2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电拔高练

中小学教育资源及组卷应用平台
2024鲁科版高中物理必修第三册同步
综合拔高练
五年高考练
考点1　闭合电路欧姆定律
1.(2020江苏单科,6)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
2.(2020北京,12)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是 (　　)
A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
3.(2019江苏单科,3)如图所示的电路中,电阻R=2 Ω。断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为 (　　)
A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω
考点2　伏安法测干电池的电动势和内阻
4.[2020天津,9(2)]某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ )
电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A )
待测电池组(电动势约为3 V,内阻约为1 Ω )
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是　　　　。
②改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的　　　　端。(填“a”或者“b”)
③实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为　　　　V,内阻为　　　　Ω。(结果均保留两位有效数字)
考点3　其他方法测干电池的电动势和内阻
5.(2021全国乙,23)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)。图中电压表量程为1 V,内阻RV=380.0 Ω;定值电阻R0=20.0 Ω;电阻箱R,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:
图(a)
(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选　　　　 Ω(填“5.0”或“15.0”);
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;
(3)根据图(a)所示电路,用R、R0、RV、E和r表示,得=　　　　;
(4)利用测量数据,作 -R图线,如图(b)所示;
图(b)
(5)通过图(b)可得E=　　　　V(保留2位小数),r=　　　　Ω(保留1位小数);
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为E',由此产生的误差为×100%=　　　　%。
6.(2021湖南,12)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:
(1)将器材如图(a)连接;
图(a)
图(b)
图(c)
(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的　　　　端(填“a”或“b”);
(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I,得到多组数据;
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应电阻丝的阻值为r0,该电池电动势和内阻可表示为E=　　　　,r=　　　　;(用R0、RA、k、d、r0表示)
(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。利用现有器材设计实验,在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示);
(6)利用测出的r0,可得该电池的电动势和内阻。
7.(2020北京,16)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1 Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1 Ω,电压表的内电阻约为3 kΩ。
图1
(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电流表内电阻用RA表示,请你用E、r和RA表示出E'、r',并简要说明理由。
图2
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:I=)描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
图3
在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:　　　　;对应图乙电路分析的U-I图像是:　　　　。
(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图1中的　　　　(填“甲”或“乙”)。
考点4　多用电表的原理及使用
8.(2022湖南,12)小梦同学自制了一个两挡位(“×1”“×10”)的欧姆表,其内部结构如图所示,R0为调零电阻(最大阻值为R0m),Rs、Rm、Rn为定值电阻(Rs+R0m(1)短接①②,将单刀双掷开关S与m接通,电流计示数为Im;保持电阻R0滑片位置不变,将单刀双掷开关S与n接通,电流计示数变为In,则Im　　　　In(填“大于”或“小于”);
(2)将单刀双掷开关S与n接通,此时欧姆表的挡位为　　　　(填“×1”或“×10”);
(3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位,调整欧姆零点(欧姆零点在电流计满偏刻度处)时,调零电阻R0的滑片应该　　　　调节(填“向上”或“向下”);
(4)在“×10”挡位调整欧姆零点后,在①②间接入阻值为100 Ω的定值电阻R1,稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的;取走R1,在①②间接入待测电阻Rx,稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=　　　　Ω。
9.(2021广东,12)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔　　　　,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而　　　　。
(2)再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前,将滑动变阻器R1的滑片滑到　　　　端(选填“a”或“b”)。
将温控室的温度设置为T,电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S。反复调节R0和R1,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02。断开开关S。
②实验中记录的阻值R01　　　　R02(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值RT=　　　　。
10.(2021福建,11)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为100~200 Ω,材料未知。实验过程如下:
图(a)
图(b)
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为　　　　 mm。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至　　　　倍率的电阻挡(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为　　　　Ω。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为　　　Ω·m(结果保留3位有效数字)。
11.(2022河北,12)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图1所示。选用的器材有:限温开关S1(手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103 ℃时自动断开,之后不能自动闭合);保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开,温度低于70 ℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为60 Ω,用于加热煮饭);限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ);指示灯L1和L2(2.5 V,0.6 W,当电流低于30 mA时可视为熄灭);保险丝T。
图1
图2
(1)按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是　　　　(多选)。
A.按下S1,L1和L2均发光
B.当锅内温度高于103 ℃时,S1自动断开,L1和L2均发光
C.保温过程中,S2自动在闭合、断开状态之间交替切换
D.当锅内温度低于70 ℃时,S2自动闭合,L1发光,L2熄灭
(2)简易电饭煲制作完成后,试用时L1始终不亮,但加热和保温功能均正常。在不拆卸元件的前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是　　　　(填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“×100”位置
B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度
D.测量指示灯L1两端的阻值
E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
图3
图4
操作时,将多用电表两表笔与L1两端接触,若指针如图3所示,可判断是　　　　断路损坏;若指针如图4所示,可判断是　　　　断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
三年模拟练
应用实践
1.
