- 欧姆定律
- 共4751题
在“研究电磁感应现象”的实验中,如上右图,首先要按图(甲)接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系;然后再按图(乙)将电流表与B连成一个闭合回路,将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.
在图(甲)中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).在图
(乙)中:
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将 (选填“向左”、“向右”或“不发生”,下同)偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,电流表的指针将 偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,电流表的指针将_____偏转;
(4)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将______偏转.
正确答案
(1)向右(2)不发生;(3)向右;(4)向左
试题分析:从甲图中可以看出,当电流从正极流入的时候,指针向左偏转,故
(1) 将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,A的下端产生的磁极为S极,所以穿过B的向上的磁通量增大,根据楞次定律,可得电流从负极进入电表,所以指针向右偏转,
(2) 螺线管A放在B中不动,B的磁通量不变化,故不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,
(3) 螺线管A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,A中的电流增大,所以产生的磁场增大,故穿过B的向上的磁通量增大,根据楞次定律,可得电流从负极进入电表,所以指针向右偏转,
(4) 螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,B中向上的磁通量减小,根据楞次定律可得电流方向从正极流入电流表,所以向左偏转
点评:在应用楞次定律分析问题时,一定要判断清楚原磁场的变化,
有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线。有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ) B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω) D.定值电阻R1=3kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计) H.开关、导线若干
小题1:为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ,定值电阻应选用 ,从而改装电压表;
小题2:为减小实验误差,并要求从零开始多测几组数据,请在图13(丁)的方框内画出满足实验要求的电路图;
小题3:根据实验数据作出P-U2图象,下面的四个图象中可能正确的是 。
正确答案
小题1:A (2分) D (2分)
小题2:电路图如右图所示
小题3:C
小题1:因为电压表量程一个很大,一个很小,所以用定值电阻与电压表串联分压,所以电压表选A,定值电阻选D;
小题2:由于要测小灯泡的伏安特性,所以要选用滑动变阻器的分压式接法;电流表选用外接;电路图如下:
小题3:小灯泡的电功率,灯泡的电阻随功率的增加而增大,所以曲线向下弯曲,故答案选C
图(a)中E为电源,其电动势为ε,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,A为电流表,用上述器材,按图(b)所示电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA:①闭合k1,断开k2,调节R1,使电流表的读数等于其量程I0;②保持R1不变,闭合k2,调节R2,使电流表的读数等于I0/2,然后读出R2的值,取RA≈R2。
(1)按图(b)所示电路在图(a)所给出的实物图中画出连接导线。
(2)真实值和测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即(RA-R2)/RA,试导出它与电源电动势ε、电流表量程I0及电流表内 阻RA的关系式。
(3)若I0=10mA,真实值RA约为30Ω,要想使测量结果的相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
正确答案
(1)参见图4—2(c)(2) (3)ε≥6V
(1)先将电流表A以外的元件连成一个串联电路,最后将A并接在R2和k2两端,并注意电流从电流表“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出,连线如图4-2(c)所示。
(2)设电源的内阻为r,则步骤①有:R2与RA的并联电阻为
由步骤②通过电流表的电流为:
把R1+r作为一个未知数消去得:
(3)满足相对误差(RA-R2)/RA≤5%的条件时,由上式可解得ε≥6V
(11分)现用伏安法研究某电子器件(5V,2.25W)的伏安特性曲线,要求伏安特性曲线尽可能完整,备有下列器材:
A.直流电源(6V,内阻不计); B.电流表 (满偏电流
=3mA,内阻
=10Ω);
C.电流表 (0~0.6A,内阻未知); D.滑动变阻器
(0~20Ω,5A);
E.滑动变阻器(0~200Ω,1A); F.定值电阻
(阻值1990Ω);
G.单刀开关一个与导线若干;
(1)根据题目提供的实验器材,请你在方框中设计出测量电子器件伏安特性曲线的电路原理图(
可用电阻符号
表示).
(2)在实验中,为了操作方便且伏安特性曲线尽可能完整,滑动变阻器应选用 .(填写器材前面字母序号)
(3)上述电子器件的伏安特性曲线如图甲,将它和滑动变阻器
串联接入如图乙所示的电路中.调节滑动变阻器
使电源输出功率最大,已知电源的电动势E=6.0V,电源的内阻r=15Ω,滑动变阻器
阻值范围0~20Ω,则此时
接入电路的阻值为 Ω.
