- 恒定电流
- 共18115题
我们知道:小灯泡的电阻随通电电流的增加而非线性地增大。现要测定当一个小灯泡的电阻R0时,通过它的电流大小,选用的实验器材有:
A.待测小灯泡RL:标称值为“2.5V,0.3A”
B.直流电源E:电动势约为6V
C.滑动变阻器R':标称值为“50Ω,1.5A”
D.微安表μA:量程0~200μA、内阻500Ω
E.已知定值电阻:R0=6Ω
F.三个可供选择的电阻:R1=3.0kΩ,R2=10kΩ,R3=100kΩ
G.一个单刀单掷开关S1、一个单刀双掷开关S2、导线若干
⑴.利用三个可供选择的电阻中的一个或几个,将微安表改装成一个量程略大于2.5V的电压表,将改装表的电路图画在答题卡的方框里,此电压表的量程是 V。
⑵.现利用改装好的电压表V和选用的器材设计如图所示的电路来测量通过小灯泡的电流大小。将滑动变阻器R'的滑动触头置于最 端, 闭合开关S1。S2先与a连接,测得定值电阻R0两端的电压U0;再将开关S2改接b,测得小灯泡RL两端的电压U1。若U1≠U0,则需反复调节滑动变阻器R',直到开关S2分别接a和b时,定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同。若测得此时电压表V的示数为1.5V,则通过小灯泡的电流大小为 A。
正确答案
⑴.2.7v ⑵.左 0.25
(1)根据电路中电阻串联分压的知识,选用不同的电阻改装后量程不同,按照题意选出所需电阻,求出该电压表的量程
(2)实验前滑动变阻器R’的滑动触头置于最左端使电阻处于最大.根据定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同可求出电流
解:(1)题目要求将微安表改装成一个量程略大于2.5V的电压表,根据电路中电阻串联分压的知识可以得出:
如果选用R1改装后,量程U1=(R1+r)×I=0.7V<2.5V;
如果选用R2改装后,量程U2=(R2+r)×I=2.1V<2.5V;
如果选用R3改装后,量程U3=(R3+r)×I=20.1V>>2.5V;
所以选出电阻R1=3.0kΩ,R2=10kΩ能满足题意,此电压表的量程Um=(R1+R2+r)×I=2.7V.
(2)实验前滑动变阻器R’的滑动触头置于最左端使电阻处于最大值保护电路.
根据定值电阻R0两端的电压与小灯泡RL两端的电压相同可求出电流∴I==0.25A
点评:该题考查了电表的改装和欧姆定律的知识.能够掌握串联电路的特点和分压作用和实验操作时应该注意的问题.
图1为测量电压表V内阻r的电路原理图。图中两个固定电阻的阻值均为R,S1、S2是开关,E是电源(内阻可忽略).
(1)按电路原理图将图2中的实物图连线;
(2)开关S1保持断开,合上开关S2,此时电压表的读数为U1;再合上开关S1,电压表的读数变为U2,电压表内阻r= (用U1、U2和R表示).
正确答案
(1)实物图边线如图所示。(4分)
(2) (2分)
略
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,由图可知其长度为______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为______mm;
(3)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,则该电阻的阻值约为______Ω.
(4)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:
待测圆柱体电阻R;电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);开关S;导线若干.
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(5)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)主尺读数为50mm,游标上第3条刻度线与主尺对齐,读数为3×0.05mm=0.15mm,则长度为50.15mm.
(2)螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.200mm,则直径为4.700mm.
(3)电阻的阻值R=22×10Ω=220Ω
(4)电源电动为4V,电压表选V1.电阻中最大电流约为
Imax≈=
A=16mA 则电流表选A2.
因为=
≈50,
=
≈7,则
>
故选择电流表外接法.
当变阻器选择R2,采用限流式接法时,电路中电流的最小值约为
Imin=≈1.8mm则变阻器选择R2,采用限流式接法.
(5)由电阻定律R=ρ,S=
πd2
代入解得ρ=7.6×10-2Ω•m.
本题答案是(1)50.15
(2)4.700
(3)220
(4)电路图如图所示.
(5)7.6×10-2.
某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
①用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率:分别为×1k、×100、×10、×1,该同学选择×100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图1中虚线所示).为了较准确地进行测量,
请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:
a.______.
b.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处.
c.重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图1中实线所示,测量结果是______.
②该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器
A.直流电源(电压3V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0-15V,内阻约为5kΩ)
C.电压表V2(量程0-15V,内阻约这25kΩ)
D.电流表A1(量程0-25mA,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程0-250mA,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器一只,阻值0-20Ω
G.电键一只,导线若干在上述仪器中,电压表应选择______(填“V1”或“V2”),电流表应选择______(填“A1”或“A2”).请在图2中的方框内画出电路原理图.
