- 恒定电流
- 共18115题
在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中,所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω,图为实验原理图及所需器件图.
(1)在图中画出连线,将器件按原理图连接成实物电路.(在答题纸上画)
(2)一位同学记录的6组数据见表,试根据这些数据在图中画出U-I图象,根据图象读出电池的电动势E=______________ V,求出电池的内阻r=____________ Ω(内阻保留两位有效数字).
正确答案
(1)(2)
1.45 0.69
试题分析: (1)按照实验原理图将实物图连接起来,如图甲所示.
(2)根据U、I数据,在方格纸UI坐标系上找点描迹.如图乙所示,然后将直线延长,交U轴于U1≈1.45 V,此即为电源电动势;交I轴于I≈0.65 A,注意此时U2=1.00 V,由闭合电路欧姆定律得I=,则r=
=
Ω≈0.69 Ω.
甲
点评:解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理,即E=U+Ir,会根据U-I图线求电源的电动势内阻.
小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计)
开关、导线若干。
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。
①为提高实验结果的准确程度,电流表选 ;电压表选 ;滑动变阻器选 。(以上均填写器材代号)
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为: ;
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是_______W。
正确答案
①CAF
②
③
④元件电阻随温度升高而增大⑤0.14~0.18W均可
试题分析:
①最大电流不超过0.55A,所以电流表选择0.6A量程的,最大电压不超过2.5V,所以电压表选择3V量程的,该元件的最大电阻不超过5Ω,所以选择滑动变阻器F,故选CAF
②电压是从零开始的,故选择滑动变阻器的分压接法,因为元件电阻较小,所以采用电流表的外接法,如图所示:
③如图所示:用圆滑的曲线连接
④I-U图像的斜率表示电阻的倒数,所以从图中可得元件电阻随温度升高而增大
⑤在④中画出I-U直线,两图线的交点,即为元件的工作电流和电压,根据可得0.14~0.18W均可考点:
点评:在分析电学实验问题时,仪器的选择以及电路图的画法是难点,需要加强练习
欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3 V,内阻1Ω) B.电流表(0~3 A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω) D.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ)
E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器(0~2 000Ω,额定电流0.3 A)
H.开关、导线
(1)(4分)上述器材中应选用的是 ;(填写各器材的字母代号)
(2)(2分)实验电路应采用电流表 接法;(填“内”或“外”)
(3)(4分)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I= A,U= V。
(4)(8分)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路。
正确答案
(1)A、C、D、F、H …4分 (2)外…2分(3)0.48…2分 2.20…2分
(4)(8分)见右图各4分(电阻分压式2分,外接法2分 实物图应注意量程)
试题分析:(1)因电池组的电动势为3V,电压表应选择D,电路中的最大电流为,电流表应选C,为了便于调节,滑动变阻器应选F,实验时还要有开关,导线,所以应选用的器材是A、C、D、F、H。
(2)由电表内阻知,电压表的内阻远远大于待测电阻,所以电流表要用外接法。
(3)因电流表的量程是0.6A,电流表读数是0.48A,电压表的量程是3V,电压表读数是2.20V
(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,由于电流从零开始,所以滑动变阻器要用分压接法,电流表要用外接法,具体电路图见答案;实物图连线时,导线不能交叉,连电压表、电流表时注意量程和正负接线柱,具体连线见答案。
点评:本题学生会选择电压表和电流表的量程,知道电流表内外接法满足的条件,清楚电压从零开始时,滑动变阻器要用分压接法。
如图所示,多用电表表盘指针所示的位置,请你读数:
(1)如果使用的是50V的电压挡,则读数为 V;
(2)如果使用的是×10Ω的电阻挡,则读数为 Ω;
(3)如果使用的是10mA的电流挡,则读数为 mA。
正确答案
(1) 36.0 (2) 60 (3) 7.2
(1)如果使用的是50V的电压挡,则读数为36.0V(2)如果使用的是×10Ω的电阻挡,则读数为6×10Ω=60Ω(3)如果使用的是10mA的电流挡,则读数为7.2 mA
利用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、R2,电压表V(量程为3.0 V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99 Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
(1)测电阻R1的阻值:先闭合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,再将S2切换到b,读出电压表的示数U2,则电阻R1的表达式为R1=_____________。
(2)若测得电阻R1=1.8 Ω,接着测电源电动势E和电阻R2的阻值。实验方法: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,绘出图示的图线。则电源电动势E=________V,电阻R2=________Ω(保留2位有效数字)。
正确答案
(1)(3分);(2)2.0(3分),8.2(3分)
(1)由题意知,电压表可看成理想电表,根据电路图电阻箱与定值电阻R1串联,电流相等,S2切换到b,读出电压表的示数U2,此时为电阻箱与定值电阻R1串联的总电压,定值电阻R1两端的电压为
,
(2)由图线知当时,R为无穷大,电路中的电流为0,此时,电压表的示数即为电源电动势,即
,E=2V,当
,R=5Ω,根据闭合电路中的欧姆定律得到
,
,得到
,R2=8.2Ω
(1) (6分)如图a是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带.