正确答案
(1)如下图 (2)D (3)
试题分析:(1)由于器材中无电压表,可考虑将电流表G与定值电阻串联来进行改装:由于改装后电压表量程为
,所以可行;根据
可知,待测电阻电阻为
,满足
,所以电流表应用外接法;由于实验要求电流从零调,所以变阻器应采用分压式接法,电路图如上图所示.
(2)由于采用分压式接法时,变阻器的电阻越小调节越方便,所以变阻器应选D;
(3)在I-U图象中同时作出表示电源的I-U图线如图所示:
则两图线交点坐标分别为:U=1.8V(1.5V~2.0V),I=0.28A(0.25A~0.30A),所以,(4~8
)再根据电源的输出功率最大时应满足:
,解得
(7~11
)
(8分)要精确测量一个直流电源的电动势和内电阻,给定下列实验器材:
E.定值电阻R1=500Ω
F.定值电阻R2=1000Ω)
G.滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω)
H.开关及导线
(1)该实验中电压表应选___________(填选项前面的序号),定值电阻应选________(填选项前面的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图。
(3)若将滑动变阻器滑到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为Ⅰ,从理论上分析,电源电动势E和内电阻r间的关系式应为E=________。
正确答案
(1)D F (2)电路图见下 (3)电流表外接 电流表内接
试题分析:(1)电源电动势约为4.5v,还不到电压表V1量程的三分之一,指针偏转太少,读数不准,所以选择D项电压表V2 。虽然电压表V2 量程小,但知道电压表内阻,可以作为电流表,串联电阻改装为大量程电压表。若与串联构成新电压表,则量程为
仍然小于电源电动势,若与
串联,则量程为
,接近电源量程所以定值电阻选择
。
(2)测量电源电动势和内电阻,需要测量路端电压和干路电流,而要改变路端电压来测量多组数据,需要滑动变阻器来改变电路电阻。注意电压表并联定值电阻后为新量程电压表。由于电流表内阻已知,所以既可以内接也可以外接,电路图见答案。
(3)电压表读数为U,电流表读数为Ⅰ,若电流表为外接,则,整理即
,若电流表内接,则
,整理即
。
.考点:
某实验小组设计了下面的实验电路测量电池的电动势和内电阻,闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表相应示数U,测出多组数据,利用测的数据做出如右下图像。则电池的电动势为 ,内电阻为 。电动势的测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)
正确答案
2V,0.2Ω,偏小。
试题分析:由全电路欧姆定律可得 ,解得
,所以
,
解得E=2V,r=0.2Ω;考虑到电压表内阻的影响,所以外电阻取值偏大,则1/R偏小,则电动势测量值偏小。
某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示。
①若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作出 (选填“”或“
”)图象;
②利用测得的数据在坐标纸上画出图象;
③由图象可知,该电池的电动势
,内阻
;
④利用该实验电路测出的电动势和内阻
与真实值
和
相比,理论上
,
(选填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
①R-1/I图象②如图所示③6.0 2.0④=,>
试题分析:①由闭合电路欧姆定律可知:则
,若画R-I图,则图象为曲线,不易得出结论;而画出
图象为直线,故容易得出结论,故应应该画出
图象;
②利用图中的描点,再用直线将各点相连,如图所示;
③由公式及数学知识可得:
图象中的(5.8~6.2都给分)
;
④本实验误差来自由电流表的内阻不能忽略,故正确公式应为:
而当电阻无穷大时,电流表分压可以忽略,故本实验中电动势测量准确,所测内阻为电流表内电阻与电源内阻之和,故所测偏大.
点评:本题要注意利用闭合电路欧姆定律得出正确的表达式,再结合图象即可得出正确结论;对于误差的分析,要注意采用极限分析法,本题中若电流为零,则电流表的分压即可忽略;并且从图象和公式来看,电流表的影响只限于内阻上,对电动势没有影响.
在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按右上图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系.当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右下图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路.
(1)S闭合后,将线圈A 插入线圈B的过程中,电流表的指针将 (填:左偏、右偏或者不偏).
(2)线圈A放在B中不动时,指针将 (填:左偏、右偏或者不偏).
