绵阳市高中物理必修第3册第十一章 电路及其应用试卷检测题
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绵阳市高中物理必修第3册第十一章 电路及其应用试卷检测题
一、第十一章 电路及其应用选择题易错题培优(难)
1.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表1A 、2A ,若把1A 、2A 分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是
A .图甲中的1A 、2A 的示数相同
B .图甲中的1A 、2A 的指针偏角相同
C .图乙中的1A 、2A 的示数和偏角都不同
D .图乙中的1A 、2A 的指针偏角相同
【答案】B
【解析】
【详解】
AB.图甲中的A 1、A 2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A 错误,B 正确;
CD.图乙中的A 1、A 2串联,A 1、A 2的示数相同,由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故CD 错误。
2.如图所示的部分电路中,已知I =3 A ,I 1=2 A ,R 1=10 Ω,R 2=5 Ω,R 3=30 Ω,则通过电流表的电流大小和方向是( )
A .0.5 A ,向右
B .0.5 A ,向左
C .1 A ,向右
D .1 A ,向左
【答案】A
【解析】
【详解】 对于稳恒电路中的某一节点,流入的电流总和一定等于流出的电流总和.对于节点c ,已知流入的电流I =3 A ,流出的电流I 1=2 A ,则还有1 A 的电流要流出节点c ,由此可知经过R 2的电流I 2=1 A 向右.根据欧姆定律,
U 1=I 1R 1=20 V
U 2=I 2R 2=5 V
电压等于电势之差
U 1=φc -φa
U 2=φc -φb
两式相减可得 φb -φa =15 V
即b 点电势比a 点高15 V ,则通过R 3的电流
33
0.5A b a φφI R -== 方向向上,对于节点b ,流入的电流I 2=1 A ,流出的电流I 3=0.5 A ,则还有0.5 A 的电流流出b 点,因此可判断流过电流表的电流为0.5 A ,向右,故A 正确.
故选A 。
3.两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压U 恒为10 V 的直流电源上,有人把一个电压表并联在R 1两端(如图),电压表的示数为6V ,如果将电表改接在R 2两端,则电压表的示数将( )
A .小于4V
B .等于4V
C .大于4V 小于6V
D .等于或大于6V
【答案】A
【解析】 试题分析:将电压表与电阻R 1并联时,电压表的读数为6V ,则电阻R 2两端的电压为
4V .将电压表与电阻R 1并联,则其并联的总电阻小于R 1,121
6R U V R R ⋅=+并并,221
4R U V R R ⋅=+并;若将电压表与电阻R 2并联,则其并联的总电阻小于R 2,根据串联电阻的电压分配可知,2
22212121
4R R R U U U V R R R R R R =+++并并并<<,所以电压表的读数将小于4V ,故A 正确,BCD 错误;故选A.
考点:部分电路的欧姆定律的应用
【名师点睛】本题考查了部分电路的欧姆定律的应用问题,是基本的电路电压关系的应用,注意串联电路总电压等于个元件电压之和,并且要注意并联电路的电阻计算;此题是基础题,考查电压表对接入电路的影响.
4.如图是有两个量程的电压表,当使用a 、b 两个端点时,量程为0~10 V ,当使用a 、c 两个端点时,量程为0~100 V .已知电流表的内阻R g 为500 Ω,满偏电流I g 为1 mA ,则电阻R 1、R 2的值( )
A .9500Ω;90000Ω
B .90000Ω;9500Ω
C .9500Ω;9000Ω
D .9000Ω;9500Ω
【答案】A
【解析】
【详解】
由图示电路图可知
110V ()g g I R R +=,
1210()0V g g I R R R ++=,
代入数据解得19500ΩR =,290000ΩR =
A. 9500Ω;90000Ω与分析相符,符合题意
B. 90000Ω;9500Ω与分析不符,不符合题意
C. 9500Ω;9000Ω与分析不符,不符合题意
D. 9000Ω;9500Ω与分析不符,不符合题意
5.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G 和一个滑动变阻器R 组成,
()1甲表是电流表,R 增大时量程增大
()2甲表是电流表,R 增大时量程减小
()3乙表是电压表,R 增大时量程增大
()4乙表是电压表,R 增大时量程减小
下列说法正确的是( )
A .()1和()3
B .()1和()4
C .()2和()3
D .()2和()4
【答案】C
【解析】
【分析】
灵敏电流计G和变阻器R并联时,由于变阻器的分流,测量的电流增大,改装成电流表,而灵敏电流计G和变阻器R串联时,由于变阻器的分压,测量的电压增大,改装成电压表.
