4.2科学测量:电源的电动势和内阻
1.为了测量两节旧干电池的电动势和内电阻,实验室准备了下列器材供选用:
A.待测干电池两节
B.直流电流表(量程0
~
0.6
~
3
A,0.6
A档内阻约为0.1Ω,3
A档内阻约为0.02Ω)
C.直流电压表(量程0
~
3
~
15
V,3
V内阻约为5
kΩ,15
V档内阻约为25
kΩ)
D.滑动变阻器R1(阻值范围为0
~
25Ω)
E.滑动变阻器R2(阻值范围为0
~
500Ω)
F.开关,导线若干
(1)本实验中,滑动变阻器应选_______(填R1或R2).
(2)请在图(甲)中完成实物连线______________。
(3)根据实验记录,画出的U—I图线如图(乙)所示,从中可求出待测干电池组的电动势为________V,内电阻为________Ω。
2.某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为1)
B.电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为100)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为1)
D.滑动变阻器R1(0~10,额定电流为2A)
E.滑动变阻器R2(0~1k,额定电流为1A)
F.定值电阻R0(阻值为900)
G.开关一个,导线若干
(1)为了能比较准确地进行测量,同时还要考虑操作的方便,实验中滑动变阻器应选___________。
(2)根据题意在图中画出该实验所需要的电路图并正确标注所选器材符号(如R1或R2)______。
(3)如图所示,是某同学根据正确的实验得到的数据作出的图线,其中,纵坐标I1为电流表G的示数,横坐标I2为电流表A的示数,由图可知,被测干电池的电动势为___________V,内电阻为___________(保留2位有效数字)
3.某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻。
(1)先用多用表的选择开关指在直流“2.5V”档,然后直接接在电源两极,读数如图甲所示,则电源电动势约为______V;
(2)为了更准确地测量电源的电动势和内电阻,又设计了如图乙所示的测量电路;
(3)将多用电表的选择开关从OFF旋转至“直流100mA”挡,调节电阻箱到合适的值并记录其读数R,合上开关,从多用表上读出相应的示数I;
(4)改变电阻箱电阻获得多组R、I数据,根据数据作出了如图丙所示的图线。由图线可得干电池的电动势E=______V(保留3位有效数字),内阻r=__________Ω(保留2位有效数字)。多用电表的内阻对______(填“E”“r”或“E和r”)的测量结果有影响。
4.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~0.6
A,内阻rA=0.3
Ω
C.电流表2:量程0~0.6
A,内阻约为0.1
Ω
D.电压表1:量程0~3
V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15
V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10
Ω,2
A
G.滑动变阻器2:0~100
Ω,1
A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差;在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择_______,电压表选择_______,滑动变阻器选择_______。
(2)实验电路图应选择图中的_______(填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=_______V,内电阻r=______
Ω。
5.为了测定一节干电池的电动势和内阻,现准备了下列器材:
①待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω)
②电流表G(满偏电流为3.0mA,内阻为10Ω)
③电流表A(量程0~0.60A,内阻约为0.1Ω)
④滑动变阻器R1(,)
⑤滑动变阻器R2(,)
⑥定值电阻
⑦开关和导线若干
(1)为了能尽量准确地进行测量,也为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是R1;
(2)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图,并注明器材代号_________________;
(3)如图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可求出被测干电池的电动势________V,内阻_______(结果均保留小数点后两位数字)。
6.某物理兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻(已知该干电池的内电阻相当小),实验室提供了如下器材:
A.电流表A1(量程0.8A,内阻约为0.4Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表V2(量程15V内阻为20kΩ);
E.滑动变时器R1(阻值范围0~10Ω,额定电流0.7A);
F.滑动变用器R2(阻值范围0~1kΩ。额定电流1.0A);
G.定值电阻R0=1Ω
H.开关、导线若干。
(1)要使实验误差较小且操作方便,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______。(均填器材前的选项字母)
(2)图中的电路图应选择______。
(3)根据实验记录的数据作出U-I图线如图所示,由图求得电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω(计算结果保留两位小数)。
7.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
电压表(量程0~3V,内阻约为3k)
电流表(量程0~0.6A,内阻约为1)
滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
待测电池组(电动势约为3V,内阻约为10)
开关导线若干
①该小组连接的实物电路如图所示,经仔细检查,发现电路中有一条导线连接不当,这条导线对应的编号是_____。
②改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻的滑片P应置于滑动变阻器的_____端(填“a”或者“b”)
③实验中发现调节滑动变阻器时。电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为4的电阻,之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,并作出图像,如图所示。根据图像可知,电池组的电动势为_____V,内阻为_____。(结果均保留两位有效数字)
8.某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻,图中电压表V的最大量程为3V,虚线框内为用电流计G改装的电流表
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200mA、内阻rG=0.30Ω,电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表,则R1=_________Ω;
(2)通过移动变阻器R的滑片,得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I,作出如图乙的图象。某次测量时,如图丙电压表V的示数为______V,此时对应G表的电流为_________mA,通过电源的电流为______mA;
(3)请根据图乙求出电源的电动势E等于___________V,电源内阻等于_______Ω(结果保留两位有效
数字)。
9.某同学为测定某一干电池的电动势和内电阻,连接电路实物图如图甲所示,其中定值电阻R0=0.5Ω起保护作用,实验中移动滑动变阳器触头。读出电压表和电流表的多组数据U、I,得出如图乙所示的U-I图象。
