- 恒定电流
- 共18115题
多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器.
(1) 如图甲是一个多用电表的内部电路图,在进行电阻测量时,应将S拨到_____或_____两个位置,在进行电压测量时,应将S拨到______或______两个位置.
(2)使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图11乙中a、b所示。若选择开关处在“×10Ω”的电阻档时指针位于a,则被测电阻的阻值是_________Ω.若选择开关处在“直流电 压2.5V”档时指针位于b,则被测电压是_____________V;
正确答案
(1)3,4 5,6 ; (2) 500Ω 2.00V
试题分析:(1)在进行电阻测量时,表内要有电源,所以要接到3、4两个位置;在进行电压测量时,表头要串联电阻,所以要接到5、6两个位置。
(2)由图知若选择开关处在“×10Ω”的电阻档时指针位于a,读数时要读最上方的刻度盘,被测电阻的阻值是;若选择开关处在“直流电 压2.5V”档时指针位于b,读数时要读中间的刻度盘,所以被测电压是2.00V。
点评:本题学生要清楚欧姆表的工作原理,电压表和电流表的改装,会用相应的刻度盘进行读数。
要测量一个量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表 F.开关K1、K2,导线若干
有一位同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是 Ω。
为了更精确地测出此电压表的内阻,该同学设计了两种测量电压表内阻的方法。
(2)若采用乙图测得电压表和电流表的示数分别为、
,则电压表内阻可表示为
= ;
(3)若采用丙图,先闭合开关K1,再闭合开关K2,读得电压表示数U1;再断开开关K2,读得电压表示数U2.,则电压表内阻可表示为= ;
(4)你认为其中较合理的电路图是 ,其理由 。
正确答案
(1)3000 (2) (3)
(4) 丙 电压表的电阻比安培表大得多,导致安培表读数太小,电流误差很大。
试题分析:(1)万用表档位选择的是×100,指针示数为30,所以电阻为30×100Ω=3000Ω(2)乙图中流过电压表的电流为,电压为
,所以由欧姆定律可知电压表内阻
(3)设电源电动势为E,电压表内阻为Rv,则由闭合电路欧姆定律可知闭合开关K1,再闭合开关K2,
,当断开K2后
,由以上两个公式联立可知电源内阻为
点评:在电学实验中注意用电器的串并联,根据部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律求解和判断
(5分)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值在4~8Ω之间),现提供图甲所示的实验器材。实验要求获得多组数据,且金属丝上所加的电压须从零开始。
(1)请在图甲中选择必要的器材,并进行连线。
(2)某次实验测量时,两表均选用小量程。表面刻度及指针如图乙所示,则该金属丝的电阻值为 。
正确答案
略
某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。
(3)现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L3(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
正确答案
(1)如图b(3分)
(2)由于RL1比RL2大得多,灯泡L2分得的电压很小,其实际功率很小,不能发光。(3分)
(3)如图c(5分)
(1)实物连线要依据电路原理图,弄清电路结构,将滑动变阻器连接成分压式接法。
(2)由于两个灯泡的电阻相差较多,串联后接入电路,则电阻较小的灯泡分得的电压远小于额定电压,故不亮,而另一个灯泡的电压接近额定电压,故该灯泡亮。
(3)根据(2)的启发,设计的电路如图c所示。
(10分 )如图为某同学“测绘小灯泡伏安特性曲线”的实验电路,小灯泡规格(3.8V,0.3A),各元件均能正常工作。
(1)该同学按图示连接,两电表都有示数,但电压表示数无法调节到零。由实物连接图可知,连接电路时有问题的器材是 (请选择器材编号)
A.电压表 B.小灯泡 C.滑动变阻器 D.开关
(2)请在答题纸相应位置画出能解决(1)中所存在问题的实验电路图;
(3)解决第(1)中问题后,该同学通过实验测得以下数据,请你据此在答题纸相应位置作出小灯泡电压随电流变化的曲线;
(4)理论上电压从0逐渐增加到2.5V和从2.5V逐渐减小到0的两个测量过程中,在电压表示数相同时,电流表示数应该略有不同。该同学进行该实验时,正值寒冬,气温很低,发现电压表示数调到相同情况下,所对应的电流表示数几乎一样。请简要分析可能的原因? (写出一条即可)
正确答案
(1)C 2分(2) 3分 (3)3分
(4)电流表读数无法区别其差异(电流表精确位太低);操作时记录数据比较慢,灯丝电阻温度与外界环境温度在读数时已达到平衡 2分
试题分析:(1)要把电压表的示数调为0,滑动变阻器要接成分压式;(2)如上图所示;(3)如上图所示;(4))电流表读数无法区别其差异(电流表精确位太低);操作时记录数据比较慢,灯丝电阻温度与外界环境温度在读数时已达到平衡。
某同学对一个标称值为“5Ω、1.25W”的定值电阻的阻值是否准确产生了怀疑,准备用伏安法尽可能准确进行测量,现可供使用的器材如下:
E.定值电阻R0=1Ω
