3.1 学习使用多用表
一、选择题（一）
1.(多选)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( )
A.每次换挡必须重新调零后再测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻时,应该把该电阻与电阻断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
答案:AC
2.图中E为电池,R1、R2为电阻,K为开关。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后,正确的接法是( )
/
A.保持K闭合,将红表笔接在A处,黑表笔接在B处
B.保持K闭合,将红表笔接在B处,黑表笔接在A处
C.将K断开,红表笔接在A处,黑表笔接在B处
D.将K断开,红表笔接在B处,黑表笔接在A处
解析:用多用电表测量流过电阻R2的电流时,需将多用电表与R2串联,若保持K闭合,将红、黑表笔接在A、B处,则开关K将电表短路,并没有将电表接入电路,电表中无示数,故选项A、B错误。电路中电流方向从A到B,断开K后,电流从电表的正极入、负极出,所以红表笔接在A处,黑表笔接在B处,选项C正确,选项D错误。
答案:C
3.有一个多用电表,其欧姆挡的四个量程分别为“×1”“×10”“×100”“×1 k”,某学生把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏转角度很大,为了减少误差,他应该( )
A.换用“×1 k”挡,不必重新调整调零旋钮
B.换用“×10”挡,不必重新调整调零旋钮
C.换用“×1 k”挡,必须重新调整调零旋钮
D.换用“×10”挡,必须重新调整调零旋钮
答案:D
4.(多选)用多用电表的欧姆挡(×1 k)检验性能良好的晶体二极管,发现多用电表的指针向右偏转的角度很小,这说明( )
A.二极管加有正向电压,故测得电阻很小
B.二极管加有反向电压,故测得电阻很大
C.此时红表笔接的是二极管的正极
D.此时红表笔接的是二极管的负极
解析:用欧姆挡进行检查,指针向右偏转的角度很小,说明电阻值接近无穷大,二极管加有反向电压。而欧姆表的红表笔是和电源负极相连,二极管不导通,说明红表笔接的是二极管正极。
答案:BC
5.黑盒中有一个二极管,还有两个阻值均为1 kΩ的电阻,它们与黑盒的接线柱1、2、3接成电路,用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量,得到的数据如下表所示,那么黑盒中的线路是哪一个( )
黑表触点
1
1
2
红笔触点
2
3
1
表头读数
0
0.5 kΩ
2 kΩ
/
解析:用多用电表测电阻时,电流从黑表笔流出、红表笔流入,由1、2接线柱之间电阻为0可以判断出选项B错误。由1、3接线柱之间电阻为0.5kΩ可以判断出选项A错误。由2、1接线柱之间电阻为2kΩ可以判断出选项D错误。分析选项C符合条件,C正确。
答案:C
二、非选择题（一）
6.根据题目要求填空。
如图为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20~30 Ω的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:
/
(1)调节可调部件 ,使电表指针停在 位置;?
(2)调节可调部件 ,使它的尖端指向 位置;?
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 ,使电表指针指向 位置。?
解析:题图中S为调整定位螺丝,在使用电表之前,应先观察指针是否指零,若不指零可调整S使指针指零;T为欧姆调零旋钮,在使用欧姆挡测电阻时,每换一次挡位,都要使用欧姆调零旋钮调零;K为选择开关,通过K我们可以选择不同的挡位。
答案:(1)S 左端零刻度 (2)K 欧姆挡×1 (3)T
右端零刻度
7.如图是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:
/
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:
①选择开关应置于下列量程的 挡(用字母序号表示)。?
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该同学测试结果如表1所示,根据测试结果,可以判断故障是(假设只有下列中的某一项有故障)( )
表1
测试点
电压示数
a、b
有示数
c、b
有示数
c、d
无示数
d、f
有示数
A.灯A断路 B.灯B短路
C.c、d段断路 D.d、f段断路
(2)用欧姆挡检查:
①测试前,应将开关S (选填“断开”或“闭合”)。?
②测试结果如表2所示,由此可以断定故障是( )
表2
测试点
表针偏转情况
c、d
右偏
d、e
左偏
e、f
右偏
A.灯A断路 B.灯B断路
C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
解析:(1)用多用电表的直流电压挡进行测量时,实质上是用电压表测量,而电压表内阻很大,若并联在断路处(设有一处发生断路)时,电路接通,电压表示数应为电源的电动势,并联在未断路处,示数为零,因此,用多用电表的直流电压挡进行电路检查时,电压表的量程必须大于电源的电动势,为了示数明显起见,量程不宜过大,本题中电源的电动势为6V,故选10V量程即可,测试时红表笔应接电势高的a点,根据测试结果,a、b间有示数,说明,b—电源—a完好;c、b间有示数,说明b—电源—a—c完好;c、d间无示数,说明c—灯—d间完好;d、f间有示数,说明f—b—a—c—d完好,故应是d、f段断路。另外,若灯B短路,则d、f间应无示数。
(2)用欧姆挡检查时,测试前应首先将开关S断开,根据表针偏转情况,接c、d时有示数,说明不是灯A断路;接e、f时有示数,说明也不是灯B断路;接d、e间时有电阻无穷大,可以断定是d、e间导线断路。
答案:(1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D
三、选择题（二）
1.(多选)(2014·安徽合肥期中检测)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( )
A.测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
解析:欧姆挡更换规律“大小,小大”,即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的挡位;反之应换较大的挡位。电流总是从红表笔流入、从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业。
答案:AC
2.(2014·辽宁辽阳检测)实验桌上放有晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似。现将多用电表转换开关拨到欧姆挡的“×100”挡,分别测出它们的正、反向电阻。测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ;测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增加,最后指向接近“∞”处。则甲、乙、丙三个元件分别是( )
A.电容器、电阻、二极管
B.电阻、电容器、二极管
C.电阻、二极管、电容器
D.二极管、电阻、电容器
解析:利用多用电表的欧姆挡测量时,如电学元件为电阻,则正、反向电阻应相同;如是二极管,则正向电阻较小,反向电阻很大;如是电容器,则由欧姆表内的电源先对其充电,待稳定后,电路等效为断开,故指针示数应逐渐增大,最后指向接近“∞”处。故选项C正确。
答案:C
四、非选择题（二）
3.(2014·河南漯河期中检测)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量程处。
(3)将红、黑表笔 ① ,进行欧姆调零。?
(4)测反向电阻时,将 ② 表笔接二极管正极,将 ③ 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 ④ (选填“左侧”“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4)。?
(6)测量完成后,将选择开关拨向 ⑤ 位置。?
