- 恒定电流
- 共18115题
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:
A.电压表:0~3~15V;B.电流表:0~0. 6~3A;C.滑动变阻器R1(总电阻20Ω);D.滑动变阻器R2 (总电阻100Ω);以及电键S和导线若干.
小题1:电压表量程选用________,电流表量程选用________,滑动变阻器选用________.
小题2:在方框中画出实验电路图.
小题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.
正确答案
小题1:0-3V 0-0.6A R1
小题2:
小题3: 1.5 V(1分), 0. 5
分析:(1)根据电池的电动势和图中的电流值可选取电流表及电压表;滑动变阻器在本实验中作为限流使用,故应选取若大于内阻的滑动变阻器;
(2)用直线将各点相连,注意让各点尽量分布在直线两侧;由图象与纵坐标的交点可求得电动势;图象的斜率表示电池的内电阻.
解答:解:(1)由图可知,电流小于0.6A,故电流表应选用的量程为0-0.6A;而电池的电动势约为1.5V,故电压表应选用的量程为 0-3V;
为了调节方便并能减小误差,故变阻器应选用R1;
(2)根据数据点位置完成U-I图线,由图可知,电动势为1.5V;
图象的斜率为:r=(1.5-1.0)/1.0=0.50Ω;
故答案为:(1)0~0.6;0~3;R1;
(2)1.5;0.5.
点评:本题考查测电动势和内阻实验的数据处理,注意要结合公式理解图象的斜率及截距的含义.
用伏安法测量额定电压是4.5V小灯泡的I—U图线.现有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻10kW) B.电压表(0~10V,内阻20kW)
C.电流表(0~0.3A,内阻1W) D.电流表(0~0.6A,内阻0.4W)
E.滑动变阻器(10W,2A) F.学生电源(直流6V),还有开关、导线
小题1:实验中所用电压表应选___________,电流表应选用__________(用序号字母表示)
小题2:为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在图中方框内画出满足实验要求的电路图.
小题3:实验中测得数据如下
利用表中数据作出小灯泡的U-I图像
正确答案
小题1:A(3分) D(3分)
小题2:见图
小题3:作图
分析:(1)已知灯泡的额定电压,电压表的量程略大于额定电压即可;由表中数据可知电流的最大值,则可选出电流表;
(2)实验要求多测几组数据,故滑动变阻器应选用分压接法;而由于灯泡内阻较小,故应选用电流表分压接法;
(3)根据表格中的数据采用描点法作图,用平滑的曲线将各点相连即可.
解答:解:(1)已知灯泡额定电压为4.5V,故电压表可以选用5V的量程,故选A;
由表中数据可知,电路中电流最大为0.5A,故电流表可以选用0.6A的量程,故选 D;
(2)本题中要求多测几组数据,故滑动变阻器应采用分压式;而为了减小误差,电流表应选用外接法,原理图如下图所示;
(3)由表中的数据以(I,U)为坐标将各点描于坐标轴中,用平滑的曲线将各点连接如图所示;
故答案为:(1)A,D;(2)(3)如下图所示.
点评:本题为考查测定小灯泡的伏安特性曲线的常规问题,应学会如何选取量程;同时,注意分压接法在本实验中的应用.
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999
,科当标准电阻用)一只电流表(量程
=0.6A,内阻
)和若干导线。
①请根据测定电动势E内电阻的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,
读处与对应的电流表的示数I,并作记录
当电阻箱的阻值时,
其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时
首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-
坐标图,如图
6所示,图中已标注出了()的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6中上。
③在图6上把描绘出的坐标点练成图线。
④根据图6描绘出的图线可得出这个
电池的电动势E= V,内电阻
正确答案
① 见答图4 ②见答图6 ③见答图6 ④1.5(1.46~1.54);0.3(0.25~0.35)
根据闭合电路欧姆定律,测量电源的电动势和内电阻,需要得到电源的路端电压和通过电源的电流,在本实验中没有电压表,但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表,测量电源的路端电压,通过电流表的电流也是通过电源的电流,所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可。实物图的连接如答图4所示。由闭合电路欧姆定律有:
E =I(R+r+rg),解得:,根据R-1/I图线可知:电源的电动势等于图线的斜率,内阻为纵轴负方向的截距减去电流表的内阻。
某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读是 mm、 A、 V.
