- 交变电流
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(8分)某同学在研究标有“3V,0.3A”字样的小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到一组U和I的数据:
(1)在方框内画出实验电路图;
(2)在方格纸内画出I-U图线;
(3)根据I-U图线分析可以看出,当通过小灯泡的电流逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是 ;小灯泡工作电压为3V时,测得实际电功率为_____________W。
正确答案
(1)见解析(2)见解析(3)先不变后增大; 0.615或0.62
试题分析:(1)电路图如图所示,小灯泡的电阻很小,所以为了避免电流的分压,应采用电流表的外接法,研究伏安特性曲线需要电压从零开始,故采用滑动变阻器的分压接法
(2)I-U图像如图所示
(3)I-U图像的斜率的倒数表示小灯泡的电阻,所以从图中可看出小灯泡的电阻先是不变,后又变大,当小灯泡两端电压是3V时,对应的电流为0.205A,所以
点评:解决本题的关键掌握电流表的内外接问题和滑动变阻器的分压限流接法,知道什么情况下用什么接法.
如图所示器材可用来研究电磁感应现象及确定感应电流方向.
(1)(4分)在给出的实物图中,用实线作为导线将实验仪器连成实验电路.
(2)(4分)线圈L1和L2的绕向一致,将线圈L1插入L2中,合上开关.能使L2中感应电流的流向与L1中电流的流向相同的实验操作是( )
正确答案
(1)图如下;(2)BCD
(1)略(2)由L2中感应电流的流向与L1中电流的流向相同可知,两线圈磁场方向相同,由楞次定律可知,穿过线圈L2的磁通量减小
现要同时测电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r。给定的器材有:两个电压表和电流表,变阻器R1,电阻箱R2,待测的定值电阻R0,两节串联的电池,开关S及导线若干。
(1)甲组同学设计一个如图(a)所示的电路能够同时测
电阻R0、电源的电动势及内阻。调节变阻器,理想
电压表V1、V2和电流表A分别测得多组U1、U2、I
的数据,并作出U1—I和U2—I,图(b),并根据图线得到电源E的电动势为3V,则内阻为 ▲ Ω。R0为 ▲ Ω。(结果保留两位有效数字)
(2)若甲组同学调节图(a)中变阻器的电阻为某值时使电压表V2读数为1.5V后固定不动,然后将电阻R0更换成一只“1.5V 0.9W”的小灯泡,若已知小灯泡的伏安曲线如图,则小灯泡的实际功率为 ▲ W。
(3)乙组同学在使用上述仪器的时候发现电流表已坏,不能够使用,但是,乙组同学在合理选择仪器也能够在同一电路中测出电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r,请在方框中画出乙组同学完成实验的实验电路图。
正确答案
(1)2.0, 4.0
(2)做出如图u-I图线,交点为灯泡的实际功率0.5W
(3)设计如图(若有其他合理的设计也给分)
或
(1)把电阻R0看成是电源的等效内阻,那么电压表V1就可以看成是测量的电源两端电压,
所以根据U1-I得U1=0时,I=0.5A,所以R0+r==6Ω,根据U2-I得R0=
=4.0Ω
所以r=2.0Ω
(2)作出如图u-I图线,如下图
根据图象得交点是U=1V,I=0.5mA
所以灯泡的实际功率P=UI=0.5w
(3)没有了电流表我们可以采用伏阻法,即使用电压表和电阻箱.设计如图:
点评:本题考查了学生对欧姆定律和串联特点的掌握和运用,本题关键:一是分析电路图,确认电路组成、连接方式、三电表的测量对象,二是能从图象上得到相关信息.
(12分)某研究性学习小组为了制作一个传感器,需要选用某种电学元件。实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.待测元件(额定电压2V、额定电流200mA)
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5)
C.电流表A2(量程0~0.3A,内阻约为1)
D.电压表V(量程0~3V,内阻约为10k)
E.滑动变阻器R1(阻值范围O~lk,允许最大电流l00mA)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~5,允许最大电流1A)
G.直流电源E(输出电压3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
①为提高实验的准确程度,电流表应选用____;滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
②请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
③根据你的实物电路连接图在右边方框内画出实验电路图。
正确答案
(2)①A2(2分),R2(2分);②(见图4分);③(见图4分)
试题分析:①由于待测元件的额定电流为200mA,因此选用电流表A2就能准确测量其电流;由于描述其完整的伏安特性曲线,电压需从零开始调节,因此滑动变阻器采用分压式接法,这时阻值越小越便于调节,因此选用R2。
②由于待测电阻阻值较小,因此电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,连线及电路图见答案
⑴如图为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20~30Ω的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节可调节部件S,使电表指针停在 位置;(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
②调节可调节部件K,使它在尖端指向欧姆档__ __位置;(选填“×1K”、“×100”、“×10”、“×1”)
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件__ __,使电表指针指向__ ___位置。(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
(2)欧姆表调零后,用“×10”档测量另一个阻值未知的电阻阻值,发现指针偏转角度很小,则下列说法和做法中正确的是:( )
正确答案
(1)①电流0刻度 ② ×1 ③T 欧姆0刻度 (2) BD
试题分析::(1)①使用多用电表时,首先进行机械调零:调节可调部件 S,使电表指针停在电流表、电压表的零刻度(或表盘左边的零刻度)的位置;
②选择合适的档位:因电阻约为20~30欧姆,则选择×1Ω即可;
③选档后进行欧姆调零:将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 T,使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻线位置。
(2)偏转角度小,说明电流小,则电阻大,故A错误,B正确;因是大电阻,则要换档位大一些即换“×100”档.每次换档后要重新进行欧姆调零,故C错误,D正确。
.图(甲)为某同学测定额定电压为2.5V的小灯泡的I-U图线的实验电路图.
