- 恒定电流
- 共18115题
在研究性课题的研究中,某课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究,一是电阻Rx(约为2kΩ)二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.4V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,内阻RV约为10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω,,额定电流1A)
E.电阻箱R0(0~999. 9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻Rx的阻值,小组的一位成员,设计了如图甲所示的电路原理图,电源用待测的锂电池,则电流表应该选用____(选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值____真实值(填“大于”或“小于”)。
(2)小组的另一位成员,设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①该同学闭合开关S,调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为U1;电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2,可求得该电池的电动势,其表达式为E= 。
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,可以改变电阻箱阻值,取得多组数据,画出图象为一条直线,则该图像的函数表达式为: ,由图可知该电池的电动势E= V。
正确答案
.(1)A2 大于(2)①②
,
(1)∵待测阻值为2000Ω,电源电压3.4 V,∴电流最大值约为1.7mA,所以选A2
∵电流表采用的是内接,所以测量的电流准确,而电压值偏大,∴Rx的测量值大于真实值。
(2)利用闭合电路的欧姆定律得,
,
解得,E=
闭合电路的欧姆定律
纵截据表示,解得E=3/10V
图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。
⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择的是图____;简要说明理由:___。(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)
⑵在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为_______V;电阻R2的阻值为______Ω。
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子:_______。
正确答案
(1)2;电压可从0V调到所需电压,调节范围较大。
(2)5.2----5.4v;111.8(111.6—112.0均给分)
(3)热敏温度计
⑴因为描绘伏安特性曲线,所以应选择图2,因为图2电压可从0V调到所需电压,调节范围较大
⑵通过定值电阻R1的电流,,所以通过热敏电阻支路的电流为:70-36=34mA,由图可知热敏电阻两端的电压为5.2----5.4v,电阻R2的阻值为
⑶应用热敏电阻的例子:热敏温度计
(1)a、在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,给出下列器材,ab处的电源应选用____________,电表X应选用_____________。(用字母表示)。
A.6V的交流电源
B.6V的直流电源
C.100V的直流电源
D.量程0~0.5V,零刻度在刻度盘中央的电压表
E.量程0~300μA,零刻度在刻度盘中央的电流表
b、该实验装置如图所示,如果以c、d两个电极的连线为x轴,以c、 d连线的中垂线为y轴,并将一个探针固定置于 y轴上的某一点,合上开关S,而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中,则电表X的指针与零刻度夹角的变化情况是________________。
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)南水北调应急供水工程关键项目PCCP(预应力钢筋混凝土管)管道工程已在部分标段安装成功。两名参加社会活动的中学生想了解一些有关南水北调工程的信息,但到达工地时工程已竣工。在待清理的废弃物中,一块从PCCP管道内壁脱落下来的圆弧形物体(如图所示)引起了他们的注意。二人决定利用随身携带的玻璃球和手表,通过对圆弧形物体的测量来确定PCCP管道的直径。在测量过程中有以下步骤:
(1)反复调整脱落物体各边的高度,将玻璃球放在物体上时,玻璃球能静止在最低点。
(2)让玻璃球从物体的某一位置由静止释放,并用手表从玻璃球经过(填“最高点”或“最低点”)开始计时。
(3)若当地的重力加速度为g,玻璃球完成n次全振动的时间为t,则PCCP管的直径表达式为;已知
,玻璃球在1分钟内完成20次全振动,则管径
。
正确答案
(1) B; D;D。
(2)最低点;;
。
略
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图1所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),③定值电阻R1(300Ω),④定值电阻R2(10Ω),⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω),⑥滑动变阻器R4(0~20Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______.(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图2.
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,______;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2;
③______;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图3所示.
(4)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式______.
正确答案
(1)器材选择:定值电阻要和待测电流表内阻接近,因为电流表G2的量程是待测电流表G1的2倍;滑动变阻器的电阻不要太大.故定值电阻选③,滑动变阻器选⑥.
(2)连接实物图如图所示.
