- 恒定电流
- 共18115题
用伏安法测量金属丝的电阻Rx(约为50 Ω),实验室备有下列实验器材:
A.电源(电动势为4.5V,内阻约为0.3 Ω)
B.电压表(量程3 V,内阻约为15 kΩ)
C.电压表(量程15 V,内阻约为75 kΩ)
D.电流表 (量程60mA,内阻约为11 Ω)
E.变阻器(0~5Ω, 0.6 A)
F.开关S,导线若干
(1)电压表应选择 (填字母代号)__________;
(2)为尽可能提高实验的精确度,请你在虚线框中画出合理的电路原理图。
(3)在某次测量时电流表的示数如图,则="_______mA," 若用螺旋测微器测得金属丝的直径
如图,则
="________mm" .
正确答案
(1)B (2)
(3)I=44mA d=0.631~0.634mm
试题分析:由于电源电动势只有4.5V,所以选择电压表两成为3V即B仪器。为了测量精密,一般选用分压式电路。通过判别式,待测电阻小于该判别式,是小电阻,所以选用外接法,如图。电流表读数为44mA。根据螺旋测微器的读法:主尺0.5mm,游标13.2*0.01mm=0.132mm,所以读数为0.632mm
点评:此类题型通过考察仪器读数、电路选择、仪器选择来了解对基本实验常识的掌握
(6分)右图为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L为小灯泡。光照射电阻R′ 时,其阻值将变得远小于R。该逻辑电路是 门电路(填“与”、“或”或“非”)。当电阻R′ 受到光照时,小灯泡L将 (填“发光”或“不发光”)。
正确答案
非 发光
试题分析:根据门电路的符号判断该门电路为非门;当输出端为高电势时,灯泡会发光,为低电势时,灯泡不发光,所以判断灯泡发光还是不发光,看输入端是高电势还是低电势.
该逻辑电路为非门电路.非门的特点输入状态和输出状态相反,当电阻R′受到光照时,其阻值将变得远小于R.则R两端的电势差大,R′两端间的电势差小,则输入端为低电势,那么输出端为高电势,小灯泡L发光.
点评:解决本题的关键知道门电路的各种符号,以及非门的特点,即输入状态与输出状态相反.
在测电源电动势和内电阻的实验中(两节干电池做电源),U-I图上是由实验测得的数据标出的点。请你完成图线,并由图线求出每节干电池的电动势E=___V,内阻r=___Ω.
正确答案
:图线见解析 E=1.44V r=0.59Ω
:
试题分析:描点法作图就是用一条平滑的线把各点连接起来,如果是一条直线,就让各点尽可能多的落在直线上,实在落不到线上的点均匀的分布在这条线的两侧。如下图
根据图像可得2节电池的电动势2E为图线和纵轴的截距,即2.88V,所以E=1.44V;图线的斜率为2节电池的内阻2r=1.18Ω,所以r=0.59Ω
点评:作图时线一定要画准,要细一点,否则求出来的电动势和内阻误差比较大,有可能超出答案范围。
某课题小组通过实验测量淮河水的电阻率.现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计)、电压表(量程12 V,内阻约100 Ω),电流表(量程100 μA,内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω,1 A)、电池组(电动势E=12 V,内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品.如图7-7-19是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图象.实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图7-7-20所示.
请回答下面的问题:
小题1:玻璃管内径d的测量值为________ cm;
小题2:请在上面的虚线框内画出测量水柱电阻的电路图;
小题3:所测水的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字).
正确答案
小题1:2.26 cm
小题2:
小题3:80 Ω·m
(1)由游标卡尺的读数规则可知:d=22+6×0.1 mm=2.26 cm.
(2)因为测量的电压值与电流值是从零开始,故应选用分压电路.因电压表的内阻相对于电流表的内阻更接近于被测电阻,所以应选用电流表内接法.
(3)因为ρ=,由图象可知:=2×105 Ω/m.而S=≈4×10-4 m2,
所以ρ==80 Ω·m.
