- 恒定电流
- 共18115题
某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5 V,内阻约为1 Ω; 电压表(0-3 V,3 kΩ)、 电流表(0-0.6A,1.0 Ω)、
滑动变阻器有R1(10 Ω,2 A)和R2(100 Ω,0.1 A)各一只.
①实验中滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”)。
②在实验中测得多组电压和电流值,得到如图乙所示的U-I图线,
由乙图可较准确地求出该电源电动势E= V;内阻,r= Ω。
正确答案
R1、1.47、1.8l
试题分析:(1)估算出电路中最大电流:当变阻器的电阻为零时,由闭合电路欧姆定律可求电路中最大电流,根据额定电流与最大电流的关系,分析并选择变阻器.
(2)由闭合电路欧姆定律分析U-I图象的纵轴截距和斜率的意义,可求出电动势和内阻.解解:(1)电路中最大电流,R2的额定电流小于0.75A,同时R2阻值远大于电源内阻r,不便于调节,所以变阻器选用R1.
(2)由闭合电路欧姆定律U=E-Ir得知,当I=0时,U=E,U-I图象斜率的绝对值等于电源的内阻,则将图线延长,交于纵轴,纵截距即为电动势E=1.47V,.
点评:本实验的原理是闭合电路欧姆定律,根据原理由图象的斜率和截距分别求出内阻和电动势.
如图所示是测量磁感应强度B的一种装置。把一个体积很小的电阻为R、匝数为N、面积为S的测量线圈L放在通电螺线管内待测处,线圈平面与螺线管轴线垂直,将测量线圈跟测量电量的仪器G表串联。当闭合电键K时,G表可测得瞬间流过测量线圈的电量ΔQ,则:
(1)(多选题)测量磁感应强度B所依据的物理规律是 ( )
(2)用此方法测量通电螺线管内轴线处磁感应强度的表达式为B=______________。
正确答案
C、D (2分), B="RΔQ/NS" (2分)
试题分析:当闭合开关L的瞬间,穿过线圈L的磁通量发生变化,电表中会产生感应电流,通过闭合回路欧姆定律可解的磁感应强度大小,根据楞次定律可解得磁场方向,所以选CD,(2)根据法拉第电磁感应定律可得,根据电流定义式可得
,根据闭合回路欧姆定律可得
,三式联立可得
点评:本题属于创新实验,是一道比较好的题目,关键是知道,利用法拉第电磁感应定律求解题中的平均电流是关键
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径为 mm
(3)用多用电表“×l0”的电阻挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R 直流电源E(电动势4 V,内阻不记)
电流表A1(量程0~4 mA,内阻约50Ω ) 电流表A2(量程0~10 mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3 V,内阻约10kΩ) 电压表V2(量程0~l5 V,内阻约25kΩ)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S,导线若干.
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电流表应选择 ,电压表应选择 ,滑动变阻器应选择 (填仪器符号),请在框中画出测量的电路图.
正确答案
(1)50.45 (2)4.650 (3)240
(4)
电路如下图
试题分析:(1)首先读出游标尺0刻线对应的主尺的整数部分读作n毫米,然后读出游标尺第几个刻度线和主尺刻度线对齐,读作m,最后读数为:(m+n×0.05)mm,所以本题读作:50.45mm
(2)螺旋测微器的读数包括两部分:大于0.5mm的刻度值由主尺读出,用m表示;小于0.5mm的刻度值由旋轮(即可动刻度)读出,用n表示,可动刻度要估读一位,则螺旋测微器所测量的值为m+0.01n,单位为毫米。所以本题读作:4.650mm
(3)多用电表读数时注意,多用电表最上面一排数据表示测电阻的读数,读电阻时注意倍率。所测电阻的阻值为:读数乘以倍率,即
(4)由于电源电动势为4V,为减小误差电压表选;电路中的最大电流为
,则电流表选
;因要求测得多组数据进行分析则滑动变阻器用分压法,滑动变阻器用较小阻值的,即
;因
,所以电流表外接,电路如下图
点评:实验器材选择步骤:1、根据实验要求设计合理的实验电路.2、估算电路中电压、电流可能达到的最大值,以此选择电压表和电流表的量程。
(15分)要测量一只欧姆表的电源电动势,某同学仅利用提供给他的一只量程满足测量要求且内阻约为2-3千欧的电压表完成了测量(不得将电池拆下).
(1)已知欧姆表刻度盘中央刻度值为20,在测量前应把欧姆表选择开关调至______挡,再将欧姆表红、黑表笔短接,调节_______旋钮,使指针指在___________处.
(2)实验中将欧姆表的两表笔分别接在电压表的两接线柱上,应将红表笔接在电压表的___________接线柱上.