(1)图甲所示电路实物图中少连了一根导线,请在图甲中补上______;
(2)利用图象求得电源电动势E=______,内电阻r=______。(结果保留2位小数)
10.图(a)为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。
(1)虚线框内是用毫安表改装成电流表的电路,已知是理想电压表,毫安表表头的内阻为3.0,满偏电流为100mA,电阻R1=0.6,由此可知,改装后电流表的量程为______A。
(2)实验步骤如下,请完成相应的填空:
①将滑动变阻器R的滑片移到端______(选填“A”或B”),闭合开关S;
②多次调节滑动变阻器的滑片,记下电压表的示数U和毫安表的示数I,某次测量时毫安表的示数如图(b)所示,其读数为______mA。
③以U为纵坐标,I为横坐标,作U?I图线,如图(c)所示;
④已知定值电阻R0=2.0,根据图线求得电源的电动势E=______V,内阻r=______。(结果均保留到小数点后两位)
11.某同学要测量一蓄电池的电动势和内阻,在学校实验室找到以下器材:毫安表A(内阻Rg=2.9Ω,满偏电流Ig=100mA)、电压表V(量程U0=3V,内阻很大)、电阻箱R1(0~999.9Ω)、滑动变阻器R2。开关、导线若干。
(1)由于毫安表的量程太小,该同学用电阻箱R1与毫安表A并联,可使其量程扩大,取R1=Rg,则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的______倍。
(2)扩大量程后毫安表的刻度盘并没有改变,将器材连接成如图甲所示的电路,调节滑动变阻器R2,读出了多组电压表的示数U和毫安表的示数IG,并作出了U-IG图线如图乙所示,由作出的U-IG图线及题中的相关信息,可求得蓄电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果保留两位有效数字)
12.老师让小华和小明在实验室测量一块从旧电动车上拆下的铅蓄电池的电动势,老师告诉他们电池的电动势约为10~12V,实验室备有以下器材:
A.电流表A(0~0.6A,内阻约为3Ω)
B.电压表V1(0~3V,内阻RV1=3kΩ)
C.电压表V2(0~30V,内阻RV2=30kΩ)
D.定值电阻R1=10kΩ
E.定值电阻R2=50kΩ
F.滑动变阻器R,最大阻值30Ω
G.导线开关若干
(1)该实验电压表应选用___,定值电阻应选用___(填选项前面的字母序号);
(2)在方框内面出电路图,注明所选器材符号,并把实物图补充完整___、____
(3)若将滑动变阻器的滑片移到某一位置,读出电压表的示数为U,电流表的示数为I,考虑电压表的分流,则电源的电动势E和内阻r的关系式为E=_______(用题中的字母表示)。
(4)经过多次测量,可求出该电池的电动势。
13.某探究小组用如图所示的电路测量某电源的电动势和内阻,实验器材如下:
待测电源(电动势约2V);
定值电阻R0(阻值为2.0Ω);
定值电阻R1(阻值为4.5kΩ);
电阻箱R(最大阻值为99.99Ω);
电流表G(量程为400μA,内阻Rg=500Ω);
开关S,导线若干。
(1)电路图中将定值电阻R1和电流表G串联,相当于把电流表G改装成了一个量程为______V的电压表。
(2)闭合开关,调节电阻箱,并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I。若测得两组数据分别为:R2=7.50Ω,I2=300μA;R3=2.50Ω,I3=200μA,则电源的电动势为______V,内阻为______Ω(保留两位有效数字)。
14.利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻。实验室电流表内阻约为0.
2~0.
6,电压表内阻约为1.
5~5k,被测干电池内阻约为1,要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的__________(填“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0~0.
6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V)
B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~10)
D.滑动变阻器(0~300)
实验中电压表应选用__________;滑动变阻器应选用__________。(填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。
(______)
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
145
140
1.
30
1.
25
1.
20
1.
10
电流I/A
0.
060
0.
120
0.
240
0.
260
0.
360
0.
480
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电流表的示数I及干电池的输出功率P都会发生变化。选项图中正确反映P-I关系的是__________。
A.
B.C.
D.
15.某实验小组同学利用电流表和电压表测定由两节干电池串联而成的电池组的电动势和内阻,实验电路如图(a)所示。
现有开关和导线若干,以及如下器材:
A.电流表A:量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω
B.电压表V:量程0~3V,内阻约为3kΩ
C.滑动变阻器0~20Ω
D.滑动变阻器0~200Ω
(1)为了操作方便,减小实验误差,滑动变阻器应选用______(选填相应器材前的字母)。
(2)图(a)中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于最______端(选填“左”或“右”)。
(3)图(b)是甲同学根据实验数据绘制的图线,根据图线求得被测电池组的电动势E=______V,内阻r=______Ω(结果均保留到小数点后两位)。
(4)该实验中,产生系统误差的主要原因是______。图(c)为乙同学做出的伏安特性曲线,其中的实线为根据测量数据绘制的图线,虚线为在没有系统误差的情况下,通过电源电流与电压表两端电压的关系的图线,图(c)四幅图中能够正确反映两者关系的是______。
A.
B.
C.
D.
参考答案
1.滑动变阻器应选R1
2.88
V
1.1Ω
【详解】
(1)[1]由于电池的内阻较小,因此选择较小的滑动变阻器,故选R1;
(2)[2]
;
(3)[3][4]由闭合电路欧姆定律
可得
因此图像中截距代表电源电动势,斜率的相反数表示内阻,则有
2.D
1.4
0.67
【详解】
(1)[1]滑动变阻器的阻值较大,在使用时很难控制电流的均匀变化,选用控制电路的电流比较方便,并且符合测量的要求,故选D。
(2)[2]本实验由于没用电压表,所以用定值电阻和电流表G来改装成电压表并入电路中,电路图如下
(3)[3][4]由电路图知,定值电阻与电流表G串联,则改装成电压表,可作电压表用,也就是
变形得
图线与纵轴的截距
解得电动势
图线的斜率大小
解得电源的内阻
3.1.30
1.43(或1.44)
6.0(5.8~6.2均可)
【详解】
(1)[1]若多用表的选择开关指在直流“2.5V”档,由图示表盘可知,其分度值为0.05V,则电源电动势约为1.30V
(4)[2][3]闭合电路欧姆定律得
变形得
根据函数斜率和截距的概念应有
由于误差1.44V也可,且有
可得
由于读数误差(5.8~6.2均可)
[4]由于多用表存在内电阻,所以有闭合电路欧姆定律得
变形得
所以纵轴截距的绝对值代表电流表与电源的内阻之和,所以多用表的内电阻对r的测量结果有影响
4.B
D
F
甲
1.5
0.7
【详解】
(1)[1][2][3]由于电流表B的内阻已知,则电流表选择B;测量一节电池的电动势,则电压表选择D;滑动变阻器选择阻值较小的F即可;
(2)[4]因电流表内阻已知,则实验电路图应选择图中的甲;
(3)[5]根据U-I图象,则干电池的电动势
E=1.5V
[6]内电阻
5.
