- 恒定电流
- 共18115题
用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。
正确答案
略
(1)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器.在某次实验中使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图1中a、b所示.若选择开关处在“×10Ω”的电阻档时指针位于a,则被测电阻的阻值是______Ω.若选择开关处在“直流电压2.5V”档时指针位于b,则被测电压是______V;
(2)如图2所示为一黑箱装置,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端.为了探测黑箱,某同学进行了以下几步测量:
A.用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流.
你认为以上测量中不妥的有:______(填序号)
(3)用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值.
①在以下备选器材中,电流表应选用______,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______(填写器材的字母代号);
电源E(电动势3V、内阻可忽略不计)
电流表A1(量程0~50mA,内阻约12Ω)
电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(0~1000Ω,允许最大电流0.5A)
定值电阻R(30Ω,允许最大电流1.0A)
开关、导线若干
②请在如图3所示的虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求所测量值的变化范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出).
③某次测量中,电压表读数为U时,电流表读数为I,则计算待测电阻阻值的表达式Rx=______.
正确答案
(1)图示欧姆档示数为:50×10Ω=500Ω;
图示电压档的读数:因最小分度为0.05,则估读到同位为:2.0 V.
(2)A、测量电阻时,应将被测电阻与电路分开,故A错误;
B、用用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压,故B正确;
C、用多用电表的电流档测量a、c间的输出电流,相当于把电表接入组成闭合电路,可能会造成短路,故C错误.
本题选不妥的故选AC.
(3)①由题意可知,电源电压为3V,故电压表只能采用0~3V,不能选用最大量程为15V的电压表,电压表选用V1;而由于待测电阻为20Ω,则电路中电流最大为150mA; 故不能选用最大量程为3A的电流表,故电流表只能选用A1;而由题意可知,电路应采用分压接法,故滑动变阻器应选用较小的电阻,故滑动变阻器选用R1;
②因题目要求所测量的值的变化范围尽可能大一些,故可知应采用滑动变阻器分压接法;
由于电流表量程只有0~50mA,若只接待测电阻,电路中电流过大损坏电流表,故可将定值电阻接入与待测电阻串联;
由于=60;而
=4.1,故电压表分流较小,故应采用电流表外接法;故电路如图所示:
③由欧姆定律可知R+Rx=,解得Rx=
-R;
故答案为:
(1)500Ω,2.0
(2)A C
(3)①A1,V1,R1
②如图
③Rx=-R
多用电表调到欧姆档时,其内部等效电路是下列图中的 (选填图下所对应的字母)
正确答案
C
试题分析:多用电表调到欧姆档时,其内部等效电路是下列图中的C。欧姆档内部有电源、电流计及调零可变电阻。
(8分)某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机,.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,学校实验室提供的器材有:
①直流电源E,电压6 V,内阻不计;
②小直电流电动机M;
③电压表,量程0~0.6 V,内阻约3 kΩ;
④电压表,量程0~6 V,内阻约15 kΩ;
⑤电流表,量程0~0.6 A,内阻约1 kΩ;
⑥电流表,量程0~3 A,内阻约0.5 Ω;
⑦滑动变阻器R,0~10 Ω,2 A;
⑧开关一只S,导线若干.
(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时,控制电动机不转
动,调节滑动变阻器.若电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.5 A,则内阻
r=________ Ω,这个结果比真实值偏________(填 “大”或“小”).
(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.(标明所选器材的符号)
(3)当电压表的示数为4.5 V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是 W
正确答案
(1) 5.0 小 (2)如图所示 (3)1.0
试题分析:(1).控制电动机不转动,调节滑动变阻器.若电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.5 A ,由伏安法测电阻可得.因实验中采用电流表外接法,电压表分流作用,故电流表示数偏大,使测量结果偏小。
(2)控制电动机不转动,电压表的示数为2.5 V,所以电压表要选,额定电流为0.5A所以电流表选
。电路图如图所示:
(3)电动机的输出功率: =4.5×0.4 W-0.42×5 W=1.0 W.
