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第十一、十二章测评
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流,设电荷量为e的电子以角速度ω绕氢原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,则等效电流I的大小和方向为 ( )
A.,顺时针 B.ωe,顺时针
C.,逆时针 D.ωe,逆时针
2.实验室常用的双量程电流表(0~0.6 A量程和0~3 A量程)的内部构造如图所示。已知表头内阻Rg=20 Ω,满偏电流Ig=200 mA,下列说法正确的是( )
A.当使用A、B两个端点时,电流表的量程为0~0.6 A
B.电阻R1=6 Ω,R2=24 Ω
C.电阻R1=5 Ω,R2=20 Ω
D.电阻R1=2 Ω,R2=8 Ω
3.(2023北京海淀高二统考)根据欧姆定律I=,串联电路总电阻R = R1+R2+…,并联电路总电阻+…,通过逻辑推理就可以判定在材料相同的条件下,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比。现在要求在这两个结论的基础上,通过实验探究导体的电阻与材料的关系。选择a、b两种不同的金属丝做实验,关于这个实验的下列说法正确的是( )
A.所选的a、b两种金属丝的长度必须是相同的
B.所选的a、b两种金属丝的横截面积必须是相同的
C.所选的a、b两种金属丝长度和横截面积都必须是相同的
D.所选的a、b两种金属丝长度和横截面积都可以不做限制
4.(2023江苏盐城高一校考)某电路的示意图如图所示,虚线框内是超导限流器,超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成。当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流。超导部件正常态电阻R1=6 Ω,临界电流IC=0.6 A,限流电阻R2=12 Ω,灯泡L上标有“6 V 12 Ω”字样,电源电动势E=6 V,内阻忽略不计,则下列说法错误的是( )
A.当灯泡正常发光时,通过灯泡L的电流为0.5 A
B.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5 A
C.当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1 A
D.当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5 A
5.(2023陕西榆林高二期末)一根长为L、横截面半径为r的金属棒,其材料的电阻率为ρ,金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时,金属棒内产生电流。下列说法错误的是( )
A.金属棒的电阻R=
B.通过金属棒的电流I=
C.金属棒内部的电场强度大小E=
D.自由电子定向运动的平均速率v=
6.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U-I图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
A.R接到电源a上,电路中的电流较小
B.R接到电源b上,电源的输出功率较大
C.R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源效率较高
D.电源a、b电动势一样大,但电源b内阻较小
7.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示,R1为电阻箱,R2为半导体热敏电阻,C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则有( )
A.若R1固定,当环境温度降低时电压表的示数减小
B.若R1固定,当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C.若R1增大,环境温度不变,则电容器C的电荷量增大
D.若R1固定,环境温度不变,当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,闭合S后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是( )
A.AB段断路 B.BC段断路
C.AB段短路 D.BC段短路
9.如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则( )
A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N
B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A
C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W
D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
10.2022年6月23日,我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十五号02组卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,卫星两翼的太阳能电池板(硅光电池)把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示,图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量),图线b是某电阻R的U-I图像,在该光照强度下将它们组成闭合回路时,则( )
A.电池的电动势为E=5 V
B.电阻两端的电压为U=3 V
C.电阻的电流为I=0.4 A
D.电池的内阻为5 Ω
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(7分)某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。
现有器材为:电源、电流表(量程0~0.6 A)、电压表(量程0~3 V)、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值,请在图丙中按图甲电路用笔画线代替导线将电路补充完整;
(2)将图丙中滑动变阻器的滑片滑到 (选填“e”或“f”)端,闭合开关,调节滑动变阻器,记录测量数据;
(3)根据测量数据在U-I坐标系中描点作图,得到图丁中的图线a和b,图线a是采用图 (选填“甲”或“乙”)电路测得的结果。
(4)为提高测量精度,在图甲电路中,用电流传感器代替电流表,电压传感器代替电压表,对同一电阻再次进行测量。得到对应的U-I图线c,拟合直线及表达式见图戊,认为其测量值等于真实值。
丁
戊
(5)相对误差反映测量的可信程度,相对误差公式为δ=×100%。由步骤(3)和(4)可得图线a的相对误差为δ= %(保留3位有效数字)。
12.(9分)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 Ω的毫安表改装成的量程为0.6 A的电流表,则电阻R1的阻值为 Ω。
(2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为 A。
(3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果均保留到小数点后2位)
13.
