专题九　恒定电流

专题九

恒定电流2010~2019年高考全国卷考情一览表

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42电路的基本概念和规律

1.(2019·浙江,8,3分,难度★)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2.则(

D

)解析小电珠与电动机串联,电流相等,I1=I2,A错误;小电珠是纯电阻电路,符合欧姆定律,U1=I1R1,电动机是非纯电阻电路,不符合欧姆定律,U2>I2R2,则

,B、C错误,D正确。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点512.(2018·浙江,5,3分,难度★)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率为400W,LED灯功率为180W,若更换4000盏,则一个月可节约的电能约为(

B

)A.9×103kW·h B.3×105kW·hC.6×105kW·h D.1×1012kW·h解析每盏灯节约的电功率为0.22

kW,每天亮灯时间大约12

h,因此4

000盏灯一个月节约的电能W=0.22×4

000×12×30

kW·h≈3.2×105

kW·h,选B。物理观念考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点513.(2016·上海,13,2分,难度★)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此(

C

)A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压解析电动势是表征电源非静电力做功本领的物理量,电动势不是力,所以选项A错误,选项C正确;电动势越大,说明移动单位电荷量做的功越多,选项B错误;电动势和电压从本质上讲性质不同,所以选项D错误。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点514.(2015·浙江,14,6分,难度★)下列说法正确的是(

C

)A.电流通过导体的热功率与电流大小成正比B.力对物体所做的功与力的作用时间成正比C.电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D.弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析由P=I2R可知,A项错误;由W=Flcos

θ可知,力对物体所做的功与力的作用时间无必然关系,B项错误;由Q=CU可知,C项正确;弹簧劲度系数由弹簧自身决定,与形变量无关,D项错误。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点515.(2013·安徽,19,6分,难度★★)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,G是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表G的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为(

C

)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点516.(2010·全国,19,6分,难度★★)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为(

D

)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点517.(2012·四川,23,16分,难度★★)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。答案(1)1×103W

(2)2×104s考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)设电动机的电功率为P,则P=UI

①设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则Pr=I2r②代入数据解得Pr=1×103

W③(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为ρ,则M=ρV④设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp,则ΔEp=Mgh⑤设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr⑥根据能量守恒定律得P0t×60%×80%=ΔEp⑦代入数据解得t=2×104

s⑧考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点43闭合电路欧姆定律的应用答案P251

8.(2018·海南,10,5分,难度★★★)如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r<R,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正确的是(

CD

)A.R2消耗的功率变小

B.R3消耗的功率变大C.电源输出的功率变大

D.电源内阻消耗的功率变大考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点519.(2016·全国2,17,6分,难度★★)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(

C

)科学思维考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5110.(2016·上海,18,4分,难度★★)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合电键,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(

BC

)A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3解析不计电源内阻,电路的路端电压等于电源电动势,A选项错误;滑动变阻器的上半部分和下半部分并联,在滑片由a端滑到b端的过程中,该并联值先变大再变小,电压表示数U和电流表示数I的比值为该并联值和电阻R2之和,C选项正确;根据电阻的变化可判断电路中电流先变小再变大,B选项正确;U的变化量与I变化量比值等于R2支路总电阻,D选项错误。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5111.(2014·上海,18,4分,难度★★)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3,理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI,则(

C

)A.A的示数增大

B.V2的示数增大C.ΔV3与ΔI的比值大于r

D.ΔV1大于ΔV2考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器阻值变小,由于电压表相当于断路,定值电阻和滑动变阻器为串联,滑动变阻器阻值变小,总电阻变小,电源电动势不变,总电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V1测量定值电阻R的电压,电阻不变,总电流变大,所以电压变大即V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压,示数变小,选项B错。电压表V3测量滑动变阻器电压,设电流增加量为ΔI,则根据ΔV1=ΔI×R,ΔV2=ΔI×r,所以ΔV1>ΔV2,选项D对。电压表V3的变化量ΔV3=ΔI×(r+R),所以考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5112.(2014·天津,2,6分,难度★)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是(

