章末综合检测(三) 电路及其应用
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B.
C.ρnev D.
2.两块由不同材料做成的外形完全相同的长方体导体甲和乙,其长、宽、高分别为a、b、c,将甲和乙分别接入同一电路,如图所示,电路中的电流相同,则甲、乙两导体的电阻率的比值为( )
A. B.
C. D.
3.下列图像能正确反映小灯泡的伏安特性曲线的是( )
4.如图所示的电路中,a、b两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时,电流表读数会变小的电路是( )
5.在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是( )
A.此电路缺少电流表,所以无法研究定量关系
B.a与b相比,导体越长,电压表示数越大
C.a与c相比,导体越粗,电压表示数越大
D.a与d相比,电压表示数越大,表明该种材料的导电性能越好
6.某同学用一个微安表头(量程1 mA,内阻90 Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表,有电流10 mA和电压3 V两挡,改装电路如图所示,则R1、R2应调到多大阻值( )
A.R1=100 Ω,R2=300 Ω B.R1=10 Ω,R2=291 Ω
C.R1=100 Ω,R2=291 Ω D.R1=10 Ω,R2=300 Ω
7.如图所示,电热水器金属内胆出水口处加接一个电阻,在电热水器漏电且接地线失效时,能保障人的安全。当电热水器漏电且接地线失效时,其金属内胆与大地间的电压为220 V,由于出水口处的电阻(简称“隔电电阻”)的作用,使人体两端的电压不高于12 V,下列说法正确的是( )
A.“隔电电阻”应选用阻值较小的电阻
B.“隔电电阻”的阻值大于“人体电阻”的阻值,且两者串联
C.当电热水器漏电且接地线失效时,“隔电电阻”使人体内无电流通过
D.当电热水器漏电且接地线失效时,通过“隔电电阻”的电流远大于通过人体的电流,所以人是安全的
8.用两只完全相同的灵敏电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时( )
A.两只电表的指针偏转角相同
B.两只电表的指针都不偏转
C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.有两段同种材料的电阻丝,长度相同,横截面的直径之比为dA∶dB=1∶2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比RA∶RB=4∶1
B.通过它们的电流之比IA∶IB=1∶4
C.两段电阻丝两端电压之比UA∶UB=1∶4
D.电子在两段电阻丝中定向移动速度大小之比vA∶vB=4∶1
10.在如图所示的电路中,R1=5 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R3能在0~20 Ω之间进行调节,当滑动变阻器的滑片滑动时,A、B间的( )
A.最小电阻为0 B.最小电阻为5 Ω
C.最大电阻为15 Ω D.最大电阻为35 Ω
11.如图所示,一长方体金属块ABCD-A'B'C'D'的电阻率为ρ,已知AB边长为a,BC边长为b,高AA'为h,给AA'D'D面与BB'C'C面加上U的电压,通过立方体的电流为I,则该立方体接入电路中的电阻值为( )
A. B.
C. D.
12.如图所示是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么( )
A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a,测量值偏小
B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b,测量值偏大
C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a,测量值偏小
D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b,测量值偏大
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13.(10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,内阻可不计),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);实验电路应采用图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)如图是测量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)接通开关,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。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx== Ω(保留两位有效数字)。
(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 。(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
14.(10分)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正确的操作顺序是 (填选项前的字母)。
A.把选择开关旋转到交流电压最高挡
B.调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点
C.把红、黑表笔分别接在Rx两端,然后读数
D.把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触
E.把红、黑表笔分别插入多用电表“+”“-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指0
(2)小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx= Ω。
(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法测量。现有实验器材如下:电源(电压3 V),电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ),多用电表(2.5 mA挡、25 mA挡和250 mA挡,对应的内阻约40 Ω、4 Ω和0.4 Ω),滑动变阻器RP(0~10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关及导线若干。
测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图最合适的是 (填字母),多用电表选择开关应置于 挡。
15.(12分)某研究小组设计了一个实验方案,粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验步骤如下:
(1)如图甲所示,滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝,测量出瓷筒外管直径D及瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度L;
(2)测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x,则电阻丝直径d= ;
(3)由于d<D,可算出单匝电阻丝的长度l'=πD;
(4)已知该滑动变阻器的最大阻值较小,但铭牌模糊,通过如图乙所示的电路来测量其最大电阻。为了减小误差,电压表的c端应该与 (选填“a”或“b”)连接;
(5)闭合开关得到电压表示数U,电流表示数I;
(6)可以估算出电阻丝的电阻率ρ= (用x、n、D、U、I、L表示);
(7)电阻丝表层涂有绝缘漆,则因绝缘漆的存在使得电阻率的测量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
16.(13分)在如图所示的电路中,电源为电路提供的电压U=24 V,电流表允许通过的最大电流Im=0.6 A,电压表两端允许加的最大电压Um=15 V,两电表均为理想电表,定值电阻R0=30 Ω。闭合开关,调节电阻箱RP的阻值,为了保证两电表均不被烧坏,则电阻箱RP的调节范围为多少?