(10分)在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.2 A/V3),R2、R3是普通电阻,遵循欧姆定律,R3=20 Ω,按图示电路连接后,接在一个两端电压为6.0 V的电源上,闭合开关S后,电流表的示数为0.25 A。求R2的阻值。
14.(12分)图中电源电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω。将一盏额定电压为8 V、额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻R=0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100 min。
(1)电源提供的能量是多少
(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少
(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少
15.(16分)(2023河南济源高级中学高二测试)如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,R1=9 Ω,滑动变阻器的总电阻Rx=20 Ω。间距d=0.1 m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关K,板间电场视为匀强电场,板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB。带电小球c穿过细杆,小球c质量m=0.01 kg,电荷量q=1×10-3 C(可视为点电荷,不影响电场的分布)。调节滑动变阻器的滑片P,使小球c恰能静止在A处。重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小球的电性和M、N两极板间的电压。
(2)求滑动变阻器Pb段的阻值R2。
(3)调节滑动变阻器,使Pb段的阻值R3=7.5 Ω,待电场重新稳定后释放小球c,求小球c到达杆的中点O时的速度大小。
第十一、十二章测评
1.C 电子绕核转动,可等效为环形电流,电子运动的周期为T=,根据电流的定义式可得I=,因为电子带负电,所以电流的方向与电子定向移动的方向相反,即沿逆时针方向,C正确。
2.D 当使用A、C两个端点时,分流电阻阻值大,电流表量程小,为I1=0.6 A,则有I1=+Ig,当使用A、B两个端点时,分流电阻阻值小,电流表量程大,为I2=3 A,则有I2=+Ig,联立解得R1=2 Ω,R2=8 Ω,D正确。
3.D 由题知,通过实验探究导体的电阻与材料的关系,若已知a、b两种金属丝长度和横截面积分别为la、lb和Sa、Sb,则根据R=ρ,有,由于la、lb和Sa、Sb的数据是已知的,则可以从上式中找到导体的电阻与材料的关系,故选D。
4.B 当灯泡正常发光时,通过灯泡L的电流为I==0.5 A,故A正确;因为R2电阻与超导部件并联,当灯泡正常发光时,电流小于临界电流,所以电阻被短路,电流为零,故B错误;当灯泡L发生故障短路时,超导部件变为正常态,通过R1的电流I'==1 A,故C正确;当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为I″==0.5 A,故D正确。
5.B 金属棒的电阻R=ρ,故A正确;通过金属棒的电流I=,B错误;金属棒内部的电场强度大小E=,C正确;电流的微观表达式I=neSv,联立可得v=,D正确。
6.C 当电源与电阻直接相连时,电源和电阻的U-I图线交点表示电阻的工作状态,其横坐标表示电路中的电流,故与接到电源b上相比,R接到电源a上,电路中的电流较大,A错误;由P=UI可知,电源和电阻的U-I图线交点的横纵坐标的乘积(矩形面积)即为电源的输出功率,如图所示,可知与接到电源b上相比,R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源的效率可表示为η=×100%=×100%,由电源的U-I图线可知,两电源的电动势E相等,R接到电源a上,路端电压U较大,电源效率较高,B错误,C正确;由电源的U-I图线可知,斜率的绝对值表示电源内阻,故电源a、b电动势一样大,但电源b内阻较大,D错误。
7.D 当环境温度降低时R2增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,路端电压U=E-Ir,E、r不变,则U增大,电压表的读数增大,A错误;R1消耗的功率P=I2R1,I减小,R1不变,则P减小,B错误;若环境温度不变,当电阻箱R1的阻值增大时,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,则UC减小,电容器C的电荷量减小,C错误;若R1固定,环境温度不变,电容器C两板间的电压不变,当电容器C两极板间的距离增大时,由E=知电场强度减小,D正确。
8.AD 由题意可得UAB=UAC=U,说明由A、B分别至电源的线路均已接通。若BC段完好,则AB段断路;若BC段短路,则AB段可能断路,也可能完好。又由题述得UBC=0,因而可能AB段断路或BC段短路,也有可能两者同时发生,A、D正确。
9.BD 无人机先向上加速后减速,最后悬停,则空气对无人机的作用力先大于200 N后小于200 N,最后等于200 N,选项A错误;直流电源对无人机供电的额定电流I= A=12.5 A,选项B正确;无人机的重力为F=mg=200 N,则无人机上升过程中克服重力做功消耗的平均功率 W=100 W,但是由于空气阻力的作用,故对无人机向上的作用力不等于重力,则无人机上升过程中消耗的平均功率大于100 W,选项C错误;无人机上升及悬停时,螺旋桨会使周围空气产生流动,则会有部分功率用于对空气做功,选项D正确。
10.BD 由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由图线a与纵轴的交点可知电池的电动势为E=4 V,A错误;根据两图线交点处的状态可知,电阻两端的电压为U=3 V,电流为I=0.2 A,B正确,C错误;电池的内阻r==5 Ω,D正确。
11.解析 (1)由题中数据可知,电流表与待测电阻串联与电压表并联,则电压表正接线柱接在待测电阻右侧接线柱上,滑动变阻器采用限流接法,因下端已经连接电路,则待测电阻右侧接线柱接在滑动变阻器的e端或f端,补充完整线路如图所示
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到接入电路阻值最大处,即滑动变阻器的滑片滑到e端。
(3)选择电流表的外接法,由于电压表的分流作用,电流表测量值大于流经Rx的电流值,测量结果偏小;选择电流表的内接法,由于电流表的分压作用,电压表测量值大于Rx两端的电压值,测量结果偏大;图线a对应的测量值大于图线b对应的测量值,所以图线a是采用电流表内接法,图线a是采用图甲电路测得的结果。
(5)结合图戊的U-I关系式可知待测电阻的真实值Rx真=5.031 Ω
由丁图可知图线a的电阻测量值为Rx测= Ω=6.429 Ω
图线a的相对误差为δ=×100%=27.8%。
答案 (1)见解析图
(2)e
(3)甲
(5)27.8
12.解析 (1)电阻R1= Ω=1.80 Ω。
(2)毫安表量程为100 mA,由题图所示表盘可知,其分度值为0.2 mA,则示数为40.0 mA,毫安表内阻为R1阻值的5倍,则流过R1的电流是流过毫安表电流的5倍,则流过电池的电流为40.0 mA+40.0 mA×5=240.0 mA=0.24 A。
(3)由图示电源U-I图像可知,电源电动势为E=1.50 V
