11-19年高考物理真题分专题汇编之83电表内阻的测定
1.2016年理综新课标II卷23
23.(9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 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),直流电源E(电动势3 V)。开关1个,导线若干。
实验步骤如下
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器_______(填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为_______Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为_____(填正确答案标号)。
A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA
【答案】(1)R1 (2)连线如下图 (3)2 520 (4)D
【解析】(1)本实验利用了半偏法测电压表的内阻,实验原理为接入电阻箱后,电路的总电阻变化的不太大,故需要并联的滑动变阻器为小的电阻,故选R1可减小实验误差。
(2)滑动变阻器为分压式,连接实物电路如图所示:
(3)电压表的内阻RV和R串联,分压为2.00 V和0.50 V,则。
(4)电压表的满偏电流,故选D。
2.2015年理综新课标Ⅱ卷23. (9分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)实验室提供的材料器材如下:
待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,导线若干
(1)虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整
(2)根据设计的电路,写出实验步骤
。
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为R'V,与电压表内阻的真实值Rv相比,R'V Rv (填“>”“=”或“<”)
主要理由是 。
解析:(1)实验电路如右图所示
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关、,调节,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开,调节电阻箱使电压表的指针半偏;读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻。
(3)断开,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;此时两端的电压大于电压表的半偏电压,故R'V>Rv。
3.2011年上海卷
29.(9 分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。
供选择的仪器如下:①待测电流表G1 (0~5mA,内阻约300Ω),
②电流表G2 (0~10mA,内阻约100Ω),
③定值电阻R1 (300Ω), ④定值电阻R2 (10Ω),⑤滑动变阻器R3 (0~1000Ω),
⑥滑动变阻器R4 (0~20Ω),
⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干。
⑴定值电阻应选_____,滑动变阻器应选_____。(在空格内填写序号)
⑵用连线连接实物图。
⑶补全实验步骤:
①按电路图连接电路,______;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2;
③________________________;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。
⑷根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式____________。
答案:(1)③,⑥;(2)如图;(3)①将滑动触头移至最左端,③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;(4)r1=(k-1)R1
解析:本题考查测量电流表的内阻的电路实验。
(1)电流表G2满偏时为10mA电流,电流表G1满偏时电流5mA,故为了更好地匹配两个电流表的示数同时达到适当的偏转角度,应使用定值电阻分流5mA,根据并联电阻的分流规律可知,定值电阻的阻值与电流表G1内阻相同时效果最好,即选用R1=300Ω的定值电阻③;滑动变阻器作为分压式接法,应选用较小的滑动变阻器,方便调节,即选用⑥滑动变阻器R4。
(2)直接根据电路图链接实物图,先将电源的正极连接到滑动变阻器的绕线右下角的接线柱上,然后将左下角的接线柱与电键左端相连,将电键右端与电源负极相连,这样形成主干路,然后再连接支路,注意电表的正负极。
(3)①实验前要保护电路,故将滑动变阻器的滑动触头移至最左端;③为了得到多组数据,在多次移动滑动触头,记录下相应的G1、G2读数I1、I2;(4)电流表G1两端的电压等于定值电阻两端的电压U1=(I2-I1)R1,电流表的内阻r1===-R1,令=k,
则电流表G1的内阻r1=(k-1)R1。
图(a)
R
S
E
E
S
图(b)
E
S
答图
V
R0
S1
R1
S2
E
V
R1
S1
R0
S2
E
G1
G2
P
S
mA
mA
待测电流表
I1
I2
O
mA
mA
待测电流表
11-19年高考物理真题分专题汇编之84电表的改装
1.【2019年物理全国卷1】某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)
A.18 mA A.21 mA
C.25mA D.28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是都正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。
答案】 (1). (2). C (3). AC (4).
【解析】
【详解】(1)电表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:
(2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为:倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为:,故本小题选C;
(3)根据,得:,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻真实值,大于1200Ω;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC;
(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25mA,故满足;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20mA电流表,应满足, 其中,联立解得:或。
故本题答案为:(1) (2)C (3)AC (4)或
2.2018年全国卷II、22.(6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程,内阻);电阻箱(阻值范围);电阻箱(阻值范围);导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为的直流电压表。组装好的多用电表有电流和电压两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出和,其中 * 为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值应取R1= Ω,R2= Ω。(保留到个位)
答案:(1)如图所示
(2)100 2910
解析:(1)R1的电阻比较小,所以R1与表头并联构成大量程的的电流表,R2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示:
(2)改装电流表时需要并联一个电阻,要改装成1mA的电流表需要并联的电阻R1。
,所以电阻箱的阻值R1应取100Ω;
R1与表头并联电阻为
要改装成3V的电压表需要串联一个电阻R2,。
3.2011年海南卷
13.图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头的量程为Ig=600μA,内阻为Rg,是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60mA。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,表的示数如图2所示,由此读出流过电流表的电流为_______mA。此时流过分流电阻RP的电流为_______mA(保留1位小数)
答:(1) (2)49.5 49.0
【解析】(1)电流表改装,
(2)由图示可得,电流表读数为49.5mA,实际流经表头的电流为500μA即0.5mA,此时流过分流电阻RP的电流为(49.5-0.5)mA=49.0mA。
4.2016年海南卷12.
某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为,表头上标记的内阻值为900Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=___Ω,R2=______Ω,R3=_______Ω。
(2)用量程为3V,内阻为2500Ω的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50Ω和5kΩ。为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近_______(填“M”或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值_________(填“大于”或“小于”)900Ω。
【答案】(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于
【解析】(1)根据题意,R1与表头G构成1mA的电流表,则:IgRg=(I-Ig) R1,整理得R1=100Ω;
若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1V,则;
若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V,则。
(2)电压表与之并联后,电阻小于2500Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分,同时还有便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50Ω的电阻。
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用。
(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900Ω。
5.2013年新课标II卷23.(7分)
某同学用量程为1 mA、内阻为120Ω 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻,S为开关。回答下列问题:
(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线。
(2)开关S闭合时,多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压,或“电阻”);
开关S断开时,多用电表用于测量__________(填“电流”、“电压”或“电阻”)。
(3)表笔A应为_______色(填“红”或“黑”)。
(4)定值电阻的阻值R1=________Ω,
R2=________Ω。(结果取3位有效数字)
答案:(7分)
(1)连线如图所示 (2分)
(2)电流 电压 (2分。每空1分)
(3)黑 (1分)
(4)1.00 880 (2分。每空1分)
解析:(1)根据图(a)连线:电流表与R2串联、开关与R1串联,然后两支路并联分别接表笔A、B。
(2) 开关S闭合时,R1与电流表支路并联分流,多用电表用于测量电流;开关S断开时,R2与电流表串联分压,多用电表用于测量电压 。
(3)表笔A接电流表负极,应该是黑色的。
(4)(先后顺序不能错)先计算分压电阻R2,有,解得R2=880Ω;
再计算分流电阻R1,,解得R1=1.00Ω。
6. 2013年海南卷
12.某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头μA改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表,设计电路如图(a)所示。定值电阻R1=500Ω,R2和R3的值待定,S为单刀双掷开关,A、B为接线柱。回答下列问题:
(1)按图(a)在图(b)中将实物连线;
(2)表笔a的颜色为 色(填“红”或“黑”)
(3)将开关S置于“1”挡时,量程为 mA;
(4)定值电阻的阻值R2= Ω,R3= Ω。(结果取3位有效数字)
(5)利用改装的电流表进行某次测量时,S置于“2”挡,表头指示如图(c)所示,则所测量电流的值为 mA。
答案:(1)如图; (2)黑; (3)10; (4)225,25.0; (5)0.780(0.78同样给分)
解析:(1)实物连线图见答图;
(2)红表笔接电源的正极,电流由红表笔流入,由电路图(a)可看出表头右侧为正极,故表笔a为黑表笔;
(3)将开关S置于“1”挡时,表头跟R1、 R2串联后再跟R3并联,将开关S置于“2”挡时,表头跟R1串联后再跟R2、R3并联,故前者的量程较大,故开关S置于“1”挡时,量程为I1=10mA.
(4)由(3)问的分析,结合欧姆定律可知
开关S置于“1”挡时,有,
开关S置于“2”挡时,,
代入已知数据可得R2=225Ω,R3=25.0Ω。
(5)S置于“2”挡时,量程为1mA,表头示数为156μA ,故所测量电流的值为.
7. 2012年理综天津卷
9.(3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器。R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为__________________
A.合上开关S2
B.分别将R1和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终读数
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r
E.合上开关S1
F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数
②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与其真实值相比_______(填偏大、偏小或相等)
③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=________________ .
答案:①正确顺序为B、E、F、A、D、C。 ②相等 ③
解析:①在组装实验时正确操作是将所有开关断开,将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大,然后闭合电源控制开关S1,就可以校对待测表G2,由于标准表和待测表串联流过的电流相等,这时就可以调节R1由小到大改变电流,对待测表的刻度逐个校对,直到待测表满偏。校对完成后闭合开关S2构成半偏法测量表头G2内阻的电路,在没有G1的情况下只调节R2使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数,这种做法会造成G1的示数增大(原理上是不变),误差大。由于有G1可以方便观察干路电流的变化,所以操作为闭合开关S2反复调节R1和R2使标准表达到待测表满偏时的电流值,同时使待测表半偏,则表头内阻等于R2此时的读数。正确顺序为B、E、F、A、D、C。
②由于G1测量了干路电流,G2测量了支路电流,另一直流电流是两表示数之差,然后根据并联电路电流电阻成反比准确计算。答案”相等”。
③扩大电流表的量程需要并联一个电阻
根据并联关系有,则
8.2015年理综新课标I卷23.(9分)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA。由题给条件和数据,可求出R1= Ω,R2= Ω。
(2)现用—量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为 Ω的电阻,R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R' 为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a) 虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱 (填”b”或”c”)相连。判断依据是: 。
答案:(1)15 35 (2)300 3000
(3)c 闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1;若电表指针不动,则损坏的电阻是R2
解析:(1)定值电阻和毫安表都是并联关系,电压相等, 电流和电阻成反比,若使用a和b两个接线柱,量程为3mA,则通过R1的电流为2mA,电流比为1:2,所以电阻比为2:1,可得。若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA,通过R1的电流为9mA,电流比为1:9,可得电阻比为9:1,即,整理可得,。
(2)根据电流表校准的刻度,可知电路中总阻值最大为,最小为,若定值电阻选择1000Ω,折无法校准3.0mA,所以定值电阻选择500Ω。由于最大阻值要达到3000Ω,所以滑动变阻器要选择3000Ω。
(3)因为只有一个损坏,所以验证R2是否损坏即可。所以d点应和接线柱“c”相连,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1(断路);若电表指针不动,则损坏的电阻是R2(短路)。
*
a
b
?A
R2
*
a
b
?A
R1
μA
mA
μA
mA
RP
E
S
R
图1
图2
mA
0
10
20
30
40
50
60
mA
mA
G
R1
R2
R3
V
a
c
b
M
N
P
E
S
R
mA
表笔A
表笔B
R2
R1
S
图(b)
mA
+
R2
R1
S
表笔A
表笔B
图(a)
mA
表笔A
表笔B
R2
R1
S
图(b)
S
R3
R2
3
-
+
μA
表笔a
图(b)
表笔b
R1
A
B
图(c)
μA
R1
R2
R3
1
2
A
B
S
图(a)
+
S
R3
R2
3
-
+
μA
表笔a
答图
表笔b
R1
A
B
R1
E
S1
R1
S2
G2
G1
图(b)
R′
b
c
a
d
mA
A
R1
R2
R0
R
a
b
c
图(a)
11-19年高考物理真题分专题汇编之85.描绘电阻的伏安曲线
【2019年4月浙江物理选考】小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率的电路。
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是的____导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图所示,则电流为____A,此时小灯泡的功率为____W
(3)做完实验后小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是____
A.0.08A B.0.12A C.0.20A
【答案】 (1). 1点至4点 (2). 0.30 (3). 0.75 (4). C
【解析】
【详解】(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1点至4点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路;
(2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30A;则灯泡的额定功率:P=IU=0.30×2.5W=0.75W;
(3)若灯泡电阻不变,则由,解得I1=0.12A,考虑到灯泡电阻温度越低时阻值越小,则通过灯泡的电流要大于0.12A,则选项C正确;故选C.
