2026版53高考总复习A版物理-精练册10-第10章电路及其应用

第10章电路及其应用第1节电路的基本概念及规律1.★(2021江苏,2,4分)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为1×10-8F的电容器,在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则该过程中跨膜电流的平均值为()A.1.5×10-7AB.2×10-7AC.3.5×10-7AD.5×10-7A答案D2.★★(2020海南,4,3分)一车载加热器(额定电压为24V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc,则()A.Pab>PbcB.Pab=PacC.Pac=PbcD.Pab<Pac答案D3.★★(2024届江苏盐城射阳中学月考)假设某同学得到某灯泡的U-I图像如图所示,图线上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则()A.灯泡的电阻随电压的增大而减小B.A点对应的灯泡的电阻可表示为tanαC.A点对应的灯泡的电阻可表示为tanβD.A点对应的灯泡的电功率大小可用矩形U0AI0O的面积表示答案D4.★★(2024届四川成都七中月考)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较大的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为0),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是()A.IeS2C.IeS2答案D5.★★(2024届北师大二附期中)如图所示,其中电流表A的量程为0~0.6A,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一半;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0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A答案C6.★★(2024届四川成都蓉城名校联考)大量程电压表、电流表可由灵敏电流表G和电阻箱R改装而成,如图为改装后的电表,图中灵敏电流表G的满偏电流均为Ig,内阻均为Rg,电阻箱R接入电路的阻值均为R0。下列说法正确的是()A.甲表是电压表,改装后的量程为Ig(Rg+R0)B.甲表是电流表,若增大电阻箱R接入电路的阻值,则改装后电表的量程减小C.乙表是电流表,改装后的量程为ID.乙表是电压表,若减小电阻箱R接入电路的阻值,则改装后电表的量程增大答案B7.★★★(2023海南,7,3分)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上的电荷量为()A.CEB.12CEC.25CED.答案C8.★★★(2024广西,6,4分)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为()A.2∶3B.2∶1C.5∶3D.1∶3答案B9.★★★(2020课标Ⅰ,17,6分)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是()答案A10.★★★(2022辽宁,11,6分)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250μA,内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40Ω,R2=360Ω。(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~mA;

(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接A端时(填“大”或“小”);

(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b)中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然误差,则利用(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