电源内阻为r= Ω=2.22 Ω。
答案 (1)1.80
(2)0.24
(3)1.50 2.22
13.解析 R3两端的电压U3=IR3=0.25×20 V=5.0 V
则R1、R2并联部分的电压U1=6.0 V-5.0 V=1.0 V
由I=kU3得,R1中的电流I1=k=0.2×(1.0)3 A=0.2 A
所以R2中的电流I2=I-I1=0.25 A-0.2 A=0.05 A
则R2= Ω=20 Ω。
答案 20 Ω
14.解析 (1)灯泡两端电压等于电源两端电压,且U=E-Ir
得总电流I==8 A
电源提供的能量E电=IEt=8×12×100×60 J=5.76×105 J。
(2)通过灯泡的电流I1==2 A
电流对灯泡所做的功W1=Pt=16×100×60 J=9.6×104 J
通过电动机的电流I2=I-I1=6 A
电流对电动机所做的功
W2=I2U2t=6×8×100×60 J=2.88×105 J。
(3)灯丝产生的热量Q1=W1=9.6×104 J
电动机线圈产生的热量
Q2=Rt=36×0.5×6 000 J=1.08×105 J。
答案 (1)5.76×105 J
(2)9.6×104 J 2.88×105 J
(3)9.6×104 J 1.08×105 J
15.解析 (1)由电路图可知,金属板M为正极板;因小球静止,故小球所受静电力与重力等大反向,静电力向上,所以小球带负电。
设小球恰能静止时M、N两极板间的电压为U,板间电场强度为E,则
mg=Eq,E1=
解得U=10 V。
(2)小球恰能静止时,根据闭合电路欧姆定律有,解得R2=10 Ω。
(3)调节滑动变阻器,使Pb段的阻值R3=7.5 Ω,设电场稳定时的电压为U3,则
解得U3=7.5 V
设小球到达杆的中点O时的速度为v,则mgd-qU3=mv2
解得v=0.5 m/s。
答案 (1)负电 10 V
(2)10 Ω
(3)0.5 m/s关注公众号：屋里学家 获取更多优质资源！
分层作业15 电源和电流
A级 必备知识基础练
1.如图所示的“超级电容器”安全性高,可反复充、放电100万次以上,使用寿命长达十二年,且容量超大(达到9 500 F),能够在10 s内完成充电,该电容器的电压为2.7 V,下列说法正确的是( )
A.该“超级电容器”放完电后的电容为零
B.该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大
C.该“超级电容器”从不带电到充满电的平均电流为2 565 A
D.该“超级电容器”充满电后所带的电荷量为2 565 C
2.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中,以下说法正确的是( )
A.导线中的电场强度处处为零
B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C.导线处于静电平衡状态
D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐升高
3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( )
A.4.8×10-6 A
B.3×10-13 A
C.9.6×10-6 A
D.3×10-6 A
4.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,其绕核运动的等效电流I和方向为( )
A.,顺时针 B.,顺时针
C.,逆时针 D.,逆时针
5.(多选)某品牌电动汽车的标识牌如图所示,下列说法正确的是( )
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A.该动力电池的容量为60 A·h
B.若该动力电池以6 A的电流放电,可以工作10 h
C.若该动力电池以6 A的电流放电,可以工作60 h
D.该动力电池充满电可贮存的电荷量为60 C
6.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B.
C. D.
B级 关键能力提升练
7.在导体中有电流通过时,下列说法正确的是( )
A.电子定向移动速率接近光速
B.电子定向移动速率即是电场传导速率
C.电子定向移动速率即是电子热运动速率
D.在金属导体中,自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
8.铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e,今有一根横截面积为S的铜导线,通过电流为I时,电子定向移动的平均速率为( )
A.光速c B.
C. D.
9.(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在的平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流( )
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍
C.若使ω、Q不变,将橡胶圆环拉伸,使环半径增大,电流将变大
D.若使ω、Q不变,将橡胶圆环拉伸,使环半径增大,电流将变小
10.(多选)(2023广东清远四校联盟联考)如图所示,两段长度和材料相同的金属导线a、b,各段粗细均匀,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,则( )
A.流经导线a的电流为0.16 A
B.流经导线b的电流为0.32 A
C.5 s内有1×1019个自由电子通过导线b的横截面
D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=2∶1
11.如果导线中的电流为1 mA,那么1 s内通过导体横截面的自由电子数是多少个 若“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA,则20 s内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个
12.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107 V,电流可等效为2×105 A,历时1×10-3 s。
(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5 A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间
(2)这次闪电释放的电能是多少
分层作业15 电源和电流
1.C 2.B 3.A 4.C 5.AB 6.D 7.D
8.D 设电子定向移动的平均速率为v,那么在t内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为vtSρ,物质的量为,自由电子数为,所以电荷量q=,由I=得v=,D正确。
9.AB 截取圆环的任一截面S,如图所示,在橡胶圆环运动一周的时间T内,通过这个截面的电荷量为Q,则有I=;又T=,所以I=。若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,A正确。若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,B正确。若使ω、Q不变,将橡胶圆环拉伸,使环半径增大,电流不变,C、D错误。