1.2012年理综安徽卷21.Ⅱ.(8分)
图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片, ;
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ;
③断开开关,…… 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
答: (1)①使它靠近变阻器左端的接线柱,
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压。
解析:①保证开关闭合时电路安全,此时测量电路部分电压最小;
②从0-2.5V电压范围内取8-10组电压电流值并记录。
因为是描绘伏安特性曲线,需要电压从0 开始,并适当多的测量数据,描绘较为准确。
(2)电路图如图所示
解析:电路特点:并联型电源、电流表外接法测电阻
2. 2013年天津卷
9.(3)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
电流表(量程为0~250mA.内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V.内限约3kΩ);
电键一个、导线若干。
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的(填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω, 额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图__________(填字母代号)。
③实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W。
【答案】① A ② B ③ 0.1
【解析】本题考查了“小灯泡的伏安特性曲线”的实。
① 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”,而“分压电路”需要用较小的滑动变阻器,故选择A。
② 在①中已经明确了控制电路,继续要选择电流表的接法,题中 Rx/RA = 15/ 5 = 3 ,而RV/Rx = 3000/15 = 200 , 可知电压表的分流作用不如电流表的分压作用明显,故而应选择电流表的外接法,综上可知B选项的电路图正确。
③ 根据图像可知,当将小灯泡接入电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端时,将小灯泡的内阻等效到坐标纸上可知小灯泡的伏安特性曲线仍处于“线性”段,故其电阻为10Ω,代入闭合电路欧姆定律及功率计算表达式可知 P实际 = (E/(r+Rx ))2Rx= ( 1.5 /15)2×10 =0.1(W)
3. 2013年福建卷19(2)(12分)
硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表的V1量程选用3V,内阻为6.0kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示教U1、U2。
(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V,可算出通过硅光电他的反向电流大小为 mA(保留两位小数)。
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX 和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线。
(ⅲ)由Ix-Ux图线可知,硅光电池 无光照下加反向电压时, Ix与Ux成 ( 填“线性”或“非线性” )关系。
答:①电路连接如答图1所示?
②(i)1.40? 0.23? (ii) Ix-Ux图线 如答图2所示 (iii)非线性
解析:电压表V1示数U1=1.40V,V2的内阻为RV=6.0kΩ,由欧姆定律可知通过的电流为I=U1/RV=0.23A。根据表中数据标出余下的4个坐标点,用描点法平滑曲线绘出Ix-Ux图线如答图2所示。由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时, Ix与Ux成非线性关系。
4.2011年理综福建卷
19.(2)(12分)某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至____档进行测量。(填选项前的字母)
A.直流电压10V B.直流电流5mA
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0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,为电压表(量程6V,内阻20kΩ),为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,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____端;(填“左”或“右”)
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.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______。(填“不变”、“增大”或“减小”)
答:(1)①0.97(0.96、0.98均可) ②C
(2)①D ②Ⅰ.左; Ⅱ. 1 点至 5 点(或 5 点至 1 点); Ⅲ. 增大
【解析】(2)①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 Ω,测电阻选欧姆挡并选×1挡。
②开关闭合前,应保证灯泡电压不能太大,要有实验安全意识,调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验。电表示数总调不到零,是由于电源总是对电表供电,滑动变阻器串联在了电路中,1点和5点间没有接好,连成了限流式接法,这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数,所以随着电压的增大,曲线斜率减小,电阻增大。
5.2015年理综浙江卷22. (10分)图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。
(1)根据图1画出实验电路图
(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的①、②、③、④所示,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。所示读数为:①_________②_________③_________④_________。两组数据得到的电阻分别为__________和__________。
答案:(1)答案如图1所示
(2)①0.10A、②0.24A、③2.00V、④0.27V。
(8.30.1)Ω和(2.70.1)Ω,
或者(2.70.1)Ω和(8.30.1)Ω。
解析(1)从实物图中可知电压表测量灯泡两端电压,电流表采用外接法,滑动变阻器采用分压接法,故电路图如答图1所示
(2)电流表的量程为0.6A,所以每小格表示的分度值为0.02A,故①的读数为0.10A,②的读数为0.24A,电压表的量程为3V,则每一小格表示0.1V,所以③的示数为2.00V,④的示数为0.27V。
若灯泡两端的电压小,则对应的电流也小,故①④为同一数据,故得到的电阻为,②③为另外一组数据,故得到的电阻为。
6.2016年天津卷9、(3)某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了开关,导线外,还有:
电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ)
电流表A1(量程0~200mA,内阻等于10Ω)
电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.1Ω)
滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A)
定值电阻R3(阻值等于1Ω)
定值电阻R4(阻值等于10Ω)
定值电阻R5(阻值等于1kΩ)
电源E,(E=6V,内阻不计)
①请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁
②该同学描绘出的I-U图像应是下图中的______
【答案】①电路如图;②B
【解析】①用量程3V的电压表V1和R5串联,可改装成量程为的电压表;
用量程为200mA的A1与定值电阻R4并联可改装为量程为的安培表;待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接电路;电路如图示。
②小灯泡的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I-U图线应该是B。
7. 2011年理综广东卷
34.(2)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干。
①粗测小电珠的电阻,应选择多用电表_____倍率的电阻档(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图(c),结果为_____Ω。
②实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图(d)完成实物图(e)中的连线。
③开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于____端。为使小电珠亮度增加,P应由中点向_____端滑动。
④下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点_____间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”)
数据点 a b c d e f
U/V 0.00 0.50 1.00 1.50. 2.00 2.50
I/A 0.000 0.122 0.156 0.185 0.216 0.244
答:① ×1、 8 ②如图所示 ③a,b ④ab
【解析】①小电珠(2.5V,0.6W)对应电阻为R=U2/P=2.52/0.6=10.4Ω,电阻十几欧,所以选“×1”档。
②电流表的电阻也就几欧,与电压表几千欧相比,小电珠算小电阻,所以电压表必须外接,伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大,所以滑动变阻器必须与电压采用分压接法。
③从a端开始,电压为零,向b端移动,对小电珠所加电压逐渐变大。
④ab之间电流增加了0.122A,其它段电流增加了0.03A左右,所以需要在ab之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A,分别测出相应的电压值。
8. 2011年理综重庆卷
20.在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有四个错误电路,如图所示。电源内阻不计,导线连接良好。若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象:
a.电珠L不亮;电流表示数几乎为零;
b.电珠L亮度增加;电流表示数增大;
c.电珠L开始不亮;后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断;
d.电珠L不亮;电流表从示数增大到线圈烧断。与上述abcd四种现象对应的电路序号为
A.③①②④ B.③④②① C.③①④② D.②①④③
答案:A
解析:在①中伏特表和安培表的连接是错误的,将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S后电珠L不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠L逐渐变亮,由于总电阻减小,干路电流增大,电流表示数增大,是b;在②中安培表连接错误,应该连接在干路上,开始时滑动变阻器的电阻最大,通过电珠的电流太小,电珠L不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠后来忽然发光,由于大部分电流流过电流表造成电流表从示数不为零到线圈烧断,是c;在③中伏特表和安培表应该互换位置,由于伏特表串联造成电珠L不亮,电流表示数几乎为零,是a;在④中安培表使电珠短路,电珠L始终不亮,电流表从示数增大到线圈烧断,是d。即①②③④分别对应bcad。正确的是A。
9. 2012年理综重庆卷22(2)
(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如题22图3所示。
①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式 ,利用测量数据作出U – I图象,得出E和r。
②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在题22图3中用笔画线代替导线连接电路。
③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U – I图象如题22图4(见下图)中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:
在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势 (填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
曲线(c)对应的电源电动势E= V,内阻r= Ω,当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P= mW。(均保留三位有效数字)
答:①U=E-Ir
②见题22答图
③不变 增大
0.975 480 267
解析:③U – I图象与U轴的交点表示电动势的大小,可知随电极间距的减小,电源电动势不变;电源电动势E=0.975V;
内阻
该电源的输出功率10.2015年理综福建卷19. (2)(12分)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
②某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为_________A;
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线判断,将______只相同的小电珠并联后,直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路,可使小电珠的总功率最大,其总功率的值约为__________W(保留两位小数)。
答案:①连线如右图 ②0. 44 ③4 , 2. 22~2. 28
解析:实物图如图所示;由图知电流表量程为0.6A,所以读数为0.44A;电源内阻为1欧,所以当外电路总电阻等于电源内阻时,消耗电功率最大,此时外电路电压等于内电压,等于1.5V,由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A,此时电阻约为,并联后的总电阻为1欧,所以需要4个小电珠,小电珠消耗的总功率约为。
11.2015年广东卷34.(2)(10分)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。
①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆档测量,示数如图15(a)所示,读数为 Ω。据此应选择图15中的 (填“b”或“c”)电路进行实验。
②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐 (填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
③图16(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件 (填“X”或“Y”)是非线性元件。
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和电阻r,如图16(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V,利用图16(a)可算得E= V,r= Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。
答案:①10,b; ②增大; ③Y; ④3.2, 0.50
解析:①读数为10,欧姆档“×1”,故电阻为10×1 = 10Ω 。 RX约为电流表内阻的10倍,是电压表内阻的1/300,可见待测电阻很小,故采用电流表外接法,即b电路。
②当P向右边滑动时,未知元件上分到的电压增大,因此电流增大,电流表读数逐渐增大。
③由图16(a)可知,元件X对应的U-I关系图线为直线,元件Y对应的U-I关系图线为曲线,即元件Y对应的电压与电流的比值并不固定,因此Y是非线性元件。
④由图16(a)可知,线性元件X的电阻为RX = 10Ω ,由闭合电路欧姆定律可知,
当S2闭合时, ,
当S2断开时有(此时把R当作电源内阻的一部分),
联立解得E = 3.2V , r = 0.50Ω 。
12.2017年新课标I卷23.(10分)
某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为____________W,最大功率为___________W。(结果均保留2位小数)
【答案】(1)如答图1示
(2)增大;增大;
(3)0.39w 1.17w
【解析】(1)要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,故滑动变阻器用分压式接法,小灯泡为小电阻,电流表用外接法,如答图1;
(2)由I-U图像知,切线的斜率在减小,故灯泡的电阻随电流的增大而增大,再由电阻定律知,电阻率增大;
(3)当滑动变阻器的阻值为9Ω时,电路电流最小,灯泡的实际功率最小,此时,得,在图中作出该直线如答图2示,所以交点坐标约为U=1.75V,I=225mA,;
整理得,
当直线的斜率最大时,与灯泡的I-U曲线的交点坐标最大,即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R=0时,灯泡消耗的功率最大,此时交点坐标为U=3.67V,I=0.32A,如答图3所示,最大的功率为P2=UI=1.17W。
A
S
E
R
V
I/A
U/V
O
1.0
2.0
3.0
0.30
0.20
0.10
A
V
E
S
A
V
E
S
A
V
E
S
A
V
E
S
A
B
C
D
丙
V
3
1
5
1
2
0
5
10
15
0
甲
V2
S
E
R0
R
V1
-
+
硅光电池
V
3
15
V
3
15
硅光电池
乙
R0
V1
V2
R
S
E
-0.10
0
-0.20
-0.30
-1.0
-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
-6.0
-7.0
-8.0
-9.0
Ix/mA
Ux/V
1 2 3 4 5 6 7 8 9
U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74
U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7
Ux/V 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 -5.0 -6.0 -7.0 -8.0
Ix/mA -0.00 -0.00 -0.01 -0.02 -0.04 -0.07 -0.12 -0.19 -0.29
-0.10
0
-0.20
-0.30
-1.0
-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
-6.0
-7.0
-8.0
-9.0
Ix/mA
Ux/V
答图2
答图1
V
3
15
V
3
15
硅光电池
R0
V1
V2
R
S
E
V
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
S
E
R
P
L
甲
I
O
U
乙
第22题图1
第22题图2
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
②
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
15
③
0
5
10
0
1
2
3
④
0
5
15
0
1
2
3
10
-
+
3
V
15
0.6
A
3
答图1
E
R
A
S
V
L
U
I
A
O
U
I
B
O
U
I
C
O
U
I
D
O
V1
A1
R1
R5
R4
E
S
图(c)
A
V
P
a
b
S
E
图(d)
A
3
0.6
~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
V
红
黑
电源
+
图(e)
V
A
L
S
①
L
V
A
S
②
A
V
③
S
L
A
V
④
S
L
果汁
铜片
(正极)
锌片
(负极)
题22图3
V
A
I/mA
U/V
题22图4
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
(d)
(a)
(b)
(c)
果汁
铜片
(正极)
锌片
(负极)
题22答图
V
A
丙
0.6
3
左
右
S
甲
乙
0
0.4
0.6
0.2
0.6
3
左
右
S
X
V
A
P
E
S
(b)
X
V
A
P
E
S
(c)
(a)
图15
ε
r
R
S1
S2
V
线性元件
(b)
图16
0.5
U/V
I/A
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
Y
(a)
0
图(a)
I/mA
0
1
2
3
4
50
100
200
300
150
250
350
U/V
L
R
S
E0
图(b)
A
V
答图1
I/mA
0
1
2
3
4
50
100
200
300
150
250
350
U/V
答图2
I/mA
0
1
2
3
4
50
100
200
300
150
250
350
U/V
答图3
11-19年高考物理真题分专题汇编之86测定电源的电动势和内阻1.2016年北京卷19.某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
【答案】D
【解析】A项中根据闭合回路欧姆定律可得E=U+Ir,可测量多组数据列式求解,A正确;B中根据欧姆定律可得,测量多组数据可求解,B正确;C项中根据欧姆定律可得E=I (R+r),可测量多组数据列式求解,C正确;D中两个安培表和一个滑动变阻器,由于不知道滑动变阻器电阻,故无法测量,D错误.
