内容正文:
【高中物理人教版(2019)】
3年高考真题(2024-2026)-按章分类
必修第三册 第十一章 电路及其应用
5个单选题 + 25个实验题
---- 教 师 版 ----
一、单选题
1.(2026高考·黑吉辽蒙卷)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时,得到的图像如图所示。从图中状态到状态,小灯泡电阻的变化量和电功率的变化量分别为( )
A., B.,
C., D.,
1.B 从图像中读出两点坐标:状态:Ua=0.6 V,则 ,状态:,则 ,故电阻变化量为2Ω,电功率变化量为0.68W,故选B。
2.(2025高考·河北)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
2.C 根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50分度,每分度值为0.02mm,第10条刻度线对齐,则游标尺的读数为所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm,选C。
3.(2025高考·广西)如图电路中,材质相同的金属导体a和b,横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关后,a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为( )
A. B. C. D.
3.B 根据电阻定律可得,;两支路并联有,结合电流的微观表达式;对于同种材料n、q相同;联立可得;即,选B。
4.(2024高考·广西)将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
4.B 根据电阻定律根据欧姆定律整理可得结合题图可知导体、的电阻率之比,B入选。
5.(2024高考·浙江)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
5.A 位移既有大小又有方向,且运算法则为平行四边形法则,是矢量,A正确。时间和热量均只有大小没有方向,是标量,BD错误。电流运算法则是算术法则,是标量,C错误。
二、实验题
1.(2026高考·浙江)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
1.【答案】(1)b;最左侧
(2)199
(3)6.02;;B
(4)不合理;阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【解析】(1)本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端;开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
(2)图线的斜率从图中取最大刻度点时,可得总阻值为减去已知的电流表内阻,得到
(3)主尺读数为60mm,游标尺第2条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为;金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式;代入数值估算可得故选B。
(4)不合理;阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
2.(2026高考·全国卷)某同学测量两个电压表和的内阻。可用器材有:直流电源(电源电动势未知),滑动变阻器,电阻箱,开关和导线若干。
(1)他设计了测量电压表内阻的电路,其电路原理图如图(a)所示。在答题卡上按照原理图将图(b)中实物图间的连线补充完整_____。闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片滑至与图(a)中滑动变阻器的_____(填“M”或“N”)端对应的位置。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到适当位置。增加电阻箱接入电路的阻值,V1的示数发生了变化,其示数_____(填“增大”或“减小”),同时V2的示数_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若电阻箱接入电路的阻值为时,和的示数分别为和,则电压表的内阻值_____(用、和表示)。当时,的示数,的示数如图(c)所示,可知_____V,_____(保留2位小数)。
(4)若使用前已调零,而未调零,导致偏大,则(3)中计算得到的电压表的内阻值________(填“大于”“小于”或“等于”)调零后相应的计算结果。
(5)将上述实验中两电压表的位置互换,测量得到电压表的内阻。
2.【答案】(1)
M
(2)增大;减小
(3);1.35;1.35
(4)小于
【解析】(1)根据电路图连接实物图
为保护电路,且滑动变阻器采用分压式接法,满足测量电路部分电压从零开始条件,则闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于M端。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到适当位置。增加电阻箱接入电路的阻值,电路的总电阻增大,总电流减小,根据闭合电路欧姆定律并联电路两端增大,所以V1的示数增大;对滑动变阻器左侧电阻,,可得增大根据电流关系,增大,减小,所以减小对电压表V1支路,,不变,增大,所以增大根据电流关系,减小,增大,所以减小对于电压表V2所在支路,,因不变,减小,所以减小,即V2的示数减小
(3)V2和电阻箱R串联,电流相等,串联电路电压与电阻成正比整理得电压表的内阻值为;根据图(c)可知电压表V2的示数为;根据可得
(4)V1未调零导致测量值偏大,是准确值,因此的计算值比真实值偏大,代入可得结果小于调零后的真实计算结果。
3.(2026高考·贵州)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
3.【答案】(1)
(2)36.2;36.2
(3)
(4)
【解析】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律解得代入电压表的读数可得
(3)三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
(4)若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
4.(2026高考·广东)棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻,所用器材有:电源;微安表;定值电阻;电阻箱;开关和;导线若干。
(1)弹簧劲度系数测量。
①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。
②在弹簧上端加一个砝码,待砝码__________后读数,记录弹簧长度。
③依次增加砝码,重复步骤②。
④根据实验数据,描绘压力与弹簧压缩量的图线,图线为直线,则图线的__________表示弹簧劲度系数。
(2)棉花的电阻测量。
①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。
②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。
③闭合和,调节,使指针偏转到某一合适位置。此时的示数如图2,读数为__________Ω,记为。断开和。
④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。保持断开,闭合,发现示数变__________,将的阻值__________,使指针偏转到与步骤③相同的位置。记录的示数。断开,利用所测量的物理量,可得棉花的电阻表达式__________。
(3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。
4.【答案】(1)②平衡稳定(或静止,表述合理即可)
④斜率;
(2)③
④小;调小;
【解析】②添加砝码后,需要等待砝码平衡稳定后再读数,才能保证弹簧弹力等于砝码重力,得到准确的弹簧长度。
④根据胡克定律 ,因此图线的斜率等于劲度系数。
(2)③电阻箱读数为各转盘读数乘倍率之和:
④断开,串联接入电路,总电阻增大,因此电流减小,微安表示数变小;要让电流回到原来的数值,需要总电阻和原来相等,因此需要调小电阻箱的阻值,使总电阻回到原来大小;等效后满足;整理得棉花电阻
5.(2026高考·陕晋青宁卷)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该置于_____端(填“”或“”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器,发现灵敏电流表指针向端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大”或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、、三个电阻不完全相同时:
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
A.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
5.【答案】(1)D;增大;423
(2)A;
【解析】(1)①为了保护灵敏电流表G,闭合开关前,应使测量电路(电桥)两端的电压最小,故滑片应置于D端。
②由题意可知,电流从A端流入时指针向A端偏转。图乙中G指针向B端偏转,说明B端电势高。要使G指零,需增大或减小。根据电路图可知,增大可使分压减小,升高,故应调节电阻箱使阻值增大。
③图乙为电桥电路,平衡时满足已知a、b、c为三个完全相同的电阻,代入平衡条件解得
(2)①当a、b、c不完全相同时,为了消除电阻阻值不准确带来的系统误差,可采用交换法。即交换比例臂电阻的位置。原平衡条件为交换a和b、c的位置后,新平衡条件为两式相乘可消去和,解得,故选A。
②由上述分析可知