如图所示,移动滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则电路的可能故障为 (　　)
　　　　　 　　　　　　　　　　
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
2.(2022江苏期末)汽车胎压监测的简化电路如图所示,R1、R2为定值电阻,R0为压敏电阻,胎内气压越大其电阻越小,监测R0两端的电压可判断胎压是否正常。如果轮胎漏气,则 (　　)
A.电压表的示数增大
B.路端电压减小
C.R1中的电流增大
D.R2中的电流减小
3.(2022山东五莲一中期中)如图甲所示,电源两端电压大小恒定,AB为粗细均匀、阻值恒定的电阻丝,滑片P与电阻丝接触良好且可以沿AB滑动,灯泡L的额定电压为6 V,电表均为理想电表。闭合开关S后,将滑片P从A端滑到B端,灯泡L的I-U图像如图乙所示。则下列说法不正确的是 (　　)
甲　　　　　　　　乙
A.由图乙可知,灯泡L的电阻随通过的电流的增大逐渐减小
B.由图乙可知,电源两端电压大小为6 V
C.电阻丝AB的阻值为9 Ω
D.滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,电压表示数逐渐变大
4.(2022福建龙岩第一中学开学考试)如图甲所示,电源电动势保持不变,内阻不计。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.电源电动势为14 V
B.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最大值为45 W
D.滑片在a点时,10 s内电阻R消耗的电能为10 J
5.(2022浙江期末)某实验小组利用如图甲所示电路测定一节5号干电池的电动势和内阻。除待测电池外,还备有下列器材:
①电流表,量程0~0.6 A
②电流表,量程0~3 A
③电压表,量程0~3 V
④电压表,量程0~15 V
⑤滑动变阻器,0~20 Ω
⑥开关一个,导线若干
(1)请选出实验中需要的器材　　　　。(选填标号,多选)
(2)按电路图将实物连接起来。
(3)某次测量时,电流表和电压表的读数如图丙所示,则电流表读数为　　　　A,电压表读数为　　　　V。
(4)实验测得的7组数据已在图丁的U-I图上标出对应点,请你完成图线,由图像可求得电源电动势为　　　　V,内阻为　　　　Ω。(保留三位有效数字)
6.(2022广东期末)某同学要测量干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材有:两节干电池,定值电阻R0=2 Ω,电流表(0~0.6 A),灵敏电流计G(满偏电流Ig=200 μA、内阻rg=150 Ω),滑动变阻器R1(0~20 Ω,额定电流2.0 A),电阻箱R2(0~99 999.9 Ω),开关S,导线若干。
(1)实验中,将灵敏电流计与电阻箱串联,改装成量程为0~4 V的电压表,电阻箱接入电路的阻值为　　　　Ω。
(2)该同学根据提供的器材,连接了部分电路,请用笔画线代替导线将实验电路图甲连接完整。
(3)电路中的定值电阻R0的作用是　　　　。
(4)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组灵敏电流计的示数I1和电流表的示数I2,作出I1-I2图像如图乙所示。则电源的电动势E=　　　　V(保留两位有效数字)。
7.(2022天津杨柳青一中二模)某实验小组用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻,图中电压表的量程为0~3 V,虚线框内为用电流计G改装的电流表。
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200 mA、内阻rG=0.30 Ω,电路中已将它改装成量程为0~600 mA的电流表,则R1=　　　　Ω;
(2)通过移动滑动变阻器R的滑片,得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I,作出如图乙的图像。某次测量时,电压表V的示数如图丙,为　　　　V,此时对应G表的电流为　　　　mA,通过电源的电流为　　　　mA;