①打点计时器电源频率为50Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,F点由于不淸晰而未画出.试根据纸带上的数据,推测F点的位置并在纸带上标出,算出对应的速度vF=_______m/s(计算结果保留两位有效数字)
②图b是该同学根据纸带上的数据,作出的v-t图象.根据图象,t=0时加速度a= _______m/s2(计算结果保留两位有效数字)
(2) (12分)
某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机,其额定电压5V,额定电流0.5A,线圈绕阻小于1。为了进一步研究其在一定电压范围内,输出功率与输入电压的关系,需要进一步做实验,请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有:
直流电源E,电压6V,内阻不计;
小直流电动机M;
电压表V1,量程0~0.6V,内阻约3k;
电压表V2,量程0~6V,内阻约15k;
电流表A1,量程0~0.6A,内阻约1;
电流表A2,量程0~3A,内阻约0.5;
滑动变阻器R,0~10,2A;
电键S一只,导线若干。
①首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻。根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选 。若电压表的示数为0.1V,电流表的示数为0.2A,则内阻
,这个结果比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
②在图方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。(标明所选器材的符号)
③当电压表的示数为4.5V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是 W。
正确答案
(1)①如图, ②5.0
(2) ①V1 0.5 小 ②
③1.72
(1)①如图, ②本题可应用逐差法求加速度
=5 m/s2 (2) ①线圈内阻约为1欧,额定电流为1A,当不转动时为纯电阻电路,两端电压最大为0.5V,电压表选择V1 ,由欧姆定律电阻R=U/I=0.5
, ②滑动变阻器采用分压,电流表采用外接法③电流表示数为0.4A,电动机功率为UI=1.8W,焦耳热功率为
=0.08,输出功率为1.8W-0.08W=1.72W
某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线。
①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:
电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0 ~ 200Ω)
滑动变阻器R2(阻值0 ~ 10Ω)
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______;(填写器材代号)
以下的四个电路中应选用_________进行实验。
②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线,如图所示。然后他用图所示的电路给三个元件分别供电,并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值,分别标在图上,它们是A点和B点。已知R0=9.0Ω,则该电源的电动势_______V,内电阻
_______Ω。这个电源给元件3供电时,元件3的电功率P=_______W。
正确答案
①A1 R2 A ② 3.0 1.0 0.2
试题分析:①灯泡的规格为“3.6V,1.2W”,则灯泡的额定电流I=1/3A=333mA,灯泡的电阻Rx=10.8Ω,观察所给器材的规格,电流表应该用量程为350mA的A1,测量灯泡的伏安特性曲线,电流需要从0调起,所以应该滑动变阻器用分压式接法,所以用R2;据 Rx2=10.82
用如图甲所示的装置探究直流电机转动时线圈的电热功率与输入电流的关系,图中电路图未画出.现备有如下实验器材:
E.电压表(0-3V 内阻约3 kΩ) F.滑动变阻器(0-5Ω)
G.开关、导线若干 H.秒表
I.电火花打点计时器 J.重锤P(约0.1kg)
K.纸带 L.刻度尺
M.弹簧测力计 N.游标卡尺
(1)为测量电机线圈的电热功率,上述提供的器材中多余的是 (写出器材序号);
(2)根据实验要求,在图甲虚线框内画全实验电路图;
(3)实验中,若测出电压表的读数为U,电流表的读数为I,重锤的重力为G,电机匀速提升重物的速度为v,则电机线圈的电热功率可表示为 ;若在某一输入电流下,电机提升重锤运动时打点纸带如图乙所示(图中相邻计数点的时间间隔T=0.04s),根据纸带数据,可求得重锤匀速向上运动时的速度v= m/s.
(4)改变电路中的电流,得出电机线圈在不同电流I下的电热功率P热,作出P热—I2图线如图丙中实线所示.发现实验图线与理论图线存在较大偏差,你认为产生这种偏差的原因可能是 (回答一个原因即可).
正确答案
(1)D、H、N(选对一个得1分,选错一个扣1分,直到扣完为止)(2)如图所示(变阻器画成限流接法同样给分,电路只要有错不给分)
(3) 、 0.55(4)存在摩擦阻力;或电机温度升高,电阻增大.
试题分析:(1)根据电机的电压和功率,分析最大电流,判断电流表的量程,而秒表和游标卡尺明显是多余的器材.
