- 欧姆定律
- 共4751题
有一小灯泡上标有“6V,0.1A”的字样,现要测量灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻2.0kΩ)
B.电压表(0~10V,内阻3.0kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻3.0Ω)
D.电流表(0~6A,内阻1.5Ω)
E.滑动变阻器(30Ω,2A)
F.学生电源(直流9V)及开关、导线等
(1)实验中所用的器材为______(填字母代号).
(2)画出实验电路图,要求电压从0开始测量.
正确答案
(1)灯泡额定电压为6V,额定电流为0.1A,实验需要选择电压表B,电流表C,除此之外还需要滑动变阻器E,学生电源F.
(2)实验要求电压从0开始测量,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻为R==
=60Ω,
=
=20,
=
=50,
>
,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
故答案为:(1)B、C、E、F;(2)电路图如图所示.
(6分)用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R0是保护电阻,电压表内阻对电路的影响可忽略不计。
该同学连接好电路后,闭合开关S,改变电阻箱接入电路的电阻值,读取电压表的示数。根据读取的多组数据,他画出了图乙所示的图像。
(1)在图乙所示图像中,当=0.10V-1时,外电路处于 状态。(选填“通路”、“断路”或“短路”)。
(2)根据该图像可求得该电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
正确答案
(1)断路
(2)10±0.5 50±2
略
(18分)
(1)“测定某电阻丝的电阻率”实验
①实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是_ mm。
②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值:
已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ,下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:__ (填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是 ;根据表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为__________Ω。
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔
c.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位
d.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:
电压表V(量程3V,内阻50kΩ)
电流表A1(量程200μA,内阻200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用 (填字母代号);
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;
④分别用L、d、RX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ= 。
(2)某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材,研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”。在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时,他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上,实验装置如图所示。当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时小车上的强磁铁插入线圈中,接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小(E近似看成恒定)。调节小车末端的弹簧,小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出。下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t。
①由实验装置可以看出,实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同,这样可以实现控制__________不变;
②为了探究感应电动势E与△t的关系,请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案。(写出必要的文字说明)
正确答案
(1)①0.642
②c、a、b、d ;Í1k ;32000Ω
③a.A1
b.如下图所示。
④
(2)①磁通量的变化量
②方法1:选择多组数据计算感应电动势E和挡光时间△t的乘积,在误差范围内其乘积为定值,得到在磁通量变化一定时,E与△t成反比。
方法2:以感应电动势E与挡光时间为横、纵坐标,根据数据描点作图,E—
图线为通过原点的直线,得到在磁通量变化一定时,E与
成正比。
答出其中一种方法得3分。
略
某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10V、额定功率在12W~15W之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示).实验室有下列器材可供选用:
直流电源:E1(电动势为3V,内阻很小)
E2(电动势为15V,内阻很小)
直流电流表:A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
直流电压表:V(量程为3V、内阻为3kΩ)
滑动变阻器:R1(阻值范围0~20Ω)
R2(阻值范围0~200Ω)
定值电阻:R3=3kΩ、R4=9kΩ、R5=25kΩ
开关一个,导线若干
为使测量尽可能准确、方便,请回答:
①电源应该选择______(填“E1”或“E2”);
②电流表应该选择______(填“A1”或“A2”);
③滑动变阻器应该选择______(填“R1”或“R2”);
④由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装.请选择合适的定值电阻,在答卷所示图中用笔画线当导线连接好测量电路的剩余部分.
正确答案
(1)测量一个额定电压为10V的用电器L的额定功率,需要一个电动势至少为10V的电源.所以不能选择电动势为3V 的电源,要选择电动势为15V的电源E2.
(2)用电器正常工作时的电流:确定电流表量程I==
A=1.5A,所以要选择量程大于1.5A的电流表A2;
(3)用电器正常工作时的电阻值约:R==
≈7Ω,此时最大电阻为20Ω的滑动变阻器便能够起到很好的分压效果,最大电阻是200Ω的滑动变阻器使用起来的效率较低,调节的效果也不太好.所以要选择最大电阻值为20Ω的滑动变阻器R1.
