- 欧姆定律
- 共4751题
(6分)某同学取来一个“黑箱”,准备探测内部结构:如图,该“黑箱”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件,且已知电学元件的种类只可能是电阻、二极管或电池。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;
第二步:用多用电表的欧姆挡,对任意两个接线柱正、反向测量,将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表:
①若在某次测量时,档位及指针位置如图所示,则此时多用电表的读数为________Ώ
②第一步测量结果表明盒内___________。
③请在下图的接线柱间,用电路符号画出黑箱内的元件及连接情况
正确答案
①4.0Ώ ②无电源 ③如图所示
试题分析:①电阻×1档读第一行,测量值等于表盘上读数“4.0”乘以倍率.
②使用电压档进行测量,目的是看内部是否有电源,由于指针没有示数,因此内部无电源,故黑箱内不存在电源.故答案为:无电源.
③对电阻来讲,无论表笔怎么接,数值都不变,所以AB之间接电阻,且阻值为100Ω;对二极管来讲,正向电阻较小,而反向电阻较大,由AC和BC间的读数知二极管接在AC之间,且正极接在C点,反向阻值为10kΩ;由CA间读数知二极管的正向电阻为90Ω.
(6分)一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是“×1”、“×10”、“×100”。用“×10”档测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为使测量值更准确,应换到__________档;如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是_________________________。
正确答案
.×100,将红、黑表笔短接,用“欧姆调零旋钮”调零;
试题分析:表头指针偏转角度很小,为使测量值更准确,应换到高倍率的×100档,如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,缺少的步骤是欧姆表调零,即将红、黑表笔短接,用“欧姆调零旋钮”调零。
在“描绘额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图(甲)所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好.
①请根据实验连接电路图在图(乙)中虚线框内画出实验原理图;
②合上开关后,若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为_____。
③实验电路故障完全排除后,实验中测得有关数据如下表:
根据表中的实验数据,在图 (丙)中画出小灯泡的I-U特性曲线。
④若把该小灯泡直接接到电动势为2.5V,内阻为2.0Ω的电源上,小灯光实际消耗的功率为 W(保留三位有效数字)
正确答案
①请根据实验连接电路图在图(乙)中虚线框内画出实验原理图;(3分)② g (2分)
③根据表中的实验数据,在图(丙)中画出小灯泡的I-U特性曲线;(3分)④ 0.50 W(3分)
试题分析:①根据实验连接电路图分析为分压式和外接法,原理图如图;②由题意知电流表和电压表始终有示数但不能调零,故只有g导线断路;③根据表中的实验数据用平滑的曲线连接成图线;④由闭合电路欧姆定律,知
,当路端电压为U=2.00V时,I=0.25A,在丙图中画出电源的U-I图线,与小灯泡的I-U特性曲线的交点,就是流经小灯泡的电流和电压,其交点的坐标为U=2.00,I =0.25,故小灯泡的功率P=UI=0.50 W。本题的关键点是小灯泡直接接到电动势为2.5V,内阻为2.0Ω的电源上时的电压和电流,不能用闭合电路欧姆定律求解,需要画出电源的伏安特性曲线,如上图所示,根据交点坐标求解小灯泡的实际功率。
用图甲所示电路测量一个蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外,可供使用的器材还有:
A.电压表(量程3v)
B.电流表(量程0.6A)
C.电流表(量程3A)
D.定值电阻R0(阻值3Ω, 额定功率4W)
E.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,额定电流为2A)
(1)电流表应选_____________;(选填器材前的字母序号)
(2)根据实验数据做出U-I图象,如图乙所示,蓄电池的电动势E="_____" V,内电阻r=______Ω。
正确答案
(1)B; (2)1.95~2.0范围均可; 0.6~0.75Ω范围均可;
试题分析: (1)蓄电池的电动势约为2V,电路最大电流约为I==0.67A,电流表应选B;
由图乙所示图象可知,电源电动势为2.0V,内阻r=-R0=0.75Ω
(10分)为研究热敏电阻的阻值随温度的变化关系,实验室提供的器材有:
电流表(量程60mA,内阻约为10Ω) 电压表(量程6V,内阻约为20kΩ)
热敏电阻(100℃时阻值约为100Ω) 电池、开关、一杯水、酒精灯、温度计和导线若干。
⑴一位同学根据现有器材设计实验电路并连接了部分实物,如右图所示,请用笔画线代替导线,将电压表接入电路;
⑵用酒精灯对水加热,并通、断电路,记录了热敏电阻在不同温度下电流和电压的测量值,如下表所示,请在图示的坐标系中画出U-I图象;
⑶根据所绘图象可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而 (选填“减小”、“增大”或“不变”);
⑷该同学发现,利用所画的U-I图象还可以得出 实验中所用电池的电动势E= V、内电阻r= Ω (结果保留3位有效数字)。
正确答案
⑴如下左图所示 ⑵如下右图所示 ⑶减小 ⑷5.90~6.10,19.0~21.0
试题分析:⑴根据题意可知R<,因此,应采用电流表的外接法,其实物连线如答案图所示。
⑵根据表格中的数据,采用描点作图。
⑶由表格中的数据可知,随着温度的升高,电流表的读数逐渐增大,根据闭合电路欧姆定律可知电路中的总电阻逐渐减小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
⑷由于电路中只存在热敏电阻这一用电器,因此电压表的读数即近似为电路的路端电压,因此所绘U-I图线其实是电源的伏安特性曲线,因此其纵截距表示了电源的电动势,有:E=6.0V(由于作图和读数存在误差,因此结果在5.90~6.10V之间均可),图线斜率的绝对值表示了电源的内阻,有:r=Ω=20.0Ω(同样由于作图和读数存在误差,因此结果在19.0~21.0Ω之间均可)。
