- 恒定电流
- 共18115题
在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)用多用电表欧姆档测量电阻时,红黑表笔互换了插孔,这样_____(填“会”或“不会”)影响测量结果;
(2)如图所示是一个多用电表欧姆档内部电路的示意简图,其中有灵敏电流表(量程未知,内阻100Ω)、电池组(电动势未知,内阻r=0.5Ω)和滑动变阻器R0(总阻值未知),表刻度盘上电阻刻度中间值为15;有实验者用多用电表欧姆档测量电压表的内阻(测量过程规范),读得电压表的读数为6.0V,读得阻值为30kΩ,可知此时多用电表欧姆档的总内阻(包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值)是______kΩ,灵敏电流表的量程为_____mA。若表内电池用旧,电池电动势会变小,内阻会变大,假设电池组的电动势下降到6V、内阻升高到2Ω时,但仍可调零,测得某电阻是30kΩ,这个电阻真实值是____kΩ;
(3)在使用多用电表结束后,分别将选择开关保留在如下图a、图b和图c所示的位置,其中图________(填“a”或“b”或“c”)的位置是规范的。
图a 图b 图c
正确答案
(1) 不会 (2) 15 、 0.6 、 20 (3) a
试题分析:(1)红黑表笔只有颜色不同,而一般的电阻没有极性、没有正负之分,所以不会影响;
(2)两表笔短接,调节滑动变阻器是电流表满偏,此时回路总电阻为欧姆表内阻,根据闭合电路欧姆定律:
。接入外电阻后,如果指针指向刻度中间值(中值电阻),则说明通过的电流只有短接的一半,由欧姆定律可知此时的总阻值为短接时的2倍,所以外阻(即中值电阻)和内阻此时相等。又电压表内阻30 kΩ,赔率为×103,内阻等于中值电阻为15kΩ;测电压表内阻时:
,
,所以
;调零后欧姆表内阻
,表盘的刻度值是不变的,故30 kΩ对应的电流还是0.2mA,
,所以
。
现有一块灵敏电流表,量程为200 μA,内阻约为1000 Ω,要精确测出其内阻R1,提供的器材有:
电流表(量程为1 mA,内阻R2=50 Ω);
电压表(量程为3 V,内阻RV约为3 kΩ);
滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω);
定值电阻R0(阻值R0=100 Ω);
电源E(电动势约为4.5 V,内阻很小);
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)请将上述器材全部用上,设计出合理的、便于多次测量的实验电路图,并保证各电表的示数超过其量程的.将电路图画在右面的虚框中.
(2)在所测量的数据中选一组,用测量量和已知量来计算表的内阻,表达式为R1=________,表达式中各符号表示的意义是________________________.
正确答案
(1)如图所示
(6分)
(供电部分用分压电路给2分;测量部分知道把表改装且正确给2分;知道将
表当保护电阻使用给2分)
(2) (2分) I2表示表的示数,I1表示
表的示数,R2表示
表内阻,R0表示定值电阻 (1分)
分析:(1)估算电阻上最大电压和最大电流,选择电表量程.根据该电阻与变阻器最大电阻的关系选择变阻器.
(2)根据该电阻与两电表内阻的倍数关系选择电流表的接法,根据变阻器最大电阻与该电阻的关系选择分压式或限流式
解答:解:(1)精确测量电阻,需要测量多组数据,因此,采用分压电路;A2的量程太小,须串联一定值电阻R0;把电压表当作保护电阻.电路图如图:
(2)由电路图知A2表和R0串联后与A1表并联,因此电压相等,即I1R1=I2(R0+R2),所以,R1=,其中,I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数,R2表示A2表内阻,R0表示定值电阻.
故答案为:(2),I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数,R2表示A2表内阻,R0表示定值电阻.
点评:在仪表的选择中要注意应使测量结果更准确和安全,故电表的量程应略大于电路中可能出现的最大电流;
在接法中要注意根据各电器内阻的大小,灵活选择对应的接法.
