專題九

恒定電流考點1

電路的基本概念和規(guī)律真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2016上?！?3,3分,難度★☆☆☆☆]電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力,因此(

)A.電動勢是一種非靜電力 B.電動勢越大,表明電源儲存的電能越多C.電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映 D.電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓題組1電路的基本概念與串并聯(lián)答案1.C

【解題思路】

電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)大小的物理量,C項正確;電動勢不是非靜電力,A項錯誤;電動勢越大說明電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)越強,因此電動勢只能反映電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小,不能反映它儲存電能本領(lǐng)的大小,B項錯誤;電壓是反映電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量本領(lǐng)大小的物理量,因此電動勢不是電壓,且閉合電路中由于電源有內(nèi)電壓,因此電動勢也不等于電源兩端電壓的大小,D項錯誤.【易錯分析】

電動勢與電壓的單位均為伏特,但電動勢不是電壓,因為電動勢和電壓的物理意義不同,一個是反映非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量,一個是反映電場力做功本領(lǐng)大小的物理量.

題組1電路的基本概念與串并聯(lián)答案

題組2對電阻定律的理解與應(yīng)用答案

【方法技巧】

本題在判斷過程中需要借助液體的總體積保持不變求出橫截面積的變化情況.4.[2018年4月浙江·5,3分,難度★☆☆☆☆]杭州市正將主干道上的部分高壓鈉燈換成LED燈。已知高壓鈉燈功率為400W,LED燈功率為180W,若更換4000盞,則一個月可節(jié)約的電能約為(

)A.9×103kW·h B.3×105kW·h C.6×105kW·h D.1×1012kW·h題組3電功電功率焦耳定律答案4.B

【解題思路】由題意知,每盞燈節(jié)約的電功率為400W-180W=220W=0.22kW,每天亮燈的時間大約12h,因此4000盞燈一個月節(jié)約的電能W=Pt=0.22×4000×12×30kW·h=3×105kW·h,故選項B正確。5.[2012大綱·19,6分,難度★★☆☆☆]一臺電風(fēng)扇的額定電壓為交流220V.在其正常工作過程中,用交流電流表測得某一段時間內(nèi)的工作電流I隨時間t的變化如圖所示.這段時間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為(

)A.3.9×10-2度 B.5.5×10-2度C.7.8×10-2度 D.11.0×10-2度題組3電功電功率焦耳定律答案5.B

【解題思路】

根據(jù)電流的變化情況,分段計算求電功,W1=I1Ut1=0.3×220×10×60J=3.96×104J,W2=I2Ut2=0.4×220×10×60J=5.28×104J,W3=I3Ut3=0.2×220×40×60J=1.056×105J,則總功W=W1+W2+W3=1.98×105J=5.5×10-2

度,選項B正確.

【易錯警示】

注意圖橫軸時間單位為“min”,應(yīng)換算為“s”后再計算.6.[2017年下半年浙江·12,3分,難度★★☆☆☆]小明同學(xué)家里部分電器的消耗功率及每天工作時間如表所示,則這些電器一天消耗的電能約為(

)A.6.1×103W B.6.1×107J C.2.2×104W D.2.2×107J題組3電功電功率焦耳定律答案6.D

【解題思路】

根據(jù)表格,這些用電器每天消耗的電能為W=2kW×1h+1.2kW×3h+0.1

kW×2h+0.016kW×4h+0.009kW×24h=6.08kW·h=2.2×107J,選項D正確.7.[2012上海·13,3分,難度★★☆☆☆]當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時,通過該電阻的電荷量為0.3C,消耗的電能為0.9J.為在相同時間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻,在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是(

)A.3V

1.8J B.3V

3.6JC.6V

1.8J D.6V

3.6J題組3電功電功率焦耳定律答案7.D

【解題思路】

根據(jù)電功公式有W1=q1U1,可得電壓U1=3V,在相同時間內(nèi)使0.6C的電荷量通過該電阻,則電壓U2=6V,W2=q2U2=3.6J,所以D正確.真題分層2中檔題組1.[2015上?！?2,3分,難度★★★☆☆]重離子腫瘤治療裝置中的回旋加速器可發(fā)射+5價重離子束,其束流強度為1.2×10-5A,則在1s內(nèi)發(fā)射的重離子個數(shù)為(e=1.6×10-19C)(

)A.3.0×1012 B.1.5×1013C.7.5×1013 D.3.75×1014答案

2.[2020海南·4,3分,難度★★★☆☆]一車載加熱器(額定電壓為24V)發(fā)熱部分的電路如圖所示,a、b、c是三個接線端點,設(shè)ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、Pbc,則(

)A.Pab>Pbc B.Pab=PacC.Pac=Pbc D.Pab<Pac

答案

答案

4.[2017上海·9,4分,難度★★★☆☆]將四個定值電阻a、b、c、d分別接入電路,測得相應(yīng)的電流、電壓值如圖所示.其中阻值最接近的兩個電阻是(

)A.a和b B.b和dC.a和c D.c和d答案4.A

【解題思路】

分別過原點作出過四個點的圖象如圖所示,根據(jù)圖象斜率的絕對值表示電阻阻值可知,a、b兩電阻的阻值最為接近,故選項A正確.5.[2020年7月浙江·16,2分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示,系留無人機(jī)是利用地面直流電源通過電纜供電的無人機(jī),旋翼由電動機(jī)帶動.現(xiàn)有質(zhì)量為20kg、額定功率為5kW的系留無人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上升,經(jīng)過200s到達(dá)100m高處后懸停并進(jìn)行工作.已知直流電源供電電壓為400V,若不計電纜的質(zhì)量和電阻,忽略電纜對無人機(jī)的拉力,則(