(3)请根据图乙求出电源的电动势E等于　　　　V,电源内阻等于　　　　Ω(结果保留两位有效数字)。
8.(2023江苏扬州曹甸高中月考)用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻,定值电阻R1=16 Ω。
(1)闭合开关S时,电压表V1无读数,电压表V2有读数,经检查发现存在断路故障,则该故障可能在　　　　(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表的示数U1、U2,如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2-U1图像。
U2/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0
U1/V 0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68
(3)由图像可知,电源电动势E=　　　　 V,内阻r=　　　　 Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)实验中,产生系统误差的主要原因是　　　　　　。
9.利用电压表和电阻箱可以测量电池的电动势和内电阻,某同学找到了如下的器材:电池组(电动势约为6.0 V,内阻约为1 Ω),灵敏电流计G(满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=100 Ω) ,定值电阻R1(R1=1 Ω),定值电阻R2(R2=59.9 kΩ),电阻箱R3 (阻值范围0~9.9 Ω可调),开关、导线若干。该同学发现还需要一个合适的电压表,于是把上述G表改装成电压表。
(1)将G表改装成量程为6 V的电压表,需将G表与　　　　(选填R1、R2或R3)串联。
(2)为了准确地测量出电池组的电动势和内电阻,请在图甲虚线框中把实验电路图补充完整,并在对应的电阻旁边标上R1、R2或R3,如果为电阻箱,请补充完整其符号。
(3)某次测量,电压表示数如图乙,其读数为　　　　 V。
(4)经过多次测量,得出图丙所示的图像,由图可求得该电池组的电动势为　　　　 V,内阻为　　　　 Ω(结果保留2位有效数字)。
10.(2022山东潍坊模拟预测)某科技活动中想利用如图甲所示电路研究某玩具电池的内阻,同时还打算测出某未知电阻Rx的阻值。提供的器材如下:
A.待测电源(电动势E约为6 V)
B.待测电阻Rx
C.电阻箱R(0~999.9 Ω)
D.电压表V1(量程为0~6 V,内阻约为2 Ω)
E.电压表V2(量程为0~3 V,内阻约为1 Ω)
甲
乙
丙
丁
该同学实验过程如下(所有结果均保留两位有效数字):
①按图甲连接好电路。
②合上开关,调节电阻箱的阻值R,读出电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,并将R、U1和U2的值填在设计好的表格中(表格未画出)。
③多次重复实验步骤②。
(1)如果纵坐标表示U1,横坐标表示,获得图像如图乙所示,则电源内阻为　　　　 Ω。
(2)如果纵坐标表示,横坐标表示R,实验结果的图像如图丙所示,则待测电阻Rx=　　　　 Ω。由于电压表均不是理想电表,待测电阻的测量值比真实值　　　　(填“大”“小”或“不变”)。
(3)为消除(2)中的系统误差,实验时可以引入辅助电源E',如图丁所示,闭合开关S1和S2,调节电路中的两个滑动变阻器,使灵敏电流计G的示数为0,读出电压表读数为1.78 V,电压表读数为0.22 A,则待测电阻的阻值为　　　　 Ω。
11.(2022山东济南一中期中)小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图甲所示,小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻。
(1)小杜拿到多用电表后,选好欧姆“×100”挡,红黑表笔短接后指针位置如图乙所示,则他应该调节　　　　(填“S”或“T”或“K”)。
(2)校准之后,用红黑表笔分别接触卤钨灯泡的两脚,发现指针偏角太大,为了使测量结果更准确,则需要更换　　　　(填“×1 k”或“×10”)挡位,正确操作后,指针位置如图丙所示,则该灯泡电阻为　　　　Ω。
