第10章電路及其應(yīng)用第1節(jié)電路的基本概念及規(guī)律1.★(2021江蘇,2,4分)有研究發(fā)現(xiàn),某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí),離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流。若將該細(xì)胞膜視為1×10-8F的電容器,在2ms內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從-70mV變?yōu)?0mV,則該過程中跨膜電流的平均值為()A.1.5×10-7AB.2×10-7AC.3.5×10-7AD.5×10-7A答案D2.★★(2020海南,4,3分)一車載加熱器(額定電壓為24V)發(fā)熱部分的電路如圖所示,a、b、c是三個(gè)接線端點(diǎn),設(shè)ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、Pbc,則()A.Pab>PbcB.Pab=PacC.Pac=PbcD.Pab<Pac答案D3.★★(2024屆江蘇鹽城射陽中學(xué)月考)假設(shè)某同學(xué)得到某燈泡的U-I圖像如圖所示,圖線上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角,A點(diǎn)的切線與橫軸成β角,則()A.燈泡的電阻隨電壓的增大而減小B.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈泡的電阻可表示為tanαC.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈泡的電阻可表示為tanβD.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈泡的電功率大小可用矩形U0AI0O的面積表示答案D4.★★(2024屆四川成都七中月考)某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中,為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞,首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng),該過程需要一種被稱作“粒子加速器”的裝置來實(shí)現(xiàn)。質(zhì)子先被加速到較大的速度,然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示,來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為0),經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后,形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S,其等效電流為I;質(zhì)子的質(zhì)量為m,其電荷量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是()A.IeS2C.IeS2答案D5.★★(2024屆北師大二附期中)如圖所示,其中電流表A的量程為0~0.6A,表盤均勻劃分為30個(gè)小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的一半;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是()A.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.04AB.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.02AC.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.06AD.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.01A答案C6.★★(2024屆四川成都蓉城名校聯(lián)考)大量程電壓表、電流表可由靈敏電流表G和電阻箱R改裝而成,如圖為改裝后的電表,圖中靈敏電流表G的滿偏電流均為Ig,內(nèi)阻均為Rg,電阻箱R接入電路的阻值均為R0。下列說法正確的是()A.甲表是電壓表,改裝后的量程為Ig(Rg+R0)B.甲表是電流表,若增大電阻箱R接入電路的阻值,則改裝后電表的量程減小C.乙表是電流表,改裝后的量程為ID.乙表是電壓表,若減小電阻箱R接入電路的阻值,則改裝后電表的量程增大答案B7.★★★(2023海南,7,3分)如圖所示電路,已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),電容器電容為C,閉合開關(guān)K,待電路穩(wěn)定后,電容器上的電荷量為()A.CEB.12CEC.25CED.答案C8.★★★(2024廣西,6,4分)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無縫連接成一段導(dǎo)體,總長度為1.00m,接入圖甲電路。閉合開關(guān)S,滑片P從M端滑到N端,理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙,則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為()A.2∶3B.2∶1C.5∶3D.1∶3答案B9.★★★(2020課標(biāo)Ⅰ,17,6分)圖(a)所示的電路中,K與L間接一智能電源,用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示,則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中,正確的是()答案A10.★★★(2022遼寧,11,6分)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA,內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個(gè)量程的電流表,設(shè)計(jì)電路如圖(a)所示,其中定值電阻R1=40Ω,R2=360Ω。(1)當(dāng)開關(guān)S接A端時(shí),該電流表的量程為0~mA;

(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時(shí),該電流表的量程比接A端時(shí)(填“大”或“小”);

(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電表測量未知電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了圖(b)中的兩個(gè)電路,不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差,則利用(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。

