- 恒定电流
- 共18115题
(6分)为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线,某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关,调节电阻箱的阻值,同时记录电阻箱的阻值R,电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I,分别描绘了a、b两条U—I图线,如图乙所示。请回答下列问题:
(1)写出流过电阻箱的电流I的表达式I= ;(用U1、U2、R表示)
(2)电源两端电压随电流变化的图象是 (选填“a”或“b”);当电阻箱阻值调节为 时,两条图线存在交点;
(3)根据图乙可以求得电源的电动势E= V,内电阻r= ,该电路中小灯泡消耗的最大功率为 W。(本小题结果均保留两位有效数字)
正确答案
(1) (2)B 0 (3)3.0 2.0 1.0
试题分析:(1)观察电路图可知,电压表V1的示数U1 为路端电压,电压表V2的示数U2 为灯泡电压,而灯泡和电阻箱为串联电路,路端电压等于个用电器电压之和,所以电阻箱的电压,所以电阻箱电流
。
(2)电流I越大,电路内电压越大,电压两端电压即路端电压
随电流增大而减小,而且是一条倾斜的直线,所以b是电源两端电压随电流变化的图象。当电阻箱电阻为0时,外电路只有灯泡,灯泡电压即路端电压,二个图像有交点。
(3)根据路端电压随电流变化图像b可判断图像与纵轴交点就是电源电动势,斜率即内阻,所以,内阻
,灯泡的伏安特性曲线纵坐标和横坐标乘积即灯泡电功率,所以灯泡消耗的最大功率为
。
一同学要测量某电池的电动势E和内阻r,实验器材如下:
E.导线和开关
(1)根据图甲所示实验电路,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,绘出U1-U2图象如图丙所示,则电源的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω。
正确答案
(1) 如图
(2)3 7.5
试题分析:(1)要注意电键控制干路 (2)由闭合电路欧姆定律得E=U1+,所以U1=E-
,由上述公式知U1-U2图象与纵轴截距(如图)为电动势,E=3V,斜率大小为k=
=1.5,故内阻r=1.5R0=7.5Ω
(12分)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要用到某元件(电阻约为20)。现需要描绘该元件的伏安特性曲线。实验室备有下列器材:
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③现已描绘出该元件的伏安特性曲线如图。 若将该元件直接连接在一个电动势为3V,内阻为5的电源上,则该元件消耗的功率为 W。(保留3位有效数字)
正确答案
①A2;V1;R1
②
③0.366W(0.336—0.396W)
试题分析:①由伏安特性曲线图可知,电流最大值为0.30A,故电流表应选用A2,灯泡两端的电压最大为2.5V,故电压表应选用V1;由曲线可知实验要求电流电压是从零开始变化的,故应选用分压接法,故滑动变阻器应选用R1,便于调节。
②滑动变阻器选用分压接法;待测元件内阻较小,故应选用电流表外接法,电路图见答案.
③由电源的电动势和内阻在元件伏安特性曲线图中作出电源的伏安特性曲线,则两图线的交点即为元件的工作点,可得元件的电压和电流,进而可知元件的功率为0.366W.
(10分)某同学自制了一只水果电池,并选用下列器材测量该电池的电动势与内阻.
