- 恒定电流
- 共18115题
(12分)某研究性学习小组为了制作一个传感器,需要选用某种电学元件。实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.待测元件(额定电压2V、额定电流200mA)
B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5)
C.电流表A2(量程0~0.3A,内阻约为1)
D.电压表V(量程0~3V,内阻约为10k)
E.滑动变阻器R1(阻值范围O~lk,允许最大电流l00mA)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~5,允许最大电流1A)
G.直流电源E(输出电压3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
①为提高实验的准确程度,电流表应选用____;滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
②请在图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
③根据你的实物电路连接图在右边方框内画出实验电路图。
正确答案
(2)①A2(2分),R2(2分);②(见图4分);③(见图4分)
试题分析:①由于待测元件的额定电流为200mA,因此选用电流表A2就能准确测量其电流;由于描述其完整的伏安特性曲线,电压需从零开始调节,因此滑动变阻器采用分压式接法,这时阻值越小越便于调节,因此选用R2。
②由于待测电阻阻值较小,因此电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,连线及电路图见答案
⑴如图为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20~30Ω的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
①调节可调节部件S,使电表指针停在 位置;(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
②调节可调节部件K,使它在尖端指向欧姆档__ __位置;(选填“×1K”、“×100”、“×10”、“×1”)
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调节部件__ __,使电表指针指向__ ___位置。(选填“电流0刻度”、“欧姆0刻度”)
(2)欧姆表调零后,用“×10”档测量另一个阻值未知的电阻阻值,发现指针偏转角度很小,则下列说法和做法中正确的是:( )
正确答案
(1)①电流0刻度 ② ×1 ③T 欧姆0刻度 (2) BD
试题分析::(1)①使用多用电表时,首先进行机械调零:调节可调部件 S,使电表指针停在电流表、电压表的零刻度(或表盘左边的零刻度)的位置;
②选择合适的档位:因电阻约为20~30欧姆,则选择×1Ω即可;
③选档后进行欧姆调零:将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 T,使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻线位置。
(2)偏转角度小,说明电流小,则电阻大,故A错误,B正确;因是大电阻,则要换档位大一些即换“×100”档.每次换档后要重新进行欧姆调零,故C错误,D正确。
影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
①他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?答:
②实验测得元件z的电压与电流的关系如下表所示。根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答: 。
③把元件Z接入如右图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1= 2时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2= 3.6
时,电流表的读数为0.80A。结合上表数据,求出电源的电动势为____V,内阻为____
.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)
④用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如图所示,则元件Z的直径是____ mm。
正确答案
① A ②半导体材料 ③4.0 0.40 ④ 1.990
试题分析:①因为要测量小电阻,且要测量电压从零开始时的电流值,故选用电路A;②根据计算可知电阻值逐渐减小,所以元件Z是半导体材料;③当电流为1.25A时刻读出RZ1=0.8
,则
;当电流为0.8A时刻读出RZ2=1
,则
;联立解得:E=4.0V,r=0.40
;④用螺旋测微器测得线状元件Z的直径1.5mm+0.01×49.0mm=1.990mm。
某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为≥200Ω·m)。
如图16所示为该同学所用盛水容器,
其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱。容器内表面长a=40cm, 宽b=20cm,高c=10cm。将水样注满容器后, 进行以下操作:分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图17所示,则所测水样的电阻约为 Ω。
(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程3mA,电阻为5Ω)
B.电压表(量程6V,电阻约为10 kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)
D.电源(6V,内阻约1Ω)
E.开关一只、导线若干
请在答题卷相应位置的实物图中完成电路连接。
(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数
据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出
一系列数据如表所示,请在在答题卷相应位置的坐标纸中作出U-I关系图线。
(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为 Ω·m。据此可知,所测水样在电阻率这一指标上 (选填“达标”或“不达标”)
正确答案
见解析
(1)1750Ω(1700-1800Ω)
(2)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法;又因为电流表内阻已知,则采用电流表内接法,电路连接如图a所示。
图a 图b
(3)让绝大多数的点在直线上,其余各点均匀地分布在直线两侧,如图b所示。
(4)由图线斜率可知,总电阻为,(理论上R =R总-R A=2195Ω,但由于实验的偶然误差可能比
还要大,因此,电流表电阻可以忽略),根据电阻定律
,代入数据得
,由于
,因此,不达标。
在“描绘标有‘9V,5W’小灯泡伏安特性曲线”的实验中,要求测量从0V到9.0V的电压下通过小灯泡的电流,实验室提供了下列器材
A.电流表A1(量程100mA,内阻约1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ) D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω) F.滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势15V,内阻忽略) H.电键、导线若干
小题1:为了提高测量准确度和有效性,应选择的器材为(只需填写器材前面的字母即可)
电流表 ;电压表 ;滑动变阻器 。
小题2:下列给出的测量电路中,最合理的是 。
小题3:某同学在测量数据前已连接好的部分电路如图,其中两个不当之处是:
I.