6.(2025高考·全国卷)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则 元件两端的电压, 元件的电阻;将电流表外接,则 流过元件的电流, 元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是 (选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),测量电阻的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图 。按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则 (用和表示)。
6.【答案】(1)大于;大于 若将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
大于;小于 将电流表外接,电压表与元件并联,电压表的示数为元件两端的真实电压,而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流,所以I大于流过元件的电流。根据可知,此时U为真实值,I偏大,所以小于元件的电阻。
(2)非线性 根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件。
减小 根据,在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,随着电流的增加,曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大,其倒数逐渐减小,所以元件的电阻减小。
(3)将电流表A1与Rx并联,再与电流表A2、定值电阻R0串联接入电路。电路图如图所示
根据并联电路电压相等有可得。
7.(2025高考·四川)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为 。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板知图2所示,则该合金丝的电阻率为 (取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有 (有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
7.【答案】(1)0.500 该样品横截面直径的平均值为
(2)a 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。
左 为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端。
(3) 由题意可知,该合金丝的电阻为由电阻定律及可得其中,代入数据解得该合金丝的电阻率为。
(4)CD 根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,选CD。
8.(2025高考·甘肃)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势)两节,电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),滑动变阻器(最大阻值),待测电阻,开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将的c、d端接入电路 ;
②闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“a”或“b”);
③闭合后,将分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时应该接 端(填“c”或“d”)。
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路 ;
②闭合,将分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值 (用、、和表示)。
8.【答案】(1)实物连接图如图所示,
b 闭合前,根据滑动变阻器的限流式接法,滑片P应置于端,连入电路中的阻值最大,保护电路的安全。
c 闭合后,将分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时应该接c端。
(2)实物连接图如图所示,
根据电路分析,当闭合,将接c端时,电压表、电流表的读数分别为、,则将接d端时,电压表、电流表的读数分别为、,则那么待测电阻阻值。
9.(2025高考·甘肃)某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂,光电门置于小球平衡位置处,其光线恰好通过小球球心,计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h,然后由静止释放(运动平面与光电门光线垂直),记录小球经过光电门的挡光时间。改变h,测量多组数据。已知重力加速度为g,忽略阻力。
(1)以h为横坐标、 (填“”、“”、“”或“”)为纵坐标作直线图。若所得图像过原点,且斜率为 (用d和g表示),即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中,用游标卡尺测得小球直径。
①由结果可知,所用的是 分度的游标卡尺(填“10”、“20”或“50);
②小组设计了一把25分度的游标卡尺,未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、则游标尺上第 条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
9.【答案】(1)(1); 小球经过光电门的挡光时间,可得小球到达平衡位置为验证机械能守恒定律,此过程中重力势能转化为动能有联立解得可得纵坐标为图像的斜率为。
(2)50 10分度、20分度、50分度的游标卡尺的精确度分别为此游标卡尺测得小球直径可以判断所用的是50分度的游标卡尺。
12 若为25分度的游标卡尺,其精确度为0.04mm,用此游标卡尺测量该小球直径,可得则游标尺上第12条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
10.(2025高考·黑吉辽蒙卷)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连 接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为 V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是 (填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时, (填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
10.【答案】(1)a 电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.377/0.376/0.378 0.5V的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3) 由图可知,当表笔分别连a、c接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则当表笔分别连a、b接点时测得是元件两端的电压和电流,则由于所以相同电流情况下,故图(b)中乙是曲线。
(4)甲 由题意可知,图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与曲线更接近。
11.(2025高考·重庆)弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为 mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为 N/m,弹簧原长为 mm(均保留3位有效数字)。
11.【答案】(1)7.415 根据螺旋测微器的读数法则有7mm+41.5×0.01mm=7.415mm
(2)184 当弹力为零时弹簧处于原长为17.6mm
17.6 将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
12.(2025高考·湖南)某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示, 。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示(图中的数字是小球到液面的测量距离,单位是)。
(3)根据照片分析,小球在A、E两点间近似做匀速运动,速度大小 (保留2位有效数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力(k为与液体有关的常量),已知小球密度为,液体密度为,重力加速度大小为g,则k的表达式为 (用题中给出的物理量表示)。
(5)为了进一步探究动力学规律,换成直径更小的同种材质小球,进行上述实验,匀速运动时的速度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
12.【答案】(1)2.207/2.206/2.205 根据图1可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm
(2) 由图2可知A、E两点间的距离为时间为所以速度为。
(4) 小球匀速运动,根据受力平衡有求得体积公式为整理可得。
(5)减小 根据(4)可知,所以换成直径更小的同种材质小球,速度将减小。
13.(2025高考·陕晋青宁卷)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是 。(单选,填正确答案标号)
A.①③④ B.②③④ C.②④③ D.①④③
(2)若将一个内阻为、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要 (填“串联”或“并联”)一个 的电阻。
(3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻及一个电阻()组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表:
