- 恒定电流
- 共18115题
(12分)小明同学用下列器材描绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性曲线(电压变化要求从零开始),研究小灯泡实际电阻值等问题。
A.电流表(0.6 A,内阻约lΩ)
B.电压表(3V,内阻约1 kΩ)
C.滑动变阻器(10Ω,l A)
D.电源(4 V,内阻不计)
①用笔画线代替导线,将图中的实验仪器连成完整的实验电路。
②开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“a”或“b”)。
③闭合开关,变阻器的滑片向b端移动,电压表的示数逐渐增大,电流表指针却几乎不动,则电路的故障为____,(填选项前的字母)
A.小灯泡灯丝断了
B.小灯泡被短接
C.滑动片接触不好(断路)
④排除故障后,小明完成了实验,并由实验数据画出小灯泡I-U图象如图中实线所示。由图可确定小灯泡在电压为2.0 V时,小灯泡的电阻值为____Ω(保留两位有效数字)。
⑤若I—U图中的虚线I或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线,与实线相比,虚线____(填“I”或“Ⅱ”)才是真实的伏安特性曲线。
正确答案
①如图所示(2分)
②a(2分)
③A(2分)
④11(3分)
⑤II(3分)
①滑动变阻器的链接方式用分压②开关闭合前应使滑动变阻器电阻调到最大③略④在坐标中找到U=2V时的电流,由R=U/I可求出灯泡的电阻⑤略
用一节干电池做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验,为减小实验误差,方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是 ,
滑动变阻器应选取 .
E.总阻值15,最大允许电流2A的滑动变阻器
F.总阻值500,最大允许电流2A的滑动变阻器
G.总阻值1000,最大允许电流1A的滑动变阻器
正确答案
C、E
小灯泡电阻较小,伏安法测电阻时,电流表外接,需要小灯泡两端的电压持续变化,滑动电阻器分压接法,C正确,滑动变阻器电流都满足条件,选阻值小的便于实验调节,E正确。
小题1:将量程为100μA内阻为500Ω的灵敏电流表改装为量程为1mA的毫安表.
需要给它_____联一只R=_____Ω的电阻.
小题2:将满偏电流Ig=300 μA、内阻为100Ω的电流表改装成量程为3 V的电压表,需要给它_____联一只R=_____Ω的电阻.
正确答案
小题1:_并___联一只R=__500/9___Ω
小题2:__串___联一只R=_9900____Ω
分析:改装为电流表需并联一个电阻,改装电流表原理:IgRg=(I-Ig)R,其中I为量程,R为并联的电阻值.
电流表改装电压表需串联一个电阻,改装原理:U=Ig(Rg+R),U为改装后电压表量程,R为串联电阻.
解答:解:(1)由IgRg=(I-Ig)R得R= IgRg/(I-Ig)
带入数据得:R=500/9Ω
(2)由U=Ig(Rg+R),带入数据得3V=3×10-3A(100Ω+R),解得R=9900Ω
故答案为(1)并,500/9Ω (2)串,9900Ω
点评:改装成电压表要串联一电阻起到分压的作用,改装成电流表要并联一电阻起分流作用.
图(1)所示为某实验的实验电路.
①为了粗测“2.5V0.6W”小电珠的电阻,必须将______断开.把多用电表选择开关旋转到“______Ω”挡;进行欧姆调零后,将红、黑表笔分别与小电珠两极相接触,测得小电珠的阻值如图(2)所示,其读数为______Ω.
②将选择开关置于直流电压档,闭合S1、S2,此时测得的是______两端电压.
③为了测量小电珠的电流,应将选择开关置于直流电流档,闭合开关______,断开开关______,然后将红、黑表笔分别接S2的左、右接线柱.
正确答案
①欧姆表测量电阻时,应该将该电阻从外电路断开,要测量小灯泡电阻,要断开开关S2;
小灯泡的电阻只有几个欧姆,选择“×1”挡位;
欧姆表读数=表盘读数×倍率=8Ω×1=8Ω;
②将选择开关置于直流电压档,闭合S1、S2,由于红表笔与黑表笔与小灯泡并联,故测量的是小灯泡的电压;
③为了测量小电珠的电流,应将选择开关置于直流电流档,要将电流表串接到电路中,故可以断开S2,闭合开关S1,后将红、黑表笔分别接S2的左、右接线柱.