A、电压表:量程0.6V,内阻约2kΩ
B、电阻箱:0-9999Ω
C、电键与导线若干
用上述器材连接的电路如图所示,测得了U与R的数据,并计算出了相应的数据,见下表:
(1)要测定电源电动势与内阻,需从上表中选择适当的两组数据,并在右图中作出相应的图象;
(2)利用所作的图象,测得电源电动势E测= V,电源内阻r测= Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)此电路测电动势与内阻的测量值与真实值的关系是:E测 E真、r测 r真(选填“<”、“>”或“=”)
正确答案
(1)(2分)
说明:①作图规范不到位,如物理量、标度、单位、不用直尺画线等;
②用或
作图也算正确,但其他如I-R、U-R、
、
等均不对,注意只要坐标不对,即便画出近似直线也错。
(2)0.55~0.65V(2分) 900~1100Ω(2分) (3)< (2分) < (2分)
试题分析:(1)用纵轴表示路端电压,横轴表示电流,描点作图,如图所示,
(2)根据闭合电路的欧姆定律,U=-E+Ir,知电动势E=0.6V;斜率表示内阻r=1000Ω;(3)由电路图知,引起误差的原因是电压表的分流,故电动势测量值小于真实值,内阻测量值小于真实值。
某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。
①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是 。(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)
a.记下R2的阻值
b.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度
c.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
②如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500Ω,则Rg的阻值大小为 ;(填写字母代号)
③为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表,应选一个阻值为 Ω的电阻与此电流表串联。
正确答案
①bda (2分,说明:没有排序扣1分,漏选、错选不得分)②B (2分) ③9500(2分)
试题分析:①根据电路图判断此为半偏法测内阻,先断开,调节滑动变阻器
使电流表达到满偏,即b,然后闭合
,调节电阻箱
使电流表半偏,即c,记下此时
的阻值即电流表内阻。②电阻箱和电流表并联,电流表电流变为一半量程,说明电阻箱分走一半电流,所以二者电流相等,所以电阻相等,选项B对。③电流表改装为电压表,那么改装后的量程
,解得串联的电阻
。
(7分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮,B下端连接纸带,纸带穿过固定的打点计时器。用天平测出A、B两物块的质量mA=300g、mB=100g,mA从高处由静止开始下落,mB拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为T=0.02s,则
(1)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=________J,系统势能的减小量△EP=________J,由此得出的结论是___________;(重力加速度g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
(2)用v表示物块A的速度,h表示物块A下落的高度。若某同学作出-h图像如图,可求出当地的重力加速度g=_________ m/s2。
正确答案
(1)
在误差允许的范围内,
和
组成的系统机械能守恒 (2)
试题分析:(1)在打点0~5过程中系统动能的增量,而点5是点4和6的中间时刻,匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度,所以
,代入数据可得
。此过程,A的重力势能减少,B的重力势能增加,系统减少的重力势能
。减少的重力势能与增加的动能接近,所以在误差允许的范围内,
和
组成的系统机械能守恒。
(2)根据机械能守恒则有,代入数据整理得
,即
,丙图中图像斜率
。重力加速度
某同学用多用电表电阻档测量电阻时,选用“×100”档,发现指针偏角太小,他便断开电阻,将选择开关选到倍率为 挡,并进行欧姆调零再次测量,指针指示在图示位置,则所测电阻的阻值为________Ω.
正确答案
×1K ; 15000Ω。
试题分析: 欧姆表的零刻度在最右端,用R×100挡测量电阻时,发现电表的指针偏角太小,知电阻较大,则换用R×1K挡。倍率为×1K,则读数为:15×1000Ω=15000Ω
(6分)某同学要测定一个阻值R约为5的电阻,实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0-3V,内阻约30k)
B.电流表(量程0-0.6A,内阻约1.0)
C.滑动变阻器(阻值范围0-10
. 允许最大电流3A)
D.滑动变阻器(阻值范围0-500
, 允许最大电流1A)
E.电源E(电动势3V,内阻不计)
F.开关,导线
(1)图中部分电路已连接,请在图中以笔划线 代替导线将电压表接入电路中的正确位置;
(2)图中滑动变阻器应选用____更合理:(填“”或“
”)
(3)闭合电键前,滑动变阻器的滑片P应该置于_____端。(填“A”或“B”)
正确答案
(1)电压表分压连接如图 (2) R1 (3) A (每问2分)
试题分析:(1)观察已经连接的电路可发现滑动变阻器选择的是分压式,由于,根据大内偏大小外偏小,电流表选择外接法,实物连线如下图
(2)分压电路为方便调节,滑动变阻器选择阻值小的
(3)闭合电键前,为保证电路中电表的安全,应使电流表示数为0,即滑片置于A端。
(8分)某同学采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽,NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹平均位置;再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从固定位置由静止开始滚下,与B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次得到10个落点痕迹平均位置
、
。
①若A球质量为,半径为
;B球质量为
,半径为
,则( )
A.,
B.
,
C.,
D.