10.AD 因a、b串联,通过两导线的电流相等,有I= A=0.16 A,故A正确,B错误;因a、b串联,通过两导线的电荷量相等,则5 s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面,故C错误;由I==neSv'可知,当I、n、e相同时,自由电子的定向移动速率与横截面积成反比,则有,故D正确。
11.解析 q=It=1×10-3×1 C=1×10-3 C,
设电子的数目为n,则
n=个=6.25×1015个。
当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时,I=273 mA。
q=It=273×10-3×20 C=5.46 C。
设电子的数目为N,则
N=个=3.4×1019个。
答案 6.25×1015个 3.4×1019个
12.解析 (1)根据电流的定义式I=
可得,q=It=2×105×1×10-3 C=200 C
供电时间t'= s=400 s。
(2)这次闪电释放的电能E=qU=200×2.5×107 J=5×109 J。
答案 (1)400 s (2)5×109 J关注公众号：屋里学家 获取更多优质资源！
分层作业16 导体的电阻
A级 必备知识基础练
1.(多选)下列关于材料电阻率的说法正确的是( )
A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.银的电阻率较锰铜合金的电阻率小
D.金属丝拉长为原来的2倍,电阻率变为原来的2倍
2.在边长为a、厚度为h的导体中,通以图示方向的电流,导体的电阻为R1,现将其四等分,取其中之一通以图示方向的电流,其电阻为R2,则R1∶R2为( )
A.4∶1 B.1∶1
C.1∶2 D.2∶1
3.学校买回一捆带绝缘层的铜导线,物理老师要求同学们在不打开包装只露出两端线头的情况下,测量其长度是否与包装标识吻合。同学们需要查阅及测量下列哪组物理量才能完成任务( )
A.铜的电阻率ρ、导线的电阻R
B.铜的电阻率ρ、导线横截面的直径d
C.铜的电阻率ρ、导线的电阻R、导线横截面的直径d
D.导线的电阻R、导线横截面的直径d
4.一个内阻可以忽略的电源接在一个装满水银的绝缘圆管两端,通过的电流为0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里,通过的电流将是( )
A.0.4 A B.0.8 A
C.1.6 A D.3.2 A
5.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,如图所示的四个图像中可能表示金属铂电阻的U-I图像是( )
6.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.电阻丝a的阻值小于电阻丝b的阻值
B.电阻丝a、b并联之后的总阻值的伏安特性曲线应该落在Ⅱ区域
C.电阻丝b较粗
D.图线表示电阻丝的阻值与电压成正比
7.某测量电解质溶液电阻率的玻璃容器如图甲所示,P、Q为电极,设a=1 m、b=0.2 m、c=0.1 m,当里面注满某电解质溶液,且P、Q之间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。当U=10 V时,电解质溶液的电阻率ρ是多少
B级 关键能力提升练
8.两根完全相同的金属导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加相同电压后,则在同一时间内通过它们的电荷量之比为( )
A.1∶4 B.1∶8
C.1∶16 D.16∶1
9.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为L和2L,串联在电路中时,其电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.A和B导线两端的电压之比为5∶2
B.A和B导线两端的电压之比为1∶2
C.A和B导线的横截面积之比为1∶3
D.A和B导线的横截面积之比为2∶3
10.(2023河南新乡高二期中)一特殊滑动变阻器的结构示意图如图甲所示,其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻,滑片P可以自由滑动,A、B间的电阻R与A、P间的距离x的关系如图乙所示,则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为( )
A.3∶4 B.1∶3
C.1∶ D.1∶
11.如图所示,a、b、c为不同材料做成的电阻,b与a的长度相等,横截面积是a的两倍,c与a的横截面积相等,长度是a的两倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3=1∶1∶2。关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc,下列说法正确的是( )
A.ρa是ρb的2倍 B.ρa是ρc的2倍
C.ρb是ρc的2倍 D.ρc是ρa的2倍
12.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示,导电介质的电阻率为ρ,制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极,设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,R的合理表达式应为 ( )
A.R= B.R=
C.R= D.R=
13.如图所示,P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镶膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中,测得它两端电压为U,通过它的电流为I,则膜的电阻为多少 镶膜材料电阻率为多少
分层作业16 导体的电阻
1.BC 2.B 3.C 4.C 5.B
6.C 根据欧姆定律I=,可知伏安特性曲线的斜率是电阻的倒数,因此a的电阻较大,b的较小;根据电阻定律R=ρ,可知a的电阻丝较细,b的较粗,故A错误,C正确;把a、b的电阻丝并联后阻值比b的小,伏安特性曲线应分布在Ⅲ区域,故B错误;一段电阻丝的电阻由本身的因素决定,与所加电压和所通过的电流无关,故D错误。
7.解析 由题图乙可求得当U=10 V时电解质溶液的电阻R= Ω=2 000 Ω,由题图甲可知电解质溶液容器长为l=a=1 m,横截面积为S=bc=0.2×0.1 m2=0.02 m2,由R=ρ得,ρ= Ω·m=40 Ω·m。
答案 40 Ω·m
8.C 设原来的电阻为R,其中的一根均匀拉长到原来的2倍,横截面积变为原来的,根据R=ρ知,电阻R1=4R;另一根对折后绞合起来,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的2倍,根据R=ρ知,电阻R2=,则两电阻之比为16∶1。根据欧姆定律知,电压相等时电流之比为1∶16,根据q=It知,相同时间内通过的电荷量之比为1∶16。
9.C 由图像可知,导线A长度为1 m,两端电压UA=6 V;导线B长度为2 m,其两端电压为UB=4 V,所以A导线和B导线两端的电压之比为3∶2,A、B错误。两导线中电流相等,即,算得,根据电阻定律R=ρ,可得两导线的横截面积之比为,D错误,C正确。
10.D 根据题意可知,当x≤l时,由电阻定律有R=x,当l11.C 串联电路的电流处处相等,由U=IR可知电阻关系为Ra∶Rb∶Rc=U1∶U2∶U3=1∶1∶2,根据R=ρ得ρ=,所以,A错误;由=1,B、D错误;再由=2,C正确。
