- 交变电流
- 共2642题
(6分)实验室中现有如下器材:
电池E(电动势6V)
电流表A(量程0.6A)
电压表Vl(量程3V,内阻未知)
电压表V2(量程3V,内阻10KΩ)
滑动变阻器R1(最大阻值约20Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
开关S和导线若干
某同学设计了一个同时测定滑动变阻器R1最大阻值和电压表Vl内阻的实验电路,如图所示.若某次实验中电流表的示数用I表示,电压表Vl、V2的示数分别用U1、U2表示,电压表V2的内阻用r2表示,则R1的最大阻值R1m=________;电压表Vl的内阻r1=________.
正确答案
试题分析:根据欧姆定律可知,变阻器R1的最大阻值;根据串联电路的规律可知两电压表的电流相等,故有
,所以可知电压表Vl的内阻
;
某同学欲做“测量电源的电动势和内阻”的实验,实验桌上除开关、电键外还有如下仪器:
A、待测电源一个(电动势约3 V,内阻小于1 Ω)
B、直流电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.22 Ω;量程0~3 A,内阻约0.1 Ω)
C、直流电压表(量程0~3 V,内阻为15 kΩ;量程0~15 V,内阻为25 kΩ)
D、滑动变阻器(0~15 Ω,允许最大电流为3 A)
E、滑动变阻器(0~1000 Ω,允许最大电流为0.6 A)
(1)实验时有如图所示的甲、乙两种电路,为了减小测量误差,应选择图______所示电路。
(2)根据选择的电路将下图中实物图连接好。
(3)选择的滑动变阻器是_______(填代号),理由是______________________________________。
(4)若根据测量出的数据,作出U-I图线,如图所示,则电源电动势为______,内阻为______。
正确答案
(1)甲
(2)
(3)D,调节方便,量程合适 (4)3.00 V,0.3 W
试题分析:(1)由于待测电源的内阻远远小于电压表的内阻,而接近于电流表的内阻,因此若采用乙图,就会造成很大的误差,故选择甲图方案较为合理。
(2)实物图的连接如下。
(3)滑动变阻器如果选择E,变阻器的总阻值过大,不便于调节。
(4)图象的纵坐标表示电源电动势E="3.00" V,由于纵坐标的起点不是0,所以横截距不是短路电流,但斜率的绝对值就是电源的内阻,。
(8分)一电阻Rx额定功率为0.01 W,阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件,试设计适当的电路,选择合适的元件,较精确地测定其阻值.
A.电流表A1,量程0~300 μA,内阻约150 Ω;
B.电流表A2,量程0~500 μA,内阻约45 Ω;
C.电压表V1,量程0~3 V,内阻约6 kΩ;
D.电压表V2,量程0~15 V,内阻约30 kΩ;
E.电压表V3,量程0~25 V,内阻约50 kΩ;
F.直流稳压电源E1,输出电压6 V,额定电流3 A;
G.直流电源E2,输出电压24 V,额定电流0.5 A;
H.直流电源E3,输出电压100 V,额定电流0.1 A;
I.滑动变阻器R1,0~50 Ω;
G.滑动变阻器R2,0~2 kΩ;
K.电键K一只,连接导线足量.
为了较准确测量Rx的阻值,保证器材的安全,
(1)电源应选 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 (填序号,例如A、B等)
(2)在虚线框中画出实验电路图(用所选器材字母表示如A1,A2 等)
正确答案
(1)G;E;B;I。(2)提示分压内接;
试题分析:(1)由于Rx的额定功率为0.01 W,阻值约为40 kΩ,故其额定电压为U额==20V,额定电流为I额=
=500μA,故电源应该选用G,输出电压为24V的直流电源;如果选用输出电压为100V,一是电压太大,二是不安全;电压表应该选用E,量程是25V;电流表应选用B,量程是500μA;由于两个滑动变阻器的阻值均比被测电阻小很多,故需要采用分压法连接电路,则变阻器选用阻值较小的I,调节方便。
(2)由于被测电阻的阻值远大于变阻器的阻值,故采用分压法连接电路,又由于电压表的电阻接近于被测电路的电阻,故采用电流表内接法,电路图如图所示。
硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用左所示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为已知定值电阻,电压表视为理想电压表。
①若电压表的读数为
,则I=
②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。如图,短路电流为 mA ,电动势为 V。
③ 实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,如图.当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V。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 ②
mA 2.67V ③0.067mW
由欧姆定律可知I=,短路电流是指路端电压为零的时候的电流,也就是与横轴的交点,与纵坐标的交点即为电源电动势。
利用以下提供的器材,测定电阻Rx的阻值(约1 kΩ)。
器材:一个电阻箱R0(其最大阻值大于待测电阻的阻值),内阻很小可忽略不计的直流电源(电动势约5V),一个直流电压表(量程3V,内阻约3 kΩ),单刀电键一个,导线若干。在测量过程中,必须考虑电压表的内阻带来的影响。实验电路图为:
请推导出Rx的表达式。
正确答案
设电源的电动势为E,电压表的内阻为Rv,
对图甲有
整理得 ①
同样地,对图乙有 ②
联立①②得 ③
用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V,内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有:
A.电压表(量程3V); B.电流表
(量程0.6A);
C.电流表(量程3A) D.定值电阻R0(阻值4Ω,额定功率4W)
E.滑动变阻器R(阻值范围0—20Ω,额定电流1A)
电流表应选 ;(填器材前的字母代号)
⑵根据实验数据作出U—I图像(如图乙所示),则蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
正确答案
(1)B (2) E=2.10V r =0.2Ω
试题分析:(2)由电路及闭合电路欧姆定律可得出函数关系,结合数学知识可得出电源的电动势和内电阻.