2.2016年四川卷8.Ⅱ.(11分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(iii)以U为纵坐标,I为横坐标,作U–I图线(U、I都用国际单位);
(iv)求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用_____;电流表最好选用_____。
A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)
B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)
D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。
【答案】(1) A 、 C (2)C (3)ka ;
【解析】(1)电压表最好选用内阻较大的A;则电路能达到的最大电流,电流表最好选用C。
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。说明外电路的电阻变大,滑动变阻器电阻变大,则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是:一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱,故选C
(3)图线在横轴上的截距为a,根据U-I图线的在U轴上的截距等于电动势E,则E=ka;
由E=U+I(r+R2),得U = - I(r+R2)+E,对比U?I图线可知,图像斜率的绝对值k=r+R2,所以电源内阻r=k-R2。
3. 2013年浙江卷
22.(10分)采用如图所示的电路“测定电池的电动势和内阻”。
⑴除了选用照片中的部分器材外,_____________(填选项)
A.还需要电压表
B.还需要电流表
C.还需要学生电源
D.不再需要任何器材
⑵测量所得数据如下:
测量次数 物理量 1 2 3 4 5 6
R/Ω 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
I/A 0.60 0.70 0.80 0.89 1.00 1.20
U/V 0.90 0.78 0.74 0.67 0.62 0.43
用作图法求得电池的内阻r= ;
⑶根据第5组所测得的实验数据,求得电流表内阻RA= 。
答案:(10分)
(1)A
(2)作图正确,r=(0.75±0.10) Ω
(3)
4.2013年安徽卷
21.Ⅲ.(7分)根据闭合电路欧姆定律,用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R?0是定值电阻,通过改变R的阻值,测出R?0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的。根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图2所示。已知,请完成以下数据分析和处理。
(1)图2中电阻为 Ω的数据点应剔除;
(2)在坐标纸上画出关系图线;
(3)图线的斜率是 ,由此可得电池电动势Ex= V。
答案:Ⅲ. (1)80.0 (2)如图示 (3)0.00444 1.50
解析:(1)80.0在图线以外较远,故应剔除。
(2)连线时应使图线过尽量多的点。
(3)根据闭合电路欧姆定律有
,
有,
由图线求的斜率是0.00444,由公式求的斜率是,求得电动势为1.50V。
5. 2012年理综四川卷22.
(2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0V.0.7A”;
电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~ 10Ω,;
学生电源E,电动势6V,内阻不计;
开关S及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为____Ω。
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是____V。
③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
解析:①由图2可读出电压表的示数为2.30V,所以此时L的电阻为2.30V/0.46A=5Ω;
②电压表指针指在最大刻度时,电压表示数为3.00V,加在L上的电压值为
③由于电压表量程太小,所以需要改装,将它与R2串联即成为一个量程为4.0V的新的电压表;电流表A1量程太大,不可用,可以将A2改装:将它并联一个小电阻R1则成为一个量程为0.72A的新的电流表了。由于灯泡的电阻远小于电压表内阻而与电流表内阻相差不多,属于小电阻,故用电流表外接法比较合适。答案如答图1较合适,若用答图2则不太合适。
说明:画出答图1给4分,只画出答图2给2分。
6. 2011年理综四川卷
22.(2)(10分)为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A.量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表
B.量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表
C.量程为3V、内阻为3kΩ的电压表
选择电压表_____串联_____kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。
②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图。
③根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω,电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E=_____V、内阻r=_____Ω。
解析:①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压表盘刻度改装容易,读数容易,改装后量程和内阻都扩大3倍,所以改装时需要串联6 KΩ的电阻。
②实验原理电路图如图示。
③电压表示数为1.50V时,改装电压表的示数为4.50V,即加在电阻箱上的电压是4.50V,根据闭合电路的欧姆定律
,同理有。
联立二式解得
7. 2012年理综福建卷19. (2)(12分)
某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。
①先直接用多用电表测定该电池电动势。在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为_______V。
②然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势。
(ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。
(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U。该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1/R与1/U的值。请用表中数据在坐标纸上描点,并作出1/U-1/R图线。
R(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0
U(V ) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9
1/R(×10-2Ω-1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00
1/U(V-1 ) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35
(ⅲ)从图线中可以求得电动势E=_______V
【答案】(1)①A、②1.970 mm; (2) ①9.4V,②(ⅲ)9.5V—11.1V
【解析】(1)①调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,无须放上单缝和双缝。
②主尺的示数为1.5mm(半毫米刻度线已经露出),可动尺的示数为47.0×0.01mm=0.470mm,总的示数为(1.5+0.470)mm=1.970mm.
(2)①选择开关位于直流电压10V档,按电表中央刻度0-10V刻度读数,最小刻度为0.2V,电池的电动势为9.4V。
②(ⅰ)连接电路如图所示。
(ⅱ)所作图象如图所示
(ⅲ)从全电路欧姆定理可知,得到,从图中可知截距为电动势的倒数b=1/E。由图线可知b=0.10,因此可求出电动势的大小E=10V。
8.2018年江苏卷10.(8分)一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)题图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。
(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 Ω。
R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26
/A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33 A时,电压表的指针位置如图2所示,则该干电池的电动势应为 V;内阻应为 Ω。
答:(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零
(2)(见下图) 1.4(1.30~1.44都算对) 1.2(1.0~1.4都算对)
(3)1.4(结果与(2)问第一个空格一致) 1.0(结果比(2)问第二个空格小0.2)
解析:(1)连接电路时电源应与电路断开,所以开关要断开;另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零,这样容易烧坏电流表和电源。
(2)将数据描点连线,做出一条倾斜的直线。
根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得,
所以图线的斜率表示电源电动势,
截距绝对值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω;
用电压表与电流表并联,可测得电流表的内阻 ,考虑电表内阻对实验的影响,则E=I(R+RA+r),得,所以图线的斜率仍表示电动势,电动势的准确值为1.37V,图线的截距表示(RA+r),所以内阻精确值为r=(1.20-0.20)Ω=1.00Ω。
9. 2014年理综新课标卷Ⅰ
23.利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9 Ω),电阻R0(阻值为3.0 Ω),电阻R1(阻值为3.0 Ω),电流表A(量程为200 mA,内阻为RA=6.0 Ω),开关S.
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R;
③以为纵坐标,R为横坐标,作 ?R图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b. 为________.
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则 与R的关系式为________.
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0 Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表.答:①________,②________.
R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077
I-1/A-1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1Ω-1,截距b=________A-1.
(4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.
【答案】(1)
(2)0.110 9.09
(3)图线如答图
(在0.961.04之间均给分) ,
(在5.96.1之间均给分)
(4)E=3.0V (在2.73.3之间均给分) ,
r=1.0Ω(在0.61.4之间均给分)
【解析】 本题考查了测量电源电动势和内电阻的实验.
(1)根据闭合电路欧姆定律有 .
化简得
(2)电流表每小格表示4 mA,因此电流表读数是0.110 A,倒数是9.09 A-1.
(3)根据坐标纸上给出的点,画出一条直线,得出斜率A-1·Ω-1,截距b=6.0 A-1.
(4)由,代入数值可得
斜率 因此 E=3.0 V,
截距 因此 r=-5=1.0 Ω.
10. 2014年理综大纲卷
23.(12分)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有:电流表,内阻为1.00Ω;电压表;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干。某同学设计的测量电路如图(a)所示。
(1)按图 (a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端。
(2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。 数据如下表所示。根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图线。
I(mA) 193 153 111 69 30
U(V) 2.51 2.59 2.68 2.76 2.84
(3)根据U-I图线求出电源的电动势E= V,内阻r= Ω。
【答案】(1)连接如答图1所示.
(2)U?I图线如答图2所示.
(3)2.90(在2.89~2.91之间均给分)
1.02(在0.93~1.13之间均给分)
【解析】(1)实物连线要注意连接主干电路,最后再连接电压表.
(2)根据坐标纸上描出的各点,连接成一条直线,尽量使得各点对称分布在直线两旁.
(3)图像直线纵轴截距表示电源电动势,斜率绝对值表示电源内电阻.
