2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第七章 恒定電流
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第七章 恒定電流 1.(xx·上海高考)將阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻Ⅰ和Ⅱ串聯(lián),接在不計內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源兩端。開始時Ⅰ和Ⅱ阻值相等,保持Ⅰ溫度不變,冷卻或加熱Ⅱ,則Ⅱ的電功率在( ) A.加熱時變大,冷卻時變小 B.加熱時變小,冷卻時變大 C.加熱或冷卻時都變小 D.加熱或冷卻時都變大 解析:選C 將溫度不變的熱敏電阻等效成電源的內(nèi)阻,初始時兩者阻值相同,所以此時“電源”的輸出功率最大,即熱敏電阻Ⅱ的電功率最大,無論將其冷卻還是加熱,其消耗的電功率均減小,C項正確。 2.(xx·海南高考)現(xiàn)有一合金制成的圓柱體,為測量該合金的電阻
2、率,現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻,用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示。 (1)由上圖讀得圓柱體的直徑為________mm,長度為________cm。 (2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I,圓柱體兩端之間的電壓為U,圓柱體的直徑和長度分別為D、L,測得D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ=________。 解析:(1)螺旋測微器讀數(shù):1.5 mm+34.5×0.01 mm=1.845 mm,游標卡尺讀數(shù):42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm。 (2)電阻R=ρ,得ρ=,可得ρ=。 答案:(1
3、) 1.844 (在1.842~1.846范圍內(nèi)的均正確) 4.240 (2) 3.(xx·海南高考)用伏安法測量一電池的內(nèi)阻。已知該待測電池的電動勢E約為9 V,內(nèi)阻約數(shù)十歐,允許輸出的最大電流為50 mA,可選用的實驗器材有: 電壓表V1(量程5 V);電壓表V2(量程10 V); 電流表A1(量程50 mA);電流表A2(量程100 mA); 滑動變阻器R(最大電阻300 Ω); 定值電阻R1(阻值為200 Ω,額定功率為 W);定值電阻R2(阻值為200 Ω,額定功率為1 W); 開關(guān)S;導(dǎo)線若干。 測量數(shù)據(jù)如坐標紙上U-I圖線所示。 (1)在虛線方框內(nèi)畫
4、出合理的電路原理圖,并標明所選器材的符號。 (2)在設(shè)計的電路中,選擇定值電阻的根據(jù)是___________________________________。 (3)由U-I圖線求得待測電池的內(nèi)阻為________Ω。 (4)在你設(shè)計的實驗電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是 ________________________________________________________________________。 解析: (1)電路原理圖如圖甲所示。(給出圖乙也正確。) 甲 乙 (2)定值電阻在電路中消耗的功率會超過 W, R2的功率滿足實驗要求
5、。 (3) 51.0 (在49.0~53.0范圍內(nèi)的均正確)。 (4)忽略了電壓表的分流(此答案對應(yīng)于圖甲) 或:忽略了電流表的分壓(此答案對應(yīng)于圖乙)。 答案:見解析 4.(xx·天津高考)現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx阻值,除Rx外可用的器材有: 多用電表(僅可使用歐姆擋); 一個電池組E(電動勢6 V); 一個滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流1 A); 兩個相同的電流表G(內(nèi)阻Rg=1 000 Ω,滿偏電流Ig=100 μA); 兩個標準電阻(R1=29 000 Ω,R2=0.1 Ω); 一個電鍵S、導(dǎo)線若干。 ①為了設(shè)計電路,先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻,采用“
6、×10”擋,調(diào)零后測量該電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)非常大,最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來,下列判斷和做法正確的是________(填字母代號)。 A.這個電阻阻值很小,估計只有幾歐姆 B.這個電阻阻值很大,估計有幾千歐姆 C.如需進一步測量可換“×1”擋,調(diào)零后測量 D.如需進一步測量可換“×1 k”擋,調(diào)零后測量 ②根據(jù)粗測的判斷,設(shè)計一個測量電路,要求測量盡量準確并使電路能耗較小,畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁。 解析:①用歐姆表“×10”擋測電阻時,指針幾乎滿偏,說明被測電阻很小,估計只有幾歐姆,A項正確,B項錯誤;要進一步測量應(yīng)換用“×1”擋,歐姆調(diào)零后再進行測量
7、。②實驗中要使電路能耗較小,滑動變阻器應(yīng)采用限流接法,用兩個電流計和兩個定值電阻改裝成一個量程U=Ig(Rg+R1)=3 V的電壓表,一個量程為I=Ig+=1 A的電流表。由于改裝后的電壓表的分流可以直接測出,因此電流表采用外接法。 答案:①AC ②如圖所示 5.(xx·重慶高考)某照明電路出現(xiàn)故障,其電路如圖1所示,該電路用標稱值12 V的蓄電池為電源,導(dǎo)線及其接觸完好。維修人員使用已調(diào)好的多用表直流50 V擋檢測故障。他將黑表筆接在c點,用紅表筆分別探測電路的a、b點。 圖1 ①斷開開關(guān),紅表筆接a點時多用表指示如圖2所示,讀數(shù)為________V,說明題中________