答案(1)1(2)大(3)乙第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用1.★★(2020浙江1月,6,3分)小明在一根細(xì)橡膠管中灌滿食鹽水,兩端用粗銅絲塞住管口,形成一段封閉的鹽水柱。他將此鹽水柱接到電源兩端,電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻恒定。握住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長的1.2倍,若忽略溫度對(duì)電阻率的影響,則此鹽水柱()A.通過的電流增大B.兩端的電壓增大C.阻值增大為原來的1.2倍D.電功率增大為原來的1.44倍答案B2.★★(2020江蘇,6,4分)(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí),開關(guān)S閉合,電機(jī)工作,車燈突然變暗,此時(shí)()A.車燈的電流變小B.路端電壓變小C.電路的總電流變小D.電源的總功率變大答案ABD3.★★(2024屆重慶三校聯(lián)考)(多選)直流電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。同學(xué)們?yōu)榱搜芯恐绷麟妱?dòng)機(jī)的機(jī)械效率問題,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,內(nèi)阻r1=1Ω的直流電動(dòng)機(jī)M和規(guī)格為“6V6W”的指示燈L并聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)E=8V、內(nèi)阻r2=0.5Ω的直流電源上。閉合開關(guān)S,電動(dòng)機(jī)和指示燈均正常工作,在提升物體過程中,如圖乙所示,下列說法正確的是()A.流過電動(dòng)機(jī)的電流為3AB.該電源的效率為60%C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為15WD.用該電動(dòng)機(jī)可將重為7.5N的物體以0.6m/s的速度勻速提升,則電動(dòng)機(jī)工作的機(jī)械效率為25%答案AD4.★★★(2020北京,12,3分)圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯(lián)起來(圖乙),用這段金屬絲做測溫探頭,把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度刻度,就得到了一個(gè)簡易溫度計(jì)。下列說法正確的是()A.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系B.tA應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系C.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是線性關(guān)系D.tB應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上,且溫度與電流是非線性關(guān)系答案B5.★★★(2024屆北京通州期末)如圖所示的U-I圖像中,曲線表示某一燈泡的伏安特性,直線為某一電源的路端電壓與電流的變化關(guān)系圖線,P為兩圖線的交點(diǎn),坐標(biāo)為(I0,U0);過P點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I1,0);路端電壓與電流的變化關(guān)系圖線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為(I2,0)、與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,E);陰影面積分別為S1、S2。用該電源直接與該燈泡連接成閉合回路時(shí),下列說法正確的是()A.燈泡電阻為UB.燈泡電功率為S1C.電源總功率為12EID.電源內(nèi)部消耗功率為2S2答案D6.★★★(2024屆北京西城期末)某同學(xué)將A、B、C三個(gè)電阻分別接入圖1所示的電路中,電表均可視為理想電表。他利用測得的電阻兩端的電壓和通過它的電流在U-I圖像中描點(diǎn),得到圖2中的三個(gè)點(diǎn),這三個(gè)點(diǎn)位于一條傾斜的直線上,直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為U0、與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為I0,B對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為0.5I0。下列說法不正確的是()A.電阻A的阻值比B、C的阻值大B.電阻A在電路中的電功率比B、C的大C.電源的電動(dòng)勢(shì)等于U0D.電阻B的阻值等于電源的內(nèi)阻答案B7.★★★(2024屆山東濱州期末)如圖甲所示的電路,電源內(nèi)阻r=1.0Ω,R1為一定值電阻,R2為一滑動(dòng)變阻器,電流表、電壓表均為理想電表。閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片從A端逐漸滑到B端的過程中,得到R2的功率隨電壓表示數(shù)的變化規(guī)律如圖乙所示,電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖丙所示。