- 交变电流
- 共1899题
我们知道:小灯泡的电阻随通电电流的增加而非线性地增大。现要测定当一个小灯泡的电阻R0时,通过它的电流大小,选用的实验器材有:
A.待测小灯泡RL:标称值为“2.5V,0.3A”
B.直流电源E:电动势约为6V
C.滑动变阻器R':标称值为“50Ω,1.5A”
D.微安表μA:量程0~200μA、内阻500Ω
E.已知定值电阻:R0=6Ω
F.三个可供选择的电阻:R1=3.0kΩ,R2=10kΩ,R3=100kΩ
G.一个单刀单掷开关S1、一个单刀双掷开关S2、导线若干
⑴.利用三个可供选择的电阻中的一个或几个,将微安表改装成一个量程略大于2.5V的电压表,将改装表的电路图画在答题卡的方框里,此电压表的量程是 V。
⑵.现利用改装好的电压表V和选用的器材设计如图所示的电路来测量通过小灯泡的电流大小。将滑动变阻器R'的滑动触头置于最 端, 闭合开关S1。S2先与a连接,测得定值电阻R0两端的电压U0;再将开关S2改接b,测得小灯泡RL两端的电压U1。若U1≠U0,则需反复调节滑动变阻器R',直到开关S2分别接a和b时,定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同。若测得此时电压表V的示数为1.5V,则通过小灯泡的电流大小为 A。
正确答案
⑴.2.7v ⑵.左 0.25
(1)根据电路中电阻串联分压的知识,选用不同的电阻改装后量程不同,按照题意选出所需电阻,求出该电压表的量程
(2)实验前滑动变阻器R’的滑动触头置于最左端使电阻处于最大.根据定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同可求出电流
解:(1)题目要求将微安表改装成一个量程略大于2.5V的电压表,根据电路中电阻串联分压的知识可以得出:
如果选用R1改装后,量程U1=(R1+r)×I=0.7V<2.5V;
如果选用R2改装后,量程U2=(R2+r)×I=2.1V<2.5V;
如果选用R3改装后,量程U3=(R3+r)×I=20.1V>>2.5V;
所以选出电阻R1=3.0kΩ,R2=10kΩ能满足题意,此电压表的量程Um=(R1+R2+r)×I=2.7V.
(2)实验前滑动变阻器R’的滑动触头置于最左端使电阻处于最大值保护电路.
根据定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同可求出电流∴I==0.25A
点评:该题考查了电表的改装和欧姆定律的知识.能够掌握串联电路的特点和分压作用和实验操作时应该注意的问题.
图1为测量电压表V内阻r的电路原理图。图中两个固定电阻的阻值均为R,S1、S2是开关,E是电源(内阻可忽略).
(1)按电路原理图将图2中的实物图连线;
(2)开关S1保持断开,合上开关S2,此时电压表的读数为U1;再合上开关S1,电压表的读数变为U2,电压表内阻r= (用U1、U2和R表示).
正确答案
(1)实物图边线如图所示。(4分)
(2) (2分)
略
(18分)(1)在物理实验中,把一些微小量的变化进行放大,是常用的物理思想方法。如图所示的四个实验,运用此思想方法的是 (填相应符号)
(2)一微安电表的满偏电流为500μA,若用一个100Ω的电阻与此电表并联,成为一个量程为1mA的毫安表,此微安表的内阻为 Ω。若将这个毫安表改装成量程为10V的电压表,应 联一个阻值为 Ω的电阻。
(3)“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。
①图a所示为实验装置图。图b所示是某次实验得到的一段纸带,记数点A、B、C、D、E间的时问间隔为0.1s,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。(结果保留两位有效数字)
②保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,进行多次测量.根据实验数据作出了加速 度a随拉力F的变化图线,如图c所示。图中直线没有通过原点,其主要原因是 .
③保持砂和砂桶质量不变,改变小车中砝码质量,进行多次测量,分别得到小车加速度a与质量m及所对应的÷的数据如表中所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车速度a/m·s-2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
a.请在坐标纸中画出图线;
b.根据作出的图象可以得到的结论是:
。
正确答案
(1)A B D …………4分
(2)100;串;9950 …………(每空2分)
(3)①1.9 …………(2分)
②实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
…………2分
③a如图 …………2分
b.图线为过原点的直线,表明在合外力一定时,
加速度跟质量成反比 …………2分
略
(14分)影响材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律,他们用这种材料制作成电阻较小的元件P,测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图,请添加两根导线,使电路完整.
(2)改变滑动变阻器的阻值,记录两电表的读数.根据表中数据,在图b中画出元件P的I-U图象,并判断元件P是金属材料还是半导体材料?答:
(3)若可供选择的滑动变阻器有R1(最大阻值2Ω,额定电流为0.3A)、R2(最大阻值10Ω,额定电流为1A),则本实验应该选用滑动变阻器 .(填器材前的编号)
(4)把元件P接入如图c所示的电路中,已知定值电阻R阻值为4Ω,电电动势为2V,内阻不计,则该元件实际消耗的电功率为 W.
