- 欧姆定律
- 共4751题
在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验,得到E-1/Δt
图线如图所示。
(1)从观察和分析该实验装置可看出,在实验中,因磁铁相对螺线管位置的变化都 (选填“相同”或“不同”),从而实现了控制 不变。
(2)在得到实验数据之后,计算机得到图2的E与△t的关系,如果横坐标取_____________,就可获得如图3所示的图线;并且由图3可得出的实验结论是 ________________________________。
(3)仅将线圈匝数变为原来2倍后重新做实验,在图3上画出实验图线。
正确答案
(1)相同,磁通量变化
(2)1/△t,在磁通量变化相同的情况下,感应电动势与时间成反比
(3)略
由知:在
不变时,
与
成正比,改变导轨的倾角和小车释放的位置,可改变小车通过光电门的时间即得到相应的感应电动势,但在此过程中挡光片的宽度和光电门的位置不变,才能保证
不变,当线圈匝数加倍则
变为原来的2倍,描点画出图像。
(1)(8分)用多用表的欧姆档测量阻值约几十千欧的电阻Rx,以下是一些主要的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆调零旋钮,请填写其中空白部分:
(2)(10分)如图乙是验证动能定理的装置,除图示器材外,还有打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸,天平和细沙.
①你认为还需要的实验器材有 .
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是 ,实验时首先要做的步骤是 .
③图丙是滑块(质量为M)在沙和沙桶的总质量为m条件下做匀加速直线运动的纸带.测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T. 则本实验最终要验证的数学表达式为 .(用题中的字母表示)
正确答案
(1) A.1K B.短接 C.50K D.“OFF”或交流电压最大挡(交流500V)(每空2分)
(2)①刻度尺(2分) ②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量;平衡摩擦力.(每空2分)
③mg xAB= M()(4分)
略
(8分)为了测定一叠层电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表G(满偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6 A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
(1)某同学根据现有的实验器材,设计了图甲所示的电路,请按照电路图在图乙上完成实物连线.
(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的I1-I2图线,I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,由图线可以得到被测电池的电动势E= V ,内阻r = Ω.
正确答案
(1)实物连线见下图 (2) 9.0(3分) 10.0(3分)
试题分析:(1)定值电阻与G串联,滑动变阻器与电流表A串联,接线方式为一上一下。
(2)电流表G和定值电阻串联相当于电压表,整个实验基础是测路端电压和干路电流,根据图像可以判断当干路电流时路端电压等于电源电压,此时
,路端电压
,所以电源电动势
。由于路端电压
,所以把以
为单位的电流
对应为路端电压则数值刚好相等,那么图像就变为路端电压随电流变化的图像,纵轴截距代表电动势,斜率即内阻,所以
.
某同学要粗略测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm; 用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;
用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω.
(2)由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=________Ω·m.(保留2位有效数字)
正确答案
(1)50.15 4.700 220 ;(2)
试题分析: (1)游标卡尺的固定刻度读数为50mm,游标尺上第3个刻度游标读数为0.05×3m=0.15mm,所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm;螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为:4.5mm+0.200mm=4.700mm;该电阻的阻值约为22×10Ω=220Ω
(2)由电阻定阻得R==
,得ρ=
=7.6×10-2Ω.m
利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。
如果将该小灯泡接入图乙所示的电路中,已知电流传感器的示数为0.3A,电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为 W,电源的内阻为 Ω。
正确答案
0.69(0.660.72) ;2.3(2
2.67)
试题分析:由图甲可知,通过灯泡的电流是0.3A时,灯泡两端电压是2.3V,则灯泡的功率P=UI=2.3V×0.3A=0.69W;电源电动势是3V,过点(0.3A,2.3V)和纵轴上3V的点作一直线,该直线是电源的U-I图象,如图所示:
该直线斜率绝对值等于电源的内阻
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:
①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;
②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;
③电池组(电动势约为3V,内阻不计);
④滑动变阻器一个;
⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;
⑥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)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。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“甲”或“乙”)电路。
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和 (填上文字和符号);
(3)由所测物理量选择下面适当坐标轴,能作出相应的直线图线,最方便的计算出电压表的内阻:
(4)设直线图像的斜率为、截距为
,请写出待测电压表内阻表达式
= 。
正确答案
① 乙 ②变阻箱的阻值R③C④b/k
试题分析:①本题通过作图像求电压表的电阻,如果用甲图,由于电压表内阻很大,调整滑动变阻器过程中,整个电路的电流变化范围不大,测量数据较少,实验误差较大;如果用乙图,由于变阻箱电阻调节范围较大,电流变化范围较大,可以测量较多的数据,所画的图像误差较小,所以用乙图测量。②测量原理为:E=U+IR=U+UR/RV,1/U=R/ERV+1/E,则截距为b=1/E,斜率为k=1/ERV,则需要测量的量为电压表的电压U和变阻箱的电阻R。③据1/U=R/ERV+1/E,需要做1/U-R图象。④据以上分析,RV=1/kE=b/k。
(8分)有一小灯泡上标有“6V,0.1A”字样,现要描绘该灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用
A 电压表(0~3V,内阻2.0kΩ)
B 电压表(0~10V,内阻3.0kΩ)
C 电流表(0~0.3A,内阻2.0Ω)
D 电流表(0~6A,内阻1.5Ω)
E 滑动变阻器(2A,30Ω)
F 滑动变阻器(0.5A,1000Ω)
G 学生电源(直流9V),及开关,导线等
(1)实验中所用的电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 ;
(2)在方框中画出实验电路图,要求电压从0开始测量。
正确答案
(1)实验中所用的电压表应选B,电流表应选C,滑动变阻器应选E
(2)见解析
试题分析:(1)电流表和电压表读数超过量程的时误差较小,但不能超过最大量程,所以电压表应选B,电流表应选C,分压电路滑动变阻器越小越好,滑动变阻器应选E。
(2)实验要求电压从0开始测量,所以用分压电路,小灯泡电阻较小,所以电流表应外接。电路图如下:
点评:根据实验电路的实际电压和电流选择合适的器材,根据实验误差选择合适的电路。
(1) (6分)一个物体沿一固定粗糙斜面下滑,下滑过程中物体的机械能将 ,物体的内能将 ,物体的机械能与内能的总和 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2) (12分)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图12所示的电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为定值电阻且阻值大小已知,电压表视为理想电压表.