将电流表和电源看作等效电源,电压表的读数即为路端电压,根据闭合电路欧姆定律有U=I (RA+r),所以E=2.89V,
11.2014年理综北京卷21.(18分)
利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图1中的 (选项“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(00.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A. 电压表(015V) B.电压表(03V)
C. 滑动变阻器(050Ω) D.滑动变阻器(0500Ω)
实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 ;(选填相应器材前的字母)
(3) 某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出 U-I 图线。
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化,图3的各示意图中正确反映P-U关系的是 。
序号 1 2 3 4 5 6
电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
电流( A ) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
【答案】(1)甲(2)B C (3)第3个点为数据误差,连线时略过 (4)1.50 0.83 (5)C
【解析】(1)由于干电池内电阻很小,与电流表内阻相差不大,若选乙图,则测量值为电源内阻与电流表内阻之和,误差较大,故选甲图。
(2)干电池的电压一般为1.5V左右,为减小误差,选择量程与之接近的3V的电压表:实验中,滑动变阻器为限流接法,电源内阻一般为几欧姆,应选择最大阻值为50Ω的滑动变阻器。
(3)第三个点误差较大,应该舍去。根据数据点排列趋势,可知图线为直线,画图时,应使数据点尽可能均匀分布在所画直线两边。
(4)电源的电动势等于U-I图像纵轴的截距,纵轴上最小刻度为0.01V,读数时应估到该位。内阻等于U-I图像斜率,计算时在直线上取相距较远的两点的坐标来计算。
(5)输出功率,当滑动变阻器的电阻等于电源的内阻时,电压表示数等于最大值的一半时,输出功率最大,选项C正确。
12.2014年物理上海卷
28. (7分)在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中
(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图(a)所示。图中未接导线的A端应接在 点(选填: “B”、“C”、“D”或“E”)。
(2)实验得到的U-I关系如图(b)中的直线1所示,则电池组的电动势为 V,内电阻阻值为 。
(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图(a)中将“A”端重新连接到 点(选填: “B”、“C”、“D”或“E”),所得到的U-I关系如图(b)中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为 。
【答案】(1) C (2) 2.8; 2 (3) D;3
【解析】(1)根据实验电路可知电流传感器串联在了电路中,另一个是电压传感器应该并联在电路中测量电路的路端电压,所以A端应该连接在C处;
(2)根据闭合电路的欧姆定律:U=E-Ir,图线的斜率表示内阻:,截距表示电动势,即E=2.8V;
(3)为了测量定值电阻的阻值,应将定值电阻等效为电源的内阻,电压传感器应该并联在滑动变阻器两端,所以A端应接在D端;定值电阻的阻值为:。
13. 2014年理综福建卷
19.(2)(12分)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻。
①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只 Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
③某次实验的数据如下表所示:
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8
电压表V读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46
改装表A读数I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻
r= Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是 。
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是 。(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大
答案:①1.0
②如答图所示
③ 1.66 充分利用测得的数据
④ C D
解析:①根据电流表的改装原理
③借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),采用1与5;2与6;3与7;4与8;两两组合,由,联立求出E、r,而后取其平均值可得。
由得,得,
采用第1与第5次数据时
采用第2与第6次数据时
采用第3与第7次数据时
采用第4与第8次数据时
故
逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是充分利用取得的数据。
④由闭合电路欧姆定律,分析可知,由于电压表内阻的影响,导致通过电源的电流比测量值偏小,故内阻测量值总是偏大,选项A正确;滑动变阻器的阻值不会影响内阻r的测量结果,选项B错;电表改装时,R1的实际阻值比计算值偏小,可导致通过表头的电流偏小,电流表读数偏小,故内阻测量值总是偏大,故C正确;由知,R0的实际阻值比标称值偏大,可导致内阻测量值总是偏大,故D正确。
14.2015年理综天津卷9、(3)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约为4.5V,内电阻约为1Ω)的电动势和内电阻,除了待测电池组,电建,导线外,还有下列器材供选用;
A电流表:量程0.6A,内电阻约1Ω
B电流表:量程3A,内电阻约为0.2Ω
C电压表:量程3V,内电阻约为30kΩ
D电压表:量程6V,内电阻约为60kΩ
E滑动变阻器:0-1000Ω,额定电流0.5A
F滑动变阻器:0-20Ω,额定电流2A
①为了使测量结果尽量准确,电流表应选用_______,电压表应选用_______,滑动变阻器应选用_______(均填仪器的字母代号)
②右图为正确选择仪器后,连好的部分电路,为了使测量误差尽量小,还需在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连(均填仪器上接线柱的字母代号)
③实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验,实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U;用图像法处理采集到数据,为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线,则可以_______为纵坐标,以_______为横坐标
答案:①A,D,F ②a d c g f h ③ 或 或(横纵坐标互换亦可)
解析:①按仪器选择顺序,先选电表,电池的电动势为4.5V,故电压表选择6V量程的D,若电流表选择3A量程,则调节滑动变阻器阻值时电流的变化很小,读数误差大,故电流表选择0.6A量程的A即可;因要求测量结果尽量准确,为方便调节,滑动变阻器选择0-20Ω的F即可。
②为减小误差,电流表应采用内接法,同时注意电表的正、负接线柱,电路图如右图示,故可知导线应连接a d 、c g、 f h。
③换用电阻箱后,根据闭合电路欧姆定律有,
变形后得到或或,
故图像坐标可以为 或 或(横纵坐标互换亦可)。
15.2015年江苏卷10. (8 分)小明利用如题 10-1 图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.
(1)题 10-1 图中电流表的示数为 __________ A.
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06
I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44
请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出 U-I 图线.
由图线求得:电动势 E = ________ V;内阻 r = _______Ω.
(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合。 其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为 。
答案: (1) 0. 44
(2) U-I 图线见右图
1. 60 (1. 58 ~ 1. 62 都算对)
1. 20 (1. 18 ~ 1. 26 都算对)
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。
(1)由记录表格知,电流表使用0.6A量程,所以读数为0.44A。
(2) 描点作图,U-I 图线见右图所示。根据U=-Ir+E可得,图像与纵轴的截距表示电动势,所以电动势大小为1.60V,图像的斜率等于内阻,所以r=1.20Ω。
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大。
16.2015年理综安徽卷21.Ⅱ.
某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA,内阻为2500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9 Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 Ω。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。
1 2 3 4 5 6
R(Ω) 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0
I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0
IR(V) 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20
①根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线
②根据图线可得电池的电动势E是 V,内阻r是 Ω。
【答案】(1)并联 5.0; (2)①倾斜直线如下图示; ②1.53, 2
解析:(1),,量程,根据并联分流原理,改装成大量程电流表需并联的电阻;
(2)根据闭合电路欧姆定律,,即,所以图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小,斜率的绝对值即等于内阻大小,
由图像可求出E=1.53?V,r+rA=7Ω.
由于改装的电流表跟电池串联,总内阻为7Ω,改装的电流表内阻5Ω,所以电池内阻为2Ω.。
17.2017年天津卷9.(3)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后,发现、和三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键S闭合,用多用电表的电压挡先测量,a、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是______导线断开;若读数为零,则一定是______导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如右图。由I1–I2图象得到的电池的电动势E=______V,内阻r=_______Ω。
【答案】①,; ②E=1.41V(1.36~1.44均可),r=0.5Ω(0.4~0.6均可)。
【解析】①用电压表检测电路故障,电压表的表头是电流计,原电路有断路,回路中无电流,将电压表接在a、间后有示数,说明电路被接通,即a、间有断路故障,再测量、间电压,电压表读数不为零,说明断路故障的范围被缩小到、间,则一定是、间导线断开;若读数为零,则说明电路仍未被接通,断路故障的范围被确定在b、间。
②根据闭合电路欧姆定律,I1 << I2,上式可简化为
,读出两点坐标(60,0.12)和(260,0.05),
代入方程解得:电动势E=1.41V,内阻r=0.5Ω.
A
V
R1
R2
S
R
待测电源
V
A
R
S
E
r
A
3
0.6
3
A
3
0.6
3
I/A
U/V
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0
0.5
1.0
1.5
图1
rx
R
R0
1
2
Ex
S
图2
20
40
60
80
120
100
140
160
0.80
R/Ω
070
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
20
40
60
80
120
100
140
160
0.80
R/Ω
070
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
A1
S
E
L
R
V
图1
图2
A1
S
E
L
R
V
图3
R2
图4
R
S
E
L
V
答图1
R2
A2
R1
L
V
答图2
R2
A1
R1
V1
V2
V3
V1
V2
V3
V3
V3
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
R
R0
S
E r
V
0
1.00
4.00
3.00
2.00
5.00
0.10
0.20
0.30
0.40
电阻箱R
A
- +
开关
待测干电池
电流表
图2
mV
0
40
80
100
60
20
0
R/Ω
1
2
3
4
5
6
7
2
0
-2
6
4
8
10
0
R/Ω
1
2
3
4
5
6
7
2
0
-2
6
4
8
10
A
R1
待测电源
S
R0
R
图(a)
20
40
0
60
80
100
120
140
160
180
200
图(b)
R/Ω
0
2.0
4.0
6.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
图(c)
R/Ω
0
2.0
4.0
6.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
答图
导线1
图(a)
A
V
P
R1
R2
R3
R4
R5
E
S
E
R1
R2
R3
R4
R5
S
图(b)
图(c)
答图1
E
R1
R2
R3
R4
R5
S
导线1
P
答图2
甲
V
A
V
A
乙
图1
1.0
0.1
0.2
0.3
1.2
1.1
1.3
1.4
1.5
1.6
0
0.4
0.5
0.6
U / V
I/A
图2
图2
P
U
O
P
U
O
D
P
U
O
P
U
O
A
B
C
图3
1.0
0.1
0.2
0.3
1.2
1.1
1.3
1.4
1.5
1.6
0
0.4
0.5
0.6
U / V
I/A
图2
I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
U/V
Ⅱ
Ⅰ
图(b)
图(a)
A
B
C
D
E
数据采集器
甲
R1
V
R
E
S
G
电流表
R0
R
R1
R0
S
V
G
E
乙
R
R1
R0
S
V
G
E
答图
A
g
h
V
c
d
c
b
a
b
d
e
f
f
V
A
d
c
a
b
h
g
f
d
b
c
e
A
0
1
2
3
0
0.2
0.4
0.6
题10-1图
3
–
V
15
0..6
–
A
3
S
+
-
干电池
电压表
滑动变阻器
电阻
开关
电流表
题10-2图
I/A
U/V
1.1
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.0
1.2
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0
I/A
U/V
mA
R
E r
图1
I/mA
IR/V
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
0
10
20
30
40
50
60
图2
I/mA
IR/V
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
0
10
20
30
40
50
60
A2
S
R1
E r
A1
R0
R
c
a′
c′
b
b′
I1/mA
I2/mA
0
0.15
0.10
0.05
100
200
300
11-19年高考物理真题分专题汇编之87练习使用多用表
【2019年物理全国卷3】某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。( )欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω:滑动变阻器选____(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为____、____。
(3)校准
红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向___kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_______Ω。
【答案】 (1). (2). 900 (3). R1 (4). 45 (5). 5 (6). 0 (7). 35000.0
【解析】
【详解】(1)连线如图:
根据欧姆表的改装原理,当电流计满偏时,则,解得R=900Ω;为了滑动变阻器的安全,则滑动变阻器选择R1;
(2)在a处, ,解得Rxa=45kΩ;
在b处,则,解得Rxb=5kΩ;
(3)校准:红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指到0 kΩ处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:R=35000.0Ω。
1. 2011年理综北京卷21.(1)
用如图1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_____(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“×1k”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)①多用电表的电流档校零,应该调整校零旋钮S使指针对准电流的"0"刻线。③欧姆档的调零,应该在表笔短接的情况下调欧姆调零旋钮T,使指针指在欧姆刻度线的0刻线。④若在测量过程中,发现指针偏转角度过小,表明被测的电阻阻值很大,这时要换用更高倍率的挡位,将选择开关K旋转到电阻挡"×1k"的位置;将两表笔短接,旋动欧姆调零旋钮T,对欧姆表进行校准;将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接测电阻,所以为A、D、C。
2. 2011年理综重庆卷
22.(1)某电动机的三组线圈①、②、③阻值相同,均为几欧姆,接法可能是图1中甲、乙两种之一,A、B和C是外接头。现有一组线圈断路,维修人员通过多用电表测量外接头之间的电阻来判断故障,若测量A和B之间、B和C之间、A和C之间的电阻时,多用电表指针偏转分别如图2(a)、(b)、(c)所示,则测量中使用的欧姆档的倍率是 (填、、或),三组线圈的接法是 (填甲或乙),断路线圈是______(填①、②或③)。