下列說法正確的是()A.電源的電動(dòng)勢(shì)大小為4.5VB.定值電阻R1的阻值為3ΩC.圖乙中Px的值為1.5WD.圖丙中Ux的值為4.5V答案D8.★★★(2018海南,10,5分)(多選)如圖,三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻r<R,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。閉合開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng),下列說法正確的是()A.R2消耗的功率變小B.R3消耗的功率變大C.電源的輸出功率變大D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大答案CD9.★★★★(2024屆河北保定一模)如圖所示的電路,電源的內(nèi)阻為r,定值電阻甲的阻值為r,乙的阻值與燈泡的阻值相等,電容器的電容為C,當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),穩(wěn)定后,燈泡的功率為P,電容器的帶電荷量為Q,忽略燈泡阻值的變化。下列說法正確的是()A.燈泡的阻值為CB.電源的電動(dòng)勢(shì)為QC+C.若再將S2閉合,穩(wěn)定后燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對(duì)值為2rD.當(dāng)S1、S2均閉合時(shí),穩(wěn)定后甲中的電流為PC答案C微專題19電路的動(dòng)態(tài)分析和故障判斷1.★★(2024屆北京豐臺(tái)二模)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為6V,電路中有AB、CD、EF、GH四根連接電路的導(dǎo)線,其中一根導(dǎo)線內(nèi)部的銅絲是斷的,電路其余部分完好。為了查出故障導(dǎo)線,某同學(xué)選用多用電表直流10V擋,閉合開關(guān)后,將多用電表紅表筆接在A接線柱上,黑表筆依次接在B、D、F接線柱上,多用電表的示數(shù)分別為0V、0V、6V。可判斷出故障導(dǎo)線是()A.ABB.CDC.EFD.GH答案C2.★★★(2024屆陜西咸陽一模)(多選)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)阻r=0.5Ω,滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻R1m=5.0Ω,定值電阻R2=2.0Ω,平行板電容器的電容C=3μF。將開關(guān)S與a接觸,則()A.當(dāng)R1接入電路的阻值增大時(shí),R2兩端的電壓增大B.穩(wěn)定時(shí)R1消耗的最大功率為0.225WC.將開關(guān)從a接向b,流過R3的電流流向?yàn)閏→dD.將滑動(dòng)變阻器R1接入最大電阻,則開關(guān)從a接向b,待電路穩(wěn)定,流過R3的電荷量為9×10-3C答案BC3.★★★(2024屆衡水中學(xué)四調(diào))(多選)在如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1的阻值小于滑動(dòng)變阻器R的最大阻值,閉合開關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由左端向右端滑動(dòng)的過程中,四個(gè)理想電表V1、V2、A1、A2的示數(shù)及其變化量分別用U1、U2、I1、I2、ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2表示。下列說法正確的是()A.U1先變大后變小,I1不變B.U1先變大后變小,I1一直變大C.ΔU1ΔD.U2先變大后變小,I2一直變小答案BC4.★★★(2024屆江蘇無錫四校聯(lián)考)如圖所示的電路,電源內(nèi)阻為r,兩相同燈泡L1、L2電阻均為R,D為理想二極管(具有單向?qū)щ娦?,電表均為理想電表,閉合S后,一帶電油滴恰好在平行板電容器中央靜止不動(dòng),現(xiàn)把滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng),電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2,電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI。下列說法錯(cuò)誤的是()A.兩燈泡逐漸變亮B.油滴仍靜止不動(dòng)C.ΔU2ΔID.ΔU2<ΔU1答案D5.★★★(2024屆浙江溫州三模)如圖所示,電路中電源電動(dòng)勢(shì)為8V,內(nèi)阻為0.5Ω,電流表內(nèi)阻不計(jì),R為定值電阻,M為電動(dòng)機(jī),P、Q兩極板正對(duì),間距為d。閉合開關(guān)S、S1,電流表示數(shù)為3.2A,電子從P板以速度v0垂直于極板射出,恰能到達(dá)兩極板中央。再將S2閉合,穩(wěn)定后電流表示數(shù)為4A,則()A.電動(dòng)機(jī)M的輸出功率為6WB.電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為6ΩC.定值電阻R消耗的功率減小了18WD.再讓電子從P板以速度2v0垂直于極板射出,能到達(dá)Q板答案D