II.
正确答案
小题1:
小题2:
小题3:
略
(10分)如图所示的电路中,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的,其阻值为R,图中A,B,…,H为圆环的等分点,A点固定,电阻不计的金属杆OP上接有电流表A,P为滑片,且滑片P能沿圆环滑动,并保持良好的接触,电源电动势为E,内阻不计。当闭合电键S后,滑片P沿圆环顺时针滑动时,图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图,分别做实验,并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。
(1)甲、乙两同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量小圆环的厚度,如下图所示,甲、乙同学的读数分别为 mm, mm。
(2)根据上述实验数据,回答下列问题:
①根据表1中的实验数据,请通过计算,分析完成表1中“位置A”下的空格。
I= A;U1= V。
②根据表1、表2中的实验数据,请通过比较、分析来说明,可能乙同学在实验过程中, 部分的电路发生了断路。
③根据②中的分析,请思考:当滑片P滑到G、A之间位置X时,则表2中“位置X”下的空格可能的数据(即各电表的示数)分别是
正确答案
(1)3.64;3.878;(2)①0.4A;6V;②GA之间断路;③BD
试题分析:(1)甲同学的读数为:0.3cm+0.02mm×32=3.64mm;乙同学读数:3.5mm+0.01mm×37.8=3.878mm;(2)①当滑片滑动A位置,圆环部分短路,电压表电压表V2的示数为0,电源电动势等于圆环部分未短路时,两电压表示数之和,即E=3.75+2.25V=6V,电阻R1的阻值,则此时电压表V1的示数为6V,电流表的示数
.所以“位置A”下的空格分别为0.4A,6V.
②通过甲同学数据分析知,电压表V2的示数先增大后减小,是因为并联部分电阻先增大后减小,乙同学电压表V2的示数逐渐增大,知圆环部分的电阻逐渐增大,知乙同学做实验时,圆环在G、A之间某处发生断路故障.
③由于G、A之间某处发生断路故障,所以在位置X处,圆环的电阻可能比BA部分小,可能比BG部分大,则电流表的示数可能小于0.08A,可能大于0.24A.当电流表示数小于0.08A时,U1<1.20V,U2>4.80V,当电流大于0.24A时,U1>3.6V,U2<2.4V.又电压表U1的示数与电流表的示数比值等于R1的阻值,为15Ω.故B、D正确,A、C错误.故选BD.
用多用电表测未知阻值的电阻.按正确步骤操作后,测量结果如下图所示,读出其阻值大小为____________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确,必须进行如下操作:
a.将选择开关打到_________挡(填×1、×10、×100、×1K)
b.将红黑表笔_________,调节_________旋钮,进行欧姆调零
c.把电阻接在两表笔之间进行测量并读数
d.测量完毕将选择开关打到_________挡
正确答案
1000(或1k);a.×100;b.短接;调节调零旋钮(调节“Ω”也算对);d.OFF(“最大交流电压”档也行)
试题分析:由图示可以看出,欧姆表使用的是×10倍率档位,故测量结果为100×10Ω=1000Ω;很显然,欧姆表指针偏转角过小,测量的误差较大,所以应选择较大倍率(×100倍率)以使指针指在中值电阻附近,以减小测量误差,此时需要重新进行欧姆调零;测量完毕后,要将选择开关拨到交流电压的最高档或“OFF”档;
(4分)如图所示是探究感应电流与磁通量变化关系的实验,线圈A与电流表相连,线圈B通过变阻器和开关连接在电源上,则可以看到电流表指针偏转的是 (填序号)。从中可以得出闭合回路产生感应电流的条件: 。
正确答案
ACD 穿过闭合电路的磁通量发生变化
试题分析:当闭合开关瞬间,电流从无到有,则线圈B有磁场,导致线圈A的磁通量增大,从而产生感应电流,当开关断开的瞬间,电流从有到无,则线圈B的磁场从有到无,导致线圈A的磁通量减少,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转;开关总是闭合的,滑动变阻器也不动时,线圈B中的磁场恒定不变,线圈A的磁通量不变,无电流产生,故看不到电流表指针偏转;开关总是闭合的,线圈B上下迅速移动时,导致线圈A的磁通量减小或增大,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转;开关总是闭合的,迅速移动滑动变阻器的滑片时,导致线圈A的磁通量减小或增大,从而产生感应电流,故可以看到电流表指针偏转.所以可以看到电流表指针偏转是ACD.
