3.1电流
1.手电筒中的干电池(电动势为1.5V)给某小灯泡供电时,电流为0.5A,在某次接通开关的1min时间内,该干电池转化的化学能为( )
A.0.75J
B.20J
C.30J
D.45J
2.如图所示是通有恒定电流的某段导体.在5s内有10C的负电荷向右通过横截面A,则导体内电流的大小和方向分别是
A.2A、向右
B.2A、向左
C.50A、向右
D.50A、向左
3.生活中常用的铅蓄电池的电动势为,下列说法正确的是( )
A.蓄电池能在内将的化学能转化为电能
B.蓄电池将化学能转化为电能比一节干电池(电动势为)转化的多
C.电路中每通过的电荷量,电源就把的化学能转化为电能
D.以上说法都不对
4.下面物理量是标量的是( )
A.电流
B.电场强度
C.加速度
D.位移
5.关于电源电动势的说法错误的是( )
A.电源电动势等于内外电路电势降落之和
B.电源电动势等于外电路的路端电压
C.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
D.电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领
6.关于电压与电动势的说法中正确的是( )
A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B.电动势就是两板间的电压
C.电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的,都是电场力做的功
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
7.关于电源和电流,下述说法正确的是(
)
A.电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压
B.由公式可知,导体的电阻与通过它的电流成反比
C.从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能
D.打开教室开关,日光灯立刻就亮了,表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
8.在国际单位制中属于导出单位的是( )
A.kg
B.N
C.m
D.A
9.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位长度内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I.则下列说法中正确的有( )
A.自由电子定向移动的速率为v0
B.自由电子定向移动的速率为
C.自由电子定向移动的速率为
D.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
10.如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A.当n1=n2时,电流为零
B.当n1>n2时,溶液中电流方向从A→B,电流为
C.当n1D.溶液中电流方向A→B,电流为
11.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即f=kv(k是常量),则该导体的电阻应该等于( )
A.
B.
C.
D.
12.以下有关电流的说法中正确的是( )
A.导体中的电流一定是自由电子的定向移动而形成的
B.导体中的电流一定是正电荷的定向移动而形成的
C.电流强度是一个矢量,其方向就是正电荷定向运动的方向
D.通过导线横截面的自由电子数越多,导线中的电流不一定越大
13.关于电流强度的概念,以下叙述中正确的是( )
A.通过导线截面的电量越多,电流强度越大
B.电子运动的速率越大,电流强度越大
C.单位时间内通过导体截面的电量越多,电流强度越大
D.因为电流有方向,所以电流强度是矢量
14.关于电流,下列说法中正确的是(
)
A.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷就越多
B.电流越大,自由电子在金属导体中定向移动速率越大
C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动方向
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是一个基本单位
15.铅蓄电池的电动势为2V,这表示( )
A.电路中每通过2C电荷量,电源把4J的化学能转化为电能
B.蓄电池两极间的开路电压为2V
C.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大
16.一根长为2m、横截面积为的铜棒,两端电势差为,铜棒的电阻为,铜内自由电子密度为,电子的电荷量为。求:
(1)通过铜棒的电流(保留三位有效数字);
(2)铜棒内的电场强度;
(3)自由电子定向移动的速率(保留两位有效数字)。
17.一横截面积为的均匀电阻丝,通以大小、方向均不变的电流,若在时间内通过该电阻丝某横截面的电荷量为,已知该电阻丝单位体积内的自由电子数为,电子电荷量为。求:
(1)通过该电阻丝的电流;
(2)该电阻丝内自由电子定向移动的平均速率。
参考答案
1.D
【详解】
干电池在1min内转化的化学能为
选项D正确,ABC错误。
故选D。
2.B
【详解】
根据电流的定义式,可得电流的大小为:
I=A=2A
电流方向规定为正电荷定向移动的方向,因移动的是负电荷,电流方向与定向移动的方向相反,故电流向左.
A.2A、向右.故A不符合题意.
B.2A、向左.故B符合题意.
C.50A、向右.故C不符合题意.
D.50A、向左.故D不符合题意.
3.C
【详解】
AC.铅蓄电池的电动势为2V表示电路中每通过1C的电荷量,电源就把2J的化学能转化为电能,选项A错误,C正确;
BD.电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领,铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大,表示蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池大,故BD错误。
故选C。
4.A
【详解】
A.电流有大小,虽有方向,但是电流合成不符合平行四边形定则,则电流是标量,选项A正确;
B.电场强度,既有大小又有方向,是矢量,选项B错误;
C.加速度,既有大小又有方向,是矢量,选项C错误;
D.位移,既有大小又有方向,是矢量,选项D错误;
故选A。
5.B
【详解】
A.电源电动势等于内外电路电势降落之和,选项A正确,不符合题意;
B.电源电动势等于外电路断开时的路端电压,选项B错误,符合题意;
C.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,选项C正确,不符合题意;
D.电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领,选项D正确,不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】
A.电压与电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,故A错误;
B.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关,大小不一定等于电源两极间的电压,更不能说电动势就是电源两极间的电压,故B错误;
C.电动势定义式公式E=中的W是非静电力做功,电压U=中的W是静电力做功,故C错误;
D.电源是把其他形式的能转化为电能的装置,电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】
A.电源正负极之间的电压称为路端电压,当外电路接通时,路端电压小于电源的电动势,故A错误;
B.公式是电阻的定义式,与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关,故B错误;C.从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能,故C正确;D.打开教室开关,日光灯立刻就亮了,是由于导线中电场传播的速度接近光速,而不是自由电荷定向运动的速率接近光速.故D错误.
故选C。
【名师点睛】
该题考查电动势的概念以及对电阻的理解,解答的关键是理解并掌握电动势的物理意义和闭合电路欧姆定律.
8.B
【详解】
在国际单位制中,kg是质量的单位,m
是长度的单位,A是电流的单位,都是国际单位制中的基本单位,N是力的单位,是国际单位制中的导出单位,所以B正确,ACD错误。
故选B。
9.C
【详解】
AD.电流是由自由电子定向移动形成的;与光速及自由电子定无规则运动的速率无关;故AD错误;
BC.由电流的微观表达式可知:时间t内通过的电量
q=nvte
由电流的定义可知电流的微观表达式为
I==nev
则
v=
故C正确,B错误。
故选C。
点睛:本题要求能掌握电流的微观表达式,同时注意区分电子的定向移动速率、无规则热运动的速率以及电能的传导速率.
10.D
【详解】
AC.根据正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,可判断出溶液中电流方向为A→B,AC错误;
BD.由题意t秒内流过横截面S的电荷量
代入
得电流为
B错误D正确。
故选D。
11.B
【详解】
电子定向移动,由平衡
则
导体中的电流
电阻
B正确,ACD错误。
故选B。
12.D
【详解】
AB.电荷的定向移动形成电流,可以是正电荷,也可以是负电荷,故AB错误;
C.电流的方向就是正电荷定向运动的方向,但电流运算时遵守的代数加减法则,所以电流不是矢量,是标量,C错误;
D.根据公式可知,通过导体横截面的自由电子数越多,若时间比较长,则导体中的电流不一定就越大,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】
A.物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量(简称电量)叫做电流强度,通过导体横截面的电量越多,但时间不知道,电流强度不一定大,故A错误;
B.导电流强度的微观表达式为,所以电子速率大,电流强度不一定大,故B错误;
C.物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量(简称电量)叫做电流强度,则单位时间内通过导体截面的电量越多,电流强度越大,故C正确;
D.电流有方向,但其运算不能应用平行四边形定则,故其为标量,故D错误。
故选C。
14.AD
【详解】
A.由电流的定义可知,单位时间内通过导体横截面的电荷越多电流越大,故A正确;
B.,电流的大小还与横截面积等因素有关,电流越大,自由电子在金属导体中定向移动速率不一定大,B错误;
C.
电流是标量,C错误;
D.