8、正常(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 圖2 ②紅表筆接b點,斷開開關(guān)時,表針不偏轉(zhuǎn),閉合開關(guān)后,多用表指示仍然和圖2相同,可判定發(fā)生故障的器件是________(選填:蓄電池、保險絲、開關(guān)、小燈)。 解析:①斷開開關(guān),電壓表直接測量電源兩端的電壓,有示數(shù)且接近電源電動勢,說明電源正常;②紅表筆接b點,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)與①中相同,說明電路仍然處于斷路狀態(tài),而開關(guān)是閉合的,因此可以確定是小燈發(fā)生斷路故障。 答案:①11.5(11.2~11.8之間的值均可) 蓄電池?、谛? 6.(xx·山東高考)實驗室購買了一捆標稱長度為100 m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過實驗測定其實際長度。該
9、同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2,查得銅的電阻率為1.7×10-8 Ω·m,再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而確定導(dǎo)線的實際長度??晒┦褂玫钠鞑挠校? 電流表:量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω; 電壓表:量程3 V,內(nèi)阻約9 kΩ; 滑動變阻器R1:最大阻值5 Ω; 滑動變阻器R2:最大阻值20 Ω; 定值電阻:R0=3 Ω; 電源:電動勢6 V,內(nèi)阻可不計; 開關(guān)、導(dǎo)線若干。 回答下列問題: (1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。 (2)在實物圖中,已正確連接
10、了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。 (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為________V。 (4)導(dǎo)線實際長度為________m(保留2位有效數(shù)字)。 解析:(1)根據(jù)電阻定律可求得這部分銅導(dǎo)線的電阻大約為1.7 Ω,加上保護電阻約為4.7 Ω,作為限流用的滑動變阻器如果用R1,當(dāng)調(diào)到最大時電路中的電流要大于電流表量程的一半,則測量數(shù)據(jù)較少,因此滑動變阻器要選用R2。開始時作為限流用的滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)為最大值,故滑片應(yīng)移至a端。 (2)結(jié)合電路圖補充連接實物圖如圖所示。 (3)根據(jù)題圖乙和電壓表的量程可讀得
11、電壓表的示數(shù)為2.30 V。 (4)根據(jù)電阻定律由以上數(shù)據(jù)可以求得導(dǎo)線的實際長度為94 m。 答案:(1)R2 a (2)如圖所示 (3)2.30(2.29、2.31均正確) (4)94(93、95均正確) 7.(xx·廣東高考)某同學(xué)設(shè)計的可調(diào)電源電路如圖(a)所示,R0為保護電阻,P為滑動變阻器的滑片,閉合電鍵S。 ①用電壓表測量A、B兩端的電壓;將電壓表調(diào)零,選擇0~3V擋,示數(shù)如圖(b),電壓值為________ V。 ②在接通外電路之前,為了保證外電路的安全,滑片P應(yīng)先置于________端。 ③要使輸出電壓U變大,滑片P應(yīng)向________端滑動。 ④若電源
12、電路中不接入R0,則在使用過程中,存在________的風(fēng)險(填“斷路”或“短路”)。 解析:①由k==N/m=50 N/m;②要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平,使滑塊自由滑動時,通過兩個光電門的速度相等;③根據(jù)機械能守恒定律,釋放滑塊后,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能;④由題圖可知,x與v成正比,即v=kx,由Ep=Ek=mv2=mk2x2,因此彈簧的彈性勢能與彈簧的壓縮量的平方成正比。 答案:①1.30?、贏?、跙?、芏搪? 8.(xx·江蘇高考)同學(xué)通過實驗測量一種合金的電阻率。 (1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動,讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖1所示的部件________
13、(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖1中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm。 (2)如圖2所示是測量合金絲電阻的電路,相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標出。合上開關(guān),將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷:電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。 圖1 圖2 (3)在電路故障被排除后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA,由此,該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準確地測出合金絲的阻