第3節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1.(2024浙江6月,16-Ⅱ節(jié)選)在測繪發(fā)光二極管在導(dǎo)通狀態(tài)下的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,(1)用多用電表歐姆擋判斷發(fā)光二極管的正負(fù)極,選用×100擋時(shí),變換表筆與二極管兩極的連接方式,發(fā)現(xiàn)電表指針均不偏轉(zhuǎn),選用擋(選填“×10”或“×1k”)重新測試,指針仍不偏轉(zhuǎn),更換二極管極性后,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn),此時(shí)與多用電表紅色表筆相連的是二極管(選填“正極”或“負(fù)極”)。

(2)圖(A)是已完成部分連線的實(shí)物圖,為實(shí)現(xiàn)電壓可從零開始調(diào)節(jié),并完成實(shí)驗(yàn),P應(yīng)連接接線柱(選填“a”“b”“c”或“d”),Q應(yīng)連接接線柱(選填“a”“b”“c”或“d”)。某次選用多用電表量程為50mA擋測量,指針如圖(B)所示,則電流I=mA。

(3)根據(jù)測得數(shù)據(jù),繪出伏安特性曲線如圖(C)所示,則說明該二極管是元件(選填“線性”或“非線性”)。

答案(1)×1k負(fù)極(2)ad45.0(3)非線性2.(2024屆福建福州質(zhì)檢)某同學(xué)要測量一新材料制成的均勻圓柱體的電阻(圓柱體的電阻約為6Ω)。(1)如圖甲所示,用螺旋測微器測圓柱體的直徑,讀數(shù)為mm。

圖甲(2)除待測圓柱體外,實(shí)驗(yàn)室還備有如下實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)過程要求電阻兩端電壓能夠從零開始調(diào)節(jié),電壓表應(yīng)選,電流表應(yīng)選,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選。(填寫器材前對(duì)應(yīng)的字母)

A.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為15kΩ)B.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為75kΩ)C.電流表A1(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)D.電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)E.滑動(dòng)變阻器R1(0~5Ω,2A)F.滑動(dòng)變阻器R2(0~2000Ω,0.1A)G.電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻不計(jì))H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干(3)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中所給的實(shí)物器材連線補(bǔ)充完整。答案(1)5.020(2)ACE(3)如圖所示3.(2021浙江6月,18,7分)小李在實(shí)驗(yàn)室測量一電阻Rx的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后,合上開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1,電壓表的讀數(shù)U1=1.65V,電流表的示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)I1=A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2=1.75V,I2=0.33A。由此可知應(yīng)采用電流表(填“內(nèi)”或“外”)接法。

(2)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小李進(jìn)一步嘗試用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①器材與連線如圖3所示,請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖;②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊,記錄電流表讀數(shù),再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同,電阻箱的示數(shù)如圖3所示,則待測電阻Rx=Ω。此方法,(填“有”或“無”)明顯的實(shí)驗(yàn)誤差,其理由是

。

答案(1)0.33~0.34外(2)①如圖所示②5有電阻箱的分度值與待測電阻比較接近(或其他合理解釋)4.(2022全國乙,23,10分)一同學(xué)探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0~5mA范圍內(nèi)的伏安特性。可用器材有:電壓表(量程為3V,內(nèi)阻很大),電流表(量程為1mA,內(nèi)阻為300Ω),電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ),定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)要求通過Rx的電流可在0~5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),將圖(a)所示的器材符號(hào)連線,畫出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖;(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),圖(a)中的R應(yīng)選最大阻值為(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動(dòng)變阻器,R0應(yīng)選阻值為(填“75Ω”或“150Ω”)的定值電阻;

(3)測量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示,則此時(shí)Rx兩端的電壓為V,流過Rx的電流為mA,此組數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為Ω(保留3位有效數(shù)字)。

圖(b)圖(c)答案(1)見解析(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)要求通過Rx的電流可在0~5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),則應(yīng)用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法;電流表的量程為1mA,需測到5mA,則要對(duì)電流表改裝,與其并聯(lián)一個(gè)電阻R0;電壓表的內(nèi)阻很大,則電流表采用外接法。電路圖如圖所示。(2)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,R應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器;電流表量程1mA改裝為量程5mA,則R0=UI=1mA×300Ω5mA?1mA=75Ω,故R(3)電壓表的分度值為0.1V,讀數(shù)時(shí)需估讀到分度值的下一位,讀數(shù)為2.30V,電流表的分度值為0.02mA,此時(shí)示數(shù)為0.84mA,考慮到改裝關(guān)系,流過Rx的電流為5×0.84mA=4.20mA,利用R=UI解得Rx