)A.空氣對無人機(jī)的作用力始終大于或等于200NB.直流電源對無人機(jī)供電的額定電流為12.5AC.無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率為100WD.無人機(jī)上升及懸停時均有部分功率用于對空氣做功答案

6.[2012四川·23,16分,難度★★★☆☆]四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出,若按現(xiàn)有供水能力測算,我省供水缺口極大,蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一.某地要把河水抽高20m,進(jìn)入蓄水池,用一臺電動機(jī)通過傳動效率為80%的皮帶,帶動效率為60%的離心水泵工作.工作電壓為380V,此時輸入電動機(jī)的電功率為19kW,電動機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω.已知水的密度為1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2.求:(1)電動機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率;(2)將蓄水池蓄入864m3的水需要的時間(不計進(jìn)、出水口的水流速度).答案6.【解析】

(1)設(shè)電動機(jī)的電功率為P,則P=UI

①設(shè)電動機(jī)內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr,則Pr=I2r

②代入數(shù)據(jù)解得Pr=1×103W

③(2)設(shè)蓄水總質(zhì)量為M,所用抽水時間為t.抽水高度為h,蓄水池容積為V,水的密度為ρ,則M=ρV

④設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢能為ΔEp,則ΔEp=Mgh

⑤設(shè)電動機(jī)的輸出功率為P0,則P0=P-Pr

⑥根據(jù)能量守恒定律得P0t×60%×80%=ΔEp

⑦代入數(shù)據(jù)解得t=2×104s

⑧【名師點撥】

本題考查電功、電功率的計算,要注意W=IUt,Q=I2Rt在任何電路中都成立,在計算時一定要先判斷電路性質(zhì),看是否為純電阻電路,然后選用合適的規(guī)律進(jìn)行判斷或計算.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律,我們在分析非純電阻電路時還要注意從能量轉(zhuǎn)化與能量守恒方面看電路各個部分的作用.考點2

閉合電路歐姆定律1.[2019江蘇·3,3分,難度★★☆☆☆]如圖所示的電路中,電阻R=2Ω.斷開S后,理想電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為(

)

A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω答案

2.[2012上?！?7,4分,難度★★★☆☆](多選)直流電路如圖所示,在滑動變阻器的滑片P向右移動時,電源的(

)A.總功率一定減小B.效率一定增大C.內(nèi)部損耗功率一定減小D.輸出功率一定先增大后減小答案

3.[2016上?！?8,4分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計.閉合電鍵,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I;在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中(

)A.U先變大后變小B.I先變小后變大C.U與I比值先變大后變小D.U變化量與I變化量比值等于R3答案3.BC

【解題思路】

由題可知,電源內(nèi)阻不計,因此電壓表的示數(shù)就等于電源的電動勢,即電壓表的示數(shù)總是不變,A項錯誤;在滑動變阻器的滑片滑動過程中,電阻R1接入電路的阻值先變大后變小,而電路兩端的電壓不變,所以電流表示數(shù)先變小后變大,B項正確;U與I比值先變大后變小,C項正確;由于電壓表示數(shù)沒有變化,所以D項錯誤.【疑難點撥】

本題疑難之處是電壓變化量與電流變化量的比值的判斷.由于電源內(nèi)阻不計,從圖示需要判斷出電壓表示數(shù)不變,再分析滑片滑動過程中電阻的變化情況,根據(jù)歐姆定律可以分析電流表示數(shù),進(jìn)而可以分析所有選項.4.[2020北京·12,3分,難度★★★☆☆]圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況.把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(圖乙),用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個簡易溫度計.下列說法正確的是(

)A.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系B.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系C.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系D.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系答案

5.[2016江蘇·8,4分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示的電路中,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出.閉合開關(guān)S,下列說法正確的有(

)A.路端電壓為10VB.電源的總功率為10WC.a、b間電壓的大小為5VD.a、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為1A答案

【光速解法】

本題中求a、b兩點間的電壓時,可以看成是兩支路上左側(cè)(或右側(cè))兩電阻的電壓之差.6.[2018海南·10,5分,難度★★★★☆](多選)如圖,三個電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻r<R,c為滑動變阻器的中點.閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片由c點向a端滑動,下列說法正確的是(

)

A.R2消耗的功率變小B.R3消耗的功率變大C.電源輸出的功率變大D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大答案

7.[2020上海·14,4分,難度★★★☆☆]如圖(a)所示,E為電源,R是定值電阻.閉合電鍵S,移動滑動變阻器R'滑片P可得到如圖(b)所示的U-I曲線,滑片P移至最右邊時對應(yīng)圖中的a點.由圖可知,R'的最大值為

,在移動P的過程中R'消耗的最大功率為

W.

答案

考點3

實驗:測定金屬的電阻率真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2015海南·11,6分,難度★☆☆☆☆]某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示.該工件的直徑為

cm,高度為

mm.

題組1游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用答案1.【參考答案】

1.220

6.860【解題思路】

游標(biāo)卡尺為20分度游標(biāo)卡尺,精確度為0.05mm.主尺讀數(shù)為12mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05mm×4=0.20mm,所以工件直徑為12.20mm=1.220cm;螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為6.5mm,可動刻度部分讀數(shù)為0.01mm×36.0=0.360mm,所以工件高度為6.860mm.2.

[2012廣東·34,節(jié)選,難度★★☆☆☆]某同學(xué)測量一個圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體的尺寸和電阻.(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示,長度為

cm,直徑為

mm.