14、值,在不更換實驗器材的條件下,對實驗應(yīng)作怎樣的改進?請寫出兩條建議。 解析:(1)讀數(shù)前先旋緊B,示數(shù)為0.01 mm×41.0=0.410 mm。 (2)電壓表的示數(shù)接近電源的電動勢,電流表的示數(shù)很小,說明電壓表串聯(lián)在電路中,由此推斷:合金絲沒有接入電路中,即電路中的7、9之間出現(xiàn)了斷路。 (3)由于電流表內(nèi)阻約0.3 Ω,可將電流表改為內(nèi)接;多次測量求平均值,可以讓測量誤差更?。换蛘哂肬-I圖像的斜率求出電阻。 答案:(1)B 0.410 (2)7、9 斷路 (3)電流表改為內(nèi)接;測量多組電流和電壓值,計算出電阻的平均值。(或測量多組電流和電壓值,用圖像法求電阻值) 9.(xx
15、·浙江高考)小明對2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣,于是用伏安法測量其電阻值。 (1)圖1是部分連接好的實物電路圖,請用電流表外接法完成接線并在圖1中畫出。 (2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上,如圖2所示。在圖中,由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點是用________(填“○”或“×”)表示的。 (3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點,在圖2上用作圖法作圖,并求出這段鉛筆芯的電阻為________Ω。 解析:由圖像可知用“○”表示的數(shù)據(jù)點測得的電阻比較大,說明電流表內(nèi)接,所以電流表外接對應(yīng)的數(shù)據(jù)點用“×”表示。連線作圖如圖2所示,由圖像斜
16、率可知用“×”連線R=1.2 Ω;用“○”連線R=1.6 Ω。 答案:(1)如圖1所示 (2)× (3)如圖2所示;用“×”表示的數(shù)據(jù)連線時:1.2(1.1~1.3均可);用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時:1.6(1.5~1.7均可) 10.(xx·福建高考)某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為________cm和________mm。 解析:用毫米刻度尺測量時,讀數(shù)應(yīng)讀到mm的下一位,即長度測量值為60.10 cm;題圖乙中游標卡尺為五十分度游標卡尺,精確度為0.02 mm,主尺讀數(shù)為4 mm,游標尺第10條刻度線與主尺刻度線對齊,故游標尺
17、讀數(shù)為10×0.02 mm=0.20 mm,所以金屬桿直徑測量值為4.20 mm。 答案:60.10 4.20 11.(xx·四川高考)右圖是測量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖,圖中R0是保護電阻(10 Ω),R1 是電阻箱(0~99.9 Ω),R是滑動變阻器,A1和A2是電流表,E是電源(電動勢10 V,內(nèi)阻很小)。 在保證安全和滿足要求的情況下,使測量范圍盡可能大。實驗具體步驟如下: (i)連接好電路,將滑動變阻器R調(diào)到最大; (ii)閉合S,從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1,先調(diào)R1為適當(dāng)值,再調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使A1示數(shù)I1=0.15 A,記下此時電阻箱的阻值R1和A2的示數(shù)I
18、2; (iii)重復(fù)步驟(ii),再測量6組R1和I2值; (iv)將實驗測得的7組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點。 根據(jù)實驗回答以下問題: ①現(xiàn)有四只供選用的電流表: A.電流表(0~3 mA,內(nèi)阻為2.0 Ω) B.電流表(0~3 mA,內(nèi)阻未知) C.電流表(0~0.3 A,內(nèi)阻為5.0 Ω) D.電流表(0~0.3 A,內(nèi)阻未知) A1應(yīng)選用________,A2應(yīng)選用________。 ②測得一組R1和I2值后,調(diào)整電阻箱R1,使其阻值變小,要使A1示數(shù)I1=0.15 A,應(yīng)讓滑動變阻器R接入電路的阻值________(選填“不變”、“變大”或“變小”)。 ③在坐標紙上畫出
19、R1與I2的關(guān)系圖。 ④根據(jù)以上實驗得出Rx=________Ω。 解析:①該實驗測Rx電阻的原理為并聯(lián)電路兩支路電壓相等,即(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,其中r1、r2分別為A1、A2兩表的內(nèi)阻。又因為Rx的阻值約幾十歐,與R0+R1在同一數(shù)量級,A1示數(shù)為I1=0.15 A,表示電流表A1只能從C、D中選擇,A2電流數(shù)量級與A1相同。由測量原理可知:(Rx+r2)I2=(R0+R1+r1)I1,因Rx未知,故r2阻值應(yīng)已知,故A1選D,A2選C。 ②因A1示數(shù)I1=0.15 A不變,R1變小,(R0+R1+r1)I1變小,滑動變阻器所分電壓變大,R應(yīng)變大。 ③該