(2)根据题意电压表测电动机两端的电压,电流表测电动机的电流,电源和变阻器提供电压.根据此原理可补全电路.
(3)根据能量守恒:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率.
(4)P热-I2图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大.
(1)直流电机M(3.0V,1W),即正常工作时的最大电流为1A,所以电流表(0-0.6A,0.5Ω)即可,而电流表(0-3A,0.1Ω)量程过大不需要.故D多余.
此题不需要测时间,也不需要游标卡尺测长度,故H、N都是多余的.
故多余的器材为:DHN.
(2)实验电路图如右图所示:
(3)根据能量守恒定律:输入电机的电功率等于电机先去的电热功率加上电机的输出功率,所以根据纸带分析可知匀速运动的速度为:
(4)因为,所以
图线的理论图线的斜率表示线圈的电阻RA,实际图线的斜率会增大的原因是线圈中电阻随温度升高而增大.
点评:此题要求把实验原理搞清楚,这样才能判断多余的器材,才能补全电路,才能计算热功率.
(10分)2010年暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为15)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流表G,内阻Rg=120,满偏电流Ig=3mA
B.电流表A,内阻约为0.2,量程为0~0.6A
C.螺旋测微器
D.电阻箱R0(0~9999,0.5A)
E.滑动变阻器Rg (5,1A)
F.干电池组(3V,0.05)
G.一个开关和导线若干
他进行了以下操作:
(1)(2分)用螺旋测微器测电阻丝的直径,其示数部分如图所示,则该次测量测得直径= mm。
(2) (2分)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为=______
。
(3)(4分)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图中电路图补画完整。
(4)(2分)实验数据的测量与电阻率的计算:如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式___________________________。
正确答案
(1)(2分)0.265~0.268 (2)(2分)880 (3)(4分)见解析
(4)(2分)
试题分析:(1)螺旋测微器读数方法:测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度(注意单位为毫米).所以读数为0.265~0.268mm
(2) 电流表G的满偏电压,
,可得
(3)(4分)如图所示
(4),
,
,联立解得
点评:中等难度。公式和
分别是电阻和电阻率的定义式而不是决定式,它提供了一种测电阻、测电阻率的方法.
(9分)
用图甲所示的电路,测定某一干电池的电动势和内电阻,期中定值电阻R0起保护作用,除电池(内阻不大于2)、电流表、电压表、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
A.滑动变阻器(阻值范围0—10,额定电流2A)
B.滑动变阻器(阻值范围0--100,额定电流1A)
C.定值电阻(阻值1,额定功率5W)
D.定值电阻(阻值10,额定功率10W)
(1)要正确完成实验,定值电阻R0应选择________,滑动变阻器R应选择_______(填代号);
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出伏特表和电流表的多组数据U、I如下表,在图乙中作出U-I图象,利用图象求得电源电动势E=______,内电阻r=_________.
(3)实验所得电动势与内电阻均存在误差,引起误差的主要原因是________________。
正确答案
(1)C A
(2)由图象知:
1.48(1.46—1.50都给分);
0.39(0.37—0.42都给分)
(3)伏特表的分流作用
(1)由于电源内阻很小,滑动变阻器采用限流连接,要选用和电源内阻相当的A对;定值电阻阻值不能太大(2)经过描点连线,与纵坐标的交点为电源电动势,直线的斜率表示电源内阻(3)引起误差的主要原因是伏特表的分流作用
图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线的实验电路图。
小题1:根据电路图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接完整。
小题2:开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A”、“B”或“AB中间”)
小题3:实验中测得有关数据如下表:
根据表中的实验数据,在图丙中画出小灯泡的I—U特性曲线(用横坐标表示U)。
小题4:根据你描绘的I—U特性曲线,可求得灯泡的额定功率为 W.
正确答案
小题1:如图所示
小题2:)A
小题3:如图所示
小题4:0.63~0.67W
略
某同学用如图甲所示电路,描绘标有“3.8V,0.3A”小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。
(1)除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A1 (量程lOOmA,内阻约2Ω);A2 (量程0.6A,内阻约0.3Ω);
电压表:V1 (量程5V,内阻约5kΩ); V2 (量程15V,内阻约15kΩ
);
滑动变阻器:R1 (阻值范围0~10Ω); R2 (阻值范围0~2KΩ);
电源:E1 (电动势为1.5V,内阻约为0.2Ω);
E2 (电动势为4V,内阻约为0.04Ω)。
为了调节方便,测量原理准确,实验中应选用电流表__▲__,电压表__▲__,滑动变阻器___▲__,电源____▲____。(填器材的符号)
(2)根据实验数据,计算并描绘出R—U的图象如图乙所示,由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为___▲___;当所加电压为3.00V时,灯丝电阻为___▲__
,灯泡实际消耗的电功率为___▲___W。
正确答案
略
(10分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)如图13所示,用螺旋测微器测量的金属丝直径为__________mm.