(1)由题意可知,电源的电动势约为2V,保护电阻为4Ω,故电路中最大电流约为A,为了保证电路的安全和准确,电流表应略大于最大电流,故电流表只能选B;
(2)由电路利用闭合电路欧姆定律可知:,则由数学知识可得,图象与纵坐标的交点为电源电动势,故E=2.10V;而图象的斜率表示保护电阻与内电阻之和,故
,解得:r =0.2Ω.
(共9分)某同学准备利用下列器材测量电源电动势和内电阻.
E.导线和开关
(1)(共9分)该同学连接的实物电路如图a所示,实验中移动滑动变阻器触头,读出伏特表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图像如图b所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,则电源的电动势E=______,内阻为r=________(用k、a、R0表示).
(2)(3分)根据所给器材,再设计一种测量电源电动势和内电阻的电路图,画在虚线框内.
正确答案
(1)
试题分析:(1)根据E=U+Ir得,,解得
,所以图像的斜率
,解得
.当U1=0时,U2=a,即
解得
.
(2)实验方案:①V2测外电压,V1测量定值电阻的电压.
②电压表V1、V2分别测量定值电阻和滑动变阻器两端的电压.如图所示.
(共10分)为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω).有以下一些器材可供选择.
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约10Ω) A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大) V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(20Ω,允许最大电流1.0A)
滑动变阻器:R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~10Ω,允许最大电流0.3A)
滑动变阻器:R3(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)(每空1分)电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 .(填字母代号)
(2)(4分)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(3)(3分)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=
正确答案
(1)A1 V1 R1 (2) 如下图所示 (3)
试题分析:(1)因电源E的电动势约为3V,所以电压表选择V1,待测电阻Rx的阻值(约为30Ω),所以流过的最大电流Rx,如果选择电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω),指针偏转角度很小,读数不准确,所以电流变选择A1,滑动变阻器R2的全阻值太大,操作部方便,所以滑动变阻器选择R1(0~15Ω,允许最大电流2.0A)
(2)因实验要求测量值的范围尽可能大一些,所以控制电路用分压式接法,又Rx是小电阻,故测量电路用电流表的内接法,为使流过电流表的电流不超过其量程,故应与待测电阻串联一定值电阻起保护作用,所以电路图为:
(3分)测量一块量程已知的电压表的内阻,用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω。该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量,应重新选择 倍率。重新选择倍率后,必须 。若刻度盘上的指针位置如图所示,那么测量结果大约是 Ω。
正确答案
(1分) ,重新欧姆调零 (1分) ,3000(或
) (1分)
试题分析: 欧姆表指针偏转角度太小,说明电阻较大,所选倍率太小,为了较准确地进行测量,应重新选择×100Ω的倍率;由图示欧姆表表盘可知,待测电阻阻值为30×100Ω=3000Ω=.