由实验可知:电流表指针发生偏转的,即产生感应电流的现象有:磁场由无到有,磁场由有到无,磁场变强或变弱,概括可得:只要闭合电路中的磁通量发生变化就能产生感应电流.
有一个标有“12V、24W”的灯泡,为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率,需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,现有如下器材:
E.直流电压表0~25V(内阻约200kΩ)
F.滑动变阻器10Ω、5A
G.滑动变阻器1kΩ、3A
①实验台上已放置开关、导线若干及灯泡,为了完成实验需要从上述器材中再选用 (用序号字母表示).
②若答案卷上相应方框内画出最合理的实验电路图.
③如果灯丝电阻与(t+273)的大小成正比,其中t为灯丝摄氏温度值,室温t=27℃,则正常发光时灯丝的温度是 ℃.
正确答案
① A B D F
②
③ 1500--1600(1、3小题每空2分,电路图4分,滑线变阻器分压接法2分,电流表外接2分)
试题分析:①“12V、24W”的灯泡,实验电源只有一个,必选。根据额定电压,电压表选择量程满足需要有不太大的D。灯泡额定电流
,电流表量程要满足
只有选项B。要测量不同电压下的功率即电压变化范围要大,所以选择分压式连接,滑动变阻器选择小的F.
②要测量不同电压下的功率即电压变化范围要大,所以选择分压式连接。根据灯泡电阻,根据
判断电流表选择外接。电路图如下。
③根据图像,电压0的时候即,此时电阻
,根据电阻与温度成正比可得
。灯泡正常发光即
时电阻
,此时
,温度
。
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1. 5 V,内电阻小于1. 0Ω)
B.电流表A1(0~3 mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(0~0. 6 A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0~2000Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
①某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示实验电路,在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号)。
②根据下图所示的电路图,在下图所示的实物图上连线。
③该同学根据实验电路利用测出的数据绘出的I1―I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2数值远大于I1的数值),则由图线可以得到被测电池的电动势 E = V,内阻r= Ω。(结果小数点后保留两位)
正确答案
①D (2分) ③1.48(士0.01) V (2分) 0.84(士0.04)Ω (2分)
②(4分)
略
有两组同学进行了如下实验:
(1)甲组同学器材有:电源,滑动变阻器,电流表A1(0-200mA,内阻约11Ω),电流表A(0-300mA,内阻约8Ω),定值电阻R1=24Ω,R2=12Ω,开关一个,导线若干。为了测量A1的内阻,该组同学共设计了下图中A、B、C、D四套方案:
其中最佳的方案是______套,若用此方案测得A1、A2示数分别为180 mA和270mA,则A1的内阻___Ω。
(2)乙组同学将甲组同学的电流表A1拿过来,再加上电阻箱R(最大阻值9.9Ω),定值电阻R0=6.0Ω,一个开关和若干导线用来测量一个电源(电动势E约为6.2V,内阻r约为2.1Ω)的电动势及内阻。请在方框中画出设计电路图。
若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A1示数的倒数,得到多组数据后描点作出R-
图线如图所示,则该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
正确答案
(1)D,12;(2)电路如图所示,6.0,2.0.