(4)电压表的量程是3V,要扩大它的量程至少到10V,此时分压电阻上的电压为:U分=10V-3V=7V
根据串联电路的分压原理:=
,所以:R串=
•RV=
•3kΩ=7kΩ
所以需要给电压表串联一个至少7kΩ的定值电阻(太大也不好,定值电阻太大则量程太大,读数的效果不好.)所以9kΩ的定值电阻很合适.
由于用电器的电阻值约7Ω,属于小电阻,所以电流表要使用外接法.
根据以上的选择,先画出实验的电路图,然后连接实物图如图所示.
故答案为:①E2;②A2;③R1;④如图
(1) 将铜片、锌片插入水果中,能制成“水果电池”。某同学采用如图所示的实物图测量水果电池的电动势(E)和内阻(r)。
①实物图的导线连接仅有两处错误,分别是导线_______和导线________。(用“A”~“F”表示)
②更正电路后,改变滑动变阻器的阻值,某同学记录电压表和电流表的读数,经数据处理得到水果电池的电动势E=3.60V、内阻r=32.4Ω。但后来检查发现,该同学上述每次记录的电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍,则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为:E=_______V、r=________Ω。
(2)在如图(a)的电路图中,电源的电动势为3V,内阻未知,R0=4Ω。调节变阻器R1的阻值,使电压表V读数为1.5V后固定R1的阻值不变,然后将电阻R0更换成一只标示“1.5V 0.9W”的小灯泡,若已知小灯泡的伏安曲线如图,则小灯泡的此时实际功率为 ▲ W,实际功率 额定功率(填“大于”、“小于”或者“等于”)
正确答案
(1)C(D) F 0.36 32.4 (2)0.5 小于 (做出E="3V" ,内阻为4欧的U—I图线与福安曲线的交点既为灯泡的实际功率)
解:(1)本电路中滑动变阻器和电压表接法错误。①滑动变阻器在电路中采用“一上一下”的接法,若采用“同下”接法,滑动变阻器相当于一定值电阻,若采用“同上”接法,滑动变阻器相当于短路。而本实验中滑动变阻器采用“同下”接法,连结是错误的,应把C或者D导线接在上面接线柱。②电压表在电路中采用“正进负出”的接法,而电源负接线柱的导线F接在电压表的正极是错误的,应该把电源负接线柱的导线F接在电压表负接线柱上。综合分析,改正后的两处错误为:C(D)和F。
(2)导体电阻是导体本身的一种属性,跟导体两端的电压和流过电流的多少无关,导体电阻只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。根据题意,原来测得的水果电池的电动势E=3.60V、内阻r=32.4Ω。但后来检查发现,该同学上述每次记录的电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍,所以该水果电池的电动势,水果电池的内阻为
。
(3)①根据题意,电源的电动势为3V,内阻未知,R0=4Ω。调节变阻器R1的阻值,使电压表V读数为1.5V后固定R1的阻值不变,此时电路中电流为,随后将电阻R0更换成一只标示“1.5V 0.9W”的小灯泡,若小灯泡正常发光时的电流为
,可知小灯泡接入电路将不能正常发光,所以小灯泡的实际功率小于额定功率。
②做出E="3V" ,内阻为4欧的U—I图线与小灯泡的伏安曲线的交点既为灯泡的实际功率,从下图中可知此时小灯泡的实际功率为。
【答案小结】(1)C(D),F 0.36 32.4 (2)0.5 小于 (做出E="3V" ,内阻为4欧的U—I图线与福安曲线的交点既为灯泡的实际功率)
某科技活动小组同学, 用下如下图甲的实验器材, 测绘一个非线性电学元件的伏安特性曲线, 其中电压表内阻约20KΩ,毫安表内阻约200Ω, 滑动变阻器最大阻值为100W, 电源能提供的电压为9V。实验测得该元件两端电压U和通过它的电流I的数据如下表所示:
(1) 根据表中的数据可获得的信息及有关电学实验的知识, 请在右边的方框中画出该活动小组采用的实验电路图。
(2) 图甲是尚未完成连接的电路, 请你把其连接完整。
(3) 根据表中数据,在图乙的坐标纸中画出该元件的伏安特性曲线。
正确答案