(3)测量时,若电压表的示数为U=0.90V,欧姆表指针记得的刻度数为N=30,则欧姆表电源的电动势为_____________V.
正确答案
(1)×100 电阻调零 0刻度 (2)负 (3)1.5V
试题分析:(1)使用欧姆档测电阻时,当指针指在中间刻度时误差最小,读数最准确,由于中央刻度为20,电阻大约为2000欧,所以档位为×100时指针只在中间左右,调零的步骤为将欧姆表红、黑表笔短接,调节电阻调零旋钮,使指针指在0刻度(2)当用万用表测电压时红表笔接电压表的负接线柱(3)欧姆表指针记得的刻度数为N=30,可知电压表内阻为3K欧姆,电流为0.3mA,欧姆表刻度盘中央刻度值为20,欧姆表的内部电阻为2K欧姆,所以由闭合电路欧姆定律可知电源电动势为0.3mA×5 K欧姆=1.5V
点评:本题难度较大,要熟记万用表内部结构和使用规范,特别注意中值电阻的意义
(1)如图为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=500μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为20KΩ,电池的电动势E=7.5V,内阻r=1.0Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx= kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势不变.内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法在测上述Rx,其测量结果与原结果相比将 (填“变大”.“变小”或“不变”)。
(2)用多用电表的欧姆档测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上:
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的0刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆档×1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档×100
e.旋转S使其尖端对准交流500V,并拔出两表笔
(3)根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为 Ω。
正确答案
(1) 红 色,Rx= 15 kΩ, 不变 (填“变大”.“变小”或“不变”)。 (6分)
(2)c a b e 。(2分)
(3) 22K Ω。(1分)
(1)与电源负极相连的为红色表笔,当指针指在中间刻度时待测电阻阻值等于万用表内阻15 kΩ,(2)正确顺序为c a b e(3)指针示数为22,档位为1KΩ,读数为22KΩ
(2009·上海闸北区期末)用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内电阻.改变电路的外电阻,通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流,输入计算机,自动生成U-I图线,由图线得出电动势和内电阻.
(1)记录数据后,打开“坐标绘图”界面,设x轴为“I”,y轴为“U”,点击直接拟合,就可以画出U-I图象,得实验结果如图甲所示.根据图线显示,拟合直线方程为:________,测得干电池的电动势为________V,干电池的内电阻为________Ω.
(2)现有一小灯泡,其U-I特性曲线如图乙所示,若将此小灯泡接在上述干电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在方格图中).
正确答案
(1)y=-2x+1.5 1.5 2 (2)0.27W
(1)设直线方程为y=ax+b,把坐标(0,1.5)和(0.75,0)代入方程解得:a=-2,b=1.5,得出直线方程为:y=-2x+1.5;由闭合电路的欧姆定律得:E=IR+Ir=U+Ir,对比图象可得:E=1.5V,r=2Ω.
(2)作出U=E-Ir图线,可得小灯泡工作电流为0.30A,工作电压为0.90V,因此小灯泡的实际功率为:P=UI=0.30×0.90W=0.27W.
用以下器材测量待测电阻Rx的阻值: 待测电阻Rx:阻值约为100Ω;电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;电流表1:量程50mA、内阻r1="20Ω;电流表2:量程300" mA、内阻r2约为4Ω定值电阻R0:阻值为20Ω;滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;单刀单掷开关S、导线若干.测量电阻Rx的电路图如图所示
(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表 (填“1”或“2”),开关S闭合前,滑动变阻器R滑片应该移到 端(填“A”、“ B”或“无要求”)
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx= 。
正确答案
① 1(2分) A (2分) ②
试题分析:(1)电路中最大电流为:,所以选用电流表1 ;为了保护电流表,滑动变阻器在开关闭合前应处于最大阻值处,即A端
(2)根据并联电路两端的电压相等可得:,解得
点评:在电学实验的考查中,经常考查到仪表的选择、电流表内外接法的选择及实验数据的处理,故应注意此类问题的解法;在实验中要注意把握准确性及安全性原则.
某同学设计了如图所示的电路,用来测量未知电阻Rx的阻值,在下列可供选择的器材中:
A.被测电阻Rx,阻值约为50 Ω
B.电源(电动势10 V,内阻0.5 Ω)
C.电流表(量程0~200 mA,内阻约为r2)
D.电流表(量程0~300 mA,内阻约为r3)
E.定值电阻500 Ω
F.定值电阻100 Ω
G.滑动变阻器(0~100 Ω,1 A)
H.滑动变阻器(0~2000 Ω,0.5 A)
I.开关,导线若干
测量时,电流表A1应选用________,电流表A2应选用________,R1应选用________,R2选________.(填所选仪器前面的字母)
将该同学的实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到适当位置,读出电流表A1、A2的读数;
③[ZZ1Z] ;
④实验完毕后,拆除电路.