试题分析:(1)要想测得A1的内阻应测出流过其中的电流及两端的电压,但由题意可知,题目中没有给出电压表,故可以考虑采用两个电流表充当电压表进行测量;图中AB采用了此种方法,但是由于两电流表内阻均不是已知量,只是约数,无法正确测出电阻值;
故可以采用并联电路的分流原理,则定值电阻分流,则可通过并联电路的电流规律求得并联部分的电压;CD采用的即为此种方法;C中分流电阻采用了12Ω的电阻,则电流表A2中流过的电流为A1中电流的两倍;容易损坏电表;而D中采用了大电阻,则A1满偏时,A2中电流约为:,则能准确的得出数据,故选D方案为最佳方案;由并联电路的规律可知,定值电阻中的电流为270-180=90mA;则电流表内阻为:
;
(2)测电动势和内电阻需要得出路端电压和电流;但若把电阻箱和电源串联,电路中最小电流为:,超过A1的量程,故应采用定值电阻分流;电路如图所示;
故闭合电路欧姆定律可知:,整理的:
,故图象中的斜率等于
,故:E=6.0V;图象与纵坐标的交点为-6.0=-r-4,解得:r=2.0;
(2分)某电子元件的电压与电流的关系如右图所示,将该电子元件与一个R=8Ω的电阻串联,再接至电动势E=3V,内阻r=2Ω的电源上,则电路中电流I=_ mA。
正确答案
130
试题分析:设电子元件的电压和电流分别为U,I;根据闭合电路欧姆定律得故可得
,在图象中做出
曲线,
两图的交点为电子元件的工作点;由图可知,此是电子元件两端的电压为1.7V,电流为0.13A即130mA;
为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,某小组的同学从实验室里选取了以下器材:两节干电池组成的电池组(电动势约3V,内阻约1Ω),电压表(量程0〜3V,内阻约1OkΩ),电阻箱(0〜999.9Ω),保护电阻R0(阻值5Ω),开关一只,导线若干。
①在右图所示的实验原理实物图中,该同学已完成了部分导线的连接,为使电压表示数有较大的变化范围,请用笔画线代替导线完成余下的导线连接。
②实验中,同学们试着用多用电表代替电压表测量电压。在完成机械调零之后,应将选择开关拨到表盘上的____区域(选填“Ω”、“V”、“V”或"A")。
③同学们根据以上的实验原理和方法进行了实验,通过调节电阻箱的电阻值,得到了多组电阻箱阻值R和电压表示数U,并以为纵坐标,
为横坐标,作出
的关系图线(该图线为一条直线)如图所示,由图线可求得电池组的电动势____V,内阻r=_____Ω。(结果保留三位有效数字)
正确答案
①如图所示(3分)。②“V”(2分)。③2.94(3分),0.882(3分)。
试题分析:①实物连接如图;②因电源是2节干电池,故要使用直流电压档去测量,所以选用“V”; ③由闭合电路欧姆定律,变形得
结合数学知识可得
,解得E =2.94V,r =0.882Ω。
(9分)小汽车仪表台内的鼓风机靠的是一种电动势约为10V,内阻约为30Ω的电池驱动的,已知该电池允许输出的最大电流为55mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示电路进行实验,图中电流表的内阻RA=15Ω,R为电阻箱,阻值范围0-999.9Ω,RO为定值电阻,对电源起保护作用。
(1)该同学接入符合要求的RO后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出 了如图乙所示的图线,则根据图线可求得该电池的电动势为E= V, r= Ω
(2)冬天为了防止汽车仪表玻璃起雾,可用通电电阻加热,用图丙所示10根阻值皆为30Ω的电阻条和上述电池,现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大,且要求电阻条数最少,请在图丙中画出电路连线。
正确答案
(1)10 35 (2)
试题分析:(1)根据闭合电路的欧姆定律,整理得:
,故图像的斜率等于
,可求电动势E=10V;
代入数据解得:r=35Ω;(2)设外电路的总电阻为R,则外电路消耗的功率
,当外电阻R=r时,外电路的功率最大,故该电阻条的总电阻等于35Ω时,消耗的功率最大,由题意知,需6个电阻并联然后与一电阻串联,如图所示
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验室备有下列器材选用:
①干电池(电动势E约为1.5V,内电阻r约为1.0Ω);
②电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10Ω);
③电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω);
④滑动变阻器R(0~20Ω,10A);
⑤滑动变阻器(0~300Ω,1A);
⑥定值电阻R0=999Ω;
⑦开关和导线若干。
某同学设计了如所示的电路进行实验:
(1)在该电路中为了操作方便且能准确地进行测量, 滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号“”或“
”); 在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动端c移动至 _ _ (填“a端”、“中央”或“b端”)。
(2)根据图(甲)在图(乙)的实物图上连线。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表G和电流表A的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置,得到的数据为:
在图(丙)所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数)。
(4)利用所画图线可求得电源的电动势E= V,电源的内电阻r = Ω。(结果要求保留两位小数)
正确答案
(1)R b端 (2)如图(乙) (3)如图(丙) (4)1.48±0.01 0.60±0.02
试题分析:(1)实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器R,有利于电流的变化和表的读数;在闭合开关S前,闭合开关之前,滑片要滑到滑动变阻器的最大阻值处,即b端。
(2)如图(乙)
(3)如图(丙)
(4)电流表G的示数与定值电阻R0的阻值的乘积可作为路端电压处理,则由闭合电路欧姆定律可知:,即:
;由图可知,图象与纵坐标的交点为1.48mA,则有
,解得
;由图象可知图象的斜率为0.6×10-3,由公式得图象的斜率等于
,解得
考点:本题考查了测定电源电动势和内阻。
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