第十一章 素能测评卷
(时间:75分钟,满分:100分)
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意)
1.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道,当环中电子以光速的运动而形成10 mA的电流时,环中运行的电子数目为(已知光速c=3×108 m/s,电子的电荷量e=1.6×10-19 C)( )
A.5×1010个 B.5×1011个
C.1×102个 D.1×103个
答案:B
解析:电子运动一周所需要的时间t= s=8×10-6 s在圆形轨道上任取一横截面,则在t时间内通过该横截面的电荷量q=It=10×10-3×8×10-6 C=8×10-8 C,环中运行的电子N==个=5×1011个,故选B。
2.如图所示,已知R1=R2=1 000 Ω,电压表的电阻RV=1 000 Ω,电源两端电压保持不变,当开关S1和S3闭合,开关S2断开时电压表示数为2 V。则当开关S1和S2闭合,开关S3断开时电压表示数和电源电压分别是( )
A.3 V、4 V B.2 V、6 V
C.2 V、4 V D.3 V、6 V
答案:D
解析:当开关S1和S3闭合,开关S2断开时,R1与RV并联后与R2串联,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以并联部分电阻R并==500 Ω,干路中的电流I== A=0.004 A,R2两端的电压U2=IR2=4 V。所以电源电压U=U并+U2=6 V,S1和S2闭合,开关S3断开时,R2与RV串联后与R1并联在电路中,R2与RV串联部分电压等于电源电压,根据分压原理可得UV=U=3 V,故选D。
3.如图所示为某晶体二极管的伏安特性曲线,下列说法正确的是( )
A.加正向电压时,二极管电阻较小,且随着电压的增大而增大
B.加反向电压时,二极管电阻较大,无论加多大电压,电流都很小
C.无论是加正向电压还是加反向电压,电压和电流都不成正比,所以二极管是非线性元件
D.二极管加正向电压时,电阻不变
答案:C
解析:根据欧姆定律有I==U可知I-U图线的斜率表示电阻的倒数。由题图可知,二极管加正向电压时电流较大,电阻较小,且随电压的增大,图线与原点连线的斜率在增大,故电阻在减小;加反向电压时开始电流很小,但当反向电压很大时,二极管被击穿,电流剧增。故选C。
4.有一根粗细均匀的金属导线,其电阻率为ρ,电阻为R,现将其对折使其长度变为原来的一半,则对折后该金属导线的( )
A.电阻率为2ρ B.电阻率为ρ
C.电阻为4R D.电阻为R
答案:D
解析:金属导线的电阻率由材料和温度决定,对折使其长度变为原来的一半并不能改变其电阻率,故A、B错误;由电阻定律可知R=对折使其长度变为原来的一半后,电阻为R1=ρ==,故C错误,D正确。故选D。
5.如图所示,厚薄均匀的长方体金属导体,ab、bc的长度之比为2∶1。当将C与D接入电压不变的电路中时,通过该导体的电流为I,若换A与B接入原电路中,则通过该导体的电流为( )