某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A),开关和导线若干以及下列电表
A. 电流表(0~0.6 A,内阻约0.125Ω) B. 电流表(0~3 A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ) D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 (选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx = Ω。
(3)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是 。(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
正确答案
(1)A C 甲 (2)5.2 (3) B D
试题分析:(1)由于电动势为4v,待测电阻约为,电流最大值约为0.8A,电流和电压最大值都不到BD的三分之一,为了减少误差,最好使用电流表A,电压表C,据
,应把电流表接成外接,故选电路图甲;(2)据电表所示,电压为
,电流为
,则待测电阻阻值为:
;(3)在甲图中的误差原因是电压表的分流作用,使测量电流大于实际电流,即选项B;乙图中误差原因是电流表的分压作用,使电压测量值大于实际电压,,即选项D。
(7分)有一个阻值在100Ω~200Ω之间的未知电阻Rx,额定功率为0.25W,现在用伏安法准确测量它的阻值,备有以下器材:
A.量程0~50 mA、内阻为20Ω电流表A1;
B.量程0~3A、内阻为0.01Ω电流表A2;
C.量程0~5V、内阻为10KΩ的电压表V1;
D.量程0~15V、内阻为20KΩ的电压表V2;
E.0~20Ω、允许电流2A的变阻器R;
F.电动势12 V 、内阻为0.1Ω的直流电源E;
G.导线若干、开关适量。
(1)实验中电压表应选 。电流表应选 。
(2)为在较大范围内多测量几次电压和电流值并减小误差,请在虚方框中画出实验电路图,并用画线表示导线连接好实物图。
(3)闭会开关S前,变阻器的滑片应在 。
正确答案
(1)D(或) A(或
)
(2)分析及电路图、实物连线图见解析:
(3)最左端(电流表示数为零的那端)
试题分析:(1)电流表和电压表读数超过量程的时误差较小,通过
的最大电流为
,则电流表选A;
两端最大电压
,电压表选D
(2)因所以测量电路用电流表外接,为在较大范围内多测量几次电压和电流值并减小误差,变阻器用分压法,实验电路及实物连线图如下
(3)闭会开关S前,应保证电路当中电流最小所以,变阻器的滑片应在最左端(电流表示数为零的那端)
点评:中等难度。本题关键,一要根据要求选择合适器材;二要选择合适的电路;三要电路连接不能出错。
现要测定一个额定电压4.2V,额定功率1.5W的小灯泡的伏安特性曲线。现有器材:直流电源E(电动势4.5V,内阻不计);电压表(量程4.5V,内阻约4×l04Ω);电流表A1(量程250mA,内阻约为2Ω);电流表A2(量程400mA,内阻约为1Ω);滑动交阻器(最大阻值约10Ω),电键S,导线若干。
小题1:如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是____;
小题2:在空格内设计出实验电路图,要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小;
小题3:结合实验中所描述的图象, P点小灯泡的电功率为 。
正确答案
小题1:A2
小题2:如图所示
小题3:0.9W
额定电压4.2V,额定功率1.5W的小灯泡的额定电流为I=P/U=0.357A=357mA,所以电流表需要选择量程为400mA的电流表A2。描绘小灯泡的伏安特性曲线应该设计为分压电路,由于小灯泡电阻不大,采用电流表外接。P点小灯泡的电功率为P=UI=3.0×0.3W=0.9W。
如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
(1)下列可供选择的电源和滑动变阻器中最合理的组合是________.
A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是________(选填“a→b”或“b→a”).
(3)在坐标方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.
(4)分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而________(填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为________Ω.
正确答案
(1)D (2)a→b (3)曲线见解析图
(4)变大 (5)5.0
(1)因为电压和电流从零开始变化,所以滑动变阻器采用分压接法,因此总电阻选用小点的,从表格中看到最大电压为3.0V,所以电源电动势用略大点的.