實(shí)驗(yàn)11導(dǎo)體電阻率的測量1.(2023遼寧,12,6分)導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆。現(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長樣品(固態(tài)),某同學(xué)欲測量其電阻率,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖(a)a.測得樣品截面的邊長a=0.20cm;b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁間左右移動(dòng);c.將丙調(diào)節(jié)至某位置,測量丙和某探針之間的距離L;d.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表示數(shù)I=0.40A,讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S;e.改變丙的位置,重復(fù)步驟c、d,測量多組L和U,作出U-L圖像如圖(b)所示,得到直線的斜率k。回答下列問題:(1)L是丙到(填“甲”“乙”或“丁”)的距離;

(2)寫出電阻率的表達(dá)式ρ=(用k、a、I表示);

(3)根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ=Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)乙(2)ka2I(3)62.(2024江西,12,7分)某小組欲設(shè)計(jì)一種電熱水器防觸電裝置,其原理是:當(dāng)電熱管漏電時(shí),利用自來水自身的電阻,可使漏電電流降至人體安全電流以下。為此,需先測量水的電阻率,再進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。(1)如圖(a)所示,在絕緣長方體容器左右兩側(cè)安裝可移動(dòng)的薄金屬板電極,將自來水倒入其中,測得水的截面寬d=0.07m和高h(yuǎn)=0.03m。(2)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:電流表(量程300μA,內(nèi)阻RA=2500Ω)、電壓表(量程3V或15V,內(nèi)阻未知)、直流電源(3V)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線。請(qǐng)?jiān)趫D(a)中畫線完成電路實(shí)物連接。(3)連接好電路,測量26℃的水在不同長度l時(shí)的電阻值Rx。將水溫升到65℃,重復(fù)測量。繪出26℃和65℃水的Rx-l圖線,分別如圖(b)中甲、乙所示。(4)若Rx-l圖線的斜率為k,則水的電阻率表達(dá)式為ρ=(用k、d、h表示)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度(填“高”或“低”)的水更容易導(dǎo)電。

(5)測出電阻率后,擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出水量不變,選用內(nèi)直徑為8.0×10-3m的水管。若人體的安全電流為1.0×10-3A,熱水器出水溫度最高為65℃,忽略其他電阻的影響(相當(dāng)于熱水器220V的工作電壓直接加在水管兩端),則該水管的長度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為m。(保留兩位有效數(shù)字)

答案(2)見解析圖(4)kdh高(5)0.46解題導(dǎo)引①考查伏安法測電阻時(shí)電流表內(nèi)外接的選取,若電流表內(nèi)阻已知,則一定采用電流表內(nèi)接法,待測電阻Rx=UI-RA;②考查通過圖像表示物理公式間的聯(lián)系,解析(2)因電流表內(nèi)阻已知,故采用電流表內(nèi)接法,因直流電源電壓為3V,故將電壓表的“+3”接線柱與電流表的“+”接線柱連接,如圖所示。(4)由電阻定律得Rx=ρld?,故Rx-l圖像中圖線的斜率k=ρd?,解得ρ=kdh。由題圖(b)可知,溫度高時(shí)對(duì)應(yīng)圖線的斜率較小,故其電阻率較小(5)水管內(nèi)水的最小電阻Rmin=UI=220V1.0×10?3A=2.2×105Ω,而Rmin=ρlminπd022,3.(2023全國乙,23,10分)一學(xué)生小組測量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:螺旋測微器、米尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R、待測金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖(a)是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。完成下列填空:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),先將滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大,閉合S。(2)將K與1端相連,適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻,此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U1,然后將K與2端相連,此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U2。由此得到流過待測金屬絲的電流I=,金屬絲的電阻r=。(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)

(3)繼續(xù)微調(diào)R,重復(fù)(2)的測量過程,得到多組測量數(shù)據(jù),如表所示:U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù),得到金屬絲的電阻r=14.2Ω。(5)用米尺測得金屬絲長度L=50.00cm。用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑,某次測量的示數(shù)如圖(b)所示,該讀數(shù)為d=mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰與d相等。

(6)由以上數(shù)據(jù)可得,待測金屬絲所用材料的電阻率ρ=×10-7Ω·m。(保留2位有效數(shù)字)