【详解】
由图甲所示可知,G与电阻R并联,甲表是电流表,R增大时,甲表中变阻器分流减小,量程减小,故(1)错误,(2)正确.由图乙所示可知,G与R串联,乙是电压表,R增大时,变阻器分担的电压增大,乙表量程增大,故(3)正确,(4)错误;故C正确;故选C.
【点睛】
本题考查电表改装原理的理解能力.当电流计的指针满偏时,电流表或电压表的指针满偏,所测量的电流或电压达到最大值.
6.如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示
0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的1
3
;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A
的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.08A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.当接线柱1、2接入电路时,电流表A与R1并联,根据串并联电路规律可知,R1分流为1.8A,故量程为1.8A+0.6A=2.4A;故每一小格表示0.08A;故A项正确,B项错误;CD.当接线柱1、3接入电路时,A与R1并联后与R2串联,电流表的量程仍为2.4A;故每一小格表示0.08A;故CD错误。
7.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表.将它们串联起来接入电路中,如图所示,接通电路后,下列判断正确的是
A.两只电表的指针都不偏转
B.两只电表的指针偏转角相同
C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻;电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻;两表串联后,通过电流表的总电流与电压表的电流相等,由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角,故ABD错误,C正确;
故选C.
【点睛】
电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻;电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻;将电压表和电流表串联,分析通过表头的电流关系,判断指针偏转角度的大小.
8.如图所示,a、b、c为同一种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍.当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是()
A.V1的示数是V2的2倍B.V1的示数是V3的2倍
C.V2的示数是V1的2倍D.V2的示数是V3的2倍
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知:L c=2L a=2L b, S b=2S a=2S c;
设b的电阻R b=R,由电阻定律R=ρL
S
得:
R a=2R b=2R,R c=2R a=4R,R c:R a:R b=4:2:1,由电路图可知,a、b、c三个电阻串联,
通过它们的电流I相等,由U=IR得:
U c:U a:U b=4:2:1,
U V3:U V1:U V2=4:2:1,
A、V1的示数是V2的2倍,故A正确,C错误;
B、V3的示数是V1的2倍,故B错误;
D、V3的示数是V2的4倍,故D错误;
故选A.
9.为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据电路中电阻的变化,确定电压与电流变化,并考虑温度对电阻的影响,运用U﹣I图象含义分析判断.
【详解】
当滑动变阻器在最左端时,灯泡连端电压为0,滑动变阻器逐渐向右移动,小灯泡的亮度逐渐变亮,直到正常发光.随着小灯泡两端电压的升高,电流也在升高,但是,小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高而增大,在图像上各点切线斜率应越来越大.故C正确
【考点】
探究小灯泡的伏安特性曲线
【点睛】
考查闭合电路中动态变化问题的分析,需要注意的是灯泡的电阻随着电压的升高而增大;
10.R1和R2是材料相同,厚度相同,表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图电路的A、B端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,下列判断正确的是
A .R 1<R 2
B .R 1>R 2
C .U 1<U 2
D .U 1=U 2
【答案】D
【解析】
【详解】
AB .设正方形的边长为a ,则导体的电阻
L a R S ad d
ρρρ=== 由两导体的ρ与d 相同,则两导体电阻相等,即R 1=R 2,故AB 错误;
CD .导体接入电路中,电压表示数
U=IR = E r R
+R 由于电源电动势E 、内阻r 、导体电阻R 相同,则电压表示数U 相同,即U 1=U 2,故C 错误,D 正确;
故选D .
11.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和定值电阻Ⅱ串联,接在不计内阻的稳压电源两端.开始时,Ⅰ和Ⅱ阻值相等,加热或冷却热敏电阻,则Ⅰ的电功率在
A .加热时变大,冷却时变小
B .加热时变小,冷却时变大
C .加热或冷却时都变小
D .加热或冷却时都变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
若将热敏电阻Ⅰ看做是电源的内阻,可知开始时热敏电阻Ⅰ和Ⅱ阻值相等时,Ⅱ的功率最大;故无论是冷却或加热Ⅱ,Ⅱ的电功率都变小;
A.加热时变大,冷却时变小,与结论不相符,选项A错误;
B.加热时变小,冷却时变大,与结论不相符,选项B错误;
C.加热或冷却时都变小,与结论相符,选项C正确;
D.加热或冷却时都变大,与结论不相符,选项D错误;
故选C.