(2)从表格数据看,灯泡两端的电压和流过的电流逐渐增大,所以滑动变阻器阻值增大,滑片向右滑.
(3)连点描线得到图象,可知电阻随着流过电流的增大而增大.
(4)将R=24Ω等效看成电源内阻,则总的电源内阻为25Ω,电动势为3V,在图中画出伏安特性曲线,交于(0.10A,0.5V),解得小灯泡电阻为5.0Ω.
有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的I-U图线,现有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻10kΩ) B.电压表(0~16V,内阻20kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω) D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A) F.滑动变阻器(1kΩ,0.5A)
G.学生电源(直流6V),还有开关、导线
(1)实验中所用电压表应选______,电流表应选用_____, 滑动变阻器应选用_____(用序号字母表示)
(2)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图.
(3)某同学通过实验得到的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若直接用电动势为3V、内阻为2.5的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是________W.
正确答案
(1)A D E
(2)
略
用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:
E.电键S和导线若干。
(1)电压表量程选用_______;滑动变阻器选用______(填R1或R2);
(2)在虚线框中将电压表连入实验电路中;
(3)在U-I图中已画出七组实验数据所对应的坐标点,请根据这些点做出U-I图线并由图线求出:E=_________V,r=________Ω;
(4)在实验时,如果你连接的实物电路出现了如下问题:当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数。如果在实验前仪器都检查过没有问题,只可能是与仪器连接的导线断了。请你判断一下,可能发生断路故障的导
线是______(写出可能发生断路故障的导线的编号)。
正确答案
(1)0~3V,R1
(2)略
(3)E=1.43~1.47V,r=0.60~0.80Ω
(4)由实际连接图确定。
(1)一节干电池电动势为,其内阻很小,为了测量更精确,电压表需选用
量程,滑动变阻器选用
。
(2)电压表并联在电路中,图略。
(3)图线略,由图可知,电动势为直线在纵轴上的截距.注意,纵轴不是从0开始,而是从
开始,因此短路电流不是
,可根据直线斜率求电源内阻,有
。
(4)电压表有示数而电流表没有示数,说明,电流表与电源两端未接通,若电压表并联在滑动变阻器与电流表两端,则③发生断路。
(I)如图所示,甲是游标为10个小等分刻度的游标卡尺,用来测量一物体的尺寸,由于遮挡,只能看到游标的后半部分。乙图为螺旋测微器测量图示。两尺的读数分别是:
(II)待测电阻Rx的阻值约为20,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
E.滑动变阻器R1,最大阻值为5,额定电流为1.0A
F.滑动变阻器R2,最大阻值为50,额定电流为0.5A
G.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
H.电键S及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,请从所给的器材中选择合适的实验器材 __________________ (均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你所选实验器材,请在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的表达式为Rx=_______________,式中各符号的物理意义为:__________
__________________________________________________________________________________.
正确答案
(1)30.6,0.0515~0.0519(每空2分)
(II)(1)ABDEGH (3分)
(2)如右图所示(4分,控制电路和测量电路各2分)
(3)(2分);其中I1、I2分别为 A1和A2表示数,R0与r2分别为定值电阻和A2内阻的阻值。
试题分析:(1)因为是游标上第六条刻度线对齐,所以游标尺的0刻度线应过了3.0cm但是没有过3.1cm,故读数为:
螺旋测微器的读数为:(每空2分)
(II)(1)给的电源是4V,所以电路电流最大为0.2A,所以选用电流表B;因为给的电压表为15V,而电路最大电压为4V,不合题意,所以需要用一个电流表代替,所以需要电流表A,题中还需要一个定值电阻对电流表改装,所以需要D;需要阻值范围小的滑变电阻方便操作所以选用E;故选用的仪器有ABDEGH
(2)如右图所示,电流表内阻和被测电阻相接近,故采用电流表的外接法,滑动变阻器采用分压解法,
(3)设A1和A2表示数分别为I1、I2,定值电阻和A2内阻的阻值分别为R0与r2。通过两端的电压为
,通过
的电流为
,所以根据欧姆定律可得
;
点评:电学实验关键是对仪器的选择以及电路图的设计,对此方面一定要在平时多注意积累,以及多注意题中的要求
某同学设计了一个如图甲所示的实验电路,用以测定电电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3 V)、电流表(量程0.6A,内阻小于l )、电阻箱(0~99.99
)、滑动变阻器(0~l00
)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略.