20、圖線為一條直線,離線較遠的一組數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù),應(yīng)舍去,其他點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)。 ④由實驗原理得: (R0+R1+r1)I1=(Rx+r2)I2 其中R0=10 Ω,r2=5 Ω,I1=0.15 A,從圖線上選擇兩組R1、I2代入不同數(shù)值可解得Rx約為31 Ω。 答案:①D C?、谧兇蟆、坳P(guān)系圖線如圖所示?、?1 12.(xx·浙江理綜)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略,xx前普通白熾燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60 W的白熾燈,均用10 W的LED燈替代。估算出全國一年節(jié)省的電能最接近( ) A.8×108 kW
21、·h B.8×1010 kW·h C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h 解析:因每只白熾燈和發(fā)光二極管的功率分別為60 W和10 W,按4億戶家庭,每戶家庭每天亮燈6小時計算,全國一年節(jié)省的電能最接近4×108×2×(60-10)×10-3 kW×365×6 h=8.76×1010 kW·h,則選項B正確,A、C、D錯誤。 答案:B 13.(xx·新課標全國)電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比.在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb
22、.由圖可知ηa、ηb的值分別為( ) A.、 B.、 C.、 D.、 解析:本題考查電路的U-I圖象以及電源的效率.由U-I圖象可知,若電源的電動勢為6U0,則a、b兩點處對應(yīng)的路端電壓分別為4U0、2U0,電源的效率η==,所以ηa==,ηb==,正確選項為D. 答案:D 第2節(jié) 閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用 1. (xx·上海高考)如圖,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔV1、ΔV2、ΔV3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI,則( ) A.A的示數(shù)增大 B.V2的示數(shù)增大
23、 C.ΔV3與ΔI的比值大于r D.ΔV1大于ΔV2 解析:選ACD 此電路為串聯(lián)電路,將滑片向下滑動,電路中的總電阻減小,總電流增大;電流表的示數(shù)增大,A項正確;電源的內(nèi)阻分壓增大,所以路端電壓減小,即V2的示數(shù)減小,B項錯誤;電壓表V1測量的是定值電阻兩端的電壓,ΔV1=ΔI·R,ΔV2=ΔI·r,由于R>r,所以ΔV1大于ΔV2,D項正確;將定值電阻等效為電源的內(nèi)阻,=R+r,C項正確。 2. (xx·上海高考)在“用DIS測電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中 (1)將待測電池組、滑動變阻器、電流傳感器、電壓傳感器、定值電阻、電鍵及若干導(dǎo)線連接成電路如圖(a)所示。圖中未接導(dǎo)線的
24、A端應(yīng)接在________點(選填:“B”、“C”、“D”或“E”)。 (2)實驗得到的U-I關(guān)系如圖(b)中的直線Ⅰ所示,則電池組的電動勢為________V,內(nèi)電阻阻值為________Ω。 (3)為了測量定值電阻的阻值,應(yīng)在圖(a)中將“A”端重新連接到________點(選填:“B”、“C”、“D”或“E”),所得到的U-I關(guān)系如圖(b)中的直線Ⅱ所示,則定值電阻的阻值為________Ω。 解析:(1)根據(jù)實驗電路可知電流傳感器串聯(lián)在了電路中,另一個是電壓傳感器應(yīng)該并聯(lián)在電路中測量電路的路端電壓,所以A端應(yīng)該連接在C處。 (2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律:U=E-Ir,圖線
25、的斜率表示內(nèi)阻:r===2 Ω,截距表示電動勢,即E=2.8 V。 (3)為了測量定值電阻的阻值,應(yīng)將定值電阻等效為電源的內(nèi)阻,電壓傳感器應(yīng)該并聯(lián)在滑動變阻器兩端,所以A端應(yīng)接在D端;定值電阻的阻值為:R=-r=-2=3 Ω。 答案:(1)C (2)2.8 2 (3)D 3 3.(xx·全國卷Ⅰ)利用如圖(a)所示電路,可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻,所用的實驗器材有:待測電源,電阻箱R(最大阻值為999.9 Ω),電阻R0(阻值為3.0 Ω),電阻R1(阻值為3.0 Ω),電流表?(量程為200 mA,內(nèi)阻為RA=6.0 Ω),開關(guān)S。 實驗步驟如下: ①將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合
26、開關(guān)S; ②多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R; ③以為縱坐標,R為橫坐標,作 -R圖線(用直線擬合); ④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題: (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為________。 (2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0 Ω時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:①________;②________。 R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.0
