- 恒定电流
- 共18115题
(共8分)某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,连接电路的实物图如图所示。
(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是 ;
A.滑动变阻器,不起变阻作用
B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当
D.电压表接线有错
(2)在答题卡线框内画出这个实验的正确电路图。
(3)实验桌上有下列三种器材,需要选择
A.新电池一节
B.旧电池一节
C.滑动变阻器(10Ω,2A)
D.滑动变阻器(500Ω,2A)
E.电压表(3V,3000Ω) F.电压表(3V,5000Ω)
为了减小实验误差,则干电池、滑动变阻器和电压表应分别选用 (只填序号)。
正确答案
(1)AD;(2)如图所示;(3)B;C;F;
试题分析:(1)由图可以看出,变阻器将下端的两个接线柱接入了电路中,故它起不到变阻的作用,A是一个,再看电压表,电源的正极接到了电压表的负接线柱上了,故电压表的接线有错,D也是一个;
(2)正确的电路图在画时要按照一定的方向来画会更好一些,其电路图如图所示。
(3)选择电池时尽量选择旧电池,因为旧电池的内阻较大些,容易测量;滑动变阻器尽量小一些,使得电路中的电流不至于太小,便于读数;电压表的内阻尽量大一些,使得其分得的电流小一些,读数全更精确,故器材分别选取B、C、F。
(8分)实验室中测量某一电阻的阻值。
(1)选用“×l0”的电阻挡,正确操作后,该电阻的示数如图,则该R约为 Ω;
(2)某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:
待测电阻R 直流电源E(电动势4 V,内阻不记)
电流表A1(量程0~4 mA,内阻约50Ω ) 电流表A2(量程0~10 mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3 V,内阻约10kΩ) 电压表V2(量程0~l5 V,内阻约25kΩ)
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,应选择的器材有待测电阻R、电源E、开关、导线以及 (填仪器符号);
(3)请在答题卡线框内画出测量的电路图.
正确答案
(1)240Ω;(2);(3)电路如图。
试题分析:(1)由表盘的指针位置可直接读数得24,所以其电阻值为24×10Ω=240Ω;
(2)如果电源电压直接加在被测电阻上,通过电阻的电流大约是I=≈16mA,故采用分压式连接电路时,通过调节加在被测电阻上的电压可以让电流在10mA以内,而A1的量程是4mA,太小了,故我们选择电流表A2;然后再选择电压表,当通过电阻的电流为10mA时,电阻两端的电压才是U=10mA×240Ω=2.4V,故我们选择3V量程的电压表V1测量时会更精确一些;滑动变阻器在选择时应该尽量选用阻值较小的,以便于调节,故选择R1;
(3)为了测得多组数据,采用分压式较好,由于电流表的内阻相对于被测电阻而言差别不太大,故采用电流表外接的方式可以减小系统误差,设计的电路图如图所示。
在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中,待测合金丝Rx的电阻约为5Ω.提供的仪器有:
A.电压表V(内阻约为10kΩ,量程为3V)
B.电流表A1(内阻约为3Ω,量程为0.6A)
C.电流表A2(内阻约为0.1Ω,量程为3A)
D.滑动变阻器R(阻值为0~5Ω,额定电流为2A)
E.电源E(电动势为5V,内电阻为1Ω)
F.一个开关、若干导线
①要求较准确地测出其阻值,电流表应选 .(填序号)
②某同学根据以上仪器,按图(14)连接实验线路,在实验中发现电流表示数变化范围较窄,现请你用笔在图中画一条线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变宽.
③修改后的电路其测量结果比真实值偏___(填“大”或“小”).
正确答案
① B
②
③小
试题分析:①因为电源电压为5V,则电路中可能出现的最大电流为,通过滑动变阻器的控制可使电流控制在0.6A以内,则电流表选B即可;②改后的电路如图;③由于电压表的分流作用,使得电流表的读数大于电阻上的实际电流,根据
,可知电阻的测量值偏小。
用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ.某同学电路如图所示.给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干.