(2)按圖(c)連接電路后,實驗操作如下:①將滑動變阻器R1的阻值置于最

處(填“大”或“小”);將S2撥向接點1,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0;

②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最

(填“大”或“小”),S2撥向接點2;保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0,此時R2阻值為1280Ω;

(3)由此可知,圓柱體的電阻為

Ω.

題組1游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用題組1游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用答案2.【參考答案】

(1)5.01

5.316(5.310~5.320)

(2)①大

②大 (3)1280【解題思路】

(1)游標(biāo)卡尺的精度為0.1mm,所以L=(50+1×0.1)mm=5.01cm,螺旋測微器的讀數(shù)為d=(5+31.6×0.01)mm=5.316mm.(2)為了保護(hù)電流表,在接通電路之前,要使電路中的總電阻盡可能大,然后慢慢減小電路中的電阻.【規(guī)律總結(jié)】

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)沒有估讀,而螺旋測微器有一位估讀俗稱千分尺,精確到為0.01mm.3.[2014江蘇·10,8分,難度★★★☆☆]某同學(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

(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(biāo)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”).

(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2.23V和38mA,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(zhǔn)確地測出合金絲的阻值,在不更換實驗器材的條件下,對實驗應(yīng)做怎樣的改進(jìn)?請寫出兩條建議.題組1游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用題組1游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用答案3.【參考答案】

(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,用圖象法求電阻值)【解題思路】

(1)讀數(shù)前先旋緊B,示數(shù)為0.01mm×41.0=0.410mm.(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0.3Ω,可將電流表改為內(nèi)接;多次測量求平均值,可以讓測量誤差更小;或者用U-I圖象的斜率求出電阻.4.[2014海南·11,5分,難度★★☆☆☆]現(xiàn)有一合金制成的圓柱體.為測量該合金的電阻率,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(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度.螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示.(1)由圖(a)、(b)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用D、L表示,則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ=

.

題組2實驗原理答案

5.[2019天津·9,節(jié)選,難度★★☆☆☆]現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率.(1)某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示,其讀數(shù)是

mm.

(2)利用下列器材設(shè)計一個電路,盡量準(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻.這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω,畫出實驗電路圖,并標(biāo)明器材代號.電源E(電動勢10V,內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1(量程0~250mA,內(nèi)阻R1=5Ω)電流表A2(量程0~300mA,內(nèi)阻約為5Ω)滑動變阻器R(最大阻值10Ω,額定電流2A)開關(guān)S及導(dǎo)線若干(3)某同學(xué)設(shè)計方案正確,測量得到電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,則這段金屬絲電阻的計算式Rx=

.從設(shè)計原理看,其測量值與真實值相比

(填“偏大”“偏小”或“相等”).

題組2實驗原理題組2實驗原理答案

6.[2018年下半年浙江·18,5分,難度★★☆☆☆]為了比較精確地測定阻值未知的定值電阻Rx,小明設(shè)計了如圖1所示的電路.(1)實驗時,閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片滑至合適位置保持不變,將c點先后與a、b點連接,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大,電流表示數(shù)基本不變,則測量時應(yīng)將c點接

(選填“a點”或“b點”),按此連接測量,測量結(jié)果

(選填“小于”“等于”或“大于”)Rx的真實值.

(2)根據(jù)實驗測得的6組數(shù)據(jù),在圖2中描點,作出了2條圖線.你認(rèn)為正確的是

(選填“①”或“②”),并由圖線求出電阻Rx=

Ω.(保留兩位有效數(shù)字)

題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析答案

7.[2018天津·9,節(jié)選,難度★★★☆☆]某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10kΩ),除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:A.電壓表(量程0~1V,內(nèi)阻約10kΩ)B.電壓表(量程0~10V,內(nèi)阻約100kΩ)C.電流表(量程0~1mA,內(nèi)阻約30Ω)D.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Ω)E.電源(電動勢1.5V,額定電流0.5A,內(nèi)阻不計)F.電源(電動勢12V,額定電流2A,內(nèi)阻不計)G.滑動變阻器R0(阻值范圍0~10Ω,額定電流2A)(1)為使測量盡量準(zhǔn)確,電壓表選用

,電流表選用

,電源選用

.(均填器材的字母代號)

(2)畫出測量Rx阻值的實驗電路圖.(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會

其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是

.

題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析答案7.【參考答案】

(1)B

C

F

(2)如圖

(3)大于

電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際電壓【解題思路】

若選用電動勢為1.5V的電源,則實驗中電流最大值僅為0.15mA,兩個電流表均無法準(zhǔn)確測量,故選用電動勢為12V的電源F;此時,實驗中最大電流約為1.2mA,故電流表選用C;電壓表選用B.由于滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻的阻值,所以滑動變阻器采用分壓式接法;待測電阻的阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻,所以電流表內(nèi)接.由于電流表的分壓作用,電阻測量值偏大,所以電阻測量值大于其真實值.【名師點撥】

實驗要求安全、準(zhǔn)確、易操作,選擇電流表內(nèi)、外接時,要注意待測電阻相對電壓表、電流表內(nèi)阻的大小關(guān)系;滑動變阻器電阻最大值遠(yuǎn)小于待測電阻時,采用分壓式接法.

題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析題組3數(shù)據(jù)處理與誤差分析答案

真題分層2中檔題組1.[2020全國Ⅰ·22,6分,難度★★★☆☆]某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ,電流表內(nèi)阻為0.5Ω.該同學(xué)采用兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點之間,另一種是跨接在O、Q兩點之間.測量得到如圖(b)所示的兩條U-I圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).回答下列問題:(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在

(填“O、P”或“O、Q”)兩點的方案測量得到的.