解析:(3)将红、黑表笔短接,即为欧姆调零。测量二极管的反向电阻时应将红笔接二极管的正极,黑笔接负极。欧姆表盘的刻度线分布不均匀,在中央的刻度线比较均匀,所以尽量让指针指向表盘的中央。测量完成后应将开关打到off挡或交流高压挡。
答案:①短接 ②红 ③黑 ④中央 ⑤off挡或交流高压挡
4.(2014·江苏盐城期中检测)如图所示,闭合开关S后,指示灯L不亮,已确认是指示灯L断路或短路引起的。在不拆开电路的情况下,请你分别把多用电表当电压表、电流表和欧姆表来用,对故障作出具体的判断,把结果填入下表的相应位置。
/
方法步骤(接在何处,如何接)
现象及结论
当电压表用
当电流表用
当欧姆表用
解析:当电压表用,电表必须与灯L并联;当电流表用,电表必须串联在电路中,依题意,应将电表接在c、d间并断开S;当欧姆表用,必须先断开S,将两表笔跨接在a、b,具体答案是
方法步骤(接在何处,如何接)
现象及结论
当电压表用
红表笔接a,黑表笔接b
有示数为断路,无示数为短路
当电流表用
红表笔接c,黑表笔接d,断开S
有示数为短路,无示数为断路
当欧姆表用
断开S,两表笔并接在a、b
不偏转为断路,指针满偏为短路
答案:见解析
课件21张PPT。第3章 从电表电路到集成电路3.1 学习使用多用电表一二一二一二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53.2 研究电流、电压和电阻
一、选择题（一）
1.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量,乙是甲的两倍,以下说法中正确的是( )
A.甲、乙两导体的电流相同
B.乙导体的电流是甲导体的两倍
C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍
D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
解析:由I=
??
??
知选项A错误,选项B正确;由I=nqSv得v甲=
1
4
v乙,所以选项C、D错误。
答案:B
2.如图所示,电解池内有一价的电解液,t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是( )
/
A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向B→A
B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消
C.溶液内电流方向从A到B,电流I=
????
??
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=
(
??
1
+
??
2
)??
??
解析:正电荷的定向移动方向就是电流方向,负电荷定向移动的反方向是电流方向。有正负电荷反向经过同一截面时,I=
??
??
公式中Q应该是正、负电荷量绝对值之和。故I=
??
1
??+
??
2
??
??
,电流方向由A指向B,故选项D正确。
答案:D
3.(多选)关于电流,下列说法中正确的是( )
A.由I=
??
??
知,I与Q成正比
B.如果在任意相等的时间内通过导线横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定的电流
C.因为电流有方向,因而电流是矢量
D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
解析:I为Q与t的比,仅Q不足以决定I的大小,故选项A错误;由电流的定义式知选项B正确;电流的方向是一个标号,是一个正与反的关系,与矢量的方向概念不同,选项C错误;“安培”是国际单位制中的基本单位,选项D正确。
答案:BD
4.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为( )
/
A.vq B.
??
??
C.qvS D.
????
??
解析:在运动方向上假设有一截面,在t时间内通过截面的电荷量Q=vt·q。等效电流I=
??
??
=vq,故选项A正确。
答案:A
5.一个半径为r(m)的细橡胶圆环,均匀地带上Q(C)的负电荷,当它以角速度ω(rad/s)绕中心轴线顺时针匀速转动时,环中等效电流的大小为( )
A.Q B.
??
2π
C.
????
2π
D.
2????
π
解析:负电荷Q均匀分布在橡胶环上,当环转动时,在环上任取一截面,则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q,因此应用电流的定义式I=
??
??
,再结合圆周运动相关的知识即可求解。T=
2π
??
,I=
??
??
=
??
??
=
????
2π
。
答案:C
6.(多选)某导体中的电流随其两端的电压变化,如图实线所示,则下列说法中正确的是( )
/
A.加5 V电压时,导体的电阻是5 Ω
B.加12 V电压时,导体的电阻是8 Ω
C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小
解析:U=5V时,I=1.0A,R=
??
??
=5Ω,同理U=12V时,R=8Ω,由图线可知随着电压的增大,电阻不断增大,随电压的减小,电阻不断减小,选项A、B、D正确,选项C错误。
答案:ABD
7.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内电子个数是( )
A.
??Δ??
????
??
2????
B.
??Δ??
??
??
2????
C.
??
????
??
2????
D.
????Δ??
??
??
2????
解析:设加速后电子的速度为v,则eU=
1
2
mv2。又I=neSv,n为单位体积内的电子数目,故Δl长内的电子数目:N=nSΔl=
??
????
??
2????
·SΔl=
??Δ??
??
??
2????
。
答案:B
二、非选择题（一）
8.(2014·湖南娄底检测)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?若算得标有“220 V 60 W”字样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个数是多少?
解析:q=It=1×10-3×1C=1×10-3C
设电子的数目为n,则
n=
??
??
=
1×1
0
-3
1.6×1
0
-19
=6.25×1015(个)
当标有“220V60W”字样的白炽灯正常发光时,I=273mA。则
q'=I't'=273×10-3×20C=5.46C
设电子的数目为N,则
N=
??'
??
=
5.46
1.6×1
0
-19
=3.4×1019(个)。
答案:6.25×1015个 3.4×1019个
9.(2014·湖北鄂州检测)若加在某导体两端的电压变为原来的
3
5
时,导体中的电流减小了0.4 A。如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流为多大?
解析:依题意由欧姆定律得
R=
??
0
??
0
=
3
??
0
5
??
0
-0.4
,所以I0=1.0A
又R=
??
0
??
0
=
2
??
0
??
2
,所以I2=2I0=2.0A。
答案:2.0 A
三、选择题（二）
1.(2014·河北承德检测)下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B.当加在导体(线性元件)两端的电压变化时,导体中的电流也发生变化,但是电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量
C.只有金属导体的伏安特性曲线才是直线
D.欧姆定律也适用于非线性元件
解析:线性元件中,导体的电阻是其自身的性质,与通过导体的电流无关,选项A错误;电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,与是否通电无关,与电流和电压的大小无关,故选项B正确;线性元件的伏安特性曲线都是直线,欧姆定律只适用于线性元件,故选项C、D错误。
答案:B
2.(2014·河南新乡检测)金属导体内的电流增大,是因为0( )
A.导体单位体积内的自由电子数增多
B.自由电子定向移动的速率增大
C.金属导体内电场传播的速率增大
D.自由电子热运动的速率增大
解析:导体单位体积内的自由电子数是一定的,选项A错误;电流的微观表达式为I=neSv,其中v是自由电子定向移动的速率,所以选项B正确,选项C、D均错误。
答案:B
3.(2014·湖南永州检测)如图所示,在一个阻值为R的导体两端加上电压U后,通过导体横截面的电荷量q与通电时间t之间的关系为过坐标原点的直线,此图线的斜率表示( )
/
A.U B.R
C.
??
??
D.
??
??
解析:由I=
??
??
及I=
??
??
得斜率k=
??
??
=
??
??
。
答案:C
4.(2014·上海检测)用电器A的电阻是用电器B电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上电压的一半,那么通过A、B的电流IA和IB的关系是( )
A.IA=2IB B.IA=IB
C.IA=
??
??
2
D.IA=
??
??
4
解析:由I=
??
??
得
??
??
??
??
=
??
??
??
??
×
??
??
??
??
=
1
2
×
1
2
=
1
4
。
答案:D
四、非选择题（二）
5.夏季某日午后,某地区距地面约1 km的空中有两块乌云,相距3 km,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109 V不变。已知空气的电场击穿场强为3×106 V/m。请对以下问题进行估算。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500 C,可释放多少能量?
(3)这次放电现象历时约0.01 s,则其平均电流约为多大?
解析:(1)由E=
??
??
得d=
??
??
=
3×1
0
9
3×1
0
6
m=1000m。
(2)释放的能量
E能=qU=500×3×109J=1.5×1012J。
(3)由电流的定义得
I=
??