(3)补充实验步骤见
①将滑动触头移至最左端
③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2读数I1,I2
(4)根据并联分流公式IG2=IG1,又
=
=k,
解得r1=(k-1)R1,式中r1即rG1.
本题答案是:(1)③,⑥
(2)见上图
(3)①将滑动触头移至最左端.
③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2读数I1,I2
(4)r1=(k-1)R1.
(12分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中.
(1)备有如下器材:
A.干电池1节; B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.滑动变阻器(0~1kΩ); D.电压表(0~3V);
E.电流表(0~0.6A); F.电流表(0~3A);
G.开关、导线若干.
其中滑动变阻器应选______,电流表应选________.(只填器材前的序号)
(2)为了最大限度地减小实验误差,请在虚线框中画出该实验最合理的电路图.
(3)某同学记录的实验数据如上表所示,试根据这些数据在图中画出U-I图线,根据图线得到被测电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(保留三位有效数字)
正确答案
(1) B E ( 每空2分)
(2)每图2分
(3) 1.45 1.30 ( 每空2分)
试题分析:(1)本实验不要求多测量几组数据,所以滑动变阻器采用限流连接即可,选择阻值与电路中阻值相当便于控制,因此滑动变阻器选择B,电路中的电流也较小,选择0.6A量程即可(2)图线与纵坐标的交点为电源电动势,为1.45V,图线的斜率表示电源内阻
点评:本题难度较小,测量电源电动势和内阻的实验原理根据的是闭合电路欧姆定律,得到两组路端电压和电流的值即可测定电动势和内阻大小
(4分)用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值,若将选择开关拨至“×100Ω”的挡位测量时,指针停在刻度盘0Ω附近处,为了提高测量的精确度,有下列可供选择的步骤:
E.调节欧姆调零旋钮,使指针停在0Ω刻度线上
F.将选择开关拨至交流电压最高挡上
将上述步骤中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理顺序是_____(填写步骤的代号);若操作正确,上述D步骤中,指针偏转情况如图所示,则此未知电阻的阻值是________Ω.
正确答案
CAEDF 120Ω
试题分析:指针指在0Ω附近,说明所测电阻较小,使用的档位太大,应换用小量程;改换量程后需重新进行调零,使用完毕后将选择开关拨至关或交流电压最高档上,所以正确的操作步骤是CAEDF;所选倍率为,故待测电阻为
;
(8分)某同学使用如图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“2.5V,1.25W”字样,备选滑动变阻器有二种规格,R1标有“10,2A”,R2标有“100
,0.2A”.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”或“R2”)
(2)在答题纸上将实物图补充完整.
(3)图B为根据实验数据做出的一条I—U图线,从图中求出小灯泡正常工作时的阻值大小为____________ (保留两位有效数字),考虑表对线路的影响,此阻值比小灯泡的实际阻值偏____________.(选填“大”或“小”)
正确答案
(1)(2)
(3) 小
试题分析:(1)据题意,可以计算出灯泡的电阻大概为:,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
;
(2)如图所示:
滑动变阻器需要接成分压式,由于的电阻是个小电阻,电流表接触外接法。
(3)从图中我们可以找出当灯泡两端电压为2.5V时对应的电流为,所以根据欧姆定律可得电灯泡正常工作时的电阻为
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。
在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格为“3.8 V,0.3 A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮.
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障.
①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示);
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
②测得c、d间电压约为6 V,e、f间电压为0,则故障是________;
A.A灯丝断开 B.B灯丝断开
C.d、e间连线断开 D.B灯被短路
(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测灯泡的电阻,欧姆表经过欧姆调零.
①测试前,一定要将电路中的开关S________;
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图乙所示,而根据小灯泡的规格计算出的电阻为12.7Ω,它不等于测量值,原因是:______________.
正确答案
(1) ①B ②A (2) ①断开 ②欧姆表测量时灯泡未工作,灯泡温度低,电阻小
试题分析:(1) ①由于电源电动势为6V,所以应选择直流10V档;②因为测得c、d间电压约为6 V,e、f间电压为0,说明灯A断路,选项A正确;(2) ①测试前,一定要将电路中的开关S断开,是电路中不会产生电流; ②因为金属电阻随温度升高而增大,欧姆表测量时灯泡未工作,灯泡温度低,电阻小。
某同学为测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,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,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好.