(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷,由圖線

(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,結(jié)果為

Ω(保留1位小數(shù)).

(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響,需對(2)中得到的結(jié)果進(jìn)行修正,修正后待測電阻的阻值為

Ω(保留1位小數(shù)).

答案

2.[2019江蘇·11,10分,難度★★★☆☆]某同學(xué)測量一段長度已知的電阻絲的電阻率.實驗操作如下:(1)螺旋測微器如圖甲所示.在測量電阻絲直徑時,先將電阻絲輕輕地夾在測砧與測微螺桿之間,再旋動

(選填“A”“B”或“C”),直到聽見“喀喀”的聲音,以保證壓力適當(dāng),同時防止螺旋測微器的損壞.

(2)選擇電阻絲的

(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測量,取其平均值作為電阻絲的直徑.

(3)圖乙中Rx為待測電阻絲.請用筆畫線代替導(dǎo)線,將滑動變阻器接入圖丙實物電路中的正確位置.(4)為測量Rx,利用圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓U1和電流I1的值,作出的U1-I1關(guān)系圖象如圖丁所示.接著,將電壓表改接在a、b兩端,測得5組電壓U2和電流I2的值,數(shù)據(jù)見下表:請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出U2-I2圖象.

(5)由此,可求得電阻絲的Rx=

Ω.根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率.

答案

3.[2020海南·15,10分,難度★★★☆☆]在測量定值電阻阻值的實驗中,提供的實驗器材如下:電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻r1=3.0kΩ),電壓表V2(量程5V,內(nèi)阻r2=5.0kΩ),滑動變阻器R(額定電流1.5A,最大阻值100Ω),待測定值電阻Rx,電源E(電動勢6.0V,內(nèi)阻不計),單刀開關(guān)S,導(dǎo)線若干.回答下列問題:(1)實驗中滑動變阻器應(yīng)采用

接法(填“限流”或“分壓”).

(2)將虛線框中的電路原理圖補充完整.(3)根據(jù)下表中的實驗數(shù)據(jù)(U1、U2分別為電壓表V1﹑V2的示數(shù)),在圖(a)給出的坐標(biāo)紙上補齊數(shù)據(jù)點,并繪制U2-U1圖象.(4)由U2-U1圖象得到待測定值電阻的阻值Rx=

Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

(5)完成上述實驗后,若要繼續(xù)采用該實驗原理測定另一個定值電阻Ry(阻值約為700Ω)的阻值,在不額外增加器材的前提下,要求實驗精度盡可能高,請在圖(b)的虛線框內(nèi)畫出你改進(jìn)的電路圖.答案

(4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是

;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是

.(選填選項前的字母)

A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值(5)在不損壞電表的前提下,將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端,隨滑片P移動距離x的增加,被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加,下列反映U-x關(guān)系的示意圖中正確的是

.

答案

【名師點撥】

本題考查實驗原理與器材選擇,是常規(guī)題,關(guān)鍵是考生在學(xué)習(xí)過程中要善于歸納和總結(jié),掌握實驗原理,并且會分析實驗誤差.5.[2017全國Ⅱ·23,9分,難度★★★★☆]某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μA,內(nèi)阻大約為2500Ω)的內(nèi)阻.可使用的器材有:兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20Ω,另一個阻值為2000Ω);電阻箱Rz(最大阻值為99999.9Ω);電源E(電動勢約為1.5V);單刀開關(guān)S1和S2.C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片.(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線.(2)完成下列填空:①R1的阻值為

Ω(填“20”或“2000”).

②為了保護(hù)微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的

端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近.

③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置.最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢

(填“相等”或“不相等”).

④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變.待測微安表的內(nèi)阻為

Ω(結(jié)果保留到個位).

(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議:

.

答案

【技巧點撥】

此題考查電阻測量的方法;實質(zhì)上這種方法是一種“電橋電路”,搞清電橋平衡的條件:對角線電阻乘積相等,即可輕易解出待測電阻值;知道分壓電路中滑動變阻器選擇的原則及實物連線的注意事項.考點4

實驗:描繪小燈泡的伏安特性曲線真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2016天津·9,節(jié)選,難度★★☆☆☆]某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整.可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻等于3kΩ) 電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻等于15kΩ)電流表A1(量程0~200mA,內(nèi)阻等于10Ω) 電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻等于0.1Ω)滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流2A) 滑動變阻器R2(0~1kΩ,額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω) 定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ) 電源E(E=6V,內(nèi)阻不計)(1)請畫出實驗電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號旁.(2)該同學(xué)描繪出的I-U圖象應(yīng)是下圖中的

.

題組1實驗原理答案1.【參考答案】

(1)如圖所示

(2)B【解題思路】

(1)描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗時,需要設(shè)計成滑動變阻器的分壓接法,滑動變阻器應(yīng)選擇與小燈泡阻值相接近的R1.給出的元件電壓表V1量程小于小燈泡的額定電壓,電壓表V2量程又太大,因此需要將電壓表V1串聯(lián)一個1kΩ的定值電阻R5,改裝成最大量程為4V的電壓表.給出的元件電流表A1量程小于小燈泡的額定電流,電流表A2量程又太大,因此需要將電流表A1并聯(lián)一個10Ω的定值電阻R4,改裝成最大量程為400mA的電流表.(2)由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,所以該同學(xué)繪出的小燈泡的I-U圖象應(yīng)是B.2.[2020年1月浙江·18,7分,難度★★☆☆☆](1)小明同學(xué)用多用電表測量一未知電阻器的阻值.經(jīng)過規(guī)范操作后,所選歐姆擋倍率及指針位置分別如圖甲、乙所示,則此電阻器的阻值為

Ω.

