- 交变电流
- 共2642题
(12′)如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=1Ω,两个相同的定值电阻R0=9Ω,R1=18Ω,且不随温度而变化。(1)求通过电阻R1中的电流;
(2)若在电路中将两个并联电阻R1、R0换成一个灯泡L(7.2W,0.9A),如图所示,该灯泡的伏安特性曲线如图中实线所示。则接入电路后,灯泡的实际功率为多少?
某学生的解法如下:RL=, I=
,代入P=I2RL即可求出灯泡的实际功率。
请你判断该同学的解法是否正确?若正确,请解出最终结果;若不正确,请用正确方法求出灯泡的实际功率。
正确答案
(1)0.21A (2)该解法是错误的。灯泡的电阻不是定值,接入电路后的实际功率求解,应该是通过对该电路作等效电源的I-U 图线,取两个图线的交点才是正确的。等效电源电动势E′=10V,内电阻r′=R0+r=10Ω,作等效电源的I-U图线, 读出交点坐标为(4V,0.6A),灯泡的实际功率是P=UI=2.4W 。
(1)设R1中两端电压为U ,则其中
,根据欧姆定律可得
,带入数据可得I=0.21A
(2)该解法是错误的。灯泡的电阻不是定值,接入电路后的实际功率求解,应该是通过对该电路作等效电源的I-U图线,取两个图线的交点才是正确的。等效电源电动势E′=10V,内电阻r′=R0+r=10Ω,作等效电源的I-U图线,读出交点坐标为(4V,0.6A),灯泡的实际功率是P=UI=2.4W 。
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12乙所示的图像。
小题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分)
小题2:根据该图像可求得该电池的电动势E= V,内阻r=______Ω。(8分)
正确答案
小题1:断路
小题2:10(2分,结果在9.5~10.5之间均可得分)
小题1:在图乙所示图像中,当=0.10V-1时,外电阻无穷大,所以可知外电路处于断路状态
小题2:根据欧姆定律,,即可得
,所以根据该图像可知该电池的电动势即为纵截距的倒数,则E=10V,斜率为
,所以有内阻r=Ek=
Ω
故答案为:小题1:断路 小题2:10,0.5
某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:
A.电压表V(量程为0-5V,内阻约5k)
B.电流表A1(量程为0-25mA,内阻约0.2)
C.电流表A2(量程为0一0.6A,内阻约0.1)
D.滑动变阻器R1(0一10,额定电流1.5A);
E.滑动变阻器R2(0一1000,额定电流0.5A)
F.定值电阻R0(R0=1000)
G.直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)
H.电键一个、导线若干
小题1:该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如下表),请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线.
小题2:由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而 (选填“增大”或“减小”).该同学选择的电流表是 (选填“B”或“C”),选择的滑动变阻器是 (选填“D”或“E”)
小题3:请在上面的方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为 )
正确答案
小题1:
小题2:减小 B D
小题3:图略(分压电路,安内接法)
略
某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G(量程为1mA、内阻约为100Ω)的内阻。实验室中可供选择的器材有:
电流表A1:量程为3mA内阻约为200Ω;
电流表A2:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω;
定值电阻R1:阻值为10Ω;
定值电阻R2:阻值为60Ω;
滑动变阻器R3:最大电阻20Ω,额定电流1.5A;
直流电源:电动势1.5V,内阻0.5Ω;
开关,导线若干.