已知一个电阻额定功率为0.5W,用多用电表粗测其阻值约为18Ω,现用伏安法精确测它的阻值,电压可实现从零开始调节,实验器材有:
A、电流表(量程0—200mA,内阻20Ω)
B、电流表(量程0—3A,内阻0.1Ω)
C、电压表(量程0—3V,内阻10kΩ)
D、电压表(量程0—15V,内阻30kΩ)
E、滑动变阻器(0—20Ω,额定电流2A)
F、滑动变阻器(0—2000Ω,额定电流1A)
G、输出电压为12V的直流电源
①实验中电流表应选用 ,电压表应选 ,滑动变阻器选用 (填字母符号)。
②在答题卡的虚线框内画出实验电路图。
正确答案
A \C\E 电路图如图所示。
试题分析:由于需要点呀从零开始调节,所以分压式电路并用小的滑动变阻器分压,所以E。根据可知,其额定电压约3V,由于电源电压为12V,但是考虑有分压电阻,所以问题不大。因为电压约为3V所以额定电流约为1/6A,所以综上分析,电流表A,电压表C满足题意。
点评:此类题型考察了对于根据测量目的选择仪器和实验方法的变通能力
(9分)(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如下图所示,则它们的读数值依次是_________mm、________A、_______V。
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E = 4.5V,内阻较小。则右边电路图中,_______(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏__________(选填“大”或“小”)。
(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的____电路(选填字母代号)。此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=____(均用题中字母代号表示)。
正确答案
(1)0.996mm; 0.42A;:2.25A;(2)A;小;(3)B;
试题分析:(1)金属丝的直径:0.5mm+0.01mm×49.6=0.996mm;电流表读数:0.42A;电压表的读数:2.25A;
(2)由于,故实验电路应采用电流表外接,故选A;此电路中由于电压表的分流作用使得
,故
,即测量值偏小;(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的B电路。此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻
。
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡,导线和开关外,还有:
E.直流电压表:量程0~3V,内阻为6 kΩ
F.滑动变阻器: 10 Ω,2 A
G.滑动变阻器:1 kΩ 0.5 A
H.电阻箱一个(符号为):0~9999.9Ω,最小调节量0.1Ω;
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化至额定电压5V,且电表读数相对误差较小。
(1)以上器材中应电流表选用(填代号),电压表选用(填代号),滑动变阻器选用(填代号);
(2)在方框中画出实验原理电路图;
(3)某同学通过实验作出小灯泡的伏安特性曲线,如图甲所示.现把两个完全相同的这种小灯泡并联接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势E = 3V,内阻r = 3Ω,则此时灯泡的实际功率为W.(结果保留两位有效数字)
甲乙
正确答案
(1)C,E,F(2)
试题分析:
(1)灯泡的额定电压为5V,因此电压表选择大于等于5V的即可,故选E;而灯泡的额定电流;故电流表应选择C;因本实验采用分压接法,滑动变阻器应选小电阻;故滑动变阻器选择F;
(2)本实验要求多测几组数据,故采用分压接法;同时因电流表内阻与灯泡内阻接近,故电流表选用外接法;实物图如下图所示;
(3)作电源的伏安特性曲线,与甲图相交的交点,即为电灯泡工作点
(10分)某同学自制了一只水果电池,并选用下列器材测量该电池的电动势与内阻.
A、电压表:量程0.6V,内阻约2kΩ
B、电阻箱:0-9999Ω
C、电键与导线若干
用上述器材连接的电路如图所示,测得了U与R的数据,并计算出了相应的数据,见下表:
(1)要测定电源电动势与内阻,需从上表中选择适当的两组数据,并在右图中作出相应的图象;
(2)利用所作的图象,测得电源电动势E测= V,电源内阻r测= Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)此电路测电动势与内阻的测量值与真实值的关系是:E测 E真、r测 r真(选填“<”、“>”或“=”)
正确答案
(1)(2分)
说明:①作图规范不到位,如物理量、标度、单位、不用直尺画线等;
②用或
作图也算正确,但其他如I-R、U-R、
、
等均不对,注意只要坐标不对,即便画出近似直线也错。
(2)0.55~0.65V(2分) 900~1100Ω(2分) (3)< (2分) < (2分)
试题分析:(1)用纵轴表示路端电压,横轴表示电流,描点作图,如图所示,
(2)根据闭合电路的欧姆定律,U=-E+Ir,知电动势E=0.6V;斜率表示内阻r=1000Ω;(3)由电路图知,引起误差的原因是电压表的分流,故电动势测量值小于真实值,内阻测量值小于真实值。
某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。
①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是 。(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)
a.记下R2的阻值
b.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度
c.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
②如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500Ω,则Rg的阻值大小为 ;(填写字母代号)
③为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表,应选一个阻值为 Ω的电阻与此电流表串联。
正确答案
①bda (2分,说明:没有排序扣1分,漏选、错选不得分)②B (2分) ③9500(2分)
试题分析:①根据电路图判断此为半偏法测内阻,先断开,调节滑动变阻器
使电流表达到满偏,即b,然后闭合
,调节电阻箱
使电流表半偏,即c,记下此时
的阻值即电流表内阻。②电阻箱和电流表并联,电流表电流变为一半量程,说明电阻箱分走一半电流,所以二者电流相等,所以电阻相等,选项B对。③电流表改装为电压表,那么改装后的量程
,解得串联的电阻
。
(7分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮,B下端连接纸带,纸带穿过固定的打点计时器。用天平测出A、B两物块的质量mA=300g、mB=100g,mA从高处由静止开始下落,mB拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为T=0.02s,则
(1)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=________J,系统势能的减小量△EP=________J,由此得出的结论是___________;(重力加速度g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
(2)用v表示物块A的速度,h表示物块A下落的高度。若某同学作出-h图像如图,可求出当地的重力加速度g=_________ m/s2。
正确答案
(1)
在误差允许的范围内,
和
组成的系统机械能守恒 (2)
试题分析:(1)在打点0~5过程中系统动能的增量,而点5是点4和6的中间时刻,匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度,所以
,代入数据可得
。此过程,A的重力势能减少,B的重力势能增加,系统减少的重力势能
。减少的重力势能与增加的动能接近,所以在误差允许的范围内,
和
组成的系统机械能守恒。
(2)根据机械能守恒则有,代入数据整理得
,即
,丙图中图像斜率
。重力加速度
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