??
=
500
0.01
A=5×104A。
答案:(1)1 000 m (2)1.5×1012 J (3)5×104 A
6.在彩色电视机的显像管中,电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速,且形成大小为I的电流,若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收,设电子的质量为m,电荷量为e,进入加速电场之前的初速不计。求:
(1)时间t内打在荧光屏上的电子数为多少?
(2)荧光屏受到的平均作用力为多大?
解析:(1)求时间t内打在荧光屏上的电子数,关键是求出在这段时间内打在荧光屏上的总电荷量Q,单个电子的电荷量是e,便可求得电子数N。
在时间t内打在荧光屏上的总电荷量是Q=It。
单个电子的电荷量为e,则打在荧光屏上的总电子数是N=
??
??
=
????
??
。
(2)求作用力的方法很多,如受力分析、根据运动和力的关系即牛顿运动定律等。对本题来说,我们可以较简单地求出电子在一段时间内的平均加速度,由牛顿第二定律便可求出平均作用力。
设电子在打到荧光屏之前的瞬时速度为v,由能量守恒定律得eU=
1
2
mv2,则v=
2????
??
,设电子与荧光屏作用的时间为T,则这段时间内的总电子数为N'=
????
??
。
在时间T内电子的平均加速度为
a=
??
??
=
2????
??
??
由牛顿第二定律可得
F=m总a=N'ma=
??????
2????
??
????
=
??
??
2??????
。
答案:(1)
????
??
(2)
??
??
2??????
课件26张PPT。3.2 研究电流、电压和电阻一二三一二三一二三一二三一二三一二三一二三一二三一二三1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53.3 探究电阻定律
一、选择题（一）
1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比
解析:根据电阻定律R=ρ
??
??
可知:当横截面积S一定时,电阻R与长度L成正比,选项A正确。
答案:A
2.(多选)某种金属材料制成的导线,长为L,横截面积为S,电阻为R,电阻率为ρ,若加在导线两端的电压为U,则( )
A.温度不变时,L越大,S越小,R越大
B.温度不变时,L越大,S越小,ρ越大
C.L、S都不变,U越大,R越大
D.L、S都不变,U越大,ρ越大
解析:由电阻定律知选项A正确,选项B错误;U越大,电流越大,温度变高,故R变大,选项C、D正确。
答案:ACD
3.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1和R2两端电压之比U1∶U2为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶4 D.4∶1
解析:由题意知R1∶R2=2∶1,则两电阻串联时,由U=IR可知U1∶U2=2∶1。
答案:B
4.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc。当将A与B接入电压U(V)的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电路中,则电流为( )
/
A.4I B.2I
C.
1
2
I D.
1
4
I
解析:设沿AB方向的横截面积为S1,沿CD方向的横截面积为S2,则有
??
1
??
2
=
1
2
。AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有
??
1
??
2
=
??
??
????
??
1
??
??
????
??
2
=
4
1
,电流之比
??
1
??
2
=
??
2
??
1
=
1
4
,I2=4I1=4I。
答案:A
5.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d1=0.5 mm和d2=1 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是( )
A.6.0 A B.7.5 A C.10.0 A D.8.0 A
解析:因甲、乙保险丝等长,根据电阻定律R=ρ
??
??
=ρ
??
π(
??
2
)
2
有
??
1
??
2
=
??
2
2
??
1
2
=
4
1
。把R1、R2并联接入电路后,由分流关系知
??
1
??
2
=
??
2
??
1
=
1
4
。因熔断电流I2为6A,故通过R1的电流只能是I1'=1.5A,所以电路中允许通过的最大电流为Imax=I1'+I2=7.5A,故选项B正确。
答案:B
6.如图所示,表示用不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变的情况下测得的电流图像,试根据图像分析:若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的I-U线符合下列哪种情况( )
/
/
解析:长度不变,增加横截面积,电阻减小。
答案:D
7.(多选)如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路,A、B为分压器的输出端,电源电压U恒定,若把变阻器的滑片放在变阻器的中间,下列判断中正确的是( )
/
A.A、B间不接负载时输出电压UAB=
??
2
B.当A、B间接上负载R时,输出电压UAB<
??
2
C.负载电阻R越大,UAB越接近
??
2
D.接上负载后要使UAB=
??
2
,则滑片P应向下移动
解析:设A、B间电阻为R,变阻器总电阻为R0,当把变阻器的滑片放在变阻器中间时,如果A、B间未接负载,则UAB=
??
0
2
??
0
·U=
??
2
,故选项A正确;如果A、B间接上负载R,则UAB=
??
并
??
总
·U,其中R并=
??·
??
0
2
??+
??
0
2
,R总=
??
0
2
+R并,故UAB<
??
2
,故选项B正确;当R越大,取极限R→∞,则A、B间相当于断路,UAB=
??
2
,故R越大,UAB越接近
??
2
,选项C正确;接上负载后,要使UAB=
??
2
,则A、B间的总电阻
??
????
·??
??
????
+??
应等于RPD,故滑片P应向上移动,选项D错误。
答案:ABC
二、非选择题（一）
8.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值R3=5 Ω,则当滑动触头从a滑到b的过程中,安培表示数的最小值为多少?
/
解析:设触头上部分电阻为xΩ,则下部分为(5-x)Ω
总电阻R=
(2+??)(8-??)
2+??+8-??
=
(2+??)(8-??)
10
由数学知识可知当2+x=8-x时,即x=3Ω时,R最大
此时Rmax=
5×5
10
Ω=2.5Ω
安培表的示数最小
Imin=
??
??
max
=
5
2.5
A=2A。
答案:2 A
三、选择题（二）
1.(多选)(2014·湖南衡阳期中检测)如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,则( )
/
A.通过两棒的电流相等
B.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E1大于粗棒内电场强度E2
C.细棒的两端电压U1大于粗棒的两端电压U2
D.以上说法都不对
解析:题中两铜棒的连接形式为串联,因此两铜棒中的电流相同,故选项A正确。由电阻定律有R1=ρ
??
??
1
,R2=ρ
??
??
2
,故R1>R2。由串联电路特点
??
1
??
2
=
??
1
??
2
,故U1>U2,选项C正确。由公式E=
??
??
,故长度相同的情况下电压大的电场强度大,故E1>E2,选项B正确。
答案:ABC
2.(多选)(2014·山东泰安检测)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω。另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计。则( )
/
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
解析:当一端短路时,可将此短路端直接用导线相连。当cd短路时,R2与R3并联后再与R1串联,则有R总=R1+
1
1
??
2
+
1
??
3
=40Ω
同理,当ab短路时有R总'=R2+
1
1
??
1
+
1
??
3
=128Ω
对于理想电压表,其内阻无穷大,故当电阻与电压表串联时,其分压可不计。当ab接通测试电源时,R1与R3串联,cd两端的电压等于R3的分压,即有Ucd=
??·
??
3
??
1
+
??
3
=80V
当cd接通测试电源时,R2与R3串联,ab两端的电压等于R3的分压,即有Uab=
??·
??
3
??
3
+
??