(1)为了精确测量电流表G的内阻,你认为该小组同学应选择的电流表为 、定值电阻为____.(填写器材的符号)
(2)在方框中画出你设计的实验电路图
(3)按照你设计的电路进行实验,测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg= 。
(4)请列出你所知道的测量电阻的方法: 。(至少写出两种)
正确答案
(1)为了精确测量电流表G的内阻,该小组同学应选择的电流表为,因为
量程太大,测量不准确,定值电阻近似为
,所以定值电阻应选
(2)实验电路图如下
(3)测得电流表A的示数为I1,电流表G的示数为I2,则电流表G的内阻的表达式为rg=
(4)测量电阻的方法:1、伏安法2、半偏法3、替代法
某同学想测量一个量程为3V的直流电压表的内阻(约几十kΩ),实验时用多用表的欧姆档去直接测量。
小题1:应该将欧姆档的选择开关拨至倍率_______档;
小题2:(单选)实验操作时先将红、黑表棒短接,完成调零;然后用图A方式连接,观察到多用表指针和直流电压表指针都向右偏转。由此得出下列判断,其中不符合实际情况的是
小题3:根据图B所示,直流电压表的内阻为_______Ω;
小题4:如果将欧姆档的选择开关拨至×1倍率,调零后再次测量,观察到此时直流电压表的读数为2.8V,则电路中的电源电动势至少为_______V.
正确答案
小题1:´1k
小题2:C
小题3:40k
小题4:2.8V
小题1:直流电压表的内阻(约几十kΩ),实验时用多用表的欧姆档去直接测量应该将欧姆档的选择开关拨至倍率×1K档。
小题2:电压表指针向右偏转表明多用表的“-”接线柱连接电源的正极,C不符合实际情况。
小题3:直流电压表的内阻为40×1K=40KΩ
小题4:流电压表的读数为2.8V,则电路中的电源电动势至少为2.8V。
用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:
(1)待测电阻Rx(约100Ω)
(2)直流毫安表(0 - 30mA,50Ω)
(3)直流电压表(0-3V,5kΩ)
(4)直流电源(输出电压4V)
(5)滑动变阻器(0-500Ω,1A)
小题1:根据器材的规格和实验要求,在右图的实物图上连线。(3分)
小题2:在方框中画出电路图(3分)
正确答案
略
略
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,提供的实验器材有:
A.小灯泡(12V,6W)
B.直流电流表A1(0-0.6A,内阻约0.8Ω);
C.直流电压表V1(0-3V,内阻约为5 kΩ);
D.直流电压表V2(0-15V,内阻约为15 kΩ);
E.滑动变阻器R1(0-5Ω,2 A);
F.滑动变阻器R2(0-20Ω,2 A).
G. 直流电源(12V,内阻不计);
H. 开关S及导线若干
某同学设计了实验测量电路,通过改变变阻器的滑片的位置,使电表读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I。
(1)实验中电压表应选用 (选填V1或V2),滑动变阻器应选用 (选填R1或R2)
(2)在虚线框内画出实验电路图:
(3)该同学出实验中测出8组对应的数据(见下表)
请在图乙坐标中,描点作出U-I图线,由图象可知,灯泡的功率增大时,其电阻 (选填“增大” 、“减小”或“不变”)
正确答案
(1) D (2分); F (2分)
(2)(3分)
(3)描点连线如图(3分) 增大
略
利用如入所示电路,测定电源电动势和小电阻r,已知R1=R2=R3=1Ω,电源内阻不计,当电键K断开时,电压表读数为0.8V;当电键K闭合时,电压表的读数为1V,该电源的电动势和小电阻分别为 V和 Ω。
正确答案
2 0.5
根据题意可知,电键K断开时,为R1和R2串联,根据闭合电路欧姆定律有,
,当电键K闭合时,R1和R3并联然后再跟R2串联,则有
,联立可得该电源电动势为2V,小电阻为r=0.5Ω
故答案为:2 0.5
要测量一只电压表的内阻RV。提供的器材有:待测电压表V(量程0—3v,内阻约为3KΩ);电阻箱R0(阻值0—9999.9Ω);滑动变阻器R1(阻值0—20Ω,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0—1500Ω,额定电流为0.5A);电源E(电动势为6V,内阻为0.5Ω);电键S及导线若干。
①如果采用图所示的电路测定电压表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,滑动变阻器R应选用 。
②在以下所给的实验步骤中,排出合理的顺序为:
A.合上电键S;
B.使滑动触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;
C.保持滑动变阻器的解头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电 压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱的此时阻值R2′
D.调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时阻值R1′;
③用测得的物理量表示电压表内阻应为 ;
④在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
正确答案
① R1 。 ② B A D C .
