电流.docx
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电流
1.[2015·南昌一模]某同学在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,其主要实验步骤为:
①用多用电表测量该合金丝的电阻 ②用刻度尺测出合金丝的长度,用螺旋测微器测出其直径 ③再用伏安法测合金丝的电阻
回答下列问题:
Ⅰ.用多用电表测量合金丝的电阻
(1)开始选用“×10”倍率的电阻挡测量发现多用表指针偏转过大,为使测量比较精确,应将选择开关拨至________倍率的电阻挡。
(填“×1”或“×100”)
(2)每次换挡后,需重新________,再进行测量。
(3)测量合金丝的电阻表的指针位置如图1所示,则该合金丝的电阻测量值是________Ω。
点击观看解答视频
Ⅱ.用伏安法测合金丝的电阻并得出电阻率
(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50Ω),电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω),电压表(0~3V,内阻约3kΩ),开关和导线若干。
为了减小测量误差,实验电路应采用图2中的________。
(选填“甲”或“乙”)
(2)实验得到的合金丝电阻率ρ测________合金丝的真实电阻率ρ真。
(选填“大于”“小于”或“等于”)
答案 Ⅰ.
(1)×1
(2)欧姆调零 (3)7.0
Ⅱ.
(1)甲
(2)小于
解析 Ⅰ.用×10挡,欧姆表指针偏转角度过大,说明电阻阻值较小,应该换用×1挡,换挡之后需要欧姆调零,读数为7.0Ω。
Ⅱ.为了减小电流表的分压作用,要选用甲。
甲的电阻测量值偏小,由电阻定律公式可知,ρ测<ρ真。
2.[2015·太原一模]为测量电阻Rx(约600Ω)的阻值,实验室可供选择的器材有:
A.电流表Ⓖ(0~3mA,内阻Rg=100Ω)
B.电流表Ⓐ(0~10mA,内阻未知)
C.定值电阻R1(300Ω)
D.定值电阻R2(30Ω)
E.滑动变阻器R(0~20Ω)
F.直流电源(E=3V,内阻不计)
G.开关S及导线若干
某同学用图(a)的电路进行测量,回答下列问题:
(1)定值电阻应选择________(选填“R1”或“R2”)。
(2)按图(a)的电路将图(b)的实物连成实验电路(图中已画出部分电路)。
(3)实验中,正确接入定值电阻后,闭合开关S,多次移动滑动触头,分别记录电流表Ⓖ、电流表Ⓐ的示数I1、I2如下表:
I1/mA
0.92
1.26
1.75
2.12
2.52
2.98
I2/mA
3.00
4.02
5.60
6.80
8.04
9.60
在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________。
(保留两位有效数字)
(4)根据图线求得Rx=________Ω。
(保留两位有效数字)
答案
(1)R1
(2)如图(b)所示 (3)如图(c)所示; 3.2
(4)5.6×102
解析
(1)按图(a)可知,电流表G满偏时并联部分的电压为U=Ig(Rg+Rx)=3×10-3(100+600)V=2.1V,而R定=
=300Ω,因此定值电阻应选择R1;
(2)连接电路实物图时注意电流由电流表正接线柱流入,负接线柱流出。
电流表A的负接线柱连接滑动变阻器的滑动端接线柱;(3)根据表格中数据在坐标系中描点,然后用直线拟合各数据点,在图线中找出两点,计算出斜率k=3.2;(4)由串并联规律可知:
=
⇒I2=(
+1)I1,由(3)得:
+1=3.2⇒Rx=560Ω。
3.[2015·廊坊质监]某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较大,为了提高实验的精度,需要测量电压表的内阻。
实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表,该同学便充分利用这块表,设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表的内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。
他用到的实验器材有:
待测水果电池组(电动势约4V,内阻约50Ω)、双向电压表(量程为2V,内阻约为2kΩ)、电阻箱(0~9999Ω)、滑动变阻器(0~200Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线。
(1)该同学按如图所示电路图连线后,首先利用半偏法测出了电压表的内阻。
请完善测量电压表内阻的实验步骤:
①将R2的滑片滑至最左端,将S拨向1位置,将电阻箱R1阻值调为0;
②调节R2的滑片,使电压表示数达到满偏;
③保持________不变,调节R1,使电压表的示数达到________;
④读出电阻箱的阻值,记为R1,则电压表的内阻RV=________。
(2)若测得电压表内阻为2kΩ,可分析此测量值应________真实值。
(填“大于”“等于”或“小于”)
(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:
①将开关S拨至________(填“1”或者“2”)位置,将R2的滑片移到最________端,不再移动;
②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一合适值,记录电压表的示数和电阻箱的阻值;
③重复第二步,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。
(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R,作出
-
图象。
则可消除系统误差,如图所示,其中横轴截距为b,斜率为k,则电动势的表达式为:
________,内阻的表达式为:
________。
答案
(1)③R2 半偏(或1V) ④R1
(2)大于 (3)①2 左 (4)
解析
(1)开关掷向1,电阻箱调零,调节滑片位置使电压表满偏2V;然后保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表半偏即1V,根据串联分压规律确定电压表内阻RV=R1。