丙
(3)小杜翻阅了该产品的说明书,说明书上写着“额定电压220 V,额定功率65 W”,小杜根据计算得知其电阻约为745 Ω,该计算结果与实际测量结果相差较大的主要原因可能是
　。
12.(2023河北张家口部分学校阶段测试)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是　　　　。(选填选项前面的字母)
甲
A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图乙所示。
a.若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为　　　 mA。
b.若所选挡位为电阻“×10”挡,则示数为　　　　 Ω。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必需的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:　　　。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1 k”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀,分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系,他们分别画出了如图所示的几种图像,其中可能正确的是　　　　　。
13.(2022山西太原期中)为测量一段由新材料制成的合金丝的电阻率ρ,小李同学进行了实验,其主要步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径D,结果如图甲所示,则D=　　　　mm。
(2)用多用电表的“×10”电阻挡测此合金丝的电阻,发现指针偏转角度过大,则应将选择开关置于　　　　(选填“×1”“×100”或“×1 k”)挡。重新测量前,必须进行的操作是　　　　。
(3)为比较精确地测量合金丝的电阻,该同学设计了图乙所示的电路。根据多用电表的测量结果,他发现其电阻更接近电流表的内阻,故测量时应将a接　　　　(选填“b”或“c”)。
(4)正确连接电路后,调节滑动变阻器触头的位置,发现当电流表的示数为I时,电压表的示数为U,则合金丝电阻的表达式为R=　　　　(用物理量的符号表示)。
(5)已知合金丝的长度为L,则其电阻率的表达式为ρ=　　　　(用物理量的符号表示)。
14.(2022福建龙岩连城一中月考)某课外兴趣小组利用如图甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡“×1”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:多用电表;电流表(量程0~200 mA,内阻为几欧);滑动变阻器(最大阻值30 Ω);导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到欧姆挡“×1”挡,再将红表笔和黑表笔　　　　　,进行欧姆调零。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和　　　　(填“1”或“2”)端相连,红表笔和另一端相连。
(3)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电流表的读数分别为5.0 Ω和150.0 mA。从测量数据可知,电流表的内阻为　　 Ω。
(4)将滑动变阻器滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电流表的示数如图丙所示。多用电表和电流表的读数分别为　　　 Ω和　　　 mA。
(5)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个滑动变阻器串联而成的电路,如图丁所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为　　　　　 V,将挡位调到欧姆挡“×1”挡时,内部电路的总电阻为　　　　　 Ω。(结果保留两位有效数字)
迁移创新