③ R2/ --2R1/ 。 ④ 偏大 。
分析:滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据实验目的与原理合理安排实验步骤;根据串并联电路特点及欧姆定律求出待测电压表内阻,并分析实验误差。
解答:①电源电动势是6V,滑动变阻器阻值0-20Ω,额定电流为1A,电源接在滑动变阻器
两端,最大电流为0.6,能保证电路安全;要精确测量待测电压表内阻,方便实验操作,可以选用滑动变阻器
;
②半偏法测电压表内阻,合理的实验步骤是:B、使滑动触头P处于最左端,R′的阻值调至最大;
A、合上电键S; D、调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱的此时阻值;
C、保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱的此时阻值;
③设电压表与定值电阻的串联电压为U,电压表内阻为,电压表示数满偏时,电阻箱的阻值为
,电路电流
①;电压表与定值电阻的串联电压不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,电压表内阻
不变,由
可知,电压表示数变为原来的一半,则电路电流变为原来的一半,此时
②, 由①②解得:
;
④在实验步骤C中,保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,电路总电阻变大,待测电压表与定值电阻的串联电压变大,当电压表半偏时电阻箱的阻值偏大,则电压表内阻测量值
偏大。
故答案为:①;②BADC;③
;④偏大.
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999
,可当标准电阻用)、一只电流表(量程
=0.6A,内阻
)和若干导线。
①请根据测定电动势E、内电阻
的要求,设计图a中器件的连接方式,并画线把它们连接起来。
②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,同时读出与
对应的电流表的示数I,并作记录.。处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数
;再制作R-
坐标图,如图b所示。图中已标注出了(
)的几个与测量对应的坐标点,请你在图b上把标注出的坐标点描绘成实验图线。
③根据图b描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻
正确答案
(1)
(2)
(3)1.5(1.46~1.54) 0.3(0.25~0.35)
略
(1)如图是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_____mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为_______Ω。如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是_________(选填“×10”、“×100”或“×1K”)。换档结束后,实验操作上首先要进行的步骤是____________。
(2)在探究规格为“2.5,0.6W”小电珠伏安特性曲线实验中,该同学采用如右图乙所示的电路进行测量。现备有下列器材供选用:
E.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器
G.蓄电池(6V内阻不计)
H.开关一个,导线若干.
①.为使测量结果尽量准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(只填字母代号)
②.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最__________端。(填“左”或“右”)
③.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图丙所示,则小电珠的电阻随工作电压的增大而__________(填:“不变”、“增大”或“减小”)
正确答案
(1)31.0(30.9) 1500 ×1K 电阻调零(欧姆调零)(2)ACF 左 1:5 增大
试题分析:电流档读数:最小分度为1mA,则向下估读一位.为30.9mA;欧姆档读数:15×100=1500Ω;对欧姆档而言,表针越靠近中间,读数越准,因阻值约为2×104Ω,表盘中值为20,则选择×1K即可;每次换档后电路发生变化,要重新进行欧姆调零;
(2)①流过小灯泡的额定电流,因此电流表选A,灯两端的额定电流为2.5V,因此电压表选C,而滑动变阻器接入电路中是采用分压式接法,阻值选较小的,因此滑动变阻器选F
②.为了保护电压表和电流表,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端;
③.从图象上得出:电压越大,电流变化的越慢,即电阻随电压的升高而增大。
(10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。
(1)将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ,Dφ=,式中
为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B= ;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt,则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε= 。
(2)调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表。由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B= 。
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
(A)适当增加试测线圈的匝数N
(B)适当增大试测线圈的横截面积S
(C)适当增大可变电阻R的阻值
(D)适当拨长拨动开关的时间Δt
正确答案
(1),
(2)0.00125I(或kI)
(3)AB
(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS,代入公式计算得B=,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=
。
(2)根据数据可得B与I成正比,比例常数约为0.00125,故B=kI(或0.00125I)。
(3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B的计算值可看出与N和S相关联,故选择A、B。
(8分)某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约1Ω,双量程电压表(0 ~ 3V 内阻约3kΩ;0 ~ 15V 内阻约15 kΩ),电流表(0 ~ 0.6A 内阻约1.0Ω),滑动变阻器有R1(10Ω 2A)和R2 (100Ω 0.1A)各一只。
①实验中滑动变阻器应选用_______(选填“R1”或“R2”)。
②在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。
③在实验中测得多组电压和电流值,得到如图所示的U – I图线,由图可较准确求出该电源电动势E = _________V,内阻r = ________Ω。
正确答案
①R1 ②如图所示③1.48(1.45 ~ 1.49均正确) 1.85(1.78 ~ 1.89均正确)
试题分析:①滑动变阻器选择R1时电路中的电流表和电压表的调节范围大,故选R1;②由于干电池的电动势约为1.5V,故电压表的量程选择0 ~ 3V 内,电路连接如上图;③由U – I图线的延长线与纵轴的交点坐标得出电源的电动势E="1.48(1.45" ~ 1.49均正确),由图象的斜率可计算出电源的内阻r="1.85(1.78" ~ 1.89均正确)。
在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5 V,0.6 W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
(1)粗测小电珠的电阻,应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图甲所示,结果为________Ω.