A. B.
C.I D.2I
答案:A
解析:设导体上表面宽为x,则将C与D接入电路中时,电阻为R1=ρ,若换A与B接入原电路中,则电阻为R2=ρ,因为电路中电压不变,所以由欧姆定律知,将A与B接入原电路中,通过该导体的电流为与将C与D接入电路中对应电流之比为===,即I′=I,故选A。
6.如图,电流计的满偏电流Ig=1 mA、内阻Rg=100 Ω,R1=900 Ω,R2= 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压表,最大量程是2 V
B.当S1和S2均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是10 V
C.当S1和S2均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1 A
D.当S1和S2均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是0.1 A
答案:D
解析:当S1和S2均断开时,表头与R1串联,虚线框中可等效为电压表,最大电压为U=Ig(Rg+R1)=1×10-3×(100+900)=1 V,故A错误,C错误;当S1和S2均闭合时,R1被短路,R2与表头并联,虚线框中可等效为电流表,最大电流为I=Ig+=1×10-3 A+ A=0.1 A,故B错误,D正确。故选D。
7.小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是( )
A.小杜选好“×100”,红黑表笔短接后指针位置如图b所示,则他应该调节“S”进行调零
B.调零后,用红黑表笔分别接触灯泡的两脚,发现指针偏角太小,则需要更换“×1 k”挡位
C.每次换挡后不需重新进行欧姆调零
D.正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为220 Ω
答案:B
解析: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,故A错误;测量时,发现指针偏角太小,说明待测电阻阻值较大,倍率选小了,需要更换“×1 k”进行测量,故B正确;每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零,故C错误;根据多用电表读数方法可知测量结果为24×1 000 Ω=24 000 Ω,故D错误。故选B。
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意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8.把一根用合金材料做成的金属丝均匀地拉长到原来的两倍,分别做出金属丝拉伸前和拉伸后的伏安特性曲线,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图线A是金属丝拉伸前的伏安特性曲线
B.图线B是金属丝拉伸前的伏安特性曲线
C.金属丝接入相同的电压时,拉伸后自由电子移动的平均速率是拉伸前的2倍
D.金属丝流过相同的电流时,拉伸后自由电子移动的平均速率是拉伸前的2倍
答案:AD
解析:把一根用合金材料做成的金属丝均匀地拉长到原来的两倍,则横截面积减小到原来的一半,根据电阻定律可知,电阻变为原来的4倍,则图线B是金属丝拉伸后的伏安特性曲线,图线A是金属丝拉伸前的伏安特性曲线,选项A正确,B错误;金属丝接入相同的电压时,拉伸后的电流变为拉伸前的,横截面积减小到原来的一半,根据I=neSv自由电子移动的平均速率是拉伸前的倍,选项C错误;金属丝流过相同的电流时,根据I=neSv拉伸后横截面积减小到原来的一半,自由电子移动的平均速率是拉伸前的2倍,选项D正确。故选AD。
9.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面的半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
答案:BC
解析:横截面的半径变为原来的,可知面积变为原来的,由体积不变,可知长度变为原来的4倍,由电阻定律的表达式R=ρ可得阻值变为原来的16倍,由I=可知电流变为,A错误,B正确;由电流的微观表达式I=nqSv,n、q不变,面积变为原来的,电流I变为,自由电子定向移动的速率,D错误,C正确。故选BC。
10.用伏安法测未知电阻Rx时,若不知Rx的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器按图所示电路连接,只空出一个电压表的一个接头K,然后将K分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表示数的变化情况,则( )
A.若电流表示数有显著变化,K应接a
B.若电流表示数有显著变化,K应接b
C.若电压表示数有显著变化,K应接b
D.若电压表示数有显著变化,K应接a
答案:BD
解析:若K从a移到b时,电流表读数有显著变化,说明电压表的分流作用明显,K应接在b处,即电流表内接,故A错误,B正确;若K从a移到b时,电压表读数有显著变化,说明电流表的分压作用明显,K应接在a处,即电流表外接,故C错误,D正确。故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(8分)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。
完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点。
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的倍率处。
(3)将红、黑表笔________,进行欧姆调零。
(4)测反向电阻时,将________表笔接二极管正极,将________表笔接二极管负极,读出电表示数。
(5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央,如果指针偏转过大,应重新选择________(大、小)倍率,并重复步骤(3)、(4)。
(6)测量完毕,应将选择开关拨离欧姆挡,以切断表内电源,故应将选择开关拨向“OFF”位置。
答案:(3)短接 (4)红 黑 (5)小
解析:(3)将红、黑表笔短接,使指针指在欧姆表表盘的零刻度线处,表示所测电阻为零,称为欧姆调零。