17.(15分)如图所示,电阻R1=10 Ω,R2=3 Ω,R3=6 Ω,R4=4 Ω,电压U=24 V,问:
(1)若在a、b间接入一个内阻很大的电压表,它的读数是多少?
(2)如果在a、b间接入一个内阻很小的电流表,它的读数是多少?
章末综合检测(三) 电路及其应用
1.C 根据E=,U=IR,I=neSv,R=ρ得E=ρnev,故C正确。
2.A 由于电源电压相同,电流相同,则由欧姆定律可得,接入阻值相同,根据R=ρ,可得电阻率之比为=,A正确,B、C、D错误。
3.A I-U图像上点与原点连线的斜率倒数等于灯丝电阻,而灯丝电阻随温度升高而增大,即灯丝电阻随灯泡电压与电流的增大而增大,故I-U图像上点与原点连线的斜率应逐渐减小,故A正确,B、C、D错误。
4.B 选项A、C、D中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为滑片P的右侧部分,当滑动变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻器接入电路部分的阻值减小,由欧姆定律I=
可知,电路中的电流将会增大,电流表读数会变大,故选项A、C、D错误;而选项B中,滑动变阻器接入电路的有效部分为滑片P的左侧部分,当滑动变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的电流将会减小,电流表读数会变小,选项B正确。
5.B 由R=可得U=IR,电阻串联时电流相等,故电压与电阻成正比,根据电压表示数,可得出各导体电阻间的定量关系,不需要电流表,A错误;a与b相比,导体越长,电阻越大,电压表示数越大,B正确;a与c相比,导体越粗,电阻越小,电压表示数越小,C错误;a与d相比,电压表示数越大,电阻越大,表明该种材料的导电性能越差,D错误。
6.B 微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表,根据改装电路,当接O、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得IgRg=(I-Ig)R1,代入数据解得R1== Ω=10 Ω,当接O、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得IgRg+IR2=U,解得R2== Ω=291 Ω,B正确,A、C、D错误。
7.B 根据题意可知,“隔电电阻”起到了分压的作用,因此人体和“隔电电阻”串联,“隔电电阻”应选用阻值较大的电阻,使得“隔电电阻”分压大于人体分压,从而保护人体,A错误,B正确;当电热水器漏电且接地线失效时,人体和“隔电电阻”串联,通过两者的电流大小相等,不过由于“隔电电阻”阻值较大,使得通过人体的电流很小,C、D错误。
8.C 灵敏电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻,灵敏电流表改装成电流表是并联较小的分流电阻。两表串联后,通过电流表的总电流与通过电压表的电流相等,由于灵敏电流表改装成电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角,故C正确。
9.AD 长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为dA∶dB=1∶2,则横截面积之比为SA∶SB=1∶4,根据R=ρ可知电阻之比RA∶RB=4∶1,A正确;因两者是串联,它们的电流总相等,B错误;根据U=IR可知两段电阻丝两端电压之比UA∶UB=IRA∶IRB=4∶1,C错误;根据I=neSv可知vA∶vB=SB∶SA=4∶1,D正确。
10.BC 当R3的滑动端在最左端时,R3的电阻为零,此时A、B间总电阻最小,最小电阻为Rmin=R1=5 Ω,A错误,B正确;当R3的滑动端在最右端时,R3的电阻最大,此时A、B间总电阻最大,最大电阻为Rmax=R1+=5 Ω+ Ω=15 Ω,D错误,C正确。
11.AB 由欧姆定律知,立方体接入电路中的阻值为R=,A正确;由R=ρ知R=,B正确,C、D错误。
12.AD 若电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分压较多,应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,此时电流的测量值偏大,R的测量值偏小,A正确,B错误;若电流表示数有明显变化,说明电压表内阻较小,分流较多,应采用电流表内接法,即S接b,可减小误差,此时电压的测量值偏大,R的测量值偏大,C错误,D正确。