(2)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中:①如圖丙所示,已經(jīng)連接了一部分電路,請在圖丙中將電路連接完整.②合上開關(guān)后,測出9組I、U值,在I-U坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點,如圖丁所示.請在圖丁中畫出此小燈泡的伏安特性曲線.③與圖丁中P點對應(yīng)的狀態(tài),小燈泡燈絲阻值最接近

.

A.16.7Ω

B.12.4Ω

C.6.2Ω題組2數(shù)據(jù)處理與誤差分析答案

3.[2021廣東適應(yīng)性測試·12,9分,難度★★★☆☆]某學(xué)習(xí)小組探究LED燈的伏安特性曲線.(1)實驗需要燈兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)采用

(選填“限流式”或“分壓式”)接法.

(2)某同學(xué)已連接部分導(dǎo)線,請在圖(a)中完成電路的連接.(3)檢查電路連線正確后,某同學(xué)閉合開關(guān),看到燈閃亮一下立即熄滅,造成這一現(xiàn)象的原因可能是

.

(4)描繪出該燈的伏安特性曲線如圖(b)所示,當(dāng)燈兩端電壓為0.80V時,燈的功率為

.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

題組3創(chuàng)新型實驗答案3.【參考答案】

(1)分壓式

(2)如圖所示

(3)滑動變阻器調(diào)節(jié)不合適,流過燈的電流過大,導(dǎo)致燈被燒壞

(4)9.6×10-3W【解題思路】

(1)題中要求電壓從零開始調(diào)節(jié),所以滑動變阻器應(yīng)該采用分壓式接法.(3)閉合開關(guān),看到燈閃亮一下立即熄滅,說明測量電路部分的電壓并未從零開始調(diào)節(jié),且LED燈兩端電壓太大,流過燈的電流過大,導(dǎo)致燈被燒壞.(4)結(jié)合題圖(b)可知,當(dāng)燈兩端電壓為0.80V時,流過燈的電流為12mA,則燈的功率為P=U1I1=0.8×12×10-3W=9.6×10-3W.真題分層2中檔題組1.[2020全國Ⅱ·23,10分,難度★★★☆☆]某同學(xué)要研究一小燈泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性.所用器材有:電流表A1(量程200mA,內(nèi)阻Rg1=10.0Ω)、電流表A2(量程500mA,內(nèi)阻Rg2=1.0Ω)、定值電阻R0(阻值R0=10.0Ω)、滑動變阻器R1(最大阻值10Ω)、電源E(電動勢4.5V,內(nèi)阻很小)、開關(guān)S和若干導(dǎo)線.該同學(xué)設(shè)計的電路如圖(a)所示.(1)根據(jù)圖(a),在圖(b)的實物圖中畫出連線.(2)若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流,利用I1、I2、Rg1和R0寫出:小燈泡兩端的電壓U=

,流過小燈泡的電流I=

.為保證小燈泡的安全,I1不能超過

mA.

(3)實驗時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使開關(guān)閉合后兩電流表的示數(shù)為零.逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)的I1和I2.所得實驗數(shù)據(jù)在下表中給出.

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算得,當(dāng)I1=173mA時,燈絲電阻R=

Ω(保留1位小數(shù)).

(4)如果用另一個電阻替代定值電阻R0,其他不變,為了能夠測量完整的伏安特性曲線,所用電阻的阻值不能小于

Ω(保留1位小數(shù)).

答案

2.[2017全國Ⅰ·23,10分,難度★★★☆☆]某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性.所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表 (量程3V,內(nèi)阻3kΩ);電流表 (量程0.5A,內(nèi)阻0.5Ω);固定電阻R0(阻值1000Ω);滑動變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動勢5V,內(nèi)阻不計);開關(guān)S;導(dǎo)線若干.(1)實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實驗電路原理圖.(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示.由實驗曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻

(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率

(填“增大”“不變”或“減小”).

(3)用另一電源E0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實際功率.閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為

W,最大功率為

W.(結(jié)果均保留2位小數(shù))

答案2.【參考答案】

(1)實驗電路原理圖如圖所示(2)增大

增大

(3)0.39

1.17【解題思路】

(1)要實現(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,則滑動變阻器需要設(shè)計成分壓接法;電壓表

應(yīng)與固定電阻R0串聯(lián),將量程改為4V.由于小燈泡正常發(fā)光時電阻約為12Ω,所以需將電流表外接.(2)由小燈泡伏安特性曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻增大.根據(jù)電阻定律可知,燈絲的電阻率增大.(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最大為9.0Ω時,流過小燈泡的電流最小,小燈泡的實際功率最小,把滑動變阻器視為等效電源內(nèi)阻的一部分,在題圖(a)中畫出等效電源E'0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00Ω+9.0Ω=10Ω)的伏安特性曲線,函數(shù)表達(dá)式為U=4-10I(V),圖線如圖中Ⅰ所示,故小燈泡的最小功率為Pmin=U1I1=1.75×0.225W≈0.39W.當(dāng)滑動變阻器接入電路中的阻值最小為零時,流過小燈泡的電流最大,小燈泡的實際功率最大,在題圖(a)中畫出電源E0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00Ω)的伏安特性曲線,函數(shù)表達(dá)式為U=4-I(V),圖線如圖中Ⅱ所示,故小燈泡的最大功率為Pmax=U2I2=3.68×0.318W≈1.17W.【方法技巧】