2
=25V,故选项A、C正确。
答案:AC
四、非选择题（二）
3.(2014·福建普陀期中检测)如图甲所示,为一段粗细均匀的新型导电材料棒,截面做成“月牙”状,若导体棒的电阻率已知,为ρ0,测得其质量是m,某校课外小组用下列实验方案测其密度。
/
(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为×10)粗测其电阻,指针位置如图乙所示,其读数为R= 。?
(2)然后利用以下器材,用伏安法尽可能精确地测量其电阻:
A.电流表:量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω
B.电压表:量程为3 V,内阻约为3 kΩ
C.滑动变阻器:最大阻值为20 Ω,额定电流1 A
D.低压直流电源:电压6 V,内阻忽略
E.开关K,导线若干
在方框中画出测电阻的实验电路图,并在实物图中按原理图连接。
/
(3)如果实验中电流表示数为I,电压表示数为U,并测出该棒的长度为L,则该材料的密度ρ= (用测出的物理量的符号和已知量符号表示)。?
解析:万用表测得电阻:读数×倍数=200Ω,由于R测远大于变阻器的阻值,故变阻器为分压式。
??
V
??
A
=10
3
Ω??
??
,R=ρ0
??
??
,得S=ρ0
????
??
,又由ρ=
??
????
,得ρ=
????
??
0
??
??
2
。
答案:(1)200 Ω (2)电路图如图甲所示,实物图如图乙所示。(连接成分压式、内接即可) (3)
????
??
0
??
??
2
/
4.(2014·浙江温州检测)如图所示为检测某传感器的电路图。传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V。
/
(1)根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻、额定电流各为多少。
(2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多大?
(3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1 Ω,则该传感器就失去了作用。实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下:
电压表示数U/V
电流表示数I/A
第一次
1.48
0.16
第二次
0.91
0.22
若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,
你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?
解析:(1)传感器的电阻R传=
??
传
2
??
传
=10Ω
传感器的额定电流I传=
??
传
??
传
=
0.9
3
A=0.3A。
(2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流
Im=I传=0.3A
此时电源电压最大值Um=U传+U0,式中U传为传感器的额定电压、U0为R0调至最大值时R0两端的电压,即U0=I传R0m=0.3×10V=3V,所以电源电压最大值Um=U传+U0=3V+3V=6V。
(3)设实际检测时加在a、b间的电压为U,传感器的实际电阻为R传'。根据第一次实验记录数据有U=I1R传'+U1;根据第二次实验记录数据有U=I2R传'+U2
由两式解得R传'=9.5Ω、U=3V
即传感器的电阻变化为
ΔR=R传-R传'=10Ω-9.5Ω=0.5Ω<1Ω
所以此传感器仍可使用。
答案:(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V (3)仍可使用 3 V
课件31张PPT。3.3 探究电阻定律一二一二一二一二一二一二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53.4 多用电表电路分析与设计
一、选择题（一）
1.(多选)关于电压表,以下说法中正确的是( )
A.电压表与电流表有本质的不同
B.由于电压表可视为一个电阻,所以对于流经电流表的不同电流,电流表两端有不同的电压值
C.把电流表改装成电压表时,电压表量程越大,其内阻越大
D.当用电压表测某电路两端的电压时,测量值总是大于真实值
解析:电压表是由电流表串联上分压电阻而改装的,通过流经电流表的电流显示电压,选项A错误,选项B正确。改装的电压表量程越大,所串联的分压电阻越大,所以选项C正确。把电压表并联在某电路两端测电压时,由于电压表内阻不是无限大,导致测量值总小于真实值,故选项D错误。
答案:BC
2.(多选)两个电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。为了测量15 V~20 V的电压,拟将两电压表串联使用,这种情况下( )
A.两个电压表的读数相等
B.两个电压表的指针偏转角度相等
C.两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比
D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比
解析:改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为R=(n-1)Rg,用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要的分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1/
可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,选项B正确,选项D错误。
答案:BC
3.有一个电压表,它的内阻是100 Ω,量程为0.2 V,现要改装成量程为10 A的电流表,电压表上应( )
A.并联0.002 Ω的电阻 B.并联0.02 Ω的电阻
C.并联50 Ω的电阻 D.串联4 900 Ω的电阻
解析:改装前电压表的满偏电流为
Ig=
??
g
??
g
=
0.2
100
A=2×10-3A
由电流表的改装原理可知需再并联一个电阻
Rx=
??
g
??-
??
g
=
0.2
10-2×1
0
-3
Ω≈0.02Ω。
答案:B
4.如图所示电路,G是电流表,R1、R2是两个可变电阻,调节可变电阻R1,可以改变电流表G的示数。当M、N间的电压为6 V时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度,将M、N间的电压改为5 V时,若要电流表G的指针仍偏转到最大刻度,下列方法中一定可行的是( )
/
A.保持R1不变,增大R2 B.增大R1,减小R2
C.减小R1,增大R2 D.保持R2不变,减小R1
解析:若要使G仍指在满偏电流处,当总电压减小时可通过调整R1、R2阻值,使R1两端电压不变,若R1不变,增大R2,则R1电压一定减小,选项A错误;若增大R1,减小R2,可使R1电压保持不变,选项B正确,同理选项C、D错误。
答案:B
5.把一个小量程的电流表G改装成一个大量程的电流表,需要给它并联一个电阻R,这个电阻称为分流电阻,如果分流电阻的阻值比计算出的阻值偏小,则会造成的影响是0( )
A.没有任何影响 B.所测电流偏小
C.所测电流偏大 D.无法判断
解析:分流电阻的阻值偏小,则流过它的电流就会偏大,所以流过电流表G中的电流就会减小,从而造成电流表的读数偏小,故选项B正确。
答案:B
6.用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法中正确的是( )
/
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
解析:由题意知,小量程改装成大量程的一般是并联一个电阻分流。题图甲中两个电流表两端的电压相等,则流过两个表头的电流相等,指针偏转角度相等,但读数不同,选项A错误,选项B正确;题图乙中两个电流表两端的电压不相等,流过两个表头的电流不相等,指针偏转角度不相等,但电流表读数相等,选项C、D错误。
答案:B
二、非选择题（一）
7.有一只量程为1 mA的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2Ω的电阻,则可将它改装成一个量程为1 A的电流表,若要把这个量程为1 mA的电流表改装成一个量程为10 V的电压表,应在电流表上串联一个 Ω的电阻。将这个电压表接在某段电路上,指针偏转40格,这段电路两端的电压是 V。?
解析:将电流表并联一个分流电阻R0,可改装成一较大量程的电流表,设量程为I,则I=Ig+
??
g
??
g
??
0
故Rg=
??
??
0
-
??
g
??
0
??
g
=
1×1
0
-2
-1
0
-3
×1
0
-2
1
0
-3
Ω
=9.99Ω≈10Ω
将电流表改装成电压表,则需串联一分压电阻,设为R,则U=Ig(Rg+R),R=
??
??
g
-Rg=
10
1
0
-3
Ω-10Ω=9990Ω
当电压表指针偏转40格时,表明这段电阻两端电压U'=
4
5
U=8V。
答案:9 990 8
8.如图所示,有一个表头G,满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 Ω,用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表,求R1、R2的阻值各为多大。
/
解析:当公共端与1A端接入电路时,量程为I1=1A,当公共端与10A端接入电路时,量程为I2=10A
当公共端与1A端接入被测电路时,电阻R1和R2串联,再与表头内阻Rg并联。由并联电路中的电流分配关系可得R1+R2=
??
g
??