B

)A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离 D.断开开关S解析由闭合电路欧姆定律可知:增大R1阻值会使总电阻增大,总电流减小,R1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受电场力增大,油滴向上运动,选项A错误;电路稳定时R2中无电流,R2阻值变化对电路无任何影响,则选项B正确;只增大板间距离d,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项C错误;断开开关S,电容器放电,油滴将向下运动,选项D错误。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5113.(2013·江苏,4,3分,难度★)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时(

C

)A.RM变大,且R越大,U增大越明显B.RM变大,且R越小,U增大越明显C.RM变小,且R越大,U增大越明显D.RM变小,且R越小,U增大越明显解析根据闭合电路欧姆定律,当RM变小时,电路中电流增大,S两端电压U增大,且R越大,在RM减小时,RM与R的并联电阻值变化越明显,电路中电流变化越明显,S两端电压U增大得也越明显,选项C正确。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51

解决电路的动态问题一定要遵循“部分→整体→部分”的程序,逐一判断。同时,尽量先分析串联电阻,后分析并联电阻;先分析定值电阻,后分析可调电阻;既要关心每个电阻的电压,又要关心其电流。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5114.(2012·上海,17,3分,难度★★)(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的(

ABC

)A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小解析滑片P向右移动,电阻增大,电流减小,根据P=EI知总功率减小;效率

,电阻R增大,效率η一定增大;内部损耗功率P损=I2r,电流减小,P损一定减小;滑动变阻器初始阻值与电源内阻大小关系不确定,则输出功率的变化也不确定。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5115.(2011·上海,12,2分,难度★★)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最高端向下滑动时(

A

)A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51路端电压与干路电流的关系:U=E-Ir,可知外电路电阻先增大后减小时,干路电流先减小后增大,路端电压先增大后减小,排除B、D选项;讨论电流表示数变化时,可将电阻R与电源内阻r之和等效为电源内阻r内,外电路只有R1与R2并联,当R1<R2时,P向下移动,R2减小,而电压增大,故电流表A的读数增大;当R1>R2时,P继续向下移动,R1增大,且其两端电压减小,故通过R1的电流减小,而由前面的判断可知此时干路电流增大,故另外一条支路R2上的电流必定增大,即电流表A读数继续增大,综上所述电流表读数一直增大,A对。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5116.(2018·北京,23,18分,难度★★)如图1所示,用电动势为E,内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图,并说明U-I图象与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案(1)图像见解析,与纵轴交点表示电动势,与横轴交点表示电源短路时的电流(2)a.图见解析;b.见解析解析(1)U=E-I·r所以U与I为一次函数关系,U-I图象为直线,截距为E,斜率为-r与纵轴交点:I=0,U=E,即电动势;与横轴交点:U=0,,即电源短路时的电流。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51在时间t内通过电路的电荷量为q=It

②根据能量守恒定律,非静电力做的功应该等于内外电路产生的焦耳热的总和。即W非=Q内+Q外③在时间t内:Q外=I2Rt,④Q内=I2rt⑤联立①②③④⑤式,EIt=I2Rt+I2rt即E=IR+Ir得到:E=U外+U内其中U外即外电路电势降落,U内即内电路电势降落。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点44电阻的测量

测定金属的电阻率答案P251

17.(2018·全国1,23,10分,难度★★)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃~80℃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℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表V(量程0~150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51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℃。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,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃,实验得到的R2-t数据见下表。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51回答下列问题:(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到

b

(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,并做出R2-t曲线;图(b)图(c)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案将(60.0,32.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线(3)由图(b)可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得RT=

450.0

Ω;

(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为

620.0

Ω,则手心温度为

33.0

℃。

科学探究考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。(3)从R2-t曲线中可读出t=44.0

℃时R2=450.0

Ω,所以RT=R2=450.0

Ω(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0的点,其横坐标为33.0

℃。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5118.(2018·全国3,23,9分,难度★★)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω);V可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;图(a)图(b)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案实物连线如图(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2;考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5119.(2018·天津,9(3),10分,难度★★)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)①为使测量尽量准确,电压表选用

B

,电流表选用

C

,电源选用

F

。(均填器材的字母代号)

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51②画出测量Rx阻值的实验电路图。答案如图所示③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会