12.一伏特表由电流表G和电阻R串联而成,如图所示.若在使用中发现此伏特表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进:
A.在R上串联一比R小得多的电阻
B.在R上串联一比R大得多的电阻
C.在R上并联一比R小得多的电阻
D.在R上并联一比R大得多的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】
读数稍小一些,说明流过电流表的电流稍小一些。
要让电流稍大一点,则应减小总电阻。
AB.在R上串联一个电阻,总电阻更大,流过电流表的电流更小,伏特表的读数更小,故A 错误,B错误;
C.若并联一比R小得多的电阻,其并联值会比并联的电阻阻值减小很多,电流增加太多,故C错误;
D.若并联一比R大得多的电阻,其并联值会比并联的电阻阻值稍微减小一些,电流稍微增加一些。
故D正确。
13.如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线,图中虚线为曲线上P点的切线.当通过该元器件的电流为0.4A时,该元器件的阻值为()
A.250ΩB.125Ω
C.100ΩD.62.5Ω
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,当电流为0.4A 时,电压为50V ,则由欧姆定律可知,阻值
50Ω125Ω0.4
U R I ===,故B 正确,ACD 错误.
14.如图所示是有两个量程的电流表,当分别使用a 和b 、a 和c 接线柱时,此电流表有两个量程,其中一个量程为0~1 A ,另一个量程为0~0.1 A ,表头内阻R g =200 Ω,满偏电流I g =2 mA ,则( )
A .当使用a 、b 时量程为0~1 A
B .当使用a 、c 时量程为0~1 A
C .电阻R 1=0. 41 Ω
D .电阻R 2=0.41 Ω
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB.表头改装成电流表时需并联分流电阻,且分流电阻越小,改装后量程越大,可知使用a 、b 时量程为0~1A ,使用a 、c 时量程为0~0.1A ,故A 正确,B 错误;
CD.由并联电路各支路两端电压相等可得I g (R 2+R g )=(I 1-I g )R 1,I g R g =(I 2-I g )(R 1+R 2),I g =2mA ,I 1=1A ,I 2=0.1A ,解得R 1=0.41Ω,R 2=3.67Ω,故C 正确,D 错误.
15.如图所示,是实用电压表电路图,当a 、b 间电压为4 V 时,电流表指针偏转到最大刻度;当a 、b 间电压变为3 V 时,仍欲使电流表指针偏转到最大刻度,可行的办法是( )
A .R 1不变,减小R 2
B .R 2不变,减小R 1
C .增大R 1,减小R 2
D .R 1不变,增大R 2
【答案】AC
【解析】
【详解】 电路两端总电压降低了,想要电流不变:若R 1不变,减小R 2时,R 2两端的电压变小,G 两端电压可能保持不变,通过G 的电流可能不变,G 指针仍能偏转到最大刻度,故A 正确;若R 2不变,其两端电压不变,R 1两端电压减小,为使通过G 的电流不变,应增大R 1的电阻,故B 错误;若增大R 1,电流表满偏,其两端电压不变,通过R 1时减小,通过R 2的电流减小,其两端电压需要减小,R 2的阻值可能减小,故C 正确;R 1不变,电流表满
偏,电路总电流不变,G两端电压不变,总电路电压减小,则R2的阻值需要减小,故D错误;故选AC.
【点睛】
解决本题的关键是知道串联电路电阻的分压特点,难点是能把R1和电流表看成一个电阻,与R2形成一个串联电路进行解决.