国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是一个基本单位,D正确;
故选AD。
15.ABD
【详解】
A.电路中每通过2C电荷量,铅蓄电池将2C的正电荷从负极移至正极的过程中,克服静电力做功
W=qU=2C×2V=4J
故电势能增加4J,即4J化学能转化为电能,选项A正确;
B.蓄电池两极间的开路电压等于电动势,为2V,选项B正确;
C.铅蓄电池的电动势为2V,表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J,与时间无关,故C错误;
D.电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,电动势大,转化本领大。一节干电池的电动势为1.5V,则蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大,故D正确。
故选ABD。
16.(1)22.8A;(2);(3)
【详解】
(1)通过铜棒的电流为
(2)铜棒内的电场强度为
(3)设自由电子定向移动的速度为v,
则
得
。
17.(1);(2)
【详解】
(1)导体中电流大小
(2)t时间内所移动的长度为vt,则其体积为Svt,通过导体某一截面的自由电子数为nSvt,?该时间内通过导体该截面的电量
解得3.4串联电路和并联电路
1.一个电流计的满偏电流Ig=100μA,内阻为600Ω,要把它改装成一个量程为0.6A的电流表,则应在电流计上(
)
A.串联一个5.4kΩ的电阻
B.串联一个约0.1Ω的电阻
C.并联一个约0.1Ω的电阻
D.并联一个5.4kΩ的电阻
2.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一测试电源电动势为100V,内阻忽略不计。则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是50Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是50Ω
C.当ab两端接测试电源时,cd两端的电压为25V
D.当cd两端接测试电源时,ab两端的电压为25V
3.如图所示,是两只定值电阻R1、R2的I-U图像。有关R1、R2的大小,及它们串联或并联后的I-U图像所在区域,下列判断正确的是( )
A.R1<R2,串联后在区域Ⅲ
B.R1>R2,并联后在区域Ⅱ
C.R1>R2,并联后在区域Ⅲ
D.R1<R2,串联后在区域Ⅰ
4.电流表G的内阻为Rg,用它测量电压时,量程为U。将它改装成较大量程的电流表,内阻为RA,量程为I,这几个量的关系应满足( )
A.RA>Rg,>Rg
B.RA>Rg>
C.RA<Rg=
D.RA<Rg,<Rg
5.有甲乙两导体,甲的电阻是乙的一半,而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍,则一下说法正确的(
)
A.甲乙两导体中的电流相同
B.乙导体中的电流是甲导体的2倍
C.甲乙两导体两端的电压相同
D.乙导体两端的电压是甲的2倍
6.在如图所示电路中,R2=2R1,电路两端电压恒定,当S断开时,电流表的读数为0.5A,电压表的读数为4V,则当S闭合时,电流表和电压表的读数分别为( )
A.1.5A,6V
B.0.75A,4V
C.1.5A,0
D.0,6V
7.图甲所示的电路中,电流表指针指满刻度,电流表指针指满刻度的处;图乙中,指针指满刻度,指针指满刻度的处.已知的内阻为,则的内阻为(
)
A.
B.
C.
D.
8.有关欧姆定律的应用,下列说法正确的是( )
A.欧姆定律适用于一切导体导电
B.欧姆定律适用于电解液导电
C.欧姆定律适用于气体导电
D.电动机转动时若两端电压为U,通过电流为I,则电动机电阻为
9.已知通过三个并联支路的电流之比是I1:I2:I3=1:2:3,则三个并联支路的电阻之比R1:R2:R3为( )
A.1:2:3
B.3:2:1
C.2:3:6
D.6:3:2
10.两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的,V1表的量程是5
V,V2表的量程是15
V,把它们串联起来接入电路中,则?(
)
A.它们的示数相等,指针偏转角度也相等
B.它们的示数之比为l:3,指针偏转角度相等
C.它们的示数相等,指针偏转角度之比为1:3
D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3
11.一电压表,内阻为3K,量程为0~3V,要把它改装成一个量程为0~15V的电压表,需要给它
A.并联一个12K的电阻
B.并联一个15K的电阻
C.串联一个12K的电阻
D.串联一个15K的电阻
12.两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒等于10
V的直流电源上。小梦把内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,如图所示,电压表示数为6
V。如果把此电压表改接在R2两端,则电压表示数将( )
A.小于4
V
B.大于4
V
C.等于4
V
D.无法确定
13.有三个电阻的阻值及额定电流分别为R1=10Ω,I1=1A,R2=20Ω,I2=2A,R3=5Ω,I3=2A。它们组成的电路如图中甲、乙、丙所示,下列关于各图的说法中正确的是( )
A.图甲中电路两端允许加的最大电压为60V
B.图乙中电路允许通过的最大电流为3.5A
C.图丙中电路两端允许加的最大电压为17.5V
D.图丙中电路允许通过的最大电流为2A
14.如图所示的电路中,若ab端为输入端,AB为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则( )
A.空载时输出电压UAB=
B.当AB间接上负载R时,输出电压UAB<
C.AB间的负载R越大,UAB越接近
D.AB间的负载R越小,UAB越接近
15.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.若将a、d两端连在电路中,则当滑片向右滑动时,变阻器的阻值减小
B.若将a、c两端连在电路中,则当滑片向右滑动时,变阻器接入电路的阻值增大
C.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,至少连入包括a、b的三个接线柱
D.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,至少连入三个接线柱
16.如图所示的电路中,U=12V,滑动变阻器AB的总电阻为R=42Ω,现要使标有“6V
1.
8W”的灯泡L正常发光,那么A、P间的电阻RAP应为多少?此时整个滑动变阻器上消耗的电功率多大?
17.如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。当输入电压UAB=110
V时,输出电压UCD是多少?
18.有一块满偏电流Ig=1
mA,内阻Rg=100
Ω的小量程电流表。请画出电路图,并计算所需电阻的阻值。
(1)把它改装成满偏电压U=10
V的电压表;
(2)把它改装成满偏电流I=0.6
A的电流表。
19.有一电流表G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=3mA。
(1)要把它改装成量程为0~3V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
(2)要把它改装成量程为0~0.6A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
参考答案
1.C
【详解】
改装成电流表要并联电阻分流,其并联电阻阻值为
故为并联0.1Ω的电阻。
故选C。
2.D
【详解】
A.当cd端短路时,ab间电路的结构是:电阻R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为
故A错误;
B.当ab端短路时,cd之间电路结构是:电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为
故B错误;
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压
故C错误;
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压
故D正确。
故选D。
3.A
【详解】
根据欧姆定律公式可知,图象的斜率越小,电阻越大,故
根据串联电路的电阻特点知,R串比每一个串联的分电阻都要大,根据并联电路中电阻的特点可知,R并比每一个并联电路的分电阻都要小,在这4个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,通过R并的电流最大,故它的I-U图线在I区,通过R串的电流最小,故它的I-U图线在III区
故选A。
4.D
【详解】
把电流表改装成大量程电流表要并联一个阻值较小的电阻R,大量程电流表的内阻
故D正确,ABC错误;
故选D。
5.B
【详解】
AB.由电流的定义式可知,乙的电流是甲的两倍,故A错误,B正确;
CD.根据可得U=IR,可知乙两端的电压是甲两端电压的4倍,故CD错误。
故选B。
6.D
【详解】
由题图可知,当S断开时,电阻R1和R2串联
U2=U=U=4V
解得
U=6V
当S闭合时,R1被短路,电路中只有电阻R2,电流表读数为0,电压表读数为6V
故选D。
7.A
【详解】
设电流表A1、A2满偏电流分别为I1、I2;由题意知,当电流表串联时
I1=I2…①
当电流表并联时:电源的电压为
U=I2R2=I1R1…②
由于
R1=0.45Ω…③
将①③式代入②解得:
R2=0.1Ω.
故选A。
8.B
【详解】
A.欧姆定律不适用于气体导电,A错误;
B.欧姆定律适用于金属和电解液导电,B正确;
C.欧姆定律不适用于气体导电,C错误;
D.电动机不是纯电阻电路,欧姆定律不适用,D错误。
故选B。
9.D
【详解】
由欧姆定律有R=,在并联电路中,电压相等,所以有
R1:R2:R3=::::=6:3:2
故选D。
10.B
【详解】
电压表是由电流计与定值电阻串联改装而成的;V1表的量程是5V,V2表的量程是15V,相同的两个电流计改装,可知,V2表的内阻是V1表的内阻的3倍.把它们串联接入电路,通过的电流相等,电表指针的偏角相同;电表两端电压之比等于内阻之比1:3,它们的示数之比为1:3.故B项正确,ACD错误。
故选B。
11.C
【详解】
一电压表,内阻为3K,量程为0~3V,要把它改装成一个量程为0~15V的电压表,需要给它串联一个的电阻
故选C。
12.A
【详解】
电压表接在R1两端,电压表的示数6V,则此时R2两端的电压为4V,把此表改接在两端R2时,由于电压表的内阻不是远大于R1、R2,电压表与R2并联的阻值小于R2,而R1与并联部分串联,总电压U=10V,则R1的电压大于6V,电压表与R2并联的电路的电压小于4V,故选项A正确,选项BCD错误。
故选A。
13.BC
【详解】
A.对图甲分析:根据I1=1A可知,最大电压
Umax=I1(R1+R2+R3)=35V
选项A错误.