在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中,请完成下列实验步骤:
⑴为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一档含有直流电源,他应选用多用电表的 挡(选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”)对灵敏电流表进行测试。由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动。
⑵该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱,再将黑表笔 (选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的负接线柱。若如图灵敏电流表的指针向左摆动,说明电流由电流表的 (选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的。
⑶实验中该同学将磁铁某极从线圈上方向下插入线圈时,发现电流表的指针向左偏转,请在图中用箭头画出线圈电流方向,并用字母N、S标出磁铁的极性。
正确答案
⑴欧姆⑵短暂 负⑶
试题分析:⑴欧姆档含有直流电源,故换到欧姆档⑵试探性的,所以需要短暂接触,从上面可以知道当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动,所以 负接线柱流入灵敏电流表(2分)
⑶如图所示 (标电流方向2分,标磁铁极性2分)
点评:关键是明白实验原理,对实验仪器的构造熟悉
要测量电压表V1的内阻r.现有如下器材:
A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)
B.电压表 V2(量程15V,内阻约30kΩ )
C.定值电阻 R(3.0kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.直流电源E(电动势约9V,内阻约2Ω)
F.开关S及导线若干.
(1)因为所给V1、V2的内阻及定值电阻R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用______接法(填“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;
(2)待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接测出.为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三种电路,其中合理的是______同学设计的电路.
(3)画出测量电压表V1内阻r的完整的实验电路图;
(4)用已知量和直接测得量表示电压表V1内阻的表达式r=______;式中各直接测得量的意义是:______.
正确答案
(1)滑动变阻器的最大阻值仅为10Ω,电压表V1内阻约为几千欧姆,远大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器采用限流接法对电路起不到控制作用,因此滑动变阻器应采用分压接法.
(2)①不知道电压表V2内阻的准确值,图甲所示电路不能测出通过电压表V1的电流,故电路图甲不合理;
②图乙所示电路中,由于电压表V2的分流作用,通过定值电阻的电流小于通过电流表V1的电流,实验误差较大,不是很合理.
③图丙所示电路中,通过电压表V1的电流与通过定值电阻的电流相等,实验设计合理;故选用图丙所示电路设计.
(3)由(1)可知,滑动变阻器采用分压接法,由(2)可知,电压表采用图丙设计,因此实验电路图如图所示.
(4)闭合开关,移动滑片到合适位置,读出电压表V1示数U1,电压表V2示数U2,则定值电阻R两端电压U=U2-U1,
通过电压表V1的电流I==
,电压表V1内电阻r=
=
=
.
故答案为:(1)分压;(2)丙;(3)电路图如图所示;
(4);U1为电压表V1的示数,U2为电压表V2的示数.
(9分)利用如图所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关
。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值
;
③以为纵坐标,R为横坐标,作
图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题
(1)分别用和
表示电源的电动势和内阻,则
与
的关系式为 。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答:① ,② 。
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率= A-1Ω-1,截距
= A-1。
(4)根据图线求得电源电动势= V,内阻
= Ω。
正确答案
(1) (2)0.110 9.09(3)图线如下
,
(4)
,
试题分析:(1)电流表和电阻并联构成大量程电流表,电流表读数为
,根据
,
可得电路的总电流为
,大量程电流表电阻为
,电路总电阻为
,电流
,所以
(2)根据图(b)可得电流表示数为,所以
(3)描点作图见答案,为一条倾斜的直线,根据图线可得斜率,截距
(4)根据可得
,
,解得
,
现要测量一个电流表的内阻,要求多测几组数据,并且最小测量电流不低于0.1 A。可选的器材如下:
A.待测电流表A(量程0.6 A ,内阻约0.1 Ω)
B.电压表V(量程3V)
C.滑动变阻器R(最大电阻5 Ω)
D.定值电阻R0(阻值5 Ω)
E.电源E(电动势3V)
F.开关S及导线若干
(1)如测得电压表的读数为U,电流表的读数为I,则电流表的内阻表达式为:RA=________。
(2)画出实验电路原理图
正确答案
(1)(2)
试题分析:因为需要多测量几组数据,所以需要滑动变阻器的分压接法;因为被测电流表内阻较小,满偏时电流表两端的电压为,较小,不方便测量,所以可以采用电流表内接法,测量定值电阻和电流表的总电压,故电路图如图所示,