二、第十一章电路及其应用实验题易错题培优(难)
16.小敏要将一量程为250μA的微安表改装成量程为5V的电压表。
由于微安表内阻未知,小敏先用多用电表粗测得其内阻约为1100Ω。
现有如下器材:
A.待改装的微安表
B.标准电压表
C.电阻箱(0~99999. 9Ω)
D.滑动变阻器(0~10Ω)
E. 学生电源
F.开关,导线若干
(1)按粗测的微安表内阻进行电压表改装,应将电阻箱阻值调节为_________Ω;
(2)改装完成后,小敏利用上述器材设计了电路进行校准,请完成校准电路的实物图连线;(____)
(3)当标准电压表的示数为5. 00V时,微安表的指针位置如图所示。
由此可以推测出所改装的电压表量程不是预期的5V,而是______V(保留两位有效数字),导致该误差产生的原因可能是_________;
A.微安表的实际内阻大于所测得的1100Ω
B.微安表的实际内阻小于所测得的1100Ω
(4)要达到预期目的,不必再设计实验精确测量微安表的内阻,只需将电阻箱的阻值调整为______Ω即可。
【答案】18900 见解析 5.1 A 18500
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将电阻箱与微安表串联,电阻箱阻值
5V
1100Ω18900Ω
250μA
g
U
R r
I
=-=-=
(2)[2]将改装的电压表与标准电压表并联,接入电路,滑动变阻器采用分压式接法,可以测量多组数据,连接电路如图所示
(3)[3]图中微安表示数为245μA时电压表示数为5V,因此满天偏时对应的电压值应为其电压表量程
245μA5V
=
250μA U
可求得量程为
5.1V
U=
[4](4)由于加上相同的电压,电流小于预期值,一定是电阻偏大,而电阻箱调整没问题,一定是微安表内阻大于1100Ω,A正确,B错误。
故选A。
[5]改装表的阻值减小量应为
5V5V
400
245μA250μA
R
∆=-=≈Ω
因此将电阻箱阻值减小为
18900Ω-400Ω=18500Ω
17.温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。
某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后,利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。
可供选择的实验器材如下:
A.直流电源,电动势E=6V,内阻不计;
B.毫安表A1,量程为600mA,内阻约为0.5Ω;
C.毫安表A2,量程为10mA,内阻R A=100Ω;
D.定值电阻R0=400Ω;
E.滑动变阻器R=5Ω;
F.被测热敏电阻R t,开关、导线若干。
(1)实验要求能够在0~5V范围内,比较准确地对热敏电阻的阻值R t进行测量,请在图甲的方框中设计实验电路______。
(2)某次测量中,闭合开关S,记下毫安表A1的示数I1和毫安表A2的示数I2,则计算热敏电阻阻值的表达式为R t=______(用题给的物理量符号表示)。
(3)该小组的同学利用图甲电路,按照正确的实验操作步骤,作出的I2-I1图象如图乙所示,由图可知,该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大而____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。
将该热敏电阻接入如图丁所示电路,电路中电源电压恒为9V,内阻不计,理想电流表示数为0.7A,定值电阻R1=30Ω,则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______Ω,此时该金属热敏电阻的温度为______℃。
【答案】
()
2A0
12
I R R
I I
+
-
增大 17.5 55
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].题目中没有电压表,可用已知内阻的电流表A2与定值电阻R0串联构成量程为
()0.01(100400)V=5V
g A
U I R R
=+=⨯+的电压表;滑动变阻器用分压电路,电路如图:
(2)[2].由电流可知
()
2A 01
2
t I R R R I I +-=
(3)[3].根据()
2A 012
t I R R R I I +-=
可得
21
A 1
1t
I R R R I +=
+ 则该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大,斜率A 0
1
1t
R R R ++ 变大,可知R t 变大。
(4)[4][5].通过R 1的电流
11
0.3A U
I R =
= 则通过R 2和R t 的电流为0.4A ;由I 2-I 1图像可知,I 2=4mA ,此时R t 两端电压为2V ,则R 2两端电压为7V ,则
27
17.50.4
R =
Ω=Ω 2
50.4t R =
Ω=Ω 根据R t -t 图像可知
14153
t R t =
+ 解得
t=55℃
18.某实验小组要测量电阻R x 的阻值.
(1)首先,选用欧姆表“×10”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图甲所示.
(2)接着,用伏安法测量该电阻的阻值,可选用的实验器材有:电压表V (3V ,内阻约3kΩ);电流表A (50mA ,内阻约5Ω);待测电阻R x ;滑动变阻器R (0﹣200Ω);干电
池2节;开关、导线若干.
在图乙、图丙电路中,应选用图____(选填“乙”或“丙”)作为测量电路,测量结果
________真实值(填“大于”“等于”或“小于”),产生误差的原因是________ .
(3)为更准确测量该电阻的阻值,可采用图丁所示的电路,G为灵敏电流计(量程很小),R0为定值电阻,R、R1、R2为滑动变阻器.操作过程如下:
①闭合开关S,调节R2,减小R1的阻值,多次操作使得G表的示数为零,读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1;
②改变滑动变阻器R滑片的位置,重复①过程,分别记下U2、I2,…,U n、I n;
③描点作出U﹣I图象,根据图线斜率求出R x的值.下列说法中正确的有_________.A.图丁中的实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响
B.闭合S前,为保护G表,R1的滑片应移至最右端
C.G表示数为零时,电压表测量的是R x两端电压
D.调节G表的示数为零时,R1的滑片应位于最左端
【答案】乙小于电压表分流 AC
【解析】
【详解】
(2)[1][2][3]由于待测电阻的电阻值比较小比电压表的内阻小得多 , 所以电流表使用外接法 ; 所以选择图乙作为测量电路,测量结果小于真实值,产生误差的原因是电压表的分流导致测量的电流偏大,所以电阻偏小.