15.(2021江苏昆山一中调研)有一种测量物体重力的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表),不计踏板的质量,已知电流表的量程为2 A,内阻为1 Ω,电源电动势为12 V,内阻为1 Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)。试分析电流表G的量程越大,则能测量的最大体重越大还是越小 该秤能测量的最大体重是多少
本章达标检测见增分测评卷
综合拔高练
五年高考练
1.ABD 2.B 3.A
1.ABD　开关S闭合后外电路增加了一个并联支路,则通过电源的总电流增大,由U=E-Ir可知路端电压减小,再由I灯=可知通过车灯的电流减小,由P=IE可知电源的总功率增大,故A、B、D项正确,C项错误。
2.B　根据题意,温度计的示数与电流存在一一对应的关系,由欧姆定律可知,I=,由电阻R与温度t的图像关系可知R=kt+b,两式联立可知,I=,即t=-,由此判断,温度t与电流I是非线性关系,且tA应对应较大的电流,故B正确。
3.A　若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,则E=3 V。若闭合S,据串联电路电压分配关系可得=,且U=2 V,R=2 Ω,得出r=1 Ω,故选项A正确。
4.答案　①5　②a　③2.9　0.80
解析　①由题意可知,电流表内阻与待测电池组内阻接近,因此电压表应测电路的路端电压,故导线5一端应连接电源正极。
②要保障电路安全,开关闭合时,滑动变阻器接入电路中的电阻应最大,故闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端。
③由闭合电路欧姆定律可知,E=U+Ir,可得U=E-Ir,可知电源电动势即图线纵截距2.9 V;电源内阻为图线斜率k的绝对值减去串联电阻阻值(5 Ω),即r=|k|-5 Ω=-5 Ω=0.80 Ω。
5.答案　(1)15.0　(3)R+　(5)1.54　0.7　(6)5
解析　(1)由串、并联电路特点及闭合电路欧姆定律可得,电压表满偏时,电阻箱接入电路的电阻值R=-r= Ω-r>7.5 Ω,可选用15.0 Ω。
(3)E=(R+r)+U
整理可得:
=·R+
(5)图(b)中图线的斜率k=0.034 V-1·Ω-1,即·=0.034 V-1·Ω-1
解得E=1.54 V
图(b)中图线与R=0轴线交点的纵坐标约为b=0.673 V-1,即=0.673 V-1
解得r=0.7 Ω
(6)若电压表为理想电表,同理可得
=R++
即=k,解得E'=1.47 V
由此产生误差×100%≈5%
6.答案　(2)b　(4) 　-(R0+RA)
(5)如图所示
解析　(2)为保护电路,开关闭合前应使电阻丝接入电路中的阻值最大,即金属夹应夹在电阻丝的b端。
(4)由闭合电路欧姆定律,结合电路结构有E=I(r+RA+θr0+R0),整理可得 = θ+ ,故可得k=,d= ,联立解得E= ,r= -(R0+RA)。
(5)现有器材中只有一只电流表,但有一只单刀双掷开关和阻值已知的定值电阻,故考虑采用替代法测电阻,设计电路如答案图,操作步骤为:先将开关置于1,记录下电流表示数I,再将开关置于2,调节金属夹位置,使电流表示数仍为I,记录下电阻丝接入电路部分对应的圆心角θ,则有r0=R0/θ。
7.答案　(1)见解析　(2)C　A　(3)乙
解析　(1)如果不考虑电表内电阻的影响,则
考虑电表内电阻的影响,则真实情况是
综上解得E'=E,r'=r+RA
(2)图甲电路中,电动势测量准确,而内电阻测量值偏大,故选C;
图乙电路中,电动势、内电阻测量值均偏小,故选A。
(3)电源内电阻r远小于电压表内电阻RV,故选乙。
8.答案　(1)大于　(2)×10　(3)向上　(4)400
解析　(1)因RmIn。
(2)电源总电压一定时,内阻越大,中值电阻越大,挡位越大,因此S接n时为“×10”挡位。
(3)挡位由“×1”挡位切换至“×10”挡位时,中值电阻变大,电流变小,为使得电流表重新满偏,需增大左侧并联部分等效电阻,根据电阻并联特点,结合各处电阻大小可知,调零电阻的滑片应向上移动。
(4)设电流计满偏时干路电流为I干,欧姆调零时=R内,接入阻值为100 Ω的电阻时=R内+100 Ω
