- 导体的电阻
- 共2593题
电学黑箱内有一不明电学元器件H,把它和滑动变阻器R、电流表A、电源等组成一个电路,用两只电压表同时测量H和R两端的电压。改变R的阻值,得到多组U--I数据。但由于记录数据马虎,表格中的两组电压表读数,哪一组对应的是V的读数没有确定。已知电压表和电流表都可以认为是理想电表。
(1)把U1、U2和电流I的关系在U--I图上描点,结果如图所示。请你在答题纸上的U--I图象上作出H的伏安特性图线,并在图线旁标注字母“H”。你判断的理由是_____________
(2)电学黑箱内的器件H,最有可能的是________
A.半导体二极管 B.热敏电阻 C.小灯泡
D.定值电阻 E.电感线圈 F.大电容
(3)本次实验中的电源的电动势是________V,内阻是_______Ω(保留两位有效数字)
(4)某次实验时,滑动变阻器R的阻值恰好为10Ω,则此时黑箱内的H消耗的电功率为__________w(保留两位有效数字)
正确答案
(1)这个串联电路中,逻辑应是这样的:变阻器的阻值变小时,电流变大,根据表格中的数据,U2对应的电阻阻值是变小的,U1是为H对应的电压
(2)C;(3)5.0;5.0;(4)0.174
试题分析: 变阻器的阻值变小时,电流变大,根据表格中的数据,U2对应的电阻阻值是变小的,U1是为H对应的电压
(2)根据电学元件H的U-I图象和欧姆定律得电流增大,电阻增大,所以黑箱H中的电学元件最有可能是小灯炮,
(3)作出电源U-I图象,当电流为零时,U1=0,U2=5.0V,则电动势E=U1+U2=5.0V.
当电流I=0.50A时,U1=2V,U2=0.5V,则内阻r=5.0Ω
(2)滑动变阻器R的阻值恰好为10Ω,由表可知:此时电流约为0.29A,电压约为0.6V,此时黑箱内的H消耗的电功率为0.174W(也可以用图象来做)。
(10分)(1)小宁同学在课外读物上看到一些果蔬也可以制成电池,于是尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”,并利用实验室里提供的灵敏电流计G(内阻未知,量程为300μA) ,电阻箱(0—9999.9Ω),锌板、铅板各一块,开关一只,导线若干,按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势,调节电阻箱,得到了多组数据,其中2组为I1=140μA,R1=5000Ω,I2=210μA,R2=2700Ω,则可求出该电池的电动势E="_________" V (保留3为有效数字)
(2)小华认为利用第(1)题的2组数据也可以求得电池内阻,但是由于G表内阻未知,不是很精确,为了精确测量出内阻应先测出G表内阻Rg,他按照图2连好电路(其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器,G1、G2为完全相同的电表),具体操作如下:
①S1闭合前,调节电位器阻值达到最大,闭合S1、S2,断开S3;
②调节电位器使G1、G2示数均为I=200μA;
③保持电位器阻值不变,闭合S1、S3,断开S2;
④调节电阻箱阻值,使G1示数μA, 此时电阻箱示数如图3。
根据以上步骤得到的结果,求出“马铃薯电池”的内阻r=_________Ω
(3)小明想利用图像法处理数据,更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻,请在下列方框里设计数据记录表格
正确答案
(1)0.966 V (2) 1800 Ω (3)见解析
试题分析:(1)由闭合电路欧默定律得:,
,联立两个方程得E=0.966v;
(2)由(1)中两个方程可以求得,可以读得电流表的内阻为100
,所以电源的内阻为1800
.
