- 欧姆定律
- 共4751题
(10分)(1)小宁同学在课外读物上看到一些果蔬也可以制成电池,于是尝试用新鲜的马铃薯来当“电池”,并利用实验室里提供的灵敏电流计G(内阻未知,量程为300μA) ,电阻箱(0—9999.9Ω),锌板、铅板各一块,开关一只,导线若干,按照图1连好电路来测量该“马铃薯电池”的电动势,调节电阻箱,得到了多组数据,其中2组为I1=140μA,R1=5000Ω,I2=210μA,R2=2700Ω,则可求出该电池的电动势E="_________" V (保留3为有效数字)
(2)小华认为利用第(1)题的2组数据也可以求得电池内阻,但是由于G表内阻未知,不是很精确,为了精确测量出内阻应先测出G表内阻Rg,他按照图2连好电路(其中电位器相当于阻值极大的滑动变阻器,G1、G2为完全相同的电表),具体操作如下:
①S1闭合前,调节电位器阻值达到最大,闭合S1、S2,断开S3;
②调节电位器使G1、G2示数均为I=200μA;
③保持电位器阻值不变,闭合S1、S3,断开S2;
④调节电阻箱阻值,使G1示数μA, 此时电阻箱示数如图3。
根据以上步骤得到的结果,求出“马铃薯电池”的内阻r=_________Ω
(3)小明想利用图像法处理数据,更为精确地测量该“马铃薯电池”电动势和内阻,请在下列方框里设计数据记录表格
正确答案
(1)0.966 V (2) 1800 Ω (3)见解析
试题分析:(1)由闭合电路欧默定律得:,
,联立两个方程得E=0.966v;
(2)由(1)中两个方程可以求得,可以读得电流表的内阻为100
,所以电源的内阻为1800
.
(3)表格设计如下:
考点:
在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);
电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表:A1(量程3 A,内阻约0.05 Ω);
A2(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);
电源:E1(电动势12 V,内阻不计);
E2(电动势3 V,内阻不计);
滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm。
②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图。
正确答案
①1.771(1.770~1.773均正确)②A2;E2;电路图如上图。
试题分析:螺旋测微器读数:1.5mm+0.01mm×27.1=1.771mm.在电表的选用中,为减小误差,应能使用小量程不使用大量程,电流表应选A2,待测金属丝两端额定电压约为2V,所以电源应选E2
小明同学在测定金属丝电阻率的实验中,进行了如下操作,请你将相应的操作步骤补充完整。
(1)他首先用螺旋测微器测金属丝的直径,如图甲所示,该金属丝的直径为 mm。
(2)他再用多用电表粗测金属丝的阻值,操作过程如下:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择开关旋至电阻挡“×10”挡位;
②将红、黑表笔短接,调节 旋钮(填图乙中的“A”或“B”或“C”),使欧姆表指针对准电阻的 处(填 “0刻线”或“∞刻线”);
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,此时多用电表的示数如图丙所示;
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些,小明将选择开关旋至电阻挡 挡位(填“×1”或“×1k”),重新进行 ;
⑤重新测量得到的结果如图丁所示,则金属丝的电阻为 Ω。
(3)他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值,他用如图所示的装置进行测量,其中部分器材的规格为:电源E(两节干电池,3V),电流表(量程0.6A,内阻约1Ω),电压表(量程3V,内阻约10kΩ),滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1 A)。要求滑动变阻器采用限流式接法,为了减小实验误差,请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。
正确答案
(1)0.850(0.848~0.852)
(2)②B 0刻线 ④×1 欧姆调零 ⑤6
(3)见解析
试题分析:(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为35.0×0.01mm=0.350mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.350 mm="0.850" mm.
(2)②欧姆表在使用上要求每一次换挡后都要进行欧姆调零,调节欧姆挡调零旋钮B,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度;④指针对准刻度盘中央附近时读数较准确,由丙图可以看出用×10挡测量时指针偏转角度太大,即电阻读数较小,即电阻小,要用小量程的,所以应换倍率小的×1挡,换挡后将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零;⑤图示读数为:6×1=6Ω.
(3)电阻丝电阻是6Ω,电流表内阻是1Ω,电压表内阻是10kΩ,电压表内阻远大于电阻丝阻值,因此应采用电流表的外接法,电压表并联在电阻丝两端,实物图如图.