(1)用多用电表的电阻档测量阻值约为几十千欧的待测电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为电阻档调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上电阻档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到待测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准电阻档´1k
d.旋转S使其尖端对准电阻档´100
e.旋转S使其尖端对准OFF档,并拔出两表笔
正确操作后,多用表的指针位置如图所示,此被测电阻Rx的阻值约为 W。
(2)某同学利用多用电表的电阻档判断二极管的正负极,当红表笔接A端,黑表笔接B端时,电阻很小;当黑表笔接A端,红表笔接B端时,电阻很大,如图所示,则 端是二极管的正极。(填“A”或“B”)
正确答案
(1)cabe、2×104;(2)B
试题分析:(1)因待测电阻大约几十千欧,所以应选用×1k倍率的电阻档,然后进行短接调零,测量后将旋钮旋至OEF档,拨出表笔,放回原位,故正确操作的步骤是cabe;被测电阻的阻值;(2)二极管具有单向导电性,根据题意可知,当红表笔接A时,电流从二极管正极流入,而欧姆表的使用规则是“红入黒出”,所以可以判断二极管B端为正极;
用伏安法测量待测小灯泡的电阻,并描绘该灯泡的伏安特性曲线。小灯泡上标有“3V 0.2A”字样,有下列器材可供选用:
A.电压表(0—3V,内阻约1kΩ)
B.电压表(0—15V,内阻约5kΩ)
C.电流表(0—0.3A,内阻约2Ω)
D.电流表(0—0.6A,内阻约0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,1A)
F.滑动变阻器(1000Ω,0.1A)
G.直流电源(6V,内阻不计),另有开关一个、导线若干
(1)实验中电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 .(只填器材前面的字母代号)
(2)请在答卷实物图中用铅笔画线代替导线连接实验电路。
正确答案
(1)A、C、E;
(2)
试题分析:(1)因小灯泡的额定电压为3V,故使用0—3V量程的电压表即可;灯泡的额定电流为0.2A<0.3A,所以电流表选用0—0.3A量程即可;变阻器F允许通过的最大电流为0.1A,连入电路无法使得小灯泡正常工作,所以应选择E;(2)电压表测量小灯泡电压,与灯泡并联即可,如下图所示:
某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图甲所示,两电极相距L=0.314 m,其间充满待测的河水.安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径,结果如图丙所示.他还选用了以下仪器:
量程为15 V、内阻约为300 kΩ的电压表,
量程为300 μA、内阻约为50 Ω的电流表,
最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器,
电动势E=12 V、内阻r=6 Ω的电池组、
开关各一个以及导线若干.
图丁所示坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值.
根据以上材料完成下列问题:
(1)测量玻璃管的内径时,应用图乙所示的游标卡尺的A、B、C三部分中的______部分与玻璃管内壁接触.(填代号),由图丙可知,玻璃管的内径d=________mm.
(2)利用丁图U-I图像可得到水柱的电阻R= ,再用电阻率的公式可算出水柱的电阻率。
(3)图戊所示的仪器部分已连线,请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实物连接图.
(4)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________端.
正确答案
(1) A 56.6mm (2) (3)见解析 (4) A
试题分析:(1)测量爪A是测量玻璃管内径的.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×0.1)mm,所以本题读作:5mm+6×0.1mm=56.6mm.
(2) 在坐标纸中画出U-I图像如图所示.
图线的斜率等于水柱的电阻 (允许误差在10%以内)
(3) 如图所示
(4) 闭合开关时应保证测量电路的电压为零,故滑动触头应滑至最左端(A端)
点评:本实验根据测出水柱电阻,根据
算出电阻率。
(8分) 某电流表的量程为50mA,内阻为50,其表面的刻度盘已损坏,要重新通过测量来刻画出刻度值,有下列器材:
E.“0.6A,0.5标准电流表
F.“3A,0.01”标准电流表
G.5标准电阻
F.20标准电阻
I. 开关及导线若干
(1)应选用的器材 (填选用器材序号)。
(2)画出实验电路图
(3)待刻度电流表的电流表刻度值x = .说明式中各物理量的表示意义 。
正确答案
(1)ABCEGI(2分)
(2)电路图略(用E串联G成为电压表,在用外接法、分压式电路)(2分)
(3) (2分)
式中为E表示数,
为E表内阻,
为5Ω标准电阻,
为待刻画表内阻 (2分)
(1)ABCEGI(2分)(2)电路图略(用E串联G成为电压表,在用外接法、分压式电路)(2分)(3)改装后的电压表与R并联,所以R两端电压为,所以流过R的电流由欧姆定律可知为
式中
为E表示数,
为E表内阻,
为5Ω标准电阻,
为待刻画表内阻
、某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
小题1:为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(以上均填器材代号)
小题2:为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
正确答案
小题1:A2 V1 R1
小题2:如图
分析:由图象可知小灯泡的电压及电流范围,则可根据安全性及准确性选出合适的仪表;由表格中电流从零开始变化,可知滑动变阻器的接法,根据所选电流表和电压表内阻可知电流表的接法.
解:①由图可知,电流最大值为0.12A,故电流表应选用A2,灯泡两端的电压最大为2.5V,故电压表应选用V1,由图可知,电流电压是从零开始变化的,故应选用分压接法,故滑动变阻器应选用R1;
②滑动变阻器选用分压接法;
因小灯泡内阻一般较小,故应选用电流表外接法,
如右图
故答案为:(1)A2、V1;R1
(2)如上图所示
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