正确答案
(1)如图所示(3分) (2)如图所示(3分) 半导体材料(2分)
(3)R2 (3分)
(4)0.25(0.23~0.27均算对) (3分)
试题分析:(1)由题意知,该实验从零开始测量多组数据,故滑动变阻器用分压式接法,由测量数据知可估算待测电阻的阻值较小,故测量电路用电流表的外接法,所以实物图如图所示;(2)描点画图,如图所示,随电压的增大,阻值越来越小,所以该材料是半导体材料
(3)由测量数据知,电流表的读数有大于0.3A的电流,所以电阻R1的额定电流太小,不能满足需要,故应选择R2;(4)连入电路后,根据闭合电路的欧姆定律,元件的电压与电流满足关系式
,在I-U坐标中画出该直线,与伏安特性曲线的交点为元件的电压、电流的实际值,如图所示,所以该元件实际消耗的电功率为P=1×0.25W=0.25W
在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.干电池E(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(满偏电流3mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.1Ω)
D.滑线变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑线变阻器R2(0~100Ω,10A)
F.定值电阻R3(990Ω)
G.开关和导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑线变阻器是__________(填字母代号)
(2)请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.
(3)如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线(I1为A1的示数,I2为A2的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=__________V,内阻r =_______Ω.
正确答案
(1) (2) 电路如图所示
(3)1.48,0.8
试题分析:(1)由于干电池内阻小于1.0Ω,滑线变阻器阻值较大,不便控制电路,所以其中应选用的滑线变阻器是
(2)因本题提供的器材没有电压表,所以可由小量程电流表与定值电阻
串联改装成电压表,电源内阻很小,电流表外接,实验电路如图所示
(3)图线纵轴截距为电源电动势,斜率的绝对值为电源内电阻,由图线可求得被测电池的电动势,内阻
点评:此题图线与横轴交点不表示短路电流,计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用计算出电源的内电阻。
实验室给定以下器材:
某同学拟利用以上的器材来测量电压表的内阻,其电路图如图甲,
.
小题1:指导老师认为图甲电路欠妥,主要原因为------------------------------------------。
小题2:为尽量准确和便于操作,选择合适器材改进电路,所选器材应包括(填仪器代号)--------------------------------。
并将改进后的电路图画在右侧的虚线框内。
小题3:若某次电压表的读数为U,电流表的读数为I,则电压表的内阻表达式为-----------------------
正确答案
小题1:电流表的指针偏转过小,读数误差大,
小题2:E A V R1 R3 G
小题3:
小题1: 由于电压表内阻过大,即回路中的电流过小,电流表偏转过小,读数误差过大。
小题2: 为使电流表和电压表有足够大的偏转量(一般要求半偏以上),应给电压表并联一个电阻,使它们的并联电阻与电流表分压,由两电表的电阻值可知应并联R3,变阻器用R1即可。所以器材应选择E A V R1 R3 G,
改进后的电路如图。
小题3: 通过R3的电流为, 所以电压表的内阻为
(9分)电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:与A1规格相同
滑动变阻器R1:阻值0~20Ω
电阻箱R2:阻值0~9999Ω
保护电阻R3:阻值约为3kΩ
电源:电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
①如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,他设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成。
②电路完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到 (填“最大”或“最小”)
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A2的示数 ,读出此时电阻箱的示数R2,则电流表A1内电阻 r=
正确答案
①完成电路如图 (3分)
②a. 最大(2分)
c. 再次为I(或仍为I)(2分) R2 (2分)
略
(10 分)
现有以下器材:
E.单刀双掷开关K一个,接线用的导线若干
试设计一个实验电路,用它既能测量直流电源的电动势E 和电流表内阻r,又能测量待测电阻的阻值Rx(注意:此电路接好后,在测量过程中不许再拆开,只许操作开关,读取数据)。具体要求:
(1)画出所设计的电路图。
(2)写出测量E、Rx和r主要的实验步骤。
(3)导出用已知量和实验中测量出的量表示的E、r 和Rx的表达式。
正确答案
(1)电路如图所示。
(2)见解析
(3)
(1)电路如图所示(2分)
(2)实验步骤:
A.将单向双掷开关K置于空位,按所设计的电路图接线;
B.按下电流表上的按钮开关K1,读下电流表的示数I1
C.将K 打向左侧与a 接通,读下电流表的示数I2
D.将K 打向右侧与b接通,读下电流表的示数I3’。(4分)
(3)由欧姆定律得:
E=I1(R+Rx+r), E= I2 (R+r), E=I3(Rx+r)
解以上三式得
(4分)
某同学研究灯泡消耗的电功率与电源的输出功率的关系,电路如图甲所示。已知电阻R=10Ω。通过灯的电流与灯两端电压关系如图乙所示。则当与电源的输出功率
之比为1:4时,灯上电压UL与电阻R上电压UR之比为 ;电路两端的电压为 V或 V。
正确答案
1:3(2分) 40 80 (各1分)
略
(17分)(1)(6分)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图cd虚线所示。已知每个钩码质量均为50g,重力加速度g=9.8m/s2。则被测弹簧的劲度系数为_____________N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量为____________cm。(刻度尺最小格为1 mm)
(2)(11分)某同学用“伏安法”测量一个额定功率为1W、阻值约为5Ω的电阻Rx。
实验室中现有如下实验器材:
E.滑动变阻器R1(0~500Ω)F.滑动变阻器R2(0~10Ω)
G.蓄电池E(电动势约为12V,内阻不计)
H.开关、导线若干
为了较准确的测量Rx的阻值,要求电压从零开始调节,多测几组数据,画出U-I图象,从而求出Rx的阻值。
①电流表应选 、电压表应选 、滑动变阻器应选 (填器材前的字母序号)。
②在方框内画出该实验的电路图。
正确答案
(1) 70 2.1 每空各3分
(2)①A(2分)、C(2分)、F(2分)
②如图所示(5分,电路图有一处接错者不得分)
略
扫码查看完整答案与解析