,
②以下提供的器材中,本实验必需的有( )
A.刻度尺 B.打点计时器 C.天平 D.秒表
③A球每次从斜槽上某一固定位置由静止滚下,这是使 。
④设A球的质量为,B球的质量为
,则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用装置图中的字母表示) 。
正确答案
① C ② AC ③保证每次碰撞前初速度相同 ④
试题分析: ①为了使两球发生正碰,两小球的半径要相同,即;在小球在斜槽末端碰撞过程中水平方向满足动量守恒定律有:
,两球若发生弹性碰撞满足机械能守恒定律有:
,解得:
,要使碰后A球不反弹有速度
,则
,即
,故选C。
②为碰前A球落点的平均位置,
为碰后A球的位置,
为碰后B球的位置,碰撞前入A球的速度
,碰撞后A球的速度
,碰撞后B球的速度
,若
,则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,带入数据得
,所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平.
③小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放,保证初速度相同。
④根据落点可得验证动量守恒的表达式为。
(4分)某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象.
(1)将原线圈A插入副线圈B中,闭合开关瞬间,副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向 (选填“相同”或“相反”)。
(2)该同学发现:在原线圈A放在副线圈B中的情况下,将开关接通的瞬间电流计指针向右偏转,则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中,电流计指针将 (选填“左偏”、“右偏”或“不偏”)。
正确答案
(1)相反 (2)右偏
试题分析:(1)闭合电路时穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,则感应电流的磁场与原磁场方向相反。
(2)变阻器的滑片P快速向C移动,接入电路的电阻减小,则电路电流增大,A线圈的磁场增强,穿过B线圈的磁通量增大,与开关接通时相同,故电流计的指针右偏。
有一可供使用的多用电表,S为选择开关,Q为欧姆挡调零旋钮.现在要用它检测两个电阻的阻值.已知阻值分别为R1约为20 Ω,R2约为30 kΩ,下面提出了在测量过程中一系列可能的操作,请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作,并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处.下图为欧姆挡表盘刻度的示意图.
E.旋动S使其尖端对准“OFF”
F.将两表笔分别接到R1的两端,读出R1的阻值,随后即断开
G.将两表笔分别接到R2的两端,读出R2的阻值,随后即断开
H.两表笔短接,调节Q使表针对准欧姆挡刻度盘上的0,随后即断开
所选操作及其顺序为(用字母代号填空):______________.(操作:步骤可以重复选用)
正确答案
AHGDHFE或DHFAHGE
试题分析:两电阻可以先测量任意一个的阻值,若先测量R2的阻值,先将选择开关对准×1 k档位,两表笔短接进行欧姆调零,然后把R2接在两表笔之间,读出其阻值。测量R1电阻时,先将选择开关对准×1档位,换档后重新进行欧姆调零,然后再将R1接在两表笔间测量,读出其阻值,测量完毕后必须把选择开关对准OFF位置,所以测量顺序为AHGDHFE或DHFAHGE。
(8分)下方的U-I图像中的直线a是由5节完全相同的电池串联而成的电源A的U-I关系曲线,直线b是定值电阻B的U-I关系曲线,由图可知,每一节电池的电动势为______________V,下表是由某种材料制成的元器件C两端所施加的电压和相应所通过电流值,由这些数据可知,元器件C的电阻值随通过电流的增大而______________(填写变化情况);如果把定值电阻B和元器件C并联后接在电源A两端,由图线可知:通过B电阻的电流大小为______________A,此时器件C的电功率为______________W。
正确答案
1.5,增大,0.3,0.15。(每空2分,共8分)
试题分析:由图线a可知,电源的电动势为就是图线与纵坐标轴相交所对应的电压值,为7.5V,故每一节电池的电动势为=1.5V;由表格中的数据取三个电压与电流值,电压分别为0.1A、0.25A和0.3A,计算其电阻分别为5Ω、14Ω和23.3Ω,可见,元器件C的电阻值随通过电流的增大而增大;
如果定值电阻B和元器件C并联后接在电源A两端时,B、C两端电压相等,通过的电流之和等于通过电源的电流,结合图线可知,当B两端取电压1V时,其电流为0.3A,再由表可知,C两端加电压为1V时通过的电流为0.15A,所以此时干路电流之和为0.3A+0.15A=0.45A,而对于电池而言,当电路中的电流为0.45A时,其路端电压也正好是1V,故所取的路端电压为1V正好合适。则此时通过B的电流为0.3A,器件C的电压为1V,电流为0.15A,所以其电功率为P=UI=1V×0.15A=0.15W。