正确答案
0.600mm;0.42A;2.28V
试题分析: 螺旋测微器读数为L=0.5mm+10.00×0.01mm=0.600mm、电流表示数为I=0.42A、电压表读数为U=2.28V.
(11分)测定某电阻丝的电阻率”实验
(1)实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是____cm。
(2)用多用电表的欧姆挡粗测这种电阻丝的阻值:
已知此电阻丝的阻值约为几十千欧,下面给出了实验操作步骤
a.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔
b.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,而后断开两表笔
c.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,测出阻值后,断开两表笔
d.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆挡的某一挡位
合理的实验步骤顺序是:_______(填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆挡位是 ;根据该挡位和表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为_______Ω。
(3)用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:
电压表V(量程3V,内阻约50kΩ)
电流表A1(量程200μA,内阻约200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻约20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻约1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用 (填字母代号);
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;
(4)分别用L、d、RX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ= 。
正确答案
(1) 0.0642 (0.0640--0.0644) (2分);(2) dbca (1分) ;1k (1分);3.20104 (2分)(3) a.A1(1分)b.如图 (2分)(4) (2分)
游标卡尺读数为0.0643cm。用多用电表测量电阻,先选档,进行d步骤,然后进行欧姆调零,进行b步骤,再把两表笔与电阻相连,测量电阻,进行c步骤,测量完毕,进行a步骤。选择开关选择1k 档位,测量值为32kΩ,电源电动势为3V,则电流小0.1mA,因此电流表选A1,电流表内阻远小于被测电阻阻值,电流表采用内接法,滑动变阻器阻值远小于被测量电阻阻值,采用分压接法,电路如图所示。由得,
。
(15分)某同学从下表中选出实验器材,测量小灯泡的伏安特性曲线,得到如图的I-U图线.请根据他所做的试验,分析以下问题:
⑴在如图的I-U图线中,A到B过程中灯泡电阻改变了 Ω.得出AB图线的实验过程中,变阻器滑动片在电阻丝上移动的长度是 cm.
⑵ 该同学在测量电路中电流表选用 (填代号),电压表选用 (填代号),滑线变阻器采用 (填分压式、限流式)接法,该同学电流表采用了 (填内、外)接法.
⑶ 结合所学的电学知识,在图示虚线框中(部分电路已画出),不改变电源和变阻器位置,根据合理的实验要求和方法画出正确的电路图,用铅笔补画完整实验电路图,要求变阻器滑动片右移时,灯泡两端电压变大.
⑷ 说明⑶ 问中采用该实验电路图的理由.
正确答案
⑴ 10 12 ⑵A1 V2分压式 内接法⑶ 如下图所示
⑷ 根据实验要求电流表应选小量程0.6A,电压表应选较大量程15V,电压表内阻比灯泡电阻约30~40Ω差得更多,故应采用电流表外接法;
实验中的最小电流是图中的0.10A,若变阻器用限流式接法,则灯泡中的最小电流
,I >IA,即变阻器最大阻值不小,不能满足实验要求,故只能采用分压式接法。
试题分析:⑴由 在B状态时,电阻为30Ω,在A状态时电阻为40Ω,所以电阻改变了10Ω,设B状态时滑线变阻器与灯泡并联的电阻的阻值为R,此时灯泡两端电压,即并联电压为U并=3V,滑动变阻器右半段电压为6V-3V=3V,通过灯泡的电流为IL=0.1A,由串并联电路特点及欧姆定律可得:(
+0.1)(25−R)=3解得:R=15Ω,在A状态时,滑线变阻器的电阻为25Ω,则滑片移动的距离为
×(25-15)cm=12cm。
⑵在实验中由于电表存在的误差,所以能用小量程不用大量程,电流表用A1,电压表用V2,由于实验中要求电压从0开始调节,所以控制电路就采用分压式,在实验中电压表的示数最大达到了6V等于电源的电动势,如果是外接,由于电流表的分压,电压表的示数不可能达到6V,所以电流表一定是用了内接法。
⑶ 如右图所示,实际用电流表的内接法较好。
⑷ 根据实验要求电流表应选小量程0.6A,电压表应选较大量程15V,由于电流表内阻已知,故应采用电流表内接法;
小题1:某同学要测量一长为L的电阻丝的阻值,他先使用多用电表×1挡测量,多用电表的指针如图所示,则此时从多用电表上读得R= Ω. 用螺旋测微器测量该电阻丝直径时,测量结果如图所示,由图可读出d=_________mm。
小题2:为了测定电阻丝的阻值,该同学在实验室中找到了以下器材:
A.电压表V(量程3V、内阻约为几千欧)
B.电流表A(量程0.6A、内阻约等于1Ω)
C.滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
D.电源E(电动势3V,内阻不计)
E.电键和导线
为了使电阻丝阻值测量更为精确且要求滑动变阻器连成限流接法,请你根据所给各电路元件设计适合的电路图。
小题3:根据以上实验电路测得的电流和电压值分别为I、U,则可以得到该电阻丝的电阻率的表达式ρ= (结果用U、I、d、L等数据表示)
正确答案
小题1:6 ,0.700
小题2:
小题3:
小题1:欧姆表的读数为指针的示数×倍率,所以该被测电阻的阻值为6×1Ω=6Ω
螺旋测微器的读数是由固定刻度与旋转刻度组合,且最后加上估计值而成.