13.(1)B C 甲 (2)图见解析 (3)5.2 (4)B D
解析:(1)由于电源电压为4 V,所以电压表应选C;根据欧姆定律可知,通过待测电阻的最大电流为Im== A=0.6 A,所以电流表应选B;由于待测电阻满足>,所以电流表应采用外接法,即电路图应是“限流外接”,所以应采用图甲电路。
(2)实物连线图如图所示。
(3)电流表的读数为I=0.50 A,电压表的读数为U=2.60 V,所以待测电阻R== Ω=5.2 Ω。
(4)根据欧姆定律和串并联电路规律可知,采用甲电路时由于电压表V的分流作用,导致电流表的测量值大于流经Rx的电流,所以产生误差的主要原因是B;若采用乙电路,由于电流表的分压作用,导致电压表的测量值大于Rx两端的电压值,所以造成误差的主要原因是D。
14.(1)EDBCA (2)3 (3)B 250 mA
解析:(1)多用电表应先进行机械调零,再进行欧姆调零,用完电表后应把电表挡位调整到交流电压最高挡或“OFF”挡,故要测量铅笔芯的电阻时,正确的操作步骤顺序是EDBCA。
(2)所选挡位为“×1”挡,则Rx=3 Ω。
(3)电压表量程为3 V,电源电压为3 V,C不能使电压表发生明显偏转,选项C错误;流过电流表的最大电流约为=230 mA,所以选择量程250 mA,对应内阻为0.4 Ω,电流表应采用外接法,选项A错误;选项D中,电压表两端电压约为电源两端电压,不会随滑动变阻器接入电路中阻值的变化而变化,选项D错误;由以上分析可知,选项B正确。多用电表选择开关应置于“250 mA”挡。
15.(2) (4)a (6) (7)大于
解析:(2)n匝电阻丝缠绕后的宽度为x,所以1匝电阻丝的直径为d=。
(4)因为滑动变阻器的最大阻值较小,故根据“内大外小”原则,电流表应该选用外接法,故应该连接a。
(6)根据电阻决定式得R=ρ,由欧姆定律得R=,由几何知识得S=π,金属丝的总长度l=LπD,联立可得ρ=。
(7)因绝缘漆的存在使得电阻丝的半径测量值变大,因此电阻率的测量值大于真实值。
16.10~50 Ω
解析:当电压表示数为15 V时,U0=U-UP=24 V-15 V=9 V
由欧姆定律得I=IP=I0== A=0.3 A<0.6 A
解得RP== Ω=50 Ω
当电流表示数为0.6 A时,I'=IP'=I0'=0.6 A
由欧姆定律得U0'=I0'R0=0.6×30 V=18 V
UP'=U-U0'=24 V-18 V=6 V<15 V
解得RP'== Ω=10 Ω
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下,电阻箱的调节范围为10~50 Ω。
17. (1)18 V (2)6.67 A
解析:(1)在a、b间接入一个内阻很大的电压表,相当于a、b间断路,电压表测量的是R2和R3上的电压之和,其等效电路如图甲所示。R3、R4串联又与R1并联,其等效电阻为
R134==5 Ω
R134与R2串联,由串联电路分压原理知=
又U2+U134=U,则U2=U=9 V,
U134=U=15 V
由于R3与R4串联,根据串联电路分压原理知
U3=U134=9 V
所以Uab=U2+U3=18 V。
(2)a、b间接入内阻很小的电流表,这时a、b间相当于短路,电流表测量的是经R4和R3的电流之和,其等效电路如图乙所示。I4==6 A,另一支路等效电阻为R123=R1+=12 Ω,该支路电流I1==2 A,流过R3的电流I3=I1≈0.67 A,所以电流表的读数为Iab=I3+I4≈6.67 A。
4 / 5(共51张PPT)
章末综合检测(三) 电路及其应用
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出
的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为
ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在
棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平
均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B.
