- 恒定电流
- 共18115题
小宁同学尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”,并想测定该“电池”的电动势。
实验室提供:灵敏电流计G(内阻未知,量程为300μA) ,电阻箱(0—9999.9Ω),锌板、铅板各一块,开关一只,导线若干。按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势,调节电阻箱,得到了多组数据,可求出该电池的电动势E测。利用该电路求得的电池的电动势E测与真实值E真之间的关系为E测 E真(填“大于”、“小于”或 “等于”)
(2)小华认为利用第(1)题的电路也可以求得电池的内电阻,但是由于G表内阻未知,不是很精确,为了精确测量出电池的内电阻应先测出G表内阻Rg。他按照图2连好电路(其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器,G1、G2为与G完全相同的电表),请在下面的方框图中画出图2中的电路原理图。实验中的具体操作如下:
①S1闭合前,调节电位器阻值达到最大,闭合S1、S2,断开S3;
②调节电位器使G1、G2示数均为I=200μA;
③保持电位器阻值不变,闭合S1、S3,断开S2;
④调节电阻箱阻值,使G1示数μA;
⑤读出电阻箱的数值R。
通过上面的实验过程可以求得电流表G1的内阻为 ,本实验采是的是 的物理思想。
(3)小明想利用图像法处理(1)中的实验数据,更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻,请在下列方框里设计实验数据记录表格。
正确答案
(1)小于 (2分);(2)电路图见解析;R (1分) 等效替代 (1分)(3)见解析
试题分析:(1)在闭合电路中,由闭合电路欧姆定律知,电源电动势,而实验中因没有考虑电流表分压作用,故测得值小于其真实值;(2)实验电路图如下:
由实验步骤可知,变阻器的阻值不变,电流表示数保持不变,电路总电阻不变,电流表内阻等于电阻箱阻值,利用了等效替代法,电流表的G1的内阻为R;(3)应用安阻法测电源电动势与内阻,实验时需要测出电阻箱示数与电流表示数,应用图像法处理实验数据,应作出图象或
图像,然后根据图象求出电源电动势与内阻,可设计下面两种方案均可:
说明:①出现小于4组数据,没有 (IR),其他正确的得2分,②出现4组以上数据,没有
(IR),其他正确的得3分 ③ 全部正确的得4分。
为测定某电源的电动势E、内阻r以及一段电阻丝的电阻率,设计了如图(a)所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,
是阻值为
的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好。实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径为
。实验时,闭合开关S,调节P的位置,记录
和对应的电压U、电流I的数据,并求得
的数值,如下表所示:
①请根据表中数据在图(b)上描点连线作关系图象,根据该图象,可得电源的电动势E=_____V、内阻r=_____
。
②根据表中数据作出的关系图象如图(c)所示,利用该图象,可求得电阻丝的电阻率
_____
(保留两位有效数字)。
③图关系图象纵轴截距的物理意义是_____。
正确答案
① 如图(2 分)3.00(2.98~3.10 都对)(2分);1.1(1.0 ~1.2 都对)(2 分)②1.210 -6或l.3
10-6(2 分);③ 电流表的内阻(为2.1
)(2分)
试题分析:①根据表格描点,连线如图所示,图象中与纵坐标的交点就是电源电动势,可知,而图象的斜率为
,它等于内电阻与
之和,因此内电阻
;
②由图象可知,当时电阻值就是电流表内电阻,即
,当
时,电阻
,根据
,可得
(6分)实验室中现有如下器材:
电池E(电动势6V)
电流表A(量程0.6A)
电压表Vl(量程3V,内阻未知)
电压表V2(量程3V,内阻10KΩ)
滑动变阻器R1(最大阻值约20Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
开关S和导线若干
某同学设计了一个同时测定滑动变阻器R1最大阻值和电压表Vl内阻的实验电路,如图所示.若某次实验中电流表的示数用I表示,电压表Vl、V2的示数分别用U1、U2表示,电压表V2的内阻用r2表示,则R1的最大阻值R1m=________;电压表Vl的内阻r1=________.