答案:(1)×1;乙;③
解析:由于所测电阻均为几欧姆,串联后还是几欧姆,所以欧姆档的倍率选择×1;所测值分别是4Ω、4Ω和8Ω,说明接法是乙,断路的是③。因为采用甲接法时测量值应该有两个是无穷大,一个是8Ω。
3. 2014年理综重庆卷6.(1)
某照明电路出现故障,其电路如题6图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V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点时多用表指示如题6图2所示,读数为 V,说明 正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
②红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和题6图2相同,可判断发生故障的器件是 。(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)
【答案】①11.5 (11.2~11.8) ;蓄电池 ② 小灯
【解析】① 多用电表直流50V的量程读中间均匀部分,共50格,每格1V应该估读到0.1V,指针在11~ 12 之间,读数为11.5V。开关断开,相当于电压表并联在蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的。
② 两表笔接b、c之间,并闭合开关,测试电压相同,说明a、b之间是通路, b、c之间是断路,故障器件是小灯。
4. 2013年上海卷
27.(6分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。
(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择 倍率的电阻档(填:“×10”或“×1k”),并___________再进行测量,多用表的示数如图(a)所示,测量结果
为 Ω。
(2)将待测元件(额定电压9V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图(b)所示。添加连线,使电路能测量该元件完整的伏安特性。
本实验中使用多用表测电压,多用表的选择开关应调到 档(填:“直流电压10V”或“直流电压50V”)。
答案:(1)×10 欧姆调零 70
(2)电路如图;直流电压10V档
解析:(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,说明电阻较小,因此需选择×10倍率的电阻档,并欧姆调零后再进行测量,测量结果为70Ω。
(2) 要测量该元件完整的伏安特性,必须连接成分压电路。本实验中使用多用表测电压,多用表的选择开关应调到直流电压10V档。
5.2013年新课标I卷
23.(8分)某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V 。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为 kΩ。
(5)多用电表电阻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电阻串联而成的电路,如图(d)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,电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为 kΩ。
【答案】(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0
【解析】(1)用欧姆表测量电阻时,选好档位之后,要进行欧姆调零,即两个表笔短接进行调节。
(2)多用电表内部电池的正极相连的是黑表笔,多用表测量时电流从红表笔流入,由黑表笔流出,所以多用电表的红表笔和1端相连, 黑表笔连接另一端。
(3)欧姆表读数时,指针所处的位置最小格代表1kΩ,所以读数时要估读到下一位,即15.0×1kΩ=15.0 kΩ;电压表最小刻度表示0.1V,所以要估读到0.01V,即3.60V;
(4)滑动变阻器接入电路中的阻值为零,所以欧姆表测量的是电压表的内阻:12.0kΩ;
(5)欧姆表测量电阻时,表内有电源,根据闭合电路的欧姆定律有: ,所以中值为欧姆表的内阻.0 kΩ,根据欧姆表测量电压表时组成的回路有:,得V=9V.
6. 2012年江苏卷
10. (8分)如题10-1图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0刻度线处,应先调整题10-2图中多用电表的______________(选填“A”、“B”或“C”).
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值. 测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表. 两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如题10-2图所示.请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路.
两表笔接的接点 多用电表的示数
a, b ______Ω
a, c 10.0Ω
b, c 15.0Ω
【答案】(1)A (2)短暂 (3)5.0(如图)
7. 2012年物理上海卷
27.(6分)在练习使用多用表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示。
①若旋转选择开关,使其尖端对准直流电流档,此时测得的是通过____________的电流;
②若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆档,此时测得的是____________的阻值;
③若旋转选择开关,使其尖端对准直流电压档,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是____________两端的电压。
(2)(单选)在使用多用表的欧姆档测量电阻时,若 ( )
(A)双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
(B)测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量
(C)选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25Ω
(D)欧姆表内的电池使用时间太长,虽能完成调零,但测量值将略偏大
答案:(1)①R1, ②R1和R2串联, ③R2(或电源), (2)D,
解析:(1)①作为电流表测电流时与待测电阻串联,因此测得的是通过R1的电流;
②断开电键,两个电阻串联,此时多用电表作为欧姆表,测量的是两个电阻R1与R2串联之后的总电阻;
③滑动变阻器移到最左端时,R1被短路,外电阻就剩一个R2,此时电压表测得就是R2分得的电压或路端电压。
(2)若双手捏住两表笔金属杆,测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻,因此偏小,A选项不对;
测量时发现指针偏离中央刻度过大,分两种情况:若偏转角过大应减小倍率,若偏转角过小应增大倍率,因此B选项不对;
由于欧姆表刻度右侧稀左侧密,因此在20与30正中间应小于25,但由于是“×10”倍率因此测量值应小于250Ω,C选项不对;
因此只有D选项正确
8.2015年上海卷27.(4分)如图是一个多用表欧姆档内部电路示意图。电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω;电池电动势1.5V、内阻1Ω;变阻器R0阻值0-5000Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的,当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变________(选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300Ω,则这个电阻的真实值是________Ω。
(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果________(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
答案:(1)小; 290 (2)准确
解析:(1)由闭合电路欧姆定律:得: ,因为式中E变小,r变大,故R0将减小;因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5V刻度的。测得某电阻阻值为300Ω时,电流表中的电流,其中,当电池电动势下降到E′=1.45V时,此时欧姆表的内阻,由闭合电路欧姆定律得,解得真实值R′=290Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确,因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。
9. 2011年理综安徽卷
21.Ⅱ.⑴某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量过程:
①_________________________________;
②_________________________________;
③_________________________________;
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
⑵接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示。其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接。
⑶图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量 ;当S旋到位置 时,可用来测量电流,其中S旋到位置 时量程较大。
【解析】(1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档:
②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;
③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值。
(2)如答图所示
(3)电阻;1、2;1
10. 2011年理综全国卷
23.(12分)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
⑴仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色;
⑵若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a),(b),(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为_______mA,电阻箱的读数为_______Ω:
⑶将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为______mA;(保留3位有效数字)
⑷计算得到多用电表内电池的电动势为_________V。(保留3位有效数字)
答案:⑴黑 ⑵14.0 53.0 4.6 ⑶102 ⑷1.54
解析:(1)根据所有电器“红进黑出”的一般原则,对多用电表来说,电流从红表笔进入多用电表,电流从黑表笔从多用电表流出,由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极,故电流经过多用电表从a表笔流出,故a表笔为多用电表的黑表笔。
(2)欧姆表读数为R=14.0Ω;电流表读数为I=50mA+×3.0=53.0mA;电阻箱读数为:4×1Ω+6×0.1Ω=4.6Ω。
(3)多用电表接外电路时,考虑到多用电表表头的电流刻度是均匀的,其表头偏转的格数与表盘总格数之比为26:50,而多用电表接外电路时,外电路电流表示数为I=53.0mA,设表笔短接时通过多用电表的电流为I0,则=,解得I0=102mA。
(4)设多用电表内阻为r,已知外电路电阻为R=14Ω,多用电表接外电路时:E=I(r+R),多用电表两表笔短接时:E=I0r,联立解得多用电表内的电池电动势E=1.54V。
11.2016年上海卷27.(6分)在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)(多选题)用多用电测电流或电阻的过程中
(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
【答案】A,D
【解析】多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项B错误;在测量未知电阻时,必须先用电压表测试电阻内是否带有电源,再大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行测试,避免电表烧坏,故选项D正确。
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡,其读数为 V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为 200 Ω(选填:“大于”,“等于”或“小于”)。
【答案】5.4; 小于
【解析】若选择开关处于“10V”挡,则电表的最小刻度为0.2v,此时读数为5.4V;
若选择开关处于“×10”挡, 此时指针指示位置约指在“10”和“30”的中间位置,因为欧姆表的刻度特点是右边稀左边密,所以读数应该小于200Ω。
12.2018年浙江卷(4月选考)18.(5分)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻R,正确的操作顺序是__ EDBCA ___(填字母);
A.把选择开关旋转到交流电压最高档
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档位,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=___2.8~3.0___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(电动势3V,内阻可忽略),电压表(量程3V,内阻约为3kΩ),多用电表(2.5mA挡、25mA挡和250mA挡,对应的内电阻约为40Ω,4Ω和0.4Ω),滑动变阻器Rp(0—10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关及导线若干。
测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图中最合适的是_B__(填字母),多用电表选择开关应置于_250mA_ ___挡。
解析:(1)操作步骤先机械调零即E,再欧姆调零,即D、B?;再测量电阻即C,最后复位打到OFF档或交流电压最大档即A,所以顺序为EDBCA,
(2)读数档位为×1档,表盘读数为2.9,所以读数为2.9Ω。
(3)由题意可知铅笔芯的电阻Rx很小,采用电流表外接法,A错误;D电路图不是分压器接法,滑动变阻器不能调节电压,D错误;C电路中,由于铅笔芯的电阻Rx很小,调节滑动变阻器的过程中,电压表的变化范围很小,读数误差大,而用R0串联后既能放大电压表读数,又能起到保护作用,故选用B电路图。
估测电流最大值为I=U/(R0+Rx)=230mA,故要选250mA档。
13.2017年新课标Ⅲ卷23.(9分)
图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图(a)中的A端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是__________________(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=_____________Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为_____________;若此时B端是与“3”连接的,则读数为_____________;若此时B端是与“5”连接的,则读数为____________。(结果均保留3为有效数字)
答:(1)黑;(2)B;(3)160Ω;880Ω;(4)1.49mA;11.0×100Ω;2.95V
解析:(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用就是欧姆表调零的作用,也就是使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
(3)换档开关接2时,是量程较小的电流表,所以 ;
换档开关接4时,是量程较小的电压表,这时表头与R1、R2并联组成新表头,新表头的内阻,新表头的量程是1mA,所以
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,好像时多用表是量程为1mA的电流表,则多用电表读数为1.49mA;若此时B端是与“3”连接的,此时多用表是欧姆×100 Ω挡,则读数为11.0×100Ω;若此时B端是与“5”连接的,量程为5 V电压表,则读数为2.95V。
S
T
K
图1
①
②
③
A
B
C
甲
①
②
③
A
B
C
乙
图1
Ω
(a)
Ω
(b)
Ω
(c)
图2
题6图1
保险丝
蓄电池
开关
小灯
题6图2
图a
A
+
-
A
图b
~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
A
+
-
A
答图
~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
V
图(a)
1
2
多用
电表
黑
红
图(c)
V
图(b)
A-V-Ω
图(d)
a
b
c
a
b
c
或
R0
G
图(a)
A
B
E
E′
红表笔
黑表笔
1
2
3
4
5
6
图(c)
A
V
+
图(b)
A
V
+
答图
R
多用电表
电流表
电阻箱
a
b
图1
+
mA
×100
×10
×1
×0.1
图2(a)
图2(b)
图2(c)
A-V-Ω
10
30
0
第18题图
C
B
A
D
mA
V
R0
Rx
RP
mA
V
R0
Rx
RP
mA
V
R0
Rx
RP
mA
V
R0
Rx
RP
图(b)
A - V - Ω
A
E
1
2
3
4
5
图(a)
R5
R4
R3
R6
R1
R2
G
表头
B
11-19年高考物理真题分专题汇编之88研究电磁感应现象
【2019年4月浙江物理选考】在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实验连线后如图1所示,感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。
(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,G表指针____(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针____(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”)。
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针____(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”)。
(3)仅用一根导线,如何判断G表内部线圈是否断了?