故答案为:
①S2(填“S1和S2”也可),×1,8Ω;
②小电珠(填L也可);
③S1,S2.
(10分)某同学在进行“测定金属的电阻率”实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图所示,则该金属丝的直径为d=___________mm;
(2)测得接入电路的金属丝的长度为L,已知其电阻大约为20Ω。在用伏安法测其电阻时,除必选电源E(电动势,内阻很小)、导线、开关S外,还有下列器材供选择:
电流表A1(量程100mA,内阻约0.5Ω)
电流表A2(量程0.6A,内阻约0.6Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约30kΩ)
电压表V2(量程1.5V,内阻约20kΩ)
滑动变阻器R1(范围0-20Ω)
滑动变阻器R2(范围0-2kΩ)
为了使测量值较准确,电流表应选_____,电压表应选______,滑动变阻器应选_____(填字母代号)。并将设计好的测量电路原理图画在虚框内。
(3)若电压表、电流表读数用U、I表示,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表达式为ρ=_________________________(用U、d、I、L表示)。
正确答案
(1)0.900~0.902;(2)A1,V2,R1,电路连接见解析(3)
试题分析:(1)由图读出金属丝的直径为0.900mm,
(2)电阻中的最大电流为:,所以电流表应选A1,电源电动势为1.5V,电压表应选V2,对比两个滑动变阻器,应选R1,
对比待测电阻与电流表和电压表的内阻,应采用外接法,滑动变阻器的最大值与待测电阻差不多大,滑动变阻器可以用限流式较方便,电路图设计如下
(3)根据电阻定律可得:
兴趣小组的同学从实验室中找到一只小灯泡,规格为“2.5 V 0.75w”,为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量包括零在内通过灯泡的电流和它两端的电压的多组数据,用P=UI分别得到它的电功率,并作出P-U2
图像进行探究。可供选择的实验器材有:
E.滑动变阻器R1(0~10)
F.滑动变阻器置R2(0~100)
G.电源E(电动势4.0 V,内阻不计)
H.开关S和导线若干
(1)在给定的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择_________ (选填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择_________ (选填“R1”或“R2”)。
(2)某同学根据电路图连接实验器材,进行实验,测量了多组数据,测量结束后,应先断开开关,拆除_________两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(3)处理数据后,在坐标纸上作出P-U2图像,如图所示。可知图中图线并不是一条直线,你认为原因_________。
正确答案
(1)(2)电源 (3)灯泡的电阻随温度的升高而变大
试题分析:(1)规格为“2.5 V 0.75w”的小灯泡,额定电流,所以电流表的量程不能小于300mA,所以电流表选择A2 。由于测量范围包括从0开始调节,所以滑动变阻器选择分压式解法,因此滑动变阻器选择阻值小的R1。小灯泡的电阻
,根据
,电流表选择外接法。电路图见答案。
(2)根据安全性原则,断开开关后拆除导线时,应先拆除电源两端的导线。
(3)根据电功率,在坐标纸上作出P-U2图像的斜率即
,根据图像判断电阻在变化,而电阻变化的原因是灯泡温度的变化。所以原因是灯泡的电阻随温度的升高而变大。
某同学用电压表和电流表测量Rx的电阻,已知电压表内阻约3kΩ,电流表内阻约1Ω。
(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻Rx,Rx的测量值比真实值_______(选填“偏大”或“偏小”);若被测电阻Rx的阻值约为10Ω,应采用图______(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小。
(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差。某学习小组设计了以下方案,以避免电表内阻引起的系统误差。该方案利用图丙所示的电路进行测量,主要实验步骤如下:
第一步:将单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1,调节滑动变阻器Rp1和Rp2,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数U1、I1
①请你写出第二步操作步骤,并说明需要记录的数据;______________
________________________________________________________
②用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是Rx=____________________。
③简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差。_______
_____________________________________________________________
正确答案
((1)偏小; 甲
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2;②Rx=;③当单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1时有,
= Rx +RA+Rp2;当单刀双掷开关S2接1,闭合开关S1时有,
= RA+Rp2,所以有,Rx=
,该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响。
试题分析:甲图,电流表外接法,由于电压表要分流,所以测量值比真实值偏小;被测电阻Rx的阻值约为10Ω,已知电压表内阻约3kΩ,电流表内阻约1Ω,很显然,电压表的内阻比被测电阻大得多,所以选用电流表外接方法,误差更小,也就是选用甲图误差更小的。
(2)①将开关S2接1,闭合开关S1,保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变,记录此时电压表和电流表的示数U2、I2;②Rx=;③当单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1时有,
= Rx +RA+Rp2;当单刀双掷开关S2接1,闭合开关S1时有,
= RA+Rp2,所以有,Rx=
,该实验中电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除,电压表内阻对实验结果没有影响。
(6分)在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l。用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。
(1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=______ (用上述测量量的字母表示)。
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为l= cm,金属丝直径的测量值为d= mm。
正确答案
(1)
(2)36.48~36.52;0.796-0.799
(1)由可得
=
。
某同学使用如下图A所示器材测定小灯泡在不同电压下的阻值,已知小灯泡标有"9V,4.5W"字样,备选滑动变阻器有二种规格,R1标有”5Ω,2A”R2标有”100Ω,2A”现要求小灯泡两端电压从零开始,并能测量多组数据.