正确答案
试题分析:根据欧姆定律可知,变阻器R1的最大阻值;根据串联电路的规律可知两电压表的电流相等,故有
,所以可知电压表Vl的内阻
;
某同学欲做“测量电源的电动势和内阻”的实验,实验桌上除开关、电键外还有如下仪器:
A、待测电源一个(电动势约3 V,内阻小于1 Ω)
B、直流电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.22 Ω;量程0~3 A,内阻约0.1 Ω)
C、直流电压表(量程0~3 V,内阻为15 kΩ;量程0~15 V,内阻为25 kΩ)
D、滑动变阻器(0~15 Ω,允许最大电流为3 A)
E、滑动变阻器(0~1000 Ω,允许最大电流为0.6 A)
(1)实验时有如图所示的甲、乙两种电路,为了减小测量误差,应选择图______所示电路。
(2)根据选择的电路将下图中实物图连接好。
(3)选择的滑动变阻器是_______(填代号),理由是______________________________________。
(4)若根据测量出的数据,作出U-I图线,如图所示,则电源电动势为______,内阻为______。
正确答案
(1)甲
(2)
(3)D,调节方便,量程合适 (4)3.00 V,0.3 W
试题分析:(1)由于待测电源的内阻远远小于电压表的内阻,而接近于电流表的内阻,因此若采用乙图,就会造成很大的误差,故选择甲图方案较为合理。
(2)实物图的连接如下。
(3)滑动变阻器如果选择E,变阻器的总阻值过大,不便于调节。
(4)图象的纵坐标表示电源电动势E="3.00" V,由于纵坐标的起点不是0,所以横截距不是短路电流,但斜率的绝对值就是电源的内阻,。
(8分)一电阻Rx额定功率为0.01 W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件,试设计适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值.
A.电流表A1,量程0~300 μA,内阻约150 Ω;
B.电流表A2,量程0~500 μA,内阻约45 Ω;
C.电压表V1,量程0~3 V,内阻约6 kΩ;
D.电压表V2,量程0~15 V,内阻约30 kΩ;
E.电压表V3,量程0~25 V,内阻约50 kΩ;
F.直流稳压电源E1,输出电压6 V,额定电流3 A;
G.直流电源E2,输出电压24 V,额定电流0.5 A;
H.直流电源E3,输出电压100 V,额定电流0.1 A;
I.滑动变阻器R1,0~50 Ω;
G.滑动变阻器R2,0~2 kΩ;
K.电键K一只,连接导线足量.
为了较准确测量Rx的阻值,保证器材的安全,
(1)电源应选 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 (填序号,例如A、B等)
(2)在虚线框中画出实验电路图(用所选器材字母表示如A1,A2 等)
正确答案
(1)G;E;B;I。(2)提示分压内接;
试题分析:(1)由于Rx的额定功率为0.01 W,阻值约为40 kΩ,故其额定电压为U额==20V,额定电流为I额=
=500μA,故电源应该选用G,输出电压为24V的直流电源;如果选用输出电压为100V,一是电压太大,二是不安全;电压表应该选用E,量程是25V;电流表应选用B,量程是500μA;由于两个滑动变阻器的阻值均比被测电阻小很多,故需要采用分压法连接电路,则变阻器选用阻值较小的I,调节方便。
(2)由于被测电阻的阻值远大于变阻器的阻值,故采用分压法连接电路,又由于电压表的电阻接近于被测电路的电阻,故采用电流表内接法,电路图如图所示。
(1)利用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则:
①下面给出的实验步骤中,正确顺序为: 。
A.将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
B.用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1ml油酸酒精溶液时的滴数N
C.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S
D.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n
②该实验测得的单个油酸分子的直径约为 (单位:cm)。
A. B.
C.
D.
(2)某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,实验室提供的实验器材如下:(本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压)
直流电源的电动势为4V(内阻不计)、 电压表V(量程4V,内阻约为5kΩ)、
电流表A1(量程0.6A,内阻约为4Ω)、 电流表A2(量程3A,内阻约为1Ω)、
滑动变阻器R1(0到1000Ω,0.5A)、 滑动变阻器R2(0到10Ω,2A)、
开关、导线若干.