(2)调节电阻箱阻值由零开始增大到R1时,电路总电阻增大,路端电压增大,即电压表所在支路两端电压大于2V;而电压表两端电压为1V,则电阻箱两端电压大于1V,由串联分压原理可知,电压表内阻测量值(电阻箱示数)大于电压表实际内阻,故测量值偏大。
(3)用电阻箱和电压表测电源电动势和内电阻实验中,电压表测量电源的路端电压,故开关应掷于2位置,滑动变阻器滑片移到最左端。
(4)由闭合电路欧姆定律可知,路端电压U=
·R⇒
=
+
·
⇒
=
·(
-
),由题意知,
=k,
=b,解得:
E=
,r=
。
4.[2015·衡水一调]二极管是一种半导体元件,它的符号为“
”,其特点是具有单向导电性。
电流从正极流入时电阻比较小。
而从负极流入时电阻比较大。
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线,因二极管外壳所印的标识模糊,为判断该二极管的正、负极,他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。
其步骤是:
将选择开关旋至合适倍率,进行欧姆调零。
将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时,指针偏角比较小。
然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量,指针偏角比较大,由此判断________(填“左”或“右”)端为二极管的正极。
(2)厂家提供的伏安特性曲线如图,为了验证厂家提供的数据,该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘,可选用的器材有:
A.直流电源E:
电动势3V,内阻忽略不计
B.滑动变阻器R:
0~20Ω
C.电压表V1:
量程5V,内阻约50kΩ
D.电压表V2:
量程3V,内阻约20kΩ
E.电流表A:
量程0.6A,内阻约0.5Ω
F.电流表mA:
量程50mA,内阻约5Ω
G.待测二极管D
H.单刀单掷开关S,导线若干
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用________,电流表应选用________。
(填写各器材前的字母代号)
(3)为了达到测量目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图。
答案
(1)右
(2)D F (3)如图
解析
(1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,由于欧姆挡的电源在表内,因此,黑表笔接内部电源的正极,红表笔接内部电源的负极。
当黑表笔接触二极管左端,红表笔接右端时,指针偏角较小,读数很大,将红、黑表笔对调后,再测,指针偏角较大,读数很小,正向导通,所以右端为二极管的正极。
(2)对加正向电压时的伏安特性曲线进行描绘,由于电源电动势3V,因此电压表应选用V2,应选D。
从厂家提供的伏安特性曲线图可知,正向电流最大30mA左右,因此电流表应选F。
(3)为达到测量二极管伏安特性曲线的目的,滑动变阻器必须用分压式,由厂家提供的伏安特性曲线可知,R=
≈50Ω,与电压表V2电阻20kΩ比较是小电阻,应用电流表的外接。
5.[2015·厦门质监]某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法研究某种小灯泡L1(6V 2.5W)的伏安特性曲线,设计了如图甲所示的电路,要求多次测量,尽可能减小实验误差,备有下列器材:
A.直流电源
B.电压表V
C.电流表A
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,5A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
F.开关与导线若干
请回答以下问题:
点击观看解答视频
(1)滑动变阻器应选择________(填选项前的字母)。
(2)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路实物图连接完整。
(3)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________。
(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)
(4)如图丙所示为该种小灯泡的UI图象,现将两个这种小灯泡L1、L2与一个阻值为5Ω的定值电阻R连成如图丁所示的电路,电源的内阻为r=2.5Ω,开关S闭合后,小灯泡L1与定值电阻R的电功率恰好均为P,则P=________W,电源的电动势E=________V。
答案
(1)D
(2)如图所示 (3)A端 (4)0.2 6
解析
(1)绘制伏安特性曲线,要求小灯泡两端电压由零开始连续调节,故滑动变阻器采用分压式电路,因此选择阻值较小的滑动变阻器,选D。
(2)小灯泡电阻较小,测量电路采用电流表外接。
(3)为确保闭合开关时,小灯泡两端电压最小,滑动变阻器滑片应置于A端。
(4)L1与电阻R并联,电压相等、功率相等,故此时小灯泡L1的电阻为5Ω,由伏安特性曲线可知,此时小灯泡L1两端电压为1V,通过的电流为0.2A,所以功率P=UI=0.2W;由并联电路知识可知,通过L2的电流为0.4A,由伏安特性曲线可知,L2两端电压为4V;故电路的路端电压为5V;由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,E=U+Ir=5V+0.4×2.5V=6V。
6.[2015·江西质检]
(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻Rx的阻值,甲同学先用多用电表进行粗测。
使用多用电表欧姆挡时,将选择开关置于合适的挡位后,必须先将两表笔短接,再进行________,使指针指在欧姆刻度的“0”处。
若该同学将选择旋钮置于“×1”位置,指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示,则所测量的值为________Ω。
(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:
A.电流表(量程15mA,内阻未知)
B.电流表(量程0.6A,内阻未知)
C.电阻箱(最大电阻99.99Ω)
D.电阻箱(最大电阻999.9Ω)