1.45
0.90
【详解】
(2)[1]本实验器材中无电压表,所以需要用电流表G和定值电阻R3串联改装成一个量程为1.5V的电压表,结合题意可得本实验的原理图为
(3)[2][3]根据闭合电路欧姆定律
可得I1-I2图线的关系式为
其中
结合题中的图象可得
6.A
C
E
C
1.49
0.45
【详解】
(1)[1][2][3]一节干电池的电动势约为1.5V,则电压表选3V量程,应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时,最大电流约为零点几安培,则电流表选择0.8A量程,为方便实验操作,滑动变阻器应选E;为了准确测量应接入定值电阻等效为电源内阻再进行测量;同时还需要开关和导线,故对应的仪器为A、C、E。
(2)[4]因干电池的内电阻相当小,电压表的读数变化很小,将定值电阻与电源串联以增大等效内阻;由于电流表的内阻未知,为减小误差,故应采用相对电源的外接法。
故选C。
(3)[5][6]由闭合电路欧姆定律可知
则题图乙中的图象与纵轴交点的坐标表示电动势,故
E=1.49V
图象斜率的绝对值大小表示r+R0,则
解得
7.5
a
2.9
1.8
【详解】
①[1]因为电源内阻较小,故对于电源来说应该采用电流表外接法,图中采用的是电流表内接;故导线5连接不当,应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱。
②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大,故应将滑片置于a端。
③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势,故;图线与横轴的交点为短路电流,故可得等效内阻为
又因为在开关和电池负极之间接有的电阻,在计算过程中等效为内阻,故电源内阻为
8.0.15
2.60
(291-2.94均可得分)
0.96-1.0
【详解】
(1)[1]根据欧姆定律可知
带入数据解得
(2)[2]根据丙图可知,最小刻度为0.1V,则电压表读数为
[3]根据图乙可知电流计的读数为,通过电阻的电流等于通过电流计电流的2倍,则流过电源电流为;
(3)[4]由实验原理得
即
根据图像可知,电源的电动势为
[5]因改装的电流表的内阻为
则电源内阻
9.
1.47V或1.48V
0.67Ω~0.71Ω
【详解】
(1)[1]由图甲可知,电压表的连接少了一根线,连接如图所示
(2)[2]由闭合电路欧姆定律得
变形得
则图线与纵坐标的交点表示电动势即为
由于误差1.48V也正确
[3]图线斜率为
其中R0=0.5Ω,解得
由于误差0.67Ω~0.71Ω均可
10.0.6
B
30.0
1.48
1.58
【详解】
(1)[1]由题可知
解得量程
(2)①[2]为了保护电路,闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移到B端。
②[3]毫安表读数为30.0mA。
④[4]
[5]改装成新的电流表的内阻
由于电流表改装后量程扩大了6倍,但电流读数仍为原表头读数,因此根据闭合电路欧姆定律
根据图象可知,图象与纵轴的交点等于电动势,斜率绝对值等于,因此可得
E=1.48V
解得
r=1.58Ω
11.30
1.80
40
【详解】
(1)[1]改装后的电流表的量程
故改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的30倍。
(2)[2]根据电路结构和闭合电路欧姆定律有
结合,图线可知纵轴截距即为蓄电池电动势,所以蓄电池的电动势
[3]图象的斜率
解得该蓄电池的内阻
12.B
D
【详解】
(1)[1][2]两个电压表直接使用都不合适,需要把电压表V1扩大到合适的量程,若把电压表V1与定值电阻R1串联,能满足要求,则电压表应选B,定值电阻应选用D
(2)[3]将电压表V1与定值电阻R1串联后改装后当电压表使用,电路如图1所示
[4]依据电路图连接实物如图2所示
(3)[5]由闭合电路欧姆定律知
13.2
2.1
0.50
【详解】
(1)[1]
根据串并联电路的规律,改装后的电压表量程为
(2)[2]
由闭合电路欧姆定律得
联立上式,代入数据得
,
[3]
14.甲
B
C
1.
50(1.
49~151均可)
0.
83(0.
81~0.
85均可)
C
【详解】
(1)[1].干电池内阻较小,远小于电压表内阻,选用甲电路时电源内阻的测量值相对误差小。
(2)
[2]
[3].一节干电池的电动势为1.
5V左右,故电压表应选用量程较小的B,干电池的内阻很小,为调节方便,滑动变阻器应选用总阻值较小的C。
(3)
[4].U-I图线如图所示。
(4)
[5]
[6].由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r,由图线可得E=1.
50V,r≈0.