C. ρnev D.
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解析: 根据E=,U=IR,I=neSv,R=ρ得E=ρnev,故C
正确。
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2. 两块由不同材料做成的外形完全相同的长方体导体甲和乙,其长、
宽、高分别为a、b、c,将甲和乙分别接入同一电路,如图所示,
电路中的电流相同,则甲、乙两导体的电阻率的比值为( )
A. B.
C. D.
解析: 由于电源电压相同,电流相同,则由欧姆定律可得,接
入阻值相同,根据R=ρ=,A正确,B、
C、D错误。
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3. 下列图像能正确反映小灯泡的伏安特性曲线的是( )
解析: I-U图像上点与原点连线的斜率倒数等于灯丝电阻,而灯
丝电阻随温度升高而增大,即灯丝电阻随灯泡电压与电流的增大而
增大,故I-U图像上点与原点连线的斜率应逐渐减小,故A正确,
B、C、D错误。
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4. 如图所示的电路中,a、b两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变
阻器的滑片P向d端移动一段距离时,电流表读数会变小的电路是
( )
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解析: 选项A、C、D中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为
滑片P的右侧部分,当滑动变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻
器接入电路部分的阻值减小,由欧姆定律I=可知,电路中的电流
将会增大,电流表读数会变大,故选项A、C、D错误;而选项B
中,滑动变阻器接入电路的有效部分为滑片P的左侧部分,当滑动
变阻器的滑片P向d端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电
路中的电流将会减小,电流表读数会变小,选项B正确。
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5. 在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的
电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细
不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 此电路缺少电流表,所以无法研究定量
关系
B. a与b相比,导体越长,电压表示数越大
C. a与c相比,导体越粗,电压表示数越大
D. a与d相比,电压表示数越大,表明该种材料的导电性能越好
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解析: 由R=可得U=IR,电阻串联时电流相等,故电压与电
阻成正比,根据电压表示数,可得出各导体电阻间的定量关系,不
需要电流表,A错误;a与b相比,导体越长,电阻越大,电压表示
数越大,B正确;a与c相比,导体越粗,电阻越小,电压表示数越
小,C错误;a与d相比,电压表示数越大,电阻越大,表明该种材
料的导电性能越差,D错误。
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6. 某同学用一个微安表头(量程1 mA,内阻90 Ω)、电阻箱R1和电阻
箱R2组装一个多用电表,有电流10 mA和电压3 V两挡,改装电路如
图所示,则R1、R2应调到多大阻值( )
A. R1=100 Ω,R2=300 Ω
B. R1=10 Ω,R2=291 Ω
C. R1=100 Ω,R2=291 Ω
D. R1=10 Ω,R2=300 Ω
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解析: 微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表,串联一
个大电阻改装成大量程的电压表,根据改装电路,当接O、a接线柱
时改装为电流表,根据并联电路特点得IgRg=(I-Ig)R1,代入数
据解得R1== Ω=10 Ω,当接O、b接线柱时改装
为电压表,根据串联电路特点得IgRg+IR2=U,解得R2==
Ω=291 Ω,B正确,A、C、D错误。
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7. 如图所示,电热水器金属内胆出水口处加接一个电阻,在电热水器
漏电且接地线失效时,能保障人的安全。当电热水器漏电且接地线
失效时,其金属内胆与大地间的电压为220 V,由于出水口处的电
阻(简称“隔电电阻”)的作用,使人体两端的电压不高于12 V,
下列说法正确的是( )
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A. “隔电电阻”应选用阻值较小的电阻
B. “隔电电阻”的阻值大于“人体电阻”的阻值,且两者串联
C. 当电热水器漏电且接地线失效时,“隔电电阻”使人体内无电流通过
D. 当电热水器漏电且接地线失效时,通过“隔电电
阻”的电流远大于通过人体的电流,所以人是安全的
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解析: 根据题意可知,“隔电电阻”起到了分压的作用,因此
人体和“隔电电阻”串联,“隔电电阻”应选用阻值较大的电阻,
使得“隔电电阻”分压大于人体分压,从而保护人体,A错误,B
正确;当电热水器漏电且接地线失效时,人体和“隔电电阻”串
联,通过两者的电流大小相等,不过由于“隔电电阻”阻值较大,
使得通过人体的电流很小,C、D错误。
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8. 用两只完全相同的灵敏电流表分别改装成一只电流表和一只电压
表。将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时( )
A. 两只电表的指针偏转角相同
B. 两只电表的指针都不偏转
C. 电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D. 电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
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解析: 灵敏电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻,灵敏
电流表改装成电流表是并联较小的分流电阻。两表串联后,通过电
流表的总电流与通过电压表的电流相等,由于灵敏电流表改装成电
流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通
过表头的电流很小,电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转
角,故C正确。
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二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出