(4)将选择开关拨向欧姆挡,即接通表内电源,此时,红表笔接表内电源的负极,黑表笔接表内电源的正极,因此,测二极管反向电阻时,应将红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极。
(5)使用欧姆表测电阻时,指针指在中央附近较精确,如果指针偏转过大,说明所选挡位太大,为了得到准确的测量结果,让电表指针尽量指向表盘中央,该同学应选择小倍率,并重复步骤(3)、(4)。
12.(16分)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4 V)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母),实验电路应采用图1中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。
(3)闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次两电表示数如图3所示,可得该电阻的测量值Rx=________Ω(保留2位有效数字)。
(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________。(均选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
答案:(1)B C 甲 (2)见解析图
(3)5.2 (4)B D
解析:(1)因电源的电压为4 V,因此电压表选择3 V量程;由于电阻Rx的阻值约为5 Ω,根据欧姆定律可知,电流的最大值为0.8 A,从精确角度来说,电流表选择0.6 A的量程;根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值关系,可知应选择电流表外接法,故选择题图中的甲电路。
(2)连接的实物图如图所示。
(3)电压表的示数为U=2.60 V,电流表的示数为I=0.50 A,该电阻的测量值Rx===5.2 Ω。
(4)题图甲中电路采用的是电流表外接法,实际上电压表并不是理想电表,所以电压表也有电流通过,电流表测量的电流是流经Rx和电压表的电流之和,所以产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经Rx的电流值,故选B;题图乙中电路采用的是电流表内接法,电压表测量的电压是Rx和电流表两端的电压之和,所以产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值,故选D。
13.(8分)某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
(1)该同学用多用表的欧姆“×1”挡粗测该金属丝的阻值如图甲所示,由图甲可知其阻值为________Ω。
(2)该同学为了精确地测量金属丝的电阻率,先用螺旋测微器测量其直径,测量结果如图丙所示,由图丙可知其直径为D=________mm。
然后用如图乙所示的电路图测量金属丝Rx的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表A1(内阻为r);
②电流表A2(内阻未知);
③滑动变阻器R1(阻值范围0~1 000 Ω);
④滑动变阻器R2(阻值范围0~20 Ω);
⑤蓄电池(2 V);
⑥开关S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”);在图乙中的“○”内标出两个电流表A1和A2的位置。
(4)闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录A1、A2的读数I1、I2,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以I1为纵坐标,I2为横坐标,做出I1-I2的图像如图丁所示。根据I1-I2图像的斜率k、电流表A1的内阻r、金属丝的直径D、金属丝连入电路的长度L,可计算出金属丝的电阻率ρ=________(用k、r、D、L表示)。
答案:(1)6 (2)3.205
(3)R2 见解析图 (4)
解析:(1)欧姆表读数为:示数×倍率,即可得由图甲可知其阻值为6×1 Ω=6 Ω。
(2)根据螺旋测微器的读数规则可知,由图丙可知其直径为D=3 mm+20.5×0.01 mm=3.205 mm。
(3)由电路图可知,滑动变阻器分压式接入电路时,应选择小量程的滑动变阻器,即R2。电流表A1的内阻已知,可当电压表使用,故可得图乙中两个电流表A1和A2的位置如图所示。
(4)由欧姆定律可得Rx==,故有I1r=Rx(I2-I1)变形有I1(r+Rx)=I2Rx即I1=I2,则丙图中k=。又Rx=;S=π2,解得ρ=。
14.(10分)为了测量阻值约为5 Ω的金属圆柱体的电阻率,除待测金属圆柱体外,实验室还备有如下实验器材:
A.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω);
B.电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.01 Ω);
C.电压表V1(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);
D.电压表V2(量程0~15 V,内阻约20 kΩ);
E.滑动变阻器R(0~20 Ω);
F.电源E(电动势为3.0 V,内阻不计);
G.开关、若干导线。
(1)某次测量中,螺旋测微器和游标卡尺的示数如下图所示:
螺旋测微器的示数是________mm,游标卡尺的示数是________mm(20分度,副尺零刻线被污染)。
(2)为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选________(填“A”或“B”),电压表应选________(填“C”或“D”)。
(3)根据所选用的实验器材,应选用电路图________(填“甲”或“乙”)进行实验,测得的电阻值比真实值偏________(选填“大”或“小”)。
答案:(1)1.610/1.611/1.609 38.35
(2)A C (3)乙 小
解析:(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm,由图可知螺旋测微器的示数为1.5 mm+11.0×0.01 mm=1.610 mm;20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm,即游标尺一格为0.95 mm,由图可知游标尺第7格与主尺刻度4.5 cm对齐,则游标卡尺的示数为4.5 cm-7×0.95 mm=38.35 mm。