B.对图乙分析:先根据U=IR计算出各元件的额定电压.U1=10V,U2=40V,U3=10V.三个电阻最小的额定电压为10V,10V就是并联电路允许加的最大电压值,即Umax=10V。电路允许通过的最大总电流
Imax=++=(++)A=3.5A
选项B正确。
CD.对图丙分析:在图甲和图乙的分析中,已经知道,R1、R2的额定电压分别是10V和40V,故并联部分允许承受的最大电压U′max=10V,该部分的最大电流
I′max=+=A=1.5A
又知R3的额定电流I3=2A,故整个电路允许通过的最大电流
I″max=I′max=1.5A
电路两端允许加的最大电压
Umax=I″maxR3+I″maxR并=17.5V
选项C正确,选项D错误。
故选BC。
14.ABC
【详解】
A.空载时,AB间断开无负载,则
A正确;
B
C
D.当AB间接上负载R时,R与
并联,其总电阻
则输出电压
B正确;
且R越大,
就越接近
,则
就越接近
,C
正确,D错误;
故选ABC。
15.BC
【详解】
AB.在将a、d或a、c两端连在电路中时,滑动变阻器接入电路的为左边部分,滑片向右滑动,阻值都增大,A错误,B正确;
C.分压接法时,a、b必须接入电路,c、d有一个接入即可,C正确;
D.限流接法时,滑动变阻器就是一个可变电阻,a、b取其一,c、d也取其一即可,D错误。
故选BC。
16.
(1)RAP
=12Ω;(2)4.2W
【解析】
试题分析:
如果灯泡正常发亮,则灯上电压为6V,刚好占输入电压的一半,那么RAP等于RPB与灯泡电阻R灯并联的等效电阻.
即RAP=
;
RAP+RPB
=42Ω
;
联立RAP
=12Ω
;
整个滑动变阻器上消耗的电功率为
P电=PAP+PPB=6×6/12+6×6/30=3+1.2=4.2W
(3分)
考点:
电路串并联规律;电功率
17.1V
【详解】
输出电压UCD即电阻R两端的电压,并联部分的等效电阻为
则电路中总电阻为
由串联分压可得,并联电路两端的电压为
再由串联电路分压规律可得
18.(1)串联一个9900Ω的电阻;;(2)并联一个0.17Ω的电阻;
【详解】
(1)把它改装成10V的电压表应串联一个电阻,则有:,即:
电路图如下:
(2)把它改装成0.6A的电流表应并联一个电阻,则有:
电路图如下:
19.(1)990,1000;(2)0.05,0.05
【详解】
(1)把电流表G改装成03V的电压表,需要串联电阻的阻值为
改装后电压表的内阻为
1000Ω
(2)把G改装成00.6A的电流表,需要并联电阻的阻值为
改装后电流表的内阻是
0.05Ω3.5科学测量:长度的测量及测量工具的选用
1.某实验小组用游标卡尺测量某物体的长度L,测量结果如图甲所示,则L=_____mm;
用螺旋测微器测量某物体的直径d,测量结果如图乙所示,则d=_____mm。
2.如图所示,游标卡尺读数是______mm,螺旋测微器的读数是________mm。
3.(1)用游标为10分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图所示则测量结果应该读作__________mm;
(2)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图所示,则测量结果应该读作________mm。
4.用分度为0.05
mm的游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图,此示数为_______mm。
5.用螺旋测微器测量某圆柱体的直径,由图读得其直径为_________mm?
6.精密测量工具的原理及读数
(1)甲同学用游标卡尺测量某物体的厚度,如图所示,则该物体厚度测量值为____cm;
(2)乙同学用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D如图所示,读数D=________mm。
7.甲图所示游标卡尺的读数为_____cm,乙图所示螺旋测微器的读数为_______mm。
8.(1)如图中螺旋测微器读数为__________mm,游标卡尺读数为__________mm。
(2)某表头满偏电流为1mA、内阻为。(以下计算结果均取整数)为了将表头改装成量程为3V的电压表,需要与表头____联(选填“串”或“并”)一个阻值为_____的电阻。
9.某同学在测量长度时,游标卡尺的读数如下图所示,读得的数值是_________cm。
10.在某次实验中,得到游标卡尺、电流表(量程)、电压表(量程)的读数如图所示,则上述仪器的读数分别是:_______、_______、_______。
11.如图所示,螺旋测微器的示数为________mm。用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,此示数为________mm。
12.读出下列游标卡尺、螺旋测微器所显示的测量值。
(1)游标卡尺读数为:______________mm。
(2)螺旋测微器读数为:____________mm。
13.(1)用游标卡尺测量某水管喷水口的内径(直径),根据图所示,应得到其读数为__mm
(2)如图所示,螺旋测微器的读数为__mm
14.用一游标卡尺测量一工件的长度,结果如图所示,可以读出此工件的长度为_____cm。
15.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度如图甲所示,用游标卡尺测一金属块的长度如图乙所示。图甲所示读数为_________,图乙所示读数为_______。
参考答案
1.50.15
3.203
【详解】
[1]游标卡尺读数方法:主尺读数加游标尺的读数,即
[2]螺旋测微器读数方法:固定刻度读数加可动刻度读数,即
2.14.50
2.148(2.147~2.149)
【详解】
[1]20分度的游标卡尺精确度为0.05mm,游标对齐刻度值不估读,故读数为
14mm+10×0.05mm=14.50mm
[2]螺旋测微器的转动刻度共50格,总长0.5mm,精确度为0.01mm,而转动刻度需要估读到零点几格,则读数为
2mm+14.8×0.01mm=2.148mm(2.147~2.149)
3.29.8
10.40
【详解】
(1)[1]用游标为10分度的游标卡尺测量某工件的长度,游标卡尺的主尺读数为29mm,游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为8×0.1mm=0.8mm,所以最终读数为:29mm+0.8mm=29.8mm;
(2)[2]游标为50分度的游标卡尺的精确度为0.02mm;由图游标卡尺的固定刻度读数为10mm,游标读数为0.02×20mm=0.40mm,所以最终读数为10.40mm。
4.61.70
【详解】
游标卡尺的主尺读数为61mm,游标尺上第14个刻度与主尺上某一刻度对齐,故其读数为
0.05×14mm=0.70mm
所以最终读数为:
61mm+0.70mm=61.70mm
5.4.700
【分析】
考查螺旋测微器的读数。
【详解】
螺旋测微器主尺读数4.5mm,螺旋读数0.200mm,因此读得直径为
4.5mm+0.200mm=4.700mm
6.0.225
2.150(2.150±0.002)
【详解】
(1)[1]根据游标卡尺的读数方法可知其读数为
(2)[2]根据螺旋测微器的读数方法可知其读数为
7.1.015
1.605±0.003
【详解】
[1]游标卡尺的主尺读数为10mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
3×0.05mm=0.15mm
所以最终读数为
10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm
[2]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm,可动刻度为
10.5×0.01mm=0.105mm
所以最终读数为
1.5mm+0.105mm=1.605mm
8.0.900
14.50
串
2100
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为
0.5mm
可动刻度读数为
0.01×40.0mm=0.400mm
所以最终读数为
0.5mm+0.400mm=0.900mm
[2]游标卡尺的主尺读数为
1.4cm=14mm
游标读数为
0.05×10mm=0.50mm
所以最终读数为
14mm+0.50mm=14.50mm
(2)[3]要将表头改装成量程为3V的电压表,根据串联分压可知要串联一个电阻。
[4]根据串联电路规律可知串联电阻阻值为
9.1.095
【详解】
游标卡尺的主尺读数为10mm,游标尺上第19个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
所以最终读数为
10.5.50
116~117
5.00(4.98~5.02均可)
【详解】
根据游标卡尺的读数规则可知读数为
d=54mm+0.1×10mm=55.0mm=5.50cm
电流表的量程为,分度值为5mA,故读数为117mA;
电压表的量程为,分度值为0.1V,故读数为5.00V。
11.2.720
10.40
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为2.5mm,可动刻度为22.0×0.01mm=0.220mm,所以最终读数为2.5mm+0.220mm=2.720mm
(2)[2]50分度的游标卡尺,精确度是0.02mm,游标卡尺的主尺读数为10mm,游标尺上第20个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为20×0.02mm=0.40mm,所以最终读为:10mm+0.40mm10.40mm
12.29.8
1.125(1.123~1.127均可)
【详解】
(1)[1]游标卡尺的精度为,读数为。
(2)[2]螺旋测微器的精度为,读数为。
13.50.15
8.116
【解析】
【详解】
