- 欧姆定律
- 共4751题
有两组同学进行了如下实验:
(1)甲组同学器材有:电源,滑动变阻器,电流表A1(0-200mA,内阻约11Ω),电流表A(0-300mA,内阻约8Ω),定值电阻R1=24Ω,R2=12Ω,开关一个,导线若干。为了测量A1的内阻,该组同学共设计了下图中A、B、C、D四套方案:
其中最佳的方案是______套,若用此方案测得A1、A2示数分别为180 mA和270mA,则A1的内阻___Ω。
(2)乙组同学将甲组同学的电流表A1拿过来,再加上电阻箱R(最大阻值9.9Ω),定值电阻R0=6.0Ω,一个开关和若干导线用来测量一个电源(电动势E约为6.2V,内阻r约为2.1Ω)的电动势及内阻。请在方框中画出设计电路图。
若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A1示数的倒数,得到多组数据后描点作出R-
图线如图所示,则该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
正确答案
(1)D,12;(2)电路如图所示,6.0,2.0.
试题分析:(1)要想测得A1的内阻应测出流过其中的电流及两端的电压,但由题意可知,题目中没有给出电压表,故可以考虑采用两个电流表充当电压表进行测量;图中AB采用了此种方法,但是由于两电流表内阻均不是已知量,只是约数,无法正确测出电阻值;
故可以采用并联电路的分流原理,则定值电阻分流,则可通过并联电路的电流规律求得并联部分的电压;CD采用的即为此种方法;C中分流电阻采用了12Ω的电阻,则电流表A2中流过的电流为A1中电流的两倍;容易损坏电表;而D中采用了大电阻,则A1满偏时,A2中电流约为:,则能准确的得出数据,故选D方案为最佳方案;由并联电路的规律可知,定值电阻中的电流为270-180=90mA;则电流表内阻为:
;
(2)测电动势和内电阻需要得出路端电压和电流;但若把电阻箱和电源串联,电路中最小电流为:,超过A1的量程,故应采用定值电阻分流;电路如图所示;
故闭合电路欧姆定律可知:,整理的:
,故图象中的斜率等于
,故:E=6.0V;图象与纵坐标的交点为-6.0=-r-4,解得:r=2.0;
(2分)某电子元件的电压与电流的关系如右图所示,将该电子元件与一个R=8Ω的电阻串联,再接至电动势E=3V,内阻r=2Ω的电源上,则电路中电流I=_ mA。
正确答案
130
试题分析:设电子元件的电压和电流分别为U,I;根据闭合电路欧姆定律得故可得
,在图象中做出
曲线,
两图的交点为电子元件的工作点;由图可知,此是电子元件两端的电压为1.7V,电流为0.13A即130mA;
为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,某小组的同学从实验室里选取了以下器材:两节干电池组成的电池组(电动势约3V,内阻约1Ω),电压表(量程0〜3V,内阻约1OkΩ),电阻箱(0〜999.9Ω),保护电阻R0(阻值5Ω),开关一只,导线若干。
①在右图所示的实验原理实物图中,该同学已完成了部分导线的连接,为使电压表示数有较大的变化范围,请用笔画线代替导线完成余下的导线连接。
②实验中,同学们试着用多用电表代替电压表测量电压。在完成机械调零之后,应将选择开关拨到表盘上的____区域(选填“Ω”、“V”、“V”或"A")。
③同学们根据以上的实验原理和方法进行了实验,通过调节电阻箱的电阻值,得到了多组电阻箱阻值R和电压表示数U,并以为纵坐标,
为横坐标,作出
的关系图线(该图线为一条直线)如图所示,由图线可求得电池组的电动势____V,内阻r=_____Ω。(结果保留三位有效数字)
正确答案
①如图所示(3分)。②“V”(2分)。③2.94(3分),0.882(3分)。
试题分析:①实物连接如图;②因电源是2节干电池,故要使用直流电压档去测量,所以选用“V”; ③由闭合电路欧姆定律,变形得
结合数学知识可得
,解得E =2.94V,r =0.882Ω。
为测量某电阻丝R的电阻值,
①某同学先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”档位(选填“×100”或“×1”),然后进行 ,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图所示,则此段电阻丝的电阻为 Ω.