(2)由于电源电动势为3 V,则电压表应选C;由于待测电阻阻值约为5 Ω,根据Im== A=0.6 A,则电流表应选A。
(3)根据=>=,可知待测电阻属于小电阻,所以电流表应采用外接法,即应选用电路图乙进行实验;由于电压表分流使得电流表示数大于待测电阻的真实电流,根据欧姆定律R=,可知测得的电阻值比真实值偏小。
15.(12分)某学习兴趣小组欲采用如图所示电路测量电压表的内阻RV,待测电压表的量程为1 V,内阻约为1 000 Ω。
(1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 Ω 1 A)、(10 Ω 2 A),为尽可能提高测量精度且便于调节,滑动变阻器R1应选用________(选填“甲”或“乙”)。
(2)同学们的实验步骤如下,请将步骤Ⅰ补充完整:
Ⅰ.正确连接好电路后,在闭合开关之前,将滑动变阻器R1的滑片移到________(选填“最左端”或“最右端”)。
Ⅱ.闭合开关S1和S2,调节R1,使电压表指针指到1 V刻度处。
Ⅲ.保持S1闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变,断开S2,调整电阻箱R2的阻值,使电压表的指针指到0.5 V刻度处,此时电阻箱R2的示数为990 Ω。
(3)该电压表内阻的测量值为________Ω。
答案:(1)乙 (2)最左端 (3)990
解析:(1)滑动变阻器乙的最大阻值较小,额定电流较大,由题图可知,实验电路选择分压式,所以为保证实验操作安全方便,滑动变阻器应选择乙。
(2)由题图电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,在闭合开关之前,将滑动变阻器R1的滑片移到最左端,使待测支路电流为零。
(3)断开开关S2后认为分压电路分压不变,仍为1 V,电压表示数为0.5 V,说明电阻箱两端电压为0.5 V,电压表与电阻箱串联,它们两端电压相等,由串联电路特点可知,它们的阻值相等,则电压表内阻等于电阻箱阻值990 Ω。
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第十一章 电路及其应用
章末整合 素养提升
●知识网络构建
●高考真题专练
热点专练1 电表的改装及电流表、电压表内阻的测量
1.(2024·安徽卷,12)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:Ig= 500 μA,Rg=800 Ω)改装成量程为1 V和3 V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关S1闭合前,滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱R1阻值已调至1 200 Ω,则R2的阻值应调至________Ω。
(3)当单刀双掷开关S2与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为________。(结果用U、I、R1、R2表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱R1的阻值
B.减小电阻箱R2的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关S2与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。故选A;
(5)根据闭合电路欧姆定律UV=IA(Rg+R1)=430×10-6×(800+ 1 200)V=0.86 V。
热点专练2 伏安特性的测定
2.(2024·1月浙江卷,18)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻,在不同温度时的阻值如下表
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/(102 Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3 V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3 kΩ、5 kΩ、12 kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20 ℃,现要求将室内温度控制在20~28 ℃范围,且1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热,则应选择的电路是________,定值电阻R的阻值应选________kΩ,1、2两端的电压小于________V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
答案:C 3 1.8
热点专练3 多用电表欧姆挡问题
3.(2024·江苏卷,11)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验,除被测金属丝外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;
B.电流表A:量程0~100 mA,内阻约为5 Ω;
C.电压表V:量程0~3 V,内阻为3 kΩ;
D.滑动变阻器:最大阻值为100 Ω,允许通过最大电流为0.5 A;
E.开关、导线等
(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L=0.820 m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示,从图中读出金属丝的直径为________mm。
(2)用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时,多用电表的示数如图乙所示,从图中读出金属丝电阻约为________Ω。
(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R=10.0 Ω,则这种金属材料的电阻率为________Ω·m。(结果保留两位有效数字)
答案:(1)0.787(0.785~0.789) (2)9.0 (3)5.9×10-6