(1)[1]用游标卡尺测量某水管喷水口的内径(直径),得到其读数为
50mm+0.05mm×3=50.15mm;
(2)[2]螺旋测微器的读数为
8mm+0.01mm×11.6=8.116mm。
14.5.235
【详解】
[1]
游标卡尺的主尺读数为52mm,游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
7×0.05mm=0.35mm
所以最终读数为
52mm+0.35mm=52.35mm=5.235cm
15.6.869(6.868~6870均可)
9.60
【详解】
[1]螺旋测微器固定刻度部分读数为,可动刻度部分读数为
,所以金属板厚度测量值为,由于误差6.868mm~6870mm均可
[2]游标卡尺主尺部分读数为,游标尺部分读数为,所以金属块长度测量值为3.2电阻
1.白炽灯的灯丝由钨丝制成,当灯丝烧断后脱落一段,又将剩余灯丝刚好能搭接上使用,若灯泡功率原来为60
W,观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的,则现在灯泡的功率约为( )
A.30
W
B.45
W
C.60
W
D.80
W
2.一根粗细均匀的电阻丝,电阻为R,若将其均匀拉长为原来的2倍,则其电阻为
A.8R
B.R
C.2R
D.4R
3.P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积,将P1和P2按如图所示接到电源上,闭合开关后,下列说法正确的是(
)
A.若P1和P2的体积相同,则通过P1的电流大于通过P2的电流
B.若P1和P2的体积相同,则P1的电功率等于P2的电功率
C.若P1和P2的厚度相同,则流过P1的电流等于流过P2的电流
D.若P1和P2的厚度相同,则流过P1的电流大于流过P2的电流
4.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2
cm,bc=1
cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,通过金属薄片电流为I.若将C与D接入另一电路中,通过金属薄片电流仍为I,则C、D两端的电压为
A.
B.
C.2U
D.4U
5.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为的均匀细丝后,它的电阻变为( )
A.
B.9R
C.
D.81R
6.如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均10匝,半径rA
=
2rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,以下分析正确的是(
)
A.线圈中产生的感应电动势之比EA∶EB=2:1
B.两线圈中电阻之比RA∶RB=1:2
C.两线圈中感应电流之比IA∶IB=1:2
D.两线圈中产生的热功率之比PA∶PB=8:1
7.有甲、乙两根材料不同,长度和横截面积都相同的金属丝,在温度一定的情况下,甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍.以下有关它们电阻值的说法正确的是(
)
A.甲、乙的两根金属丝电阻值的相等
B.甲金属丝的电阻值是乙金属线电阻值的2倍
C.乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍
D.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍
8.将截面均匀、长为、电阻为的金属导线截去,将剩余部分均匀再拉长至,则导线电阻变为(
)
A.
B.
C.
D.
9.关于导体的电阻和电阻率,下列说法中正确的是(
)
A.由可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比
B.由可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比
C.由可知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比
D.导体的电阻率由材料的种类决定,与温度无关
10.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到横截面积为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为(
)
A.4ρ和4R
B.ρ和4R
C.ρ和2R
D.4ρ和2R
11.关于导体的电阻,下列说法正确的是(
)
A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比
B.导体的电阻跟导体中的电流强度成反比
C.导体的电阻决定于导体中的电流强度和导体两端的电压
D.导体的电阻决定于导体的材料、长度和横截面积
12.两根材料相同的均匀导线x和y,其中,x长为l,y长为2l,串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示,那么,x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为( )
A.3∶1 1∶6
B.2∶3 1∶6
C.3∶2 1∶5
D.3∶1 5∶1
13.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为
A.4ρ和4R
B.ρ和4R
C.ρ和16R
D.16ρ和16R
14.两根同种材料制成的导线,质量之比为,长度之比为,则它们的电阻之比为(
)
A.
B.
C.
D.
15.一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径是d,接在内阻不计的电源两端时功率为P,现在把它拉成直径为的均匀长电阻丝后仍接在此电源上,此时功率为
A.16P
B.4P
C.
D.
16.某同学想探究导电溶液的电阻与其长度、横截面积的变化规律。她拿了一根细橡胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。她测得盐水柱的长度是30cm时,电阻为R。现握住橡胶管的两端把它拉长,食盐水柱的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,则拉长后盐水柱的电阻是( )
A.
B.
C.
D.
17.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示,导电介质的电阻率为ρ,制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,R的合理表达式应为( )
A.
B.
C.
D.
18.把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,直径为d;乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足(
)
A.
B.
C.
D.
19.如图1所示,两根横截面积不同的不同材料制成的导线I和II,串联后接入电路.若导线上任意一点的电势φ随该点与a点距离x的变化关系如图2所示.导线I和II的电阻率分别为ρ1、ρ2,电阻分别为R1、R2,则( )
A.ρ1<ρ2,R1<R2
B.ρ1>ρ2,R1<R2
C.ρ1<ρ2,R1>R2
D.ρ1>ρ2,R1>R2
20.一根导线的电阻为40Ω,将这根导线对折后连入电路,这根导线的电阻变为(
)
A.40欧
B.60欧
C.80欧
D.10欧
参考答案
1.D
【详解】
由电阻定律知,灯丝长度减为原来的,电阻变为原来的,照明电路中电压220V不变,则由知功率变为原来的倍,即80W,故选D.
【点睛】
根据电阻的定义式和功率公式联合求解.
2.D
【解析】
由,可知拉长2倍后,体积V不变,故电阻变为原来4倍,故D正确.
3.C
【解析】
由于两电阻并联在电路中,因此两电阻中电压相等,设电阻的表面边长为a,厚度为d,根据,则可知电阻与厚度d有关,与体积无关,由V=sd可知,如果两导体的体积相同,则P1的厚度小于P2厚度;因此P1的电阻大于P2的电阻;则由可知,P1的电功率小于P2的电功率,故B错误;电流为,两电阻中电压相等,P1的电阻大于P2的电阻,所以通过P1的电流小于通过P2的电流,故A错误;由B的分析可知,若厚度相同,则两电阻阻值相同,由可知流过P1的电流等于流过P2的电流,故C正确,D错误.所以C正确,ABD错误.
4.A
【解析】
设金属薄片的厚度为d,当A与B接入通过的电流为I时,电阻,当C与D接入通过的电流为I时,电阻,联立得,根据欧姆定律得,即,解得,故选A.
【点睛】根据电阻定律得出两种情况下的电阻之比,结合欧姆定律得出电压大小之比.
5.D
【解析】
横截面直径为d镍铬丝拉制成直径为的均匀细丝后,根据截面积公式:可知,横截面积变为原来的,镍铬丝的体积不变,则长度变为原来的9倍;由电阻定律,分析可知电阻变为原来的81倍,即为81R,故D正确,ABC错误.
6.D
【详解】
A.
由法拉第电磁感应定律得
因半径rA=2rB,且n、△B/△t相同,则得到
EA:EB=
4:1
故A错误;
B.
根据电阻定律:线圈的电阻为
则ρ、S、n相同,两线圈电阻之比
RA:RB=
rA:rB=2:1
故B错误;
C.线圈中感应电流I=E/R,由A、B综合得到
IA:IB=2:1
故C错误;
D.
根据焦耳定律:Q=I2Rt,则相同时间内,产生的热量与电流的平方成正比,与电阻成正比,因此热量之比为8:1,故D正确;
故选D.
7.B
【详解】
由电阻定律公式可以知道,当长度和横截面积都相同的金属丝时,电阻与电阻率成正比,因为甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍,所以甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍,B正确,ACD错误.故选B.
