- 欧姆定律
- 共4751题
如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置,平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地。给平行班电容器充电后,电量不变时;(以下空内选填“变大”、“变小”或“不变”)
小题1:指出下列三个图所示的情况下,静电计指针的偏转变化情况:
①正对面积减小时,静电计指针的偏转 ;
②板间距离增大时,静电计指针的偏转 ; ③插入电介质时,静电计指针的偏转 。
小题2:实验说明平行板电容器的电容与正对面积、板间距离,电介质的介电常数之间的关系为:电容随极板正对面积的 、极板间距的 、介质介电常数的 而变大。
正确答案
小题1:变大、变大、变小
小题2:变大、变小、变大
略
用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电阻r,所给的器材有:
(A)电压表V:0—3—15V;
(B)电流表A:0—0.6—3A;
(C)滑动变阻器R1(总电阻20Ω);
(D)滑动变阻器R2(总电阻100Ω);
以及电键S和导线若干.
小题1:画出实验电路图(标明变阻器规格).
小题2:如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点,已知4点和7点刚好落在坐标纸交线上。请你完成图线,并由图线求出ε=_ _______V,r=_____ ___Ω.
实验电路图
正确答案
小题1:电路如图所示 (图和R1 全对得4分)( 滑动变阻器选R1)
小题2:1.5,0.5 (各2分)
(1)根据电池的电动势和图中的电流值可选取电流表及电压表;滑动变阻器在本实验中作为限流使用,故应选取若大于内阻的滑动变阻器;
(2)用直线将各点相连,注意让各点尽量分布在直线两侧;由图象与纵坐标的交点可求得电动势;图象的斜率表示电池的内电阻.
解:(1)由图可知,电流小于0.6A,故电流表应选用的量程为0-0.6A;而电池的电动势约为1.5V,故电压表应选用的量程为 0-3V;
为了调节方便并能减小误差,故变阻器应选用R1;
(2)根据数据点位置完成U-I图线,由图可知,电动势为1.5V;图象的斜率为:r==0.50Ω;
点评:本题考查测电动势和内阻实验的数据处理,注意要结合公式理解图象的斜率及截距的含义.
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,有位同学按右图所示的电路进行连接,他共用6根导线,即aa′、bb′、cc′、dd′、b′e及df,由于混进了一根内部断开的导线,所以当他合上开关S后,发现两个电表的指针都不偏转.他用多用电表电压挡测量ab′间的电压时,读数约为1.5 V,为了确定哪一根导线的内部是断开的,可以再用多用电表的电压挡测量aa′两点间的电压,如果也约为1.5 V,则一定是____________导线断开;如果第二次测量电压是0 V,则一定是____________导线断开.
正确答案
aa′ bb′
若Uaa′="1.5" V,Uab′="1.5" V,说明b′d′是通路,bb′是通路,aa′是断开的.若Uab′="1.5" V,Uaa′=0,说明b′d′是通路,bb′是断开的.
(10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。
①实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。 .
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则d应选下表中的 (用表中编号D、E、F表示)。
(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为 。
②按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U 数据描在图中所示的坐标系上。由图可求得金属丝电阻R= Ω ,该金属丝的电阻率 ρ= Ω•m (保留两位有效数字)。
正确答案
(1)①不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比;② E;(2)①1.600mm;②0.5;1.3×10-6;
试题分析:(1)①不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比;②由固定变量法可知,d应该与镍铬合金材料不同,长度和截面积相同的导体,即为E;(2)①金属丝的直径为:d=1.5mm+0.01mm×10.0=1.600mm;②连接U-I图线上的各点,得到此电阻的U-I线如图:
由图线求得直线的斜率,即为电阻的阻值:;该金属丝的电阻率
(9分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计) B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω) C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.滑动变阻器(10Ω,1A)
E.滑动变阻器(1kΩ,300mA) F 开关、导线若干
(1)本实验中滑动变阻器选用 (填 “D” 或 “E ” )
(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如下图所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可确定断路的导线是 ;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是 ;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是 。
(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在如图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
(4)如图所示,将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为4V的电路上,每个灯泡的实际功率为 w(结果保留两位有效数字)。
正确答案
(1)D(1分) (2)d,h,g; (共3分,各1分)(3)如图 (2分) (4)0.30W (3分)
试题分析:(1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线,需测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,为调节的方便,滑动变阻器用阻值较小的,故选择D;(2)电压表有示数,说明电路的通路,而小灯泡不亮,灯泡与电压表串联电流很小,所以导线d断开;若电压表示数为零,而电流表有示数,说明电路接通,电压表没有接入电路,所以h断开;若电压表、电流表示数不能调为零,是因为滑动变阻器是限流式接法,故是g断开;(3)描点画图,如图所示
(4)设灯泡的电压为U,电流为I,根据闭合电路的欧姆定律得:,所以
,代入数据
,在灯泡的伏安特性曲线同一坐标上画出该直线,其交点
即为灯泡的实际电压、电流值,可得灯泡的消耗的实际功率P=UI=0.3W。
(11分)有一电压表V1,其量程为3V,内阻约为3000Ω,要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
电源E:电动势约15V,内阻不计;
电流表A1:量程100mA,内阻r1="20Ω" ;
电压表V2:量程2V,内阻r2="2000Ω" ;
定值电阻R1:阻值20Ω;
定值电阻R2:阻值3Ω;
滑动变阻器R0:最大阻值10Ω,额定电流1A;
电键一个,导线若干。
(1)实验中应选用的电表是 ;定值电阻应选用 。
(2)请你设计一个测量电压表V1的实验电路图,画在虚线框内
(3)说明实验所要测量的物理量:
(4)写出电压表V1内阻的计算表达式RV1= 。
正确答案
(1)V2;R1 (各2分) (2)电路图如图所示。(3分)
(3)电压表V1的示数U1 ,电压表V2的示数U2 (各1分) (4)r2 (2分)
试题分析:(1)因待测电压表电压为3V,满偏电流为,远小于电流表的满偏电流100mA,所以不能使用电流表测量电流,考虑使用电压表V2,因其满偏电流
,所以可以将两电压表串联使用,所以应选用的电表是V2;显然滑动变阻器应用分压式接法,因电压表V1与V2的最大串联电压为
,根据串联单路分压规律可知,
,解得R=20Ω,所以定值电阻应选R1.