接线柱
1和2
2和3
3和4
1和4
2和4
1和3
U/V
0
1.53
0
0.56
1.05
0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于 之间,电容器C处于 之间,电阻处于 之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
13.【答案】(1)B 要测量一个阻值约为的电阻,需要选择电阻“”挡,即把选择开关旋转到“”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零,选B。
(2)串联; 将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
(3)2和3;1和4;1和2 用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为,3和4之间电阻为。
14.(2025高考·云南)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:型号铂电阻、电源E(电动势,内阻不计)、电流表。(量程,内阻)、电流表(量程,内阻约)、定值电阻(阻值)、定值电阻(阻值)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知,型号铂电阻测温时的工作电流在之间,在范围内,铂电阻的阻值随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。
完成下列填空:
(1)由图(a)可知,在范围内,温度每升高,该铂电阻的阻值增加 ;
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是 (填“甲”或“乙”),保护电阻R应选 (填“”或“”);
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得示数为,示数如图(c)所示,该示数为 ,则所测温度为 (计算结果保留2位有效数字)。
14.【答案】(1)3.85 温度每升高,该铂电阻的阻值增加
(2)乙 由于内阻确定,所以用测量电阻的电压,用与之差来测量经过电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙;
电路中的最大电流为0.3mA,可得电路中的最小阻值可知保护电阻R应选。
(3)62.0 由图可知的分度值为,则其读数为;
51 根据欧姆定律可得根据题图可得代入数据可得。
15.(2025高考·广西)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B ,再调节滑动变阻器,使电流表示数为 ,此时滑动变阻器的阻值为 。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为 。
15.【答案】(1)短接 欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
14.4 因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知解得。
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,代入数据可得。
16.(2025高考·湖北)某同学利用如图(a)所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体,两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。
②将遮光片固定在重锤1上,用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M(M>m)。
③将光电门安装在铁架台上,将重锤1压在桌面上,保持系统静止,重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。
④启动光电门,释放重锤1,用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。
⑤根据上述数据求出重力加速度g。
⑥多次改变光电门高度,重复步骤,求出g的平均值。
回答下列问题:
(1)测量d时,游标卡尺的示数如图(b)所示,可知 cm。
(2)重锤1通过光电门时的速度大小为 (用遮光片d、t表示)。若不计摩擦,g与m、M、d、t、H的关系式为 。
(3)实验发现,当M和m之比接近于1时,g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑,导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明,圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时,跨过圆柱体的绳两端拉力差,其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变,其中,。足够小时,重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量,测得不同β时重锤的加速度大小a,结果如下表。根据表格数据,采用逐差法得到重力加速度大小 (保留三位有效数字)。
β
0.04
0.06
0.08
0.10
a/(m/s2)
0.084
0.281
0.477
0.673
16.【答案】(1)0.515 根据游标卡尺的读数规律,该游标卡尺的读数为
(2) 根据光电门的测速原理,重锤1通过光电门时的速度大小为
对重锤1与重锤2构成的系统进行分析,根据系统机械能守恒定律有其中解得。
(3)由于是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数,且有取表格从左至右四组数据分别为和对应的 利用表格中的数据,根据逐差法有带入数据可则重力加速度。
17.(2025高考·浙江)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”);
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下 (保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。
17.【答案】(1)A 要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A;
(2)157 由电路可知
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变,先让S2接a,此时电压表读数为U,然后接b,读出电阻箱R1的读数和电压表读数U',当温度改变时,调整R1,使得R1两端的电压表U'保持不变,因此可得整理得可得热敏电阻Rt的值。
18.(2024高考·全国)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标。一同学用图(a)所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为、、、、)。
(1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整 ,使其能对传感器定标;
(2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;
(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(填“a”或“b”),闭合开关;
(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置,使毫安表的示数为,记录电压表的示数U;
(5)断开开关,更换气瓶,重复步骤(3)和(4);
(6)获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图(b)中;氧气含量为时电压表的示数如图(c),该示数为 V(结果保留2位小数)。
现测量一瓶待测氧气含量的气体,将气瓶接到气体入口,调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为,此时电压表的示数为1.50V,则此瓶气体的氧气含量为 (结果保留整数)。
18.【答案】(1)
为了保持流过传感器的电流恒定,电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于毫安表内阻可忽略,所以电流表采用内接法,实物连接图如图所示
(3) 为了保护电路,闭合开关前,需要电阻型氧气传感器两端的电压为零,故滑动变阻器的滑片滑到端口;
(6)1.40 由图可知,电压表的分度值为0.1V,需要估读到分度值下一位,其读数为1.40V;
17,当瓶气体的氧气含量为时,电压为1.40V,在图(b)中描出该点,用平滑的曲线将各点连接起来,如图所示
可知电压表的示数为1.50V时,此瓶气体的氧气含量为。
19.(2024高考·全国)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为 kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻 (用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻 (结果保留3位有效数字)。
19.【答案】(1)CAB 利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A选项;进行欧姆调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为CAB。
负极、正极 多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
×100 读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
1.6 测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为.