小燈泡的電阻隨電流的增加而增大,要計算其實際電功率和工作電阻,需要利用圖象求解.在燈泡(或熱敏電阻等)伏安特性曲線(或相應(yīng)圖象)上畫出表示電源或等效電源的伏安特性曲線,兩圖線的交點即為工作點,根據(jù)交點對應(yīng)的縱橫坐標(biāo)值得出燈泡(或熱敏電阻等)兩端的電壓和通過的電流,利用P=UI得出實際消耗的電功率.3.[2015廣東·34(2),10分,難度★★★☆☆]某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1Ω)、定值電阻等.(1)使用多用電表粗測元件X的電阻.選擇“×1”歐姆擋測量,示數(shù)如圖(a)所示,讀數(shù)為

Ω.據(jù)此應(yīng)選擇圖(b)、(c)中的

(填“b”或“c”)電路進(jìn)行實驗.

(2)連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸

(填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應(yīng)的電壓;將元件X換成元件Y,重復(fù)實驗.

(3)圖(d)是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線,由圖可判斷元件

(填“X”或“Y”)是非線性元件.

(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻,測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r,電路如圖(e)所示.閉合S1和S2,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開S2,讀數(shù)為1.00V.利用圖(d)可算得E=

V,r=

Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表).

答案

4.[2020江蘇·10,8分,難度★★★☆☆]某同學(xué)描繪一種電子元件的I-U關(guān)系圖象,采用的實驗電路圖如圖甲所示, 為電壓表,為電流表,E為電源(電動勢約6V),R為滑動變阻器(最大阻值20Ω),R0為定值電阻,S為開關(guān).(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實物電路連接完整.(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表:請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出該元件的I-U圖線.(3)根據(jù)作出的I-U圖線可知,該元件是

(選填“線性”或“非線性”)元件.

(4)在上述測量中,如果用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0,會導(dǎo)致的兩個后果是

.

A.電壓和電流的測量誤差增大B.可能因電流過大燒壞待測元件C.滑動變阻器允許的調(diào)節(jié)范圍變小D.待測元件兩端電壓的可調(diào)節(jié)范圍變小答案4.【參考答案】(1)如圖1所示(2)如圖2所示(3)非線性(4)BC【解題思路】(1)根據(jù)電路原理圖,按著電流的方向進(jìn)行實物電路圖的連線,如圖1所示.(2)由表格中的數(shù)據(jù)在題圖丙上按著標(biāo)度描出對應(yīng)的各點,然后用平滑的曲線連接,使盡可能多的點位于曲線上,如圖2所示.(3)根據(jù)作出的I-U圖線可知,待測元件為非線性元件.(4)根據(jù)電路的原理圖可知,若用導(dǎo)線代替電路中的定值電阻R0,在調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片時所允許的調(diào)節(jié)范圍會變小,此時若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,稍有不慎就會使通過待測元件的電流過大,燒壞待測元件或電流表,BC正確;電壓測量值與待測元件兩端電壓一致,即測量值誤差不變,A錯誤;去掉R0,導(dǎo)線不分電壓,待測元件兩端電壓可調(diào)節(jié)范圍變大,D錯誤.5.[2021全國甲·23,10分,難度★★★★☆]某同學(xué)用圖(a)所示電路探究小燈泡的伏安特性,所用器材有:小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.3A)、電壓表(量程300mV,內(nèi)阻300Ω)、電流表(量程300mA,內(nèi)阻0.27Ω)、定值電阻R0、滑動變阻器R1(阻值0~20Ω)、電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干.完成下列填空:(1)有3個阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻可供選擇,為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線,R0應(yīng)選取阻值為

Ω的定值電阻;

(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的

(填“a”或“b”)端;

(3)在流過電流表的電流較小時,將電阻箱R2的阻值置零,改變滑動變阻器滑片的位置,讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I,結(jié)果如圖(b)所示.當(dāng)流過電流表的電流為10mA時,小燈泡的電阻為

Ω(保留1位有效數(shù)字);

答案

【實驗攻略】

根據(jù)實驗要求的電流表滿偏的條件,結(jié)合實驗所提供電源的電動勢確定測量電路電阻的最大值,從提供的保護(hù)電阻中選出適用的電阻;本題中電壓表量程可調(diào),使電壓的測量精確度得到保證,串聯(lián)分壓規(guī)律是確定電壓表擴(kuò)大量程所需串聯(lián)電阻的簡單有效的方法.考點5

實驗:測定電源的電動勢和內(nèi)阻真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2015天津·9,節(jié)選,難度★★☆☆☆]用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5V,內(nèi)電阻約1Ω)的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:A.電流表:量程0.6A,內(nèi)電阻約1Ω B.電流表:量程3A,內(nèi)電阻約0.2ΩC.電壓表:量程3V,內(nèi)電阻約30kΩ D.電壓表:量程6V,內(nèi)電阻約60kΩE.滑動變阻器:0~1000Ω,額定電流0.5A F.滑動變阻器:0~20Ω,額定電流2A(1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用

,電壓表應(yīng)選用

,滑動變阻器應(yīng)選用

.(均填儀器的字母代號)

(2)如圖為正確選擇儀器后,連好的部分電路.為了使測量誤差盡可能小,還需在電路中用導(dǎo)線將

和

相連、

和

相連、

和

相連.(均填儀器上接線柱的字母代號)

(3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了,于是不再使用電流表,剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器,重新連接電路,仍能完成實驗.實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U.用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù),為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線,則可以

為縱坐標(biāo),以

為橫坐標(biāo).