从题中信息可得该元件的电阻和电流表的内阻接近,所以在连电路时应采用电流表的发接法,避免电流表分压,该元件的电压是从0开始的,所以滑动变阻器采用分压接法,画伏安特性曲线时应采用描点法,然后用圆滑的曲线连接。
(1)(6分)一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,用正确的操作方法,测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g,4位同学提出了4种不同的处理方法:
A.从测定的6组对应值中任意选取1组,用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值
B.先分别求出6个L值的平均值求出g作为测量值
C.先分别用6组L、T的对应值,用公式g=4π2L/T2求出6个对应的g值,再求这6个的平均值作为测量值
D.在坐标纸上作出T2-L图象,从图中计算出图线的斜率k,根据g=4π2/k求出g作为测量值
你认为以上4种方法中,错误的是哪一种 (填代号即可),其余正确方法中,偶然误差最小的是 (填代号即可)
(2)(10分)为测出量程为3 V,内阻约为2 kΩ电压表内阻的精确值。实验室中可提供的器材有:
电阻箱R,最大电阻为9 999.9 Ω定值电阻r1=5 kΩ,定值电阻r2=10 kΩ
电动势约为12 V,内阻不计的电源E,开关、导线若干。
实验的电路图如图所示,先将R调到最大连好电路,再调节电阻箱R的电阻值,使得电压表的指针半偏,记下此时电阻箱R的电阻值R1;然后调节电阻箱R的值,使电压表的指针满偏,记下此时电阻箱R的电阻值R2。
①实验中选用的定值电阻是 ;
②此实验计算电压表内阻RV的表达式为RV= 。
③若电源的内阻不能忽略,则电压表内阻RV的测量值将 。
A.偏大 B.不变 C.偏小 D.不能确定,要视电压表内阻的大小而定
正确答案
.(1)B (3分) D(3分)
(2)①r1 (3分) ②R1-2R2-r1 (4分)
③A (3分)
本题考查实验“用单摆测重力加速度”和“测电压表内阻”,较难题。(1)①理解实验原理。②利用图象法处理实验数据,减小偶然误差。
(2)①为保证电压表可以半偏、满偏,可变电阻的取值范围6~14 kΩ。②因为内阻的影响,会使得电源的输出电压变化,产生系统误差。
(11分)有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:
A电压表(0~5 V,内阻约10 kΩ) B电压表(0~10 V,内阻约20 kΩ)
C电流表(0~0.3 A,内阻约1 Ω) D电流表(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω)
E滑动变阻器(5 Ω,1 A) F滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)
G学生电源(直流输出4V)及开关、导线等
①实验中电压表应选用______,电流表应选用______.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。
②请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。
正确答案
(2)(11分)① A、D、E 每空1分 ②电路图连线图 电路图 4分 连接电路 4分
试题分析: (1)因电源是4V,故电压表选择A,灯泡额定电流I=="0.5A," 电流表选择D,灯泡电阻R=
=8
,滑动变阻器选择E;(2)灯泡是小电阻,电流表使用外接法,电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器使用分压式,电路图如上,实物图如上。
(1)某同学用游标尺上有20等分刻度的游标卡尺测量一工件的长度,测的结果如图所示,该工件的长度L=______cm游标上的20个等分刻度总长为______cm.该同学又用螺旋测微仪测量另一物体的厚度,测量结果如图所示,则该物体的厚度为______mm.若将可动刻度逆时针转过72°(从右向左看),则读数为______mm.