(2) 图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
A 为保护电路,且测量电路部分电压从零开始条件,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3) 通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为根据欧姆定律得待测电压表的阻值为。
(4)1.57 测量得到,带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻。
20.(2024高考·湖南)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图(c)所示,示数为 V,此时金属丝阻值的测量值R为 Ω(保留3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R—p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的 侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值 真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
20.【答案】(1)1.23 电压表量程为0—3V,分度值为0.1V,则电压表读数需估读一位,读数为
1.23 12.3根据欧姆定律可知,金属丝的测量值。
(4)右侧 根据图(d)可知气压越小电阻越大,再根据U = IR可知压强p减小,则电阻R增大,故电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)小于 电流表采用外接法会导致电压表分流,即,即I测偏大,故R测 < R真。
21.(2024高考·山东)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY= Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率 (填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
21.【答案】(1)2.450 根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为。
(2)1 由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
(3)1.91 根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有。
(4)大于 根据电阻定律可得两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知。
22.(2024高考·江西)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高。
(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直流电源、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接 。
(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达 (用k、d、h表示)。实验结果表明,温度 (填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为 m。(保留两位有效数字)
22.【答案】(1)
电源电动势为,故电压表量程选择;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图如下:
(4) 根据电阻定律故可得得。
高 电阻率越小更容易导电,根据图像可知的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。
(5)0.46 根据前面分析可知的水的电阻率为故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,接入电压时,得, 解得水管的长度至少应设计为。
23.(2024高考·安徽)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关闭合前,滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至 。
(3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、、表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱的阻值
B.减小电阻箱的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)
23.【答案】(1)M 由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端。
(2)4000 当开关S2接b时,电压表量程为1V,根据欧姆定律当开关S2接a时,电压表量程为3V,根据欧姆定律其中联立解得。
(3) 当开关S2接a时,根据欧姆定律可得电流表G的内阻可表示为。
(4)A 校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值,A入选。
(5)0.86 根据闭合电路欧姆定律。
24.(2024高考·浙江)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡 (选填””或“”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 (选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接 接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”),Q应连接 接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I= mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是 元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在 V范围。
24.【答案】(1)×1k;负极 指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用档继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
(2)a;d 实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图C可知电压表选取量程,故Q接d。
45.0 多用电表量程为50 mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为。
(3)非线性 1.9-2.5 根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9V-2.5V范围。
25.(2024高考·广东)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个相同的光敏电阻和;开关S:手电筒:导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线 。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置 端。用手电筒的光斜照射到和,使表面的光照强度比表面的小。
②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数为 V,U2的示数为1.17V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。
③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数,图乙中的电动机带动电池板 (填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至 时停止转动,电池板正对手电筒发出的光
25.【答案】(1)电路连线如图
(2)b 为了保证电路的安全,实验开始前要将R的滑片置于阻值最大处,即置于b端。
1.60;较大 电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为1.60V;电压表U1比电压表U2的示数大,说明RG1>RG2,由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。
(3)逆时针;U1=U2 电压表的示数U1<U2,说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大,因此电动机带动电池板逆时针转动,直至U1=U2,时停止转动,电池板正对手电筒发出的光。
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【高中物理人教版(2019)】
3年高考真题(2024-2026)-按章分类
必修第三册 第十一章 电路及其应用
5个单选题 + 25个实验题
---- 学 生 版 ----
一、单选题
1.(2026高考·黑吉辽蒙卷)某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时,得到的图像如图所示。从图中状态到状态,小灯泡电阻的变化量和电功率的变化量分别为( )
A., B.,
C., D.,
2.(2025高考·河北)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
3.(2025高考·广西)如图电路中,材质相同的金属导体a和b,横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关后,a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为( )