1
-
??
g
Rg
代入Ig、I、Rg的数值得R1+R2=200Ω①
当公共端与10A端接入被测电路时,电阻R2与表头支路的电阻Rg+R1并联。由并联电路的特点可知
Ig(Rg+R1)=(I2-Ig)R2
代入Ig、I2、Rg的数值,可得
R1+200Ω=19R20②
由①②解得
R1=180Ω R2=20Ω。
答案:180 Ω 20 Ω
三、选择题（二）
1.(2014·河南安阳期中检测)一个电流表的满偏电压为Ug,内阻为Rg,要把它改装成量程为nUg的电压表,应在电流表上( )
A.串联一个阻值为nRg的电阻
B.并联一个阻值为nRg的电阻
C.串联一个阻值为(n-1)Rg的电阻
D.并联一个阻值为(n-1)Rg的电阻
解析:改装成电压表应串联一个电阻,R串=
??-
??
g
??
g
??
g
=
??
??
g
-
??
g
??
g
=(n-1)Rg,选项C正确。
答案:C
2.(多选)(2014·湖南怀化期中检测)把两个相同的小量程电流表改装成量程分别为1 A和500 mA的电流表A1和A2,则( )
A.若两表串联后接入被测电路中,两表指针的偏角θ1<θ2,两表示数I1=I2
B.若两表串联后接入被测电路中,两表指针的偏角θ1=θ2,两表示数I1>I2
C.若两表并联后接入被测电路中,两表指针的偏角θ1=θ2,两表示数I1>I2
D.若两表并联后接入被测电路中,两表指针的偏角θ1>θ2,两表示数I1>I2
解析:两电流表串联时,流过每个电流表的电流相同,因此两表示数一定相同。量程大的电流表,指针偏角较小,选项A正确,选项B错误。两电流表并联时,加在每个小量程电流表两端的电压相等。小量程电流表的指针偏转角相等。因为量程是两倍,所以示数也是两倍,即两表示数不等,指针偏角相等,选项C正确,选项D错误。
答案:AC
四、非选择题（二）
3.多用电表直流电流测量电路原理如图所示,电流表的两个量程在图中已标出。设表头的满偏电流Ig=200 μA,内阻Rg=100 Ω,图中R1的阻值应为 ,R2的阻值应为 。?
/
解析:通过电流表表头的满偏电流相同,均为Ig=200μA
接2时,R1、R2串联,表头满偏时,通过R1、R2的电流I1=(1×10-3-2×10-4)A=8×10-4A
接1时,R2和Rg串联,表头满偏时,通过R1的电流为I2,I2=(1×10-2-2×10-4)A=9.8×10-3A
接2时满偏有IgRg=I1(R1+R2)
接1时满偏有Ig(R2+Rg)=I2R1
将Ig=2×10-4A、Rg=100Ω、I1=8×10-1A、I2=9.8×10-3A代入得R1=2.5Ω,R2=22.5Ω。
答案:2.5 Ω 22.5 Ω
4.若多用电表直流电流测量电路采用如图所示的电路,表头数据不变,则R1的阻值应为 ,R2的阻值应为 。该电路的缺点是 。?
/
解析:由并联电路中电流跟电阻成反比,可得
R1=
??
g
??
g
??-
??
g
=
200×1
0
-6
×100
1
0
-3
-2×1
0
-4
Ω=25Ω
同理R2=
200×1
0
-6
×100
1
0
-2
-2×1
0
-4
Ω=2.04Ω
该电路原理虽然可行,但测量时在转换过程中,电流会全部流经电流表,会将表头烧坏。
答案:25 Ω 2.04 Ω 万一接触不良,会将表头烧坏
5.(2014·安徽滁州检测)一个分压电阻R1串联到电压表上,使电压表的量程扩大为原来的n倍;另一分压电阻R2串联到同一电压表上,使其量程扩大到原来的m倍。如果把这两个电阻并联之后再串联到同一电压表上,此时电压表的量程扩大为原来的几倍?
解析:设原电压表的内阻为RV,原来的量程为U,满偏电流为I,则有:U=IRV
串联上分压电阻R1时,有I(R1+RV)=nU
串联上分压电阻R2时,有I(R2+RV)=mU
R1、R2并联之后再串联到电压表上时,设量程扩大为原来的k倍,则有
I(
??
1
??
2
??
1
+
??
2
+RV)=kU
把I=
??
??
V
代入各式中可得
R1=(n-1)RV,R2=(m-1)RV
??
1
??
2
??
1
+
??
2
=(k-1)RV
联立解得k=
????-1
??+??-2
。
答案:
????-1
??+??-2
课件28张PPT。3.4 多用电表电路分析与设计一二一二一二一二一二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53.5 逻辑电路与集成电路
一、选择题（一）
1.在登录你的电子邮箱(或“QQ”)的过程中,要有两个条件,一个是用户名,一个是与用户名对应的密码,要完成这个事件(登录成功),它们体现的逻辑关系为( )
A.“与”关系 B.“或”关系
C.“非”关系 D.不存在逻辑关系
答案:A
2.如图所示为三个门电路符号,A输入端全为“1”,B输入端全为“0”。下列判断中正确的是( )
/
A.甲为“非”门,输出为“1”
B.乙为“与”门,输出为“0”
C.乙为“或”门,输出为“1”
D.丙为“与”门,输出为“1”
解析:甲为“非”门,输出为“0”,乙为“或”门,输出为“1”,丙为“与”门,输出为“0”,则只有选项C正确。
答案:C
3.(多选)如图是一个三输入端、三个门电路组成的复合门电路,当C端输入“0”时,A、B端输入为何值时输出端Y输出为“0”( )
/
A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1
答案:ABC
4.如图(a)所示,为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图像,则图(b)中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图像是( )
/
(a)
/
(b)
答案:A
5.如图是有三个输入端的复合门电路,当C端输入0时Z输出0,那么A、B端输入分别是( )
/
A.1、1 B.0、1 C.1、0 D.0、0
解析:C端输入为0,则通过“非”门后,输出为1,“与”门Z输出为0,则A、B端输入“或”门后的输出为0,根据“或”的逻辑关系,A、B输入的都是0。
答案:D
6.如图是由基本逻辑电路构成的一个公路路灯自动控制电路,图中虚线框M中是一只感应元件,虚线框N中使用的是门电路,则( )
/
A.M为光敏电阻,N为与门电路
B.M为光敏电阻,N为非门电路
C.M为热敏电阻,N为非门电路
D.M为热敏电阻,N为或门电路
答案:B
7.如图所示为一个简单的报警器电路图,下列说法中正确的是( )
/
A.S1、S2都合上时报警器发声
B.S1断开,S2合上时报警器发声
C.S1、S2都断开时报警器发声
D.S1闭合,S2断开时报警器发声
解析:题目中给了“与”门的符号,表示为“与”门电路,那么只有输入端均为“1”时,报警器才发声。在电路的输入端标上字母A、B,如图所示,当S1闭合时,A接+5V,为高电势,即A输入为“1”,当S1断开时,R1无电流通过,A点电势为0V,输入为“0”;同理,S2断开,R2无电流,电势为+5V,为高电势,B输入“1”,S2闭合,B输入为“0”,由真值表可看出,只有A、B输入均是“1”时,输出才是“1”,这样,S1应闭合,S2应断开,报警器才会响。
A
B
Z
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
答案:D
二、非选择题（一）
8.用两只晶体二极管组成如图所示的电路,A、B为输入端,Y为输出端,试分析说明它是什么逻辑电路。
/