(2)由上面分析可知,电路图如图所示
(3)由欧姆定律所以,只要读出电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2,即可求出待测电压表的内阻,可解得
.
(14分)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(6V 500mA) B.电流表A(0-0.6A 内阻约0.5Ω)
C.电压表V(0-3V 内阻5kΩ) D.滑动变阻器R1(0-lkΩ 100mA)
E.滑动变阻器R2(0-5Ω 1.5A) F.电阻箱R3(0-9999.9Ω)
G.直流电源E(约6V,内阻不计)H.开关S,导线若干
(1)将电压表量程扩大为6V,与它串联的电阻箱的阻值应调为 kΩ.
(2)图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用 (选填"Rl"或"R2").
(3)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化,则电路中出现的故障可能是
(4)排除故障后,测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴,电流表的示数I为纵轴,描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图所示.若电压表V的实际阻值大于5kΩ,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的 (选填"上方"或"下方").
⑸如果改装后的电压表有两个量程3V和6V,请根据图甲的电路图用笔画线代替导线,将图中的实验电路连接完整。并根据图说明在闭合电键之前滑片P应应置于 端(选填“a”、“b”或“ab中间”)
正确答案
(1)5 (2)电路图如图;;(3)ac间断路;(4)上方;(5)连线如图,a
试题分析:(1)将电压表量程扩大为6V,与它串联的电阻箱的阻值应调为;(2)小灯泡的电阻为
,改装成的电压表的内阻远大于小灯泡的内阻,故采用安培表外接电路;因为采用分压电路,故滑动变阻器选用阻值较小的R2,电路如图;(3)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化,即电压表的读数不能调节到0,说明滑动变阻器和电源及灯泡组成了串联限流电路,则电路中出现的故障可能是ac间断路;(4)若电压表V的实际阻值大于5kΩ,所以导致测量的灯泡的电压值偏大,即相同电流情况下,灯泡实际电压比测量值偏小,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的上方.(5)电路如图所示;在闭合电键之前滑片P应应置于a端.
(6分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联.现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
E.变阻箱(可以读出电阻值,0---9999Ω)一个;
F.开关和导线若干.
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图a、图b两个实验电路.为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是 (填“图a”或“图b”)电路.
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,多次改变变阻器阻值,读出多组读数R和电压表的读数,由测得的数据作出图像,如图c所示,则电源的电动势E= V;电压表的内阻RV=
.
正确答案
(1)图b, ⑵ 4; 1785.7
试题分析:由于滑动变阻器阻值较小,对电路的改变非常有限,为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是图b,从图中可以看出R=0时,V=4V,R=2500
时,电压表两端电压为
,变阻箱分的电压为
,然后利用电压值比等于电阻比可以求得电压表内阻为1785.7
。
要测量一个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,内阻待测)
B.电流表A(量程3A,内阻约0.01Ω)
C.定值电阻R(已知阻值6kΩ,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“×1K”挡且操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图所示,则测量的结果是_____________。
(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(a)、(b)实验电路,你认为其中较合理的电路图是_________________。
(3)用你选择的电路进行实验时,用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=______________。
正确答案
(1)7KΩ或7×103Ω (2)b (3)
试题分析:(1)用多用电表进行粗测时,表盘上的读数是7,选用“×1K”挡,故读数为7KΩ;
(2)a图中电压表的内阻较大,电流表的示数太小,误差太大,b图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小;
(3)K2闭合、断开时伏特表读数U1和U2,K2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者串联,电流相等,由串并联规律得:解得:
(14分)某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测得其电阻值约为.为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(用
表示)的电阻.
A.电源(电动势为3.0V,内阻不计)
B.电压表(量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ) C.电压表
(量程为0~15.0V,内阻约为6kΩ)
D.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω) E.电流表
(量程为0~3.0A,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2.0A) G.滑动变阻器
(最大阻值1kΩ,额定电流1.0A)
H.定值电阻(阻值为3Ω) I.开关S一个,导线若干
(1)如下图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量,其读数是________mm.
(2)实验时电压表选________,电流表选________,滑动变阻器选________.(只填代号)
(3)为提高实验的精确度,请你为该实验小组设计电路图,并画在下面的方框中.
(4)某次测量时,电压表示数为,电流表示数为
,则该铜芯线材料的电阻率的表达式为:
=_______.
正确答案
(1)0.700 (2分) (2) B (2分),D(2分) ,F (2分)
(3)电路图如下图(电流表外接法+滑动变阻器分压式或限流式均可)(3分)(4)(3分)
试题分析: (1)由图螺旋测微器可知,固定刻度所示为0.5mm,可动刻度示数为20.0×0.01mm=0.200mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm.
(2)电源电动势为3.0V,电压表应选(量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ),即选B;通过电线的最大电流约为
,为准确测量,电流表应选电流表
(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω),即选D,为方便实验操作,应选最大阻值减小的滑动变阻器,则选F.
(3)由于,则选用电流表外接法;滑动变阻器选用分压式或限流式均可待测电电阻较小,为保证电路安全,待测电阻应串联一个保护电阻,电路图如图所示.
(4)铜芯材料电阻,则电阻率
.
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