A. B. C. D.
4.(2024高考·广西)将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
5.(2024高考·浙江)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
二、实验题
1.(2026高考·浙江)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
2.(2026高考·全国卷)某同学测量两个电压表和的内阻。可用器材有:直流电源(电源电动势未知),滑动变阻器,电阻箱,开关和导线若干。
(1)他设计了测量电压表内阻的电路,其电路原理图如图(a)所示。在答题卡上按照原理图将图(b)中实物图间的连线补充完整_____。闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片滑至与图(a)中滑动变阻器的_____(填“M”或“N”)端对应的位置。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到适当位置。增加电阻箱接入电路的阻值,V1的示数发生了变化,其示数_____(填“增大”或“减小”),同时V2的示数_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若电阻箱接入电路的阻值为时,和的示数分别为和,则电压表的内阻值_____(用、和表示)。当时,的示数,的示数如图(c)所示,可知_____V,_____(保留2位小数)。
(4)若使用前已调零,而未调零,导致偏大,则(3)中计算得到的电压表的内阻值________(填“大于”“小于”或“等于”)调零后相应的计算结果。
(5)将上述实验中两电压表的位置互换,测量得到电压表的内阻。
3.(2026高考·贵州)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
4.(2026高考·广东)棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻,所用器材有:电源;微安表;定值电阻;电阻箱;开关和;导线若干。
(1)弹簧劲度系数测量。
①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。
②在弹簧上端加一个砝码,待砝码__________后读数,记录弹簧长度。
③依次增加砝码,重复步骤②。
④根据实验数据,描绘压力与弹簧压缩量的图线,图线为直线,则图线的__________表示弹簧劲度系数。
(2)棉花的电阻测量。
①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。
②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。
③闭合和,调节,使指针偏转到某一合适位置。此时的示数如图2,读数为__________Ω,记为。断开和。
④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。保持断开,闭合,发现示数变__________,将的阻值__________,使指针偏转到与步骤③相同的位置。记录的示数。断开,利用所测量的物理量,可得棉花的电阻表达式__________。
(3)利用定标曲线确定棉花的回潮率。
5.(2026高考·陕晋青宁卷)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该置于_____端(填“”或“”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器,发现灵敏电流表指针向端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大”或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、、三个电阻不完全相同时:
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
A.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
6.(2025高考·全国卷)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则 元件两端的电压, 元件的电阻;将电流表外接,则 流过元件的电流, 元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是 (选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),测量电阻的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图 。按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则 (用和表示)。
7.(2025高考·四川)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为 。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板知图2所示,则该合金丝的电阻率为 (取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有 (有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
8.(2025高考·甘肃)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势)两节,电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),滑动变阻器(最大阻值),待测电阻,开关,单刀双掷开关,导线若干。
(1)首先设计如上图所示的电路。
①要求用选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将的c、d端接入电路 ;
②闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“a”或“b”);
③闭合后,将分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时应该接 端(填“c”或“d”)。
(2)为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路 ;
②闭合,将分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值 (用、、和表示)。
9.(2025高考·甘肃)某学习小组使用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂,光电门置于小球平衡位置处,其光线恰好通过小球球心,计时器与光电门相连。
将小球拉离平衡位置并记录其高度h,然后由静止释放(运动平面与光电门光线垂直),记录小球经过光电门的挡光时间。改变h,测量多组数据。已知重力加速度为g,忽略阻力。
(1)以h为横坐标、 (填“”、“”、“”或“”)为纵坐标作直线图。若所得图像过原点,且斜率为 (用d和g表示),即可证明小球在运动过程中机械能守恒。
(2)实验中,用游标卡尺测得小球直径。
①由结果可知,所用的是 分度的游标卡尺(填“10”、“20”或“50);
②小组设计了一把25分度的游标卡尺,未测量时的状态如图所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径、则游标尺上第 条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
10.(2025高考·黑吉辽蒙卷)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连 接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为 V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是 (填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时, (填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
11.(2025高考·重庆)弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为 mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为 N/m,弹簧原长为 mm(均保留3位有效数字)。
12.(2025高考·湖南)某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示, 。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示(图中的数字是小球到液面的测量距离,单位是)。
(3)根据照片分析,小球在A、E两点间近似做匀速运动,速度大小 (保留2位有效数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力(k为与液体有关的常量),已知小球密度为,液体密度为,重力加速度大小为g,则k的表达式为 (用题中给出的物理量表示)。
(5)为了进一步探究动力学规律,换成直径更小的同种材质小球,进行上述实验,匀速运动时的速度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
13.(2025高考·陕晋青宁卷)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的,与电源及相关元器件组装后可构成多功能、多量程的多用电表。