題組1實驗原理答案

【規(guī)律總結(jié)】

測量電源電動勢和內(nèi)電阻的方法除了最基本的伏安法外,常用的還有伏阻法、安阻法,伏阻法就是用電壓表和電阻箱進(jìn)行實驗,電阻箱既可以起到可變電阻的作用,還可以起到電流表的作用,安阻法就是用電流表和電阻箱進(jìn)行實驗,電阻箱既可以起到可變電阻的作用,還可以起到電壓表的作用.題組1實驗原理2.[2020天津·9,節(jié)選,難度★★☆☆☆]某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ) 電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)滑動變阻器(0~20Ω,額定電流1A) 待測電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)該小組連接的實物電路如圖所示,經(jīng)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng),這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是

.

(2)改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的

端(填“a”或者“b”).

(3)實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯.為了解決這個問題,在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出U-I圖象,如圖所示.根據(jù)圖象可知,電池組的電動勢為

V,內(nèi)阻為

Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

題組1實驗原理答案

題組1實驗原理3.[2015安徽·21,節(jié)選,難度★★☆☆☆]某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻,從實驗室找到以下器材:一個滿偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω的表頭,一個開關(guān),兩個電阻箱(0~999.9Ω)和若干導(dǎo)線.(1)由于表頭量程偏小,該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表,則應(yīng)將表頭與電阻箱

(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),并將該電阻箱阻值調(diào)為

Ω.

(2)接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量,實驗電路如圖1所示,通過改變電阻R測相應(yīng)的電流I,且做相關(guān)計算后一并記錄如下表.①根據(jù)表中數(shù)據(jù),圖2中已描繪出四個點,請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖2中.并畫出IR-I圖線;②根據(jù)圖線可得電池的電動勢E是

V,內(nèi)阻r是

Ω.

題組2數(shù)據(jù)處理與誤差分析答案

題組2數(shù)據(jù)處理與誤差分析【名師點撥】

電學(xué)實驗以其靈活多變,思維層次多而深受高考命題人的青睞,其中電表的改裝、電路的設(shè)計和圖表的分析又是電學(xué)實驗的典型,它既考查電路部分的知識點,又全面考查考生是否理解實驗原理,是否理解儀表工作原理,是否具有將知識在陌生情況下遷移的能力,從而在高考試題中屢屢出現(xiàn),且面孔常新,成為高考試題中的一大亮點.4.[2015四川·8(2),11分,難度★★★☆☆]用實驗測一電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池的電動勢約6V,電池內(nèi)阻和待測電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的實驗器材有:

電流表A1(量程0~30mA); 電流表A2(量程0~100mA);

電壓表V(量程0~6V); 滑動變阻器R1(阻值0~5Ω);

滑動變阻器R2(阻值0~300Ω); 開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干條.某同學(xué)的實驗過程如下:Ⅰ.設(shè)計如圖1所示的電路圖,正確連接電路.Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測出多組U和I的值,并記錄.以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖2所示的圖線.Ⅲ.斷開開關(guān),將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不變.重復(fù)Ⅱ的步驟,得到另一條U-I圖線,圖線與橫軸I的交點坐標(biāo)為(I0,0),與縱軸U的交點坐標(biāo)為(0,U0).

回答下列問題:題組2數(shù)據(jù)處理與誤差分析(1)電流表應(yīng)選用

,滑動變阻器應(yīng)選用

;

(2)由圖2的圖線,得電源內(nèi)阻r=

Ω;

(3)用I0、U0和r表示待測電阻的關(guān)系式Rx=

,代入數(shù)值可得Rx;

(4)若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化范圍

,電壓表示數(shù)變化范圍

.(選填“相同”或“不同”)

題組2數(shù)據(jù)處理與誤差分析

答案5.[2014上?！?8,7分,難度★★☆☆☆]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.

題組3創(chuàng)新型實驗答案

題組3創(chuàng)新型實驗6.[2021湖南·12,9分,難度★★★☆☆]某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為R0)、一個電流表(內(nèi)阻為RA)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于R0,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干.由于缺少刻度尺,無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤.某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度.主要實驗步驟如下:(1)將器材如圖(a)連接;(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的

端(填“a”或“b”);

(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角θ和電流表示數(shù)I,得到多組數(shù)據(jù);(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點繪圖,所得圖象如圖(b)所示,圖線斜率為k,與縱軸截距為d,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為r0,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為E=

,r=

;(用R0、RA、k、d、r0表示)

(5)為進(jìn)一步確定結(jié)果,還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值r0。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗,在圖(c)方框中畫出實驗電路圖(電阻絲用滑動變阻器符號表示);(6)利用測出的r0,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻.題組3創(chuàng)新型實驗答案

題組3創(chuàng)新型實驗【實驗攻略】

求解本題的關(guān)鍵是要理解實驗原理,掌握測量電池電動勢和內(nèi)阻的方法.本題所用器材有創(chuàng)新,但測量電池電動勢和內(nèi)阻的方法還是課本的“安阻法”,只要理解了這一點,根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出表達(dá)式,再根據(jù)表達(dá)式結(jié)合圖象就能求解相關(guān)問題.真題分層2中檔題組1.[2020山東·14,8分,難度★★★☆☆]實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響,某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進(jìn)行了探究.實驗室提供的器材有:干電池一節(jié)(電動勢約1.5V,內(nèi)阻小于1Ω); 電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω); 滑動變阻器R(最大阻值為20Ω);定值電阻R1(阻值2Ω); 定值電阻R2(阻值5Ω);開關(guān)一個,導(dǎo)線若干.(1)該小組按照圖甲所示的電路進(jìn)行實驗,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏,記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù),利用實驗數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)紙上描點,如圖乙所示,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是

.(單選,填正確答案標(biāo)號)

A.電壓表分流B.干電池內(nèi)阻較小C.滑動變阻器最大阻值較小

D.電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題,該小組利用實驗室提供的器材改進(jìn)了實驗方案,重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示.請根據(jù)實驗數(shù)據(jù),回答以下問題:①圖丙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點,請在圖丙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點并畫出U-I圖象.②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知,所選的定值電阻為

(填“R1”或“R2”).