图(a) 图(b)
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图(b)所示,其示数为d= mm
(2)实验时闭合电键,调节P的位置,将aP长度x和对应的电压U、电流I数据记录如下表:
①该同学根据实验数据绘制了如图(c)所示的U-I图像,可得电源的电动势E= V;内阻 r = Ω.
②请你根据表中数据在图(d)上描点连线作U/I和x关系图线.
③根据测得的直径可以算得金属丝的横截面积s=0.12×10-6m2,利用图(d)图线,可求得电阻丝的电阻率ρ为 Ω·m(保留两位有效数字);根据图(d)图线还可以得到的信息是 .
正确答案
(1)0.385(0.383~0.387)
(2)① 3.0(3V、3.00V), 1.0(1Ω、1.00Ω);
② 如图
③(
)
电流表内阻为2.0Ω(电流表内阻)
试题分析:(1)螺旋测微器读数方法:测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度(注意单位为毫米).所以读数为0.385mm
(2)①U-I图象与纵轴的截距为电源的电动势,由图可得E=3.0V;图线斜率为电源的内电阻与串联的总电阻,由图可得
②关系图线如图
③由电阻定律有,
,由图可得
图像与纵轴的截距为电流表的内电阻,由图可得电流表内电阻为2.0Ω
点评:U-I图象与纵轴的截距为电源的电动势,图线斜率为等效电源(电源与串联组成的电路)的内电阻,对
图像要理解其斜率与截距的物理意义。
在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学涉及了如图所示的实物电路。
(1)试验时,应先将电阻箱的电阻调到____.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是____.(选填1或2)
(3)根据实验数据描点,绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为k,在
坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k、b和R0表示)
正确答案
最大;2;
试题分析:为了保证电压表以及定值电阻的安全,需要讲电阻箱调节到最大;根据闭合电路欧姆定律,若R太大,则大部分电压分配给电阻箱,则定值电阻Ro两端电压调节幅度不大,影响测量精度,所以第2套测量比较准确。将上式化简则
,若绘出
图像,则
,
说明
,内阻
点评:此类题型考察了通过闭合电路欧姆定律的变形来测量电源电动势和内阻,需要结合图像的斜率以及截距
用伏安法测量金属丝的电阻Rx(约为50 Ω),实验室备有下列实验器材:
A.电源(电动势为4.5V,内阻约为0.3 Ω)
B.电压表(量程3 V,内阻约为15 kΩ)
C.电压表(量程15 V,内阻约为75 kΩ)
D.电流表 (量程60mA,内阻约为11 Ω)
E.变阻器(0~5Ω, 0.6 A)
F.开关S,导线若干
(1)电压表应选择 (填字母代号)__________;
(2)为尽可能提高实验的精确度,请你在虚线框中画出合理的电路原理图。
(3)在某次测量时电流表的示数如图,则="_______mA," 若用螺旋测微器测得金属丝的直径
如图,则
="________mm" .
正确答案
(1)B (2)
(3)I=44mA d=0.631~0.634mm
试题分析:由于电源电动势只有4.5V,所以选择电压表两成为3V即B仪器。为了测量精密,一般选用分压式电路。通过判别式,待测电阻小于该判别式,是小电阻,所以选用外接法,如图。电流表读数为44mA。根据螺旋测微器的读法:主尺0.5mm,游标13.2*0.01mm=0.132mm,所以读数为0.632mm
点评:此类题型通过考察仪器读数、电路选择、仪器选择来了解对基本实验常识的掌握
(6分)右图为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L为小灯泡。光照射电阻R′ 时,其阻值将变得远小于R。该逻辑电路是 门电路(填“与”、“或”或“非”)。当电阻R′ 受到光照时,小灯泡L将 (填“发光”或“不发光”)。
正确答案
非 发光
试题分析:根据门电路的符号判断该门电路为非门;当输出端为高电势时,灯泡会发光,为低电势时,灯泡不发光,所以判断灯泡发光还是不发光,看输入端是高电势还是低电势.