解析:根据二极管的特点,只有在二极管上加上正向电压,二极管才可导通。若加反向电压,则二极管不导通。由题中电路结构可知,D1、D2两个二极管只有一个导通,或者两个都导通,则整个电路就会导通。因此该电路是符合“或”逻辑关系的门电路。
答案:“或”逻辑关系
9.如图所示电路中用A和B表示两个元件,有一个电路控制是否工作,如果工作,输出为高电势。
如果A和B都满足条件(“满足条件”输入为高电势),则电路才工作。请画出输出端Z输出的电信号,并完成该门电路的真值表,并说明门电路的种类,画出门电路的符号。
/
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
解析:由A、B都满足条件(输入为高电势)时,输出才为高电势,则输出端Z的电信号图为
/
其真值表为
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
因两个条件同时满足时,电路才工作,所以该电路为“与”门电路,其符号为
/
答案:见解析
三、选择题（二）
1.(2014·江苏扬州检测)某仓库在门上安装了一把自动锁和一把挂锁,只有把自动锁和挂锁都打开时,人才能进出。这里的“两把锁”和“人可以进出”之间体现了某种逻辑关系,下列门电路中也具有这种逻辑关系的是( )
/
解析:“只有把自动锁和挂锁都打开时,人才能进出。”说明“自动锁打开”和“挂锁打开”是“与”的关系。令“自动锁打开”为A、“挂锁打开”为B、“人进出”为Z,则A与B用“与门”电路。
答案:B
2.(2014·上海检测)如图所示,A、B分别表示某一个门电路两个输入端的信号,Z表示该门电路输出端的信号,则根据它们的波形可以判断该门电路是( )
/
A.“与”门 B.“或”门
C.“非”门 D.“或非”门
解析:将A、B、C、D四个门电路逐一代入,与门输入端全为“1”,输出端才为“1”,或门输入端只要有“1”,输出端就为“1”。发现选项B正确,选项A、C、D错误。
答案:B
3.(2014·广西桂林期中检测)下列逻辑电路中,能使蜂鸣器F发出声音的是( )
/
解析:由题图A可知,与门的输入端为1、0,则输出为0,蜂鸣器不发出声音,故选项A错误;B图为或门电路,输入端为1、0,则输出为1,蜂鸣器发出声音,故选项B正确;C图为非门电路,输入端为1,则输出为0,蜂鸣器不发出声音,故选项C错误;D图为或门、非门的复合电路,或门的输入端为1、0,则输出为1,非门的输入为1,则输出为0,蜂鸣器不发出声音,故选项D错误。
答案:B
4.(多选)(2014·河北正定期中检测)某同学设计了一个路灯自动控制门电路,如图所示,天黑了,让路灯自动接通,天亮了,让路灯自动熄灭。图中RG是一个光敏电阻,当有光照射时,光敏电阻的阻值会显著地减小。R是可调电阻,起分压作用。J为路灯总开关——控制继电器(图中未画路灯电路)。关于此电路,正确的是( )
/
A.天黑时,RG增大,A为高电位,Z为低电位,J使路灯亮
B.天黑时,RG增大,A为低电位,Z为高电位,J使路灯亮
C.R调大时,傍晚路灯亮得早一些
D.R调大时,傍晚路灯亮得晚一些
解析:当光照变弱时光敏电阻RG的阻值变大,分担的电压大,则门电路获得的电势低,非门电路输入端电压变小,继电器得到的电压变高,路灯被点亮,所以选项B正确,选项A错误;在相同的光照情况下,若电阻R增大,使得R分得的电压变大,使非门电路的输入端电压变大,继电器得到的电压偏低,路灯不被点亮。只有天色更暗时,光敏电阻更大一些,门电路获得的电势低,非门电路输入端电压变小,继电器得到的电压变高,路灯被点亮,故选项C错误,选项D正确。
答案:BD
四、非选择题（二）
5.(2014·广西柳州检测)某同学设计了一个楼道应急灯的控制电路,如图所示。当电网停电时,应急灯自动打开;来电时,应急灯自动熄灭。图中R1、R2为分压电阻,以使门电路获得合适的电压;J是应急灯开关控制继电器(图中未画应急灯电路),请你在虚线框内填入需要的门电路符号。
/
解析:由题意知,电网高电位时应急灯熄灭,电网低电位时应急灯打开,所以应该用“非”门。
答案:/
6.(2014·上海检测)火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等按如图所示连接,调节电位器使蜂鸣器正好不报警,然后用火焰靠近热敏电阻,蜂鸣器就会发出报警信号。在不报警时,P为低电位记为“0”;报警时,P为高电位记为“1”。试问:
/
(1)报警时,A点电位为高电位“1”,还是低电位“0”?
(2)当用火焰靠近热敏电阻时,热敏电阻的阻值是增大还是减小?
解析:(1)报警时,P点为高电位“1”,由于此电路运用了“非”门电路,输出端P为高电位时,输入端A点一定是低电位“0”。
(2)电路图如图所示。当火焰靠近热敏电阻时,蜂鸣器报警,说明此时,P点为高电位,A点为低电位,也就是说热敏电阻两端的电压减小,由电路图可知,热敏电阻的阻值减小。
/
答案:见解析
课件24张PPT。3.5 逻辑电路与集成电路一二三一二三一二三一二三一二三探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5课件12张PPT。本章整合一二一二一二一二一二一二一二一二一二一二第3章测评A
(基础过关卷)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题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,有错选的得0分)
1.关于电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同
B.金属导体温度升高时,由于自由电子的热运动加剧,所以电流增大
C.由R=
??
??
可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U一定时,R与I成反比
D.对给定的导体,比值
??
??
是个定值,反映导体本身的一种性质
解析:电流可以是正电荷定向移动形成,也可以是负电荷定向移动形成,电流方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反。电荷的热运动是无规则的,不能形成电流。电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,由导体本身决定,与是否通电无关。
答案:D
2.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.3.0×10-13 A
C.9.6×10-16 A D.3.0×10-6 A
解析:电子枪2s内发射了6×1013个电子,则2s通过示波管横截面的电子数为6×1013个,因此电流I=
6×1
0
13
×1.6×1
0
-19
2
A=4.8×10-6A。
答案:A
3.下表是某逻辑电路的真值表,该电路是( )
输入
输出
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
/
解析:根据该逻辑电路的真值表可以判断,该门电路是一个“与”门电路和一个“非”门电路的组合,选项D正确。
答案:D
4.一根粗细均匀的导线,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
1
2
,再给它两端加上电压U,则( )
A.通过导线的电流为
??
4
B.通过导线的电流为
??
16
C.导线中自由电子定向移动的速率为
??
8
D.导线中自由电子定向移动的速率为
??