大于

其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析①由于待测电阻约为10

kΩ太大,电源电动势为12

V时,电路中电流才大约1.2

mA,故电流表选C,电源选F。由于待测电阻约为10

kΩ,电路中电流约为1.2

mA,则待测电阻两端电压约为12

V,所以电压表选B。②由于待测电阻阻值远大于所选电流表内阻,而略小于电压表内阻,故实验测量电路设计时用内接法;而滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻的阻值,故控制电路中滑动变阻器使用限流式接法根本起不到调节作用,滑动变阻器只能采用分压式接法。电路图见答案。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5120.(2018·浙江,18,5分,难度★★)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,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挡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挡位,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=2.9Ω;

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(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0~3V,内阻约3kΩ),多用电表(2.5mA挡、25mA挡和250mA挡,对应的内阻约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。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)多用电表应先进行机械调零,再进行欧姆调零,用完电表后再把电表挡位调整到交流电压最高挡或者off挡。机械调零的步骤是E,欧姆调零的步骤是DB,测电阻是C,最后步骤是A。(2)所选挡位为“×1”,最小精度0.2

Ω,所以只能读到小数点后一位,答案为2.9

Ω。(3)C项中,电压表量程0~3

V,电源电动势3

V,不能使电压表发生明显偏转,故C错误;A项中,被测总电阻是13

Ω左右,电源电压为3

V,最大电流在230

mA左右,选量程为0~250

mA多用电表测电流,电表内阻与待测电阻相比相差不太大,应采用电流表外接法,A错;D项中电压表两端测的就是电源电压,不会随滑动变阻器变化而变化,故D错误。经分析,应选B。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5121.(2017·全国2,23,9分,难度★★)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,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);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。答案(1)连线如图考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(2)完成下列填空:①R1的阻值为

20

(填“20”或“2000”)Ω。

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

(填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51③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

相等

(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

2550

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:

调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程

。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)略(2)①R1在电路中具有分压作用,应选阻值为20

Ω的小电阻。②为了保护微安表,开始时让微安表两端的电压为零,所以开始时将R1的滑片滑到左端。③由题可知,S2接通前后微安表的示数保持不变,故电路中BD导线在S2接通前后通过的电流均为零,所以B、D点在S2接通前后的电势相等。④由于BD间导线也没有电流通过,在③有(3)本实验需要观察微安表的示数是否变化,微安表的示数越大,观察误差越小,所以实验时调节R1让微安表接近满量程,能提高测量微安表内阻精度。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5122.(2016·全国2,23,9分,难度★★)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表V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99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51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2.00V,记下电阻箱的阻值。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器

R1

(填“R1”或“R2”)。

(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案如图所示

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,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

2520

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

D

(填正确答案标号)。

A.100μA B.250μAC.500μA D.1mA解析(1)滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器总阻值越小,当被测电路的电阻变化时,分压电路输出电压的影响越小,滑动变阻器应选R1。(2)注意电源的正负极和电表的正负极之间的关系。(3)电压表和电阻箱的分压关系为2∶0.5,当电阻箱阻值为630.0

Ω时,电压表内阻应为其阻值的4倍,即2

520

Ω。(4)电压表的满偏电压为2.5

V,电阻为2

520

Ω,所以满偏电流为考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5123.(2015·全国2,23,9分,难度★★)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程0~3V,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2个,导线若干。(1)虚线框内为该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。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案实验电路图如图所示。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(2)根据设计的电路,写出实验步骤:

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S1、S2,调节R1,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S2,调节电阻箱R0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)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'

>

(填“>”“=”或“<”)RV,主要理由是

断开S2,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R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV(其他合理说法也可)

。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5124.(2014·全国2,22,6分,难度★)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则

Rx1

(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1

大于

(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2

小于

(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

图(a)图(b)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析根据题意,,故用内接法测量时更准确,所以Rx1更接近真实值。测量值Rx1实际上是待测电阻与电流表的电阻之和,所以Rx1大于真实值。测量值Rx2实际上是待测电阻与电压表的并联电阻值,所以Rx2小于真实值。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5125.(2014·安徽,21(Ⅱ),10分,难度★★)某同学为了测量一个量程为0~3V的电压表的内阻,进行了如下实验。(1)他先用多用表进行了正确的测量,测量时指针位置如图1所示,得出电压表的内阻为3.00×103Ω,此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数应为