(1)某同学使用多用电表正确测量了一个的电阻后,需要继续测量一个阻值大约是的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选出以下必要的操作步骤并排序:
①把选择开关旋转到“”位置。 ②把选择开关旋转到“”位置。
③将红表笔和黑表笔接触。 ④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点。
下列选项中正确的是 。(单选,填正确答案标号)
A.①③④ B.②③④ C.②④③ D.①④③
(2)若将一个内阻为、满偏电流为的表头改装为量程的电压表,需要 (填“串联”或“并联”)一个 的电阻。
(3)如图,某同学为探究由一个直流电源E、一个电容器C、一个电阻及一个电阻()组成的串联电路中各元器件的位置,利用改装好的电压表分别测量各接线柱之间的电压,测得数据如表:
接线柱
1和2
2和3
3和4
1和4
2和4
1和3
U/V
0
1.53
0
0.56
1.05
0.66
根据以上数据可判断,直流电源E处于 之间,电容器C处于 之间,电阻处于 之间。(填“1和2”“2和3”“3和4”或“1和4”)
14.(2025高考·云南)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:型号铂电阻、电源E(电动势,内阻不计)、电流表。(量程,内阻)、电流表(量程,内阻约)、定值电阻(阻值)、定值电阻(阻值)、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知,型号铂电阻测温时的工作电流在之间,在范围内,铂电阻的阻值随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。
完成下列填空:
(1)由图(a)可知,在范围内,温度每升高,该铂电阻的阻值增加 ;
(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是 (填“甲”或“乙”),保护电阻R应选 (填“”或“”);
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得示数为,示数如图(c)所示,该示数为 ,则所测温度为 (计算结果保留2位有效数字)。
15.(2025高考·广西)某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B ,再调节滑动变阻器,使电流表示数为 ,此时滑动变阻器的阻值为 。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为 。
16.(2025高考·湖北)某同学利用如图(a)所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体,两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。
②将遮光片固定在重锤1上,用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M(M>m)。
③将光电门安装在铁架台上,将重锤1压在桌面上,保持系统静止,重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。
④启动光电门,释放重锤1,用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。
⑤根据上述数据求出重力加速度g。
⑥多次改变光电门高度,重复步骤,求出g的平均值。
回答下列问题:
(1)测量d时,游标卡尺的示数如图(b)所示,可知 cm。
(2)重锤1通过光电门时的速度大小为 (用遮光片d、t表示)。若不计摩擦,g与m、M、d、t、H的关系式为 。
(3)实验发现,当M和m之比接近于1时,g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑,导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明,圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时,跨过圆柱体的绳两端拉力差,其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变,其中,。足够小时,重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量,测得不同β时重锤的加速度大小a,结果如下表。根据表格数据,采用逐差法得到重力加速度大小 (保留三位有效数字)。
β
0.04
0.06
0.08
0.10
a/(m/s2)
0.084
0.281
0.477
0.673
17.(2025高考·浙江)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”);
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下 (保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻的简要方案。
18.(2024高考·全国)电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流(即工作电流)恒定的条件下,通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压,建立电压与氧气含量之间的对应关系,这一过程称为定标。一同学用图(a)所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有:装在气室内的氧气传感器(工作电流)、毫安表(内阻可忽略)、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶(氧气含量分别为、、、、)。
(1)将图(a)中的实验器材间的连线补充完整 ,使其能对传感器定标;
(2)连接好实验器材,把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口;
(3)把滑动变阻器的滑片滑到 端(填“a”或“b”),闭合开关;
(4)缓慢调整滑动变阻器的滑片位置,使毫安表的示数为,记录电压表的示数U;
(5)断开开关,更换气瓶,重复步骤(3)和(4);
(6)获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图(b)中;氧气含量为时电压表的示数如图(c),该示数为 V(结果保留2位小数)。
现测量一瓶待测氧气含量的气体,将气瓶接到气体入口,调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为,此时电压表的示数为1.50V,则此瓶气体的氧气含量为 (结果保留整数)。
19.(2024高考·全国)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为 kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻 (用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻 (结果保留3位有效数字)。
20.(2024高考·湖南)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图(c)所示,示数为 V,此时金属丝阻值的测量值R为 Ω(保留3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R—p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的 侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值 真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
21.(2024高考·山东)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为 mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 (填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY= Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率 (填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
22.(2024高考·江西)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高。
(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直流电源、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接 。
(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达 (用k、d、h表示)。实验结果表明,温度 (填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为 m。(保留两位有效数字)
23.(2024高考·安徽)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关闭合前,滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至 。
(3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、、表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱的阻值