27、77 /A-1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 (3)在圖(c)的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=________ A-1·Ω-1,截距b=________ A-1。 (4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。 解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得E=,可得=R+。 (2)根據(jù)電流表讀數(shù)原理可得:其讀數(shù)為0.110 A,其倒數(shù)為9.09 A-1。 (3)根據(jù)圖線可知,斜率k=1.0 A-1Ω-1,截距b=6.0 A-1。 (4)根據(jù)圖線,=1.0 A-1·Ω-
28、1,電動勢E=3.0 V,=6.0 A-1,內(nèi)阻r=1.0 Ω。 答案:(1)=R+或?qū)懗桑絉+(5.0+r) (2)①0.110?、?.09 (3)如圖所示 1.0 6.0 (4)3.0 1.0 4.(xx·全國卷Ⅱ)在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻Rx約為200 Ω,電壓表○的內(nèi)阻約為2 kΩ,電流表○的內(nèi)阻約為10 Ω,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=計算得出,式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值
29、Rx1______(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2______(填“大于”、“等于”或“小于”)真實值。
解析:根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點解題。根據(jù)題意知>,電壓表的分流作用較顯著,故Rx1更接近待測電阻的真實值。圖(a)的測量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值,故Rx1>Rx真;圖(b)的測量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值,故Rx2 30、若干。某同學(xué)設(shè)計的測量電路如圖(a)所示。
圖(a)
(1)按圖(a)在實物圖(b)中畫出連線,并標出導(dǎo)線1和其P端。
(2)測量時,改變鱷魚夾P所夾的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路,記錄對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I。數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖(c)中的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整,并畫出U-I圖線。
I(mA)
193
153
111
69
30
U(V)
2.51
2.59
2.68
2.76
2.84
(3)根據(jù)U-I圖線求出電源的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。(保留2位小數(shù))
解 31、析:(1)根據(jù)實驗原理圖進行實物圖連線,如圖所示。(2)根據(jù)所給數(shù)據(jù),描點連線,如圖所示。
(3)在U-I圖像中,圖線與縱軸的交點坐標等于電源的電動勢,即E=2.90 V;圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和,則r=1.03 Ω
答案:(1)如圖所示
(2)如圖所示
(3)2.90 1.03
6.(xx·北京高考)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。
(1)應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的________(選填“甲”或“乙”)。
圖1
(2)現(xiàn)有電流表(0~0.6 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:
A.電壓表(0~15 32、V)
B.電壓表(0~3 V)
C.滑動變阻器(0~50 Ω)
D.滑動變阻器(0~500 Ω)
實驗中電壓表應(yīng)選用________;滑動變阻器應(yīng)選用________。(選填相應(yīng)器材前的字母)
(3)某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標在圖2的坐標紙上,請標出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線。
序號
1
2
3
4
5
6
電壓U(V)
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
電流I(A)
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
(4)根據(jù)(3)中所畫 33、圖線可得出干電池的電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω。
(5)實驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數(shù)U及干電池的輸出功率P都會發(fā)生變化。圖3的各示意圖中正確反映P-U關(guān)系的是________。
圖3
解析: (1)測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗,由于干電池的內(nèi)阻很小,電流表應(yīng)內(nèi)接,所以應(yīng)該選擇的實驗電路為甲。