答案(2)U2?U1R0U1R0U2?U4.(2023河北,12,8分)某實(shí)驗(yàn)小組測量繞制滑動(dòng)變阻器電阻絲的電阻率ρ,實(shí)驗(yàn)器材:電源E(3V,內(nèi)阻很小)、電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻很大)、待測滑動(dòng)變阻器Rx(最大阻值幾十歐姆)、電阻箱R0(最大阻值9999Ω)、滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω)、毫米刻度尺、開關(guān)S以及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖。第一步:按圖連好電路。將滑動(dòng)變阻器R1和Rx的滑片均置于最左端,電阻箱R0阻值調(diào)為零。閉合開關(guān)S,調(diào)整R1滑片的位置,使電壓表的示數(shù)為2.00V。第二步:斷開開關(guān)S,保持R1滑片的位置不動(dòng),將R0的阻值調(diào)為5Ω。第三步:閉合開關(guān)S,向右移動(dòng)Rx的滑片P,使電壓表的示數(shù)仍為2.00V,記錄R0的阻值R以及Rx的滑片P到左端點(diǎn)a之間的距離l。第四步:斷開開關(guān)S,保持R1滑片的位置不動(dòng),調(diào)節(jié)R0的阻值分別為10Ω、15Ω、…,重復(fù)第三步。第五步:實(shí)驗(yàn)結(jié)束,整理儀器。

實(shí)驗(yàn)記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表。組次12345R/Ω05101520l/mm020.336.860.581.1(1)表中不合理的一組數(shù)據(jù)為(填組次序號(hào))。

(2)當(dāng)l為80.0mm時(shí),Rx的滑片P到a之間電阻絲的匝數(shù)為133,電阻絲的半徑r=mm(保留2位有效數(shù)字)。

(3)用l=kR擬合表中數(shù)據(jù),得k近似為4.0×10-3m/Ω,測得單匝電阻絲周長為90.0mm,則電阻絲的電阻率ρ=Ω·m(保留2位有效數(shù)字)。

(4)若電阻率ρ的測量值與參考值相比偏大,產(chǎn)生誤差的原因可能是。

A.未考慮電壓表內(nèi)阻B.未考慮電阻絲絕緣層厚度C.未考慮電源內(nèi)阻答案(1)3(2)0.30(3)4.7×10-7(4)B

實(shí)驗(yàn)12測量電阻的幾種方法1.(2021海南,14,10分)在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,提供以下實(shí)驗(yàn)器材:電源E(電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻約1Ω),待測電阻Rx(阻值小于10Ω),電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω),滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω),單刀開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)如圖所示的測量電路。回答下列問題:(1)閉合開關(guān)S1前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到(填“a”或“b”)端;

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),為使待測電阻的測量值更接近真實(shí)值,應(yīng)將S2撥向(填“c”或“d”);在上述操作正確的情況下,引起實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是(填正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào));

A.電流表分壓B.電壓表分流C.電源內(nèi)阻分壓(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),若已知電流表的內(nèi)阻為1.2Ω,在此情況下,為使待測電阻的測量值更接近真實(shí)值,應(yīng)將S2撥向(填“c”或“d”);讀得電壓表的示數(shù)為2.37V,電流表的示數(shù)為0.33A,則Rx=Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

答案(1)b(2)cB(3)d6.02.(2024新課標(biāo),23,12分)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組要測量量程為3V的電壓表的內(nèi)阻RV。可選用的器材有:多用電表,電源E(電動(dòng)勢(shì)5V),電壓表(量程5V,內(nèi)阻約3kΩ),定值電阻R0(阻值為800Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。完成下列填空:(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻,首先應(yīng)(把下列實(shí)驗(yàn)步驟前的字母按正確操作順序排列);

A.將紅、黑表筆短接B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向零歐姆C.將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的(填“正、負(fù)”或“負(fù)、正”)接線柱相連,歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示,為了減小測量誤差,應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新調(diào)節(jié)后,測量得到指針位置如圖(a)中實(shí)線Ⅱ所示,則粗測得到的該電壓表內(nèi)阻為kΩ(結(jié)果保留1位小數(shù));

(2)為了提高測量精度,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖(b)所示的電路,其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(填“a”或“b”)端;

(3)閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片滑到某一位置時(shí),電壓表、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U,則待測電壓表內(nèi)阻RV=(用U1、U和R0表示);