4.(2024·新课标卷,10)学生实验小组要测量量程为3 V的电压表V的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5 V),电压表V1(量程5 V,内阻约3 kΩ),定值电阻R0(阻值为800 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应________(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正接线柱、负接线柱”或“负接线柱、正接线柱”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”“×100”或“×1 k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为________kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1、待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=________(用U1、U和R0表示);
(4)测量得到U1=4.20 V,U=2.78 V,则待测电压表内阻RV=________kΩ(结果保留3位有效数字)。
解析:(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A选项;进行欧姆调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。故首先操作顺序为CAB。多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负接线柱、正接线柱”相连。读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“×1 k”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置。测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为R=16.0×100 Ω=1.6 kΩ。
热点专练4 电阻率的测量
5.(2024·山东卷,14)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16 V)
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程3 V,内阻未知);
电流表A(量程3 A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为________mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=________Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率________(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
答案:(1)2.450 (2)1 (3)1.91 (4)大于
6.(2024·广西卷,6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为( )
A.2∶3
B.2∶1
C.5∶3
D.1∶3
答案:B
7.(2024·江苏卷)某同学在实验室测定金属块的电阻率,电路如图1所示,除被测金属块(图2)外,还有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势约为3 V,内阻可忽略不计;
B.电流表A1:量程0~100 mA,内阻约为1 Ω;
C.电流表A2:量程0~10 mA,内阻约为4 Ω;
D.电压表V:量程0~3 V,内阻约为3 kΩ;
E.滑动变阻器R1:0~10 Ω;
F.滑动变阻器R2:0~50 Ω;
G.开关、导线等
(1)用多用电表欧姆挡粗测金属块电阻,测得A、B端电阻RAB=4 Ω,测C、D端电阻时的示数如图3所示,则RCD=________Ω。
(2)测C、D端电阻时滑动变阻器应选________(填实验器材前字母序号)。
(3)实物连线如图4所示,其中4个区域,连错的部分是________。
(4)连通电路时,滑动变阻阻滑片应置于最________端(选填“左”或“右”)。
(5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表A1,测量C、D间电阻时选用电流表A2,经过一系列测量后得到金属块的电阻率ρAB和ρCD。
ρAB ρCD
1.02 1.06
小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确,因为测量A、B间电阻时所用的电流表A1的内阻更小,你认为小明的说法是否正确,说明你的理由______________________________________________________ __________________________________________________________________________________。
答案:(1)330 (2)F (3)② (4)右 (5)错误;理由见解析
解析:(1)由图可得,多用电表欧姆挡选用“×100”倍率,则C、D端电阻RCD=3.3×100 Ω=330 Ω。
(2)由图1可得,滑动变阻器采用限流式接入电路,为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化,应该接入阻值和C、D端电阻接近的滑动变阻器R2,即选F。
(3)电压表测量金属块和电流表两端的电压,连接错误的区域是②区域,目前电压表测量电流表两端的电压,应将电压表的右边接线柱(+接线柱)连接到电阻的右端。
热点专练5 伏安特性的测定
8.(2023·全国甲卷,9)某同学用伏安法测绘一额定电压为6 V、额定功率为3 W的小灯泡的伏安特性曲线,实验所用电压表内阻约为6 kΩ,电流表内阻约为1.5 Ω。实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择。
(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图(c)所示,该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)。
(2)若选择另一个电路图进行实验,在图(c)中用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图。
答案:(1)a (2)见解析图