- 欧姆定律
- 共4751题
某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池(电动势约为4.5V,内阻约为1.5Ω),现要测量这个电池的电动势和内阻
,他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器 (最大阻值为12Ω,),一只电压表(量程为3V,内阻约为15kΩ),一只电流表(量程为 0.6A,内阻约为2Ω),一个定值电阻
=5 Ω和若干导线。
(1)该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路,开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到_________(填最大、最小)。
(2)断开开关S,调节滑动变阻器的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电流表的示数.改变滑动变阻器滑片的位置,多次重复上述操作,可得到多组电压值及电流值
,并以
为纵坐标,以
为横坐标,画出
的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势
=____V,内阻
=______Ω.(保留两位有效数字)
(3)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
____
,
______
(填“>”“<”或“=”).引起该实验系统误差的主要原因是___________.
正确答案
(1)最大;(2) =4.3或4.4V,
=5.7或5.8Ω.(保留两位有效数字)
(3)E测
系统误差的主要原因是电压表的分流
试题分析:(1) 开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大,以保证闭合开关后电表不会因为示数太大而被烧坏(2)图像中图线与纵坐标的交点为电源电动势,所以电动势为4.3V,图线的斜率表示电源内阻5.7Ω(3)干路电流为两支路电流之和,所以电流表的示数要比真实的干路电流偏小,所以短路电流比真实值偏小,斜率偏小,所以,r测
点评:本题难度较大,由闭合电路欧姆定律可知图像与纵坐标、横坐标交点、斜率的意义,最难的一点是误差的分析,这要求学生对并联分流原理要有清楚的认识
(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
①首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是 Ω.
②为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是 。其理由是 。
③在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好。
④用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:
用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV= .
正确答案
①3000
②丙 乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小
③实物图连接如右图所示:
④实验步骤:
闭合K1.再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2
RV=。
略
(9分)在“测定金属的电阻率的”实验中,通过多用电表测得金属丝的阻值大约为100Ω。现有以下器材:
A.电源E,电动势约为4.5V,内阻忽略不计;
B.电流表A1,量程0~40mA,内阻RA1约为4Ω;
C.电流表A2,量程0~40mA,内阻RA2为4Ω;
D.电压表V,量程0~15V,内阻RV为15kΩ;
E.定值电阻R0,阻值为50Ω;
F.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω;
G.单刀单掷开关K,导线若干。
(1)要精确测量金属丝的阻值Rx,除A、F、G还需要的仪器有 (填选项代号)
(2)要求测量中尽量减少误差,试在虚线框中画出测量电路图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注);
(3)测量中某块电流表的读数为40 mA,若用到另一块电流表其读数为25mA,若用到电压表其读数为3V,则金属丝的阻值Rx=____________________。
正确答案
(1)BCE (3分) (2)如图所示。(3分)
(3)90Ω(3分)
略
(1)某同学用如图所示电路来测定电池的电动势和内阻。
①实验开始时,滑片P应位于____________端。(填A或B)
②该同学测得如下表的五组数据。根据数据在答题卷相应图中作出U-I图线,从图象可得电池的电动势E=________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留二位小数)。
(2)用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验
①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重物的动能比开始下落时增加了_______J。(结果均保留三位有效数字)。实验中产生系统误差的原因是______________________。
②乙同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是____________________________________________。
正确答案
(18分)(1)①A(3分)②E=1.43V-1.48V(2分)r=0.64Ω-0.78Ω(2分)图象2分,看不见所描点扣1分,图象有分支、弯曲得0分。
(2)①1.82(2分)1.80(2分)纸带通过打点计时器受摩擦阻力(1分);空气阻力(1分)
②先释放重物,再接通计时器电源(3分)(“打下第一个点时重物已经有速度”也给分)
:(1)①要使变阻器的电阻值最大②纵轴截距表示电动势E=1.45V,斜率绝对值表示电源内阻r=0.71Ω。
(2)①mgh=1.00×9.80×18.6×10-2=1.82,vB=AC/0.04=(27.21-12.41)×10-2×/0.08=0.60(m/s),Ek=1.80,纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力
②先释放重物,再接通计时器电源(“打下第一个点时重物已经有速度”也对)
(7分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表(量程为5 mA,内阻约300 Ω);
②电流
(量程为10 mA,内阻约100 Ω);
③定值电阻R1(阻值为300 Ω); ④定值电阻R2(阻值为10 Ω);
⑤滑动变阻器R3(最大阻值为1 000 Ω); ⑥滑动变阻器R4(最大阻值为20 Ω);
⑦干电池(电动势为1.5 V); ⑧开关S及导线若干.
(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________.(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动触头移至最________(填“左”或“右”)端;
②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录、
的示数I1、I2;
③多次移动滑动触头,记录相应的、
示数I1、I2;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.
(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式________________.
正确答案
(1)③;⑥ (2)见解析;(3)①左 ;(4) r=(k-1)R1
试题分析:(1)并联定值电阻应与电流表的内阻接近,故选③;滑动变阻器应接成分压电路,选较小的电阻⑥. (2)实物连线如图:
(3)①接通电源前应该将滑动变阻器的滑动触头移到测量电路两端电压最小的位置,即最左端.
(4)I1r=(I2-I1)R1,所以.
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图甲所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),③定值电阻R1(300Ω),④定值电阻R2(10Ω),⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω),⑥滑动变阻器R4(0~20Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 (在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图乙.
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路, ;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2;
③; ;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图丙所示.