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图甲和图乙所示.由图可知其长度为______cm,直径为______mm.
(2)闭合电键后,发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同,则发生故障的是______(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).
(3)对照电路的实物连接画出正确的电路图.
(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请在图中作出U-I图线.
(5)求出的电阻值R=______Ω(保留3位有效数字).
(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ=______.
正确答案
(1)由图甲可知,刻度尺的分度值是1mm,电阻丝的长度是59.40cm;由图乙可知,螺旋测微器的固定刻度示数是0mm,可动刻度示数是43.4,则螺旋测微器的读数是0mm+43.4×0.01mm=0.434mm;
(2)如果待测电阻丝断路,则电流表示数为零,电压表与电源两极相连,测电源电动势,电压表示数等于电源电动势,因此发生故障的是待测电阻丝.
(3)由实物电路图可知,电源、开关、电流表、待测电阻丝、滑动变阻器串联,电压表并联在待测电阻丝两端,根据实物电路图连接实物电路图,如图1所示.
(4)描点法作图,U-I图象如图2所示.
(5)由U-I图象可得,电阻丝电阻:R==6.25Ω.
(6)电阻丝的横截面:S=πr2=π()2,
∵R=ρ,∴所以金属丝的电阻率:ρ=
=
.
故答案为:(1)59.40;0.434;(2)待测金属丝;(3)如图1所示,(4)如图2所示;
(5)6.25;(6).
某同学要测量一待测电阻Rx的阻值,备选器材如下:
电流表A,量程为50mA,内阻r=30Ω; 电压表V1,量程为3 V,内阻约为2 kΩ;
电压表V2,量程为15 V,内阻约为4.5kΩ;待测电阻Rx,阻值约为20Ω;
定值电阻R0,阻值为10.0Ω; 滑动变阻器R1。最大阻值为20Ω;
滑动变阻器R2,最大阻值为200Ω; 电源E,电动势为4V,内阻忽略不计;
开关S,导线若干.
实验中要求电表的读数超出量程的,能测多组数据,并有尽可能高的测量精确度.
(1)该实验中电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;
(2)在下面的方框中画出实验电路图,标明仪器代号;
(3)如果在实验中,电压表的示数为U时,电流表的示数为I,则待测电阻Rx的阻值表达式为____________.
正确答案
(1)V1 R1 (2)如图 (3)
试题分析:(1)题中要求电表读数要超出量程的,故电压表选V1;经分析可知应选择滑动变阻器分压式接法,故选择R1,电流表内阻已知,当电压表和电流表同时接近满偏时,总电阻为60Ω,故电路如图所示;由欧姆定律知,待测电阻为
。
(9分)有一电压表,其量程为3V,内阻约为3000Ω,要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
电源:电动势约15V,内阻不计; 电压表
:量程2V,内阻r2="2000Ω" ;
定值电阻:阻值20Ω; 定值电阻
:阻值3Ω;
滑动变阻器:最大阻值10Ω,额定电流1A ; 电键一个,导线若干。
设计的一个测量电压表的内阻的实验电路图如图所示
①实验中定值电阻应选用 (
或
);
②说明实验所要测量的物理量: 和 ;
③写出电压表内阻的计算的表达式
= .
正确答案
① (3分) ②电压表
的示数
,电压表
的示数
,(3分)③
(3分)
试题分析:①电压表与
的最大串联电压为
,根据串联单路分压规律可知:
,解得R=20Ω,所以定值电阻应选
.
②、③:由欧姆定律所以,只要读出电压表
的读数
和电压表
的读数
,即可求出待测电压表的内阻;解得
.