该逻辑电路为非门电路.非门的特点输入状态和输出状态相反,当电阻R′受到光照时,其阻值将变得远小于R.则R两端的电势差大,R′两端间的电势差小,则输入端为低电势,那么输出端为高电势,小灯泡L发光.
点评:解决本题的关键知道门电路的各种符号,以及非门的特点,即输入状态与输出状态相反.
在测电源电动势和内电阻的实验中(两节干电池做电源),U-I图上是由实验测得的数据标出的点。请你完成图线,并由图线求出每节干电池的电动势E=___V,内阻r=___Ω.
正确答案
:图线见解析 E=1.44V r=0.59Ω
:
试题分析:描点法作图就是用一条平滑的线把各点连接起来,如果是一条直线,就让各点尽可能多的落在直线上,实在落不到线上的点均匀的分布在这条线的两侧。如下图
根据图像可得2节电池的电动势2E为图线和纵轴的截距,即2.88V,所以E=1.44V;图线的斜率为2节电池的内阻2r=1.18Ω,所以r=0.59Ω
点评:作图时线一定要画准,要细一点,否则求出来的电动势和内阻误差比较大,有可能超出答案范围。
听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学将一个土豆做成“水果电池”。 同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0~3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V。可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光。检查灯泡、线路均没有故障,而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V多。
(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是: (不要求写分析、推导过程)。
(2)为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
E.滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)
F.变阻箱(0~9999Ω)
①实验中应选择的器材是________ (填器材前的字母代号)。
②在方框中画出应采用的电路。
正确答案
(1)水果电池的内阻太大。(2)①B、F ②见解析
试题分析:(1)根据闭合电路欧姆定律可得电路电流,要想灯泡发光,就得有较大电流,只是电动势高还不行,必须内阻也小才行,所以灯泡不亮的原因是水果电池的内阻太大。
(2)①本题中电流表量程太大,
内阻未知,所以选
较好;由于没有电压表,所以选电阻箱将电路串联,利用闭合电路欧姆定律可以测出内阻。故实验中应选择的器材是B、F。
②实验电路如下图
点评:测电源电动势和内阻的方法虽然各不相同,但是都是根据闭合电路欧姆定设计的。
(7分)有一个阻值在100Ω~200Ω之间的未知电阻Rx,额定功率为0.25W,现在用伏安法准确测量它的阻值,备有以下器材:
A.量程0~50 mA、内阻为20Ω电流表A1;
B.量程0~3A、内阻为0.01Ω电流表A2;
C.量程0~5V、内阻为10KΩ的电压表V1;
D.量程0~15V、内阻为20KΩ的电压表V2;
E.0~20Ω、允许电流2A的变阻器R;
F.电动势12 V 、内阻为0.1Ω的直流电源E;
G.导线若干、开关适量。
(1)实验中电压表应选 。电流表应选 。
(2)为在较大范围内多测量几次电压和电流值并减小误差,请在虚方框中画出实验电路图,并用画线表示导线连接好实物图。
(3)闭会开关S前,变阻器的滑片应在 。
正确答案
(1)D(或) A(或
)
(2)分析及电路图、实物连线图见解析:
(3)最左端(电流表示数为零的那端)
试题分析:(1)电流表和电压表读数超过量程的时误差较小,通过
的最大电流为
,则电流表选A;
两端最大电压
,电压表选D
(2)因所以测量电路用电流表外接,为在较大范围内多测量几次电压和电流值并减小误差,变阻器用分压法,实验电路及实物连线图如下
(3)闭会开关S前,应保证电路当中电流最小所以,变阻器的滑片应在最左端(电流表示数为零的那端)
点评:中等难度。本题关键,一要根据要求选择合适器材;二要选择合适的电路;三要电路连接不能出错。
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