①请根据图12,将图13中的实验器材连接成实验电路.
②若电压表V2的读数为U0,则I=________.
③实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U—I曲线a,见图14.由此可知电池内阻________(选填“是”或“不是”)常数,短路电流为______ mA,电动势为________ V.
④实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U—I曲线b,见图14.
当滑动变阻器的电阻为某值时,实验一中的路端电压为1.5 V,则实验二中外电路消耗的电功率为________ mW(计算结果保留两位有效数字)
正确答案
(1)减少,增大,不变
(2) ①实验电路如下图所示
② ③不是 0.295(0.293~0.297)
2.67(2.64~2.70) ④0.068(0.060~0.070)
(1)略.
(2)根据欧姆定律可知I=
(3)路端电压U=E-Ir,若r为常数,则U—I图为一条不过原点的直线,由曲线a可知电池内阻不是常数;当U=0时的电流为短路电流,约为295 μA=0.295 mA;当电流I=0时路端电压等于电源电动势E、约为2.67 V.
(4)实验一中的路端电压为U1=1.5 V时电路中电流为I1=0.21 mA,连接a中点(0.21 mA,1.5 V)和坐标原点,此直线为此时对应滑动变阻器阻值的外电路电阻(定值电阻)的U—I图,和图线b的交点为实验二中的路端电压和电路电流,如下图,电流和电压分别为I=97 μA,U=0.7 V,则外电路消耗功率为P=UI=0.068 mW
某电流表的量程为50mA,内阻为50Ω,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,0.5Ω”标准电流表
F.“3A,0.01Ω”标准电流表 G.5Ω标准电阻
F.20Ω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Ix = .说明式中各物理量的表示意义 。
正确答案
(1)ABCEGI(2)如图所示(3)
试题分析:(1)先选出必选的ABI,再据电路需求选择相应器材:因电压变化范围大故滑动变阻器用分压式接法,用小阻值的C,
待较准的电流表的最大电压为I0r0=2.5V,则当作电压表的电流表与电阻选择E,G即可.故所选器材为:ABCEGI.
(2)电路图如图所示
(3)由电路图可知,流过待较准电流表的电流为:,I为标准电流表E的读数,RE为标准电流表E的内电阻,R为待测交电流表的电阻,RG为定值电阻阻值.
用下列器材设计描绘电阻R0伏安特性曲线的电路
定值电阻R0(阻值约为25kΩ)
电流表A1:(量程100µA,内阻约2kΩ);
电流表A2:(量程500µA,内阻约300Ω)
电压表V1:(量程10V,内阻约100kΩ);
电流表V2:(量程50V,内阻约500 kΩ)
电源E:(电动势15V,允许最大电流1A);
滑动变阻器R1(最大阻值200Ω,额定电流0.5A);
滑动变阻器R2(最大阻值20Ω,额定电流0.6A)
电键S,导线若干;为了尽量减小实验误差,要求测多组数据.
(1)电流表应选___________;电压表应选__________;滑动变阻器选
(2)在答题卷的方框内画出实验电路图.
正确答案
(1)A 2 V1 R1(每一空2分共6分)
(2)如图示(3分)
试题分析:(1)电源电动势为E=15v,据电表选择标准,使指针偏转到量程的一半左右,则电压表需要选择量程为10v的V1,如果选择量程为50v的电压表,误差较大;电路中的最大电流为:,则电流表选择500µA的A2;滑动变阻器应该选择R1,因为如果选择R2,它的额定电流为0.6A,而通过它的最大电流为:
,这样可能会烧坏R2。(2)由于 滑动变阻器总电阻远小于待测电阻,要较大范围调整电路中电压,应该解除分压式;据
可知,电流表应解除内接法。
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