(10分)某实验小组要描绘一个标有“3.8V,1W”的小灯泡RL的R~U曲线,设计了图16-1的实验电路,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下可供选择:
A.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)
D.电流表A2(量程300mA,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器R1(阻值0 ~ 10Ω,1A)
F.滑动变阻器R2(阻值0 ~ 200Ω,1A)
⑴实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用 (填A1或A2),滑动变阻器应
选用 (填R1或R2);
⑵根据实验数据计算并绘出了R-U的图象如图。由图象可知,当所加电压为3.00V时,小灯泡实际消耗的电功率为 W 。如果灯丝电阻R与其温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27℃ ,可知该小灯泡正常发光时,灯丝温度约为 ℃;
⑶小灯珠的电功率P随电压U变化图象及其伏安特性曲线可能分别是图中的 。
A.①和③ B.①和④ C.②和③
正确答案
(1)A2;R1(填D、E也给分);(2)0.78(2分);23270C(2分);(3)C(2分);
试题分析:(1)小灯泡的正常工作电流,故应选择电流表A2;为保证调节方便灵敏,变阻器的最大电阻应比小灯泡的正常工作电阻小,所以应选择电阻
;(2)当所加电压为3V时,由图可知此时小灯泡的电阻
,所以可得小灯泡消耗的电功率
;将室温电阻1.5Ω代入题目所给关系式可解得
,小灯泡正常发光时的电阻由图可知为13Ω,代入关系式解得
;(3)由欧姆定律可得
可知,其伏安特性曲线的割线斜率的倒数表示小灯泡的电阻,结合图可知,伏安曲线的割线斜率是是逐渐变小的,所以伏安特性曲线可能是③;因灯泡电流随着电压的增大而增大,由功率公式
可知,其斜率表示电流,逐渐变大,所以电功率P随电压U的变化图象可能是②,故只有C正确;
(1)测量普通干电池电源电动势和内电阻应该选用__________(填“图甲”或“图乙”)所示的电路图.
(2)实验中某同学根据自己测得的实验数据在坐标纸上描了几个点,请你根据他描的点画出U—I图线,并根据图线求出电池的电动势E=__________V(保留2位有效数字),电池的内电阻r =__________Ω(保留2位有效数字).
正确答案
(1)图甲 (2)1.5 0.89~0.96
试题分析:(1)本实验中电压表应测量路端电压,电流表应测量通过电源的电流,由于电压表和电流表都有一定的内阻,两种电路都存在系统误差.甲电路中,电流表读出的不是通过电源的电流,比电源的电流小,其读数等于电源的电流与通过电压表电流之差,误差来源于电压表的分流,而乙电路中,电压表测量的电压不等于路端电压,是由于电流表的分压.由于电源的内阻较小,电流表的内阻也较小,若采用乙电路,电流表分压较大,测得的内阻误差较大.而甲电路中,电源内阻较小时,电压表分流较小,测量误差较小.故可采用甲电路进行实验.
(2)依据描点作图时,注意应使所作直线穿过尽可能多的数据点,不在直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧,误差较大的点直接舍去。
由U=E-Ir可得图象与纵坐标的交点为电源的电动势,图象的斜率表示电源的内阻,由图象可得电动势E=1.5V,r= 0.89~0.96Ω.
(10分)如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L.
(1) 根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示。
(2)在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最 端(填“左”或“右”)。
在电路调试时,该同学发现:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180μA;单刀双掷开关S2接到b 接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164μA。正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到 点(填“a”或“b”)。
(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ= (用R0、L、d等表示).
正确答案
(1)
(2)右,b
(3)
试题分析:电路如图所示
接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端。分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法。故接b端。根据欧姆定律,电阻率公式
,及
可得电阻率
。
如图所示为多用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻rg=100 Ω,调零电阻最大阻值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是
正确答案
B
试题分析:欧姆表能准确测量的阻值范围是是量程的~
,即电流表的电流为100μA~200μA;根据闭合电路欧姆定律可知满偏电流时有
,调零电阻R=4850Ω,当电流表的电流为100μA时有
,解得
;当电流表的电流为200μA时有
,解得
,所以
在2.5kΩ~10kΩ范围内能准确测量,选项中只有B选项在此范围内。
故选B
点评:使用欧姆表时要合理选择量程,使指针尽可能在中间刻度附近,参考指针偏转在→
的范围(或电流表指针偏转满度电流的1/3~2/3),若指针偏角太大,应改接低挡位,反之就改换高挡位,读数时应将指针示数乘以挡位倍数.