0.5mm+20.0×0.01mm=0.700mm,所以读数为0.700mm
小题2:电流表的内阻和被测阻值接近,所以采用外接,滑动变阻器采用限流式,故实验电路图如下:
小题3:根据欧姆定律:
以及电阻定律:
又因为
联立解得:
某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围0~20Ω,连接电路的实物图如实验图10-7所示.
(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是:_____________________.
(2)画出这个实验的正确电路图.
(3)实验中根据实验数据画出的U-I图线如图所示,则求得的电动势是 V,内电阻是 。
正确答案
(1)ABD (2)选用电流表内接法的甲图
(3)1.5V, 0.75。
略
有一电源,为了研究它的输出特性,将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。实验时根据记录的多组电流表示数I、电压表示数U,画出了如图所示的U—I图线。若电源电动势为E、内电阻为r,则:
(1)从图线上求出电源的电动势E测=_____V,内电阻r测 =_____。
(2) 考虑电表内阻的影响, 按图示的方式连接所测得的电源电动势为E测_____电源电动势的真实值E真(填“大于”、“等于”、或“小于”)
正确答案
(1) E测="1.45V;" r测=1Ω;(2) 小于
试题分析: 图线的纵轴截距为1.45,所以E测=1.45V,图线的斜率绝对值r测=.该实验测量的误差主要来自于电压表的分流,即所测的外电压和电流,外电压是准确的,测量的电流偏小,可知,测量的电动势小于真实值,测量的内阻小于真实值.
(10分)两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0以及电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1 的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据,并根据数据分别描绘了如图(b)所示的两条U-I直线,回答下列问题:
(1)该同学首先用多用电表粗略测量电源的电压,电表指针和选择开关分别如图所示,则该电表读数为_____V;
(2)根据甲乙两同学描绘的直线,可知甲同学是根据电压表 (填“V1”或“V2”)和电流表A的数据描绘的图线,可以测得 (填写物理量符号R0 或 E和r),计算结果为 ;
(3)甲、乙图线的交点表示滑动变阻器滑动触头恰好位于 (填:最左端、最右端或中间)。
正确答案
(1)1.50 (2)V1 E和r 电源电动势E=1.5V和电源内阻r=1.0Ω(3)最左端 (每空2分)
试题分析:测量电压量程为2.5V,每小格读数为0.05V,电压读数为1.50V。甲同学描绘电源的路端电压与电流关系,电压为V1示数,根据图线可以求电源的电动势和内阻,图线与纵轴截距大小为电动势,数值为1.50V,图线斜率大小为电源内阻,大小为1.0Ω。甲乙图线的焦点表示两电压表读数相同,则滑动变阻器阻值为零,滑片应位于左端。
某同学利用如下实验器材测量干电池的电动势E和内电阻r:
E.保护电阻R0(阻值3.0Ω)
F.滑动变阻器R1(0~20Ω)
G.滑动变阻器R2(0~200Ω)
H.开关一个,导线若干
(1)为调节方便,且测量结果尽量准确,实验中滑动变阻器应当选择 (填写实验器材前面的编号)
(2)请在虚线框中作出实验电路图
(3)根据实验电路图补充完成下列实物电路图。
(4)利用上述实验电路,测得多组实验数据,作出U—I图线如图丙所示,由图可知,每节干电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
正确答案
(1)F
(2)如图甲所示
(3)如图乙所示
(4)1.5 1.0
试题分析:电流计mA与定值电阻串联所起的作用相当于电压表,由于保护电阻R0阻值只有3.0Ω,因此,滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1,由欧姆定律得:
由丙图得:电源电动势E=3V, 所以电源内阻r=2Ω,因此一节干电池的电动势是1.5V,内阻是1Ω。
某同学在做“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中得到如下一组U和I的数据:
(1)在图上画出I-U图线。(4分)
(2)从图线上可以看出,当电珠的功率逐渐增大,即温度逐渐升高时,灯丝电阻的变化情况是 。
(3)分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图中的图 (选填“甲”或“乙”)。(4分)
(4)请在图所示的实物图中用铅笔补全其中的连线。
正确答案
(1)
(2)逐渐增大 (3)甲(4)