接入Rx时=Rx+R内,解得Rx=400 Ω。
9.答案　(1)短接　减小　(2)①b　②大于　R01-R02
解析　(1)多用电表使用前,需进行欧姆调零,调零时需将红黑表笔短接;多用电表表盘最右侧为电阻零刻度线,故当指针向右侧偏转越大时,代表所测电阻越小。
(2)①对于滑动变阻器的限流式接法,为保护电路,闭合开关前要使其接入电路的阻值最大,故应将滑动变阻器R1的滑片滑到b端。
②根据闭合电路欧姆定律,导线接C端时有I=,U=IR01;导线接D端时有I=,U=I(R02+RT)。两次操作中电压表和电流表的示数分别相等,则有R01=R02+RT,故R01大于R02,RT=R01-R02。
10.答案　(1)1.414　(3)×10　(5)160　(7)3.14×10-4
解析　(1)该电阻丝的直径为d=1 mm+41.4×0.01 mm=1.414 mm;
(3)使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近,由于该电阻丝的阻值约为100~200 Ω,而表盘中央刻度为15,所以应选择×10倍率的电阻挡;
(5)15~20之间的分度值为1,该电阻丝的电阻值为R=16×10 Ω=160 Ω;
(7)根据电阻定律有R=ρ=ρ,解得该电阻丝的电阻率为ρ=≈3.14×10-4 Ω·m。
11.答案　(1)CD　(2)CABDE　L1　R1
解析　(1)RL== Ω≈10.4 Ω,S1闭合时,L2与R2串联部分被短路,通过L1的电流I1=≈218 mA>30 mA,故电路中只有L1会发光,故A错误;当锅内温度高于103 ℃时,S1自动断开,此时,电路结构为L2与R2串联在干路中,R1、L1串联后与加热电阻R并联,R并== Ω≈56.6 Ω,此时U并=·U≈11.7 V,流过L1的电流I1=≈11.6 mA<30 mA,流过L2的电流I2=≈206 mA>30 mA,故此时L1不发光,L2发光,故B错误;保温过程中,当温度低于70 ℃,S2自动闭合,电路处于加热状态,当温度达到80 ℃,S2自动断开,故C正确;当温度低于70 ℃时,S2自动闭合,电路结构与S1闭合时情况相同,故D正确。
(2)多用电表使用时,先进行机械调零,使用欧姆挡时,应先选择倍率,再进行欧姆调零,然后开始测电阻,最后将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡,故正确步骤为CABDE。题图3所示阻值为1 060 Ω左右,接近R1与R串联后的阻值,故可判断是L1断路;题图4所示阻值非常小,应该是L1的阻值,又因电饭煲加热和保温功能正常,则可判断是R1断路。
归纳总结　电路故障检测判断方法
(1)判断电路故障常用多用电表的电压挡,因为操作既简便又安全,但要注意量程的选取。可分以下三种情况做出判断。
①如果电压表读数为零,说明在和电压表并联的路段之外有断路,或该并联路段内有短路。
②如果电压表有示数,说明在和电压表并联的电路之外无断路或该并联路段内无短路。
③如果电压表示数等于电源电动势,可能和电压表并联的电路间有断路,而该并联路段之外的电路无断路。
(2)若用电流表判断,则必须确定电流的最大值不能超出电流表的量程,否则会损坏电流表或电源等。
(3)利用欧姆挡检测时要谨慎,必须在确认无电源的情况下使用,而且要将待测元件与电路断开。
三年模拟练
1.B 2.A 3.A 4.C
1.B　若小灯泡短路,电压表也被短路,示数应为零,与题不符,故A错误;若小灯泡断路,电压表与电流表组成串联电路,由于电压表内阻很大,电流表示数很小几乎为零,电压表直接测量滑片与a端间的电压,在滑片向b端移动时,电压表的示数将增大,与题相符,故B正确;若电流表断路,电压表中无电流,将没有读数,与题不符,故C错误;若变阻器的滑片右端断开,两个电表均无示数,若滑片左端断开,两个电表均有示数,不符合题意,故D错误。
2.A　如果轮胎漏气,轮胎内气体的压强减小,压敏电阻的阻值增大,根据“串反并同”规律,电压表的读数增大,R2中电流增大,R1中电流减小,A正确,C、D错误;电路总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,B错误。