(3)表格设计如下:
考点:
在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);
电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表:A1(量程3 A,内阻约0.05 Ω);
A2(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);
电源:E1(电动势12 V,内阻不计);
E2(电动势3 V,内阻不计);
滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm。
②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图。
正确答案
①1.771(1.770~1.773均正确)②A2;E2;电路图如上图。
试题分析:螺旋测微器读数:1.5mm+0.01mm×27.1=1.771mm.在电表的选用中,为减小误差,应能使用小量程不使用大量程,电流表应选A2,待测金属丝两端额定电压约为2V,所以电源应选E2
小明同学在测定金属丝电阻率的实验中,进行了如下操作,请你将相应的操作步骤补充完整。
(1)他首先用螺旋测微器测金属丝的直径,如图甲所示,该金属丝的直径为 mm。
(2)他再用多用电表粗测金属丝的阻值,操作过程如下:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择开关旋至电阻挡“×10”挡位;
②将红、黑表笔短接,调节 旋钮(填图乙中的“A”或“B”或“C”),使欧姆表指针对准电阻的 处(填 “0刻线”或“∞刻线”);
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,此时多用电表的示数如图丙所示;
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些,小明将选择开关旋至电阻挡 挡位(填“×1”或“×1k”),重新进行 ;
⑤重新测量得到的结果如图丁所示,则金属丝的电阻为 Ω。
(3)他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值,他用如图所示的装置进行测量,其中部分器材的规格为:电源E(两节干电池,3V),电流表(量程0.6A,内阻约1Ω),电压表(量程3V,内阻约10kΩ),滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1 A)。要求滑动变阻器采用限流式接法,为了减小实验误差,请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。
正确答案
(1)0.850(0.848~0.852)
(2)②B 0刻线 ④×1 欧姆调零 ⑤6
(3)见解析
试题分析:(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为35.0×0.01mm=0.350mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.350 mm="0.850" mm.
(2)②欧姆表在使用上要求每一次换挡后都要进行欧姆调零,调节欧姆挡调零旋钮B,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度;④指针对准刻度盘中央附近时读数较准确,由丙图可以看出用×10挡测量时指针偏转角度太大,即电阻读数较小,即电阻小,要用小量程的,所以应换倍率小的×1挡,换挡后将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零;⑤图示读数为:6×1=6Ω.
(3)电阻丝电阻是6Ω,电流表内阻是1Ω,电压表内阻是10kΩ,电压表内阻远大于电阻丝阻值,因此应采用电流表的外接法,电压表并联在电阻丝两端,实物图如图.
某同学做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验,连接好的电路如下图所示。
(1)实验中,他发现,接通电键后,电压表的示数不为零、电流表的示数为零;改变变阻器滑片的位置,电压表的示数不变、电流表的示数仍为零。为了找出上述故障的原因,该同学用多用电表的电压档检查电路:把两表笔分别接b、c,分别接b、d和分别接b、e时,多用电表示数均为零:把两表笔分别接e、f和分别接d、f时,多用电表示数均与电压表示数相同。检查各接线柱处的连接均接触良好。由此推断故障原因应是
(2)故障排除后,测出路端电压U和总电流I的多组数据,见下表,试根据这些数据画出U—I图象,并求出该电池的电动势E = V、内阻r =。
(3)该同学连接的电路有一处不规范,请指出并加以改正:。
正确答案
(1) ef导线断
(2) 图象如图,1.47(1.46-1.48)、0.85(0.84--086)
(3) 电压表的负接线柱上的导线应接在电键的f接线柱(2分)
试题分析:(1)两表笔分别接b、c,分别接b、d和分别接b、e时,多用电表示数均为零说明be之外有断路,因为把两表笔分别接d、f时,多用电表有示数,说明d、f之间有断路,分别接e、f时,多用电表的示数和d、f时一样,说明此间断路,
(2)图像如图所示
根据闭合回路欧姆定律,将
;
代入联立方程可得
(3) 电压表的负接线柱上的导线应接在电键的f接线柱
(10 分)某同学设计了如图丁所示的电路测量一个量程为 3V 的电压表的内电阻(几千欧) ,实验室提供直流电的电动势为 6V,内阻忽略不计;
①请完成图戊的实物连接;
②在该实验中,认为当变阻器的滑片 P不动时,无论电阻箱的阻值如何增减,aP两点间的电压保持不变;请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是:________;
A.变阻器 A(0-2000Ω,0.1A) B.变阻器 B(0-20Ω,1A) C.变阻器 C(0-50Ω,1A)
③连接好线路后,先将变阻器滑片 P调到最____端,并将电阻箱阻值调到_____(填“0”或“最大” ),然后闭合电键 S,调节 P,使电压表满偏,此后滑片 P保持不动;