8.C
【解析】
【详解】
根据电阻决定式,截去l/n之后再拉长至l,长度没有变化,截面积变为原来的则电阻变为.故选C.
9.B
【解析】
【详解】
电阻是导体本身的性质,其大小与电压和电流无关,故A错误;根据电阻定律可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,故B正确;导体的电阻率由导体的材料及温度决定;导体的横截面积及导体的长度无关,故CD错误.所以B正确,ACD错误.
10.B
【详解】
电阻为R,现将它均匀拉长到横截面积为原来的一半,其材料和体积均不变,则长度为原来的2倍;根据,所以此时导体的电阻变为原来的4倍,即4R.由于电阻率与材料有关,所以电阻率不变.故选B.
【点睛】
此题考查了影响电阻大小的因素,关键要知道导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比.电阻率不受温度影响的材料,可以制成标准电阻.
11.D
【解析】
【详解】
导体的电阻是由导体本身决定的,跟导体两端的电压以及导体中的电流强度均无关,选项ABC错误;导体的电阻决定于导体的材料、长度和横截面积,选项D正确.
12.A
【详解】
x和y两端的电势差分别为6V,2V,电流相等,根据欧姆定律得:
,
根据电阻定律得:,则有,则横截面积之比为:,故A正确.
13.C
【解析】
电阻R=ρ,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,其材料和体积均不变,则横截面积变为原来的1/4,长度为原来的4倍;由于导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,所以此时导体的电阻变为原来的16倍,即16R.由于电阻率受温度的影响,因温度不变,所以电阻率也不变.故ABD错误,C正确.故选C.
14.C
【解析】
两个同种材料制成的导线,质量之比,则它们的体积之比是,长度之比,
则横截面积之比:,
根据电阻的计算公式:,得:,所以C正确.
点睛:本题考查电阻定律的应用,要注意明确电阻取决于导线长度和截面积;根据质量关系可求得体积关系,再由体积公式可求得截面积之比,再由电阻定律则可求得电阻之比.
15.D
【解析】
设镍铬丝原来的长度为,则,假设把它拉成直径为
的均匀长电阻丝后长度变为,因为拉伸过程中镍铬丝的体积不变,则
电阻变为
,接入同一个电源上,由功率公式
知
,故D正确;
综上所述本题答案是:D
16.B
【详解】
溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,故
拉长后
由于
联立解得
故选B。
17.B
【详解】
CD.等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω?m2,左右两边单位不同,则此式不合理。故CD错误。
A.等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的。将b=a代入得到R≠0,因为电阻是很薄的一层,电阻应该很小,这个等式是不合理的,故A错误;
B.等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的。将b=a代入得到R=0,故B公式是合理的。
故选B。
【点睛】
根据单位(量纲)检查方程是否正确是常用的方法。再从数学的角度分析等式的合理性。
18.C
【解析】
试题分析:根据电阻定律:,,由公式可知甲乙的功率分别为:,,根据题意,若使P甲=P乙,即:,解得:.故C正确.
故选C.
考点:电阻定律;电功率
【名师点睛】本题是电阻定律和功率公式的综合应用,要注意电阻丝的截面积,S与直径的平方成正比.
19.A
【详解】
在I处分的电压为
U1=
在II处分的电压为
U2=2
两导线流过的电流相等,由可知
R1<R2
由可知
因为
S1<S2
L1>L2
故
ρ1<ρ2
故选A。
点晴:本题主要考查了欧姆定律和电阻定律公式的直接应用,关键是通过图象判断出必要的物理量,通过图2判断出两段导线分的电压,由欧姆定律求的电阻大小,由电阻定律求的电阻率.
20.D
【解析】
试题分析:根据电阻定律,开始时电阻,将导线沿中点对折,电阻率没有变化,但导体的长度变为原来的一半的同时,横截面积变为原来的二倍,根据导体电阻有,故A、B、C错误,D正确.
考点:电阻定律3.6科学测量:金属丝的电阻率
1.为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图丙所示的实验电路图,按照该电路图完成图丁中的实物电路连接。
2.用伏安法测电阻,可采用如图所示的甲、乙两种接法。若所用电压表内阻为5
000
Ω,电流表内阻为0.5
Ω。
(1)当测量100
Ω左右的电阻时,宜采用________(选填“甲”或“乙”)电路。
(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10
V、0.5
A,则此电阻的测量值为________Ω,真实值为________Ω。
3.要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约。实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6A,内阻约:
电压表V2,量程5V,内阻约;
定值电阻R1,阻值;
定值电阻R2,阻值为;
滑动变阻器R3,最大阻值,额定电流:
电源E,电动势6V,内阻约:
开关S一个,导线若干。
(1)有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的电压和电流,再计算出RV。该方案实际上不可行,其最主要的原因是:____________;
(2)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中完成。试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代号。(________)
(3)由(2)间的电路设计写出V1内阻RV的表达方式RV=________,并说明式中各测量量的物理意义。(________)
4.某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验:
(1)如图甲所示,该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=______mm;
(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表A1(内阻为r);
②电流表
A2;
③滑动变阻器R1(0~1000Ω);
④滑动变阻器R2(0~20Ω);
⑤蓄电池(2
V);
⑥电键
S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择_____(选填“R1
”或“R2
”);在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图;
(____)
(4)闭合电键S
,移动滑动触头至某一位置,记录A1、A2
的读数I1、I2
,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以I2
为纵坐标,
I1为横坐标,作出相应图像,如图丁所示。根据I2—I1
图像的斜率
k及电流表A1内阻r,写出金属丝电阻的表达式Rx=
_______;
(5)测得金属丝连入电路的长度为L,则金属丝电阻率
ρ=________(用k、D、L、r表示)。
5.暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流表G,内阻,满偏电流
B.电流表A,内阻约为,量程为
C.螺旋测微器
D.电阻箱(,)
E.滑动变阻器(,)
F.干电池组(,)
G.一个开关和导线若干
他进行了以下操作:
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其示数部分如图甲所示,请读出该次测量中测得电阻丝的直径___________;
(2)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为,则电阻箱的阻值应调为___________;
(3)请用改造完的电压表设计一个精确测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图乙中电路图补画完整________________________;
(4)实验数据的测量与电阻率的计算:如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为,电流表A的示数为,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式___________。
6.某同学用如图所示的电路测定Rx的电阻,请你根据电路特点,完成相应的实验操作。
(1)开并S1闭合前,滑动变阻器R1滑片应置于___________处(填“最左端”、“最右端”、或“中间”),电阻箱R2的阻值调至最___________(填“大”或“小”);
(2)将S2拨向与接点___________(填“a”或“b”)相连的触点,闭合S1,调节___________,使电流表示数为I0;
(3)再将S2拨向与接点___________(填“a”或“b”)相连的触点,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2面板示数如图所示,由此可知,Rx的电阻为___________Ω。
7.LED被公认为21世纪“绿色照明”,具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点,LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点,LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有:
A.电流表(量程为,内阻约为,读数记为)
B.电流表(量程为,内阻,读数记为)
C.电压表V(量程为,两阻,读数记为U)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.蓄电池E(电动势为,内阻很小),开关S一个
(1)如图所示是某同学设计的实验电路图,请你帮他选择合适的器材,电表1应选_____电表2应选_____,定值电阻应选_____,滑动变阻器应选______。(这四空均填写器材前的字母代号)
(2)测量小灯泡电阻的表达式为______(用字母表示),实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到_____时,其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻。
8.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径为_________mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为_________mm。
(2)用多用电表粗测其电阻约为。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压式接法。除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表(量程3V,内阻约为15)
B.电压表(量程15V,内阻约为75)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为1)