1.0

V(结果保留两位有效数字)。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下:A.断开开关S,按图2连接好电路;B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;C.将电阻箱R0的阻值调到零;D.闭合开关S;E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V位置;F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值;G.断开开关S图2考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51实验中可供选择的实验器材有:a.待测电压表b.滑动变阻器:最大阻值2000Ωc.滑动变阻器:最大阻值10Ωd.电阻箱:最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ωe.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ωf.电池组:电动势约6V,内阻可忽略g.开关,导线若干按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用

c

(填“b”或“c”),电阻箱中选用

d

(填“d”或“e”)。

②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比,R测

>

(填“>”或“<”)R真;若RV越大,则

越

小

(填“大”或“小”)。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)欧姆挡选择“×100”,且欧姆表盘中央刻度值为15,可知欧姆表内阻R内=1.5×103

Ω(欧姆表内阻等于中央刻度值所对应电阻)。因测得电压表内阻为3.00×103

Ω,欧姆表内电池电动势为1.5

V,故电压表示数为(2)①本实验中,只有当电压表电阻RV远远大于滑动变阻器bP段的电阻RbP时,才能把电压表所在支路近似视为断路,这样,在步骤F中保持P位置不变,调节电阻箱R0的阻值时,才可以认为bP段分出的电压近似不变,仍为3

V。调节R0使电压表读数变为1.5

V时,R0上分得的电压近似为1.5

V。此时,R0的电阻近似等于电压表内阻RV。因此,本实验必须满足滑动变阻器总电阻远远小于电压表电阻,故滑动变阻器选c。实验中电阻箱的最大电阻值应大于电压表内阻RV,故电阻箱应选d。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51②步骤F中,电阻箱阻值调大的过程中,滑动变阻器bP段分出的电压会相应略有增加,当电压表读数为1.5

V时,电阻箱两端电压略大于1.5

V,此时,电阻箱电阻略大于电压表电阻。故电压表内阻测量值大于真实值。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5126.(2014·山东,22,10分,难度★★)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51可供使用的器材有:电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω;电压表:量程3V,内阻约9kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;定值电阻:R0=3Ω;电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应选

R2

(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至

a

(填“a”或“b”)端。

(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案如图所示。(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为

2.30(2.29、2.31均正确)

V。

(4)导线实际长度为

94(93、95均正确)

m(保留2位有效数字)。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5127.(2014·天津,9(3),8分,难度★★)现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:多用电表(仅可使用欧姆挡);一个电池组E(电动势6V);一个滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流1A);两个相同的电流表G(内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA);两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω);一个开关S、导线若干。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(1)为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是

AC

(填字母代号)。

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量(2)根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,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。答案如图所示

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)根据指针偏角很大可知待测电阻阻值很小,应换“×1”挡位,重新调零后测量,所以选项A、C正确。(2)根据实验目的可知需测量待测电阻的电压、电流,为此需要将其中一个电流表G改装成一个电压表(将电流表G与R1串联,改装后量程为3

V),将另一个电流表(将电流表G与R2并联改装成一个电流表,量程为1

A),然后用改装后的电表采用“伏安法”测电阻Rx,由于Rx阻值较小,所以采用电流表外接法。滑动变阻器采用“限流式”接法,可使电路能耗较小。设计电路见答图。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5128.(2014·四川,8(2),11分,难度★★)如图是测量阻值为几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51根据实验回答以下问题:(1)现有四只供选用的电流表:A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)B.电流表(0~3mA,内阻未知)C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)D.电流表(0~0.3A,内阻未知)A1应选用

D

,A2应选用

C

。

(2)测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值

变大

(选填“不变”“变大”或“变小”)。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(3)在坐标纸上画出R1与I2的关系图。

答案关系图线见解析图(4)根据以上实验得出Rx=

31

Ω。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)依题意有I2(Rx+RA2)=I1(R0+RA1+R1),整理得R1=(RA2+Rx)-(R0+RA1),若要求得Rx,必须知道RA2才行。结合实验中测得电流数据,两个电流表量程应选0~0.3