83。
(5)
[7].电压表测量路端电压,其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大,而当内阻和外阻相等时,输出功率最大,此时输出电压为电动势的一半。外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零,故符合条件的图像应为C。
15.C
右
2.96-2.981
1.80~1.86
电压表分流
B
【详解】
(1)[1]若选C,则电路中的电流最小约为,此时电流表指针偏转已经较小;若选D,则滑动变阻器阻值从200Ω到20Ω,电路中的电流一直很小,所以为了方便实验操作,滑动变阻器应选择C。
(2)[2]滑动变阻器采用限流接法,为保护电路,闭合开关前滑片置于阻值最大处,即右端。
(3)[3][4]由U-I图像可知,电源电动势E=2.97V,电源内阻
(4)[5]由图示电路图可知,由于电压表存在分流现象,导致测得通过电源的电流比理想状态下电流偏小;而当外电路短路时,没有电流经过电压表,故理想图像和测量图像的短路电流相同,故B正确。4.1闭合电路欧姆定律
1.有一个电动势为3
V、内阻为1
Ω的电源。与下列电阻连接后,电源的输出功率大于2
W是( )
A.0.5
Ω
B.1.5
Ω
C.2
Ω
D.2.5
Ω
2.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中,电流表的示数( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
3.唐诗同学按如图所示的电路图连线实验。闭合开关S,小灯泡都不亮,电流表指针无偏转。她利用电压表进行逐段检测,发现约为10V,其余示数为0。则该电路的故障可能是( )
A.短路
B.断路
C.断路
D.短路
4.如图所示,电源电动势、内阻r=1Ω,定值电阻R1=9Ω,R2=100Ω,R3=100Ω。电容器电容,下极板接地,A点到上下极板的距离相等。开关、闭合,下列说法正确的是( )
A.电容器所带电荷量
B.将电容器下极板下移,则A点电势降低
C.开关断开时,通过的电流方向水平向左
D.从开关断开到电路稳定,通过的电荷量
5.如图所示,每节电池的电动势,小灯泡L标有”1.5V
0.3W”,开关S接1,当电阻箱调到7Ω时,小灯泡L正常发光;将开关S接2,小灯泡L亮度不变,电动机M正常工作。则( )
A.每节电池内阻为0.5Ω
B.开关S接2时,两节电池总的热功率为0.02W
C.电动机的线圈电阻为7Ω
D.电动机的机械功率为0.28W
6.如图所示,PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨,GH是长度为L、电阻为r的导体棒,其中点与一端固定的轻弹簧连接,轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,图中E是电动势为E、内阻不计的直流电源,电容器的电容为C。闭合开关,待电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.导体棒中电流为
B.轻弹簧的长度增加
C.轻弹簧的长度减少
D.电容器带电量为
7.如图所示的电路中,E=6V、r=10,R0=10,滑动变阻器R(0~40),不计电表对电路的影响。以下判断正确的是( )
A.当R=10时,电源的输出功率最大
B.当R=10时,R0上消耗的功率最大
C.当R=20时,滑动变阻器R上消耗的功率最大
D.在R的滑片从左向右滑动的过程中,电源的输出功率先增大后减小
8.按图连接电路后,灯泡L不亮,且灯泡L是好的,用电压表测得Uab=6V,Ucd=Ubd=0,Uad=6
V,由此可断定该电路可能发生的故障是( )
A.R1断路
B.R2短路
C.R1短路
D.R2断路
9.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电源的输出功率一定增大
D.R1的功率变小
10.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中的b端移动时( )
A.I变小
B.I变大
C.U变小
D.U变大
11.2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。人造地球卫星用太阳能电池供电,展开的太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能。取一片太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电池板的电动势为3.00V
B.随着外电路电阻增大,其内阻逐渐增大
C.外电路电阻为1kΩ时,电源输出功率约为4W
D.外电路电阻为1kΩ时,电源效率约为66.7%
12.2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情,人们居家隔离。由于运动量减少,体重逐渐增加,体内的脂肪也逐步增多,我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪积累程度。其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比,脂肪含量高者( )
A.电流表示数小
B.电压表示数大
C.电源内阻的电压大
D.路端电压大
13.如图所示,图线a是某一电源的U-I曲线,图线b是一定值电阻的U-I曲线,若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(该电源的内阻r=2.0Ω),则下列说法正确的是( )
A.该定值电阻为6Ω
B.该电源的电动势为20V
C.将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大
D.将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大
14.在电学实验中,遇到断路时,常用电压表来检测。某同学连接了如图所示的电路,闭合开关S后,发现灯不亮,为检查电路故障,他用电压表进行测量,结果是,,,,则此电路的故障不可能是( )
A.开关S接触不良
B.小灯泡灯丝断了
C.d、e间出现断路
D.e、f间出现断路
15.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,锂电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
A.锂电池产生的热功率为UI
B.充电器的充电效率为×100%
C.电能转化为化学能的功率为UI-I2r
D.充电器输出的电功率为UI
16.在如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=R3=4Ω,当开关K接a时,R2两端的电压为4V,当开关K接b时,电压表示数为4.5V,试求:
(1)开关K接a时,通过电源的电流;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)开关K接c时,通过R2的电流。
17.如图所示,电源电动势E
=
6.0
V,为电阻箱。当电阻箱读数R
=
2.0
Ω时,电压表读数U
=
4.0
V(电压表为理想电表),求:
(1)此时电路中的电流I和电阻所消耗的电功率P;
(2)电源的内阻r。
18.已知图中R1=7Ω,R2=4.5Ω。当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A。求电源的电动势E和内阻r。
19.某一电路如图所示,已知电源内阻r=2Ω,R1=12Ω,R2=4Ω,R3=12Ω,电压表和电流表均为理想表。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A。
(1)求电源的电动势;
(2)求滑片P滑动过程中,功率的最大值;
(3)滑片P滑动过程中,滑片P右侧电阻值多大时,消耗的功率最大?功率的最大值是多少?