(2)由于干電池的電動勢大約為1.5 V,所以電壓表選擇量程為3 V的,滑動變阻器選擇0~50 Ω的。
(3)在圖中標出第2組數(shù)據(jù)后,可以看出,除第4組數(shù)據(jù)所描點偏離直線較多外,其他5組數(shù)據(jù)所描點都大致處于一條直線上,用直尺過盡可能多的點作一直線, 34、不在直線上的點盡可能分居直線兩側(cè),得到干電池的伏安特性曲線。
(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律,E=U+Ir,變化為U=E-Ir。由此可知,干電池的伏安特性曲線在縱軸的截距數(shù)值等于電源電動勢,斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻,所以電池的電動勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.83 Ω。
(5)根據(jù)電源最大輸出功率的條件,當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時,電源輸出功率最大。此時電壓表示數(shù)等于電源電動勢的一半,選項C正確。
答案:(1)甲 (2)B C (3)如圖所示
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85) (5)C
7.(xx·天津高考)如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源 35、內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置。閉合電鍵S,電路達到穩(wěn)定時,帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件,油滴仍能靜止不動的是( )
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大兩板間的距離 D.?dāng)嚅_電鍵S
解析:選B 在直流電路中,R2與電容器串聯(lián)的支路不通,因此電容器兩端的電壓等于R1兩端的電壓,增大R1的阻值,R1兩端的電壓增大,電容器兩端的電壓增大,由E=可知,電容器兩極板間的電場強度增大,因此板間帶電油滴受到的電場力增大,會向上運動,A項錯誤;增大R2的阻值不改變電路中的總電阻,不改變R1兩端的電壓,因此電容器中的油滴仍保 36、持靜止,B項正確;增大兩板間的距離,而電容器的兩板間的電壓一定,由E=可知,板間的場強減小,油滴受到的電場力減小,油滴會向下運動,C項錯誤;斷開電鍵S,電容器會通過R1、R2進行放電,使板間場強減小,油滴受到的電場力減小而向下運動,D項錯誤。
8.(xx·安徽高考)某同學(xué)為了測量一個量程為3 V的電壓表的內(nèi)阻,進行了如下實驗。
圖1
(1)他先用多用表進行了正確的測量,測量時指針位置如圖1所示,得出電壓表的內(nèi)阻為3.00×103 Ω,此時電壓表的指針也偏轉(zhuǎn)了。已知多用表歐姆擋表盤中央刻度值為“15”,表內(nèi)電池電動勢為1.5 V,則電壓表的示數(shù)應(yīng)為________V(結(jié)果保留兩位有效 37、數(shù)字)。
(2)為了更準確地測量該電壓表的內(nèi)阻RV,該同學(xué)設(shè)計了圖2所示的電路圖,實驗步驟如下:
圖2
A.?dāng)嚅_開關(guān)S,按圖2連接好電路;
B.把滑動變阻器R的滑片P滑到b端;
C.將電阻箱R0的阻值調(diào)到零;
D.閉合開關(guān)S;
E.移動滑動變阻器R的滑片P的位置,使電壓表的指針指到3 V位置;
F.保持滑動變阻器R的滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5 V位置,讀出此時電阻箱R0的阻值,此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測量值;
G.?dāng)嚅_開關(guān)S。
實驗中可供選擇的實驗器材有:
a.待測電壓表
b.滑動變阻器:最大阻值2 000 Ω
c.滑動變阻器:最大 38、阻值10 Ω
d.電阻箱:最大阻值9 999.9 Ω,阻值最小改變量為0.1 Ω
e.電阻箱:最大阻值999.9 Ω,阻值最小改變量為0.1 Ω
f.電池組:電動勢約6 V,內(nèi)阻可忽略
g.開關(guān),導(dǎo)線若干
按照這位同學(xué)設(shè)計的實驗方法,回答下列問題:
①要使測量更精確,除了選用電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外,還應(yīng)從提供的滑動變阻器中選用________(填“b”或“c”),電阻箱中選用________(填“d”或“e”)。
②電壓表內(nèi)阻RV的測量值R測和真實值R真相比,R測________R真(填“>”或“<”);若RV越大,則越________(填“大”或“小”)。
解析:( 39、1)由題知歐姆表的內(nèi)阻為r=1.5×103 Ω,歐姆表內(nèi)電池電動勢為1.5 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,E=U+r,解得U=1.0 V。
(2)由于滑動變阻器連接采用的是分壓接法,為了使電路電壓調(diào)節(jié)變化盡可能均勻,應(yīng)選用最大阻值較小的滑動變阻器c,由于電壓表的電阻約為3 000 Ω,因此電阻箱應(yīng)選用最大阻值超過3 000 Ω的電阻箱d。由于將電阻箱的阻值調(diào)大,因此滑動變阻器與電阻箱串聯(lián)部分電路兩端的電壓會大于3 V,即當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5 V時,電阻箱兩端的電壓大于1.5 V,即電阻箱接入電路的電阻值大于電壓表的內(nèi)阻,因此電壓表電阻的測量值大于真實值,即R測>R真;當(dāng)RV趨于無窮大時,| 40、|趨于零,因此RV越大,||越小。
答案:(1)1.0 (2)①c d?、冢尽⌒?