用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电阻r,所给的器材有:
(1)(2分)请在虚线框内画出实验电路图(标明变阻器规格).
(2)(2分)如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出ε=________V,r=________Ω.
(3)(2分)若只选用两组数据,用闭合电路欧姆定律算出ε、r,有可能误差较大.若选用第
________和第________组数据误差最大.
正确答案
(1)见下图
(2)图线见下图1.5(1.47-1.52) O.5(0.47-0.52) (3)5,6
试题分析:(1)在实验的过程中,为了调节方便滑动变阻器要选R1,电路中的开关要能控制整个电路,具体电路图见答案。
由图线知,电源的电动势为1.5V,内阻
由图知,5、6两点离图线最远,若选用两组数据,用闭合电路欧姆定律算出ε、r,选用5、6两点计算误差最大。
点评:学生要熟练掌握用电压表和电流表测电源电动势的电路图,并会选用所用的实验仪器。
在测电源电动势和内阻实验中,由于电源内阻较小,电压表示数变化不明显,作出的图像如图甲中A所示,这对数据处理的结果将引入较大误差,为了解决此问题,某同学在电路中串联了一定值电阻
(如图乙),作出的
图像如图甲中B所示,则此电源的电动势大小为 V,内阻为
。
正确答案
1.5V. 0.5
试题分析:路端电压与电流的关系图像中,图线与纵坐标的交点为电源电动势,与横坐标的交点为短路电流,图线的斜率表示电源内阻,如图乙所示,此时电源内阻为R与r之和,所以r=
点评:难度中等,在路端电压与电流的关系图像中,要知道图线的斜率、截距代表的物理意义,能够理解图乙中的R已经归结为电源内阻
(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材:
A.小灯泡(3.8 V,1.5 W)
B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 Ω)
C.电流表(量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω)
D.电压表(量程0~5 V,内阻约5000 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~50 Ω,额定电流1 A)
G.开关一个,导线若干
①如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的________,应选用的滑动变阻器是________(填器材前的字母)
②在描绘小灯泡的伏安特性时,以电流值作横坐标,电压值作纵坐标.所得的实际图线可能是下图图线中的_______________
正确答案
(1) ① 丙 E② D
试题分析:由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量,所以滑动变阻器应选用分压式,分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比),由于R1
② 随着灯泡中电流的增大,灯丝温度升高电阻变大,反映在U-I图线上应该是曲线且曲线的斜率越来越大,故选项D正确
点评:难度中等,由于该实验要求多测量几组数据,所以滑动变阻器必须采用分压连接,根据小灯泡电阻与电流表内阻相当,选择外接法连接
(1)一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图1所示.该工件的直径为 mm;图2中螺旋测微器的读数为 mm
(2)(从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值).设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可能提高测量的精度.
电流表A1,量程1mA,内阻rA1≈50Ω
电流表A2,量程300μA,内阻rA2≈300Ω
电流表A3,量程100μA,内阻rA3≈500Ω
电压表V1,量程10V,内阻rV1=15kΩ
电压表V2,量程3V,内阻rV2=10kΩ
滑动变阻器R,全阻值50Ω,额定电流为1A电池组,电动势3V,内阻很小但不能忽略开关及导线若干
①测量电路中电流表应选 ,电压表应选 (填代号).
②在图所示的虚线框中画出测量Rx的电路图.