(1)为使操作更为方便,滑动变阻器应选
用 (选填R1,R2)
(2)将图中的实物图补充完整,使其能尽量准确地测量小灯泡的阻值.
本实验操作时应闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使小灯泡电流 (选填”从小到大”或”从大到小”)变化 ,读取数据. 若某同学选用15V量程电压表进行测量示数如下图B所示,此时示数为
下图C为某同学根据实验数据做出的一根I-U图线,从图中可以求出小灯泡正常工作时的阻值大小为 ,(保留三位有效数字)此阻值比小灯泡的实际阻值偏 。(选填“大”或“小”)
正确答案
(1) R1 (2)见下图,两种情况均给分 (3)从小到大 8.5V
(4)16.4Ω ; 小 ;
试题分析:(1)据题意,可以计算出灯泡的电阻为:,要使灯泡电压从0调起,滑动变阻器需要接触分压式,则滑动变阻器应选择R1;(2)滑动变阻器需要接成分压式,由于18
的电阻是个小电阻,电流表接触外接法。(3)为了不让灯泡烧坏,电流应从小调起;这是1/5估读法,读数为8.5v。(4)灯泡要正常工作,电压需要达到额定电压9v,则灯泡此时电阻为:
,由于电流表外接,测量电流大于灯泡真实电流,据
可知电阻测量值偏小。
(1)某同学在做“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,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”),并用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路连接完整。
(2)实验中测得有关数据如下表:得到如下一组U和I的数据:
根据上表,在图乙上画出I-U图线。
(3)从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是 。
(4)当灯泡电压为1.4V时的功率为 W(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)A 实物图连线如下图所示 (2)如下图所示
(3)变大 (4)0.20
试题分析:(1)此实验采用分压接法,开始实验时为了安全和保护仪器,要使输出电压为零,故开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于A端,使测量电路处于短路状态。
根据实验原理连接即可,注意电压表、电流表的量程不要选错,正负极不能连反,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法.
(2)描点,连线即可,注意用平滑的曲线将各数据点连接起来,不在线上的点均匀分布在线的两侧,误差较大的予以舍去。
(3)图象斜率的倒数表示电阻,由图象可知,斜率随着电流的增大而减小,所以电阻随着电流的增大而增大。
(4)当电压为1.4V时,从I-U图线上知,电流为0.14A,则P=UI=0.20W.