________
【答案】 (1). 左偏 (2). 右偏 (3). 不停振动 (4). 短接G表前后各摇动G表一次,比较指针偏转,有明显变化,则线圈断了;没有明显偏转则未断。
【解析】
【详解】(1)将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,电阻减小,回路电流变大,根据线圈中导线的绕向可知磁通量向下增加,根据楞次定律可知,A线圈中产生的感应电流使G表指针左偏;迅速抽出铁芯时,磁通量减小,产生的感应电流方向与上述方向相反,则G表指针右偏。
(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。接通电源,闭合开关,由于穿过线圈的磁通量大小方向都不断变化,在线圈A中产生的感应电流大小方向不断变化,则G表指针不停振动。
(3)根据阻尼原理,短接G表,前后各摇动G表一次,比较指针偏转,有明显变化,则线圈断了;没有明显偏转则未断。
1. 2013年上海卷
26.(3分)演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈,微电流传感器,DIS等组成)如图所示。首先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,屏幕上的电流指针 (填:“有”或“无”)偏转;然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向平行,并从东向西移动,电流指针 (填:“有”或“无”)偏转;最后将线圈水平放置,使其从东向西移动,电流指针 (填:“有”或“无”)偏转。
答案:有 无 无
解析:首先将线圈竖直放置,以竖直方向为轴转动,线圈中磁通量变化,屏幕上的电流指针有偏转。然后仍将线圈竖直放置,使其平面与东西向平行,并从东向西移动,线圈中磁通量不变化,电流指针无偏转。最后将线圈水平放置,使其从东向西移动,线圈中磁通量不变化,电流指针无偏转。
2.2012年物理上海卷
26.(4分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端:当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为____________(填:“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为____________(填:“顺时针”或“逆时针”)。
答案:(1)顺时针,(2)逆时针,
解析:(1)由题可知,在螺线管内电流从b流向a,而根据楞次定律(增反减同)螺线管中产生的磁场与原磁场方向相反(向上),再根据右手螺旋定则可知电流方向为逆时针方向(俯视线圈),因此从a向b看导线绕向为顺时针方向
(2)由题可知在螺线管内电流从a流向b,而根据楞次定律(增反减同)螺线管中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)再根据右手螺旋定则可知感应电流方向与(1)相同,而电流的流向与(1)相反,因此绕向一定与(1)相反为逆时针方向(俯视线圈)。
3.2011年上海卷
28.(5分)在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中,得到E-1/Δt 图线如图(b)所示。
(1)(多选题)在实验中需保持不变的是
A.挡光片的宽度 B.小车的释放位置 C.导轨倾斜的角度 D.光电门的位置
(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。
答案:(1)AD;(2)如图。
解析:本题考查研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系实验。
(1)实验的原理是通过小车释放的位置或者导轨倾斜度来改变磁铁通过光电门时的时间△t,在光电门的位置与螺线管的位置距离恒定时,磁铁上相同宽度的挡光片在通过光电门的过程中,在螺线管中产生的磁通量的变化量△Φ相同,控制变量。根据法拉第电磁感应定律E=N,来研究E与是否成正比。故根据实验目的,实验中要控制不变的物理量有挡光片的宽度d不变,A对;光电门与螺线管的距离不变,即固定螺线管的位置时,光电门的位置不变,D对;而小车从不同的位置释放或改变导轨倾斜度来改变△t,故B、C错。
(2)由E=N,可知当线圈匝数增加一倍后重新做实验,E- 图线的斜率N△Φ将会加倍,故将题中E- 图线的每个纵坐标点都乘以2,描点后连成一条直线即可。
S
N
S
N
a
b
L
(a)
E
1/Δt
O
(b)
11-19年高考物理真题分专题汇编之89其它电学实验
【2019年物理全国卷2】某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1=______mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_____(填“变大”或“变小”),电压表V1示数_____(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向_____(填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为=_____×10-3V/℃(保留2位有效数字)。
【答案】 (1). 5.00 (2). 变小 (3). 增大 (4). B (5). 2.8
【解析】
【详解】(1)U1=IR0=100Ω×50×10-6A=5×10-3V=5mV由 ,I不变,温度升高,U减小,故R减小;由于R变小,总电阻减小,电流增大;R0两端电压增大,即V1表示数变大,只有增大电阻才能使电流减小,故华东变阻器向右调节,即向B短调节。
(2)由图可知, =2.8×10-3V/℃
1.2015年上海卷26.(3分)在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中
(1)在对螺线管通电________(选填“前”或“后”)必须对磁传感器进行调零。
(2)(单选题)实验时,将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时,磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后,将探管从螺线管的另一端插入,当探管前端再次到达螺线管轴线中点时,磁传感器的读数可能为
(A)5mT (B)-5mT (C)3mT (D)-3mT
答案:(1)前 (2)D
解析: (1)在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零,否则就会有测量误差。
(2)减小通电螺线管的电流后,螺线管内的磁感应强度变小,由于从另一端插入,磁传感器的读数可能为-3mT。
2.2015年理综山东卷22.(8分)如图甲所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流I0,R为定值电阻,电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值,记录多组电流、电压的数值,得到如图乙所示的U—I关系图线。
?回答下列问题:
(1)滑动触头向下移动时,电压表示数???? ? (填“增大”或“减小”)。
(2)I0= ???? ? A。
(3)RL消耗的最大功率为? ???? W(保留一位有效数字)
【答案】(1)减小;(2)1(3)5
【解析】(1)滑动头向下移动时,RL阻值减小,则总电阻减小,电压变小,则电压表读数变小;(2)由电路图可知:,即:U=I0R-IR,由U-I图线可知,I0R=20;,则I0=1A;(3)RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2,则当I=0.5时,功率的最大值为Pm=5W。
3. 2013年四川卷
8.(1)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。
实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。
实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的________而增大,随其所带电荷量的____________而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是__________(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。
【答案】: 减小 增大 控制变量法
4. 2012年理综全国卷22.(6分)
在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2、3。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω,2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω,1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。
(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;
(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为______Ω。
【解析与答案】
(1)如下图
(2)根据题述的测量,4个电阻阻值均为1Ω。如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻根据电阻的串联并联计算公式,为R=0.6Ω。
5. 2013年江苏卷
10. ( 8 分)为探究小灯泡的电功率P 和电压U 的关系,,小明测量小灯泡的电压U 和电流I,利用
P =UI 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V 1.8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω.
(1)准备使用的实物电路如题10-1 图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)
(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1 应选Ω的定值电阻。
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将P、U 2 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如题10-2 图所示。 请指出图象中不恰当的地方。
答案:
(1)(见右图)
(2)10
(3)电池
(4)图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.
解析:(1) 探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,测量小灯泡的电压U和电流I应从零开始,采用分压电路。
(2)根据热功率得小灯泡的电阻为5Ω,与10Ω的滑动变阻器并联后最大阻值为3.33Ω,只有串联10Ω的定值电阻,才能满足小灯泡电压3伏的要求。
(3)先拆电池两端的导线,再拆除其他导线,这样最安全。
(4)小灯泡的电阻随电压的升高而增大,图线不应画为直线;横坐标的标度不恰当.
6.2018年全国卷I、 23.(10分)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25°C时的阻值)为;电源E(,内阻可忽略);电压表(量程);定值电阻R0(阻值),滑动变阻器R1(最大阻值为);电阻箱R2(阻值范围);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0°C。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0°C。实验得到的R2-t数据见下表。
t/ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/ 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端;
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;
(3)由图(b)可得到在范围内的温度特性。当时,可得 ;
(4)将握于手心,手心温度下的相应读数如图(c)所示,该读数为 ,则手心温度为 °C。
答案:(1)b (2)如图 (3)450 (4)620.0 33.0
解析:图(1)(a)的电路中滑动变阻器采用限流法,在闭合S1前,R1应该调节到接入电路部分的电阻最大,使电路中的电流最小,即图(a)中R1的滑片应移动到b端。
(2)将t=60℃和t=70℃对应的两组数据画在坐标图上,然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2-t图像。
(3)根据题述实验过程可知,测量的R2数据等于对应的热敏电阻RT的阻值。由画出的R2-t图像可知,当t=44.0℃时,对应的RT=450Ω
(4)由画出的图像可知,当RT=620.0Ω,则手心温度t=33.0℃.
7. 2013年山东卷21.(2)
霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这种现象称为霍尔效应,UH为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验测定该半导体薄片的霍尔系数。
①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线连接。
②已知薄片厚度d=0.40mm。该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示,
I(×10-3A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UH(×10-3V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
根据表中数据在给定坐标纸上(见答题卡)画出UH-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为________________(保留2位有效数字)。
③该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向的测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向____(填“a”或“b”), S2掷向____(填“c”或“d”)。
为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻串接在相邻器件____与_____(填器件代号)之间。
答案:①M;②如图所示,1.5(1.4或1.6)。
③b,c; S1,E(或S2,E)
解析: ①由于可视为带正电粒子导电,正电荷向M点聚集,M点的电势高,故电压表的“+”接线柱与M端通过导线连接。
②UH-I图线如图所示,
即
解得:k=1.5×10-3V·m·A-1·T-1
③电流自Q端流入,P端流出,即Q端电势高,应将S1掷向b,S2掷向c;定值电阻应和电池串联保证测量安全,所以应串接在S1与E或串接在S2与E之间。
8. 2013年广东卷
34.(2)图17(a)是测量电阻RX的原理图。学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0cm
①根据原理图连接图17(b)的实物图
②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0V时,单位长度电阻丝的电压u= V/cm,记录此时电流表A1的示数。
③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I。测量6组L和I值,测量数据已在图17(c)中标出,写出RX与L、I、u的关系式RX= ;根据图17(c)用作图法算出RX= Ω
答:①如图所示,
②0.10,
③,
6.0
解析:②3V分布在长为30cm上面,故有单位长度的电压
③设电阻丝每cm长的电阻为R,当合上S1 断开S2时,设此时电阻丝电流为有: , 当合上S1 、S2时,
由上两公式得:
作图求出:L-I的斜率k=60.0cm/A ,
9.2012年理综新课标卷23.(10分)
图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
(1)在图中画线连接成实验电路图。
(2)完成下列主要实验步骤中的填空
①按图接线。
②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出___________________,并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=_________。
(4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。
答案:(1)连线如图示
(2)③重新处于平衡状态, 电流表的示数I, 此时细沙的质量m2
④D的底边长L
(4)
解析:将电源、开关、电流表、电阻箱和U形金属框串联成闭合电路.设U形金属框质量为m,当开关S断开时,有mg=m1g,当开关S闭合时,有mg+BIL=m2g,联立解得:
若m2>m1,U形金属框所受的安培力向下,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里.