我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件
⑴给岀的实物图中,请用笔画线代替导线补全实验电路;
⑵接好电路,合上开关瞬间,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑶电路稳定后,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑷根据以上实验可得:产生感应电流的条件 。
正确答案
⑴电路如图(2分) (2)偏转 (1分)(3)不偏转 (1分)(4)闭合回路磁通量发生变化(1分)
试题分析:(1)根据探究产生感应电流的条件,将螺线管B和电流表构成一个闭合回路,将螺线管A、电源、滑动变阻器构成一个闭合回路,如图所示;(2)合上开关瞬间,通过A螺线管的电流增大,则通过螺线管B的磁通量增大,根据感应电流产生的条件判定:有感应电流产生,电流表的指针偏转;(3)电路稳定后,通过A螺线管的电流不变,则通过螺线管B的磁通量不变,根据感应电流产生的条件判定:无感应电流产生,电流表的指针不偏转;(4)感应电流产生的条件为:只要闭合回路磁通量发生变化,就有感应电流产生。
(9分)有两个电阻R1和R2,现已测出R1和R2的伏安特性图线分别如图所示,将这两个电阻串联.然后接在电动势E=6.0V、内电阻r0=2.4Ω的电源的两极上。
(1)在图上用实线画出R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线和该电源的I-U图线。(不需写作图步骤和理由)
(2)接通电路后,流过的电流
= ;电阻
消耗的功率P2= 。(结果都保留二位有字。)
正确答案
(1)
(2)1.4 A;1.1W
试题分析:(1)两个电阻串联以后,电流是相等的,两个电阻串联后两端的电压等于两个分电阻电压之和,在图线中取多个相同的电流值,对应找出两个电阻的电压之和,描出多个点,用平滑曲线连接起来,如图曲线中的实线所示,电源的I-U图像中,U轴上的截距表示电动势,I轴上的截距表示短路电流,,做出图线如图中倾斜直线。
(2)电源的I-U图线和R1、R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线的交点,表示将该电阻接到电源上,从图上可以读出交点的电流为1.4A,电压为0.76V, 的功率为
.
(14分)某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”,该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r.
A.电流表G1(内阻Rg=l5Ω,满偏电流Ig="2mA)"
B.电流表G2(量程20mA,内阻约2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~1000Ω)
D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)
E.待测水果电池(电动势E约4V,内阻r约200Ω)
F.开关S,导线若干
(1)实验中用电流表G1改装成量程0-4V的电压表,需 (选填“串联”或“并联”)一个阻值为 Ω的电阻;
(2)用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻,为尽量减小实验的误差,请在虚线方框中画出实验电路图;
(3)该同学实验中记录的一些对应的数据,并根据数据描点画出U-I图线如下图,由图可得,水果电池的电动势E= V,内电阻r= Ω;
(4)实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比,E测 E真,r测 r真(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
正确答案
(1)串联; 1985 (2)如图所示 (3)3.8V; 187Ω(185Ω~190Ω)
(4)等于; 大于 (G1 R2用电压表替换也可以,G2内接不给分)
试题分析:(1)改装成电压表要要串联电阻,串联的阻值为R:, 则 应串联1985Ω的电阻;
(2)画出测量电路图:改装后的电压表测路端电压,电流表G2测干路电流。
(3)由图可读出 纵截距为,
(4)由测量电路可知所测E测为真实值,测量的内阻为电池内阻与G2内阻之和, 故 E测=E真,r测>r真
(5分)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,请帮助该同学完成以下问题:
(1)在图 (a)方框中画出相应的实验电路图;(3分)
(2)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图(b)所示的U-I图像,则该同学测得干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(2分)
正确答案
(1)
(2)1.5 1.0