A,因此,A1应选用D、A2应选用C。(2)当R1变小时,电路中总电流变大,要使A1示数I1=0.15

A,应减小电路中的电流,故使滑动变阻器阻值变大。(3)如图所示考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5129.(2013·广东,34(2),10分,难度★★)图(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。(a)(b)(c)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(1)根据原理图连接图(b)的实物图。答案

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(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=

0.10

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(c)中标出。写出RX与L、I、解析由于步骤③与步骤②电流表A1的示数相同,可见通过电阻丝ac的电流不变,这一段电阻丝单位长度的电压值不变,仍为u,所以ac段电阻丝两端的电压为uL,这个电压也是RX两端的电压,IRX=uL,所以考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5130.(2011·全国,22,5分,难度★★)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路。图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池。完成下列实验步骤中的填空:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节

R0

,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时

标准电流表A0

的读数I;

(2)然后将S拨向接点2,调节

RN

,使

标准电流表A0的读数为I

,记下此时RN的读数;

(3)多次重复上述过程,计算RN读数的

平均值

,此即为待测微安表头内阻的测量值。

解析本题测量电阻的物理思想是“替代法”,待测电流表A与电阻箱RN是等效替代的关系。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5131.(2010·全国,23,11分,难度★★)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值,测量电路如图1所示,图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如表1所示。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51回答下列问题:(1)根据图1所示的电路,在图2所示的实物图上连线。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51答案连线如图所示。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系,在坐标纸上作RL-t关系图线。答案RL-t关系曲线如图所示。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。电流表的读数为

115mA

,电压表的读数为

5.00V

。此时等效电阻RL的阻值为

43.5Ω

;热敏电阻所处环境的温度约为

64.0℃

。

解析(3)电流表1小格代表5

mA,不需要估读到下一位,故I=23×5

mA=115

mA;电压表1小格代表0.1

V,需要估读到下一位,故U=50.0×0.1

V=5.00

V;RL==43.5

Ω,则RL-t图线可知,环境温度t=64.0

℃。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51考点45描绘伏安特性曲线答案P255

32.(2017·全国1,23,10分,难度★★)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3.8V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3kΩ);电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(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增大(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率增大(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)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

0.39

W,最大功率为

1.17

W。(结果均保留2位小数)

图(a)图(b)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)由于要求电压调节范围大,故用分压式。电压表量程只有3

V,故需串联R0改装为量程为4

V的电压表。小灯泡电阻较小

,故用外接法。(2)图中I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数。随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大。由考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(3)当R=9

Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体。U=E-I(R+r),故U=4

V-10

Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75

V×0.225

A≈0.39

W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4

V-1

Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65

V×0.32

A≈1.17

W。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5133.(2016·天津,9(3),10分,难度★★)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)考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(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图象应是下图中的

B

。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)根据需要,电压表V1(3

V,内阻3

kΩ)需要串联定值电阻R5=1

kΩ,可以将量程扩大为4

V;电流表A1(200

mA,内阻10

Ω)需要并联定值电阻R4=10

Ω,可以将量程扩大为0.4

A;滑动变阻器R2阻值太大,连续性不好,应选择R1,电路图采用分压外接法,电路如答案图所示。(2)随温度升高,小灯泡阻值增大,故选项B正确。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点5134.(2015·广东,34(2),10分,难度★★★)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。考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(1)使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量,示数如图甲(a)所示,读数为

10

Ω。据此应选择图甲中的

b

(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

增大

(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。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51(3)图乙(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件

Y

(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,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图乙(b)所示。闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V。利用图乙(a)可算得E=

3.2

V,r=

0.50

Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。

考点42考点43考点44考点45考点46考点47考点48考点49考点50考点51解析(1)多用电表欧姆挡读数不估读,所测阻值等于指针所指数值乘倍率,所以示数为10×1

Ω=10

Ω;由于电压表内阻(RV)与电流表内阻(RA)乘积大于元件阻值(Rx)大约值的二次方,即RV·RA>,所以待测元件为小电阻,应选用电流表的外接法