(6分).为了测量一个阻值较大的末知电阻,某同学使用了干电池(1.5V),毫安表(1mA),电阻箱(0-9999W),电键,导线等器材。该同学设计的实验电路如图(a)所示,实验时,将电阻箱阻值置于最大,断开K2,闭合K1,减小电阻箱的阻值,使电流表的示数为,记录电流值;然后保持电阻箱阻值不变,断开K1,闭合K2,此时电流示数为
,记录电流值。由此可得被测电阻的阻值为______W。
经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致,因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图(b)所示的实验电路,实验过程如下:
断开K1,闭合K2,此时电流表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为I;断开K2,闭合K1,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为_________,记录此时电阻箱的阻值,其大小为R0。由此可测出Rx=__________。
正确答案
375W,,
试题分析:(1)设电池电动势、内阻分别、
,毫安表内阻为
,电流为
时电阻箱的值为
,则依据闭合电路欧姆定律有
K2断开,K1闭合时, ①
K1断开,K2闭合时, ②
由①②解得。
(2)依据图(b)所示电路测电阻,毫安表作指示用,用以监测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性,从测量方法看属于常见的替代法,故电流表示数仍为,
。
某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。
他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。
①电压表V(量程3v,内阻Rv=10kΩ)
②电流表G(量程3mA,内阻Rg=100Ω)
③电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω)
④滑动变阻器R1(O〜20Ω, 2A)
⑤滑动变阻器R2(O〜100Ω, 1A)
⑥定值电阻R3=0.5Ω
⑦开关S和导线若干
(1) 该同学没有选用电流表A的原因是_______________
(2) 该同学将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流 表对应的量程是_______A。
(3) 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是_______(填写器材编号)
(4) 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的翻线,根据图线可求出电源的电动势E=_______V (保留三位有效数字;),电源的内阻r=_______Ω (保留两位有效数字)
正确答案
(1)量程与被测电流值相比较太大 (2)0.603(填0.6或0.60均给分) (3)R1 (4)1.48,0.84(0.70-0.90之间都给分)
试题分析:根据实验目的,需要测量干路电流以及路端电压。其中G表与R3并联,实际为一电流表。经过改装后的电流表量程为0.603A。没有选择给定的3A量程的电流表是因为量程太大,容易导致测量读数误差。根据给定仪器本题的电阻大约为,所以选择R1即可。根据U-I图像的含义U=E-Ir可知,电动势为1.48V。
即横坐标乘以200,就能换算出干路电流通过
即斜率就能得出内阻为0.80欧姆。
点评:本题测量目的明确,在测量时需要将电表改装为合适量程的电流表,通过图像的截距以及斜率分析电动势以及内阻。本题在处理图像时还需注意横坐标并非干路总电流,需要通过电表放大倍数进行换算。
(10分)在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中,张楠同学选定了如图所示的器材进行实验.实验过程中,由于李骅同学的疏忽,做完实验后他才发现,把测量的电流值都写在草稿纸上而忘记填人记录表格中。
(1)请你帮助李骅同学把记录在草稿纸上的电流值对应填人表格中,并写出你所依据的物理规律是 (2分)
(2)根据测量数据计算该定值电阻的阻值为 Ω(保留一位小数)(2分)
(3)根据实验所需电路,用笔画线代替导线完成下左图中的实物连接。(2分)
(4)滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用外,另一个主要作用是
。(2分)
(5)若电源电压恒定且未知,用电阻箱R(电路符号 )代替滑动变阻器,同时撤去电流表,请利用余下器材(不要再添加其它任何器材)设计一个测量RX阻值的实验电路图,并在上右图中的方框中画出。2分)
正确答案
(1)
(全部写对得1分)
电阻一定时,流过电阻的电流随电压的增大而增大。(填欧姆定律也可)(1分)
(2)5.1(2分)(若有四舍五入错误不给分) (3)(2分)如下左图所示
(4)改变电阻两端的电压来改变通过的电流,以达到多次测量取平均值的目的,减小误差。(2分)
(5)(2分)这是一道开放性试题,只要电路图设计符合题目要求,能达到实验目的即可。上右图是两种参考电路图。
本题考查欧姆定律的应用和学生处理实验问题的能力,改变电阻的阻值多次读取数据,求得平均值即可,这是一道开放性试题,只要电路图设计符合题目要求,能达到实验目的即可。上右图是两种参考电路图
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