12.B 等式左边单位是Ω,右边的单位也应该是Ω,C、D错误;将b=a代入,此时电阻为零,A错误,B正确。
13.解析 由欧姆定律可得R=
沿着L的方向将膜层展开,如图所示,则膜层等效为一个电阻,其长为L,横截面积为管的周长×厚度d。由电阻定律R=ρ可得R=ρ
则,解得ρ=。
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分层作业17 实验:导体电阻率的测量
A级 必备知识基础练
1.新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”,使得读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格;新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19 mm等分成10份,39 mm等分成20份,99 mm等分成50份,以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例,如图所示。
(1)它的精确度是 mm。
(2)用它测量某物体的厚度,示数如图所示,正确的读数是 cm。
2.关于电流表和电压表的读数:
(1)如图甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“-”和“0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是 A,对应刻度盘上的每一小格代表 A,图甲所示示数为 A;当使用电流表的“-”和“3”两接线柱时,对应刻度盘上的每一小格代表 A,图甲所示示数为 A。
(2)图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压的最大值不得超过 V,对应刻度盘上的每一小格表示 V,图乙所示示数为 V;若使用的是较大量程时,则对应刻度盘上的每一小格表示 V,图乙所示示数为 V。
3.某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图,则直径为D= mm,圆柱体的长度为L= mm。
(2)为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线。
(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点时,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点,这时测得的电阻值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式ρ= (用已测量的物理量相应的字母表示)。
B级 关键能力提升练
4.有一待测的电阻Rx,其阻值在40~45 Ω。实验室的实验器材有:
电压表V(量程0~10 V,内电阻20 kΩ)
电流表A1(量程0~50 mA,内电阻约20 Ω)
电流表A2(量程0~300 mA,内电阻约4 Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω,额定电流为1 A)
滑动变阻器R2(最大阻值为300 Ω,额定电流为0.1 A)
直流电源(8 V)
开关、导线若干
(1)实验要求电表读数从零开始变化,并多测出几组电流值、电压值,请选择合适的器材画出实验原理图。(所用器材要用题目中给定的符号标出)
(2)用(1)中的电路图进行实验时,测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
5.(2023广东清远四校联考) 某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”的实验,实验步骤如下:
(1)首先通过螺旋测微器测量铜棒直径,通过游标卡尺测量铜棒的长度,测量结果如图甲、乙所示,则铜棒直径d= mm,铜棒的长度L= cm。
(2)为了精密测量铜棒的电阻率,某实验小组先用多用电表粗测其电阻约为6 Ω,然后进行较准确测量,除待测铜棒外,实验室还备有如下实验器材:
A.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω)
D.电流表A2(量程0~600 mA,内阻约为1 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,0.6 A)
F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)
G.输出电压为3 V的直流稳压电源E
H.电阻箱
L.开关S,导线若干
为尽量减小实验误差,电压表选 ;电流表选 ;滑动变阻器选 。(均填字母编号)
(3)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率的表达式 。
6.国标(GB/T)规定自来水在15 ℃时电阻率应大于13 Ω·m,某同学利用图甲电路测量15 ℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。
实验器材还有:
电源(电压3 V,内阻可忽略);
理想电压表V1(量程为0~3 V);
理想电压表V2(量程为0~3 V);
定值电阻R1(阻值4 kΩ);
定值电阻R2(阻值2 kΩ);
电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);
甲
乙
单刀双掷开关S,导线若干,刻度尺,内径为d=30.0 mm的玻璃管。
实验步骤如下:
A.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
B.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
C.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
D.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤B、C,记录每一次的水柱长度L和电阻箱阻值R;
E.断开S,整理好器材。
(1)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为Rx= (用R1、R2、R表示)。
(2)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的R-关系图像,则自来水的电阻率ρ= Ω·m(保留两位有效数字)。
分层作业17 实验:导体电阻率的测量
1.解析 新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同,新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39 mm,比主尺上的40个分度短1 mm,它的测量精确度是0.05 mm,用它测得物体厚度为30 mm+0.05 mm×6=30.30 mm=3.030 cm。
答案 (1)0.05 (2)3.030
2.解析 (1)电流表和电压表的接线柱上的数字表示其量程。由图甲知,当使用电流表的“-”和“0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是0.6 A,对应刻度盘上的每一小格代表 A=0.02 A,电流表示数为17×0.02 A=0.34 A;当使用电流表的“-”和“3”两接线柱时,对应刻度盘上的每一小格代表 A=0.1 A,电流表示数为17.0×0.1 A=1.70 A。
