- 电路与恒定电流
- 共613题
12.要精确测量电流表A1的内阻,实验室提供的器材有:
电流表A1(量程为150 mA,内阻约为10)
电流表A2(量程为300 mA,内阻约为5)
电压表V(量程为15 V,内阻约为3 k)
定值电阻R0(阻值为10)
滑动变阻器R1(0 - 10,额定电流为2 A)
滑动变阻器R2(0 -250,额定电流为0.3 A)
电源E(电动势为3V,内阻较小)
电键、导线若干
(1)有人拟将电压表V和待测电流表A1并联接人电压合适的测量电路中,测出A1的电压和电流,再计算出r1。该方案实际上不可行,其最主要的原因是____________;
(2)若实验时要求电流表A1的示数从零开始变化,且能测出多组数据,尽可能准确地测量出电流表A1的内阻r1.请在虚线方框中画出实验电路图,并在图中标出所用器材的代号;
(3)若选取测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1=_____,式中各符号的意义是____________.
正确答案
(1)电压表V不能准确测出电流表A1两端电压
(2)电路如图所示
(3),I1、I2 分别表示电流表A1、A2的读数,R0为订制电阻
解析
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知识点
22.用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程250mA,内阻r1为5);
电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5):
电压表V1(量程50V,内阻r2约为50K);
待测电阻Rx(阻值约为30 )
滑动变阻器R0(最大阻值10 )
电源E(电动势约为4V,内阻r约为l)
单刀单掷开关S,导线若干。
①要求方法简捷,并能测多组数据,在答题号方框内画出实验电路原理图,必须标明每 个器材的代号。
②实验中,需要直接测量的物理量及其表示该物理量的符号分别是
____________________________________________________________________________
(必须写出相应的文字和符号),用测得的量表示待测电阻RX的阻值的计算公式是Rx=___________。
正确答案
①如图,必须是安安法,A2外接 分压电路。
②电流表A1的电流I1,电流表的电流I2 ;
解析
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知识点
23.(1)某实验小组要对未知电阻Rx进行测量先用多用电表进行粗测,若多用电表的电阻档有三个倍率,分别是用×10档测量某电阻Rx时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度过大,为了较准确地进行测量,应换到_____档。(填×1或×100)。换档后应先________(填缺少的步骤),之后用表笔连接待测电阻进行读数,由表盘刻度读得该电阻的阻值是______Ω。
(2)该小组成员用下列部分仪器对上题中电阻Rx进一步测量,可供使用的器材如下:
电流表A1,量程0.1A,内阻很小,可忽略,
电流表A2,量程3mA,内阻很小,可忽略,
定值电阻R0=1 kΩ
滑动变阻器R1,最大电阻为10Ω,额定电流1A,
滑动变阻器R2,最大电阻为500Ω,额定电流0.2A,
电源电动势E=3V,内阻很小,
电键S、导线若干
要求实验中电表示数从零调起,可获得多组测量数据,测量结果尽量准确,实验操作方便。
①由实验要求应选择的滑动变阻器为_______________
②在虚线框内画出测量电路的原理图。
③若I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,被测电阻Rx的表达式Rx=__________
正确答案
(1) ×1 红黑表笔短接调零 30.0
(2)①R1 ②电路图(下图两种皆可)
③Rx=(上图)或
(下图)
解析
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知识点
9.小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL.他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示.
(1)为了测量出RL的阻值,请只添加两条导线完成图所示的实验电路的连接;
(2)请把小明的实验步骤补充完整:①断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使 ;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;②请用R0及实验数据表示出RL、RL=
正确答案
见解析
解析
1)通过分析可知:灯泡和定值电阻串联,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再测量定值电阻的两端的电压.分析图可以看出开关的闭合与断开,电压表先测灯泡两端电压,再测灯泡与定值电阻两端电压,如图:
(2)①断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值,所以使电压表的示数为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S2,记录电压表的示数为U;
②由于灯泡和定值电阻串联,
所以定值电阻两端的电压为:U0=U-U额,
由于电路中的电流为 所以.
考查方向
本题主要考查伏安法测电阻的探究实验;串联电路的电压规律.