电流表两端的电压为,故内阻为
(10分)某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻,实验的主要操作如下:
(1)先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势,这样测出的电动势比真实值_______(选填:“偏大”或“偏小”)。
(2)再按图甲接好电路进行实验,记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U ,并计算得下表所列数据。
(3)在图乙坐标纸上画出—
图象;
(4) 根据(3)所画的图象可算出电池的电动势为________V,电池的内阻为________Ω 。(结果保留三位有效数字)
正确答案
(1) 偏小
(3)
(4)1.67 (1.55~1.75), 1.32(1.26~1.40)
试题分析: (1)用电压表直接接在电池两极测电池的电动势,实际上测量的是路端电压,故测得值偏小。
(3)将表格中数据在坐标中描点并画出图线,如下图所示:
(4)由闭合电路欧姆定律得:,化简得:
,有函数的意义可知,图线的截距表示电动势的倒数,图线的斜率
,图线与纵坐标的截距为0.6,所以电动势为 1.67V,图线的斜率为:
,解得
。
(10分)为了测量某电流表的内阻(量程为50mA,内阻约10Ω),提供的实验器材有:
A直流电压表(0~3V,内阻约6kΩ)
B定值电阻R1(5.0Ω 1A)
C定值电阻R2(50.0Ω 0.1A)
D滑动变阻器R(0~5Ω 2A)
E直流电源E(3V,内阻很小)
F导线、电键若干
⑴实验中定值电阻R0应选用 (选填“R1”或“R2”);
⑵在如图虚线框内将实验电路原理图画完整;
⑶某同学在实验中测出7组对应的数据(见下表):
请在图示坐标中描点作出U-I图线.由图象可知,表中第 次实验数据有错误,此电流表的电阻为 Ω.(计算结果保留两位有效数字)
正确答案
⑴R2;⑵略,见解析;⑶图略,见解析,3,8.4~9.4
试题分析:⑴定值电阻R0在电路中起保护电流表的作用,即使通过电流表的电流不能超过其量程,由于所用电源电动势为3.0V,因此电流表与R0的最小电阻阻值为Ω=60Ω,所以应选择电阻R2;
⑵由于所提供的滑线变阻器阻值变化范围为0~5Ω,相对于所选择的的定值电阻R2的阻值50.0Ω来说较小,因此滑线变阻器应采用分压式接法,才能使得流经电流表的电流变化范围较大,虚线框内的实验电路原理图如下图甲所示。
根据题给表格中的数据,采用描点作图法,所画U-I图线如上图乙所示,由上图乙可知,第3组数据对应的点偏离所画U-I图线较远,因此第3次实验数据有错误,所画U-I图线的斜率表示了待测电流表与定值电阻R2的电阻之和,所以待测电流表的电阻为:RA=Ω-50Ω=8.7Ω(根据图线斜率算存在误差,因此在8.4~9.4Ω之间均可)
(10分)某同学要测定一个圆柱体的电阻率,进行了如下操作:
(1)(2分)用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度,由图可知其长度为 mm;
(2)(2分)用螺旋测微器测量其直径如图,可知其直径为 mm;
(3)(2分)用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体的电阻,根据图所示的表盘,可读出被测电阻阻值为______Ω
(4)(4分)为了精确的测量该圆柱体的电阻,他选用了以下仪器,用伏安法进行测量,实验要求电压表的读数从0开始,请在框图中画出实验电路图。
E.开关、导线若干
正确答案
(1)(2分) 22.6 (2)(2分) 6.360-6.363
(3)(3分) 7 (4)(3分)如下图所示
试题分析:(1)由图得主尺读数为2.2cm=22mm,游标尺读数为,所以圆柱体的长度为22+0.6mm=22.6mm。
由图得主尺读数为6mm,可动刻度读数为,所以圆柱体的直径为6+0.360mm=6.360mm。
由图知,电阻读数要读多用电表最上的表盘,即读数为。
由题意要求电压表的读数从0开始,所以滑动变阻器要用分压接法,由待测电阻大约为7欧,满足电压表的内阻远大于待测电阻,得电流表要用外接法,具体电路图见答案。
点评:学生要会读游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的示数,知道滑动变阻器必须用分压接法的三种情况。
图甲为某同学描绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U图线的实验实物图.
(1) 根据实物图,在虚线框内画出实验电路图.
(2)开关S闭合之前,图(甲)中滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“A端”、“B端”或“AB正中间”).
(3)利用实验数据绘出小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示,分析曲线说明小灯泡电阻变化的特点:
(4)若把电器元件Z和小灯泡接入如图(丙)所示的电路中时,通过Z的电流为0.22A,已知A、B两端电压恒为2.5V,则此时灯泡L的功率约为 W(保留两位有效数字)
丙
正确答案
(1)如图 (3分)
(2) A端 (2分)
(3)灯泡的电阻在电压较小时几乎不变,随电压的增大
电阻增大(2分)
(4)0.31(2分)
试题分析:(1)由于小灯泡电阻较小,所以电流表采用外接法,由于需要测量多组数据,滑动变阻器采用分压连接(2)在闭合开关前应使电路电阻达到最大(3)曲线中斜率表示电阻的倒数,由斜率逐渐增大可知灯泡的电阻在电压较小时几乎不变,随电压的增大电阻增大(4)电阻与灯泡为串联关系,所以灯泡的电流为0.22A,由图乙可知电压此时为1.409V,所以功率为P=UI=0.31W
点评:难度中等,根据实验要求滑动变阻器采用分压法连接能够多测量几组数据,电流表与灯泡电阻相当,采用外接法
某同学欲描绘额定电压为3.0 V的小灯泡的I—U特性曲线图.