参考答案
1.B
【详解】
A.由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
A错误;
B.由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
B正确;
C.由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
C错误;
D.由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
D错误。
故选B。
2.A
【详解】
将滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则总电阻减小,总电流变大,即电流表的示数一直变大。
故选A。
3.C
【详解】
电流表指针无偏转说明电路断开,发现约为10V,由于电动势为10V,说明L2断路
故选C。
4.C
【详解】
A.当S1、S2均闭合时,外电路电阻
总电流
电容器两端电压
电容器所带电荷量
选项A错误;
B.将电容器下极板下移,则由可知,C减小,电容器应该放电,但是由于二极管的单向导电性,使得电容器电量保持不变,由
可知电容器两板场强不变,则A点与下极板的电势差变大,则A点电势升高,选项B错误;
C.开关断开时,则电容器两板电压变大,则电容器充电,则通过的电流方向水平向左,选项C正确;
D.电键S2断开稳定后,电容器两板间的电压
则电容器带电量的变化量
即通过的电荷量,选项D错误。
故选C。
5.B
【详解】
A.小灯泡的额定电流为
电阻为
当接1时,由闭合电路欧姆定律可知
E=I(RL+R+r)
代入数据解得
r=1Ω
故A错误;
B.将开关S接2,小灯泡L亮度不变,则电路中的电流仍为I=0.2A,则两节电池总的热功率为
B正确;
CD.电动机两端电压为
U=E-I(RL+r)=1.4V
因电动机不是纯电阻电路,则其电阻值不等于开关S接1时电阻箱的电阻7Ω,消耗的总功率为
P=IU=0.28W
则输出机械功率小于0.28W,CD错误。
故选B。
6.C
【详解】
A.根据欧姆定律,导体棒中的电流为
故A错误;
BC.由左手定则知导体棒受的安培力向左,则弹簧长度减少,由平衡条件
BIL=k△x
代入得
故B错误,C正确;
D.电容器上的电压等于导体棒两端的电压
Q=CU=
故D错误。
故选C。
7.C
【详解】
A.当电源有最大输出功率时,外电阻等于内阻,则当R=0时,电源的输出功率最大,选项A错误;
B.要使得R0上消耗的功率最大,则电路中的电流最大,总电阻最小,即当R=0时,R0上消耗的功率最大,选项B错误;
C.要使滑动变阻器R上消耗的功率最大,则将R0看做电源的内阻,可知当R=r+R0=20时,滑动变阻器R上消耗的功率最大,选项C正确;
D.当电源有最大输出功率时,外电阻等于内阻,则在R的滑片从左向右滑动的过程中,外电路电阻从10Ω变为50Ω,即外电阻向电源的内阻不断远离,则电源的输出功率逐渐减小,选项D错误。
故选C。
8.A
【详解】
由题意可知,说明电源没问题;Ucd=Ubd=0说明电路cd
间某一处短路,或bd路段外某处断开,Uad=6
V说明ad间有断路其余部分是连通的,综合分析可判断R1断路。
故选A。
9.A
【详解】
A.当滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,接入电路的电阻减小,则外电阻变小,电路中的总电阻变小,外电压变小,电压表是测量的外电压,电压表的示数变小,A正确;
B.当滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,接入电路的电阻减小,则外电阻变小,电路中的总电阻变小,由闭合电中欧姆定律可知,干路电流增加,电阻R1两端电压变大,根据
并联电路两端的电压减小,即电阻R2两端电压变小,所以流过电阻R2的电流变小,电流表的示数变小,B
错误;
C.根据电源的输出功率和外电阻的关系可知,外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,本题中外电阻和内阻的关系不明确,则滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,电源的输出功率不一定增大,C错误;
D.当滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,接入电路的电阻减小,则外电阻变小,电路中的总电阻变小,由闭合电中欧姆定律可知,干路电流增加,根据
可知,R1的功率变大,D错误。
故选A。
10.BD
【详解】
当R5的滑动触点向图中b端移动时,R5变大,外电路总电阻变大,路端电压变大,U变大,则由闭合电路欧姆定律知,总电流变小,电路中并联部分电压
变大,则
变大。
故选BD。
11.AD
【详解】
A.当电流为0时,路端电压数值上等于电动势,由图像可知,电动势为3.00V,故A正确;
B.图像的斜率即为电源内阻大小,随着外电路电阻增大,电流减小,由图像可知,其内阻逐渐减小,故B错误;
CD.在图像上作出电阻的U-I图像,取两个图像的交点,即为电阻与电源连接后电压电流值,如下图:
从图中可读出,交点对应的电流和电压分别为2.0mA和2.0V,故此时电源的输出功率为
电源效率约为
故C错误D正确。
故选AD。
12.ABD
【详解】
A.体液中含有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,而脂肪不容易导电,体型相近的两人相比,肥胖人体的脂肪比较瘦人的脂肪所占比例较大,肥胖的人体比较瘦的人体电阻较大,测试时,肥胖人体接在电路中的电阻R1较大,由闭合电路的欧姆定律可知
电路中的电流较小,因此电流表示数小,A正确;
BCD.由路端电压
U=E?Ir
可知,电流I较小,电源内阻电压Ir较小,路端电压U较大,由题图乙可知R1电阻较大,电压表的示数较大,BD正确,C错误。
故选ABD
13.ABC
【详解】
A.图线b的斜率是定值电阻的阻值,则
故A正确;
B.由图读出交点的电压U=15V,电流I=2.5A,根据闭合电路的欧姆定律可得
故B正确;
CD.对于电源,当外电路的负载总电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大。当3只6Ω的电阻并联时,外电路总电阻等于2Ω,与电源内阻相等,电源输出功率最大,当2只这种电阻串联时,外电路总电阻等于12Ω,电源输出功率不是最大,故C正确,D错误。
故选ABC。
14.ABD
【详解】
开关S闭合后,灯泡不亮,由题意可知,,说明e与电源的正极之间、a与电源的负极之间是连通的;,说明开关是完好的;,说明灯泡完好或被短路;,说明d、e两点与电源相同,并且两点间是断开的;综合分析可知,电路故障是灯泡可能被短路,d、e间出现断路。
故选ABD。
15.CD
【详解】
A.电池产生的热功率为
小于UI,A错误;
D.充电器输出的电功率为
D正确;
C.电能转化为化学能和热能,根据能量守恒定律,有
故
C正确;
B.充电器的充电效率
B错误。
故选CD。
16.(1)1A;(2)E=6V,r=2Ω;(3)0.5A
【详解】
(1)K接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据公式可得,通过电源电流
所以,通过电源的电流为1A
(2)K接a时,有
E=U1+I1r=4+r
K接b时,R1和R2串联
R外=R1+R2=6Ω
通过电源电流
这时有
E=U2+I2r=4.5+0.75r
解得
E=6V,r=2Ω
(3)当K接c时,R2与R3并联,并联电阻为
所以
R总=R1+r+R23=6Ω
总电流
通过R2电流
17.(1)2A
8W;
(2)
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流
