现指针非常靠近欧姆零点,说明电阻很小,应该选择较小倍率挡.故D错误.
2.C
【详解】A.A接电池负极是红表笔、B接电池正极是黑表笔,A错误;
B.作电流表时分流电阻越小量程越大,1比2量程大,作电压表时分压电阻越大量程越大,6比5量程大,B错误;
C.当选择开关与3或4相连,回路有电池是欧姆表,测量电阻之前需欧姆调零,C正确;
D.测电阻时,如果指针偏转过大,说明待测电阻小,应将选择开关拨至倍率更小的挡位,D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,但表笔接法错误,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,表笔接法正确,故B正确;
C.丙图是用多用电表直流电压挡测量电阻两端的电压,表笔接法正确,若测量电阻的阻值,需要断开回路中的开关,故C错误;
D.丁图中黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,多用电表测二极管反向电阻,故D错误。
故选B。
4. 电阻 定位螺丝 调零旋钮 选择开关 0~2.5 mA的直流电流 0~50 V的直流电压 电阻,大小等于读数×100 换挡位“×1k” 进行欧姆调零 将电阻与其他元件断开后进行测量. 红 正
【详解】(1)[1][2][3][4]当多用电表的选择开关置于相应的物理量的测量区域时,多用电表就可以测量该物理量。
(2)[5]当选择开关旋至“mA”挡中的“2.5”挡位时,测量的是0~2.5 mA的直流电流。
(3)[6]当选择开关旋至“V”挡中的“50”挡位时,测量的是0~50 V的直流电压。
(4)[7]当选择开关旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,测量的是电阻大小,大小等于读数×100。
(5)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时,正确操作后发现指针的偏转角很小,说明所选挡位太小,为准确测量电阻阻值,应:①换挡位“×1k”,②进行欧姆调零,③将电阻与其他元件断开后进行测量.
(6)为了保证电流表偏转正常,在使用多用电表时进行测量时,均应保证电流由红流表经正插孔流入.
6. T 右侧 1100 电阻 1/2 1 0.88/0.87/0.89 3.5
【详解】(1)[1]指针应在表盘中央附近,所以选择开关应调到电阻挡的“×100”位置;
(2)[2][3]将红、黑表笔分别插入“+”、“”插孔,把两笔尖相互接触,调节欧姆调零旋钮T,使电表指针指向右侧的“0”位置;
(3)[4]将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触,由图乙所示可知,该电阻的阻值为
(4)如果选择开关指在“”位置时,则中间刻度中最小刻度为0.05V,估读到0.01V,则此时电表的读数为0.88V(0.87、0.89);
(5),如果选择开关指在“”位置时,则中间刻度中最小刻度为0.2mA, 估读到0.1mA,则此时电表的读数为3.5mA;
11.5实验:练习使用多用电表(能力提升练)参考答案
1.(1) -
(2) a 120
(3)1500
【详解】(1)[1]欧姆表黑表笔接电源正极,红表笔接电源负极,由电路图可知红表笔应接电压表的-接线柱。
(2)[1]设欧姆表中值刻度为,则欧姆表为“×1”倍率时的欧姆内阻为
欧姆表为“×10”倍率时的欧姆内阻为
欧姆表为“×100”倍率时的欧姆内阻为
欧姆表进行欧姆调零时,有
欧姆表倍率越高,欧姆表的内阻越大,可知电路的满偏电流越小;由电路图可知,当开关S合向a端,电路的满偏电流较大,欧姆表的倍率是“×10”挡。
[2]因此a挡的干路最大电流是b挡的干路最大电流的十倍,即b挡的电流最大值为4mA,此时有
得
(3)[1]将开关S合向b端,欧姆表的倍率是“×100”挡,测量电压表内阻,电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的,此时电路总电流为
又
联立得
2. 红 400Ω 954 负 2000 6
【详解】(1)[1]电流应从红表笔流进欧姆表,从黑表笔流出欧姆表,根据电池正负极可知,表笔P为红色。
(2)[2][3]若R₁=50Ω,欧姆调零时,电流表满偏,干路电流
欧姆表内阻为
滑动变阻器的阻值最大为1500Ω,无法实现欧姆调零。若R₁=400Ω,欧姆调零时,电流表满偏,干路电流
欧姆表内阻为
滑动变阻器的阻值最大为1500Ω,可以实现欧姆调零,所以定值电阻R₁的阻值为400Ω。欧姆调零时
解得
R=954Ω
(3)[4]用欧姆表测量电压表内阻时,电流要从正接线柱流进电压表,所以表笔Q应接电压表的正接线柱,表笔P接电压表的负接线柱。
[5][6]灵敏电流计G示数为I₁=50μA,则干路电流为
由闭合电路欧姆定律可知
解得
RV=2000Ω
此时电压表两端电压为
所以电压表的满偏电压为
3. ×1 重新电阻调零 直流电压 c 断路 A
【详解】解:(1)指针偏转角度过大,说明电阻偏小,选择量程偏大,由于指针在刻度盘中央附近时读数误差较小,为了精确测量应换较大挡位“×1”测量,换挡后要进行重新欧姆调零,然后再进行电阻测量;
(2)根据题意可知图乙电路某处断路,由于不断开电路的情况下,使用多用电表检查电路故障,所以不能使用多用电表的欧姆挡检测,由于电源是直流,所以不能使用多用电表的交流电压挡检测,若使用多用电表的直流电流挡在、间检测,电路会短路,所以使用多用电表的直流电压挡检测;根据“红进黑出”可知当检查滑动变阻器时,应将红表笔与接线柱接触;若此时多用表指针发生偏转,说明多用表内有电流通过,与多用表并联部分之外无断路,所以电路故障应是滑动变阻器断路;
(3)当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失,说明1、2之间有电容器;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转角度,当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转,说明2、3之间有二极管,且正极与2连接,则黑盒内电路可能是选项A.