9.(xx·福建高考)某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻,實驗原理如圖甲所示,其中,虛線框內(nèi)為用靈敏電流計改裝的電流表 , 為標準電壓表,E為待測電池組,S為開關(guān),R為滑動變阻器,R0是標稱值為4.0 Ω的定值電阻。
①已知靈敏電流計的滿偏電流Ig=100 μA、內(nèi)阻rg=2.0 kΩ,若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA,應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R1;
②根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路。
③某次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示:
測量次數(shù) 41、
1
2
3
4
5
6
7
8
電壓表
讀數(shù)U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改裝表
讀數(shù)I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法),計算出電池組的內(nèi)阻r=________Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是___________________________________________________________________。
④該小組 42、在前面實驗的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響,用一已知電動勢和內(nèi)阻的標準電池組,通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是________。(填選項前的字母)
A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小
C.R1的實際阻值比計算值偏小
D.R0的實際阻值比標稱值偏大
解析:①根據(jù)并聯(lián)分流規(guī)律可知,Igrg=(I-Ig)R1,代入解得R1≈1.0 Ω。②連接實物電路圖時,注意按照電流的方向依次連接各用電器,最后將電壓表和電流計分別并入電路。③根據(jù)電源的伏安特性曲線可知 43、,電源的內(nèi)阻r=-R0,結(jié)合逐差法可得,r+R0=÷4=≈5.66 Ω,所以r≈1.66 Ω;逐差法處理實驗數(shù)據(jù)時能夠充分利用已測得的數(shù)據(jù),以減小實驗的偶然誤差。④電動勢測量值誤差很小,說明電壓表分流產(chǎn)生的誤差可以忽略不計,而內(nèi)阻測量值偏大,根據(jù)③中計算式可知,其可能原因是R0標稱值比實際值小,D項正確;或者通過電源的電流的測量值小于真實值,即與電流計并聯(lián)的電阻R1的實際值小于計算值,C項正確。
答案:①1.0?、谌鐖D所示 ③1.66 充分利用已測得的數(shù)據(jù)?、蹸D
10.(xx·安徽理綜)用圖示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻,R0是定值電阻, ?是靈敏度很高的電流表,MN 44、是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān),改變滑動頭P的位置,當(dāng)通過電流表?的電流為零時,測得MP=l1,PN=l2,則Rx的阻值為( )
A.R0 B.R0
C.R0 D.R0
解析:選C 本題考查測量電阻和電路動態(tài)分析的方法,意在考查考生對串、并聯(lián)電路的規(guī)律和閉合電路的歐姆定律的理解。當(dāng)靈敏電流表的電流為零時,有=,可得Rx=R0。
11.(xx·江蘇)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( )
A.RM變大,且R越大,U增大越明顯
45、
B.RM變大,且R越小,U增大越明顯
C.RM變小,且R越大,U增大越明顯
D.RM變小,且R越小,U增大越明顯
解析:選C 本題考查傳感器與電路的動態(tài)分析,意在考查考生對傳感器特點及電路動態(tài)分析方法的掌握。S兩端的電壓增大,總電流變大,總電阻變小,說明M的電阻變小,RM變小,且R越大,并聯(lián)電阻減小越快,干路電流增大越明顯,電壓U變大越明顯,C項正確。
12.(xx·北京理綜)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略.開關(guān)S閉合后,在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中( )
A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小
D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大
解析:滑動變阻器R0的滑片向下滑動,R0接入電路的電阻變小,電路的總電阻變小,總電流變大,電源的內(nèi)電壓變大,外電壓變小,電壓表的示數(shù)變小,R1兩端的電壓變大,R2兩端的電壓變小,電流表的示數(shù)變小,A項正確.
答案:A
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