电阻R所消耗的电功率
(2)
根据闭合电路欧姆定律可得内阻为
18.1.5V;0.5Ω
【详解】
根据闭合电路欧姆定律得
代入数值联立解得:E=1.5V,r=0.5Ω
19.(1)6V;(2)4W;(3)
,
【详解】
(1)当滑片P滑到最右端时,
短路
解得
(2)当滑片P滑到最左端时,与、都短路,根据闭合电路的欧姆定律,电路中的电流
最大
的最大功率
解得
(3)当滑片P滑到最右端时,流过的电流
可求总阻值
解得
设滑片P左侧电阻值
,与并联电阻
干路电流
与并联电压
由以上式子联立得消耗功率
可得,当
即
时,上功率最大值
此时滑片右侧阻值
即4.3科学测量:用多用电表测量电学量
1.如图甲是多用电表简化电路图,电流计满偏电流Ig=0.5mA、内阻Rg=20Ω,电池电动势1.5V、内阻可忽略;电阻R1阻值20Ω,R3阻值24990Ω。
(1)A插孔应接______表笔(选填“红”或“黑”);
(2)若选择开关接3时,其读数为______;
(3)测量电阻时,需先进行欧姆调零,此时应将R2的阻值调整为______Ω,(结果取整数)
(4)用多用表测电流或电阻的过程中,下列说法正确的是______
A.测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零
B.测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
C.测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
D.测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
2.在练习使用多用电表的实验中,
(1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”档),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×1”挡
d.将选择开关旋到“×100”挡
e.将选择开关旋到“×1k
”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是______(填写步骤前的字母)
(2)重新测量后,指针位于如图2所示位置,被测电阻的测量值为________Ω。
3.某同学先后用多用电表和伏安法测量一个未知电阻Rx的阻值。
(1)该同学选用倍率为“×100”的电阻挡时,指针位置如图甲所示;他应选用倍率为___(填“×1”或“×10”)的电阻挡再次测量,当其选择合适的倍率后,指针位置如图乙所示,则所测电阻的阻值为____Ω;
(2)为更精确测量其阻值,该同学采用了伏安法。实验室备有下列实验器材:
a.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
b.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ);
c.电流表A1(量程250mA,内阻约为0.2Ω);
d.电流表A2(量程50mA,内阻约为1Ω);
e.滑动变阻器R(最大阻值150Ω);
f.电池组E(电动势为3V,内阻不计);
g.开关S,导线若干。
为减小实验误差,电压表应选用___,电流表应选用___(填器材前面的序号),实验电路应选___(填“图丙”或“图丁”)。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确,则电阻的测量值___(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,原因是___________。
4.某实验小组已通过实验获得锗二极管和硅二极管(简称锗管和硅管)的伏安特性曲线如图(a)所示,现有这个类型的锗管和硅管甲和乙,但标记不清楚,无法判断哪一个是硅管、哪一个是锗管。
(1)其中一同学取甲管(图(b)所示)做实验,他选用多用表的电阻档,并用表笔K接图(b)中的M端,另一表笔接N端,发现多用表指针偏角较小,则表笔K应该是______(“红”或“黑”)笔;
(2)该同学继续用电路图(c)研究甲管的特性,他将变阻器的滑片______(“从A到B”、“从B到A”)慢慢滑动,当电压表示数超过0.1V时,电流表示数开始明显增加,则甲管的材料应该是______。
(3)另一同学用剩下的乙管利用电路图(d)进行实验,其中定值电阻其中定值电阻、、电源输出电压保持不变,则此电路中,二极管乙的功率为______。
5.图是某多用电表的表盘示意图,当用“0~50V”量程测直流电压时,指针位置如图中①所示,其示数为_____V;当用“×100”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如图中②所示,其示数为_____Ω。
6.课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只发光二极管,同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线。
(1)由于不能准确知道二极管的正负极,同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量,当红表笔接A端、黑表笔同时接B端时,指针几乎不偏转,则可以判断二极管的正极是_______端
(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线,要求准确测出二极管两端的电压和电流。有以下器材可供选择:
A.二极管Rx
B.电源电压E=4V(内电阻可以忽略)
C.电流表A1(量程0~50mA,内阻为r1=0.5Ω)
D.电流表A2(量程0~0.5A,内阻为r2=1Ω)
E.电压表V(量程0~15V,内阻约2500Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)
C.滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)
H.定值电阻R3=7Ω
I.开关、导线若干
实验过程中滑动变限器应选___________(填“F”或“G”),在虚线框中画出电路图_______(填写好仪器符号)
(3)假设接入电路中电表的读数:电流表A1读数为I1,电流表A2读数为I2,则二极管两瑞电压的表达式为__________(用题中所给的字母表示)。
(4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压U和通过它的电流I的一系列数据,并作出I-U曲线如图乙所示。
(5)若二极管的最佳工作电压为2.5V,现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电,则需要在电路中串联一个电限R才能使其处于最佳工作状态,请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分析,申联的电阻R的阻值为_______________Ω(结果保留三位有效数字)
7.某同学通过实验测定一个阻值为的定值电阻的阻值。现有电源(,内阻可不计)、滑动变阻器(,额定电流),开关和导线若干,以及下列电表:
A.多用电表(挡,内阻约为;挡,内阻约为;挡,内阻约为)
B.电流表(,内阻约为)。
甲
(1)该同学先用多用电表欧姆挡粗测该待测电阻的阻值:将多用电表挡位开关置于欧姆_____(填“×1”、“×10”、“×100”或“×”)挡,正确操作后测量结果如图乙所示,则测得该待测电阻的阻值为_____。
(2)由于没有电压表,该同学将多用电表作为电压表使用,应将多用电表挡位开关置于电压_____(填“”、“”或“”)挡,为了尽量减少由于电压表、电流表引起的系统误差,实验电路应采用图丙中的________(填“”、“”或“”)图。