③根据所设计的实验原理图,将图2中实物连接或测量电路.
正确答案
①a.选择×100倍率时指针偏转过大,说明倍率选择较大,应换用倍率×10的档;
c.欧姆表的读数为R=12×10Ω=120Ω.
②因电源电动势为3V,所以电压表应选,由欧姆定律可知通过待测电阻的最大电流为I=
=
A=25mA,所以电流表应选
③因<
,所以电流表应选内接法;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻,所以变阻器应用分压式接法,电路图如图所示
实物连线图如图所示
故答案为:①a换用倍率×10的档,c 120Ω
②,
③如图,如图
某同学用“伏安法”测量电阻时,若:
(1)所用器材如图所示,其中待测电阻约为10kΩ,电压表内阻约为1kΩ,电流表内阻约2Ω,变阻器最大阻值为50Ω,为了尽可能准确地测量电阻,请用实线当导线将实验器材连接起来.
(2)该同学按照“伏安法”测电阻的要求连接好图电路后,若不考虑电表读数产生的误差,测得的电阻值将______(填“大于”、“小于”、“等于”)被测电阻的实际阻值.
正确答案
(1)待测电阻约为10kΩ,电压表内阻约为1kΩ,电流表内阻约2Ω,变阻器最大阻值为50Ω,待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,相对来说,待测电阻阻值远大于电流表内阻,电流表应采用内接法,实物电路图如图所示:
(2)电流表采用内接法,由于电流表的分流作用,所测电压偏大,由欧姆定律可知,电阻的测量值大于真实值.
故答案为:(1)实物电路图如图所示;(2)大于.
用伏安法测量一阻值约为50Ω的待测电阻的阻值,电压表内阻10kΩ,电流表内阻4Ω.如果用如图(甲)接法测量,测量结果会比待测电阻的真实阻值偏______(填“偏大”或“偏小”);如果用如图(乙)接法测量,测量结果会比待测电阻的真实阻值偏______(填“偏大”或“偏小”).为了使测量结果更准确些,应采用图______.
正确答案
根据R=可知,甲图中应是
=
=
,所以测量结果会比待测电阻的真实值偏大;在乙图中应是
=
=
=
,所以测量结果比真实值偏小,由于满足
=
=200,
=
=12.5,所以应用电流表外接法,即应采用图乙.
故答案为:偏大,偏小,乙
(1)为了测定一个“6.3V,1W”的小灯泡正常发光时的电阻,实验室提供了下列实验器材:
A.电流表0.6A,0.2Ω
B.电流表200mA,0.5Ω
C.电压表10V,1kΩ
D.电压表15V,1.5kΩ
E.电源6V,2A
F.电源9V,1A
G.电源15V,0.1A
H.滑线变阻器10Ω,1W
I. 滑线变阻器20Ω,0.8W
J.滑线变阻器50Ω,0.5W
K.导线若干,电键一个
实验时要求测量误差尽可能小,应选用的上述器材是______(填写字母序号);滑线变阻器应采用______连接(填“限流”或“分压”);电流表应采用______接法(填“内”或“外”).
(2)某课外兴趣小组测量一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡灯丝电阻R随灯泡两端电压U变化的关系,得到如图所示的图线,则由此可以得到:
①在正常发光情况下,灯泡的电功率P=______W.
②若一定值电阻与该灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为______Ω.
③若用电动势为12V的理想电源给小灯泡供电,当灯泡开关合上后,需0.1s灯泡才能达到正常亮度,这0.1s内流过灯泡的电流变化情况是由______变______(填“大”或“小”),最大电流是______A.
正确答案
(1)根据公式:P=UI得:灯泡工作时的电流:I==
=0.159A,所以需要选择200mA的电流表B;灯泡的额定电压是6.3V,所以需要选择量程10V的电压表C和9V的电源F;由于电源的电动势比较大,当选择10Ω的滑动变阻器时,电流:I=
=0.9A>
=0.31A,所以10Ω的滑动变阻器不能作为分压式接法的变阻器使用;选择10Ω滑动变阻器时作为限流电阻使用时,灯泡的电阻:R=
=39.7Ω,电路中的电流:I=
=
=0.2A>0.159A,超过了小灯泡的额定电流;选择20Ω滑动变阻器时作为限流电阻使用时,I=
=
=0.15A<0.159A,所以滑动变阻器要选择20Ω的I,同时,选择限流接法;
由于电流表的内阻比小灯泡的电阻小很多,所以电流表采用内接法.