D.滑动变阻器(阻值范围0~5,2.0A)
E.滑动变阻器(阻值范围0~2000,0.1A)
F.直流电源E(电动势为3V)
G.开关S,导线若干
则电压表应选________,滑动变阻器应选________。(均填器材前的字母代号)
(3)请设计合理的实验电路,并将虚线框中电路图补充完整_______。
(4)实验测出圆柱体的电阻为R,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为_________。(用D、L、R表示)
9.在《测定金属丝电阻率》的实验中,需要测出其长度L。直径d和电阻R。用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图A,则金属丝的直径为______________
cm。若用B图测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________。(“偏大”,“偏小”)
10.一导电材料细而均匀,截面为圆柱体,电阻约为200Ω,某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R
A、电流表A
1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
B、电流表A
2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
C、电压表V
1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
D、电压表V
2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
E、滑动变阻器R
1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
F、滑动变阻器R
2(阻值范围0~4kΩ,允许通过的最大电流0.5A),
直流电源E(电动势3V,内阻不计)、开关S、导线若干。
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图所示,其示数L=______cm,用螺旋测微器测得该样品的外直径如图所示,其示数d=______mm;
(2)所选电流表为______,电压表为______,滑动变阻器为______
(只填器材的字母代号);
(3)为使实验误差较小,要求便于调节且测得多组数据进行分析,在框中画出测量的电路图;
______
(4)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、直径为d,则该材料的电阻率ρ=
______
(用测出的物理量的符号表示)。
11.在测量金属丝电阻率的实验中,实验中要求待测电阻的电压要从零开始变化,并且变化范围大,可供选用的器材如下:
A.待测金属丝:Rx(阻值约5Ω,额定电流约0.5A);
B.电压表:(量程3V,内阻约3kΩ);
C.电压表∶(量程15V,内阻约6kΩ)
D.电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);
E.电流表:A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
F.电源:E1(电动势3V,内阻不计);
G.电源:E2(电动势12V,内阻不计);
H.滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω);
J.螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
(1)如图,A图为电流表,B图为电压表,A图中电表示数为__________A,B图中电表示数为____________V;
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电压表应选_______、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图___________。
12.在“测定金属电阻率”的实验中,图甲为用螺旋测微器测量金属丝直径的刻度位置。为了减少电流表和电压表内阻引起的系统误差,采用了如图乙所示的实验电路。
图甲
图乙
(1)从图中读出该金属丝的直径__________________mm;
(2)测电阻的过程中,首先,闭合开关S1,将开关S2接2,调节滑动变阻器RP和r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U1、I1;然后,将开关S2接1,读出这时电压表和电流表的示数U2、I2,则待测金属丝的电阻________________(用题中字母表示);
(3)本实验中,测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为Rx,则该金属丝电阻率的表达式________________(用L、D、Rx表示)。
13.某市质监局对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现竞有九成样品的细菌超标或电阻率不合格(电阻率是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。
(1)对纯净水样品进行检验时,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内(如图甲),容器两端用直径为D的金属圆片电极密封(忽略容器壁的厚度)制成检查样品。实验步骤如下:
A.用游标卡尺和螺旋测微器分别测量样品的直径D及其厚度L;
游标卡尺及螺旋测微器读数分别为___________mm___________mm
B.选用多用电表的电阻“×1k”挡,按正确的操作步骤测此塑料圆柱形容器的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该电阻的阻值约为___________kΩ;
(2)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
电流表A1(量程1mA,内阻约为2Ω);
电流表A2(量程100uA,内阻约为10Ω);
电压表V1(量程1V,内阻r=10kΩ);
电压表V2(量程15V,内阻约为30kΩ);
定值电阻R0=10kΩ;
滑动变阻器R(最大阻值5Ω);
电源E(电动势约为4V,内阻r约为1Ω);
开关,导线若干。
根据你选择的器材,请在线框内画出实验电路图并标注所选器材符号(如:A1或A2)________;
(3)该检验样品的厚度为L,直径为D,若用以上电路测量电压表的示数为U,电流表的示数为I,则检验样品的电阻率为ρ=___________(用相应物理量的字母表示)。
14.(1)读出如图中游标卡尺和螺旋测微器的读数。
①游标卡尺的读数为______cm;②螺旋测微器的读数为______mm。
(2)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻RX。实验中所用的电压表的内阻为2kΩ,电流表内阻为0.5Ω,该同学采用两种测量方案,测量电路中电流表的连接方式如图(a)和图(b)所示,实验中得到如图(c)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:
①图中标记为Ⅰ的图线是采用图______得到的。(填“a”或“b”);
②根据所用实验器材和图(c)可判断,由图线______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为______Ω(保留1位小数);
15.在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长L,金属丝的电阻大约为5
Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径为________mm。
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3
V,内阻10
kΩ
B.电压表0~15
V,内阻50
kΩ
C.电流表0~0.6
A,内阻0.05
Ω
D.电流表0~3
A,内阻0.01
Ω
E.滑动变阻器,0~10
Ω
F.滑动变阻器,0~100
Ω
要求较准确地测出其阻值,电压表应选________,电流表应选________,滑动变阻器应选________。(填序号)
参考答案
1.
【详解】
实物图连接如图所示
2.甲
20
20.08
【详解】
(1)[1]当测量100
Ω左右的电阻时,因
则宜采用甲电路。
(2)[2]现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10
V、0.5
A,则此电阻的测量值为
[3]真实值为
3.电流表量程过大,指针几乎不偏转
式中U1,U2分别为电压表V1、V2的示数。
【详解】
(1)[1]电流表量程过大,指针几乎不偏转。
(2)[2]如图
(3)[3][4]设电压表V1、V2的示数分别为U1,U2,则根据电压表V1和串联,两者电流相等有
变形得
4.2.500
R2
【详解】
(1)[1].
螺旋测微器测量金属丝的直径D=2mm+50.00.01mm=2.500mm;
(3)[2]根据电路原理图可知,滑动变阻器是分压式接法,所以滑动变阻器要选择较小的R2;
[3]根据电路原理图,实物图连线如图所示
(4)[4].根据欧姆定律可知金属丝电阻
变形得
所以I2—I1
图像的斜率
变形得
(5)[5]根据电阻定律得
解得
5.0.267(0.265~0.268)
880
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的固定部分的读数0,可动部分的读数为,所以读数为;
(2)[2]由电压表改装原理知
(3)[3]由于要求精准测量电阻,所以安培表选用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(4)[4]由电路接法知
根据电阻定律得
联立得
6.最左端
大
a
滑动变阻器
b
108
【详解】
(1)[1][2]开并S1闭合前,滑动变阻器R1滑片应置于最左端处,电阻箱R2的阻值调至最大;
(2)[3][4]实验的原理为等效替代,因此应先将待测电阻接入电路,将S2拨向与接点a相连的触点,闭合S1,调节滑动变阻器,使电流表示数为I0;
(3)[5][6]再将S2拨向与接点b相连的触点,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2面板示数如图所示,由此可知,Rx的电阻等于R2的电阻,大小为108Ω。
7.A
B
D
F
3.75mA
【详解】
(1)
[1][2][3][4]LED灯正常工作时的电流为
则电表1应该选择电流表A;由于所给的电压表量程过大,则可选择已知内阻的电流表B与定值电阻串联,若选择定值电阻,则
可知定值电阻选择D即可。由于滑动变阻器要接成分压电路,可知要选择阻值较小的F即可;
(2)[5]测量小灯泡电阻的表达式为
[6]当灯泡两端电压为3V时灯泡正常工作,此时电表2读数为
8.1.848
42.40
A
D
【分析】
本题考查实验测金属的电阻率,由于金属的电阻较小,通过比较其电阻阻值与电压表、电流表的电阻关系,确定采用安培表外接还是内接法。
【详解】
(1)[1]由螺旋测微器可知,其读数为
[2]由游标卡尺可得知,其长度读数为
(2)[3][4]由于直流电源电动势为3V,故电压表选A,由于采用分压电路,滑动变阻器选小的,故滑动变阻器选D。
(3)[5]由于
故采用安培表外接,题中要求用分压电路,故合理的电路设计如下图
(4)[6]由电阻的决定式
可知
9.