3.A　由图乙可知滑片P在A端时,灯泡的电阻为R1===3 Ω,滑片P在B端时,灯泡的电阻为R2===6 Ω,灯泡L的电阻随通过的电流的增大逐渐增大,A错误,符合题意;电源两端电压大小恒定,所以由图乙可知,电源两端电压大小为6 V,B正确,不符合题意;电阻丝AB的阻值为R==9 Ω,C正确,不符合题意;电压表测量灯泡两端的电压,由图乙可知,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,电压表示数逐渐变大,D正确,不符合题意。故选A。
4.C　滑片P从b a,随着电流的增加,V1示数减小,故dc是表示V1示数随着电流表示数变化的图线,它的纵轴截距等于电源电动势,斜率大小表示R2+R,由图像可知,电源电动势为15 V,R2+R= Ω=3 Ω,A、B错误;滑片从b滑到a的过程中,当滑到a点时,电路电流最大,因此消耗的总功率最大,为Pmax=EIm=15×3 W=45 W,C正确;根据图线ec可知R2= Ω=2 Ω,因此R=1 Ω,滑片在a点时,10 s内电阻R消耗的电能W=Rt=90 J,D错误。
5.答案　(1)①③⑤⑥　(2)见解析　(3)0.40　1.30　(4)图见解析　1.50　1.25
解析　(1)导线、开关必选,本实验需要滑动变阻器;干电池的电动势约为1.5 V,电压表应选③;
0~3 A的电流表量程太大,电流表应选①。
(2)如图所示
(3)由图可读出电流表的示数为0.40 A,电压表示数为1.30 V。
(4)连线如图
由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,结合图像,电源电动势为E=1.50 V
内阻r== Ω=1.25 Ω
6.答案　(1)19 850　(2)见解析　(3)防止短路,保护电路　(4)2.9
解析　(1)改装的电压表量程为0~4 V,则电阻箱接入电路的阻值为R2=-rg=19 850 Ω,改装的电压表内阻RV=19 850 Ω+150 Ω=20 000 Ω。
(2)如图
(3)R0的作用是保护电路,防止短路。
(4)由于I1,远小于I2,根据闭合电路欧姆定律可得I1RV=E-I2(r+R0)
变形可得I1=-I2
当I2=0时,即滑动变阻器相当于断路,由题图乙读出电流I1=145 μA=1.45×10-4 A
则电源电动势E=I1RV=1.45×10-4×20 000 V=2.9 V
7.答案　(1)0.15　(2)2.60　100　300
(3)2.93(2.92-2.94均可)　1.0
解析　(1)根据欧姆定律可知IGrG=(I-IG)R1
代入数据解得R1=0.15 Ω
(2)根据图丙可知,分度值为0.1 V,则电压表读数为2.60 V
根据图乙可知电流计的读数为100 mA,通过电阻R1的电流等于通过电流计G电流的2倍,则流过电源的电流为300 mA;
(3)由实验原理得E=U+IRG+I+r
即E=U+RG+r+I
根据图像可知,电源的电动势为E=2.93 V
因改装的电流表的内阻为RA= Ω=0.1 Ω
则电源内阻r= Ω-RA=1.0 Ω
8.答案　(1)cd　(2)见解析图　(3)6.0(5.9~6.1均正确)　8.0(7.9~8.1均正确)　(4)电压表V1分流
解析　(1)若ab间断路,V2表无示数。若bc间断路,V1表有示数。若cd间断路,满足题意。
(2)所画的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布两侧,极个别点相距较远应舍弃。
(3)根据闭合电路欧姆定律有E=U2+(R1+r),得出U2=-U1+E,图线纵截距等于电动势E=6.0 V,斜率k=-=-1.5,得出r=8.0 Ω。
(4)由于电压表V1分流,表达式E=U2+(R1+r)中,表示干路电流存在系统误差。
9.答案　(1)R2　(2)见解析　(3)4.4　(4)5.0　1.5
解析　(1)灵敏电流计G(满偏电流Ig=100 μA,内阻Rg=100 Ω) 改装成量程为6 V的电压表,则有R== Ω=59.9 kΩ,故需将G表与R2串联。
(2) 根据题意可知,本实验中采用电阻箱与改装后的电压表并联进行分析,并且采用R1与电源串联充当保护电阻使用,故电路图如图所示。
(3)某次测量,电压表示数如图乙,分度值为0.2 V,其读数为0.2×22 V=4.4 V。