2
解析:导线被拉长后,其横截面积变小,变为原来的
1
4
,其电阻增大为原来的16倍,则加上相同的电压U时,电流会减为原来的
1
16
,选项A错误,选项B正确;又根据I=neSv,导线被拉长后,n、e不变,I变为原来的
1
16
,S变为原来的
1
4
,故v变为原来的
1
4
,选项C、D错误。
答案:B
5.如图所示,A为一稳压管,它的作用是保证DE两端的电压UDE恒定不变,当流过稳压管的电流在5 mA和40 mA之间时,UDE就稳定在10 V,R2为一可变电阻,它的最小值为500 Ω,最大值为无穷大(即断路)。设电源电压U=20 V,则当R2变化时,为使UDE稳定在10 V,R1可取下列几个电阻值中的( )
/
A.100 Ω B.200 Ω
C.300 Ω D.4 000 Ω
解析:R1两端的电压为10V,干路中最大的电流为40mA,解得R1=250Ω,干路中最小的电流为5mA+20mA=25mA,解得R1=400Ω,所以250Ω答案:C
6.如图中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
/
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程减小
D.乙表是电压表,R增大时量程增大
解析:甲图是电流表,增大R时会使量程减小。乙图是电压表,R增大时会增大量程。
答案:BD
7.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图实线所示,则下列说法中正确的是( )
/
A.加5 V电压时,导体的电阻是5 Ω
B.加12 V电压时,导体的电阻是8 Ω
C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小
解析:U=5V时,I=1.0A,R=
??
??
=5Ω,同理U=12V时,R=8Ω,由图线可知随着电压的增大,电阻不断增大,随着电压的减小,电阻不断减小,选项A、B、D正确,选项C错误。
答案:ABD
8.如图所示的电路中,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,R3=8 Ω,电容器电容C=2 μF,恒压U=12 V,要使电容器带有 4×10-6 C的电荷量,变阻器R的阻值应调为( )
/
A.8 Ω B.16 Ω
C.20 Ω D.40 Ω
解析:由于R1和R2串联分压,可知R1两端电压一定为4V,为使电容器C的电荷量为4×10-6C,其两端电压必须为2V,所以R3两端的电压可以为2V或6V,变阻器R两端的电压可以为10V或6V,因此R应调节到40Ω或8Ω,两次电容器上极板分别带负电和正电。
答案:AD
二、填空题(本题包含2小题,共16分)
9.(8分)图1是改装并校准电流表的电路图。已知μA表的量程为Ig=600 μA、内阻为Rg,mA表是标准电流表。要求改装后的电流表量程为I=60 mA。完成下列填空:
(1)图1中分流电阻RP的阻值应为 (用Ig、Rg和I表示)。?
/
(2)在电表改装完成后的某次校准测量中,mA表的示数如图2所示,由此读出流过mA表的电流为 mA。此时流过分流电阻RP的电流为 mA(保留1位小数)。?
解析:(1)根据并联电路的特点有IgRg=(I-Ig)RP,则RP=
??
g
??-
??
g
Rg。
(2)电流表mA表的读数为49.5mA。此时流过分流电阻的电流为
??-
??
g
??
g
×49.5mA=49.0mA。
答案:(1)
??
g
??-
??
g
Rg (2)49.5 49.0
10.(8分)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
/
(1)旋动部件 ,使指针对准电流的“0”刻线。?
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件 ,使指针对准电阻的 (选填“0刻线”或“∞刻线”)。?
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,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,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。?
A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
解析:(1)使用多用表以前,应先检查指针是否指在电流的“0”刻线上,如果没有,则用螺丝刀调节定位螺丝S,使其指零。
(3)测电阻时,把选择开关K打到合适的电阻挡后,应把两表笔短接,看指针是否指在电阻的“0”刻线上,如果没有,则应调节调零旋钮T,使其指零,这一步操作叫欧姆调零。
(4)测电阻时若指针偏角过小,说明此电阻很大,应换用更大倍率的挡位进行测量。本题中应将“×100”换成“×1k”,换挡位后,应重新进行欧姆调零,再测量。故测量顺序为ADC。
答案:(1)S (3)T 0刻线 (4)ADC
三、计算题(本题包含3小题,共36分。解题时要有必要的步骤和文字说明)
11.(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的阻值是多少。
/
解析:R3两端的电压U3=IR3=0.25×20V=5.0V
则R1、R2并联部分的电压
U1=6.0V-5.0V=1.0V
由I=kU3得R1中的电流
I1=k
??
1
3
=0.2×1.0A=0.2A
所以R2中的电流
I2=I-I1=0.25A-0.2A=0.05A
则R2=
??
1
??
2
=
1.0
0.05
Ω=20Ω。
答案:20 Ω
12.(12分)如图甲为一测量电解液电阻率的圆柱形玻璃容器,P、Q为电极。已知圆柱体的横截面半径r=1 cm,长度L=20 cm。当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示。则当U=100 V时,电解液的电阻率ρ是多少?
/
解析:由题图乙可求得电解液的电阻为
R=
100
100×1
0
-3
Ω=103Ω
电解液的长度L=20cm,横截面积
S=πr2=3.14×10-4m2
结合电阻定律R=ρ
??
??
得ρ=
????
??
=
1
0
3
×3.14×1
0
-4
0.2
Ω·m=1.57Ω·m。
答案:1.57 Ω·m
13.(14分)某同学在探究规格为“6 V,3 W”的小灯泡伏安特性曲线实验中:
/
①在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋至 挡进行测量。(填选项前的字母)?
A.直流电压10 V B.直流电流5 mA
C.欧姆×100 D.欧姆×1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω,额定电流1.0 A),L为待测小灯泡,V为电压表(量程6 V,内阻20 kΩ),A为电流表(量程0.6 A,内阻1 Ω),E为电源(电动势8 V,内阻不计),S为开关。
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端。?
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是 点至 点的导线没有连接好。(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“ 2 点至 3 点”的导线)?
Ⅲ.该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而 (选填“不变”“增大”或“减小”)。?
解析:①小灯泡额定电压下的电阻为R=
??
2
??
=18Ω,使用多用电表直接测量且读数准确应使指针在中值电阻附近读数,故应将选择开关旋至欧姆×1挡。
②Ⅰ.滑动变阻器为分压接法,开关S闭合前应使并联部分电压为零,滑片P要置于最左端。
Ⅱ.电压表和电流表示数调不到零,说明滑动变阻器串联在电路中,其原因是1、5点间的导线没有接好。
Ⅲ.在I-U图像中斜率随电压减小说明电阻增大。
答案:①D ②Ⅰ.左 Ⅱ.1点至5点(或5点至1点) Ⅲ.增大
第3章测评B
(高考体验卷)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题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,有错选的得0分)
1.如图,低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成,该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报。其中( )
/
A.甲是“与”门,乙是“非”门
B.甲是“或”门,乙是“非”门
C.甲是“与”门,乙是“或”门
D.甲是“或”门,乙是“与”门
解析:若甲是“与”门,乙是“非”门,不管输入电压为低电压还是高电压,经过“与”门后输出为低电压,经过“非”门后输出高电压,蜂鸣器都会发出警报,选项A错误;若甲是“或”门,乙是“非”门,当输入电压为低电压,经过“或”门输出为低电压,经过“非”门输出为高电压,蜂鸣器发出警报,当输入为高电压,经过“或”门输出为高电压,经过“非”门输出为低电压,蜂鸣器不发出警报,选项B正确;乙不会是“或”门和“与”门,选项C、D错误。
答案:B
2.(2014·福建古田期中检测)当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断,由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别,那么熔丝熔断的可能性较大的地方是( )
A.横截面积大的地方
B.横截面积小的地方
C.同时熔断
D.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方
解析:根据电阻定律,横截面积小的地方电阻较大,当电流通过时,电阻大的位置发热量大,易熔断,选项B正确。
答案:B
3.在车门报警电路中,两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上,只要有开关处于断开状态,报警灯就发光。能实现此功能的电路是( )
/
解析:A项中,只断开一个开关,报警灯不会发光;B项中,只有两开关都闭合时,报警灯才会发光;C项中,两开关都断开时,报警灯不会发光;D项中,符合题意。
答案:D
4.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A.3 V,1.8 J B.3 V,3.6 J
C.6 V,1.8 J D.6 V,3.6 J
解析:根据Q=UIt=Uq,通过0.3C电荷量时,Q1=0.9J,Q2=0.3C,电阻两端电压U1=
??