③用筆畫線代替導(dǎo)線,請按照改進(jìn)后的方案,將圖丁中的實物圖連接成完整電路.答案

答案

答案

答案

5.[2014北京·21,18分,難度★★★☆☆]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”).

(2)現(xiàn)有電流表(0~0.6A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材:A.電壓表(0~15V) B.電壓表(0~3V)C.滑動變阻器(0~50Ω) D.滑動變阻器(0~500Ω)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)如表所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上,請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點,并畫出U-I圖線.(4)根據(jù)(3)中所畫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

.

答案5.【參考答案】

(1)甲

(2)B

C

(3)如圖

(4)1.50(1.49~1.51)

0.83(0.81~0.85)

(5)C解題思路】

(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1.5V,所以電壓表選擇量程為3V的,滑動變阻器選擇0~50Ω的.(3)在圖中標(biāo)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,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=1.5V,內(nèi)阻r=0.83Ω.(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.考點6

實驗:練習(xí)使用多用電表真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2016上海·27,6分,難度★★☆☆☆]在“用多用表測電阻、電流和電壓”的實驗中(1)(多選題)用多用表測電流或電阻的過程中

.

A.在測量電阻時,更換倍率后必須重新進(jìn)行調(diào)零B.在測量電流時,更換量程后必須重新進(jìn)行調(diào)零C.在測量未知電阻時,必須先選擇倍率最大擋進(jìn)行試測D.在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進(jìn)行試測(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置.若選擇開關(guān)處于“10V”擋,其讀數(shù)為

V;若選擇開關(guān)處于“×10”擋,其讀數(shù)

200Ω(選填“大于”“等于”或“小于”).

題組1多用電表的原理與使用題組1多用電表的原理與使用答案1.【參考答案】

(1)AD

(2)5.4

小于【解題思路】

(1)多用表測量電阻時,更換倍率后必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,A項正確;測量電流前需要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,更換量程后不需要重新進(jìn)行調(diào)零,B項錯誤;在測量未知電阻時,應(yīng)先估測被測電阻的大小,再選擇合適的倍率進(jìn)行試測,C項錯誤;在測量未知電流時,必須選擇電流最大量程進(jìn)行試測,以避免電表被燒壞,D項正確.(2)若選擇開關(guān)處于“10V”擋,此時多用表為直流電壓表,電表的最小刻度為0.2V,此時讀數(shù)為5.4V;若選擇開關(guān)處于“×10”擋,此時多用表為歐姆表,指針指在刻度10和30中央,由于歐姆表的刻度越向左越密,因此指針?biāo)肝恢玫目潭戎敌∮?0,所以讀數(shù)應(yīng)該小于200Ω.2.[2015上海·27,4分,難度★★★☆☆]如圖是一個多用表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖.電流表滿偏電流0.5mA、內(nèi)阻10Ω;電池電動勢1.5V、內(nèi)阻1Ω;變阻器R0阻值0~5000Ω.(1)該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5V刻度的,當(dāng)電池的電動勢下降到1.45V、內(nèi)阻增大到4Ω時仍可調(diào)零.調(diào)零后R0阻值將變

(選填“大”或“小”);若測得某電阻阻值為300Ω,則這個電阻的真實值是

Ω.

(2)若該歐姆表換了一個電動勢為1.5V,內(nèi)阻為10Ω的電池,調(diào)零后測量某電阻的阻值,其測量結(jié)果

(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”).

題組1多用電表的原理與使用答案

3.[2018年4月浙江·18,5分,難度★★★☆☆](1)小明用多用電表測量一小段2B鉛筆芯的電阻Rx,正確的操作順序是

(填字母);

A.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋 B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到歐姆零點C.把紅、黑表筆分別接在Rx兩端,然后讀數(shù) D.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的擋位,將紅、黑表筆接觸E.把紅、黑表筆分別插入多用電表“+”“-”插孔,用螺絲刀調(diào)節(jié)指針定位螺絲,使指針指0(2)小明正確操作后,多用電表的指針位置如圖所示,則Rx=

Ω;

(3)小張認(rèn)為用多用電表測量小電阻誤差太大,采用伏安法測量.現(xiàn)有實驗器材如下:電源(電動勢3V,內(nèi)阻可忽略),電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),多用電表(2.5mA擋、25mA擋和250mA擋,對應(yīng)的內(nèi)阻約40Ω、4Ω和0.4Ω),滑動變阻器RP(0~10Ω),定值電阻R0(阻值10Ω),開關(guān)及導(dǎo)線若干.

測量鉛筆芯的電阻Rx,下列電路圖中最合適的是

(填字母),多用電表選擇開關(guān)應(yīng)置于

擋.

題組1多用電表的原理與使用題組1多用電表的原理與使用答案

題組2電表的改裝答案

5.[2013課標(biāo)Ⅱ·23,7分,難度★