(2)①在正常发光情况下,灯丝的电压U=12V,由图读出此时的电阻为R=6Ω,则灯泡的电功率P==24W
②灯泡能正常发光时,电流I==2A,串联电阻的电压U′=20V-12V=8V,阻值为R′=
=4Ω
③当灯泡开关合上后,需0.1s灯泡才能达到正常亮度说明灯丝需要一段时间的加热过程,这一时间内,小灯泡的电阻由小变大,所以流过灯泡的电流有大变小.
故答案为:(1)B C F I K; 限流; 内
(2)①24; ②4;③大; 小; 12A
某学习小组为了测小电动机的内阻,进行了如下的实验:
①测得滑块的质量为5.0kg;
②将滑块、打点计时器和纸带安装在水平桌面上,如图甲所示;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④电动机以额定功率通过水平细绳牵引滑块运动,达到最大速度时,输入电动机电流为0.5A,电动机两端电压为36V,一段时间后关闭电源并立即制动电动机,待滑块静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定).在关闭电源前后,打点计时器在纸带上打出的部分点迹如图乙所示.
请你分析纸带的数据,回答下列问题:(计算结果保留二位有效数字)
①该滑块达到的最大速度为______m/s;
②关闭电源后,滑块运动的加速度大小为______m/s2;
③该电动机的内阻为______Ω.
正确答案
①纸带上点迹均匀时,滑块以最大速度做匀速直线运动,故vm==
=1.5m/s
②根据匀变速直线运动的公式△x=aT2,有:[(4.07+4.40+4.71)-(5.04+5.35+5.67)]×0.01m=9a(0.04s)2
解得:a=-2.0m/s2
③电动机的总功率等于内阻损耗的功率与输出机械功率之和,根据能量守恒定律,有
UI=I2r+Fvm
其中:F=f=ma
解得
r=12Ω
故答案为:①1.5 m/s;②2.0 m/s2;③12Ω.
测量一块量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻约3KΩ)一块 B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只 C.定值电阻(R=3KΩ,额定电流0.5A)一个 D.电池组(电动势略小于3V,内阻不计)E.开关两只 F.导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)为了更准确的测出该电压表内阻的大小,该同学设计了如图甲、乙两个实验电路.你认为其中相对比较合理的是______(填“甲”或“乙”)电路.其理由是:______.
(2)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量______;用上述所测各物理量表示电压表内阻,其表达式应为Rv=______.
正确答案
(1)其中相对比较合理的是乙电路,因为甲图中电压表的内阻大,流过电流表的电流太小(电流表能读数时指针应在满刻度的以上才行),读数误差比较大;而乙图误差较小.
(2)K2闭合前后电压表的读数U1、U2;
先闭合,当闭合时,则E=
①
当断开时,应有E=
+
R②
联立①②两式可解出=
.
故答案为:(1)乙,甲图中电压表的内阻大,流过电流表的电流太小(电流表能读数时指针应在满刻度的以上才行),读数误差比较大;而乙图误差较小
(2)K2闭合前后电压表的读数、
,
.
某同学准备测定一只量程已知的电压表的内阻.器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.定值电阻R0(阻值2KΩ,额定电流50mA)
C.多用电表
D.直流电源E(电动势小于3V,内阻不计)
E.单刀双掷开关S
F.导线若干
该同学利用上述所给的器材,进行如下操作:
①用多用电表进行粗测:该同学选择×100Ω倍率,用正确的操作方法测量,刻度盘上的指针如图1所示,那么测量结果是______Ω.
②为了更准确地测量这只电压表的阻值,该同学已连接好实验电路如图2示,请你帮他写出测量步骤:
a.______;
b.______.
③利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻,其表达式为______.
正确答案
(1)由图示欧姆表可知,待测电阻阻值为40×100Ω=4000Ω;
(2)由电路图可知,将开关S置于1,读出电压表的示数U1;由于此时电压表的读数为U1,则该电源的电动势E=U1; b.将开关S置于2,电压表与定值电阻串联,读出电压表的示数U2.此时U1=U2+•R0 ①
(3)将①公式变形.得:RV=R0.
故答案为:①4000; ②a.将开关S置于1,读出电压表的示数U1; b.将开关S置于2,读出电压表的示数U2;③RV=R0.
某同学用如图(a)所示的实验电路来测量电阻的阻值.适当调节滑动变阻器R′后保持其滑片位置不变,将电阻箱接入a、b之间,闭合电键S,改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据,在U-R坐标系中绘出的U-R图象如图(b)所示.
(1)请用笔画线根据电路图在图(c)中画出缺少的两根导线.