(3)[4]A.该电路能够准确的计算出流过待测电阻的电流值,所以该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响,A正确;
B.闭合S前,为保护G表,开始时R1的电阻值要最大,所以滑片应移至最左端,B错误;C.G表示数为零时,电压表直接和待测电阻并联所以电压表测量的是R x两端电压,C正确;
D.调节G表的示数为零时, 与R1的滑片的位置无关,D错误;
故选AC。
19.某物理兴趣小组要精确测定一个额定电压为3 V的节能灯正常工作时的电阻.已知该灯正常工作时的电阻约为500 Ω.实验室提供的器材有:
A.电流表A(量程2 mA,内阻R A=15 Ω)
B.定值电阻R1=1 985 Ω
C.滑动变阻器R(0~10 Ω)
D.电压表V(量程12 V,内阻R V=1 kΩ)
E.蓄电池E(电动势为12 V,内阻r很小)
F.开关S一个,导线若干
(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的________.
(2)选择正确的电路进行实验,若电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示,写出测量节能灯电阻的表达式R x=________________(用题目中给出的相应字母表示).
(3)为了测出节能灯正常工作时的电阻,电流表的示数必须调为I=__________mA,若此时电压表的读数U=7.6 V,则节能灯正常工作时的电阻为________Ω.
【答案】C
()
1
V A
V
IR R R
U IR
+
-
1.5 492
【解析】
【详解】
(1)因节能灯正常工作时的电压为3 V,比电压表的量程小得多,不能用电压表直接测节能灯的工作电压,节能灯正常工作时的电流I=
3
=
500
U
R
A=6 mA,大于电流表量程,所以不能用电流表直接测通过节能灯的电流,因电压表允许通过的最大电流为12 mA,电流表与定值电阻串联后的电压达4 V,所以可将电压表当做电流表使用,电流表与定值电阻串联当电压表使用,由相关量的关系可知电压表V应采用外接方式,又由于滑动变阻器的阻值远小于待测电阻,所以滑动变阻器要接成分压式,正确的电路图是C.
(2)由电路结构及欧姆定律可知R x=
1
()
A
V
I R R
U
I
R
+
-
=1
()
V A
V
IR R R
U IR
+
-.
(3)因节能灯正常工作时的电压为3 V,此时对应的电流表示数为I=1.5 mA,将U和I代入表达式可得节能灯正常工作时的电阻为492 Ω.
【点睛】
本题的难点在于电流表的量程偏小,无法测电流,电压表的量程偏大,测量电压偏大,最后需通过改装,用电流表测电压,电压表测电流.