(1)设计一个电路,要求误差较小.则以下四个电路图中,最合适的是_____
(2)对于所选的实验电路图,在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应该置于_____端(选填“A”、“B”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表:
(4)由小灯泡的I-U特性曲线表明,随着温度升高,小灯泡电阻________(填“减小”、“不变”或“增大”)
正确答案
(1) A (2) A (4)增大
试题分析:(1)因为小灯泡的电阻较小,所以采用电流表外接法,电灯泡两端的电压需要从零开始,故滑动变阻器应采用分压接法,故选A,
(2)为了保护电路,小灯泡两端的电压为零,所以滑动变阻器在接通开关前,应处于A端,
(4)由小灯泡的I-U特性曲线表明,随着温度升高,小灯泡电阻则增大I—U特性曲线图
点评:做电学实验时,仪器的选用以及电路图的接法是难点,也是重点,需要灵活掌握
图所示,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需要的器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RX(约100Ω)(2)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)(4)直流电源(输出电压4V,允许最大电流1A)(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干条。根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。
正确答案
【错解分析】错解一:如图所示,此种连法错在变阻器的右下接线柱和电源的负极之间少连了一条线,即使变阻器取最大值,通过电路的电流也超过了10mA,大于毫安表的量程。
错解二:如图所示有两处不妥:①电压调节范围小;②电流过大。这种连法实际上与图9-19的错误是一样的。
错解三:如图所示,此种连法是用伏安法测量,电路与变阻器由滑动触头并联,无论变阻器的阻值怎样变化,流过毫安表的电流
始终超过毫安表的量程,而且当滑动触头滑到最左端时,电源还有被短路的可能,故连接错误。
错解四:如图所示,可见这种连法实际上与图9-21(变阻器取最大值时)的错误是一样的。
错解五:如图所示,显然可见,当电键闭合时电源被短路,这是不允许的,连接错误。
错解六:如图所示,电键闭合后电源被短路,滑到最右端时,电流超过毫安表的最大量程,故连接错误。
错解七:如图,无论电键是否闭合,电源、变阻器回路始终是接通的,电键的位置连接错了。
连接上的原因是:在高中学习伏安法测电阻时,接触的多是将变阻器连接一个上接线柱和一个下接线柱,串连在电路中分压限流,因而在做此题时,采用了习惯连法,没有对器材的规格要求进行计算、分析。
(2)将毫安表内接错误,错误的症结是不了解系统误差产生的原因,也是没有对器材的规格进行具体分析。
(3)出现同时连接变阻器的两个上接线柱;电表的“+”、“-”接反;不在接线柱上连线,而是在连线上连线等,说明学生缺乏实验操作的规范化训练,或缺乏亲自动手做实验。
【正解】用伏安法测电阻,首先要判明电流表应该内接还是外接,由题目所给器材规格来看,显然不满足RA<<Rx条件,而是满足Rv>>Rx条件,所以应采用外接法。若图电路,当滑动触头P处于最左端,滑动变阻器为最大值时,由题设条件流过电流表的电流
超过安培表的量程。因此变阻器既应分压又应分流。
正确的连接图为图所示。画图的关键是:毫安表需外接,变阻器接成分压电路。实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置。
【点评】在设计实验过程时,要根据具体实验条件,灵活应用实验原理,改变实验方法。善于从习题中或所学的物理定律的推论中得出实验原理和方法。基本原则是不能是电表超过量程,测量误差尽可能小;不能使用电器超过其额定功率,结构上不能出现短路断路现象。
实验桌上摆放着甲“220V 25W”、乙“220V 300W”、丙“220V 500W”三只灯泡,小芳同学从中任选一只,正确使用多用电表测量它的阻值,如图所示,其测量值为____ Ω,她选用的是 灯泡(填“甲、乙或丙”),测量时流过灯泡的电流是从 流向 (填“a或b”)。
正确答案
160 ;乙; b a
试题分析:该同学使用的是欧姆表的档,所以读数为
,根据
可得甲电阻为
,乙电阻为
,丙电阻为
,所以他选用的是乙灯泡,欧姆表的两个表笔是红进黑出,所以灯泡中的电流为从b到a
点评:该题的关键是理解欧姆表的工作原理以及读数原理
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