F.直流电源E,电动势4.5V,内阻不计
G.开关S、导线若干
(1)上述器材中,最适合的电压表为 (填字母编号)。
(2)答卷中的虚线框内画出测量Rx的电路图。
(3)正确连接电路后开始测量,电压表与电流表刻度指针如图示,则被测电阻值为 。
正确答案
(1)C;(2)如下图:(3)6.5Ω
试题分析:(1)用伏安法测量定值电阻Rx的阻值时,由于电源电压为4.5V,为提供精确度,所选电压表为C。
(2)电流表A1量程偏小,可以将电流表A1与定值电阻R0并联构成新的电流表使用;滑动变阻器电阻值大于待测电阻阻值,采用限流式接法即可;待测电阻较小,采用安培表外接法。
(3)电流表A1读数为40mA,电压为0.36V,故通过电阻R0的电流为0.36A,通过待测电阻的电流为(0.04+0.36)A=0.4A,电压表上的读数是2.6V,故待测电阻的阻值为
某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示。测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量。
(l)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。
(2)以下为简要的测量步骤,请将不完整处补充完整:
A.调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;
B.将 放在转换器上,记下输出电压U0;
C.将待测物放在转换器上,记下输出电压U1;
(3)根据以上测量,可求出:比例系数k= ,待测物体的质量m= 。
(4)请设想实验中可能会出现的一个问题: 。
正确答案
(11分)
(1)设计的电路图如图所示。(3分)
(2)砝码(2分)
(3),
。(4分)
(4)①因电源电压不够而输出电压调不到零;
②待测物体质量超出转换器量程。
(2分,答出一个即可得2分)
试题分析:要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,滑动变阻器应采用分压式接法,力电转换器末端应该接一个电压表。应把砝码先放在力电转换器上,因为砝码的质量是已知的,用已知测量未知的质量。输出电压与砝码的重力或质量成正比,则有;当放上物体时,有
。如果电源电压不够而输出电压调不到零或待测物体质量超出转换器量程等,都将会导致实验过程可能出现问题。
在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L,用螺旋测微器则出金属丝的直径d,用电流表测出通过金属丝的电流I,用电压表测出金属丝两端的电压U。
(1) 请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=_______(用上述测量物理量的字母表示);
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为L=_______cm,金属丝直径的测量值为d=_______mm,
(3) 用电流表和电压表测金属丝的电阻R时,由于电压表电流表内阻的影响,无论使用电流表内接法还是电流表外接,都会产生系统误差。如果按如图所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑动触头调到最左端,单刀双掷开关S1向1闭合。闭合开关S2,调节变阻器R1和R2,使电压表和电压表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、 I1;
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关S1向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
请写出计算电阻的表达式Rx=_______。(用电压表和电流表示数表示)
正确答案
(1)(3分) (2)36.45~36.48(2分) 0.795~0.798(2分)
(3)U1/I1- U2/I2(3分)
由欧姆定律R=U/I,由电阻定律R=ρL/S,S=πd2/4,联立解得ρ=。金属丝长度的测量值为L=36.46cm,金属丝直径的测量值为d=0.5mm+0.296mm=0.796mm。
设电流表和滑动变阻器R1的总电阻为R,由欧姆定律,U1/I1=Rx+R,U2/I2= R,联立解得Rx =U1/I1- U2/I2。
某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值,准备先用多用电表粗测出它的阻值,然后再用伏安法精确地测量.实验室里准备了以下器材:
E.电源:电动势E=6V
F.滑动变阻器Rl,最大阻值10Ω,最大电流为2A
G.滑动变阻器R2,最大阻值50Ω,最大电流为0.1A
H.导线、电键若干
(1)在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用 欧姆挡;
(2)按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则的阻值大约是 Ω;
(3)在用伏安法测量该电阻的阻值时,要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节,则在上述器材中应选出电流表和滑动变阻器分别是 (填器材前面的字母代号) ;
(4)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图.