的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不
全的得2分,有选错的得0分)
9. 有两段同种材料的电阻丝,长度相同,横截面的直径之比为dA∶dB
=1∶2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A. 它们的电阻之比RA∶RB=4∶1
B. 通过它们的电流之比IA∶IB=1∶4
C. 两段电阻丝两端电压之比UA∶UB=1∶4
D. 电子在两段电阻丝中定向移动速度大小之比vA∶vB=4∶1
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解析: 长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为
dA∶dB=1∶2,则横截面积之比为SA∶SB=1∶4,根据R=ρ可知
电阻之比RA∶RB=4∶1,A正确;因两者是串联,它们的电流总相
等,B错误;根据U=IR可知两段电阻丝两端电压之比UA∶UB=
IRA∶IRB=4∶1,C错误;根据I=neSv可知vA∶vB=SB∶SA=
4∶1,D正确。
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10. 在如图所示的电路中,R1=5 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R3能在
0~20 Ω之间进行调节,当滑动变阻器的滑片滑动时,A、B间的
( )
A. 最小电阻为0 B. 最小电阻为5 Ω
C. 最大电阻为15 Ω D. 最大电阻为35 Ω
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解析: 当R3的滑动端在最左端时,R3的电阻为零,此时
A、B间总电阻最小,最小电阻为Rmin=R1=5 Ω,A错误,B正
确;当R3的滑动端在最右端时,R3的电阻最大,此时A、B间总
电阻最大,最大电阻为Rmax=R1+=5 Ω+ Ω=15
Ω,D错误,C正确。
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11. 如图所示,一长方体金属块ABCD-A'B'C'D'的电阻率为ρ,已知AB
边长为a,BC边长为b,高AA'为h,给AA'D'D面与BB'C'C面加上U
的电压,通过立方体的电流为I,则该立方体接入电路中的电阻值
为( )
A. B.
C. D.
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解析: 由欧姆定律知,立方体接入电路中的阻值为R=,A
正确;由R=ρ知R=,B正确,C、D错误。
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12. 如图所示是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观
察电压表和电流表示数的变化,那么( )
A. 若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接
a,测量值偏小
B. 若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接
b,测量值偏大
C. 若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a,测量值偏小
D. 若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b,测量值偏大
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解析: 若电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分
压较多,应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,此时电流
的测量值偏大,R的测量值偏小,A正确,B错误;若电流表示数
有明显变化,说明电压表内阻较小,分流较多,应采用电流表内
接法,即S接b,可减小误差,此时电压的测量值偏大,R的测量值
偏大,C错误,D正确。
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三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13. (10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,内阻可不计),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)
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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);实验电路应采用图中的
(选填“甲”或“乙”)。
B
C
甲
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解析:由于电源电压为4 V,所以电压表应选C;根据欧姆定
律可知,通过待测电阻的最大电流为Im== A=0.6 A,所
以电流表应选B;由于待测电阻满足>,所以电流表应
采用外接法,即电路图应是“限流外接”,所以应采用图甲
电路。
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(2)如图是测量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。
答案:图见解析
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解析:实物连线图如图所示。
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解析:电流表的读数为I=0.50 A,电压表的读数为U=2.60
V,所以待测电阻R== Ω=5.2 Ω。
(3)接通开关,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。某次电表示数如图所示,可得该
电阻的测量值Rx== Ω(保留两位有效数字)。
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(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 。(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
B
D
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解析:根据欧姆定律和串并联电路规律可知,采用甲电路时
由于电压表V的分流作用,导致电流表的测量值大于流经Rx
的电流,所以产生误差的主要原因是B;若采用乙电路,由
于电流表的分压作用,导致电压表的测量值大于Rx两端的电
压值,所以造成误差的主要原因是D。
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14. (10分)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正
确的操作顺序是 (填选项前的字母)。
A. 把选择开关旋转到交流电压最高挡
B. 调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆零点