偏小
【详解】
[1]螺旋测微器的读数为
[2]电路中,由于电压表分流,导致电流表测量值偏大,故根据可知电阻测量值偏小。
10.5.010
4.700
B
C
E
【详解】
(1)[1]用游标卡尺测得该样品的长度L=5cm+2×0.05mm=5.010cm
[2]用螺旋测微器测得该样品的外直径d=4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm;
(2)[3][4][5]电源电动势为3V,则所选电压表为C;电路中可能达到的最大电流为
可知电流表选择B;滑动变阻器要接成分压电路,故选E;
(3)[6]因,则电流表要外接;滑动变阻器用分压电路,电路如图;
(4)[7]由欧姆定律可知,电阻阻值
由电阻定律得
电阻率
11.0.46A
2.50V
【详解】
(1)[1]待测金属丝Rx阻值约5Ω,额定电流约0.5A,则电流表选择A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω),则电流表的示数
[2]金属丝两端的额定电压约为,所以电压表选择(量程3V,内阻约3kΩ),则电压表的示数
(2)[3][4]由(1)分析可得,电流表应选择A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω),电压表应选择电压表选择(量程3V,内阻约3kΩ)。
[5]电压表量程3V,故电源选E1(电动势3V,内阻不计)。
[6]滑动变阻器采用限流式,由于
为使测量尽量精确,电流表需要外接。电路如图所示
12.2.927
【详解】
(1)[1]
由图甲可知,螺旋测微器的读数,也就是金属丝的直径为
(2)[2]
开关S2接2时,根据欧姆定律可知,滑动变阻器RP、电流表内阻和待测电阻的总电阻为
开关S2接1时,根据欧姆定律可知,滑动变阻器RP、电流表内阻总电阻为
所以待测金属丝的电阻
(3)[3]根据电阻定律可知
解得该金属丝电阻率为
13.29.8
3.192
22
【详解】
(1)
[1][2]游标卡尺的读数:2.9cm+0.1mm×8=29.8mm;
螺旋测微器读数为:3mm+0.01mm×19.2=3.192mm.
[3]该电阻的阻值约为:.
(2)[4]电源电动势为4V,直接使用电压表量程太小,电压表量程又太大,可以把电压表与定值电阻串联,增大其量程进行实验,故电压表选择,通过待测电阻的电流最大为,所以电流表选择.
待测电阻的电压从零开始可以连续调节,变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值,所以采用分压式接法,由于电压表内阻已知,所以采用电流表外接法:
(3)[5]根据欧姆定律和电阻定律
其中
R0=r
整理可以得到
14.10.155
5.667(5.665~5.669均可)
Ⅱ
50.0(50.0~50.8均可)
【详解】
(1)[1]游标卡尺的读数为
[2]
螺旋测微器的读数为
(2)[3]
U-I图线中斜率表示电阻,Ⅰ图象斜率小,对应的电阻小,采用的是电流表外接法,故标记为Ⅰ的图线采用图a的连接方式。
[4]
根据图象可知电阻约为
说明待测电阻为大电阻,采用电流表内接法时系统误差会更小,说明图线Ⅱ得到的结果更接近待测电阻的真实值。
[5]由图象可知
联立可得
15.0.680mm
A
C
E
【详解】
(1)[1]从图中读出金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×18.0=0.680mm;
(2)[2][3][4]两节电池的电动势为3V,则电压表选择A;电路可能出现的最大电流为
则电流表选择C;滑动变阻器选择阻值较小的E即可。3.3电功与电热
1.电阻R和电动机M相串联接到电路中,如图所示已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等,电键接通后,电动机正常工作设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;经过时间t,电流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1;电流通过电动机M做功W2,产生的电热为Q2,则有( )
A.U1Q2
B.W1=2W2,Q1=Q2
C.W1D.W12.山东师大附中幸福柳校区有48个班级,9月是全年的用电高峰期,每个教室配备的用电器及其使用情况如下表所示,电费为0.7元/度(1度=1kW·
h),则学校所有教室每天用电需要的费用约为( )
用电器
日光灯
空调
多媒体
额定功率/W
40
3750
500
数量/个
11
2
1
平均工作时间/h
16
10
8
A.1500
元
B.1900
元
C.2400
元
D.2900元
3.国家航天局消息,"嫦娥四号”着陆器于
2019
年
7
月
26
日
19
时
12分成功完成唤醒设置,进入第8月昼工作期。"嫦娥四号”的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应,在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势,可获得0.1A的电流,则每秒照射到单片单晶硅太阳能电池上太阳光的能量大约是( )
A.0.48J
B.0.12J
C.0.26J
D.0.52J
4.—台空调机的额定功率为1kW假设在额定功率下平均每天工作6小时(h),30天用电量是(
)
A.18
kW?h
B.30
kW?h
C.60
kW?h
D.180
kW?h
5.如图为某品牌的扫地机器人,其内部电机的电阻为0.5Ω,额定功率为24W,额定工作电压8V,扫地机器人的锂电池容量9A?h,则该机器人正常工作时( )
A.额定工作电流为3A
B.额定工作电流为16A
C.充满电后最长工作时间约为9h
D.每秒消耗能量为128J
6.风扇是夏日必备用品,如图为一电脑连接的迷你风扇的铭牌,由铭牌中我们可以得到的信息是( )
A.该风扇的内阻为
B.该风扇的机械功率为
C.若该风扇正常工作,8小时耗电
D.若该风扇被卡住,产生的热功率为
7.室内有几种用电器:1.5kW的电饭煲、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器,如果进线处有10A的保险丝,供电电压为220V,下列情况下可以同时使用的是( )
A.电饭煲和取暖器
B.电视机和空调器
C.电饭煲和电视机
D.取暖器和空调器
8.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R和电动机线圈的阻值相等,闭合开关后,电动机正常工作。经过时间t,电流通过电阻R做的功为W1,产生的热量为Q1,电流通过电动机做的功为W2,产生的热量为Q2,则( )
A.W1=W2,Q1=Q2
B.W1=W2,
C.,
D.,Q1=Q2
9.扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人电动机线圈电阻为r,当它正常工作时,电动机两端所加的电压为U,则( )
A.通过线圈的电流小于
B.通过线圈的电流等于
C.电动机的电功率为I2r
D.电动机输出的机械功率为UI
10.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,把它接入电压为U1=0.2V的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A;若把电动机接入电压为U2=2.0V的电路中,电动机正常工作,工作电流是I2=1.0A,则( )
A.电动机线圈的电阻为2Ω
B.电动机正常工作时的输出功率为0.5W
C.电动机的效率为75%
D.电动机正常工作时线圈在1min内产生的焦耳热为120J
11.如图所示,电阻R和电动机M串联接到电路中,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2。则有( )
A.,Q1=Q2
B.U1=U2,Q1=Q2
C.,
D.,
12.如图所示,电源电压恒为U=14V,小灯泡L标有“4V8W”,电动机的线圈电阻rM=1.0Ω,当变阻器调到2Ω时,小灯泡与电动机均正常工作( )
A.线圈电阻消耗的功率7.64W
B.电动机的输入功率12W
C.电动机的机械效率66.7%
D.通过电路的电流为2.8A
13.如图所示,图甲中M为一电动机,在滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示,已知电流表A读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是( )
A.此电路中,电动机的最大输出功率是0.54W
B.图像交点处,变阻器的最大阻值为30Ω
C.电路中电源内阻为1Ω
D.若电流表A示数小于0.2A,随着变阻器滑片向右滑动,测量R0两端电压的电压表V读数的变化量与电流表A读数的变化量大小之比=6Ω
14.在物理学发展过程中,观察.实验.假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是( )
A.欧姆发现了电流通过导体时产生热效应的规律
B.库仑借助扭秤装置总结出了点电荷间的相互作用规律,并最早用实验测得元电荷e的数值
C.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系
D.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
15.如图是某品牌电动平衡车,其部分参数如表所示,其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得,则该电动平衡车( )
最大速度
充电器输出电压
舒适速度
充电器输出电流
标准里程
电池组总容量
A.充电器的输出功率约为70W
B.充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶1.1h
C.以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为1.1kW?h
D.该电池电量从零到充满电所需的时间约为3.4h