(4)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-(r+R1),变形可得=+·,则由图像可知=0.2 V-1,= A-1=0.5 A-1,解得该电池组的电动势为E=5.0 V,内阻为r=1.5 Ω。
10.答案　(1)6.0　(2)8.0　小　(3)8.1
解析　(1)由电路图结合欧姆定律可知=I,即图乙图线反映的是电源的特性,图线斜率的绝对值表示电源内阻,则内阻r= Ω=6.0 Ω。
(2)根据串联电路的分压原理可知=,整理得==1+,所以纵轴截距为1,图像斜率k== Ω-1= Ω-1,解得Rx=8.0 Ω。电压表V2的分流使得测量的电流偏大,所以待测电阻Rx的测量值比真实值偏小。
(3)实验时可以引入辅助电源E',当辅助回路和测量回路的电流相等时,灵敏电流计G中无电流,利用这一特点,在测量电路中没有电流表的情况下,仍然测得其回路中的电流,从而消除由于电流表的内阻带来的误差,则Rx== Ω=8.1 Ω。
11.答案　(1)T　(2)×10　240　(3)见解析
解析　(1)红黑表笔短接后指针没有满偏,说明需要欧姆调零,即调节T旋钮即可。
(2)指针偏角太大,说明挡位选择过大,则应该换用“×10”挡位,根据多用电表读数方法,测量结果为24×10 Ω=240 Ω。
(3)灯泡正常工作时温度很高,使得灯丝电阻率变大,因此其电阻计算结果比测量结果大很多。
12.答案　(1)AC　(2)a.21.0　b.2.0×102　 (3)BAD　(4)AC
解析　(1)由欧姆挡自带电源可知开关在接触点2时为欧姆挡位,电流从红表笔进入电表,从黑表笔流出电表,所以B接的是黑表笔。开关在接触点1时,表头G和R1并联,多用电表处于测量电流的挡位。开关在接触点3时,表头G和R2串联,多用电表处于测量电压的挡位。
(2)50 mA挡的分度值为1 mA,按估读法可读得结果为21.0 mA。欧姆挡的表盘示数为20 Ω,选用倍率为“×10”,故测量结果为2.0×102 Ω。
(3)测量2 kΩ的电阻时需换用“×100”倍率,每换一次倍率均需进行一次欧姆调零,故操作顺序为BAD。
(4)由闭合电路欧姆定律有I=,Rx趋向于无穷大时,电流趋近于0,C正确,D错误。由上式变形得=Rx+,可知-Rx图线是一条直线,且纵截距大于0,A正确,B错误。
13.答案　(1)0.860　(2)×1　欧姆调零　(3)b
(4)　(5)
解析　(1)螺旋测微器读数为
0.5 mm+36.0×0.01 mm=0.860 mm
(2)指针偏转角度过大,说明所选倍率偏大,所以应换成“×1”挡。换挡后要重新进行欧姆调零,才能进行测量。
(3)合金丝的电阻与电流表内阻相近,故电流表分压明显,应采用电流表外接法,故应将a接b。
(4)根据欧姆定律,合金丝电阻的表达式为R=
(5)合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,由
R=ρ,S=πD2,可得ρ=。
14.答案　(1)短接　(2)2　(3)5.0　(4)10　128　(5)4.4　24
解析　(1)使用多用电表测电阻前,应首先将开关旋至合适倍率的欧姆挡,再将红、黑表笔短接进行欧姆调零。
(2)多用电表电流为“红进黑出”,题图甲中外电路电流由2到1,所以黑表笔应连2端。
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,多用电表所测电阻为电流表内阻,所以电流表内阻为5.0 Ω。
(4)根据表盘最上面的刻度线读数可知,结果为10×1 Ω=10 Ω,由图丙知电流表读数为128 mA。
(5)由闭合电路欧姆定律得E=I1(rA+R内),E=I2(R外+R内),代入数据解得E≈4.4 V,R内≈24 Ω。
15.答案　见解析
解析　由闭合电路欧姆定律E=I(r+R+RG),R=30-0.01F,分析可得电流表G的量程I越大,则能测量的最大体重F越大,电路中最大电流为2 A,由闭合电路欧姆定律E=I(r+R+RG),可解得压力传感器R的最小阻值为4 Ω,由电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F可得压力最大值F=2 600 N,即该秤能测量的最大体重是2 600 N。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)