正确答案
(1) “×1”欧姆挡( 2分
(1)在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,从图中可知表的指针偏转角度过大,电阻较小,故应换用“×1”欧姆挡重新测量
(2)示数为
(3)电路中最大电流为:,所以采用电流表C,而滑动变阻器G,允许通过的最大电流太小,所以采用滑动变阻器F,
(4)要求能连续调节,所以采用滑动变阻器的分压解法,电阻和电流表内阻较接近,所以采用电流表的外接法
在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx 约为5。实验室备有下列实验器材
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15K)
B.电压表V2 (量程15V,内阻约为75K)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2)
D.电流表A2(量程600mA.,内阻约为1)
E.变阻器R1 (0~20,0.6A)
F.变阻器R2 (0~2000,0.1 A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3)
H.开关S,导线若干
(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______________________。(填写器材前面序号)
(2)图3为该实验的电原理图,请将图4用实线补画完整(部分已画出)。
正确答案
(1)A 、D、E、G、H (4分) (2)连线如图(4分)
(说明:电流表外接法、滑动变阻器分压式接法有一处错误均不得分);
试题分析:(1)由题, 本实验电源电动势为3V, 因此电压表选择3V量程,电路中最大电流约为I=E/R=3/5=0.6A,因此电流表选用600mA. 变阻器选用跟待测电阻差不多的,因此选择0~20的, 所以选用的实验器材有A 、D、E、G、H (2)连接电路如图
用如图甲所示的电路图研究灯泡L(2.4V,1.0W)的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值,检验其标示的准确性。
(1)在闭合开关S前,滑动变阻器触头应放在 端。(选填“a”或“b”)
(2)根据电路图,请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整。
(3)实验后作出的U—I图象如图丙所示,图中曲线弯曲的主要原因是: 。
正确答案
(1)a;(2)连接好的实物图如下图所示;(3)温度升高,灯丝电阻率增加。
试题分析:(1)为了保护电路,在闭合开关S前,使通过灯泡的电流最小,故滑动变阻器触头应放在a端;
(2)连接的实物电路如图所示;
(3)如果是直线,则说明电流与电压成正比,即电阻是不变的,现在是曲线,则说明灯丝的电阻随温度的升高而增大,即温度升高,灯丝电阻率增加。
为了测定电流表A1的内阻,采用如图所示的电路.其中:
A1是待测电流表,量程为300 μA,内阻约为100 Ω;
A2是标准电流表,量程是200 μA;
R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9 Ω;
R2是滑动变阻器;
R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4 V,内阻不计
S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.
(1)根据电路图,请在实物图中画出连线,将器材连接成实验电路.