正确答案
(1)③,⑥;(2)见上图;(3)①将滑动触头移至最左端.③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2读数I1,I2
试题分析:(1)器材选择:定值电阻要和待测电流表内阻接近,因为电流表G2的量程是0~10mA,是待测电流表G1的2倍;滑动变阻器的电阻不要太大.故定值电阻选③,滑动变阻器选⑥.
(2)连接实物图如图所示.
(3)补充实验步骤:①将滑动触头移至最左端; ③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2读数I1,I2;
张明同学在一次测电源运动势与内阻的实验中,用实验室仅有的实验器材,电流表一个、电阻箱一个、开关一个和导线若干,设计了如图所示的电路进行实验,测得的数据如下表所示。
利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像;
由图像可知,该电池的电动势E= V,该电池的内阻r = Ω;(结果保留两位有效数字)。
利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比,理论上E测 E真,
r测 r真(选填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
(1)画出R-1/I图像, (4分)
未标出坐标轴物理量, (扣1分)
图像分布不合理 (扣1分)
(2)6.0+0.2; (1分) 2.0+0.2 (1分);
(3) = (1分); > (1分)
试题分析:(1)据表格数据,图像如图所示。(2)由闭合电路欧姆定律得
,则图像斜率为:
,电动势为:
,内阻为:
;(3)由于电流表的分压作用,电压表会分担一部分电压,即:
,则电动势大小不变,而测量值内阻实际上是电源内阻与电流表内阻之和,故测量值大于实际值。
某研究性学习小组欲测定一节新干电池的电动势和内阻。已选用的器材有:
干电池 (电动势为1.5V,内阻很小);
电流表 (量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
电压表(量程0~3 V,内阻约6kΩ);
电键一个、导线若干。
①新电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。实验中所用的定值电阻应选下列的 ,滑动变阻器应选下列的_______(填字母代号)。
A.定值电阻 (阻值1Ω);
B.定值电阻 (阻值10Ω);
C.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω、额定电流2A);
D.滑动变阻器(阻值范围0~1k Ω、额定电流1A)。
②先用多用电表的直流电压2.5V档测电动势,将插在标有“+”插孔中的红表笔接电池的 (填“正极”或“负极”),黑表笔接在另一极上。
③根据选好的实验器材,按正确的器材连接好实验电路如图所示甲,之后接通开关,改变滑动变阻器的阻值R,读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U,根据这些数据画出U-I图线如图乙。根据图线得到电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。
正确答案
(A C 每空2分 (正极 2分 (1.5 0.4 每空2分
试题分析:(由于电池内阻很小,为使电流表、电压表取值范围较大,所以保护电阻不宜太大,故选A;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~1kΩ会出现开始几乎不变最后突然变化的现象,所以选择C;(多用电表的电流应从红色的表笔流入,从黑色的表笔流出,故标有“+”插孔中的红表笔接电池的正极;(根据闭合电路欧姆定律,整理得:
,所以图像与纵轴的截距表示电动势E=1.5V,斜率等于R0+r=1.4Ω,故电源内阻r=0.4Ω.
实验室内有一毫伏电压表(符号,量程为150mV,内阻约145Ω)。现要测量其内阻,实验室提供如下器材:
电动势为1.5V的干电池;
电阻箱R(0~99.9Ω);
滑动变阻器R1(0~50Ω);
标准电流表(符号,量程15mA,内阻约500Ω);
开关s以及导线若干.
(1)请设计一个尽可能精确地测出毫伏表内阻RmV的测量电路,并画在虚线框中.
(2)直接读出的物理量是_______________.(用文字和字母表示)
(3)用这些物理量表示的毫伏表内阻表达式RmV=____________(用英文字母表示)。
正确答案
(1)如图所示;(2)电流表读数I、毫伏表读数U、电阻箱读数R(3)
试题分析: (1)实验要求尽可能精确地测出毫伏表内阻,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于毫伏电压表量程较小,所以采用毫伏电压表与电阻箱并联到电路中.如图所示。
(2)直接读出的物理量是电流表的读数Ⅰ、毫伏表的读数U和电阻箱电阻R。
(3)通过毫伏表的电流是I-,毫伏表内阻的表达式Rmv=
。
一种供实验使用的小型电池,电动势约为9V,内阻约为40Ω,电池允许最大输出电流为50 mA,为了准确测定这个电池的电动势和内阻,用图甲a所示的实验电路进行测量(图中电压表内阻很大,可不考虑它对测量的影响),R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω,R0是保护电阻。
①按实验要求,把图甲b中的实验器材按实验电路图进行正确连线
②实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:
A. 10Ω,5W B.150Ω,0.5W
C.800Ω,2.5W D.1.2 kΩ,1W
实验时,R0应选用______较好。
③在实验中当电阻箱调到图乙所示位置后,闭合开关S,电压表示数9.0V,变阻箱此时电阻为____Ω,电路中流过电阻箱的电流为 mA。
④断开开关,调整电阻箱阻值,再闭合开关,读取电压表示数,多次测量后,做出如丙图所示线,则该电池电动势E=_____V,内阻r= Ω。
正确答案
①
②B;③750Ω,10mA;④9.5V,50Ω;
试题分析:①按照电路图进行连接,注意电阻箱的接线柱和电压表的正负接线柱,电流要从电压表的正接线柱流入;如下图所示:
②电源的最大输出电流为50mA=0.05A,所以为保护电路,电路中的最小电阻为,故保护电阻阻值至少为
,所以定值电阻应选择B;③由图乙所示电阻箱可知,电阻箱阻值为
;
能过电阻箱的电流为;
④由闭合电路欧姆定律可知,则
,所以可知图线的截距即电源电动势
,图线的斜率为电源内阻
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