用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率r。某同学电路如图13所示。给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图11和图12所示。
由图可知其长度为__________cm,直径为________mm。
(2)闭合电键后,发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同,则发生故障的是 (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。
(3)对照电路的实物连接画出正确的电路图。
(4)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请在图中作出U-I图线。
(5)求出的电阻值R =__________________Ω(保留3位有效数字)。
(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ =_______________。
正确答案
(1)59.40cm (2分) (59.39~59.41 cm)
0.434 mm(2分) (0.433~0.435 mm)
(2)待测金属丝。(2分)
(3)如图。(2分)
(4)作U-I直线,舍去左起第2点,其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。(图略)(2分)
(5)5.80Ω。(2分) (5.60~6.00Ω)
(6)(2分)
略
(1)某同学用刻度尺测金属丝的长度l,用螺旋测微器测金属丝的直径d,其示数分别如图1和图2所示,则金属丝长度l=______cm,金属丝直径d=______mm.他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值,测量时选用“×1”欧姆挡,示数如图3所示,则金属丝的电阻R=______Ω.
正确答案
刻度尺的读数为:40.25cm,
螺旋测微器的固定刻度读数为0mm,可动刻度读数为0.01×22.9mm=0.229mm,所以最终读数为0.229mm.
被测电阻的阻值为9×1=9Ω
故答案为:40.25,0.229mm,9Ω.
(10分)实验室有以下器材:
E. 导线、开关若干
(1) 现使用伏安法测阻值约2 kW的电阻,则测量电路部分应选下图中的 (填“甲”或“乙”)电路图,考虑电压表读数误差要求,电流计应选 档(填“G0”或“G1”)。
(2) 由滑动变阻器规格可知,控制电路应设计成 接法较为合适(填 “限流” 或 “分压” )。
(3) 如图电流计读数为 ,若电压表读数为1.12V,则该被测电阻阻值为 W。(保留3位有效数字)
正确答案
(1)甲 , G1; (2)分压; (3)250 mA、1.98´103;
试题分析:(1)若用乙图,可计算假设当电流计满偏时,即电流为300mA时,电压表的读数为即电压表的偏转角度很小,故采用甲图的电路,且电流计选择G1档,可使两电表指针指到合适的位置。(2) 滑动变阻器阻值相对较小,故控制电路应设计成分压接法较为合适;(3)电流计读数为250 mA;被测电阻阻值为
.
(8分)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
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(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
(1)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);
(2)下图为该实验电路图的一部分,请将其补画完整。
(3)接通开关,改变滑动变阻器阻值,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(保留两位有效数字)。由于电表是非理想仪表,实验中电阻的测量值略________(选填“大于”或“小于”)真实值。
正确答案
(1)B、C (各1分)(2)电路如图所示
(2分)
(3)5.2(2分),小于(2分)
试题分析:(1)选择电压表和电流表要安全准确,因此在安全的前提下,尽可能选量程小的,而电源电压为4V,因此电压表选3V量程的,由于待测电阻约5Ω,因此电流表应选0.6A即可。
(2)由于待测电阻阻值较小,因此电流表采用外接法,电路如图所示。
(3)从电流表上读出电流为0.5A,而电压表上读出电压值为2.6V,因此测量值,由于采用电流表的外接因此测量值比真实值偏小。
在“测量金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上实验数据可知,他们测量是采用下图中的 图(选填“甲”或“乙”)。
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值=4.4Ω,根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 (填选项前的符号)。
A、Ω∙m B、
Ω∙m C、
Ω∙m D 、
Ω∙m
(4)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项,选不全得一半分,有选错不得分)。
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以消除偶然误差
正确答案
(1)2.150mm (2)甲 (3)D (4)AC
试题分析:(1)螺旋测微器固定刻度读数为2.0mm,可动刻度读数为0.01mm×15.0=0.150mm,最终读数为2.150mm.
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω,则有,比较可知Rx为小电阻,电流表应该采用外接法测量误差小;由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压、电流从接近0开始调节,所以滑动变阻器应该采用分压接法,选甲图.
(3)根据电阻定律Rx=ρ有:ρ=
=
Ω•m=1×10-5Ω•m.
(4)用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,不可能清除,答案为AC.
(10分)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)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω.