(3)连接好电路,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数、电压表示数。在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端,随着滑片的移动,图丁反映关系的示意图中正确的是_____。
8.某多用电表内部电路原理图如图所示,G为电流表。
(1)插孔a应接__________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)选择开关S打到2处时是__________(选填“电流”“电压”或“欧姆”)挡。
(3)选择开关S打到3或4处时是__________(选填“电流”“电压”或“欧姆”)挡,选择开关S打到4处时的量程比打到3处时的量程__________(选填“大”或“小”)。
9.(1)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图,作为欧姆表使用时,选择开关S应接________(填“1”“2”
“3”“4”或“5”)
(2)某同学想通过该多用电表的欧姆挡测量某定值电阻的阻值,主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在________(填“电阻”或“电流”)零刻度处;
③把红、黑表笔与待测电阻两端相接,发现这时指针偏转角度很大;
④换用________(填“×10”或“×1k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,如图乙所示,记下电阻阻值为________Ω;
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕。
10.图甲为一个简单的多用电表的电路图,其中电源的电动势E=1.5V、内阻r=1.0Ω,电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度。
(1)选择开关接“1”,指针指在图乙所示位置时示数为_____(结果保留三位有效数字)。
(2)如果选择开关接“3”,图甲中电阻R2=240Ω,则此状态下多用电表为量程_____的电压表。
(3)如果选择开关接“2”,该多用电表可用来测电阻,C刻度应标为_______Ω。
(4)如果选择开关接“2”,红、黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针刚好满偏,再测量某一电阻,指针指在图乙所示位置,则该电阻的测量阻值为_______Ω(保留两位有效数字)。
(5)如果将该多用电表的电池换成一个电动势为1.5V、内阻为1.2Ω的电池,正确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”)。
11.某同学要测量一导体的电阻Rx。
(1)他先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向电阻挡“×100”挡位的多用电表测量,其表盘及指针所指位置如图所示,要能比较准确地测量该电阻的阻值,应将多用电表的选择开关旋转到电阻挡的______挡位。
(2)该同学正确选择挡位后测得此电阻约为300Ω。想进一步精确测量其阻值,现有的器材及其代号和规格如下:
A.待测电阻Rx
B.电流表A1(量程0~50mA,内阻约为5Ω)
C.电流表A2(量程0~500?A,内阻约为50Ω)
D.电压表V1(量程0~3V,内阻约为10kΩ)
E.电压表V2(量程0~15V,内阻约为50kΩ)
F.直流电源E1(电动势3V,内阻不计)
G.直流电源E2(电动势15V,内阻不计)
H.滑动变阻器R1(阻值范围为0~5Ω,允许通过的最大电流为2.0
A)
I.滑动变阻器R2(阻值范围为0~50Ω,允许通过的最大电流为1.0
A)
J.电键S一个,导线若干
①为了使实验误差较小,要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上,并要求测得多组数据进行分析,则电流表应选择______,电压表应选择______,电源应选择______
,滑动变阻器应选择______
(选填器材前的字母代号)。
②请将你设计的实验电路画在方框内_____。
12.(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:(把部件符号填入空中)
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______刻线(选填“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按______的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1
k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω;测直流电流时,用的是100
mA的量程,指针所示电流值为________mA;测直流电压时,用的是50
V量程,则指针所示的电压值为________V。
13.某学习小组探究光敏电阻在光照强弱不同的情况下的阻值变化规律,实验室提供的器材有:
待测光敏电阻Rx一个,干电池6节(每节电动势1.5V,内阻小于1),电压表(量程0?15V,内阻约10k),电流表(量程0?20mA,内阻约10),滑动变阻器R1(最大阻值20),滑动变阻器R2(最大阻值1000),开关一个,导线若干。
(1)该小组利用多用电表“×100”欧姆挡,粗测光敏电阻的阻值,若表头指针指示的位置如图甲所示,则Rx=_________。
(2)该小组按照图乙所示电路进行实验,则滑动变阻器应选择_________(填“R1”或“R2”)。请按照所给的电路图在图丙中用实线代替导线画出电路连线图________。
(3)该小组利用一只有“弱”“中”“强”三挡可调光强弱的手电筒做实验,根据得出的数据画出如图丁所示的I-U图像,由图像可得在弱光照射下,光敏电阻的阻值Rx=_____(结果保留两位有效数字),在电压相同的情况下光照越强光敏电阻的阻值越_____(填“大”或“小”)。
(4)在测光敏电阻的阻值时,实验系统误差主要来源于_____(填“电压”或“电流”)表的_____(填“分压”或“分流”)作用。
14.请按下列要求作答
(1)图1是某多用电表的表盘示意图,当用“0~50V”量程测直流电压时,指针位置如图中①所示,其示数为______V;当用“×100”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如图中②所示,其示数为:______Ω。
(2)图2中游标卡尺的示数为______mm。
参考答案
1.红
17.2V(17.1~17.3)
1490
AD
【详解】
(1)[1]A插孔与内部电源的负极连接,则应接红表笔;
(2)[2]若选择开关接3时,是电压表,量程为
其读数为17.2V;
(3)[3]测量电阻时,需先进行欧姆调零,此时
解得
R2=1490Ω
(4)[4]A.测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零,选项A正确;
B.测量电流时,更换量程后不需要重新进行调零,选项B错误;
C.在测量未知电阻时,若先选择倍率最大挡进行试测,当被测电阻较小时,电流有可能过大,所以应从倍率较小的挡进行测试,若指针偏角过小,在换用倍率较大的挡,故C错误;
D.在测量未知电流时,为了电流表的安全,必须先选择电流最大量程进行试测,若指针偏角过小,在换用较小的量程进行测量,故D正确。
故选AD。
2.