在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3 Ω.实验室备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ) B.电压表V2 (量程15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程3 A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表A2 (量程600 mA,内阻约为1 Ω)
E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A) F.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
G.电池E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω) H.开关S,导线若干
①为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材除G、H外,还有_。(填选项代码)
②为减小实验误差,应选用下图中___ (填“A”或“B”)为该实验的电路图。此接法的测量值 真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
正确答案
①ADE ②A 小于
试题分析:①因为电源的电动势为3V,所以电压表选择A;通过电阻的最大电流为,所以电流表选择D;为了便于调解,滑动变阻器选择阻值小的E即可。②由于
,故应采用安培表外接电路,即A电路;由于电压表的分流作用,所以此接法的测量值小于真实值。
某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点。
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为____ kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为___ V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为___ kΩ。
正确答案
(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
(1)万用表使用的第一步就是要短接调零,所以该空中应该填“短接”。
(2)万用表的电流方向是”红进黑出”所以红表笔接“1”。
(3)万用表在10到15之间需要估读一位所以读成15.0,电压表读数应精确读到小数点后一位,估读到小数点后两位,所以读数为3.60V。
(4)由于滑线变阻器的电阻调为零,所以万用表的读数即为电压表的内阻RV=12.0。
(5)万用表的中值电阻为15.0,即万用表的内阻为
内=15.0
,所以由闭合电路欧姆定律可知
内=9.00V。,
【考点定位】万用表的原理和读数、电压表的读数、中值电阻、闭合电路欧姆定律。
某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值,准备先用多用电表粗测出它的阻值,然后再用伏安法精确地测量,实验室里准备了以下器材:
A.多用电表
B.电压表V1,量程6V,内阻约10kΩ
C.电压表V2,量程15V,内阻约20kΩ
D.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
E.电流表A2,量程3A,内阻约0.02Ω
F.电源:电动势E="6" V
G.滑动变阻器R1,最大阻值10Ω,最大电流为2A
H.滑动变阻器R2,最大阻值50Ω,最大电流为0.2A
I.导线、电键若干
小题1:在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡,指针立刻偏转到表盘的右边接近0刻度处,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用_____ ___欧姆挡;
小题2:按正确的操作程序调换欧姆挡之后再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图中指针所示,则Rx的阻值是_____ ___Ω;
小题3:在用伏安法测量该电阻的阻值时,要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节,则在上述器材中应选择的器材有____ ___.(填器材前面的字母代号)
小题4:请在答题卡虚线框内画出第(3)问中所应用的实验电路图.
正确答案
小题1:
小题2:
小题3:
小题4:
分析:(1)①欧姆表读数时,由于中间附近的刻度最均匀,故要使指针指在中间附近;
②欧姆表读数等于刻度盘读数乘以倍率;
(2)①电源、滑动变阻器、导线和电键是必须选择的,要减小误差,电压表和电流表量程都选择较小的量程,只要不超过量程即可;
②为获得较大的电压条件范围,滑动变阻器选择分压式接法;由于待测电阻的电阻值与电流表的电阻值较接进,故采用电流表外接法.
解答:解:(1)①甲图指针偏向右侧,读数误差大,故选择较低的挡位;
故答案为:“×1”.
②欧姆表读数=刻度盘读数×倍率
故答案为:14;
(2)①电源、滑动变阻器、导线和电键是构成闭合电路必须选择的;
要减小误差,在不超出量程的情况下,电压表和电流表量程尽量选择较小的量程;
故选:BDFGH;
②如图所示
点评:本题关键要明确电阻的测量方法、原理和实验误差的处理,其中用伏安法测量电阻时电流表内、外接法和滑动变阻器的接法选择是重点所在.
(4分)一多用电表的欧姆档有四个档,分别为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1000Ω,现用它来测一未知电阻,当用×10Ω档测量时,发现指针的偏转角很大,为了测量结果准确些,测量前应进行如下两项操作:先把选择开关旋到________档上,接着进行_______调零,然后再测量并读数.
正确答案
13 ×1__ 欧姆
用×10Ω档测量时,发现指针的偏转角很大,说明读数偏小,而欧姆表在中央刻度处读数更精确,所以应该用用×1档测量,每换一次档位得重新调零。
(9分)利用如图所示的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势.图中Ex为待测电源,Es为标准电源:电动势已准确测出),E为工作电源,为电路提供电流.G为零刻度在中央的灵敏电流计.AB为一根粗细均匀的电阻丝,C、D为AB上的两个活动接触点,可以在电阻丝上移动,与电阻丝AB平行放置的还有一把刻度尺,可以测出CD之间的长度.
实验步骤如下:
(1)按图连接好电路,将K1处于断开状态,K2处于两个触点都不接的状态
(2)先闭合K1,调Rp整至合适位置
(3)将置K2位1置,调整C、D触头使电流计指向零刻度,记下______.
(4)将K2置2位置,重新调整C、D位置,使 ________,并记下________.
(5)断开K1.计算待测电源的电动势的表达式为:Ex=_______.
正确答案
(3)CD的长度(4)电流计指向零刻度 CD的长度
(5)
试题分析:电路接通后,把电源与电路中长度为
的金属丝并联,当电流为0时,说明长度为
的金属丝在工作电路中所分的电压等于
,标准电源切换为待测电源后,重新调整金属丝与电源并联的长度,电流表再次为0时,说明长度
的金属丝在工作电路中的电压等于待测电源电动势,而工作电路电流没有变化,所以
,即
。
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