(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将
(填:左偏、右偏或者不偏).
(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将 (填:左偏、右偏或者不偏).
正确答案
(1)右偏,(2)不偏,(3)右偏,(4)左偏
试题分析:(1)根据楞次定律,线圈A插入B时,向上的磁通量增加,根据楞次定律产生感应电流阻碍其内部磁通量增加,所以B上方为S极,即对应电流为从下流到上,即右偏。
(2)A静止不动,则磁通量不变,所以没有感应电流,所以不转
(3)P左移,则电阻变小,则电流变强,因此等价于吧A放入B,因此感应电流方向不变,右偏。
(4)断开电键S,则向上磁通量减少,因此产生感应电流与原先相同相反,所以左偏
点评:本题通过考察对楞次定律的理解,考察感应电流的判断方法:增反减同的真正含义。
(11分)某同学用图所示的电路测定一电动势约2.8V的直流电的电动势和内阻,现有下列器材可供选用:
E.滑动变阻器R3(阻值0~15Ω)
F.开关、导线若干
操作步骤如下:
①该同学考虑由于电流表量程过小,需要扩大电流表量程。应在电流表上 (填“串联”或“并联”)定值电阻 (填“R1”或“R2”)。
②将改装后的电流表重新接入电路,并把滑动变阻器阻值仍调到最大,此时电流表指针偏转角度较小。逐渐调小滑动变阻器阻值,电流表示数有较大的变化,但电压表示数基本不变,该现象说明
③为了让实验能正常进行,该同学对图8的电路做了适当改进,请画出改进后的电路图。
④用改进后的电路测定出两组数据:第一组数据为U1=1.36V,I1=0.27A;第二组数据为U2=2.00V,I2=0.15A;则电池的内阻为 Ω(计算结果保留两位小数)。
正确答案
①并联 R1 ②电源内阻太小 ③如图所示 ④0.33
试题分析:①将电流表改装成大量程的电流表需要并联电阻,两节干电池的电动势约2.8V,则电压表量程选0-3V.电路中最小电流约,如电流表并联R1, 由
则改装后的电流表量程为I1=0.5A,如果并联R2,由
则改装后的电流表量程为I2=0.12A,故选择并联电阻R1,②电压表示数基本不变,由闭合电路欧姆定律U=E-Ir知,因为电源的内电阻太小,现象是电压表的示数变化不明显,③由于电源的内电阻太小,故在电路中串联一个定值电阻,设计图如上所示④由闭合电路欧姆定律U=E-I(R2+r),将两组数据带入,解得内阻r=0.33Ω。
(10分)某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率。
(1)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L= mm,直径d= mm。
(2)为精确测量R的阻值,该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻。他将红黑表笔分别插入“+”、“—”插孔中,将选择开关置于“×l”挡位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度较小,如图甲所示。试问:
①为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“ ”挡位置。
②再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“”处,如图乙所示,那么他该调节 直至指针指在“
”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置。
③现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10)
F.最大阻值为99.99的电阻箱R2
以及电源E(电动势4V,内阻可忽略)、电键、导线若干为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大,除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有 。请在下面的方框中画出你设计的电路图。
正确答案
(1)70.15 4.600 (2)① ②欧姆调零 ③ACEF
试题分析:(1)游标卡尺读数注意游标尺零刻度线左侧读出主尺上面毫米的整数部分即70mm,再看游标尺上与主尺对齐的刻度线即,游标尺20分度,精确度为0.05mm,所以最终结果为
。螺旋测微器读数先读出固定刻度上面半毫米的整数倍即4.5mm,再从可动刻度上找到与固定刻度对齐的刻度,注意估读一位即10.0,螺旋测微器精确度为0.01mm,最终读数为
。
(2)①欧姆档选择时指针偏转角度小,说明读数很大,所以要换用大倍率即
。②换倍率后重新欧姆调零,红黑表笔短接后指针不指零,选择欧姆调零旋钮把指针调到0.③电源电动势4v所以电压表D量程过大,读数不准,选择C。根据图丙可知待测电阻在150
左右,所以电流
,电流表选择A量程太小,B的量程过大,所以我们选择把A与定值电阻并联扩大量程。为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大,要接入滑动变阻器并且选择分压式,根据待测电路
,所以电流表选择内接法,电路图见答案。
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