答案(1)1(2)大(3)乙第2节闭合电路欧姆定律及其应用1.★★(2020浙江1月,6,3分)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱()A.通过的电流增大B.两端的电压增大C.阻值增大为原来的1.2倍D.电功率增大为原来的1.44倍答案B2.★★(2020江苏,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时()A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大答案ABD3.★★(2024届重庆三校联考)(多选)直流电动机在生产生活中有着广泛的应用。同学们为了研究直流电动机的机械效率问题,设计了如图甲所示的电路,内阻r1=1Ω的直流电动机M和规格为“6V6W”的指示灯L并联后接在电动势E=8V、内阻r2=0.5Ω的直流电源上。闭合开关S,电动机和指示灯均正常工作,在提升物体过程中,如图乙所示,下列说法正确的是()A.流过电动机的电流为3AB.该电源的效率为60%C.电动机的输出功率为15WD.用该电动机可将重为7.5N的物体以0.6m/s的速度匀速提升,则电动机工作的机械效率为25%答案AD4.★★★(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是()A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系答案B5.★★★(2024届北京通州期末)如图所示的U-I图像中,曲线表示某一灯泡的伏安特性,直线为某一电源的路端电压与电流的变化关系图线,P为两图线的交点,坐标为(I0,U0);过P点的切线与横轴的交点坐标为(I1,0);路端电压与电流的变化关系图线与横轴交点坐标为(I2,0)、与纵轴交点坐标为(0,E);阴影面积分别为S1、S2。用该电源直接与该灯泡连接成闭合回路时,下列说法正确的是()A.灯泡电阻为UB.灯泡电功率为S1C.电源总功率为12EID.电源内部消耗功率为2S2答案D6.★★★(2024届北京西城期末)某同学将A、B、C三个电阻分别接入图1所示的电路中,电表均可视为理想电表。他利用测得的电阻两端的电压和通过它的电流在U-I图像中描点,得到图2中的三个点,这三个点位于一条倾斜的直线上,直线与纵轴交点的纵坐标为U0、与横轴交点的横坐标为I0,B对应的横坐标为0.5I0。下列说法不正确的是()A.电阻A的阻值比B、C的阻值大B.电阻A在电路中的电功率比B、C的大C.电源的电动势等于U0D.电阻B的阻值等于电源的内阻答案B7.★★★(2024届山东滨州期末)如图甲所示的电路,电源内阻r=1.0Ω,R1为一定值电阻,R2为一滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从A端逐渐滑到B端的过程中,得到R2的功率随电压表示数的变化规律如图乙所示,电流表示数与电压表示数的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是()A.电源的电动势大小为4.5VB.定值电阻R1的阻值为3ΩC.图乙中Px的值为1.5WD.图丙中Ux的值为4.5V答案D8.★★★(2018海南,10,5分)(多选)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()A.R2消耗的功率变小B.R3消耗的功率变大C.电源的输出功率变大D.电源内阻消耗的功率变大答案CD9.★★★★(2024届河北保定一模)如图所示的电路,电源的内阻为r,定值电阻甲的阻值为r,乙的阻值与灯泡的阻值相等,电容器的电容为C,当S1闭合、S2断开时,稳定后,灯泡的功率为P,电容器的带电荷量为Q,忽略灯泡阻值的变化。下列说法正确的是()A.灯泡的阻值为CB.电源的电动势为QC+C.若再将S2闭合,稳定后灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为2rD.当S1、S2均闭合时,稳定后甲中的电流为PC答案C微专题19电路的动态分析和故障判断1.★★(2024届北京丰台二模)如图所示,电源电动势为6V,电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线,其中一根导线内部的铜丝是断的,电路其余部分完好。为了查出故障导线,某同学选用多用电表直流10V挡,闭合开关后,将多用电表红表笔接在A接线柱上,黑表笔依次接在B、D、F接线柱上,多用电表的示数分别为0V、0V、6V。可判断出故障导线是()A.ABB.CDC.EFD.GH答案C2.★★★(2024届陕西咸阳一模)(多选)如图所示,电源电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,滑动变阻器R1的最大电阻R1m=5.0Ω,定值电阻R2=2.0Ω,平行板电容器的电容C=3μF。将开关S与a接触,则()A.当R1接入电路的阻值增大时,R2两端的电压增大B.稳定时R1消耗的最大功率为0.225WC.将开关从a接向b,流过R3的电流流向为c→dD.将滑动变阻器R1接入最大电阻,则开关从a接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为9×10-3C答案BC3.★★★(2024届衡水中学四调)(多选)在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1的阻值小于滑动变阻器R的最大阻值,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P由左端向右端滑动的过程中,四个理想电表V1、V2、A1、A2的示数及其变化量分别用U1、U2、I1、I2、ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2表示。下列说法正确的是()A.U1先变大后变小,I1不变B.U1先变大后变小,I1一直变大C.ΔU1ΔD.U2先变大后变小,I2一直变小答案BC4.★★★(2024届江苏无锡四校联考)如图所示的电路,电源内阻为r,两相同灯泡L1、L2电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表,闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动,现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化量的绝对值为ΔI。下列说法错误的是()A.两灯泡逐渐变亮B.油滴仍静止不动C.ΔU2ΔID.ΔU2<ΔU1答案D5.★★★(2024届浙江温州三模)如图所示,电路中电源电动势为8V,内阻为0.5Ω,电流表内阻不计,R为定值电阻,M为电动机,P、Q两极板正对,间距为d。闭合开关S、S1,电流表示数为3.2A,电子从P板以速度v0垂直于极板射出,恰能到达两极板中央。再将S2闭合,稳定后电流表示数为4A,则()A.电动机M的输出功率为6WB.电动机M的内阻为6ΩC.定值电阻R消耗的功率减小了18WD.再让电子从P板以速度2v0垂直于极板射出,能到达Q板答案D

第3节电学实验基础1.(2024浙江6月,16-Ⅱ节选)在测绘发光二极管在导通状态下的伏安特性曲线实验中,(1)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极,选用×100挡时,变换表笔与二极管两极的连接方式,发现电表指针均不偏转,选用挡(选填“×10”或“×1k”)重新测试,指针仍不偏转,更换二极管极性后,发现指针偏转,此时与多用电表红色表笔相连的是二极管(选填“正极”或“负极”)。