(2)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:
A.待测圆柱体电阻R
B.电流表A1,(量程0~4 mA,内阻约为50Ω)
C.电流表A2,(量程0~10mA,内阻约为30Ω)
D.电压表V1,(量程0~3V,内阻约为10 kΩ)
E. 电压表V2,(量程0~15V,内阻约为25 kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
I. 开关S、导线若干
为使实验误差较小,要求便于调节且测得多组数据进行分析,所选电流表_____,电压表______,滑动变阻器_____(填所选器材的符号),并在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为
ρ=________Ω·m.(保留2位有效数字)
正确答案
(1)50.15 4.700 220 (2)A2 V1 R1
(3)7.6×10-2
试题分析:(1)由图甲,游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm;由图乙,螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读,螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm;由图丙,用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率,当指针指在中央附近时测量值较准确,欧姆表表盘的示数为22.0×10Ω=220Ω。
(2)电源电动势为4V,故电压表应选V1,待测电阻中最大电流约为,则电流表应选A2;滑动变阻器选择小量程的,便于调节,故选R1;因待测电阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法;又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示:
(3)根据电阻定律、
,代入数据解得:
用电流表和电压表测一个电阻值约为25 kΩ、额定功率为W的电阻Rx的阻值,备用器材有:
①量程0~100 μA,内阻约为500 Ω的电流表A1
②量程0~500 μA,内阻约为300 Ω的电流表A2
③量程0~1 V,内阻约为10 kΩ的电压表V1
④量程0~15 V,内阻约为100 kΩ的电压表V2
⑤量程0~50 V,内阻约为500 kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源,两端的输出电压为16 V
⑦滑动变阻器,阻值范围0~500 Ω,允许最大电流1 A
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选________,电流表应选________(填写仪器前的序号).
(2)在如图所示的方框内画出实验电路图.
若测量值为R测,真实值为R真,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R测___R真(选填“大于”、“等于”或“小于”).
正确答案
(1)②④ (2)实验电路图如下所示。(3)大于
试题解析:(1)因为直流电源是16 V,则电压表应选④,待测电阻功率是W,根据P=UI,计算出电流I,可断定电压表应选②。由于待测电阻的阻值远远大于电流表的内阻,应选内接法。滑动变阻器的电阻比待测电阻小很多,应采用分压式接法。(3)采用内接法时,测量值大于真实值。
为了探究材料未知、横截面积不同的金属丝甲、乙的电阻,采用了如图所示的实验电路。A、B、C为两段金属丝的端点,F是卡在金属丝上可移动的小滑片。在实验过程中,将滑片F从A端滑向C端,滑过的距离AF记为X,电压表、电流表的示数分别记为U、I。
(1)用游标卡尺测出金属丝甲的直径d,测量结果如图所示,d= mm;甲的电阻率的表达式ρ甲= (用题目所给字母表示)
(2)电压表读数U随距离X的变化数据如下表,请绘出U随X变化的图线(描绘在答卷纸上)。
(3)在数据的测量过程中滑动变阻器的滑片P是否需要不停地移动?
(4)若已测算出金属丝乙的横截面积为S=0.20mm2,电流表示数为I=1.20A,则金属丝乙的电阻率为 Ω·m
正确答案
(1)0.6;πd2U/4IX(2)见解析)(3)不要(4)2.38*10-7(2.30~2.45)
试题分析:(1)游标卡尺的读数为:(2)用描点法绘图,如图所示:
(3)实验中,滑动变阻器是起到保护电路的作用,所以不用一直来回移动,
(4)根据欧姆定律和电阻率公式
联立可得
,带入数据可得
点评:理解影响电阻大小的因素.本题是一道创新题,能考查学生的实验创新能力,是一道好题.
测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:请回答下列问题
(1)在闭合开关之前移为防止电表过载而动滑动变阻器的滑动头P应放在_____处。
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个 B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.滑动变阻器(0~1750Ω) D.电压表(0~3V)
E.电压表(0~15V) F.电流表(0~0.6A)
G.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选___,电压表应选_ _,电流表应选_ _ _。(填字母代号)
(3)右图是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=__ V,内电阻r= _Ω。
正确答案
(1)a (2) B D F (3)1.5V 1.0Ω
试题分析:(1)闭合开关之前,为防止电表过载,滑动变阻器的滑动头P应放在电阻的阻值最大处,故滑动变阻器的滑动头P应放在a处;
(2)电流表和电压表的选择要保证安全和读数时指针的偏转大约在之间,干电池1节,电压1.5V,故电压表应选择量程为3V的;在该实验中,一般要求电流最大不超过1A左右,故应选择0.6A的电流表;电流值在0.1~0.6A之间变化时,电路中的电阻约为:
,故选择50Ω的滑动变阻器较为合适;
(3)在图线中,图线与纵轴的交点就是所要测量的电动势,读数为1.5V;内电阻可以使用公式:.
某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U—I图象,除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表(量程5.0V,内阻约为5kΩ)
D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为6.0V,内阻约为1.5Ω)
(1)实验中所用的电流表应选 ;电压表应选 ;滑动变阻器应选 。(只需填器材前面的字母代号)
(2)将图甲中的实物连接成实验所需的电路(有两根导线已经接好)。实验开始时,滑动变阻器的滑片应该置于最 端。(填“左”或“右”)
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表:
请在图乙中描点画出小灯泡的U—I曲线.