试题分析:伏安法测干电池的电动势和内阻,因为干电池的内阻比较小,必须用外接法,如果用内接法测得的电源内阻是电源内阻与电流表内阻之和,误差太大。电源的U-I图象,纵截距表示电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。
在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所使用的电流表内阻约为几欧姆,电压表的内阻约为十几千欧。根据实验所测8组数据,在图甲所示I-U坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。
①请根据你的判断在虚线框中画出实验电路图。
②根据图甲可确定小灯泡功率P与U2和I2的关系图象,其中正确的是( )
③若将被测小灯泡与一定值电阻R和电源组成如图丙所示的电路,已知电源电动势为6.0 V,内阻为1.0Ω。现测得电路中的电流为0.4 A,则定值电阻R所消耗的电功率约为 W。
正确答案
(1)电路如图所示
(4分,电路不通不给分,内接法扣2分,限流式扣2分)
(2)D(2分)
(3)0.64(0.60-0.68均给分)(2分)
试题分析:①描绘小灯泡伏安特性曲线时,由于电流表内阻与灯泡电阻相当,所以电流表连接方式选择外接,由于需要测量多组数据,滑动变阻器选择分压连接②由可知随着电压的增大,电阻逐渐增大,功率P与U2图像的斜率表示电阻的倒数,应该减小,所以图像AB错;由公式
可知P与I2图像的斜率增大,故选D③由于流过灯泡电流为0.4A,从图像甲中找到此时电压为4V,电源内阻电压为.4V,所以定值电阻R两端电压为1.6V,功率为P=UI=0.64W
点评:由于本实验要求多测量几组数据,滑动变阻器采用分压连接,电流表选择外接法
为了测量一节干电池的电动势和内电阻(约为1Ω),准备了下列器材供选用:
E.滑动变阻器(阻值范围为0 ~ 1000Ω,允许最大电流为)
F.开关 G.导线若干
(1)电流表量程选________,滑动变阻器选__________(填代号)
(2)在图甲中将所选器材,用细线代表导线进行实物连线
(3)根据实验数据画出的图线如图乙所示,由图线可求出待测干电池的电动势为________V,内电阻为_________ Ω(计算结果保留三位有效数字)
正确答案
(1)
(2)见解析 (3)1.50 1.00
试题分析:本实验的系统误差来源于未计电压表的分流.为减小误差,需要减小电压表的分流。本实验中实验器材的选择原则是:滑动变阻器的选择原则:阻值范围较小而额定电流较大;电压表的选择原则:在满足量程要求的前提下选取内阻较大的;电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定.
(1)测量干电池的电动势和内电阻合理的选择电压表与电流表的量程可以减小读数误差,测量一节干电池的电动势和内电阻时,由于电源内阻较小,滑动变阻器应选择阻值小、功率大的所以滑动变阻器选D,为减小电流表的读数误差,电流表的可用范围应较大,可用范围较小,所以电流表选
。
(2)电路连接原则:从正极到负极,先干路再支路,先串联再并联,连接电路如下图
(3)U-I图线和纵轴的交点为电源电动势,图线的斜率为电源内阻,所以电动势为1.50V, 内电阻为1.00Ω。
点评:中等难度。选取电压表、电流表时不要认为量程越大越好,应使指针偏转大一些。以减小读数时的相对误差.滑动变阻器的选取以调节方便为原则,既需考虑最大阻值,又要看额定电流是否符合要求.利用U-I图象求解电动势和内阻时要注意:图线的斜率为电源的内电阻,即,图线与纵轴的截距为电源的电动势。
如图甲所示为加速度计的原理图:支架AB固定在待测系统上,滑块穿在AB之间的水平光滑杆上,并用轻弹簧连接在A端,其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换成电信号从电压表输出。已知电压表量程为8V,滑块质量m=0.1kg,弹簧劲度系数k=20N/m,电源电动势E=10V,内阻不计,滑动变阻器总电阻值R=40Ω,有效总长度l=8cm.当待测系统静止时,滑动触头P位于变阻器R的中点,取A→B方向为正方向。
(1)该加速度计能测量的最大加速度为 m/s2。
(2)为保证电压表能正常使用,图甲电路中电阻R0至少 Ω。
(3)根据R0的最小值,将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度,如图乙,电压4V对应加速度为 ,电压6V对应加速度为 (要求用正负号表示加速度方向)。
正确答案
(1) 8 (2)10 (3) 0 -4m/s2
试题分析:(1)弹簧形变量在允许范围内的最大值为4cm,由和
可得加速度最大为
(2)电压表电压不能超过8V,最大值,则
至少为10Ω。
(3)当电压表示数为4V是,,滑片指在滑动变阻器中间,加速度为0;电压为6V,滑动变阻器从中间向右滑了,有向左的加速度,由
和
可得大小为
,因此电压6V对应加速度为
点评:中等难度。串联电路电压比等于电阻比。
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