(2)(单选)在电路研究中常用某两个物理量间的关系图象来描述某个元件或某段电路的特征,图(b)中的图线反映的是______
(A)电源的特征(B)电阻箱的特征
(C)a、b两点间这段电路的特征(D)待测电阻的特征
(3)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为5.0V,利用图(b)中的U-R图线可得Rx=______Ω.
(4)使用较长时间后,电源的电动势可认为不变,但其内阻增大,若仍使用该装置和图(b)中的U-R图象来测定某一电阻,则测定结果将______(选填“偏大”或“偏小”).
正确答案
(1)根据电路图连线,如图所示;
(2))a、b两点间这段电路可以当作一个等效的电源,故选C;
(3)由图(b)得到,当纵坐标5.0V时,横坐标为25.0Ω;
(4)a、b两点间这段电路可以当作一个等效的电源,当等效电源的内电阻变大时,外电阻相同时,外电路分得的电压减小,重新作出U-R图,如图所示;
相同的电压表读数,测量值小于真实值;
故答案为:(1)如图所示;(2)C;(3)25.0;(4)偏小.
有一待测的电阻器Rx,其阻值约在40~50Ω之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V(量程0~10V,内电阻约20kΩ);
电流表A1,(量程0~500mA,内电阻约20Ω);
电流表A2,(量程0~300mA,内电阻约4Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A);
直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω);
开关及若干导线.
实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出I-U图线.
(1)电流表应选用______.(2)滑动变阻器选用______(选填器材代号)
(3)请在如图甲所示的方框内画出实验电路图,并将图乙中器材连成符合要求的电路.
正确答案
(1)通过待测电阻的最大电流约为I==
=0.225A=225mA,
电流表可选电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω).
(2)为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器,
因此滑动变阻器可以选R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A).
(3)电表读数从零开始变化,滑动变阻器可以选择分压接法;
=10~12.5,
=400~500,
>
,电流表应采用外接法,
实验电路图如图所示,根据实验电路图连接实物电路图,如图所示.
故答案为:(1)A2;(2)R1;(3)实验电路图如左图所示,实物电路图如右图所示.
(18分)(1)在物理实验中,把一些微小量的变化进行放大,是常用的物理思想方法。如图所示的四个实验,运用此思想方法的是 (填相应符号)
(2)一微安电表的满偏电流为500μA,若用一个100Ω的电阻与此电表并联,成为一个量程为1mA的毫安表,此微安表的内阻为 Ω。若将这个毫安表改装成量程为10V的电压表,应 联一个阻值为 Ω的电阻。
(3)“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。
①图a所示为实验装置图。图b所示是某次实验得到的一段纸带,记数点A、B、C、D、E间的时问间隔为0.1s,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。(结果保留两位有效数字)
②保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,进行多次测量.根据实验数据作出了加速 度a随拉力F的变化图线,如图c所示。图中直线没有通过原点,其主要原因是 .
③保持砂和砂桶质量不变,改变小车中砝码质量,进行多次测量,分别得到小车加速度a与质量m及所对应的÷的数据如表中所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车速度a/m·s-2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
a.请在坐标纸中画出图线;
b.根据作出的图象可以得到的结论是:
。
正确答案
(1)A B D …………4分
(2)100;串;9950 …………(每空2分)
(3)①1.9 …………(2分)
②实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
…………2分
③a如图 …………2分
b.图线为过原点的直线,表明在合外力一定时,
加速度跟质量成反比 …………2分
略
在伏安法测电阻的实验中,由于电压表和电流表内阻的影响,不管用外接法还是用内接法,都会存在系统误差,有同学提出了一个测电阻的方案,就会消除这种误差,如图所示,用两个电流表就可以测出被测电阻R,请你帮他想一想,除了读出两个电流表A和A1的读数I和I1外至少还需要知道______;用这些字母表示出被测电阻R=______.
正确答案
设电流表的内阻为
,根据欧姆定律应有:
=(I-
)R,解得R=
,所以至少还需要知道电流表
的内电阻r1,且被测电阻的表达式为得R=
.
故答案为:电流表A1的内电阻r1,
要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
①首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是______Ω.
②为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是______.其理由是______.
③在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好.
④用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:____________;用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=______.
正确答案
①选用×100Ω倍率,读数为30×100=3KΩ.
②较为合理的是丙图,因为电阻较大,乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小;
③实物图:
④需要直接测量的物理量是 k2闭合、断开时伏特表读数U1和U2;
k2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者串联,电流相等,即=
,所以 RV=
R
故答案为:(1)3000;
(2)丙;乙图中电流表的示数太小,误差太大.丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小.
(3)实物图连接如右图所示:
(4)实验步骤:
①闭合K1.再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2.
②RV=R.
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