解题思路
(1)当灯泡电压等于额定电压时,灯泡正常发光,要测灯泡正常发光时的电阻,首先知道应用电压表测灯泡两端的电压、用电流表测灯泡中的电流,由图可知:只有电压表,没有电流表,则要借助已知定值电阻求得灯泡的电流,那么为了让灯泡和定值电阻的电流相同,则应采取串联的方式,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再直接或间接测出定值电阻的两端的电压,据此分析完成实验电路.
(2)因为要测灯泡正常发光时的电阻,则实验时首先应让灯泡电压等于额定电压时,即应让电压表先测灯泡两端的电压且移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压.然后在保持滑动变阻器的滑片位置不变的条件下,再用电压表测出定值电阻两端的电压.最后可根据欧姆定律和串联电路的特点求出RL的表达式.
易错点
明确此题的实验原理、试验方法;就能了解测量灯泡正常发光时的电阻时,应先调节滑动变阻器,使灯泡电压达到额定电压;保持滑动变阻器不变,用电压表测出定值电阻两端的电压
知识点
10.要测一阻值约为100欧的电阻,现提供以下实验器材:
A.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)
B.电流表A2(量程100mA,内阻r2大约为40Ω)
C.电流表A3(量程3A,内阻r3大约为0.1Ω)
D.滑动变阻器R(0-10Ω,额定电流2A)
E.直流电源E(12V,内阻不计)
F.导电材料样品Rx(电阻Rx约为100Ω)
G.开关一只,导线若干
(1)请选择合适的仪器,其中应当选用的电流表是 。
(2)在下慢矩形框中画出最佳实验电路图,并标明所选器材前的字母代号。
(3)说明各测量的物理意义,并用符号表示,然后用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的阻值=__________________
正确答案
(1)A2
(2)见解析
(3)
解析
本题中给定的电源电动势为12V,内阻不计,可以估算出电路中最大电流为120mA,故电流表选择A2,设其读数为I2;给定的滑动变阻器最大阻值仅为10Ω,小于待测电阻阻值,应选择分压接法;本题中并为给定电压表,可以考虑用已知阻值的电流表替代电压表,这里我们选择A1,其阻值确定,故可以通过读出的A1的电流与自身电阻的乘积得出待测电阻的电压,设A1的读数为I1,则其测定的电压值为I1r1,再结合电流表A1、A2的阻值综合分析可得出实验电路如析图-23所示。则:Rx=其中,I1、I2分别为电流表A1和A2的读数
考查方向
本题考查电学实验-电阻的测量。
解题思路
1、由给定的电源电动势估算出电路的最大电流,选择合适的电流表,使得读数不能超过量程,且量程不能太大,造成读数不准;
2、根据题干要求例如:“从零开始”或滑动变阻器给定的阻值选择合适的控制电路:分压或限流;
3、按照题目要求画出电路图,用符号表示出题目要求的结果。
易错点
1、电表量程选取不当;
2、控制电路选取不当;
3、电流表的内外接法混淆;
知识点
23.为精确测量额定电压为3V的某电阻R的阻值,某同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。他将红黑表笔分别插入“+”、“一”插孔中,将选择开关置于“×1”档位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度较小(如图甲所示)。试问:
(1)为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“ ”位置。
(2)再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处(如图乙所示),那么他该调节 旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置。
(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.灵敏电流表G(量程200μA,内阻300Ω)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程15.0V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.最大阻值为99.99Ω的电阻箱R2
G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H.电键、导线若干。
为了尽可能提高测量精确度,除电源、电键、待测电阻R、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有 。请在下面的方框中画出你设计的电路图。
正确答案
(1) ×10
(2)欧姆调零
(3)A C E F
解析
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知识点
23、如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。 在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:
(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ii)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调滑动变阻器R,使A1示数I1 = 0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。