10. 2011年理综山东卷23.(2)
某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率。
①所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系上画出U-I图像。
U/V 1.96 1.86 1.80 1.84 1.64 1.56
I/A 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55
②根据所画U-I图像,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为______W。(保留两位有效数)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计。在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是 。(Rx阻值未知)
答案:①如右图所示; ②0.37(或0.36); ③bc
解析:①如右图所示
②由U-I图象可知,当I=0.2A时,U=1.84V。由P=UI得:P=1.84×0.2W=0.368W
③按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患是:滑动变阻器的滑片移动到最右端时,相当于把电流表直接接在电源两极,会烧坏电流表。而图乙中的a仍然出现图甲的问题;b中的Rx在滑动变阻器的滑片移动时起分流作用保护电流表;c中的Rx在滑动变阻器的滑片移动到最右端时起限流作用保护电流表;d中的Rx在滑动变阻器的滑片移动到最右端时,Rx与r串联相当于电源内阻,等于直接把电流表接在电源两极。b、c正确。
11. 2011年物理江苏卷
11.(10分) 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。
⑴将电阻箱接入a、b之间,闭合开关。适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表:
电阻R/Ω 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 45.0
电压U/V 1.00 1.50 1.80 2.14 2.32 2.45
请根据实验数据作出U-R关系图象。
⑵用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为2.00V。利用⑴中测绘的U-R图象可得Rx=_____Ω。
⑶使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大。若仍用本实验装置和⑴中测绘的U-R图象测定某一电阻,则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和⑴中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定?
答:(1)见右下图;(2)20(19~21都算对);(3)偏小;改变滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.50V。
【解析】(1)根据实验数据描点作出U-R关系图象,见右下图。
(2)根据U-R关系图象,电压表示数为2.00V时,Rx的阻值为20Ω,读取19~21Ω可以。
(3)因为电压表示数,当电池的内阻r增大时,同一个R,则电压表读数将变小,按原来的U-R图象,则电阻的测量值小于真实值,即偏小。要使电压表读数为1.50V,因为电池内阻r增大,应该把滑动变阻器阻值R’调小,以至于使R′+r不变。
12.2014年理综广东卷34.
(1)(8分)某同学设计的可调电源电路如图22(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合电键S.
①用电压表测量A、B两端的电压;将电压表调零,选择0-3V档,示数如图22(b),电压值为 V.
②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于 端.
③要使输出电压U变大,滑片P应向 端.
④若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在 的风险(填“断路”或“短路”).
【答案】①1.30 ②A ③B ④短路
【解析】②接通外电路之前,应该使滑片P先置于A端,这时用电器上的电压为0,这样才能起到外电路的安全保证;③要使输出电压U变大,滑片P应向B端滑;④如果电路中不接入保护电阻R0,滑动变阻器的滑片不小心滑到A端,将可能出现短路风险。
13.2015年理综重庆卷6.(2)同学们测量某电阻丝的电阻Rx,所用电流表的内阻与Rx相当,电压表可视为理想电压表.
①若使用题6图2所示电路图进行实验,要使得Rx的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的 点(选填“b”或“c”).
②测得电阻丝的U-I图如题6图3所示,则Rx为 Ω(保留两位有效数字)。
③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态。某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化。他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下,得到电阻丝的电阻Rx随风速(用风速计测)的变化关系如题6图4所示。由图可知当风速增加时,Rx会 (选填“增大”或“减小”)。当风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10V,需要将滑动变阻器RW的滑片向 端调节(选填“M”或“N”).
④为了通过电压表的示数来显示风速,同学们设计了如题6图5所示的电路。其中R为两只阻值相同的电阻,Rx为两根相同的电阻丝,一根置于气流中,另一根不受气流影响,V为待接入的理想电压表。如果要求在测量中,风速从零开始增加,电压表的示数也从零开始增加,则电压表的“+”端和“-”端应分别连接到电路中的 点和 点(在“a”“b”“c”“d”中选填).
【答案】① c;② 4.1 (4.0~4.2); ③减小,M; ④ b,d
解析:①电流表有较大内阻,选择电流表内接法会使电阻的测量值偏大,而电压表是理想电压表,故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差,故电压表的a端应连接到电路的c点。
②由部分电路欧姆定律知U-I图像的斜率代表电阻,求得电阻
③由图4知,风速增大后,代表电阻的纵坐标数值在减小,Rx减小,导致总电阻减小,总电流增大,使得并联部分的电压减小,向M端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V。
④当风速为零时,电压表的示数也为零,满足Ucd=Ucb;而下端的Rx减小后,dc间的电压减小,即d点电势减小,有φd<φb,故电压表的正接线柱接在b点,负接线柱接在d点。
14.2015年海南卷12.某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关和、电容器C(约100μF)、电阻R1(约200kΩ)、电阻R2(1kΩ)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干。
(1)按图(a)所示的电路原理图将图(b)中实物图连线。
(2)先闭合开关,再断开开关;闭合开关,同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表示数如
图(c)所示,电压表的读数为________V(保留2位小数)。
(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数U ,记录的数据如下表所示,在答题卡给出的坐标纸上绘出U-I图线。已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是______s。
时间t/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
电压U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18
(4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是___________。
答案:(1)如答图示 (2)3.6V (3)40s (4)使实验前电容器两极板上的电荷相中和
解析:(1)实物图连线如答图示
(2)电压表的量程为6V,分度值为0.1V,所以读数为3.6V
(3)从数据中可以得出,电压表示数变化得越来越慢,而从30s到40s之间数据变化又突然快了,所以该数据对应表中的时间为40s
(4)电路中C、R2和S2构成的回路,先闭合开关,再断开开关,使电容器上所带的电荷量释放干净,不影响实验。
15.2016年新课标I卷23. (10分)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警),电阻箱(最大阻值为),直流电源(输出电压为,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为),滑动变阻器(最大阻值为),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节。已知约为18V,约为10mA;流过报警器的电流超过时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60°C时阻值为650.0Ω。
(1) 在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2) 电路中应选用滑动变阻器_____________(填“”或“”)。
(3) 按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为______Ω;滑动变阻器的滑片应置于_______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是________________________________。
②将开关向_______(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至________________________________。
(4) 保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
答案:(1)如下图
(2) R2
(3) ①650.0, b, 接通电源后,流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏坏
② c,报警器开始报警
解析:(1)热敏电阻工作温度达到60°C时,报警器报警。故需通过调节电阻箱使其电阻为60°C时的热敏电阻的阻值,即调节到阻值650.0Ω,光使报警器能正常报警,电路图如上图
(2)U=18V,当通过报警器的电流10mA≤IC≤20 mA,故电路中总电阻,
980Ω≤R≤1800Ω,故滑动变阻器选R2。
(3)热敏电阻为650.0Ω时,报警器开始报警,模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0Ω,为防止通过报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端。
16.2016年新课标Ⅲ卷22.(5分)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。
(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是 _______(填入正确选项前的标号)
【答案】(1)如图所示 (2)A C
【解析】(1)如图所示,注意滑动变阻器的接法是限流接法
(2)根据公式F=BIL可得,适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理可知,金属棒离开导轨时的动能变大,即离开时的速度变大,A、C正确;若换用一根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度及导轨间的宽度不变,所以对最最后的速度没有影响,B错误。
17.2016年江苏卷10.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω,R随t的升高而增大。实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,….然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,….
(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用________。
A.量程0~100 mA,内阻约2 Ω
B.量程0~0.6 A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是________。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
温度t(℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
阻值R(Ω) 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8
请根据表中数据,在方格纸上作出R?t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R=________ Ω。
【答案】 (1)A (2)①②③(或①③②) (3)(见下图)
0.04t+8.8 (0.04t+8.6 ~0.04t+9.0 都算对)
【解析】(1)当滑动变阻器取最大阻值10 Ω时,再加上金属电阻常温下阻值为10Ω,总电阻为20Ω,则电流I===0.075 A=75 mA<100 mA,故选量程为0~100 mA的电流表比较精确,即选A。
(2)调电阻箱时要注意的是不能使电流超过电流表的量程,也就是不能先将b、c旋钮先旋转至“0”,因为此时电阻箱相当于导线,电流表可能会烧坏。因此必须先将a旋钮由“0”旋转至“1”,再将b、c旋钮旋转至“0”。
(3)根据表中数据,在方格纸上描点,并根据点的分布特点作出R?-t图像,如右图,且使直线尽可能通过更多的点,把两个在直线上的点的数据代入直线方程R=kt+b,列出方程组,求出k=0.04,b=8.8,即R=0.04t+8.8。
18.2017年新课标Ⅱ卷23.(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μ?A,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀双掷开关S1和S2 ,C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2000”)
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等或“不相等”。”)
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。
【答案】(1)连线见答图所示;
(2)①20 ②左 ③相等 ④2550
(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程.
【解析】
(1)实物连线如答图所示:
(2)①滑动变阻器R1要接成分压电路,则要选择阻值较小的20Ω的滑动变阻器。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的左端对应的位置。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置,最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前后在BD中无电流通过,可知B与D所在位置的电势相等。
④设滑片D两侧电阻分别为R21和R22,因B与D所在位置的电势相等,可知:;同理当RZ和微安表对调时,仍有;联立两式解得:
(3)为了提高测量精度,调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。
19.2017年江苏卷11.(10分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图11-1图所示,继电器与热敏电阻R1、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、
电源E2(6 V,内阻不计)、 滑动变阻器R1(0~200Ω)、
滑动变阻器R2(0~500Ω)、 热敏电阻Rt,继电器、
电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、 导线若干。
为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制,电源E应选用 (选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用 (选填“R1”或“R2”)。
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图11-2图所示的选择开关旋至 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)
(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在题11-1图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针 (选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是 。(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关,将电阻箱从电路中移除
④合上开关,调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1Ω
答:(1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③①
解析:(1)当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,继电器的电阻约为20 Ω,30℃时热敏电阻的阻值Rt为199.5Ω,由欧姆定律
,故电源E应选用E2;
80℃时热敏电阻的阻值Rt为49.1Ω,,滑动变阻器R的阻值滑动变阻器R应选用R2.
(2)用多用电表测量各接点间的直流电压,应将选择开关旋至直流电压档,即C.