(1)根据电路图,将图(乙)中的实物连接成完整的实验电路.
(2)开关S闭合之前,图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”).
(3)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=273K+t),根据图(丙)画出的小灯泡I-U特性曲线,估算该小灯泡以额定电压工作时的温度约为________℃(保留两位有效数字).
正确答案
(1)见解析 (2)A端 (3)1.5×103
(1)如图
(2)S闭合之前,滑片应置于A端.
(3)由图象知,当U=2.5V时,电流I≈0.28A.
电阻 R=≈9Ω,由题知,电阻值与灯丝的热力学温度成正比,故有:=
解得T=1800K.∴t≈1.5×103℃.
二极管是电子线路中常用的电子元器件.它的电路符号如图(甲)所示,正常使用时,“+”极一端接高电势,“—”极一端接低电势.要描绘某二极管在0~8V间的伏安特性曲线,另提供有下列的实验器材:电源E(电动势为8V,内阻不计):压档v有五个量程,分别为2.5V、10V、50V、250V、500V,可视为理想电压表);开关一只;导线若干。
小题1:在在内画出测定其伏安特性的电路原理图,并在图上注明电压表挡所选量程。
小题2:利用多用电表电压挡测量正常使用中的二极管电压时____________(选填“红”或“黑”)表笔流入电表。
小题3:某同学通过实验得出了图乙所示的伏安特性曲线图.接着,他又用该二极管、电源E和另一只固定电阻R等组成图丙所示的电路,当闭合开关后,用多用电表的电压挡测得R两端的电压为0.8V,由此可以判断固定电阻R的阻值大约为_____________.
正确答案
小题1:
小题2:红 红(每空1分)
小题3:80
此题涉及描绘伏安特性曲线。小题1:测定电压范围为08V,所以电压表选择量程为10V的电压表,滑动变阻器采用分压接法。二极管的电阻都比较小,应采用电流表的外接法。小题2:所有电表在使用的时候,都是电流从红表笔流入。小题3:若电阻上的电压为0.8V,则二极管上的电压为7.2V,由二极管的伏安特性曲线可知此时电路电流为10mA,则电阻的阻值为
.本题考查了仪器的选择、电路图设计、数据处理,有一定综合性,难度一般。
用多用电表测未知阻值的电阻.按正确步骤操作后,测量结果如下图所示,读出其阻值大小为____________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确,必须进行如下操作:
a.将选择开关打到_________挡(填×1、×10、×100、×1K)
b.将红黑表笔_________,调节_________旋钮,进行欧姆调零
c.把电阻接在两表笔之间进行测量并读数
d.测量完毕将选择开关打到_________挡
正确答案
1000(或1k);a.×100;b.短接;调节调零旋钮(调节“Ω”也算对);d.OFF(“最大交流电压”档也行)
试题分析:由图示可以看出,欧姆表使用的是×10倍率档位,故测量结果为100×10Ω=1000Ω;很显然,欧姆表指针偏转角过小,测量的误差较大,所以应选择较大倍率(×100倍率)以使指针指在中值电阻附近,以减小测量误差,此时需要重新进行欧姆调零;测量完毕后,要将选择开关拨到交流电压的最高档或“OFF”档;
(4分)如图所示是探究感应电流与磁通量变化关系的实验,线圈A与电流表相连,线圈B通过变阻器和开关连接在电源上,则可以看到电流表指针偏转的是 (填序号)。从中可以得出闭合回路产生感应电流的条件: 。
正确答案
ACD 穿过闭合电路的磁通量发生变化
试题分析:当闭合开关瞬间,电流从无到有,则线圈B有磁场,导致线圈A的磁通量增大,从而产生感应电流,当开关断开的瞬间,电流从有到无,则线圈B的磁场从有到无,导致线圈A的磁通量减少,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转;开关总是闭合的,滑动变阻器也不动时,线圈B中的磁场恒定不变,线圈A的磁通量不变,无电流产生,故看不到电流表指针偏转;开关总是闭合的,线圈B上下迅速移动时,导致线圈A的磁通量减小或增大,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转;开关总是闭合的,迅速移动滑动变阻器的滑片时,导致线圈A的磁通量减小或增大,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转.所以可以看到电流表指针偏转是ACD.
由实验可知:电流表指针发生偏转的,即产生感应电流的现象有:磁场由无到有,磁场由有到无,磁场变强或变弱,概括可得:只要闭合电路中的磁通量发生变化就能产生感应电流.
有一个标有“12V、24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:
E.直流电压表0~25V(内阻约200kΩ)
F.滑动变阻器10Ω、5A
G.滑动变阻器1kΩ、3A
①实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成实验需要从上述器材中再选用 (用序号字母表示).
②若答案卷上相应方框内画出最合理的实验电路图.
③如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,则正常发光时灯丝的温度是 ℃.
正确答案
① A B D F
②
③ 1500--1600(1、3小题每空2分,电路图4分,滑线变阻器分压接法2分,电流表外接2分)
试题分析:①“12V、24W”的灯泡,实验电源只有一个,必选。根据额定电压,电压表选择量程满足需要有不太大的D。灯泡额定电流
,电流表量程要满足
只有选项B。要测量不同电压下的功率即电压变化范围要大,所以选择分压式连接,滑动变阻器选择小的F.
②要测量不同电压下的功率即电压变化范围要大,所以选择分压式连接。根据灯泡电阻,根据
判断电流表选择外接。电路图如下。
③根据图像,电压0的时候即,此时电阻
,根据电阻与温度成正比可得
。灯泡正常发光即
时电阻
,此时
,温度
。
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