②现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了以下相关器材,
电池(4 V,内阻1Ω),
电流表(0~300mA,内阻2Ω),
电压表(0~3 V,内阻3 kΩ),
滑动变阻器(0~10Ω,额定电流1 A),
为使通过待测电阻的电流能在0~250mA范围内改变,下列给出的测量电路中,最合适的电路是 ;
正确答案
(2)① ×1 欧姆调零 12 ② B
试题分析:①指针偏角过大说明倍率选大了,需要选一个小倍率的,所以是用×1档的;欧姆表的使用,每次调整倍率都需要重新进行欧姆调零;如图所示的读数为12×1=12Ω;②电流要从0调起,只有滑动变阻器接成分压式才可以实现;据Rx2=144Ω2
在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测电阻丝阻值约为4Ω。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d。其中一次测量结果如右图所示,图中读数为d = mm。
(2)为了测量电阻丝的电阻R,除了导线和开关外,
还有以下一些器材可供选择:
电压表V,量程3V,内阻约3kΩ
电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表A2,量程100μA,内阻约2000Ω
滑动变阻器R1,0~1750Ω,额定电流0.3A
滑动变阻器R2,0~20Ω,额定电流1A
电源E(电动势为3V,内阻约为1.2Ω)
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表________,滑动变阻器_________。(填器材的符号)
(3)请在方框图中画出测量电阻丝的电阻应采用的电路图,并在图中标明所选器材的符号。
(4)请根据电路图,在下图所给的实物图中画出连线。
正确答案
(1)0.856(0.002mm)(2)
;
(3)电路图如下
(4) 电路如下
试题分析:(1)螺旋测微器读数方法:测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数×精确度(注意单位为毫米).所以读数为0.856(0.002mm)
(2)电源电动势为3V,电路中电流最大值为,可见电流表应选
;待测电阻大约4Ω,为操作方便滑动变阻器应选
.
(3)由于所以电流表外接;滑动变阻器最大阻值大于待测电阻值,用限流法;则实验电路图如下
(4)实物图连接时注意由电源正极到负极,先串联再并联,先干路再支路,注意电表的极性;实物图连接如下
点评:本题考查了连接实物电路图、作实验的原理图、是实验的常考问题,一定要掌握;根据实验目的及所给实验器材确定实验的原理,根据实验原理及实验器材设计实验电路图,连接实物电路图,连接电路图时,注意电表量程的选择,注意电表正负接线柱不要接反。
(9分)小汽车仪表台内的鼓风机靠的是一种电动势约为10V,内阻约为30Ω的电池驱动的,已知该电池允许输出的最大电流为55mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示电路进行实验,图中电流表的内阻RA=15Ω,R为电阻箱,阻值范围0-999.9Ω,RO为定值电阻,对电源起保护作用。
(1)该同学接入符合要求的RO后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出 了如图乙所示的图线,则根据图线可求得该电池的电动势为E= V, r= Ω
(2)冬天为了防止汽车仪表玻璃起雾,可用通电电阻加热,用图丙所示10根阻值皆为30Ω的电阻条和上述电池,现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大,且要求电阻条数最少,请在图丙中画出电路连线。
正确答案
(1)10 35 (2)
试题分析:(1)根据闭合电路的欧姆定律,整理得:
,故图像的斜率等于
,可求电动势E=10V;
代入数据解得:r=35Ω;(2)设外电路的总电阻为R,则外电路消耗的功率
,当外电阻R=r时,外电路的功率最大,故该电阻条的总电阻等于35Ω时,消耗的功率最大,由题意知,需6个电阻并联然后与一电阻串联,如图所示
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验室备有下列器材选用:
①干电池(电动势E约为1.5V,内电阻r约为1.0Ω);
②电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10Ω);
③电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω);
④滑动变阻器R(0~20Ω,10A);
⑤滑动变阻器(0~300Ω,1A);
⑥定值电阻R0=999Ω;
⑦开关和导线若干。
某同学设计了如所示的电路进行实验:
(1)在该电路中为了操作方便且能准确地进行测量, 滑动变阻器应选 (填写器材前的字母代号“”或“
”); 在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动端c移动至 _ _ (填“a端”、“中央”或“b端”)。
(2)根据图(甲)在图(乙)的实物图上连线。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表G和电流表A的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置,得到的数据为:
在图(丙)所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数)。
(4)利用所画图线可求得电源的电动势E= V,电源的内电阻r = Ω。(结果要求保留两位小数)
正确答案
(1)R b端 (2)如图(乙) (3)如图(丙) (4)1.48±0.01 0.60±0.02
试题分析:(1)实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器R,有利于电流的变化和表的读数;在闭合开关S前,闭合开关之前,滑片要滑到滑动变阻器的最大阻值处,即b端。
(2)如图(乙)
(3)如图(丙)
(4)电流表G的示数与定值电阻R0的阻值的乘积可作为路端电压处理,则由闭合电路欧姆定律可知:,即:
;由图可知,图象与纵坐标的交点为1.48mA,则有
,解得
;由图象可知图象的斜率为0.6×10-3,由公式得图象的斜率等于
,解得
考点:本题考查了测定电源电动势和内阻。
(10分)测量某电流表内阻的电路如图所示. 供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~10 mA,内阻约为),②标准电流表G2(0~5 mA,内阻为
),③定值电阻R1(
),④定值电阻R2(
),⑤滑动变阻器R3(0~
),⑥滑动变阻器R4(0~
),⑦干电池(1.5 V),⑧开关S及导线若干.