①若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路,其他部分连接正确,接通电源后,以下说法正确的是:__________
A.小灯泡将发光 B.小灯泡几乎不亮
C.V表不会烧坏 D.A表将会烧坏
②在正确的电路中,电流表应该选_______,滑动变阻器应 该选________。请把图乙中的器材根据实验要求连接成实验电路。
③该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图丙所示,从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而_________(填增大、减小、先增大后减小、先减小后增大),当给小灯泡加电压3.2V时,此时小灯泡的发热功率为__________W(结果取2位有效数字)。
正确答案
(1)①BDAC或DACB(2分) ②B (2分)
(2) ①BC(2分)②A1(2分)R2(2分)作图(4分)③增大(1分); 0.96 (2分)
(1)将配制好的油酸酒精溶液,通过量筒测出1滴此溶液的体积.然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积.则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积,恰好就是油酸分子的直径.
①“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:
配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径
②计算步骤:先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例,再计算油膜面积,最后计算分子直径
(2)①按图连接后,电压表串联在电路中,故小灯泡几乎不亮,电压表的量程是4V,电源电动势4V,故电压表不会烧坏.故选BC
②因为小灯泡的额定电流是0.32A,所以选择0.6A的量程的电流表即可,故选A1
本着方便调节的原则,在安全的前提下我们选择阻值小得变阻器,故选R2
③由:R=可得:
,即图线的斜率表示电阻的倒数,图线的斜率随电压的增大逐渐减小,故小灯泡的电阻逐渐增大
当电压为3.2V时,从图上可得电流为0.3A 故功率P=UI=3.2×0.3=0.96W.
用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V,内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有:
A.电压表(量程3V); B.电流表
(量程0.6A);
C.电流表(量程3A) D.定值电阻R0(阻值4Ω,额定功率4W)
E.滑动变阻器R(阻值范围0—20Ω,额定电流1A)
电流表应选 ;(填器材前的字母代号)
⑵根据实验数据作出U—I图像(如图乙所示),则蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
正确答案
(1)B (2) E=2.10V r =0.2Ω
试题分析:(2)由电路及闭合电路欧姆定律可得出函数关系,结合数学知识可得出电源的电动势和内电阻.
(1)由题意可知,电源的电动势约为2V,保护电阻为4Ω,故电路中最大电流约为A,为了保证电路的安全和准确,电流表应略大于最大电流,故电流表只能选B;
(2)由电路利用闭合电路欧姆定律可知:,则由数学知识可得,图象与纵坐标的交点为电源电动势,故E=2.10V;而图象的斜率表示保护电阻与内电阻之和,故
,解得:r =0.2Ω.
(共9分)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)(共9分)该同学连接的实物电路如图a所示,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U1-U2图像如图b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).
(2)(3分)根据所给器材,再设计一种测量电源电动势和内电阻的电路图,画在虚线框内.
正确答案
(1)
试题分析:(1)根据E=U+Ir得,,解得
,所以图像的斜率
,解得
.当U1=0时,U2=a,即
解得
.
(2)实验方案:①V2测外电压,V1测量定值电阻的电压.
②电压表V1、V2分别测量定值电阻和滑动变阻器两端的电压.如图所示.
(共10分)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约10Ω) A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大) V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(20Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器:R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~10Ω,允许最大电流0.3A)
滑动变阻器:R3(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)(每空1分)电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 .(填字母代号)
(2)(4分)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(3)(3分)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=
正确答案
(1)A1 V1 R1 (2) 如下图所示 (3)
试题分析:(1)因电源E的电动势约为3V,所以电压表选择V1,待测电阻Rx的阻值(约为30Ω),所以流过的最大电流Rx,如果选择电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω),指针偏转角度很小,读数不准确,所以电流变选择A1,滑动变阻器R2的全阻值太大,操作部方便,所以滑动变阻器选择R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
(2)因实验要求测量值的范围尽可能大一些,所以控制电路用分压式接法,又Rx是小电阻,故测量电路用电流表的内接法,为使流过电流表的电流不超过其量程,故应与待测电阻串联一定值电阻起保护作用,所以电路图为:
(3分)测量一块量程已知的电压表的内阻,用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω。该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量,应重新选择 倍率。重新选择倍率后,必须 。若刻度盘上的指针位置如图所示,那么测量结果大约是 Ω。
正确答案
(1分) ,重新欧姆调零 (1分) ,3000(或
) (1分)
试题分析: 欧姆表指针偏转角度太小,说明电阻较大,所选倍率太小,为了较准确地进行测量,应重新选择×100Ω的倍率;由图示欧姆表表盘可知,待测电阻阻值为30×100Ω=3000Ω=.
硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用左所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。
①若电压表的读数为
,则I=
②实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。如图,短路电流为 mA ,电动势为 V。
③ 实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,如图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V。则实验二中外电路消耗的电功率
为 mW(计算结果保留两位有效数字)。
正确答案
① ②
mA 2.67V ③0.067mW
由欧姆定律可知I=,短路电流是指路端电压为零的时候的电流,也就是与横轴的交点,与纵坐标的交点即为电源电动势。
利用以下提供的器材,测定电阻Rx的阻值(约1 kΩ)。
器材:一个电阻箱R0(其最大阻值大于待测电阻的阻值),内阻很小可忽略不计的直流电源(电动势约5V),一个直流电压表(量程3V,内阻约3 kΩ),单刀电键一个,导线若干。在测量过程中,必须考虑电压表的内阻带来的影响。实验电路图为:
请推导出Rx的表达式。
正确答案
设电源的电动势为E,电压表的内阻为Rv,
对图甲有
整理得 ①
同样地,对图乙有 ②
联立①②得 ③
(9分)(1)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、电压表的读数如下图所示,则它们的读数值依次是_________mm、________A、_______V。
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E = 4.5V,内阻较小。则右边电路图中,_______(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏__________(选填“大”或“小”)。
(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的____电路(选填字母代号)。此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=____(均用题中字母代号表示)。
正确答案
(1)0.996mm; 0.42A;:2.25A;(2)A;小;(3)B;
试题分析:(1)金属丝的直径:0.5mm+0.01mm×49.6=0.996mm;电流表读数:0.42A;电压表的读数:2.25A;
(2)由于,故实验电路应采用电流表外接,故选A;此电路中由于电压表的分流作用使得
,故
,即测量值偏小;(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的B电路。此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻
。
已知一个电阻额定功率为0.5W,用多用电表粗测其阻值约为18Ω,现用伏安法精确测它的阻值,电压可实现从零开始调节,实验器材有:
A、电流表(量程0—200mA,内阻20Ω)
B、电流表(量程0—3A,内阻0.1Ω)
C、电压表(量程0—3V,内阻10kΩ)
D、电压表(量程0—15V,内阻30kΩ)
E、滑动变阻器(0—20Ω,额定电流2A)
F、滑动变阻器(0—2000Ω,额定电流1A)
G、输出电压为12V的直流电源
①实验中电流表应选用 ,电压表应选 ,滑动变阻器选用 (填字母符号)。
②在答题卡的虚线框内画出实验电路图。
正确答案
A \C\E 电路图如图所示。
试题分析:由于需要点呀从零开始调节,所以分压式电路并用小的滑动变阻器分压,所以E。根据可知,其额定电压约3V,由于电源电压为12V,但是考虑有分压电阻,所以问题不大。因为电压约为3V所以额定电流约为1/6A,所以综上分析,电流表A,电压表C满足题意。
点评:此类题型考察了对于根据测量目的选择仪器和实验方法的变通能力
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡,导线和开关外,还有:
E.直流电压表:量程0~3V,内阻为6 kΩ
F.滑动变阻器: 10 Ω,2 A
G.滑动变阻器:1 kΩ 0.5 A
H.电阻箱一个(符号为):0~9999.9Ω,最小调节量0.1Ω;
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化至额定电压5V,且电表读数相对误差较小。
(1)以上器材中应电流表选用(填代号),电压表选用(填代号),滑动变阻器选用(填代号);
(2)在方框中画出实验原理电路图;
(3)某同学通过实验作出小灯泡的伏安特性曲线,如图甲所示.现把两个完全相同的这种小灯泡并联接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E = 3V,内阻r = 3Ω,则此时灯泡的实际功率为W.(结果保留两位有效数字)
甲乙
正确答案
(1)C,E,F(2)
试题分析:
(1)灯泡的额定电压为5V,因此电压表选择大于等于5V的即可,故选E;而灯泡的额定电流;故电流表应选择C;因本实验采用分压接法,滑动变阻器应选小电阻;故滑动变阻器选择F;
(2)本实验要求多测几组数据,故采用分压接法;同时因电流表内阻与灯泡内阻接近,故电流表选用外接法;实物图如下图所示;
(3)作电源的伏安特性曲线,与甲图相交的交点,即为电灯泡工作点
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