(2)由图乙知,电压表的较小量程为0~3 V,所以测量电压的最大值不得超过3 V,对应刻度盘上的每一小格表示 V=0.1 V,电压表示数为22.0×0.1 V=2.20 V;若使用的是较大量程时,则对应刻度盘上的每一小格表示 V=0.5 V,电压表示数为22×0.5 V=11.0 V。
答案 (1)0.6 0.02 0.34 0.1 1.70
(2)3 0.1 2.20 0.5 11.0
3.解析 (1)螺旋测微器示数为1.5 mm+11.0×0.01 mm=1.610 mm
游标卡尺示数为38 mm+7×0.05 mm=38.35 mm。
(2)根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示
(3)若实验时把电压表的右端接于a点,电压表测量值等于真实值,而电流表测量值大于真实值,因此依据R=,此时测量值偏小。
(4)电阻R=
由电阻定律可知R=ρ=ρ
则电阻率为ρ=。
答案 (1)1.610 38.35
(2)
(3)小 (4)
4.解析 (1)被测电阻经过的最大电流约为I= A=0.2 A=200 mA,故电流表选A2;实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流值、电压值,则滑动变阻器采用分压式接法;滑动变阻器选择R1;因为被测电阻的阻值在40~45 Ω,更接近电流表的内电阻(约4 Ω),远小于电压表的内电阻(约20 kΩ),所以采用电流表外接法测量的误差更小,则实验电路图如图所示。
(2)采用电流表外接法,测出的电流值包含了电压表的分流,由R=,I偏大,可知电阻器的测量值小于真实值。
答案 (1)如解析图所示 (2)小于
5.解析 (1)螺旋测微器固定刻度的读数为1.5 mm,可动刻度的最小分度为0.01 mm,读数为24.4×0.01 mm=0.244 mm,则铜棒直径为d=1.5 mm+0.244 mm=1.744 mm。游标卡尺主尺的读数为4.10 cm,游标尺的最小分度为0.1 mm,读数为4×0.1 mm=0.4 mm=0.04 cm,铜棒的长度为L=4.10 cm+0.04 cm=4.14 cm。
(2)电源输出电压为3 V,电压表应选择A,电路中的最大电流约为Im= A=0.5 A=500 mA,电流表应选择D,为了尽量减小误差,电压应从零调起,滑动变阻器要接成分压式,为方便调节,滑动变阻器应选择阻值较小的E。
(3)根据闭合电路欧姆定律有Rx=,根据电阻定律有Rx=ρ,又S=,解得ρ=。
答案 (1)1.744 4.14 (2)A D E (3)ρ=
6.解析 (1)设把S拨到1位置时,电压表V1示数为U,则此时电路电流为I=,总电压为U总=+U。把S拨到2位置时,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,也为U,则此时电路中的电流为I=,总电压为U总'=·R2+U。由于两次总电压相等,都等于电源电压,可得,解得Rx=。
(2)从题图乙中可知,R=2×103 Ω时,=5.0 m-1,此时玻璃管内水柱的电阻为Rx==4 000 Ω,水柱横截面积为S=π=7.065×10-4 m2,由电阻定律R=ρ,代入数据可得ρ=14 Ω·m。
答案 (1) (2)14关注公众号：屋里学家 获取更多优质资源！
分层作业18 串联电路和并联电路
A级 必备知识基础练
1.某同学要把一个量程为200 μA、内阻为300 Ω的直流电流计G,改装成量度范围是0~4 V的直流电压表,那么( )
A.串联一个阻值为20 kΩ的电阻
B.并联一个阻值为19.7 kΩ的电阻
C.改装后的电压表内阻为20 kΩ
D.改装后的电压表内阻为19.7 kΩ
2.如图所示,电流计的内阻Rg=198 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=2 802 Ω,R2=2 Ω,则下列说法正确的是 ( )
A.当S1和S2均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是3 A
B.当S1和S2均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3 V
C.当S1和S2均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是3 A
D.当S1和S2均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是3 V
3.在校准电压表时利用了“并联电路各支路两端电压总相等”的电路特点。实际上,在恒定电流电路内,各处的电荷分布是稳定的,稳定分布的电荷产生了一种恒定电场,这种恒定电场与静电场的性质基本相同,这成为我们认识电路问题的基础。请判断“并联电路各支路两端电压总相等”这一电路特点,是下列选项哪一个说法的对应表现( )
A.电荷在电场中受到力的作用
B.匀强电场的电场强度处处相等
C.电场力做功与路径无关
D.沿电场线方向电势逐渐降低
4.如图所示电路中,电压表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻。R1和R3电阻未知,R2=R4=20 Ω,电压表V1和V2的读数分别为15 V和10 V,则a、b两点间的电压为( )
A.23 V B.24 V
C.25 V D.26 V
5.如图所示,其中电流表A的量程为0~0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
6.磁电式电流表的内部构造示意图如图甲所示,磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很小,所以在使用时还要扩大量程。一电流表的量程为100 μA,内阻为100 Ω。现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表(原电流表的表盘未改动)。如果用改装后的电压表测量某一电路,电压表示数如图乙所示。
(1)该电压表的量程是多少
(2)此时电压表的示数是多少
7.如图所示,有一个表头G,满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 Ω,将它改装为有0~1 A和0~10 A两种量程的电流表,求R1、R2的阻值。
B级 关键能力提升练
8.(多选)如图所示,R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=10 Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,R1与R2的电压之比为1∶5
B.S闭合时,通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S闭合时,R1与R2两端的电压之比为1∶5
D.S断开与闭合两种情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1
9.(多选)(2023浙江宁波期末)某同学在一次实验中描绘出三个电阻的U-I图像如图所示,下列关于三个电阻的说法正确的是( )
A.RaB.将a、b、c依次串联,每个电阻的电压之比为1∶2∶4
C.将a、b、c依次并联,通过每个电阻的电流之比为1∶2∶4
D.将三个电阻任意连接,其等效电阻有8种情况,最小为 Ω
10.四个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于A2的量程,V1的量程大于V2的量程,把它们接入如图所示的电路,闭合开关后( )
A.A1的读数比A2的读数大