(iii)重复步骤(ii),再侧量6组R1和I2;
(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题:① 现有四只供选用的电流表:
A1应选用 ,A2应选用 。② 测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1= 0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。③ 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。
正确答案
① D C ②变大 ③关系图象如图所示 ④31
解析
1)A1示数I1=0.15A,则A1应选用量程为0.3A的电流表,由于只要知道电流大小即可,即选用D;根据R1与I2的关系图,可知,A2的量程为0.3A,且必须要知道其电阻,因此选用C;
(2)调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15A,则与其串联的两个电阻一个电流表的两端电压必须要在减小,因此只有应让滑动变阻器R接入电路的阻值在变大,才能达到这样的条件;
(3)根据题目中已知描的点,平滑连接,注意让图线分布在点的两边,删除错误的,如图所示;
(4)根据欧姆定律,则有:(R1+R0+RA1)IA1=I2(RX+RA2);
而R1与I2的图象的斜率k==241.7Ω;
则有:RX=kIA1-RA2=241.7×0.15-5=31.3Ω;
考查方向
本题主要考查电学实验的技能以及数据的处理
解题思路
根据实验要求选择合适的电表,用平滑的线连接,注意让图线分布在点的两边
易错点
不能根据实验要求进行表的选择
知识点
10.兴趣小组的同学想测量一捆带绝缘漆的镍铬合金丝的长度。
①如图2所示,他们用螺旋测微器测得合金丝的直径d=__________mm。查得镍铬合金丝的电阻率为,若测出合金丝的电阻为R,则合金丝的长度可以根据公式L=_________求出(用、d 、R 表示)。
②他们用表盘如图3所示的多用电表测量合金丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“X10”位置,将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插扎,把两笔尖相互接触,调节________(选填“S”或“T”),使多用电表的指针指向电阻挡的_________(选填“0”或“”)刻线。之后将红、黑表笔的笔尖分别与合金丝两端接触,发现指针偏转角度过大,于是他们将选择开关调到电阻挡的_______(选填“X1”或“X100”)位置。
③正确选择挡位并重新调零后,他们将红、黑表笔分别与合金丝的两端接触,测得合金丝的电阻为15Ω 。他们还想用伏安法测量合金丝的电阻时,发现实验室提供的电表内阻约0.5Ω ,电压表内阻约3kΩ 。为减小测量误差,在实验中应采用图4中的 (选填“甲”或“乙”)电路。
④他们选择合适的电路后,分别用最大阻值是5Ω 、50Ω 、2000Ω 的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别做出电压表读数U随滑片移动距离x的关系曲线a、b、c。如图5所示。用最大阻值为2000Ω 的滑动变阻器做实验得到的图线是图中的________(选填“a”、“b”或“c”)为减小实验误差,应选择图中的________(选填“a”、“b”或“c”)所对应的滑动变阻器。
正确答案
解析
①由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0mm,可动刻度所示为20.0×0.01mm=0.200mm,螺旋测微器的示数为0mm+0.200mm=0.200mm.
金属丝电阻:,因此金属丝的长度
②多用电表使用电阻挡时,需要将两表笔接触后进行欧姆调零,即图中T旋钮,使指针指向电阻挡的0刻度线;
将红黑表笔与电阻接触后发现指针偏转角度过大,说明在当前电阻挡位测量读数过小,需要换成更小挡位,即开关调到电阻挡的×1的位置;
③由电阻阻值及电流表电压表阻值可知,该被测电阻为小电阻,应采用电流表外接法测量,即图甲所示的电路;
④由题意可知,电压表测量的是被测电阻两端的电压U随着滑动变阻器滑片移动的距离x的变化关系,被测电阻与滑动变阻器是串联分压关系,从图中可以看出a曲线在滑片移动很小距离,就产生了很大的电压变化,说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值,所以a图对应2000Ω滑动变阻器;
同理分析,可知,c图线电压几乎不随着距离x变化,说明该滑动变阻器是小电阻,分压效果不明显,所以对应是5Ω的图象;
本实验采用的是伏安法测量电阻,为了减小实验误差,应该要保证被测电阻两端的电压变化范围大一些,所以选择图中b所对应的滑动变阻器.
故答案为:①0.200,;②T,0,×1;③甲;④a,b
考查方向
测定金属的电阻率
解题思路
螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器的示数;根据实验所测数据,应用电阻定律可以求出金属丝的电阻丝的长度;多用电表测量电阻时,先进行机械校零,需将选择开关旋到殴姆档某一位置,再进行欧姆调零,欧姆调零后,测量电阻读出示数.欧姆表黑表笔与内置电源正极相连,电流从黑表笔流出,红表笔流入,根据待测电阻阻值与电表内阻关系确定电流表接法,然后选择实验电路.