若某次测量时电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则被测电阻的测量值为Rx=________.
正确答案
C D F G 再移动滑片,读出几组A1、A2的读数,算出对应的Rx值,求出平均值 -r2
本题考查电路中仪器的选用,对于电路中的两个电流表的选择要满足干路的量程要大于支路,所以A1选C,A2选D.另外对于R1这个定值电阻的选用原则是要使得两个电流表的读数相差比较明显,所以选F,而滑动变阻器的选用原则是滑动要使读数变化明显,所以选G.
(8分)一只灯泡,标有“3V,0.6W”字样.现用图中给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻(滑动变阻器最大阻值为10
;电源电动势为12V,内阻为1
;电流表内阻为1
,电压表的内阻为1000
).
①将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在虚线框内,
②用笔画线当导线,根据设计的电路图将实物连成完整的电路(图中有四根导线已经接好);
③若用万用电表测得小灯泡的电阻为,你根据所学的知识可判断出
与
的大小关系为:
______
(选填“大于”、“等于”或“小于”).
正确答案
①电路如图所示(3分)②连结电路如图所示(4分);若其他接法正确,同样给分. ③大于(3分)
①该小灯泡正常发光时的电阻可以由额定电压和额定功率求得:,已知
,因为
,所以选用电流表的外接法;因为滑动变阻器的最大阻值为
,且实验中要求尽量减小实验误差,所以滑动变阻器选择分压式接法,如图所示(见下图)
②依据电路图,将实物连接如图所示(见下图)
③用万用电表测灯泡的阻值时,需将灯泡与电路断开,即在常温下测量灯丝的阻值的;而该实验用伏安法测得的灯泡的电阻是正常工作时也即在高温下灯丝的电阻.由于灯丝的电阻率是随温度的升高而增大的,所以在常温下测量灯丝的阻值要比在高温下测得灯丝的电阻
要小.即
.所以答案为:大于
(2009·四川模拟)某同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,________,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=________.
(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的-图线,则电源电动势E=________V,电阻R2=________Ω.
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了相应的-图线,根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做
法比较,由于电压表测得的数据范围________(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以________同学的做法更恰当些.
正确答案
(1)将S2切换到b R
(2)1.43(或10/7) 1.2 (3)较小 甲
(1)闭合S1,将S2切换到b,读出电压表示数U2,由题意可知R1上的电压U=U2-U1,
所以R1==·r.
(2)图中给出与的关系图线,首先,根据已知条件整理与的关系式得:
E=(R1+R2)+U,=·+
当=0时,==0.7V-1,所以E=V≈1.43V
斜率k==Ω/V=4.2Ω/V
∴R2=1.2Ω.
(3)做实验时,所取数据范围应尽量大,减小偶然误差的影响,所以应采用测量范围大的甲同学的做法.
(2010·安徽芜湖测试)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:
(1)电压表量程选用________,电流表量程选用________,滑动变阻器选用________.
(2)在方框中画出实验电路图.
(3)如图所示的U-I图象是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出E=________V,r=________Ω.
(4)若只选用两组数据,用欧姆定律算出E、r,有可能误差较大;若选用第________组和第________组数据误差最大.
正确答案
(1)0~3V 0~0.6A
(2)电路如图甲所示
(3)如图乙所示 1.5 0.5 (4)5 6
因为待测电源为一节干电池,故电压表量程选用0~3V,电流表量程选用0~0.6A;待测干电池一般内阻较小,故滑动变阻器选择总电阻为20Ω的R1可满足要求,伏安法测电源电动势和内电阻,电流表内接,电路如图所示.根据数据完成图线时,要注意尽量使数据点均匀分布在线的两侧,同时注意大胆舍弃误差较大的数据.图线与纵轴交点即为电动势值即E=1.5V,图线斜率的绝对值即为电源内电阻r=0.5Ω.过第5组、第6组数据对应点的直线与原直线截距、斜率相差最大.
(12分)为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如下图所示的实验电路。其中:
A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100;
A2是标准电流表,量程是200μA;
R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9;
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)①实验中滑动变阻器采用 接法(填“分压”或“限流”);
②根据上图所示电路的实物图,请在实物连接图右边的空白处画出实验电路图。
(2)请将该同学的操作补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最 ;(填“左端”或“右端”)将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150μA;
②将开关S2扳到接点b处, ,使电流表A2的读数仍是150μA。
③若此时电阻箱各旋钮的位置如右图所示,则待测电流表A1的内阻Rg= 。
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用 。(填写阻值前相应的字母)
A.200 k B.20 k
C.15 k
D.150 k
正确答案
(1)①“限流” (2分) ②见下图 (2分)
(2)①“左端” (2分)
②保持R2不变,调整变阻箱R1, (2分)
③ 86.3 (2分)
(3) B (2分)
分析:(1)由实物图可知,电路采用限流法,开关为单刀双掷开关,则可得出原理图;
(2)根据电路连接的要求及实验的原理可以知道滑片的位置及需要做的工作;电阻箱的阻值与Rg相等,读出示数即为待测值;
(3)要保证安全应使电流不超过两电流表的量程,则可得出电阻值.