B.A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大
C.V1读数比V2读数大
D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
11.某同学要将量程为0~100 mA(内阻约30 Ω)的毫安表改装为量程为0~0.6 A的电流表,并借助一量程为0.6 A的标准电流表,使用如图甲所示电路对改装后的电表进行校准。
甲
(1)经估算后将电阻箱的电阻R调为6.0 Ω,将R1阻值调到最大。闭合开关S,减小R1,发现标准电流表先达到满偏,说明改装没有达到预期。
(2)保持R为6.0 Ω不变,将R1阻值从较大值逐渐调小,记录下毫安表的读数I1和标准电流表的读数I2,数据如下表:
I1/ mA 20 40 60 80
I2/ A 0.13 0.26 0.40 0.52
(3)该同学根据上表数据作出了I2-I1图像如图乙所示,根据图像可知,毫安表的内阻Rg= Ω,毫安表改装后的电流表实际量程为 A(结果均保留2位有效数字)。
乙
(4)要达到预期目的,需要逐渐 电阻箱R的数值。此过程I1将 ,I2将 (均选填“增大”“减小”或“不变”),当= 时,完成改装。
12.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值R3=5 Ω,则当滑片从a滑到b的过程中,电流表示数的最小值为多少
13.(2023江苏盐城校考)在如图所示的电路中,已知UAB=12 V,R1=10 Ω,R2=R3=20 Ω,电表均为理想电表,求:
(1)A、B间的总电阻;
(2)经过每个电阻上的电流大小;
(3)电流表和电压表的示数。
分层作业18 串联电路和并联电路
1.C 2.B 3.C 4.C
5.C 将接线柱1、2接入电路时,因R1的阻值等于电流表内阻的,故通过电流表的电流为通过R1电流的,接线柱1、2间流过的电流为流过电流表电流的3倍,每一小格表示0.06 A,A、B错误;将接线柱1、3接入电路时,电流表先与R1并联,再与R2串联,而串联对电流没影响,故每一小格仍表示0.06 A,C正确,D错误。
6.解析 (1)根据串联电路的电压特点有U=IgR+IgRg=Ig(R+Rg)=1×10-4×(9 900+100)V=1 V,故量程为0~1 V。
(2)由题图知,此时指针所表示的电压为U=×1 V=0.8 V。
答案 (1)0~1 V (2)0.8 V
7.解析 当公共端与“1 A”端接入电路时,满偏电流I1=1 A,当公共端与“10 A”端接入电路时,满偏电流I2=10 A。当公共端与“1 A”端接入电路时,电阻R1和R2串联,再与表头内阻Rg并联。由并联电路的特点可得R1+R2=。
代入Ig、I1、Rg的数值,可得R1+R2=200 Ω①
当公共端与“10 A”端接入电路时,电阻R2与表头内阻Rg串联,再与电阻R1并联。由并联电路的特点可得
Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1
代入Ig、I2、Rg的数值可得R2+200 Ω=19R1 ②
由①②解得R1=20 Ω,R2=180 Ω。
答案 20 Ω 180 Ω
8.AB S断开时,R1和R2串联,电压之比为电阻之比,为1∶5,R1的电压为,A正确;S闭合时,R3与R2并联的阻值为5 Ω,R1与R并的电压之比为2∶5,R1的电压为,C、D错误;S闭合时,通过R2与R3的电流相等,等于R1的电流的一半,B正确。
9.CD U-I图像的斜率表示电阻的阻值,可知Ra= Ω=20 Ω,Rb= Ω=10 Ω,Rc= Ω=5 Ω,则Ra>Rb>Rc,故A错误;串联电路中电流相等,则将三个电阻串联,每个电阻的电压之比等于电阻之比为4∶2∶1,故B错误;并联电路中电压相等,则将三个电阻并联,通过每个电阻的电流与电阻成反比为1∶2∶4,故C正确;将三个电阻直接串联总阻值最大为Ra+Rb+Rc=35 Ω,三个并联,电阻最小,由,得R1= Ω;Ra、Rb并联后与Rc串联,总阻值为R2=+Rc= Ω,Ra、Rc并联后与Rb串联,总阻值为R3=+Rb=14 Ω,Rc、Rb并联后与Ra串联,总阻值为R4=+Ra= Ω,Ra、Rb串联后与Rc并联,总阻值为R5= Ω,Ra、Rc串联后与Rb并联,总阻值为R6= Ω,Rb、Rc串联后与Ra并联,总阻值为R7= Ω,任意连接,电路中的等效电阻有8种情况,D正确。
10.C 电流表A1、A2串联,流过它们的电流相同,A1的读数与A2的读数相同,A错误;电流表A1、A2是由相同的小量程电流表改装而成的,A1的读数与A2的读数相同,A1的量程较大,指针偏转的角度较小,B错误;电压表V1、V2是由相同的小量程电流表改装而成的,串联时流过小量程电流表的电流相同,指针偏转的角度相同,V1的量程大于V2的量程,所以V1读数比V2读数大,C正确,D错误。
11.解析 (3)如果达到改装预期,这两块表同时达到满偏。观察电路可知,流过标准电流表的电流等于流过毫安表的电流加上流过电阻箱的电流。因此有I2=I1·10-3+,变形得I2=I1·10-3,由图像可知,斜率为,所以·10-3=,故Rg=33 Ω。设改装后的量程的最大值为I,则有Ig+=I,所以量程I=0.65 A。(4)此量程的最大值比预期的0.6 A要大,因此需要减小电流,此时要增大电阻箱R的数值。根据欧姆定律可知,干路电流I2将减小,毫安表的电流I1将增大,当两块电表同时满偏时,即示数之比=6时,完成改装。
答案 (3)33(32~34均可) 0.65(0.63~0.67均可)
(4)增大 增大 减小 6
12.解析 设滑片上部分电阻为x,则下部分为5 Ω-x,总电阻R=
由数学知识可知当2 Ω+x=8 Ω-x,即x=3 Ω时,R最大,此时R max= Ω=2.5 Ω
电流表的示数最小值Imin= A=2 A。
答案 2 A
13.解析 (1)A、B之间的等效电路图如图所示
由等效电路图可知,A、B间的总电阻为R==12 Ω。
(2)由欧姆定律可得,通过R2的电流为I2==0.6 A
通过R1、R3的电流为
I1=I3==0.4 A。
(3)电流表测干路电流I=I1+I2=0.4 A+0.6 A=1.0 A
电压表测量R3两端的电压U3=I3R3=0.4×20 V=8 V。
答案 (1)12 Ω (2)0.4 A 0.6 A 0.4 A (3)1.0 A 8 V关注公众号：屋里学家 获取更多优质资源！
分层作业19 实验:练习使用多用电表
A级 必备知识基础练
1.在“多用电表的使用”实验中:
(1)一正在测量中的多用电表表盘如图甲所示,如果用电阻挡“×100”测量,则读数为 Ω;如果用“直流5 V”挡测量,则读数为 V。
甲
(2)甲同学利用多用电表测量电阻,他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为 (选填字母)。
A.将选择开关旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B.将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”
(3)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量,下列操作正确的是 。
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图乙的电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图乙的电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图丙的电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图丙中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