(3)若只有b、c间断路, a、b两点间无电压,表笔接入a、b两点指针不偏转;接入a、c时,测量断路时的路端电压,指针偏转。
20.2017年浙江选考卷21.(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,必须要选用的是 (多选)。
A.有闭合铁芯的原副线圈 B.无铁芯的原副线圈 C.交流电源 D.直流电源 E.多用电表(交流电压档)
F.多用电表(交流电流档)
用匝数匝和匝的变压器,实验测量数据如下表,
1.80 2.80 3.80 4.90
4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 (填na或nb)。
(2)用如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验,磁体从靠近线圈的上方静止下落,当磁体运动到如图所示的位置时,流过线圈的感应电流方向从 (填“a到b”或“b到a”)。在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是 。
【答案】(1)ACE (2)b到a A
【解析】(1)变压器的原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化,如果原线圈中通的是直流电源,则副线圈中不会有感应电流产生,题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系,需要测量电压,所以需要一个测电压的仪器,所以需要的器材有:A有闭合铁芯的原副线圈、C交流电源 、E多用电表(交流电压档);根据题意,电压比与匝数比不相等,可知该变压器为非理想变压器,考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影晌判断出 Ub 为原线圈上电压大小,则判断出nb接的是电源.
(2)根据题目可知.当磁体下落时,穿过线圈的磁场方向向上增加,由楞次定律可知感应电流的磁场应向下,则由安培定则可知电流方从b到a;当磁体穿过线圈下落的过程中,穿过线圈磁通量向上,故先增加后减小,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,故感应电流的磁场先向下后向上,故感应电流的方向先从b到a,后从a到b。
I/A
U/V
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0
5
10
15
20
图乙
A
V
连接恒流源
R
I0
RL
图甲
C
B
A
1
2
3
1
2
3
1Ω
1Ω
1Ω
1Ω
R1
V
题10-1 图
5
10
15
20
0.5
1.0
1.5
2.0
0
题10-2 图
P/W
U2/V2
R1
V
E
R1
R2
S1
S2
2
1
RT
R0
图(a)
a
b
V
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
R2/
t/
0
200
400
600
800
1000
图(b)
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
图(c)
×100
×10
×1
×0.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
R2/
t/
0
200
400
600
800
1000
UH
R
mA
I/×10-3A
U/×10-3V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
0
电阻丝
RX
a
b
c
学生电源
S2
I
A2
A1
图17(a)
电阻丝
RX
图17(b)
线夹
a
b
c
学生电源
S1
S2
RX
图17(c)
0.20
0.10
0.40
0.30
0.50
0.60
5.0
0
10.0
15.0
25.0
30.0
20.0
35.0
L/cm
I/A
电阻丝
RX
线夹
a
b
c
学生电源
S1
S2
RX
0.20
0.10
0.40
0.30
0.50
0.60
5.0
0
10.0
15.0
25.0
30.0
20.0
35.0
L/cm
I/A
D
轻质托盘
支架
轻绳
光滑轻滑轮
绝缘细线
E
S
R
A
电流表
A
D
E
S
R
A
V
V
S
E,r
图甲
U/V
I/A
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
U/V
I/A
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
A
V
Rx
R
A
V
Rx
R
A
V
Rx
R
S
图乙
A
V
R
S
Rx
S
S
b
a
d
c
V
a
b
R
Rx
S
R′
U/V
R/Ω
O
U/V
R/Ω
O
10
20
30
40
50
1.0
0.5
1.5
2.0
2.5
(a)
输出电压U
A
S
R0
E0
B
P
0
1
2
3
V
0
5
10
15
(b)
图22
A
V
a
b
c
Rx
R w
E
K
M
N
题6图2
题6图3
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
U/V
I/A
Rx /Ω
v /(ms-1)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
4.30
4.35
4.40
4.45
4.50
题6图4
题6图5
V
a
b
c
Rx
R
K
R
Rx
+
侧风
通道
d
U/V
t/s
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
10
20
30
40
50
60
0
图(c)
V
0
2
4
6
5
3
1
图(b)
R1
S1
R2
S 2
E
C
V
V
E
R1
C
S1
S2
R2
图(a)
U/V
t/s
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
10
20
30
40
50
60
0
答图
R1
S1
R2
S 2
E
C
V
报警器
a
b
c
d
热敏电阻
电源
开关
电阻箱
报警器
a
b
c
d
热敏电阻
电源
开关
电阻箱
a
b
b1
a1
电源
导线
导线
金属棒
a
b
b1
a1
电源
电阻箱
×10
×100
×1
×0.1
a
b
c
电流表
1
控温箱和金属电阻R
2
开关K
开关S
1.5V电源
滑动变阻器(0~10Ω)
R/Ω
t/oC
R/Ω
t/oC
0
20
40
60
80
100
120
8
9
10
11
12
13
14
图(a)
μA
RZ
S2
R2
R1
S1
B
D
C
E
μA
E
S1
S2
R2
R1
图(b)
RZ
答图
μA
E
S1
S2
R2
R1
RZ
加热器
电源
E
S
Rt
R
a
b
(题11-1图)
衔铁
继电器
c
A
B
C
2.5
25
250
D
(题11-2图)
V
第21题图
B
t
i
O
A
t
i
C
t
i
O
t
D
i
O
11-19年高考物理真题分专题汇编之90分子动理论
1.2017年北京卷13.以下关于热运动的说法正确的是
A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止
C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈
D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大
答:C
解析:水流速度是机械运动速度,不能反映热运动情况,故选项A错误;分子在永不停息地做无规则运动,水的温度升高,水分子的热运动越剧烈,但不是每一个水分子的运动速率都会增大,故选项B、D错误,选项C正确。
2. 2012年理综全国卷
14.下列关于布朗运动的说法,正确的是
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈
C.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的
D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
【答案】BD
【解析】布朗运动是液体内悬浮粒子的运动,不是液体分子的无规则运动。布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈。有个成语是“见微而知著”,对布朗运动而言,是“见著而知微”。
3. 2012年理综广东卷
13. 清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠,这一物理过程中,水分子间的
引力消失,斥力增大
B.斥力消失,引力增大
C.引力、斥力都减小
D.引力、斥力都增大
【解析】选D。因为空气中的水汽凝结成水珠时,分子间的距离变小,而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大。故D选项正确,其它选项都错。
4. 2011年理综广东卷
13.如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是
A.铅分子做无规则热运动 B.铅柱受到大气压力作用
C.铅柱间存在万有引力作用 D.铅柱间存在分子引力作用
答:D
【解析】由于铅柱较软,由于接触面平滑后,用力压紧,使得铅分子间的距离小到分子力起作用的距离,分子引力的作用使铅柱在钩码的牵引下未分开,D正确。
5. 2011年理综四川卷
14.气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
A.气体分子可以做布朗运动
B.气体分子的动能都一样大
C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动
D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大
答案:C
解析:布朗运动是固体小颗粒的运动,A错误;气体分子的运动是杂乱无章的,表示气体分子的速度大小和方向具有不确定性,与温度的关系是统计规律,B错误;气体分子的相互作用力十分微弱,但是由于频繁撞击使得气体分子间的距离不是一样大,D错误;气体分子的相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动造成气体没有形状。答案C。
6. 2014年理综北京卷
13.下列说法中正确的是 ( )
A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低,其内能一定增大
D.物体温度不变,其内能一定不变
【答案】B
【解析】温度是分子平均动能的标志,物体温度高,则分子的平均动能一定变大,所以A错误,B正确;物体温度不变时,说明分子平均动能不变,但若绝热压缩或膨胀,则分子势能改变,其内能也会增大或者减小,故C、D错误。
7. 2014年物理上海卷
4.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的 ( C )
A.引力增加,斥力减小 B.引力增加,斥力增加
C.引力减小,斥力减小 D.引力减小.斥力增加
【解析】根据分子动理论可知,物质是由大量分子组成的;组成物质的分子在永不停息的做着无规则的热运动;分子间同时存在相互作用的引力和斥力。随分子间距的增大斥力和引力均变小,只是斥力变化的更快一些,C项正确。
8.2015年上海卷4.一定质量的理想气体在升温过程中 ( C )
(A)分子平均势能减小 (B)每个分子速率都增大
(C)分子平均动能增大 (D)分子间作用力先增大后减小
解析:一定质量的理想气体分子间无作用力,没有分子势能,选项A错误;在升温过程中,分子平均动能增大,但不是每个分子速率都增大,故B错误,C正确;理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计,故D错误。
9.2016年北京卷20.雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料,以下叙述正确的是
A. PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物
B. PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C. PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D. PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大
【答案】C
【解析】因为1μm=10-6m,所以10μm=10-5m,A选项错误,PM10和大悬浮颗粒物直径大小的数量与课本花粉颗粒直径在同一数量级,在做布朗运动,C选项正确;气体分子对微粒的作用力在宏观上应与重力保持平衡才能让微粒悬浮,从微观上来看,该作用力来源于空气分子的撞击,而撞击作用是无规则的,故不能说其撞击力始终大于重力,B选项错误。大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,故D选项正确。
10.2016年上海卷17.某气体的摩尔质量为M,分子质量为m 。若1摩尔该气体的体积为Vm,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏伽德罗常数为NA) ( ABC )
(A) (B) (C) (D)
【解析】据题意,气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量,选项A中,NA是指每摩尔该气体含有的气体分子数量,Vm是指每摩尔该气体的体积,两者相除刚好得到单位体积该气体含有的气体分子数量,选项A 正确;选项B中,摩尔质量M与分子质量m相除,刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数,即为NA,此时就与选项A相同了,故选项B正确;选项C中,气体摩尔质量与其密度相除刚好得到气体的摩尔体积Vm,所以选项C也正确而选项D错误;故选ABC 。
11.2018年北京卷、14.关于分子动理论,下列说法正确的是 ( C )
A.气体扩散的快慢与温度无关
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.分子间同时存在着引力和斥力
D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大
解析:气体扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故A错误;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动,固体小颗粒的无规则运动是液体分子的无规则运动的间接反映,故B错误;分子间同时存在着引力和斥力,分子力是引力和斥力的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距的增大而减小。当分子间距小于平衡位置间距时,表现为斥力,即引力小于斥力,当分子间距大于平衡位置间距时,表现为引力,即引力大于斥力,故C正确D错误。
12. 【2019年物理江苏卷】在没有外界影响的情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长时间后,该气体 .
A. 分子的无规则运动停息下来 B. 每个分子的速度大小均相等
C. 分子的平均动能保持不变 D. 分子的密集程度保持不变
【答案】CD
【解析】
【详解】分子的无规则运动则为分子的热运动,由分子动理论可知,分子热运动不可能停止,故A错误;密闭容器内的理想气体,温度不变,所以分子平均动能不变,但并不是每个分子的动能都相等,故B错误,C正确;由于没有外界影响且容器密闭,所以分子的密集程度不变,故D正确。
13. 【2019年物理江苏卷】由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为_____(选填“引力”或“斥力”).分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______(选填“A”“B”或“C”)的位置.
【答案】 (1). 引力 (2). C
【解析】
【详解】由于在小水滴表面层中,水分子间的距离大于,所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力,由于当分子间距离为时,分子间作用力为0,分子势能最小即图中的B点,由于表面层中分子间距大于 ,所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。
14. 【2019年物理北京卷】下列说法正确的是
A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D. 气体膨胀对外做功且温度降低,分子平均动能可能不变
【答案】A
【解析】
【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子平均动能和分子势总和,由气体压强宏观表现确定压强
A.温度是分子平均动能标志,所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度,故A正确;
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和,故B错误;
C.由压强公式可知,气体压强除与分子平均动能(温度)有关,还与体积有关,故C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,所以温度降低,分子平均动能一定变小,故D错误。
铅柱
钩码