(4)若某干电池的端电压U与电流I的关系如图乙中图线a所示,那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时,小灯泡的实际功率是 W.
正确答案
(1)A、C、F(每空1分) (2)实物图如图甲(3分);左(2分)
(3)U—I图线如图乙中b(3分) (4)0.8W(2分)
试题分析:(1)灯泡的额定电压为4V,则电压表的量程选用5.0V的,灯泡的额定电流,则电流表量程选用0.6A的,最大阻值200Ω的滑动变阻器接入电路时,使得电路中的电流太小,测量误差较大,所以选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选A、C、F.
(2)灯泡正常工作时的电阻,远小于电压表内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法,电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器需采用分压式接法.实物连线图如下图,实验开始时,滑动变阻器的滑片应该置于最左端,保护测量电路部分.
(3)用平滑的曲线描点作图,如下图.
点评:解决本题的关键掌握器材选取的原则,掌握滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别,以及电流表内外接的区别.
.(2010·江苏省名校联考)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线.
实验可供选择的器材有:
A.小灯泡 (规格为“2.5V 1.2W”)
B.电流表 (量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
C.电压表 (量程为0~3V,内阻未知)
D.滑动变阻器 (0~10Ω,额定电流为1A)
E.滑动变阻器 (0~5Ω,额定电流为0.5A)
F.电源 (E=3V,内阻不计)
G.定值定阻R0 (阻值R0=6Ω)
H.开关一个和导线若干
(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化,且能尽量消除系统误差,在方框内画出实验电路图.
(2)实验中,应该选用的滑动变阻器是________(填写器材前字母代号).
(3)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:(I是的示数,U是的示数,U灯是小灯泡两端的实际电压).请通过计算补全表格中的空格,然后在方格图中画出小灯泡的伏安特性曲线.
I/A
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.48
U/V
0.08
0.15
0.25
0.40
0.60
0.90
1.30
1.85
2.50
3.00
U灯/V
(4)该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在本实验中提供的电源两端,则每个灯泡的实际功率是________W.
正确答案
(1)如图所示
(2)D
(3)
I/A
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.48
U/V
0.08
0.15
0.25
0.40
0.60
0.90
1.30
1.85
2.50
3.00
U灯/V
0.03
0.05
0.10
0.20
0.35
0.60
0.95
1.45
2.05
2.52
(4)0.18
(1)要使小灯泡两端电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,为测量更准确,应采用电流表内接法,实验电路图如图所示.
(3)由第(1)问中所画电路图分析可得:U灯=U-IRA,则可根据表中数据求出U灯,并画出U灯-I图线如图所示.
(4)在同一坐标系中作出2U灯+IR0=E的图线,根据此图线与灯泡的U灯-I图线的交点可得此时灯泡的电压U灯=0.6V,电流I=0.3A.所以,灯泡的实际功率为P=U灯I=0.18W.
(6分)在测量某金属丝电阻率的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径如图甲所示,由图可知其直径为_________mm.
(2)用多用电表粗测金属丝的电阻,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图乙所示,由此读出阻值大小为__________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确,应该将选择开关打到_____________挡.
正确答案
(1)0.696mm (2)
试题分析:(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,
可动刻度所示为19.6×0.01mm=0.196mm,螺旋测微器的示数为0.5mm+0.196mm=0.696mm.
(2)读数为,当使用多用电表欧姆档测量电阻时,如果指针偏转角度过小,说明电阻过大,应换高档测量,即换用
测量
在用电流场模拟静点场描绘电场中等势线的实验中,如图所示,abcde为电极AB连线上的5个等间距的基准点,df的连线与AB连线垂直。若电流表的两表笔分别接触df两点时,电流表指针反偏(电流从红表笔流进时,指针正偏),由此可知电流表的红表笔接在了_____点;此时,要使指针指在零刻线,应将接触f点的探针(即表笔)向______移动(填“左”或“右”)。
正确答案
d , 右
此题涉及电学实验描绘电场中的等势线。等量异种电荷电场线如图所示
电流表指针反偏,则电流从黑表笔流入,即红表笔接触点的电势低,即d点,要使指针指在零刻线,即两表笔电势相等,需要应将接触f点的探针(即表笔)向右移动。本题考查实验操作,需要借助于等势面进行判断,有一定难度。
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