(2)连好电路,将S2扳到a处,闭合S1,调节滑动变阻器R2使A2的读数是150 μA;然后将开关S2扳到b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150 μA。若此时电阻箱R1各旋钮的位置如图所示,电阻箱R1的阻值是________Ω,则待测电流表A1的内阻Rg=________Ω
正确答案
(1)
(2).86.3、86.3
试题分析:(1)实物连接如下图所示:
(2)电阻箱的读数为86.3Ω,本实验采用了等效替代法测电阻的法,干路中电流不变,总电阻就不变,所以待测电阻也为86.3Ω.
(9分)实验室给出下列器材,请你完成一节干电池电动势和内阻的测定。
E.滑动变阻器,最大阻值为100 Ω
F.滑动变阻器,最大阻值为10 Ω
G.电键一只、导线若干
(1)该实验所需器材 (填器材前面字母);
(2)请在虚线框中画出该实验电路图;
(3)下表列出了某组同学测得的实验数据,根据表中数据,作出U-I图线(下图),并根据图线计算被测电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
正确答案
(1)ABDFG
(2)如左侧电路图所
(3)如右图U-I图所示
1.46 (1.44~1.50均对) 0.73 (0.70~0.80均对)
试题分析:(1)需要测量电源的电动势和内阻则待测电源A需要;最大电流约为I=E/r=0.75A,比较B、C电流表量程后,电路电流小于C电流表的1/2量程,所以选择B电流表;电压表只有一个,所以选D;滑动变阻器10Ω的便于调节,所以选择F;最后是G。(2)如图所示。(3)通过图像可知,电动势为图线与纵坐标的交点,即E=1.45v,电源内阻为图线的斜率r=k=ΔE/ΔI=0.45/0.6=0.73Ω。
(10分)探究金属丝的电阻与长度关系的实验中,取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上,金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室提供了下列器材:电压表V(0-3V-15V)、电流表A(0-0.6 A-3A)、4V直流电源、滑动变阻器(0-20Ω)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)用刻度尺测量金属丝AP段长度l,用电压表和电流表测量AP段的电阻R,请你用笔划线代替导线,在图甲中用三根导线连接好电路.闭合开关前,应注意 .
(2)实验过程中,某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示,则电流表和电压表的读数分别为I= A,U= V.
(3)实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表:
请在图丙坐标中,描点作出R-l图线;根据图线得到的结论是 .
(4)某实验小组在实验中,调节金属夹P时,发现电压表有示数,电流表的示数为零,原因可能是 .
正确答案
(1)见解析 将变阻器滑片移到最右端 (2)0.42 2.10
(3)见解析 R与l成正比 (4)A、P与电压表间出现断路
试题分析:(1)电阻丝电阻较小,电流表内阻也较小,电压表内阻较大,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.电阻丝阻值小于变阻器总电阻R,限流电路和分压电路都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,故采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。因此把滑动变阻器、电流表、电阻丝串联接入电路,电压表并联在电阻丝两端,电路图如第14题答图甲所示;闭合开关后,应先让电路中电流最小,总电阻最大,故闭合开关前,将变阻器滑片移到最右端.
(2)电流表量程是0.6A,由第14题图乙所示电流表可知,其分度值是0.02A,所示为0.42A;电压表量程为3V,由图乙所示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2.10V.
(3)根据表中实验数据在坐标系中描点,然后作出R-I图象如第14题答图丙所示,由图象可知,R与l成正比.
(4)闭合开关,调节金属夹P时,电流表的示数为零,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则电路故障是:A、P与电压表间出现断路.
(4分)某实验小组利用如图所示的装置探究热敏电阻的温度特性。
(1) 电键闭合前,滑动变阻器的滑动触头P应置于 端(选填a或b)。
(2) 实验小组将测量出的不同温度下热敏 电阻的阻值与标准值比较后,发现二者有一定的
差异。除偶然误差外,你认为造成误差的原因可能是 。
正确答案
(1)a (2)电流表的分压
试题分析:(1)电键闭合前,滑动变阻器的滑动触头P应置于是热敏电阻分压最小的位置,所以应置于a点。
(2)本实验采用的是电流表的内接法,除了读数的偶然误差外还有电流表的分压引起的系统误差。
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