易错点
掌握螺旋测微器的读数方法,多用电表的使用方法及注意事项,理解电流表内接法与外接法的区别,及图象中图线斜率的物理意义.
教师点评
本题考查了测定金属的电阻率,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与基本仪器的使用,伏安法测电阻等知识点交汇命题.
知识点
实验室里有一只“WA200”型的二极管,但它两端的“+”“-”号被磨掉了。小王想测出它的正负极,并测量它的正向电阻、反向电阻。小王先在网上查出该型二极管的正向电阻约5Ω、反向电阻约50Ω。小王在实验室找出以下器材:
电流表A,量程0.6A,内阻
电压表V1,量程2V,内阻
电压表V2,量程3V,内阻约为
定值电阻R1,阻值
滑动变阻器R2,阻值范围
电源E,电动势3V,内阻不计
开关及导线若干
10.小王先在二极管两端标上A和B,按如图甲所示电路连接。他发现电流表、电压表的示数都几乎不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好),说明哪端是二极管的正极 (填A、B)
11.小王标出了二极管的正负极, 接着他设计了如图乙所示的电路。某次测量中读出电压表读数为U、电流表的读数为I,则二极管“正向电阻”的精确计算式R= (用读数和字母表示)
12.请您选用上面器材,帮小王设计一个测量二极管“反向电阻”的电路,填在图丙的方框内。要求:能够多次测量、尽量精确。
正确答案
B
解析
因电压表和电流均不随变阻器的阻值变化而变化,说明二极管反向接入,故B端为二极管的正极.
考查方向
二极管的性质
解题思路
根据二极管的性质和实验现象可判断二极管的正极.
易错点
关键明确二极管反向电阻较大,正向电阻较小.
正确答案
解析
由图乙可知,采用了电流表内接法,则由欧姆定律可知:
考查方向
伏安法测电阻
解题思路
明确电路接法,根据欧姆定律可求得正向电阻.
易错点
关键根据串联电路与并联电路关系根据欧姆定律解答.
正确答案
解析
要想多次测量应采用分压接法,由于反向电阻较大,属于大电阻,电路中电流较小,为了能准确测量,可以将V1与R1并联后充当电流表使用,再与电压表V2并联,再由即可求出电阻;故原理图如图所示:
考查方向
伏安法测电阻
解题思路
二极管反向电阻较大,电流较小,电流表无法使用,根据二极管特点结合所给出的仪器进行设计电路.
易错点
关键根据实验原理及所给器材依据实验安全性、精确性、方便性原则设计电路.
如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线,其中RB表示有磁场时磁敏电阻的阻值,R0表示无磁场时磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。
9.请在图乙中添加连线,将电源(电动势3V,内阻不计)、磁敏电阻(无磁场时阻值)、滑动变阻器(全电阻约
)电流表(量程2.5mA,内阻约
)、电压表(量程3V,内阻约
)、电键连接成测量磁敏电阻阻值的实验电路。
10.将该磁敏电阻置入待测匀强磁场中。不考虑磁场对电路其它部分的影响。闭合电键后,测得如下表所示的数据:
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______,结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=_____T。(结果均保留两位有效数字)
正确答案
解析
采用伏安法测量电阻,由于待测电阻较大,采用电流表内接法,滑动变阻器采用分压式接法,连接实物图如图所示:
考查方向
伏安法测电阻
解题思路
采用伏安法测量电阻,由于待测电阻较大,采用电流表内接法,滑动变阻器采用分压式接法;根据原理即可连接实物图;
易错点
关键是选择内接法还是外接法,滑线变阻器是接成限流器还是分压器.
正确答案
;0.80
解析
由求出每次R的测量值,再采用多次测量取平均的方法,则得
则
由图甲可知待测磁场的磁感应强度B为0.80T;
考查方向
欧姆定律;伏安法测电阻
解题思路
采用多次测量取平均的方法,求出磁敏电阻的阻值RB,再求出RB与R0比值,再由图甲得出磁感应强度.
易错点
关键是用平均值法测量出磁敏电阻的阻值,然后根据某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线查出磁感应强度,注意有效数字的考查.
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