(2)图(A)是已完成部分连线的实物图,为实现电压可从零开始调节,并完成实验,P应连接接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”),Q应连接接线柱(选填“a”“b”“c”或“d”)。某次选用多用电表量程为50mA挡测量,指针如图(B)所示,则电流I=mA。

(3)根据测得数据,绘出伏安特性曲线如图(C)所示,则说明该二极管是元件(选填“线性”或“非线性”)。

答案(1)×1k负极(2)ad45.0(3)非线性2.(2024届福建福州质检)某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻(圆柱体的电阻约为6Ω)。(1)如图甲所示,用螺旋测微器测圆柱体的直径,读数为mm。

图甲(2)除待测圆柱体外,实验室还备有如下实验器材,实验过程要求电阻两端电压能够从零开始调节,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。(填写器材前对应的字母)

A.电压表V1(量程0~3V,内阻约为15kΩ)B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为75kΩ)C.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)D.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)E.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)G.电源E(电动势为4V,内阻不计)H.开关S,导线若干(3)请用笔画线代替导线将图乙中所给的实物器材连线补充完整。答案(1)5.020(2)ACE(3)如图所示3.(2021浙江6月,18,7分)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图2所示,其读数I1=A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I2=0.33A。由此可知应采用电流表(填“内”或“外”)接法。

(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:①器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻Rx=Ω。此方法,(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是

。

答案(1)0.33~0.34外(2)①如图所示②5有电阻箱的分度值与待测电阻比较接近(或其他合理解释)4.(2022全国乙,23,10分)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0~5mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表(量程为3V,内阻很大),电流表(量程为1mA,内阻为300Ω),电源E(电动势约为4V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ),定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω),开关S,导线若干。(1)要求通过Rx的电流可在0~5mA范围内连续可调,将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图;(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻;

(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时Rx两端的电压为V,流过Rx的电流为mA,此组数据得到的Rx的阻值为Ω(保留3位有效数字)。

图(b)图(c)答案(1)见解析(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)要求通过Rx的电流可在0~5mA范围内连续可调,则应用滑动变阻器的分压式接法;电流表的量程为1mA,需测到5mA,则要对电流表改装,与其并联一个电阻R0;电压表的内阻很大,则电流表采用外接法。电路图如图所示。(2)滑动变阻器采用分压式接法,R应选最大阻值较小的滑动变阻器;电流表量程1mA改装为量程5mA,则R0=UI=1mA×300Ω5mA−1mA=75Ω,故R(3)电压表的分度值为0.1V,读数时需估读到分度值的下一位,读数为2.30V,电流表的分度值为0.02mA,此时示数为0.84mA,考虑到改装关系,流过Rx的电流为5×0.84mA=4.20mA,利用R=UI解得Rx

实验11导体电阻率的测量1.(2023辽宁,12,6分)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态),某同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:图(a)a.测得样品截面的边长a=0.20cm;b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数I=0.40A,读出相应的电压表示数U,断开开关S;e.改变丙的位置,重复步骤c、d,测量多组L和U,作出U-L图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。回答下列问题:(1)L是丙到(填“甲”“乙”或“丁”)的距离;

(2)写出电阻率的表达式ρ=(用k、a、I表示);

(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ=Ω·m(保留两位有效数字)。

答案(1)乙(2)ka2I(3)62.(2024江西,12,7分)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07m和高h=0.03m。(2)现有实验器材:电流表(量程300μA,内阻RA=2500Ω)、电压表(量程3V或15V,内阻未知)、直流电源(3V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。(3)连接好电路,测量26℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65℃,重复测量。绘出26℃和65℃水的Rx-l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。(4)若Rx-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度(填“高”或“低”)的水更容易导电。

(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3A,热水器出水温度最高为65℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m。(保留两位有效数字)

答案(2)见解析图(4)kdh高(5)0.46解题导引①考查伏安法测电阻时电流表内外接的选取,若电流表内阻已知,则一定采用电流表内接法,待测电阻Rx=UI-RA;②考查通过图像表示物理公式间的联系,解析(2)因电流表内阻已知,故采用电流表内接法,因直流电源电压为3V,故将电压表的“+3”接线柱与电流表的“+”接线柱连接,如图所示。(4)由电阻定律得Rx=ρldℎ,故Rx-l图像中图线的斜率k=ρdℎ,解得ρ=kdh。由题图(b)可知,温度高时对应图线的斜率较小,故其电阻率较小(5)水管内水的最小电阻Rmin=UI=220V1.0×10−3A=2.2×105Ω,而Rmin=ρlminπd022,3.(2023全国乙,23,10分)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S。(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I=,金属丝的电阻r=。(结果均用R0、U1、U2表示)