《专题:测量未知电阻的常用方法》参考答案
1. ACDFH 偏小 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
【详解】(1)[1]该实验中电池组A、开关和导线H是必需的,电池组电动势为3V,为了使电表能达到适当的偏转幅度,因此电压表应选D,最大电流,电流表选C,根据图乙可知,待测电阻两段的电压从零开始变化,因此滑动变阻器采用分压式接法,为了便于分压,应选择阻值较小的滑动变阻器F,故选ACDFH。
(2)[2]由于待测电阻
因此电流表应采用外接法,故导线①应连接a。
[3]因滑动变阻器采用分压接法,故导线②应连接d。
[4]因采用的是电流表外接法,待测电阻两段的电压测量值为真实值,待测电阻电流测量值大于真实值,根据欧姆定律可得,最终电阻的测量值偏小。
(2)[5]段向上弯曲,即图像上点斜率增大,电阻增大,主要原因随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大。
(2)[6]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
2.(1) C D
(2)
(3)2.1/2.0/2.2
(4)电压表内阻的倒数
【详解】(1)[1][2]根据电路图有
整理有
由此可知,表要求知道其内阻,由图像可知,的示数未超过3V,因此选C;因电压表示数保持2V不变,故选择D。
(2)最上面的点误差较大,舍去不要,将其余点连接在同一条直线上,如图所示。
(3)根据图像可知其斜率
根据(1)中表达式可知,其斜率
两式联立解得
(4)根据(1)中表达式可知,纵截距的绝对值为电压表内阻的倒数。
3. 见解析 右 偏小
【详解】(1)[1]根据电路图,实物连接如图所示
(2)[2]闭合开关S前,为了保护电表安全,滑动变阻器的滑片移动到最右端。
(5)[3]根据欧姆定律可得
整理可得
可知图像的斜率为
解得
(6)[4]考虑到电压表的分流,流过的电流等于流过和电压表的电流之和,则有
整理可得
可知实际上图像的斜率为
则有
可知测得的阻值与其真实值相比偏小。
4.(1)C
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由电路可知
为保证测量过程中待测电流表A和电流表均能同时达到满偏量程的以上,则
A.若,则
则,当满量程时,A的示数为
即,此时A的示数不能满足达到满偏量程的以上,故A错误;
B.若,则
则,当满量程时,A的示数为
即,此时A的示数不能满足达到满偏量程的以上,故B错误;
C.若,则
则,当满量程时,A的示数为
即,此时A的示数能满足达到满偏量程的以上,故C正确。
故选C。
(2)闭合开关S前,电阻应该处于最大值,故滑动变阻器的滑片应置于端。
(3)电流表A与定值电阻并联,故有
解得
(4)根据得
得
根据图线的物理意义
解得
5. 大于
【详解】(1)[1]滑动变阻器采用分压接法,为方便操作,滑动变阻器R应选择;
(2)[2]根据串并联电路特点得
整理得
则有
解得
(3)[3]电路测量的电阻是电流表和待测电阻的串联电阻,由于电流表的内阻未知,所以实验测得的电阻值大于真实值。
6. 4.484/4.485/4.486/4.487
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
(2)[2]电流表与定值电阻R2串联后所测的最大电压为
电流表与定值电阻R1串联后所测的最大电压为
而电动势为4.5V,所以应选定值电阻R1;
[3]由电路图根据串并联规律应有
化简得
根据图像可知斜率
解得
(3)[4]根据电阻定律
其中
联立可得
7.(1)A
(2) 75.0 小于
(3) 并 0.25
【详解】(1)当电流表满偏时电流为2mA,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[1]闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为2mA,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1mA,回路中总电流为2mA,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联,导致干路上电流变大,当电流表示数为1mA,则流过变阻箱的电流大于1mA,这样导致测量值小于真实值。