(2)如图所示,是一半导体器件的U-I图
①从图中可以看出,当电流超过某一数值后,其电阻迅速______(填增大或减小)
②将该器件与标有“8V,16W”的用电器串联后接入电动势为10V得直流电源两端,用电器恰好正常工作,则此时该半导体器件两端的电压是______V.该直流电源的内阻为______Ω
③当用电器使用时,不小心发生短路,此时流过直电源的电流是______ A.
正确答案
(1)20分度游标尺的总长度为1.9cm,由图示游标卡尺可知,主尺示数为2mm=0.2cm,游标卡尺主尺读数为20mm,
游标读数为0.05mm×12=0.60mm=0.060cm,工件长度L=0.2cm+0.060cm=0.260cm.
由图示螺旋测微器可知,固定刻度读数为11.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0=0.200mm,
螺旋测微器示数为11.5mm+0.200mm=11.700mm.
螺旋测微器的螺距是0.5mm,可动刻度转360°,测杆前进或后退0.5mm,72°是360°的,
将可动刻度逆时针转过72°(从右向左看),
测杆后退的距离为0.5mm×=0.1mm,此时读数为11.700mm+0.1mm=11.800mm;
(2)①由欧姆定律R=可知,U-I图象的斜率等于导体电阻阻值,
由图象可知,当电流I超过某一数值后,U-I图象的斜率迅速增大,所以其电阻迅速增大.
②用电器的额定电压与额定功率分别为U=8V,P=16W,用电器正常工作时,
电路中电流为I==2A,由图象可知,当I=2A时,半导体器件的电压为U′=1V,
根据闭合电路欧姆定律得,电源的内阻为r==0.5Ω
③当用电器在使用时,不小心发生了短路.
将电源U-I特性曲线画在半导体器件的U-I图中,
交点的横坐标即表示此时流过直流电源的电流,所以流过直流电源的电流是3.3A.
故答案为:(1)0.260;1.9;11.700;11.800;(2)①增大; ②1;0.5; ③3.3.
(1)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律.
①完成平衡摩擦力的相关内容:
(i)取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,______(选填“静止释放”或“轻推”)小车,让小车拖着纸带运动.
(ii)如果打出的纸带如图(b)所示,则应______(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹______,平衡摩擦力才完成.
②某同学实验时得到如图(c)所示的a-F图象,则该同学验证的是:在______条件下,______成正比.
(2)某同学将完好的仪器连接成如图(d)所示电路(其中滑动变阻器的连线没有画出),用来探究小灯泡电阻与电压的关系.
①闭合开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是______(填写选项代号)
a.G与C相连,F与H相连 b.G与C相连,D与H相连
c.G与E相连,F与H相连 d.G与E相连,D与H相连
②在图(d)中将滑动变阻器正确接入电路中.要求:灯泡两端的电压可以从零开始进行调节.
③在正确操作下,该同学得到灯丝两端电压U和对应电阻R的数据如下表:
(i)根据表中数据在坐标中描出R-U图线;(ii)根据图线,可以得到灯丝在未通电时的阻值约为______Ω.
正确答案
(1)①(i)平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻推动小车,使小车沿木板运动;
(ii)由b图可知小车运动的速度越来越大,则小车做加速运动,说明平衡摩擦力时倾角过大,应该减小倾角,反复调节直到带上打出的点迹间隔均匀,说明平衡摩擦力完成;
②由c图可知,加速度与F成正比关系,该同学验证的是:在质量一定的情况下,它的加速度与其所受的合力成正比;
(2)①移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.说明滑动变阻器的电阻不变,要么都解上面两个接线柱,要么都解下面两个接线柱,故选bc;
②要使灯泡两端的电压可以从零开始进行调节,则必须是分压式接法,实物图如图所示:
③运用描点法画出R-U图线如图所示,由图象可知灯丝在未通电时的阻值等于电压为零时纵坐标的数值,即为1.0Ω.
故答案为:(1)①(i)轻推(ii)减小,间隔均匀;
②小车质量一定,它的加速度与其所受的合力成正比.
(2)①bc;②如图所示;③(i)如图所示:(ii)1.0Ω
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