(2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为10Ω)时,备有下列器材:
E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;
F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;
G.蓄电池6V;
H.开关一个,导线若干.
为了尽可能提高测量精度,且要求测量多组实验数据,电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器
应选用__________.(只填字母代号)
(3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.
正确答案
(1)___0.700_________
(2)__A_____、__C_____、____F___
略
将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池,但日常生活中我们很少用“水果电池”,这是为什么呢?某学习小组的同学准备就此问题进行探究。
小题1:通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中,电动势大约会有1伏多一点。他们找来了一个苹果做实验,用量程为0一3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V。但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障,出现这种现象的原因应当是:
小题2:接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极,测得电流为0.40mA,根据前面用伏特表测得的0.75V电压,由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻:.这个结果是否准确?如认为不准确,请说明主要理由 。
小题3:请用以下器材尽可能准确测定“苹果电池”的电动势和内阻:由以上两个“苹果电池”串联的电池组,电压表V(量程3V,内阻约5kΩ),电流表A(量程为0~0.6mA,内阻约为50Ω),滑动变阻器R(最大阻值约4kΩ)),导线和开关。
①在方框中画出电路图。②按电路图连接实物图。
③下图是实验中得到的U一I图像,由图像可知每个“苹果电池”的电动势为 V,内电阻为 KΩ。(结果保留两位有效数字)
正确答案
小题1:“苹果电池”的内阻太大
小题2:不准确,原因是电压表内阻不是远大于电源内阻,E值偏小
小题3:
③1.2±0.1 3.0±0.1
分析:(1)“苹果电池”的内阻太大,接灯泡时,电流太小,灯泡功率太小,不会发光;
(2)当外电阻远大于内电阻时,路段电压约等于电源电动势,苹果电池内阻通常达到几百欧姆;
(3)①②用伏安法测量电源的电动势和内电阻,画出电路图并连接实物图;
③电源的U-I图线的纵轴截距表示电动势,斜率表示内阻.
解答:解:(1))“苹果电池”的内阻太大,接灯泡时,电流太小,灯泡功率太小,不会发光;
故答案为:“苹果电池”的内阻太大;
(2)当外电阻远大于内电阻时,路段电压约等于电源电动势,苹果电池内阻通常达到几百欧姆,故电动势大于0.75V;电流表内阻也没有减去;
故答案为:不准确,原因是电压表内阻不是远大于电源内阻,E值偏小,也没有减去电流表的电阻;
(3)①②用伏安法测量电源的电动势和内电阻,电路图和连线图如图所示:
③电源的U-I图线如下图所示
电源的U-I图线的纵轴截距表示电动势,故E=2.5V,故每个电动势的电动势约为1.3V;
斜率表示内阻,故r=|△U/△I|=2.5/0.4×10-3=6.25×103Ω,故每个水果电池的内电阻约为3.1kΩ
故答案为:1.3,3.1.
点评:本题关键是明确测定电源电动势和内电阻的实验原理、数据处理方法和误差来源,同时要明确水果电池的内电阻较大,无实用价值.
(9分)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)
B.电压表V2(量程 4V、内阻很大)
C.电流表A(量程 3A、内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值 10Ω、额定电流 4A)
E.小灯泡(2A、7W)
F.电池组(电动势)
E、内阻 r
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小。
(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整。
(2)每一次操作后,同时记录电流表 A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I,U1),标到U)、(I,U2I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=_____V、内阻r=_____ 。(结果保留两位有效数字)
(3)在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω,电池组的效率为________(结果保留两位有效数字)。
正确答案
(1)电路如图所示.(2分)(2) E=5.5 V, r=1.0 Ω. ( 每空2分)(3) 0Ω. (1分)64%.(2分)
试题分析:(1)测量电源电动势和内阻,需要测量干路电流和路端电压,描绘小灯泡伏安特性曲线,需要测量小灯泡端电压和电流,所以选择电压表测量灯泡电压,若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小,说明滑动变阻器和小灯泡串联,电路图如答案。(2)路端电压
,路端电压与电流为线性关系,图像为一条倾斜的直线,纵轴截距代表电动势即
,斜率即内阻
。(3)倾斜直线代表路端电压和干路电流,而灯泡的伏安特性曲线表示灯泡两端的电压和电流,交点P表示路端电压等于灯泡电压,此时滑动变阻器电压为0,滑动变阻器阻值等于0,保持两位有效数字即
。电池组的效率即灯泡功率与电路总功率的比值即
。
扫码查看完整答案与解析