E.电源(电动势3V,内阻1Ω)
F.单刀单掷开关2只
G.导线若干
乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验:
①调节电阻箱,使电阻箱有合适的阻值R1,仅闭合S1,使电流表指针有较大的偏转且读数为I;
②调节电阻箱,保持开关S1闭合,闭合开关S2,调节电阻箱的阻值为R2,使电流表读数仍为I。
a.根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择________,电阻箱应选择________。
(填器材前字母)
b.根据实验步骤可知,待测电阻Rx=________(用题目所给测量量表示)。
(3)利用以上实验电路,闭合S2,调节电阻箱R,可测量出电流表的内阻RA,丙同学通过调节电阻箱R,读出多组R和I值,作出了
-R图象如图丙所示。
若图象中纵轴截距为1A-1,则电流表内阻RA=________Ω。
答案
(1)欧姆调零 18.0
(2)②A D R2-R1 (3)2
解析
(1)在使用多用电表欧姆挡测电阻时,换挡必进行欧姆调零。
所测电阻值为18.0Ω。
(2)因电源的电动势为3V,要求电流表指针有较大的偏转,故电流表选用A,电阻箱选用D。
根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律,对步骤①可得:
E=I(r+R1+Rx);对步骤②可得:
E=I(r+R2),联立可得:
Rx=R2-R1。
(3)根据串并联电路特点和闭合电路欧姆定律,E=I(r+R+RA),可得:
=
+
R,即
=1A,RA=2Ω。
7.[2015·郑州质监]为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。
光控开关可采用光敏电阻来控制。
光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。
(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表,根据表中已知数据,在如图坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。
由图象可求出照度为1.0lx时的电阻约为________kΩ。
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/kΩ
5.8
3.7
2.8
2.3
—
1.8
(2)如图所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。
为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件。
(3)用多用电表“×10Ω”挡,按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图所示,则线圈的电阻为________Ω。
已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合。
图中直流电源的电动势E=6V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:
R1(0~10Ω,2A)、R2(0~200Ω,1A)、R3(0~1750Ω,1A)。
要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择________(填R1、R2、R3)。
为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。
答案
(1)2.0(误差允许范围内均对)
(2)AB 如图
(3)140 R3 减小
解析
(1)由描点绘测的图象可以找出照度为1.0lx时光敏电阻的阻值为2.0kΩ;
(2)电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来。
当受光照作用较强时,光敏电阻阻值较小,通过电磁铁的电流较大,对衔铁磁力增大,与触点C接通,此时应使路灯不亮,故路灯应接在AB之间;(3)多用电表读数为14,乘以倍数“×10”,故线圈电阻为140Ω。
由闭合电路欧姆定律可知,电路总电阻达到3kΩ时,电路接通,故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级,故滑动变阻器选择R3。
天色更暗,光敏电阻阻值增大,为使路灯此时点亮,则滑动变阻器电阻应减小。
8.[2015·石家庄模拟]如图甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势12V,内阻忽略不计)。
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大,具体实验步骤如下:
①闭合S,调节滑动变阻器R和电阻箱R1,使A2示数I2=0.20A,记下此时电阻箱的阻值R1和A1的示数I1;
②重复步骤①且使A2示数仍为I2=0.20A,测量多组R1和I1值;
③将实验测得的数据在坐标纸上描点,如图乙所示。
根据实验回答以下问题:
(1)现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)
B.电流表(0~3mA,内阻未知)
C.电流表(0~0.3A,内阻为10Ω)
D.电流表(0~0.3A,内阻未知)
请根据实验过程判断A1应选用________,A2应选用________(填写选项字母)。
(2)在图乙中的坐标纸上画出R1与
的关系图。
(3)根据以上实验数据得出Rx=________Ω。
答案
(1)D C
(2)如图所示 (3)40
解析
(1)根据所给数据以及Rx和R1的电阻值差距不大,在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大,两电流表均选用量程为0.3A的电流表;由串并联电路的特点,可知:
(Rx+RA2)I2=(R1+RA1)I1,可得:
R1=(Rx+RA2)I2
-RA1,在R1
图象中,图线的斜率k=(Rx+RA2)I2,因此需要知道RA2的阻值,故电流表A1选用D,电流表A2选用C。
(3)由k=(Rx+RA2)I2,可得:
Rx=
-RA2=40Ω。
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