解:(1)由实物图可知该电路为限流接法,原理如图所示:
(2)①闭合开关之前,应使滑动变阻器的阻值最大,滑片在最左端;
②本实验使用替代法测量电流表的内阻,因此开关a和接b时的电流表读数应该相同,开关接b时,需调节电阻箱R1.
③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻,读数为86.3Ω.
(3)当滑动变阻器R2的阻值为零时,电路中的电流不能超过两个电流表的量程,即I=≤200×10-6,解得R3≥20 kΩ.
故答案为:(1)原理图所右图;(2)①左端;②保持R2不变,调整变阻箱R1;③86.3;(3)B.
物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,上边标称功率值为0.75W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约2Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U ==V =1.23V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计了一个电路进行测量。当电压从0V开始增大,达到1.23V时,发现灯泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70V时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,并将数据记录在表中。
A.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表 A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑线变阻器R1(0-20Ω)
E.滑线变阻器R2(0-50Ω)
F.电源E(电动势4.0V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
请你根据实验要求,帮助他们完成实验分析:
小题1:根据表中的实验数据,在给出的方格纸内作出U—I图线,并从图线上分析该灯的额定电压应为________V;这一结果大于一开始的计算结果,原因是___________________。
小题2:从表中的实验数据可以分析,他们实验时所选择的最佳器材:电流表选择________(填A1或A2);滑线变阻器选择________ (填R1或R2)。
小题3:从实验时所选择的最佳器材画出实验电路图
正确答案
小题1:2.5 V ;灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯丝电阻随温度的升高而增大)
小题2:A2 ; R1
小题3:
小题1:作出U—I图线,如图所示。
由图线得,电压等于2.5V时,电流约0.3A,其功率约为0.75W,即该灯的额定电压为2.5V。
灯泡电阻随温度升高而变大,故一开始的计算结果偏小。或者灯泡冷态电阻小于正常工作时的电阻(或答灯泡电阻随温度升高而变大,意思对就可以给分)
小题2:由记录的数据可知,毫安表需选用A2,并且需外接,在控制电路中,当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求;若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作
小题3:当采用限流式接法时,通过表中第一组数据可以求出可变电阻R约为(4-0.2)/0.08=47.5Ω,故选用变阻器R2完全可以满足要求,电路图选(A)。
若采用分压式接法,由于灯泡的最大电阻约2.5/0.3=8.3Ω,变阻器R1与灯泡并联部分的最大阻值约为16.7Ω(电动势为4V),滑动触头在阻值0~16.7Ω间滑动,也可以比较方便地进行操作,电路图如下:
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表内阻
的电路如图所示。供选择的仪器如下:
①待测电流表(
,内阻约300Ω),
②电流表 (
,内阻约100Ω),
③定值电阻(300Ω),
④定值电阻(10Ω),
⑤滑动变阻器 (
Ω),
⑥滑动变阻器 (
Ω),
⑦干电池(1.5V),
⑧电键S及导线若干。
小题1:定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)
小题2:用连线连接实物图。
小题3:以为纵坐标,
为横坐标,作出相应图线,如图所示。
根据图线的斜率
及定值电阻(你选定的那一个定值电阻),写出待测电流表内阻的表达式 。
正确答案
小题1:③,⑥
小题2:见图
小题3:
小题1:电流表的量程为
的二倍,定值电阻与电流表属于并联关系,所以定值电阻的阻值应为300Ω,和
的电阻一样,所以分流一样可以满足两个电表均在量程之内;
因为电源电动势为1.5V,若接入所以电路中的电流最小为
所以用,采用分压式接法;
小题2:先连成串联电路,最后再并联流表,注意正负接线柱的连接,电路图如下
小题3:根据串并联电路的规律:
根据图像可知
联立:
(6分)如图所示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表G的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____色。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx="______" kΩ。
正确答案
红 5
此题涉及多用电表。在使用仪表的时候,电流总是从红表笔流入仪表,A与电源负极相连,电流从A点流入仪表,所以接线柱A相连的表笔颜色是红色。由满偏电流和电源电动势可知欧姆表的内阻为,欧姆表的中值电阻等于内阻,所以刻度盘正中央指示的阻值即Rx为5kΩ。本题考查了欧姆表的原理,有一定难度。
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