1
??
1
=3V;由I=
??
??
及U=IR知相同时间内通过0.6C电荷量时,q2=0.6C,电阻两端电压U2=2U1=6V,消耗电能Q2=U2q2=3.6J。
答案:D
5.一台电风扇的额定电压为交流220 V。在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为( )
/
A.3.9×10-2度 B.5.5×10-2度
C.7.8×10-2度 D.11.0×10-2度
解析:由于电风扇正常工作,根据W=UIt可得W=220×(0.3×10+0.4×10+0.2×40)×60J=1.98×105J=5.5×10-2kW·h,选项B正确。
答案:B
6.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V,40 W”的灯泡,下列说法正确的是( )
A.接在110 V的电路上时的功率为20 W
B.接在110 V的电路上时的功率为10 W
C.接在440 V的电路上时的功率为160 W
D.接在220 V的电路上时的功率为 40 W
解析:由P=
??
2
??
可知R一定时,P∝U2
所以当U=110V=
??
额
2
时,P=
??
额
4
=10W
当U=440V>U额时,灯泡烧坏
当U=220V=U额时,P=P额=40W。
答案:BD
7.(2014·山东青岛检测)下列说法中正确的是( )
A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
解析:并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即
1
??
=
1
??
1
+
1
??
2
,当其中一个分电阻为零时,总电阻为零,选项A正确。并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻,选项B正确。并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),各支路电阻的倒数之和将减小,总电阻的倒数将减小,总电阻将增大,选项C正确,选项D错误。
答案:ABC
8.(2014·山东昌乐检测)如图所示是某导体的I-U图线,图中α=45°,下列说法正确的是( )
/
A.通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R=2 Ω
C.此I-U图线的斜率表示电阻的倒数,所以电阻R=cot 45°=1.0 Ω
D.在导体两端加6.0 V电压时,每秒通过导体横截面的电荷量是6.0 C
解析:由欧姆定律知,选项A正确;线性元件的I-U图线斜率的倒数表示导体的电阻大小,故此导体的电阻为2Ω,但斜率不能利用倾角来求,选项B正确,选项C错误;在导体两端加6.0V电压时,由欧姆定律可得电流为3A,则每秒通过导体横截面的电荷量是3.0C,选项D错误。
答案:AB
二、填空题(本题包含2小题,共16分)
9.(8分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。
用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择 (选填“×10”或“×1 k”)倍率的电阻挡,并 再进行测量,多用表的示数如图所示,测量结果为 Ω。?
/
解析:指针偏转过大,表明该元件的电阻较小,应选用低倍率的电阻挡测量,即选“×10”,然后红、黑表笔短接,进行欧姆调零,再进行测量。从多用表上可读得阻值为70Ω。
答案:×10 欧姆调零 70
10.(8分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的器材有
A.小灯泡:规格为“3.8 V,0.3 A”
B.电流表:量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω
C.电流表:量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω
D.电压表:量程0~5 V,内阻约为5 kΩ
E.滑动变阻器:阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A
F.电池组:电动势6 V,内阻约为1 Ω
G.开关一只,导线若干
(1)为了使测量尽可能地准确,需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节,因此电流表应选 。(填器材代号)?
(2)根据你选用的实验电路,将图中所示的器材连成实验电路。
/
解析:(1)因小灯泡的额定电流为0.3A,为减小读数误差,让指针偏角大一些,则电流表应选B。
(2)先画出电路图如图所示,然后根据电路图连接实物图,见答案。
/
答案:(1)B (2)如图所示
/
三、计算题(本题包含3小题,共36分。解题时要有必要的步骤和文字说明)
11.(12分)由4个电阻连接成的混联电路如图所示。R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。
/
(1)求a、d之间的总电阻。
(2)如果把42 V的电压加在a、d两端,通过每个电阻的电流是多少?
解析:(1)由题图可知Rcd=
6×3
6+3
Ω=2Ω
故Rad=8Ω+4Ω+2Ω=14Ω。
(2)由欧姆定律知I=
??
??
????
=
42
14
A=3A,此即通过R1、R2的电流。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4
则由并联电路电压相等,I3R3=I4R4
即6I3=3I4
而I3+I4=3A
解得I3=1A,I4=2A。
答案:(1)14 Ω (2)通过R1、R2的电流是3 A;通过R3的电流是1 A;通过R4的电流是2 A。
12.(10分)一般地说,用电器的工作电压并不等于额定电压,家庭里通常不备电压表,但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压,现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图甲和乙所示。测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒,求此时加在电热水壶上的实际电压。
/
甲
/
乙
解析:设电热水壶的电阻为R
则R=
??
2
??
=
22
0
2
1500
Ω=
484
15
Ω
电能表转1转的能量为
3600×1
0
3
3000
J=1200J
设电热水壶的实际电压为U
则
??
2
??
t=125×1200J,U=200V。
答案:200 V
13.(14分)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0 ℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知:在0 ℃时,铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m;在0 ℃附近,铜的电阻温度系数为3.9×10-3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。
解析:设所需碳棒的长度为L1,电阻率为ρ1,电阻温度系数为α1;铜棒的长度为L2,电阻率为ρ2,电阻温度系数为α2。根据题意有ρ1=ρ10(1+α1t)0①
ρ2=ρ20(1+α2t)0②
式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0℃时的电阻率
设碳棒的电阻为R1,铜棒的电阻为R2,有R1=ρ1
??
1
??
③
R2=ρ2
??
2
??
0④
式中S为碳棒与铜棒的横截面积
碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为
R=R1+R20⑤
L0=L1+L20⑥
式中L0=1.0m
联立以上各式得
R=ρ10
??
1
??
+ρ20
??
2
??
+
??
10
??
1
??
1
+
??
20
??
2
??
2
??
t0⑦
要使R不随t变化,⑦式中t的系数必须为零,即
ρ10α1L1+ρ20α2L2=00⑧
联立⑥⑧式得
L1=
??
20
??
2
??
20
??
2
-
??
10
??
1
L0
代入数据解得L1=3.8×1
0
-
3
m。
答案:3.8×10-3 m