(1)该同学按图甲连线,通过控制开关状态,测得电流表内阻为0.20.试分析该测量电流表内阻产生误差的原因是 。
(2)简要写出利用图甲所示电路测量电电动势和内阻的实验步骤:
①
②
图乙是由实验数据绘出的图像,由此求出待测干电池的电动势E= V;内阻r= Ω(结果保留3位有效数字)
正确答案
(1)并联电阻箱后线路总阻值减小,从而造成总电流增大;(2)①调节电阻箱R,断开开关K,将开关 S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;②断开开关D,再次调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;(3)2.77(2.76-2.96 V均给分)2.35(2.28-2.46均给分)
试题分析:(1)并联电阻箱后线路总阻值减小,从而造成总电流增大;(2)①调节电阻箱R,断开开关K,将开关 S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;②断开开关D,再次调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;(3)根据欧姆定律可知:E=I(R+r),变形可得:,则
中
,解得E=2.77V(2.76-2.96 V均给分),
,解得r=2.35Ω(2.28-2.46均给分)
某同学利用如图1所示电路来测量电阻Rx的阻值。将电阻箱接入a、b之间,闭合电键。适当调节滑动变阻器Rˊ后保持其阻值不变。依次改变电阻箱的阻值R,读出相应电压表的示数U,得到如图2所示的U—R图像。
(1)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为1.50V。利用U—R图像可得Rx=________Ω。
(2)若电路中使用的电源为一组新的干电池组成的电池组,其内阻可忽略不计,根据U—R图像可得该电池组的电动势为________V;滑动变阻器Rˊ此时的阻值为Rˊ=________Ω。
(3)电池使用较长时间后,电动势可认为不变,但内阻增大。若仍用图1实验装置和图2所示的U—R图像测定某一电阻,则测定结果将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
正确答案
(1)10 (2)3 10 (3)偏小
试题分析:(1)如图,当电压表示数为1.50V时,由图线知此时电阻为10Ω
(2)由U-R图线读出两组数据(10,1.5)(20,2.0)代入公式E=组成方程组解得E=3V,
=10Ω
(3)当内阻增大时,在ab间接入同样阻值电阻的情况下,电压表示数会变小,由U-R图线读得在该电压下电阻值会变小,故测量结果变小。
某电阻元件的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示。一个同学进行了如下设计:将一电动势E=1.5V(内阻不计)的电源、量程5mA内阻为100Ω的电流表、电阻箱R′ 以及用该电阻元件R,串联成如图乙所示的电路。如果把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①电流刻度较小处对应的温度刻度 ;(选填“较高”或“较低”)
②若电阻箱阻值R′=250Ω,图丙中3mA刻度处对应的温度数值为 ℃。
正确答案
①较高;②50
试题分析:由题可知,电流小说明电阻元件的阻值R比较大,所以其温度较高;电流为3mA时,电阻R为,由图甲可读出此时的电阻对应的温度为50℃。
某同学准备利用下列器材测量电源电动势和内电阻。
E.导线和开关
(1)该同学连接的实物电路如图甲所示,其中还有一根导线没有连,请补上这根导线。
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出伏特表v1和v2的多组数据U1、U2,描绘出图像如图乙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则电源的电动势E= ,
内阻为r= (用k、a、R0表示)。
正确答案
①如图所示;② E=ka/(k-1) r=R0/(k-1)
试题分析:(1)滑动变阻器串联在电路中,连线如图所示,
(2)根据可得,
得:
则,可得
而时
,即
,可解得
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