(2)实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线.
(3)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端,为使小电珠亮度增加,P应由中点向________端滑动.(请填“a” 或“b”)
(4)下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).
正确答案
(1)×1; 7.5; (2)完成实物图中的连线.
(3)a,b;(4)ab
试题分析:(1)根据公式可得小灯泡的电阻大约为
,而多用电表欧姆档中间刻度比较均匀,所以采用×1倍率的电阻挡,示数为:7.5Ω,
(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线电压需要从零开始,所以应采用滑动变阻器的分压接法,由于小灯泡的电阻非常小,所以电流表分压过大,采用电流表的外接法,实物图如图所示:
(3)为了电路安全,所以滑动变阻器在开关闭合前处于最大电阻处,即处于a端,使得小灯泡两端电压为零,P向b端滑动过程中,小灯泡两端的电压增大,亮度增大,所以朝b端滑动
(4)为了获得更准确的实验图象,应该在灯泡两端电压从零开始增大的过程中多测量几次,即必须在相邻数据点ab间多测几组数据.
(10分)某研究性学习小组用较粗的铜丝和铁丝相隔较近距离插入苹果中,制成了一个苹果电池,现在用如图甲所示器材来测定苹果电池的电动势和内阻。设计好合适的电路后,调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,记录多组U、I的数据,填入事先设置的表格中,然后逐渐增大铜丝和铁丝插入的深度,重复上述步骤进行实验。按照插入深度逐渐增加的顺序,利用相应的实验数据,在U-I坐标系中绘制图象,如图乙中的a、b、c所示。
⑴实验器材有:电流表(量程1mA,内阻不计);电压表(量程1V,内阻约1k);
滑动变阻器R1(阻值0~200Ω);滑动变阻器R2 (阻值0~10kΩ),该电路中应选用滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)。
⑵某同学根据正确设计的电路将图甲中实物图连接出一部分,请将剩余部分连接起来。
⑶在该实验中,随电极插入的深度增大,电源电动势 ,电源内阻 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑷图线b对应的电路中,当外电路总电阻R=2000Ω时,该电源的输出功率P= W(计算结果保留三位有效数字)。
正确答案
⑴ R2 (2分)
⑵
(2分)
⑶ 不变 减小(各2分)
⑷ 3.20×10-4 (3.10×10-4~3.30×10-4) (2分)
试题分析:(1)电路中电压最大值为1V,若选滑动变阻器R1,电流超出电流表量程,故滑动变阻器选择R2;
(2)采用滑动变阻器的限流接法即可,电路如图
(3)根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压与电流的关系为U=E-I(r+R),从图象可知图线的在纵轴的截距为电源电动势,可见E不变,图线的斜率为电源内阻,电极插入越深,内阻越小;
(4)由图线b可知电源内阻r=400Ω,外电路电阻R=2000Ω,电动势E=0.96V,由此得电流I=4×10-4A,则电源的输出功率为P=I2R=3.20×10-4W。
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