④调节变阻箱的阻值,记录电压表的读数;最后将电压表读数的倒数U-1与电阻箱读数 R描点,并画出图已所示的图线,由图象得,待测电压表的内阻值为_______Ω。(保留两位有效数字)
正确答案
①连线见解析; ②B ;③左;0; ④3.0×103(3.0k)
试题分析:①电路连线如图;②因为电压表阻值较大,故当滑动变阻器阻值越小时,电压表与滑动变阻器中aP两点间的电阻并联后越接近aP两点间空载时的电阻,可使得无论电阻箱的阻值如何增减,aP两点间的电压保持不变;故滑动变阻器选择B;③连接好线路后,先将变阻器滑片 P调到最左端,并将电阻箱阻值调到0,然后闭合电键 S,调节 P,使电压表满偏,此后滑片 P保持不动;④由于电压表满偏电压为3V,则当滑动端P保持不动时,电压表及电阻箱两端的电压之和3V,即,整理可得:
,
,则RV=3.0kΩ。
我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件
⑴给岀的实物图中,请用笔画线代替导线补全实验电路;
⑵接好电路,合上开关瞬间,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑶电路稳定后,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑷根据以上实验可得:产生感应电流的条件 。
正确答案
⑴电路如图(2分) (2)偏转 (1分)(3)不偏转 (1分)(4)闭合回路磁通量发生变化(1分)
试题分析:(1)根据探究产生感应电流的条件,将螺线管B和电流表构成一个闭合回路,将螺线管A、电源、滑动变阻器构成一个闭合回路,如图所示;(2)合上开关瞬间,通过A螺线管的电流增大,则通过螺线管B的磁通量增大,根据感应电流产生的条件判定:有感应电流产生,电流表的指针偏转;(3)电路稳定后,通过A螺线管的电流不变,则通过螺线管B的磁通量不变,根据感应电流产生的条件判定:无感应电流产生,电流表的指针不偏转;(4)感应电流产生的条件为:只要闭合回路磁通量发生变化,就有感应电流产生。
(9分)有两个电阻R1和R2,现已测出R1和R2的伏安特性图线分别如图所示,将这两个电阻串联.然后接在电动势E=6.0V、内电阻r0=2.4Ω的电源的两极上。
(1)在图上用实线画出R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线和该电源的I-U图线。(不需写作图步骤和理由)
(2)接通电路后,流过的电流
= ;电阻
消耗的功率P2= 。(结果都保留二位有字。)
正确答案
(1)
(2)1.4 A;1.1W
试题分析:(1)两个电阻串联以后,电流是相等的,两个电阻串联后两端的电压等于两个分电阻电压之和,在图线中取多个相同的电流值,对应找出两个电阻的电压之和,描出多个点,用平滑曲线连接起来,如图曲线中的实线所示,电源的I-U图像中,U轴上的截距表示电动势,I轴上的截距表示短路电流,,做出图线如图中倾斜直线。
(2)电源的I-U图线和R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线的交点,表示将该电阻接到电源上,从图上可以读出交点的电流为1.4A,电压为0.76V, 的功率为
.
(14分)某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r.
A.电流表G1(内阻Rg=l5Ω,满偏电流Ig="2mA)"
B.电流表G2(量程20mA,内阻约2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~1000Ω)
D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)
E.待测水果电池(电动势E约4V,内阻r约200Ω)
F.开关S,导线若干
(1)实验中用电流表G1改装成量程0-4V的电压表,需 (选填“串联”或“并联”)一个阻值为 Ω的电阻;
(2)用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻,为尽量减小实验的误差,请在虚线方框中画出实验电路图;
(3)该同学实验中记录的一些对应的数据,并根据数据描点画出U-I图线如下图,由图可得,水果电池的电动势E= V,内电阻r= Ω;
(4)实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比,E测 E真,r测 r真(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
正确答案
(1)串联; 1985 (2)如图所示 (3)3.8V; 187Ω(185Ω~190Ω)
(4)等于; 大于 (G1 R2用电压表替换也可以,G2内接不给分)
试题分析:(1)改装成电压表要要串联电阻,串联的阻值为R:, 则 应串联1985Ω的电阻;
(2)画出测量电路图:改装后的电压表测路端电压,电流表G2测干路电流。
(3)由图可读出 纵截距为,
(4)由测量电路可知所测E测为真实值,测量的内阻为电池内阻与G2内阻之和, 故 E测=E真,r测>r真
(5分)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,请帮助该同学完成以下问题:
(1)在图 (a)方框中画出相应的实验电路图;(3分)
(2)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图(b)所示的U-I图像,则该同学测得干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(2分)
正确答案
(1)
(2)1.5 1.0
试题分析:伏安法测干电池的电动势和内阻,因为干电池的内阻比较小,必须用外接法,如果用内接法测得的电源内阻是电源内阻与电流表内阻之和,误差太大。电源的U-I图象,纵截距表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。
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