(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如表所示:U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=14.2Ω。(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d=mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与d相等。

(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ=×10-7Ω·m。(保留2位有效数字)

答案(2)U2−U1R0U1R0U2−U4.(2023河北,12,8分)某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率ρ,实验器材:电源E(3V,内阻很小)、电压表(量程为0~3V,内阻很大)、待测滑动变阻器Rx(最大阻值几十欧姆)、电阻箱R0(最大阻值9999Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)、毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。第一步:按图连好电路。将滑动变阻器R1和Rx的滑片均置于最左端,电阻箱R0阻值调为零。闭合开关S,调整R1滑片的位置,使电压表的示数为2.00V。第二步:断开开关S,保持R1滑片的位置不动,将R0的阻值调为5Ω。第三步:闭合开关S,向右移动Rx的滑片P,使电压表的示数仍为2.00V,记录R0的阻值R以及Rx的滑片P到左端点a之间的距离l。第四步:断开开关S,保持R1滑片的位置不动,调节R0的阻值分别为10Ω、15Ω、…,重复第三步。第五步:实验结束,整理仪器。

实验记录的部分数据如表。组次12345R/Ω05101520l/mm020.336.860.581.1(1)表中不合理的一组数据为(填组次序号)。

(2)当l为80.0mm时,Rx的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133,电阻丝的半径r=mm(保留2位有效数字)。

(3)用l=kR拟合表中数据,得k近似为4.0×10-3m/Ω,测得单匝电阻丝周长为90.0mm,则电阻丝的电阻率ρ=Ω·m(保留2位有效数字)。

(4)若电阻率ρ的测量值与参考值相比偏大,产生误差的原因可能是。

A.未考虑电压表内阻B.未考虑电阻丝绝缘层厚度C.未考虑电源内阻答案(1)3(2)0.30(3)4.7×10-7(4)B

实验12测量电阻的几种方法1.(2021海南,14,10分)在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约6V,内阻约1Ω),待测电阻Rx(阻值小于10Ω),电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表(量程0.6A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),单刀开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。回答下列问题:(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到(填“a”或“b”)端;

(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向(填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是(填正确选项前的标号);

A.电流表分压B.电压表分流C.电源内阻分压(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向(填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37V,电流表的示数为0.33A,则Rx=Ω(结果保留两位有效数字)。

答案(1)b(2)cB(3)d6.02.(2024新课标,23,12分)学生实验小组要测量量程为3V的电压表的内阻RV。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻R0(阻值为800Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。完成下列填空:(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,首先应(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);

A.将红、黑表笔短接B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的(填“正、负”或“负、正”)接线柱相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,为了减小测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡(填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为kΩ(结果保留1位小数);

(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端;

(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表、待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电压表内阻RV=(用U1、U和R0表示);

(4)测量得到U1=4.20V,U=2.78V,则待测电压表内阻RV=kΩ(结果保留3位有效数字)。

答案(1)CAB负、正×1001.6(2)R1a(3)UR0U1−U3.(2022山东,14,8分)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:干电池E(电动势1.5V,内阻未知);电流表A1(量程10mA,内阻为90Ω);电流表A2(量程30mA,内阻为30Ω);定值电阻R0(阻值为150Ω);滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);待测电阻Rx;开关S,导线若干。测量电路如图所示。(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端,将定值电阻R0接入电路;闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的12处。该同学选用的电流表为(填“A1”或“A2”);若不考虑电池内阻,此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω。(2)断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的35处,则Rx的测量值为Ω。(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值(填“有”或“无”)影响。

答案(1)A160(2)100(3)无4.(2024届湖北八市联考)某同学利用如图甲所示的电路测量一待测电阻(约为200Ω)的阻值。可使用的器材:滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω),电阻箱R0(最大阻值为999.9Ω),灵敏电流计G,电阻丝,电源E,开关S,导线若干。(1)按原理图甲将实物图乙中的连线补充完整。(2)完成下列填空:①滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”)。