试题分析:根据I-U图像可知,电阻越来越大,电阻率越来越大(随温度增加)。按照电路图链接试图图如图
点评:本题考查了电阻定律中电阻率的变化,以及连接电路图分析图的能力。
(1)(5分)在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,符合要求的作法是:
A.闭合电键前必须检查滑动变阻器的滑片位置使之起到保护作用
B.实验所用滑动变阻器的阻值越大越好
C.实验中测3组数据即可
D.在坐标纸上描出点后,用直尺作一条直线使不在线上的点均匀分布在线的两侧
(2)(5分)实验室新进了一批低阻值的电阻,课外活动小组的同学设计了一个实验来测量其电阻。为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从下图的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量。
(3)(5分)某同学在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,连接的测量电路(如右图)中有一处错误,连线的编号是 。
正确答案
(1)A (2)D (3)
试题分析:(1)实验前检查滑动变阻器滑片位置,以便更好的保护实验电路,A选项正确;所用的滑动变阻器并非阻值越大越好,阻值太大,滑动滑片时阻值变化大,电流也变化大,测量数据少,导致实验误差大,B选项错误;实验数据越多,实验误差越小,C选项错误;描点连线时让尽量多的点在直线上,不在直线上的点才平均分布在直线两侧,则D选项错误。(2)测量时要测量较多的数据,只有滑动变阻器的分压式接法才可以实现,而所测量的小灯泡的电阻较小,所用电流表用外接法,所用D选项正确。(3)从电流表接出来的导线应该接在滑动变阻器上部的两个接线柱的其中一个上,而不能直接接在滑片上。
(9分)表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:
(1)分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图 ;
(2)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线。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” );
(3)如图丙所示,用一个阻值为10Ω的定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上。则流过灯泡的电流约为 A。
正确答案
(1)甲(2)图见解析;变大(3)0.170~0.175内均可(不必追究有效数字位数)
试题分析:(1)从数据看,要求电压从零开始调节,因此选用甲电路分压式接法,可以获得从零开始变化的电压,符合图中数据的要求。
(2)将表中数据逐一描点后用平滑曲线连接各点。 随着电压的升高,电流变化的越来越慢,说明电阻越来越大。
(3)若把阻值为10Ω定值电阻R和上述小灯泡组成串联电路连接到内阻不计、电动势为3V的电源上,可以相当于一个电源的内阻为10Ω,电动势为3V的电源的与小灯泡串联的电路和,即相当于在小灯泡的U-I图象中再画出电源的U-I图象,如图所示,则两图线的交点横坐标为I=0.170A(0.170~0.175均可)
在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有如下器材:
A.干电池E(电动势约为1.5 V,内电阻约为1 Ω)
B.电流表(量程为0.6 A,内阻约为1Ω)
C.电压表(量程为3V,内阻约为3KΩ)
D.滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)
E.滑动变阻器R2(阻值范围0~200 Ω,额定电流1 A)
F.开关和导线若干
(1)实验所用电路如图四所示,为了能方便准确地进行测量,其中应选择的滑动变阻器是______(填“R1”或“R2”)。
(2)如图所示,是某位同学根据他所设计的实验测得的六组数据在U-I坐标系上所描出的点。请你在图上画出图线,并由图线求出电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。
正确答案
(1) R1(2)连线如图所示。
E=1.48 V r=0.80 Ω。
试题分析:(1)滑动变阻器应选用阻值较小的便于调节,应选R1
(2)连线如图所示。
图线与I1轴的截距为1.48,则E=1.48 V。
电源内阻r=Ω=0.80 Ω。
点评:本题为设计性实验,在解题时应注意明确实验的原理;并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式,由图象得出电动势和内电阻.
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