(3)[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,由并联电阻分流作用可知,则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍,则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍,所以并联的电阻阻值
8. R2 2.5 4000 大于
【详解】(1)实物连线如图;
(2)为了能使电压表能近似达到满偏,因滑动变阻器最大阻值为20Ω,则定值电阻应选阻值为5Ω的R2即可。
(3)由电路可知
可得
根据图象可知
可得
U0=2.5V
R测=4000Ω
(4)因刚开始时电阻箱的阻值调为零,电压表示数为U0,但是随着电阻箱的阻值变大,电阻箱和电压表两端的电压将大于U0,即电压表内阻的测量值R测大于真实值。
9. E2 R2 1900.0或1900 偏小 2100.0或2100 2059.6
【详解】(1)①[1][2]本实验误差来自于闭合S2电阻箱R′并入电路后,干路电流会发生变化,为使干路电流变化较小,应使干路中滑动变阻器进入电路的阻值尽量大,为使电流表能够满偏,相应的电源电动势应较大。故电源选择电动势约为9V的电源E2,毫安表G的满偏电流为500μA,则干路中滑动变阻器进入电路的最小阻值约大于,故滑动变阻器应选用最大阻值为20kΩ的R2。
②[3]由实验操作步骤可知通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值Rg=1900.0Ω;
[4]因于闭合S2电阻箱R′并入电路后,电路的总电阻变小,干路电流会变大,即干路电流大于Ig,而流过微安表G的电流为Ig,则流过电阻箱R′的电流大于Ig,即流过电阻箱R′的电流实际上大于流过微安表G的电流,根据并联电路的特点,可知微安表G内阻真实值大于电阻箱R′的阻值,可知测量值偏小。
(2)[5]若按照(1)中测算的Rg,将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联的电阻R0为
的电阻;
(3)[6]当微安表G的示数为495μA时
若是调整为准确,则需将微安表读数变为500μA,则
即将改装后的电压表内阻减小40.4Ω,即将R0的阻值变为2100-40.4=2059.6Ω
10.(1) 900 小于
(2) 并联 100
(3)104
(4)C
【详解】(1)[1]因表头满偏时电流较小,故当其满偏时接入电路的电阻比表头内阻大得多,所以闭合,保持不变,调节的阻值使表头示数为时,干路电流几乎没有变化,由并联电路特点可知
解得
[2]由于与表头并联导致整个回路总电阻变小,干路的实际电流大于,由公式
可得测量值小于真实值。
(2)[1]由电路知识可知,为扩大表头测量电流的量程应该并联一个电阻分流。
[2]由并联电路特点可得
解得
(3)设阻值调至,由并联电路特点得
两式相比解得
(4)本实验成功的关键是接入回路的电阻比表头所在局部的电阻大得多,这样就可以保证在与表头并联对干路电路的影响足够小,由于表头满偏电流一定,故而电源的电动势越大,接入干路的阻值就可以越大,实验的系统误差就越小,故C正确。
故选C。
11.(1)减小
(2)B
(3)
(4)偏大
【详解】(1)由于干路电流恒定,当电阻箱的阻值调小时,该支路电流增大,故电流表的示数减小;
(2)根据欧姆定律及并联电路的特点可知
整理可得
故应描绘的图像,B正确。
故选B。
(3)根据上述分析可得
解得
(4)若考虑电流表内阻的影响,则该同学测得值为与电流表的内阻之和,大于的实际值。
12. < 减小 20 30 等于
【详解】(1)[1]由题意知,电流计指针处在0刻度线左侧,表明电流由接线柱b流入,接线柱a流出,所以
[2]如图所示
因,则有
若使指针处于零刻度线,即让,需提高,而
若提高需增大通过的电流,故应减小的阻值;
(3)[1][2]、互换前,有
,
即
,
联立可有
互换后,同理可有
代入数据可求得
,
(4)由上述测量原理可知,该测量无系统误差,所以理论上和的测量值均等于其真实值。
13. 4.700 A
【详解】(1)[1]该金属丝的直径
(3)[2]D与AB接触时,电流表G中有从C流向D的电流,则C点电势高于D点电势,要使电流表G中电流为零,需将D向A端移动。
[3]本实验用电桥法测电阻,应使电流表G的示数为零,可得
解得
[4]由电阻定律得
解得
学科网(北京)股份有限公司
$