【详解】
(1)[1]图1读数过大,故要将欧姆表倍率调大一个档位(即进行操作;调整档位后,要先进行欧姆调零(即进行操作,再进行测量(即进行操作,测量后,断开表笔关闭多用表(即进行操作;故实验步骤的顺序为:;
(2)[2]图2中指针读数为,由(1)可知:欧姆表倍率为,故被测电阻的测量值为。
3.×10
70
a
d
图丁
小于
电压表分流
【详解】
(1)[1][2]选用倍率为“×100”的电阻挡测量,指针的位置如图甲所示,指针偏角太大,说明所选挡位太大,要较准确的测量该电阻的阻值,应选择×10电阻挡,重新进行欧姆调零,然后再测电阻;按正常顺序操作后,指针的位置如图中乙,则该电阻的阻值为7×10Ω=70Ω
(2)[3]电源电动势是3V,电压表应选a
[4]通过待测电阻的最大电流约为
电流表选d
[5]由于
说明待测电阻较小,则电流表用外接法,即验电路应选图丁
[6][7]电流表外接法中,电压表测量的是电阻两端的真实电压,由于电压表的分流作用使电流表的示数大于流过待测电阻的电流,据此可知,电阻的测量值小于其真实值,主要原因为电压表的分流作用。
4.红
从A到B
锗
0.012W
【详解】
(1)[1]用K笔接M端时,多用表电阻档的偏角较小,说明二极管的电阻极大,这时测的应该是二极管的反向电阻,即电流由N端流向M端,所以与N端接触的是多用表的黑笔(因为黑笔与多用表内部电源的正极连接),与M端连接的是红笔;
(2)[2][3]描绘二极管的伏安特性曲线时,应让二极管两端的电压慢慢变大,所以应从A端慢慢滑向B端;由图(a)可知,锗管在电压大于0.1V时,电流已明显开始变化;而硅管电压要达到0.5V左右,电流才明显变大,所以甲管应该是锗管;
(3)[4]设电路图d中通过二极管的电流为I,电压为U,由闭合电路的欧姆定律
得
作该函数的直线与硅管交点如图所示,此时硅管功率
P=0.02A×0.6V=0.012W
5.33.0
1400
【详解】
[1]当用“0~50V”量程测量电压时,最小刻度为1V,估读到下一位,其指针位置如图中①所示,则其示数为33.0V
[2]当用“×100”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如图中②所示,其示数为14×100Ω=1400Ω
6.A
F
119
【详解】
(1)[1]当红表笔接端、黑表笔同时接端时,指针几乎不偏转,说明电阻很大,二极管反向截止,根据欧姆表的工作原理可知,黑表笔应与欧姆表内部电池的正极相连,由二极管的单向导电性可知,端应是二极管的正极;
(2)[2]由图乙可知,实验中要求电压从零开始调节,故滑动变阻器应采用分压接法;所以滑动变阻器应选阻值小的,即滑动变限器应选F;
[3]在测量正向加电压的伏安特性曲线时,实验中最大电压约为3V,所以电压表V(量程0~15V,内阻约2500Ω)不符合题意,故需要电流表A2(量程0~0.5A,内阻为)与定值电阻串联改装成量程为
二极管两端的电压在3V以内,电流在40mA以内,电流表应选用电流表A1(量程0~50mA,内阻为);因二极管的正向电阻较小,故采用电流表外接法,同时二极管正极应接电源正极;因实验中要求电压从零开始调节,故滑动变阻器应采用分压接法,所以电路图为
(3)[4]根据电路结构特点可得
解得二极管两瑞电压的表达式为
(5)[5]二极管的最佳工作电压为2.5V,现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电,根据图乙可知在电路中电流为21mA,根据欧姆定律和电路结构可得申联的电阻的阻值为
7.×10
85
c
B
【详解】
(1)[1]由于待测电阻的阻值在内,为了让指针能指在中间位置附近,多用电表应选用欧姆“×10”挡;
[2]多用电表的示数为。
(2)[3]由于电流表的量程为,电阻两端的最大电压约为
=
所以应选用电压;
[4]因为滑动变阻器电阻远小于待测电阻,所以应选用滑动变阻器分压接法。
多用电表电压挡内阻
应选用电流表外接法,所以选c。
(3)[5]欧姆定律可知
斜率是定值,图B正确。
8.黑
欧姆
电压
大
【详解】
(1)[1]插孔a接内部电源的正极,则应接黑表笔。
(2)[2]选择开关S打到2处时,内部有电源,是欧姆挡。
(3)[3][4]选择开关S打到3或4处时,电流计和电阻串联,是电压挡;选择开关S打到4处时串联的电阻大,则其量程比打到3处时的量程大。
9.3
电阻
×10
220
【详解】
(1)[1]接3时电源连入电路,为欧姆档。
(2)②[2]换档的要进行欧姆调零,把两表笔相接触旋转欧姆调零旋钮使指针指在电阻零刻度处。
④[3]偏角过大说明电阻小,换用“×10”欧姆挡,重新调零后测量。
[4]对应的阻值为。
10.7.46mA
2.5V
150
51
准确
【详解】
(1)[1]选择开关接“1”时测电流,电表表盘下面刻度的最小分度值为0.2mA,指针在两最小刻度之间进行估读,故其示数为
说明:估读方法符合最新高考评分标准。
(2)[2]根据串联电路有分压作用可知,当电表满偏时有
所以开关接“3”时为量程2.5V的电压表。
(3)[3]欧姆表的内阻
由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表内阻,故C处刻度为150Ω。
(4)[4]根据闭合电路欧姆定律有
其中
,
解得
(5)[5]因为电源内阻的变化,可以通过调零电阻阻值的变化来抵消,所以调零后测量某电阻阻值的测量结果是准确的。
11.×10
B
E
G
H
【详解】
(1)[1]选择开关指向欧姆挡“×100”挡位,发现指针的偏转角度太大,说明所选倍率较大,应将选择开关换成欧姆挡的×10挡位;
(2)
[2][3][4][5]实验要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上,则电源电动势为15V,选G;此时电路中可能出现的最大电流为
故电流表选择B,电压表应选E,
滑动变阻器要接成分压电路,则选择阻值较小的H;
(3)[6]因为
可知要采用电流表外接电路;滑动变阻器用分压电路,电路如图;
12.S
T
0刻线
ADC
1
700
47
23.5
【详解】
(1)[1][2][3]机械调零应旋动S,使指针对准或。欧姆调零应旋动T,使指针对准电阻的“0刻线”。
[4]指针偏转角度小,说明待测电阻大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应按ADC顺序操作。
(2)[5]欧姆表读数等于刻度盘读数乘以倍率,即为
[6]选用量程为50
mA的电流挡,读数选取中间刻度第二排,读数为:23.5
mA,故100
mA的量程时的读数为:47
mA。
[7]选用量程为50
V的电压挡,读数选取中间刻度第二排,读数为:23.5
V。
13.1300
R1
2.3×103
小
电流
分压
【详解】
(1)[1]由图可得:指针读数为13Ω,故Rx=13Ω×100=1300Ω;
(2)[2]由题意可知被测阻值约为1300Ω,又采用分压器电路,所以选用阻值较小的滑动变阻器,故选R1;
[3]连接电路图如图所示
(3)[4]根据欧姆定律可得阻值为
[5]由图像可知在电压相同的情况下光照越强光敏电阻的阻值越小;
(4)[6][7]由图可知采用的是电流表内接,所以误差的主要来源是电流表分压。
14.33.0
1400
7.5
【详解】
(1)[1]当用“0~50V”量程测直流电压时,最小刻度为1V,则示数为33.0V;
[2]当用“×100”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其示数为:14×100Ω=1400Ω;
(2)[3]图中游标卡尺的示数为:7mm+0.1mm×5=7.5mm