③在所测量数据中选一组数据计算Rx,计算表达式 ,式中各量的含义为
。
正确答案
(1)29.8mm 2.7220.001mm (2)①
②电路图如下
③,
表示电压表
的示数,
表示电流
的示数,
表示电压表
的内阻
试题分析:(1)游标卡尺读数方法:首先读出游标尺0刻线对应的主尺的整数部分读作n毫米,然后读出游标尺第几个刻度线和主尺刻度线对齐,读作m,最后读数为:(m+n×0.05)mm,所以本题读作29.8mm.
螺旋测微器的读数包括两部分:大于0.5mm的刻度值由主尺读出,用m表示;小于0.5mm的刻度值由旋轮(即可动刻度)读出,用n表示,可动刻度要估读一位,则螺旋测微器所测量的值为m+0.01n,单位为毫米。所以本题读作2.7220.001mm
(2)①根据,电路的最大电流
,故电流表选可知
;电源电动势为3V,所以电压表选
② 滑动变阻器较小,所以采用分压电路,由于电压表内阻已知,可以算出其电流,所以电流表外接,电路图如下
③根据部分电路欧姆定律,
表示电压表
的示数,
表示电流
的示数,
表示电压表
的内阻
点评:电压表和电流表的选择要根据实际电路计算的结果,保证不超量程,读数最好能大于量程的;对于给了确定内阻的电表是可以知道准确电流或电压的。
(1)某同学通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出下图中的示数,游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为________cm,螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为________mm.
(2)图是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:
i、用多用电表的直流电压挡进行检查:
①在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触 (填“a”或“b”)
②该同学测试结果如上表所示,根据测试结果,可以判定故障是(假设只有下列中的某一项有故障)
A.灯A断路 B.灯B短路
C.cd段断路 D.de段断路
ii、用多用电表的欧姆挡检查:
①测试前,应将开关S____(填“断开“或“闭合”)
②测试结果如右下表所示,由此可以断定故障是____
A.灯A断路 B.灯B断路C.灯A、B都断路 D.de段导线断路
(3).为测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx
电流表A1(量程100 μA,内阻约2 k Ω) 电流表A2(量程500 μA,内阻约300 Ω)
电压表V1(量程15 V,内阻约150 kΩ) 电压表V2(量程50 V,内阻约500 kΩ)
电源E(电动势15 V)滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)
多用电表,开关S,导线若干
i、先用多用电表欧姆挡对Rx进行粗测.若选择×100 Ω挡用正确的测量方法进行测量,发现指针几乎不偏转,为较准确测量应选用_____挡(×10,×1 k) ,重新选挡测量,刻度盘上的指针位置如下图所示,测量结果是________Ω.
ii、现用伏安法测量Rx阻值.为了尽量减小实验误差,要求测多组数据.
①电流表应选______ ,电压表应选______.
②在虚线框内画出实验电路图.
③根据实验中测得的多组数据作出的U-I图线如下图所示,根据图线求得待测电阻的阻值为_____Ω.(保留两位有效数字)
正确答案
(1)2.98 ;2.130或2.131
(2)i、a (1分) D(2分) ii、断开 ,D
(3) i、1K,30K, ii、① A2,V1, ③ 3.1X104,
试题分析:(1)游标卡尺的读数为:,螺旋测微器的读数为
(2)i、根据红进黑出可得,应连接a端,当两点间有读数时,说明两点之外无断路,读数为零,说明两点之内短路,故D正确,
ii、为了保护电路,应处于断开 ,当两点间有读数时,说明两点之外无断路,读数为零,说明两点之内短路,故D正确,
(3)i、指针几乎不偏转说明电阻太大,应选择高一档测量,即选择1K,该电阻的读数为,
ii、①电路内最大电流为:故选用电流表 A2,电源电压为15V,所以选用电压表V1, ②要求电压从零开始,所以采用滑动变阻器的分压接法,因为电压表内阻和被测电阻阻值相差不大,故采用电流表内接,
③U-I图像的斜率表示电阻的阻值,所以R= 3.1X104,
点评:本题较难,题量较大,关键是对实验仪器的正确选择
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