(1)为使G1,G2的读数均能达到满偏电流的一半以上,定值电阻应选________,滑动变阻器应选_________(填写序号).
(2)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G1,G2的读数I1,I2;
③操作中,多次改变_________,记录相应的G1,G2读数I1,I2;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.
(3)若I2-I1图线的斜率为0.48,则待测电流表内阻为________
正确答案
(1)③(2分),⑥(2分)(2)左(2分) 滑动触头的位置(2分)(3)94(2分)
试题分析:(1)如题图所示,当G1,G2均达到半偏时,代入数据得
,解得
,故定值电阻应选择③;
(2)实验前为保证电表的安全,滑动变阻器滑动触头移至最左端使得两表被短路;为描绘两表示数的图象,需要得到多组数据,故操作中要多次改变滑动触头的位置;
(3)电流表G1与定值电阻R串联后与G2并联,由I2RG2=I1(RG1+R1),整理可得,结合数学知识
,斜率
,代入数据可解得
(6分)在做“测定电池的电动势和内阻”实验时,某同学的线路连接如图甲所示。
(1)在答题卡的方框内画出与图甲对应的电路图;
(2)在图乙-R坐标系中标出了该同学所测的实验数据点,试作出这些数据点的拟合直线,并读得该直线的纵轴截距为 A-1,求得其斜率为 V-1;
(3)求得电池的电动势是 V,内阻是 Ω。
正确答案
(1)见解析(2)0.9 0.67(3)1.5(±0.1)(1分),1.4(±0.3)(1分)
试题分析:(1)电路图如图所示:
(2)纵截距表示:,斜率表示电动势的倒数,根据数据可得
,所以解得
,
点评:本题的关键是知道图像的斜率和纵截距表示的物理含义
为了测定干电池的电动势E和内电阻r,现有下列器材:a.1.5V干电池两节;b.电压表(0V~3V~15V);c.电流(0A~0.6A~3.0A);d.滑动变阻器(0Ω~20Ω);e.滑动变阻器(0Ω~1000Ω);f.电阻箱(0Ω~9999.9Ω);g.电键、导线等。
(1)除电池外,应选用器材:________,________,________,________。
(2)将下列实验步骤按次序排列:________________。
A.断开电键
B.按照电路图接好电路,电压表用0V~3V,电流表用0A~0.6A。
C.移动滑键减小电阻,使电流表指针有较明显的偏转,记录电流表和电压表的读数。
D.把滑动变阻器的滑键滑到一端使阻值最大。
E.再移动滑键减小电阻,记录一组电流表、电压表的示数,以后逐渐减小
F.闭合电键
正确答案
(1)b(0~3V),c(0~0.6A),d,g,(2)BDFCEA
试题分析:(1)一节干电池电动势1.5V,电压表b用3V量程,通过电源的电流不能太大,电流表a用0.6A量程,因电源内阻较小,滑动变阻器用d,连接电路的导线电键即除电池外,应选用器材:b(0~3V),c(0~0.6A),d,g。
(2)实验步骤:①按照电路图接好电路,电压表用0V~3V,电流表用0A~0.6A。②把滑动变阻器的滑键滑到一端使阻值最大。③闭合电键④移动滑键减小电阻,使电流表指针有较明显的偏转,记录电流表和电压表的读数。⑤再移动滑键减小电阻,记录一组电流表、电压表的示数,以后逐渐减小⑥断开电键.即BDFCEA。
点评:对于电流量程的选择往往要估算电路中电流的最大值,电路中的最大电压,估算时电表的影响可近似不考虑。
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