(4)測量得到U1=4.20V,U=2.78V,則待測電壓表內(nèi)阻RV=kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案(1)CAB負(fù)、正×1001.6(2)R1a(3)UR0U1?U3.(2022山東,14,8分)某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)了一個(gè)測量電阻阻值的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材:干電池E(電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻未知);電流表A1(量程10mA,內(nèi)阻為90Ω);電流表A2(量程30mA,內(nèi)阻為30Ω);定值電阻R0(阻值為150Ω);滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為100Ω);待測電阻Rx;開關(guān)S,導(dǎo)線若干。測量電路如圖所示。(1)斷開開關(guān),連接電路,將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)到阻值最大一端,將定值電阻R0接入電路;閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,使電流表指針指在滿刻度的12處。該同學(xué)選用的電流表為(填“A1”或“A2”);若不考慮電池內(nèi)阻,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值應(yīng)為Ω。(2)斷開開關(guān),保持滑片的位置不變,用Rx替換R0,閉合開關(guān)后,電流表指針指在滿刻度的35處,則Rx的測量值為Ω。(3)本實(shí)驗(yàn)中未考慮電池內(nèi)阻,對(duì)Rx的測量值(填“有”或“無”)影響。

答案(1)A160(2)100(3)無4.(2024屆湖北八市聯(lián)考)某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一待測電阻(約為200Ω)的阻值。可使用的器材:滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為20Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500Ω),電阻箱R0(最大阻值為999.9Ω),靈敏電流計(jì)G,電阻絲,電源E,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)按原理圖甲將實(shí)物圖乙中的連線補(bǔ)充完整。(2)完成下列填空:①滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用(選填“R1”或“R2”)。

②將電阻箱R0的阻值置于225.0Ω,將R的滑片置于適當(dāng)位置,接通S,再反復(fù)調(diào)節(jié)電阻絲上滑動(dòng)觸頭P的接入位置。某次調(diào)節(jié)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)G中有從A流向B的電流,應(yīng)將觸頭P向(選填“左”或“右”)移動(dòng),直至電流計(jì)示數(shù)為0。

③將電阻箱R0和待測電阻Rx位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將R0的阻值置于196.0Ω時(shí),接通S后,電流計(jì)的示數(shù)也為0,則待測電阻的阻值為Ω。

④某同學(xué)在對(duì)調(diào)電阻箱和待測電阻時(shí),不小心將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)了少許,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(選填“有”或“無”)影響。

答案(1)如圖所示(2)①R1②左③210④無

實(shí)驗(yàn)13測量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.(2023湖北,12,10分)某實(shí)驗(yàn)小組為測量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路,所用器材如下:電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻很大);電流表(量程0~0.6A);電阻箱(阻值0~999.9Ω);干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)圖(a),完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖(c)所示,則干電池的電動(dòng)勢(shì)為V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為Ω(保留2位有效數(shù)字)。

(3)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究,作出1I-R圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距,結(jié)合(2)問得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,還可以求出電流表內(nèi)阻為Ω(保留2位有效數(shù)字)。(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大,本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測量值(填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)見解析(2)1.580.64(0.63~0.65均可)(3)2.4(4)偏小解析(1)根據(jù)電路圖,連線如圖所示。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,由圖線與縱軸的交點(diǎn)知E=1.58V,由圖線斜率知內(nèi)阻r=ΔUΔI=1.55?1.39(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(R+RA+r),因此1I=1ER+RAE+rE,由題圖(d)知,圖線縱軸截距為RAE+rE=1.9A(4)本實(shí)驗(yàn)中干電池內(nèi)阻的測量值等于干電池內(nèi)阻的真實(shí)值與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)阻值,故測量值偏小。2.(2024黑吉遼,11,6分)某探究小組要測量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。可利用的器材有:電壓表、電阻絲、定值電阻(阻值為R0)、金屬夾、刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將電阻絲拉直固定,按照?qǐng)D(a)連接電路,金屬夾置于電阻絲的(填“A”或“B”)端;