2.某照明电路出现故障,其电路如图甲所示,该电路用输出电压为12 V的蓄电池作为电源,导线部分都接触完好。
甲
维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
(1)断开开关、红表笔接a点时多用电表指针如图乙所示,读数为 V,说明 (选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常。
乙
(2)红表笔接b点时,断开开关,指针不偏转,闭合开关后,多用电表指针仍然和图乙相同,可判断发生故障的器件是 (选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。
3.某同学连接的实验电路实物图如图所示,闭合开关S后,发现灯L1、L2都不亮,他采用多用电表的直流电压挡进行故障检查:
(1)选择开关应置于下列量程的 挡(选填字母)。
A.2.5 V B.10 V
C.50 V D.250 V
(2)在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触 (选填“a”或“b”)。
(3)该同学测试结果为:a、b间电压表有示数,c、b间电压表有示数,c、d间电压表无示数,d、f间电压表有示数。根据测试结果,可以判定故障是 (假设只有下列中的某一项有故障并选填字母)。
A.灯L1断路 B.灯L2短路
C.c、d段断路 D.d、f段断路
B级 关键能力提升练
4.为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。
(1)用多用电表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转过大,因此需选择 (填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡,并 ,再进行测量,多用电表的示数如图甲所示,测量结果为 Ω。
甲
乙
(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路如图乙所示。增加连线,使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压,多用电表的选择开关应调到 (选填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)挡。
5.某学习小组用多用电表欧姆挡测量某一电阻,并对电阻欧姆挡进行了一些研究,下图是多用电表欧姆挡内部电路示意图,电流表的满偏电流为0.2 mA,电源电动势为1.5 V。
(1)请根据下列步骤完成电阻测量并回答相关问题:
①旋动定位螺丝,使指针对准电流的“0”刻度线;
②将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置;
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动电阻挡调零旋钮,使指针对准电阻的“0”刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度太小。为了得到比较准确的测量结果,应该将选择开关旋转到电阻挡 (选填“×1k”或“×10”)的位置,测量前还需要重新进行欧姆调零;
⑤测量出该电阻的阻值。
(2)该欧姆表的内阻是 Ω。
(3)若表针偏转到满刻度的处时,待测电阻的阻值是 Ω。
6.(2023重庆江北高二统考)某实验小组在练习使用多用电表的实验中,进行了以下探究。
如图所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内有一只定值电阻和一个二极管,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,该实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如下表所示:
红表笔 A B A C B C
黑表笔 B A C A C B
阻值/Ω 2 100 120 2 000 20 100 100
请在题图中画出“黑盒子”内的电路结构图,并标明定值电阻的阻值。
分层作业19 实验:练习使用多用电表
1.解析 (1)多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度,根据挡位可知阻值为6×102 Ω;测电压时,由于精度为0.1 V,需要估读一位,根据量程“50”的刻度可知电压为3.60 V。
(2)欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小,需选取大挡位,进行欧姆调零后再测阻值,故顺序为A、D、C。
(3)多用电表一定是红表笔电流流入、黑表笔电流流出,图乙是测电压,图丙是测电流,表笔位置正确,A、C正确,B、D错误。
答案 (1)6×102 3.60 (2)A、D、C(不可以改变顺序) (3)A、C(可以改变顺序)
2.解析 (1)量程为0~50 V,最小刻度为1 V,故读数为11.5 V;电压表测量的是路端电压,有示数说明蓄电池正常。(2)b、c间接上电压表时,断开开关,指针不偏转,闭合开关后指针偏转,说明小灯发生故障,开关和保险丝正常。
答案 (1)11.5(11.2~11.8均可) 蓄电池 (2)小灯
3.解析 (1)三个蓄电池的总电动势为6 V,应用多用电表的直流电压挡10 V挡测量,B正确。
(2)在测试a、b间直流电压时,因为电流必须从电压表正接线柱流入,所以红表笔应当接触a端。
(3)灯L1断路时,c、d间电压表应有示数,与题意不符,A错误;灯L2短路时,L2灯不亮,而L1灯应更亮,与题不符,B错误;c、d段断路,则d、f间没有电压,无示数,C错误;d、f段断路时,电路中无电流,两灯泡都不亮,a、b,d、f间有电压,c、d间电压表无示数,与题相符,D正确。
答案 (1)B (2)a (3)D
4.解析 (1)用多用电表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,多用电表指针偏转过大,说明电阻较小,因此需选择“×10”倍率的电阻挡,并重新欧姆调零后,再进行测量,测量结果为70 Ω。
(2)要测量该元件完整的伏安特性,必须连接成分压电路,如图所示。
本实验中使用多用电表测电压,该元件的额定电压为9 V,故多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。
答案 (1)×10 重新欧姆调零 70
(2)见解析图 直流电压10 V
5.解析 (1)④将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度太小,说明所选挡位太小,为准确测量电阻阻值,应该将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置。
(2)欧姆表内阻R内==7.5×103 Ω。
(3)若表针偏转到满刻度的处时,由闭合电路欧姆定律得Ig=
解得Rx=3.75×103 Ω。
答案 (1)×1k (2)7.5×103 (3)3.75×103
6.解析 B、C间电阻与电流方向无关,因此一定是定值电阻;A、C间电阻与电流方向有关,电流从A到C时电阻远小于反向电阻,说明二极管一定直接接在A、C间,且A为正极,黑箱内的电路结构图如图所示
答案 见解析图