②将电阻箱R0的阻值置于225.0Ω,将R的滑片置于适当位置,接通S,再反复调节电阻丝上滑动触头P的接入位置。某次调节时发现电流计G中有从A流向B的电流,应将触头P向(选填“左”或“右”)移动,直至电流计示数为0。

③将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调,其他条件保持不变,发现将R0的阻值置于196.0Ω时,接通S后,电流计的示数也为0,则待测电阻的阻值为Ω。

④某同学在对调电阻箱和待测电阻时,不小心将滑动变阻器的滑片移动了少许,对实验结果(选填“有”或“无”)影响。

答案(1)如图所示(2)①R1②左③210④无

实验13测量电源电动势和内阻1.(2023湖北,12,10分)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:电压表(量程0~3V,内阻很大);电流表(量程0~0.6A);电阻箱(阻值0~999.9Ω);干电池一节、开关一个和导线若干。(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示,则干电池的电动势为V(保留3位有效数字)、内阻为Ω(保留2位有效数字)。

(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出1I-R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为Ω(保留2位有效数字)。(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值(填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)见解析(2)1.580.64(0.63~0.65均可)(3)2.4(4)偏小解析(1)根据电路图,连线如图所示。(2)根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,由图线与纵轴的交点知E=1.58V,由图线斜率知内阻r=ΔUΔI=1.55−1.39(3)根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+RA+r),因此1I=1ER+RAE+rE,由题图(d)知,图线纵轴截距为RAE+rE=1.9A(4)本实验中干电池内阻的测量值等于干电池内阻的真实值与电压表内阻的并联阻值,故测量值偏小。2.(2024黑吉辽,11,6分)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。(1)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的(填“A”或“B”)端;

②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L;③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅰ;④按照图(b)将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅱ。(2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池的电动势E=。

(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2,若k2k1=n,则待测电池的内阻r=(用n和R0表示答案(1)①A(2)1b(3)3.(2021全国乙,23,10分)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(小于2Ω)。图中电压表量程为1V,内阻RV=380.0Ω;定值电阻R0=20.0Ω;电阻箱R,最大阻值为999.9Ω;S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选Ω(填“5.0”或“15.0”);

(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;(3)根据图(a)所示电路,用R、R0、RV、E和r表示1U,得1U=(4)利用测量数据,作1U-R图线,如图(b)所示(5)通过图(b)可得E=V(保留2位小数),r=Ω(保留1位小数);

(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为E',由此产生的误差为E'−EE×100%=答案(1)15.0(3)R0+R(5)1.540.7(6)54.(2022福建,12,7分)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知R0=2Ω。(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整。甲(2)实验操作步骤如下:①将滑动变阻器滑到最左端位置②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U1-I1的值,断开开关S0③将滑动变阻器滑到最左端位置④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U2-I2的值,断开开关S0⑤分别作出两种情况所对应的U1-I1和U2-I2图像(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时U1=V。

丙(4)根据测得数据,作出U1-I1和U2-I2图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势E=,内阻r=。(结果均保留两位小数)

(5)由图丁可知(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。

(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。

答案(1)见解析(3)1.30(4)1.80V2.50Ω(5)接法Ⅱ(6)接法Ⅱ解析(1)按照电路图补充开关的连线如图所示(3)电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,需估读,示数为1.30V。(4)在接法Ⅰ中,若电流表示数为零,则通过电源的电流为零,此时电压表示数等于电源电动势的真实值,故U1-I1的纵轴截距为电源电动势,可得E=1.80V。由电压表示数为零即滑动变阻器接入电路的阻值为零可知E=I(R0+r+RA),由于电流表内阻未知而无法求得电源内阻。再由接法Ⅱ来看,当电压表示数为零时,电源与R0之外的电路短路,此时电流表示数满足E=I(R0+r),再由U2-I2图像可知此时电路电流为0.40A,则电源内阻为r=EI-R0=1.800.40Ω-2Ω=2(5)若直接由图线斜率求电源内阻,由U1-I1图线斜率的绝对值为k1=1.80−00.36Ω,解得r1=k1-R0=3.00Ω;由U2-I2图线斜率的绝对值为k2=1.70−00.40Ω=4.25Ω,解得r2=k2-R0=2.25Ω。而σ1=r1−rr×100%=3.00−2