16.某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路,电源电动势E=14V,内阻r=0.2Ω,电动机的线圈电阻r'=0.02Ω,只闭合S时,电流表示数I1=10A,再闭合S2,电动机正常工作,电流表示数I2=55A(电流表内阻不计),不考虑灯丝电阻的变化。求:
(1)在只闭合S1时,车灯两端电压UL和车灯的功率PL;
(2)再闭合S2后,车灯两端的电压U'L和电动机输出功率P出。
17.一电动机的线圈电阻r=1Ω,工作电压为220V,现用该电动机竖直吊起一个20kg的重物,从静止开始匀加速上升100m,用时20s,不计摩擦,g取10m/s2.。求:
(1)吊绳的拉力大小
(2)20s时,电动机输出的机械功率
(3)20s时,电动机的工作电流和发热功率。(电动机在安全工作)
18.如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=0.50Ω,电动机M的电阻R=1.0Ω。闭合电键S后,标有“8V,16W”的灯泡L恰好能正常发光。求闭合电键后:
(1)电源两端的路端电压;
(2)电源的总功率;
(3)电动机的最大输出功率;
19.(1)电流做功,实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。若某段电路两端的电压为U,通过的电流为I,请论述说明电流在这段电路上做功的功率P=UI。
(2)为防止安全事故的发生,电路在布线时有相应的标准,供电电流越大的地方需要的导线越粗。设通电产生的焦耳热Q与导线升高的温度ΔT之间满足如下关系:Q=kcmΔT,其中c表示物体的比热,m为物体的质量,k为大于1的常数。请你选择适当的物理量,通过论述和计算证明“为避免升温过快,若电流越大,电阻线应该越粗”。
(3)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面,逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,此后若环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。
为探究该金属圆环在超导状态的电阻率上限,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化,其中ΔI<参考答案
1.D
【详解】
设电键接通后,电路中电流为,对于电阻,由欧姆定律得
对于电动机
则
电流通过电阻做功为
电流通过电动机做功为
因为,所以
根据焦耳定律得
则
选项正确,错误。
故选D。
2.D
【详解】
该学校一间教室每天用电需要的耗电量为
则学校所有教室每天用电需要的费用为
故选D。
3.C
【详解】
太阳能电池每秒产生的电能为
则每秒照射到单片单晶硅太阳能电池上太阳光的能量大约是
故选C。
4.D
【详解】
每天平均使用6小时,则30天的总的工作的时间就是180小时,所以用的总的电量就是W=Pt=1kW×180h=180kW?h
所以D正确。
故选D。
5.A
【详解】
AB.额定工作电压8V,额定功率24W,根据P=UI可得
故A正确,B错误;
C.题中“A?h”是电荷量的单位,则
故C错误;
D.根据
W=Pt
解得
W=24J
选项D错误。
故选A。
6.C
【详解】
A.因风扇不是纯电阻,故不满足欧姆定律,即
故A错误;
B.风扇的机械功率等于风扇的输入功率2.5W减去其发热功率,由于风扇电阻未知,所以不能得到风扇的发热功率,也就不能得到风扇的机械功率,故B错误;
C.若该风扇正常工作,8小时耗电
故C正确;
D.若该风扇被卡住,电流做功把电能全部转化为电热,风扇可看作是纯电阻电路,因风扇的电阻未知,无法根据欧姆定律求出电流,从而无法根据求风扇的发热功率,故D错误。
故选C。
7.C
【分析】
当保险丝达到最大电流时电路中的总功率
P=UI=220×10W=2200W
【详解】
A.电饭煲和取暖器同时使用的功率
1500W+750W=2250W>2200W
不可以同时使用,A错误;
B.电视机和空调器同时使用的功率
250W+2000W=2250W>2200W
不可以同时使用,B错误;
C.电饭煲和电视机同时使用的功率
1500W+250W=1750W<2200W
可以同时使用,C正确;
D.取暖器和空调器同时使用的功率
750W+2000W=2750W>2200W
不可以同时使用,D错误。
故选C。
8.D
【详解】
设开关接通后,电路中电流为I,对于电阻R,由欧姆定律得,对于电动机有
则
电流通过电阻R做功为,电流通过电动机M做功为,则
根据焦耳定律得,,则
故ABC错误,D正确。
故选D。
9.A
【详解】
AB.根据能量守恒有
即
即
得
故A正确,B错误;
C.电动机的电功率为
故C错误;
D.电动机输出的机械功率为
故D错误。
故选A。
10.C
【详解】
A.电动机不转时,设线圈电阻为R,则
选项A错误;
B.电动机正常工作时消耗的电功率为
电动机正常工作时线圈电阻损耗的电功率为
电动机正常工作时输出功率为
选项B错误;
C.电动机正常工作时效率为
选项C正确
;
D.电动机正常工作时线圈在1min内产生的焦耳热为
选项D错误。
故选C。
11.AC
【详解】
设开关接通后,电路中电流为I。对于电阻R,由欧姆定律得
U1=IR
对于电动机
U2>IR
则有
U1<U2
电功
W1=U1I
W2=U2I
则有
W1<W2
根据焦耳定律得
Q1=I2Rt
Q2=I2Rt
则有
Q1=Q2
故AC正确,BD错误
故选AC。
12.BC
【详解】
A.电动机正常工作时的电流等于小灯泡的额定电流,设该电流为IL,则
线圈电阻消耗的功率为
A错误;
B.电动机的输入电压为
设电动机的输入功率为P1
B正确;
C.设电动机是输出功率为
电动机的效率为
C正确;
D.通过电路的电流为2A,D错误。
故选BC。
13.AD
【详解】
A.若电流表A示数小于0.2A,由图乙知,电动机不转动,电动机的电阻
当I=0.3A时,U=3V,电动机的输入功率率最大,最大输入功率为
则电动机的最大输出功率
故A正确;
BC.由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻,为
当电流I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势
当I=0.1A时,电路中电流最小,变阻器的电阻为最大值,所以
故滑动变阻器的阻值比30欧大,故BC错误;
D.若电流表A示数小于0.2A,由图知,电动机不转动,由于电动机的内阻为4,根据闭合电路欧姆定律得
得
故D正确。
故选AD。
14.CD
【详解】
A.焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律,故A错误;
B.库仑借助扭秤装置总结出了点电荷间相互作用的规律,密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故B错误;
C.1820年,丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,揭示了电和磁之间存在联系,故C正确;
D.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,符合史实,故D正确。
故选CD。
15.ACD
【详解】
A.1100mA=1.1A,充电器的输出功率
故A正确;
B.满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km,舒适速度为15km/h,则满电后以舒适速度能行驶
故B错误;
C.由表格内的数据可知,电池的容量是,充电的电压为63V,则充电消耗的电能
满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km,所以以舒适速度行驶时百公里耗电能约
故C正确;
D.由表格内的数据可知,电池的容量是,即
充电器输出电流为
所以充电的时间为
故D正确;
故选ACD。
16.(1)
12V;120W;(2)3V
;102.375W
【详解】
(1)只闭合S1时,设车灯灯丝电阻为R,由闭合电路欧姆定律得
解得
R=1.2Ω
车灯两端的电压
UL=I1R=12V
车灯消耗功率
(2)闭合S1、S2后
流过车灯的电流
电动机的输出功率
17.(1)210N;(2)2100W;(3)10A;100W
【详解】
(1)由公式得
由牛顿第二定律得
则
(2)20s时,电动机输出的机械功率
(3)由题意可得
即
解得
发热功率为
18.(1)8V;(2)40W;(3)12W
【详解】
(1)灯泡正常发光,电压为额定电压U额=8V,则路端电压
(2)根据E=U+Ir得
10=8+I×0.5
故
I=4A
所以
P总=EI=10×4W=40W
(3)电源的输出功率
灯泡的电流
电动机总功率
电动机的电流
电动机消耗的电功率
电动机发热功率
所以电动机的输出功率
19.(1)见详解;(2)见详解;(3)
【详解】
(1)导体内恒定电场的电场力对通过这段导体的一个自由电子所做的功W0=eU;
设t时间内共有n个自由电子通过这段导体,则电场力对自由电子所做的总功W=neU;
导体中的电流
故ne=It,可得W=UIt;
因此电流通过这段金属导体做功的功率为
(2)设有一小段长为l的电阻线,其横截面积为S,电阻率为,密度为,通过它的电流为I,因为通电产生焦耳热使这段电阻线经过时间温度升高,电流流过电阻线产生的焦耳热
其中
此热量的一部分被电阻线吸收,温度升高,此过程满足
其中
联立,整理,有
由于k、c、、,都是常数,所以
与成正比,表示单位时间内升高的温度;
与成正比表明:当电流越大时,若想让单位时间内升高的温度少一些,则要求电阻线的横截面积大一些。
(3)设圆环周长为l、电阻为R,由电阻定律得
设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为,由焦耳定律得
设环中单位体积内定向移动电子数为n,则有
式中n、e、S不变,只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化,电流变化大小取时,相应定向移动电子的平均速率的变化得大小为,则有
设环中定向移动电子减少的动能总和为,则有
由于
可得
因为环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能。有
联立上述各式,得
所以超导状态的电阻率上限为