B.减小电阻箱的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)
24.(2024高考·浙江)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,
(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极选用挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转。选用挡 (选填””或“”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 (选填“正极”或“负极”)。
(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接 接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”),Q应连接 接线柱(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50 mA 挡测量,指针如图(B)所示,则电流I= mA
(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,说明该二极管是 元件(选填“线性”或“非线性”,正常发光时电压在 V范围。
25.(2024高考·广东)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个相同的光敏电阻和;开关S:手电筒:导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线 。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置 端。用手电筒的光斜照射到和,使表面的光照强度比表面的小。
②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数为 V,U2的示数为1.17V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。
③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数,图乙中的电动机带动电池板 (填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至 时停止转动,电池板正对手电筒发出的光
必修第三册 第十一章 电路及其应用
---- 参考答案及解析 ----
一、单选题
1.B 从图像中读出两点坐标:状态:Ua=0.6 V,则 ,状态:,则 ,故电阻变化量为2Ω,电功率变化量为0.68W,故选B。
2.C 根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50分度,每分度值为0.02mm,第10条刻度线对齐,则游标尺的读数为所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm,选C。
3.B 根据电阻定律可得,;两支路并联有,结合电流的微观表达式;对于同种材料n、q相同;联立可得;即,选B。
4.B 根据电阻定律根据欧姆定律整理可得结合题图可知导体、的电阻率之比,B入选。
5.A 位移既有大小又有方向,且运算法则为平行四边形法则,是矢量,A正确。时间和热量均只有大小没有方向,是标量,BD错误。电流运算法则是算术法则,是标量,C错误。
二、实验题
1.【答案】(1)b;最左侧
(2)199
(3)6.02;;B
(4)不合理;阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【解析】(1)本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端;开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
(2)图线的斜率从图中取最大刻度点时,可得总阻值为减去已知的电流表内阻,得到
(3)主尺读数为60mm,游标尺第2条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为;金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式;代入数值估算可得故选B。
(4)不合理;阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
2.【答案】(1)
M
(2)增大;减小
(3);1.35;1.35
(4)小于
【解析】(1)根据电路图连接实物图
为保护电路,且滑动变阻器采用分压式接法,满足测量电路部分电压从零开始条件,则闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于M端。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到适当位置。增加电阻箱接入电路的阻值,电路的总电阻增大,总电流减小,根据闭合电路欧姆定律并联电路两端增大,所以V1的示数增大;对滑动变阻器左侧电阻,,可得增大根据电流关系,增大,减小,所以减小对电压表V1支路,,不变,增大,所以增大根据电流关系,减小,增大,所以减小对于电压表V2所在支路,,因不变,减小,所以减小,即V2的示数减小
(3)V2和电阻箱R串联,电流相等,串联电路电压与电阻成正比整理得电压表的内阻值为;根据图(c)可知电压表V2的示数为;根据可得
(4)V1未调零导致测量值偏大,是准确值,因此的计算值比真实值偏大,代入可得结果小于调零后的真实计算结果。
3.【答案】(1)
(2)36.2;36.2
(3)
(4)
【解析】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律解得代入电压表的读数可得
(3)三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
(4)若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
4.【答案】(1)②平衡稳定(或静止,表述合理即可)
④斜率;
(2)③
④小;调小;
【解析】②添加砝码后,需要等待砝码平衡稳定后再读数,才能保证弹簧弹力等于砝码重力,得到准确的弹簧长度。
④根据胡克定律 ,因此图线的斜率等于劲度系数。
(2)③电阻箱读数为各转盘读数乘倍率之和:
④断开,串联接入电路,总电阻增大,因此电流减小,微安表示数变小;要让电流回到原来的数值,需要总电阻和原来相等,因此需要调小电阻箱的阻值,使总电阻回到原来大小;等效后满足;整理得棉花电阻
5.【答案】(1)D;增大;423
(2)A;
【解析】(1)①为了保护灵敏电流表G,闭合开关前,应使测量电路(电桥)两端的电压最小,故滑片应置于D端。
②由题意可知,电流从A端流入时指针向A端偏转。图乙中G指针向B端偏转,说明B端电势高。要使G指零,需增大或减小。根据电路图可知,增大可使分压减小,升高,故应调节电阻箱使阻值增大。
③图乙为电桥电路,平衡时满足已知a、b、c为三个完全相同的电阻,代入平衡条件解得
(2)①当a、b、c不完全相同时,为了消除电阻阻值不准确带来的系统误差,可采用交换法。即交换比例臂电阻的位置。原平衡条件为交换a和b、c的位置后,新平衡条件为两式相乘可消去和,解得,故选A。
②由上述分析可知
6.【答案】(1)大于;大于 若将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
大于;小于 将电流表外接,电压表与元件并联,电压表的示数为元件两端的真实电压,而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流,所以I大于流过元件的电流。根据可知,此时U为真实值,I偏大,所以小于元件的电阻。
(2)非线性 根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件。
减小 根据,在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,随着电流的增加,曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大,其倒数逐渐减小,所以元件的电阻减小。
(3)将电流表A1与Rx并联,再与电流表A2、定值电阻R0串联接入电路。电路图如图所示
根据并联电路电压相等有可得。
7.【答案】(1)0.500 该样品横截面直径的平均值为
(2)a 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。
左 为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端。
(3) 由题意可知,该合金丝的电阻为由电阻定律及可得其中,代入数据解得该合金丝的电阻率为。
(4)CD 根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,选CD。
8.【答案】(1)实物连接图如图所示,
b 闭合前,根据滑动变阻器的限流式接法,滑片P应置于端,连入电路中的阻值最大,保护电路的安全。
c 闭合后,将分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时应该接c端。
(2)实物连接图如图所示,
根据电路分析,当闭合,将接c端时,电压表、电流表的读数分别为、,则将接d端时,电压表、电流表的读数分别为、,则那么待测电阻阻值。
9.【答案】(1)(1); 小球经过光电门的挡光时间,可得小球到达平衡位置为验证机械能守恒定律,此过程中重力势能转化为动能有联立解得可得纵坐标为图像的斜率为。
(2)50 10分度、20分度、50分度的游标卡尺的精确度分别为此游标卡尺测得小球直径可以判断所用的是50分度的游标卡尺。
12 若为25分度的游标卡尺,其精确度为0.04mm,用此游标卡尺测量该小球直径,可得则游标尺上第12条刻度线与主尺上的刻度线对齐。