20.某小组设计实验对电流表内阻进行测量,电路如图甲,其中 A1是标准电流表(量程100mA,内阻约15Ω),电流表A2(量程略小于 100mA,内阻约18Ω)表刻度盘刻度完整但缺少刻度值。
R1、R2为电阻箱,实验步骤如下:
①使用螺丝刀,调整A2机械调零旋钮,使指针指向“0”刻度;
②分别将R1和R2的阻值调至最大
③断开S2,合上开关 S1,调节R1使A2的指针达到满偏刻度,记下此时A1的示数I0
④开关S2接到1,反复调节R1和R2,使A1的示数仍为I0,记录不同R2阻值和对应电流表A2示数为I0的 n 倍(n<1)即 n I0。
⑤做出n-1—R-1 图象,如图乙所示。
(1)根据图甲和题给条件,将图丙中的实物连线补充完整;
(____)
(2)电流表A2的量程为______(用所测物理量表示);根据图象可计算电流表A2内阻为
_____Ω;(保留两位有效数字)
(3)一同学认为该电路可以进一步测量电流表A1内阻,他把单刀双掷开关接到2,调整电阻箱R1和R2阻值,使电流表A1和电流表A2示数恰当,并分别记下电流表示数I1,I2,请用R1、R2、I1和I2表示电流表 A1内阻R=_____________________________________ 。
【答案】I0202212
1
I
R R R
I
--
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].电路连线如图:
(2) [2].使A2的指针达到满偏刻度时,此时A1的示数I0,可知电流表A2的量程为I0;
[3].根据电路的结构可得
2
2
00
2
A
R
nI I
R R
=
+
可得
2
2
1
1
A
R
n R
=+
所以11
n R
--
-图象斜率表示A2内阻,内阻为
2
2.0 1.0
20
0.05
A
R k
-
==Ω=Ω;
(3)[4].当单刀双掷开关接到2,根据并联关系
12
211
I R
I I R R
=
-+
所以
2
212
1
I
R R R R
I
=--
21.在研究金属电阻阻值与温度的关系时,为了能够较准确地测出金属电阻的阻值,设计了如图所示的电路。
除了金属电阻x R外,还提供的实验器材有:学生电源E,灵敏电流计G。
滑动变阻器R、R S,,定值电阻R1、R2,电阻箱R0,开关S,控温装置,导线若干。
①按照电路图连接好电路后,将R0调至适当数值,R的滑片调至最右端。
R S的滑片调至最下端,闭合开关S;
②把R的滑片调至适当位置,调节R0,并逐步减小R S的阻值,直到R S为零时,电流计G 指针不发生偏转,记录R0的阻值和R x的温度;
③多次改变温度,重复实验;
④实验完毕,整理器材。
根据上述实验回答以下问题:
(1)上述②中,电流计G指针不发生偏转时,a点电势_________(选填“大于”“等于”或“小于”)b点电势。
(2)用R0、R1、R2表示R x,R x=_________
(3)本实验中R s的作用为_________
(4)若只考虑系统误差,用该方法测得的R x的阻值_________(选填“大于”“等于”或“小于”)R x的真实值。
【答案】等于10
2
R
R
R保护电流计等于
【解析】
【分析】
【详解】
[1]当电流计阻值不偏转时,没有电流流过电流计,电流计两端电势相等,即a点电势等于b点电势。
[2]电流计指针不偏转,没有电流流过电流计,电桥平衡,由此可知
12
x
R R
R R
=
解得
1
2
x
R
R R
R
=
[3]本实验中R s的作用是保护电流计。
[4]若只考虑系统误差,用该方法测得的R x的阻值等于R x的真实值。
22.在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径d时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5 Ω,用伏安法测出金属丝的电阻R,然后由
S
R
L
ρ=算出该金属材料的电阻率.
(1)从图中读出金属丝的直径d= _______mm.
(2)(i)为测金属丝的电阻, 取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:
①电压表0~3 V,内阻10 kΩ ②电压表0~15 V,内阻50 kΩ
③电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω ④电流表0~3 A,内阻0.01 Ω
⑤滑动变阻器0~10 Ω ⑥滑动变阻器0~100 Ω
(3)下列说法正确的是(___________)
A.电压表应选用器材①
B.电流表应选用器材④
C.实验时通电时间不宜过长
D.d值只需在金属丝中央测量一次即可
(ii)实验中某同学想尽可能多的采集一些数据,请为该同学设计一个符合本实验的电路图,并画在下面的虚线框内,然后根据电路图完成实物图的连线___________________ .(iii)请用测得的物理量写出该金属电阻率的表达式:ρ= _____________________(所测得的物理量包括:电压表读数U,电流表读数I,金属色直径d,金属丝长度L)
【答案】1.702AC见解析
2
4
d U
IL
π
ρ=
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].螺旋测微器的固定刻度为1.5mm,可动刻度为20.2×0.01mm=0.202mm,所以最终读数为1.5mm+0.202mm=1.702 mm.
(2)[2].电源由两节干电池组成,电源电动势为3V,电压表选①,故A正确;电路最大
电流约为
E
I
R
==0.6A,电流表应选③,故B错误;通电时间过长,电阻丝会发热,影响阻
值,故C正确;d值需要在中间和两端都测量,求平均值,故D错误.故选AC。
(3)[3].金属丝阻值约为5Ω,电流表内阻为0.05Ω,电压表内阻为10k Ω,电压表内阻远大于金属丝阻值,电流表应采用外接法,导线应接在滑动变阻器接线柱上.电路图如图所示:
(4)[4].由U R I
=
及 2
4L L S R d ρ
ρπ== 得
24d U
IL
πρ=。