C. 把红、黑表笔分别接在Rx两端,然后读数
D. 把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触
E. 把红、黑表笔分别插入多用电表“+”“-”插孔,用螺丝刀
调节指针定位螺丝,使指针指0
EDBCA
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解析:多用电表应先进行机械调零,再进行欧姆调零,用完电表后应把电表挡位调整到交流电压最高挡或“OFF”挡,故要测量铅笔芯的电阻时,正确的操作步骤顺序是EDBCA。
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(2)小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx
= Ω。
解析:所选挡位为“×1”挡,则Rx=3 Ω。
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(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法
测量。现有实验器材如下:电源(电压3 V),电压表
(量程3 V,内阻约3 kΩ),多用电表(2.5 mA挡、25
mA挡和250 mA挡,对应的内阻约40 Ω、4 Ω和0.4 Ω),
滑动变阻器RP(0~10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),
开关及导线若干。
测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图最合适的是 (填字
母),多用电表选择开关应置于 挡。
B
250 mA
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解析:电压表量程为3 V,电源电压为3 V,C不能使电压表发生明显偏转,选项C错误;流过电流表的最大电流约为=230 mA,所以选择量程250 mA,对应内阻为0.4 Ω,电流表应采用外接法,选项A错误;选项D中,电压表两端电压约为电源两端电压,不会随滑动变阻器接入电路中阻值的变化而变化,选项D错误;由以上分析可知,选项B正确。多用电表选择开关应置于“250 mA”挡。
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15. (12分)某研究小组设计了一个实验方案,粗测滑动变阻器电阻
丝的电阻率,实验步骤如下:
(1)如图甲所示,滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝,
测量出瓷筒外管直径D及瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度L;
(2)测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x,则电阻丝直径d= ;
解析: n匝电阻丝缠绕后的宽度为x,所以1匝电阻丝的直径
为d=。
(3)由于d<D,可算出单匝电阻丝的长度l'=πD;
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(4)已知该滑动变阻器的最大阻值较小,但铭牌模糊,通过如图
乙所示的电路来测量其最大电阻。为了减小误差,电压表的
c端应该与 (选填“a”或“b”)连接;
a
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解析:因为滑动变阻器的最大阻值较小,故根据“内大外
小”原则,电流表应该选用外接法,故应该连接a。
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(6)可以估算出电阻丝的电阻率ρ= (用x、n、D、U、
I、L表示);
(5)闭合开关得到电压表示数U,电流表示数I;
解析:根据电阻决定式得R=ρ,由欧姆定律得R=,由几
何知识得S=π,金属丝的总长度l=LπD,联立可得ρ=
。
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(7)电阻丝表层涂有绝缘漆,则因绝缘漆的存在使得电阻率的测
量值 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
解析:因绝缘漆的存在使得电阻丝的半径测量值变大,因此
电阻率的测量值大于真实值。
大于
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16. (13分)在如图所示的电路中,电源为电路提供的电压U=24 V,
电流表允许通过的最大电流Im=0.6 A,电压表两端允许加的最大
电压Um=15 V,两电表均为理想电表,定值电阻R0=30 Ω。闭合
开关,调节电阻箱RP的阻值,为了保证两电表均不被烧坏,则电
阻箱RP的调节范围为多少?
答案:10~50 Ω
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解析:当电压表示数为15 V时,U0=U-UP=24 V-15 V=9 V
由欧姆定律得I=IP=I0== A=0.3 A<0.6 A
解得RP== Ω=50 Ω
当电流表示数为0.6 A时,I'=IP'=I0'=0.6 A
由欧姆定律得U0'=I0'R0=0.6×30 V=18 V
UP'=U-U0'=24 V-18 V=6 V<15 V
解得RP'== Ω=10 Ω
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下,电阻箱的调节范围为
10~50 Ω。
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17. (15分)如图所示,电阻R1=10 Ω,R2=3 Ω,R3=6 Ω,R4=4
Ω,电压U=24 V,问:
(1)若在a、b间接入一个内阻很大的电压表,它的读数是多少?
答案: 18 V
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解析:在a、b间接入一个内阻很大
的电压表,相当于a、b间断路,电压表
测量的是R2和R3上的电压之和,其等效
电路如图甲所示。R3、R4串联又与R1并
联,其等效电阻为R134==5 Ω
R134与R2串联,由串联电路分压原理知=
又U2+U134=U,
则U2=U=9 V,
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U134=U=15 V
由于R3与R4串联,根据串联电路分压原理知
U3=U134=9 V
所以Uab=U2+U3=18 V。
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(2)如果在a、b间接入一个内阻很小的电流表,它的读数是
多少?
答案: 6.67 A
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解析: a、b间接入内阻很小的电流表,这时
a、b间相当于短路,电流表测量的是经R4和
R3的电流之和,其等效电路如图乙所示。I4
==6 A,另一支路等效电阻为R123=R1+
=12 Ω,该支路电流I1==2 A,
流过R3的电流I3=I1≈0.67 A,所以电
流表的读数为Iab=I3+I4≈6.67 A。
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谢谢观看!