10.【答案】(1)a 电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.377/0.376/0.378 0.5V的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3) 由图可知,当表笔分别连a、c接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则当表笔分别连a、b接点时测得是元件两端的电压和电流,则由于所以相同电流情况下,故图(b)中乙是曲线。
(4)甲 由题意可知,图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与曲线更接近。
11.【答案】(1)7.415 根据螺旋测微器的读数法则有7mm+41.5×0.01mm=7.415mm
(2)184 当弹力为零时弹簧处于原长为17.6mm
17.6 将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
12.【答案】(1)2.207/2.206/2.205 根据图1可知小球直径D=2mm+20.7×0.01mm=2.207mm
(2) 由图2可知A、E两点间的距离为时间为所以速度为。
(4) 小球匀速运动,根据受力平衡有求得体积公式为整理可得。
(5)减小 根据(4)可知,所以换成直径更小的同种材质小球,速度将减小。
13.【答案】(1)B 要测量一个阻值约为的电阻,需要选择电阻“”挡,即把选择开关旋转到“”位置,后将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零,选B。
(2)串联; 将表头改装为电压表需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
(3)2和3;1和4;1和2 用电压表进行测量,电源两端电压最大,可知直流电源E处于2和3之间;接1和2、3和4时电压表示数为0,接1和4时电压表有示数,则1和2、3和4之间为电阻,电容器在1和4之间;接1和3时电压表示数比接2和4时小,则1和2之间的电阻阻值比3和4之间的大,即1和2之间电阻为,3和4之间电阻为。
14.【答案】(1)3.85 温度每升高,该铂电阻的阻值增加
(2)乙 由于内阻确定,所以用测量电阻的电压,用与之差来测量经过电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙;
电路中的最大电流为0.3mA,可得电路中的最小阻值可知保护电阻R应选。
(3)62.0 由图可知的分度值为,则其读数为;
51 根据欧姆定律可得根据题图可得代入数据可得。
15.【答案】(1)短接 欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
14.4 因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知解得。
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据,代入数据可得。
16.【答案】(1)0.515 根据游标卡尺的读数规律,该游标卡尺的读数为
(2) 根据光电门的测速原理,重锤1通过光电门时的速度大小为
对重锤1与重锤2构成的系统进行分析,根据系统机械能守恒定律有其中解得。
(3)由于是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数,且有取表格从左至右四组数据分别为和对应的 利用表格中的数据,根据逐差法有带入数据可则重力加速度。
17.【答案】(1)A 要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A;
(2)157 由电路可知
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和保持不变,先让S2接a,此时电压表读数为U,然后接b,读出电阻箱R1的读数和电压表读数U',当温度改变时,调整R1,使得R1两端的电压表U'保持不变,因此可得整理得可得热敏电阻Rt的值。
18.【答案】(1)
为了保持流过传感器的电流恒定,电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于毫安表内阻可忽略,所以电流表采用内接法,实物连接图如图所示
(3) 为了保护电路,闭合开关前,需要电阻型氧气传感器两端的电压为零,故滑动变阻器的滑片滑到端口;
(6)1.40 由图可知,电压表的分度值为0.1V,需要估读到分度值下一位,其读数为1.40V;
17,当瓶气体的氧气含量为时,电压为1.40V,在图(b)中描出该点,用平滑的曲线将各点连接起来,如图所示
可知电压表的示数为1.50V时,此瓶气体的氧气含量为。
19.【答案】(1)CAB 利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A选项;进行欧姆调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为CAB。
负极、正极 多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
×100 读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
1.6 测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为.
(2) 图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
A 为保护电路,且测量电路部分电压从零开始条件,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3) 通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为根据欧姆定律得待测电压表的阻值为。
(4)1.57 测量得到,带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻。
20.【答案】(1)1.23 电压表量程为0—3V,分度值为0.1V,则电压表读数需估读一位,读数为
1.23 12.3根据欧姆定律可知,金属丝的测量值。
(4)右侧 根据图(d)可知气压越小电阻越大,再根据U = IR可知压强p减小,则电阻R增大,故电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)小于 电流表采用外接法会导致电压表分流,即,即I测偏大,故R测 < R真。
21.【答案】(1)2.450 根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为。
(2)1 由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。
(3)1.91 根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有。
(4)大于 根据电阻定律可得两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知。
22.【答案】(1)
电源电动势为,故电压表量程选择;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图如下:
(4) 根据电阻定律故可得得。
高 电阻率越小更容易导电,根据图像可知的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。
(5)0.46 根据前面分析可知的水的电阻率为故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,接入电压时,得, 解得水管的长度至少应设计为。
23.【答案】(1)M 由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端。
(2)4000 当开关S2接b时,电压表量程为1V,根据欧姆定律当开关S2接a时,电压表量程为3V,根据欧姆定律其中联立解得。
(3) 当开关S2接a时,根据欧姆定律可得电流表G的内阻可表示为。
(4)A 校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值,A入选。
(5)0.86 根据闭合电路欧姆定律。
24.【答案】(1)×1k;负极 指针未偏转,说明可能电阻过大,应换用档继续实验;根据“红进黑出”原则及二极管单向导电性可知红色表笔相连的是二极管负极。
(2)a;d 实现电压可从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,P应连接a;根据图C可知电压表选取量程,故Q接d。
45.0 多用电表量程为50 mA,分度值为1mA,需要估读到0.1mA,故电表的读数为。
(3)非线性 1.9-2.5 根据图像可知I随U非线性变化,故说明该二极管是非线性元件,根据图像可知正常发光时即有电流通过时电压在1.9V-2.5V范围。
25.【答案】(1)电路连线如图
(2)b 为了保证电路的安全,实验开始前要将R的滑片置于阻值最大处,即置于b端。
1.60;较大 电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为1.60V;电压表U1比电压表U2的示数大,说明RG1>RG2,由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。
(3)逆时针;U1=U2 电压表的示数U1<U2,说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大,因此电动机带动电池板逆时针转动,直至U1=U2,时停止转动,电池板正对手电筒发出的光。
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