②閉合開關(guān)S,快速滑動(dòng)金屬夾至適當(dāng)位置并記錄電壓表示數(shù)U,斷開開關(guān)S,記錄金屬夾與B端的距離L;③多次重復(fù)步驟②,根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線Ⅰ;④按照?qǐng)D(b)將定值電阻接入電路,多次重復(fù)步驟②,再根據(jù)記錄的若干組U、L的值,作出圖(c)中圖線Ⅱ。(2)由圖線得出縱軸截距為b,則待測電池的電動(dòng)勢(shì)E=。

(3)由圖線求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分別為k1、k2,若k2k1=n,則待測電池的內(nèi)阻r=(用n和R0表示答案(1)①A(2)1b(3)3.(2021全國乙,23,10分)一實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示的電路測量一電池的電動(dòng)勢(shì)E(約1.5V)和內(nèi)阻r(小于2Ω)。圖中電壓表量程為1V,內(nèi)阻RV=380.0Ω;定值電阻R0=20.0Ω;電阻箱R,最大阻值為999.9Ω;S為開關(guān)。按電路圖連接電路。完成下列填空:(1)為保護(hù)電壓表,閉合開關(guān)前,電阻箱接入電路的電阻值可以選Ω(填“5.0”或“15.0”);

(2)閉合開關(guān),多次調(diào)節(jié)電阻箱,記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U;(3)根據(jù)圖(a)所示電路,用R、R0、RV、E和r表示1U,得1U=(4)利用測量數(shù)據(jù),作1U-R圖線,如圖(b)所示(5)通過圖(b)可得E=V(保留2位小數(shù)),r=Ω(保留1位小數(shù));

(6)若將圖(a)中的電壓表當(dāng)成理想電表,得到的電源電動(dòng)勢(shì)為E',由此產(chǎn)生的誤差為E'?EE×100%=答案(1)15.0(3)R0+R(5)1.540.7(6)54.(2022福建,12,7分)在測量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí),因?yàn)殡妷罕砗碗娏鞅淼挠绊?不論使用何種接法,都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實(shí)驗(yàn)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測量。已知R0=2Ω。(1)按照?qǐng)D甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實(shí)物連線補(bǔ)充完整。甲(2)實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:①將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置②接法Ⅰ:單刀雙擲開關(guān)S與1接通,閉合開關(guān)S0,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U1-I1的值,斷開開關(guān)S0③將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置④接法Ⅱ:單刀雙擲開關(guān)S與2閉合,閉合開關(guān)S0,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U2-I2的值,斷開開關(guān)S0⑤分別作出兩種情況所對(duì)應(yīng)的U1-I1和U2-I2圖像(3)單刀雙擲開關(guān)接1時(shí),某次讀取電表數(shù)據(jù)時(shí),電壓表指針如圖丙所示,此時(shí)U1=V。

丙(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出U1-I1和U2-I2圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=,內(nèi)阻r=。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))

(5)由圖丁可知(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。

(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應(yīng)選擇(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測量更合適。

答案(1)見解析(3)1.30(4)1.80V2.50Ω(5)接法Ⅱ(6)接法Ⅱ解析(1)按照電路圖補(bǔ)充開關(guān)的連線如圖所示(3)電壓表選用的是0~3V量程,分度值為0.1V,需估讀,示數(shù)為1.30V。(4)在接法Ⅰ中,若電流表示數(shù)為零,則通過電源的電流為零,此時(shí)電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值,故U1-I1的縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì),可得E=1.80V。由電壓表示數(shù)為零即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零可知E=I(R0+r+RA),由于電流表內(nèi)阻未知而無法求得電源內(nèi)阻。再由接法Ⅱ來看,當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí),電源與R0之外的電路短路,此時(shí)電流表示數(shù)滿足E=I(R0+r),再由U2-I2圖像可知此時(shí)電路電流為0.40A,則電源內(nèi)阻為r=EI-R0=1.800.40Ω-2Ω=2(5)若直接由圖線斜率求電源內(nèi)阻,由U1-I1圖線斜率的絕對(duì)值為k1=1.80?00.36Ω,解得r1=k1-R0=3.00Ω;由U2-I2圖線斜率的絕對(duì)值為k2=1.70?00.40Ω=4.25Ω,解得r2=k2-R0=2.25Ω。而σ1=r1?rr×100%=3.00?2