（新课标）2017届高考物理一轮总复习 必修部分 第7章 恒定电流（课件+试题）（打包15套）.zip

1实验 10 练习使用多用电表1.[2014·重庆高考]某照明电路出现故障，其电路如图 1 所示，该电路用标称值 12 V的蓄电池为电源，导线及其接触点完好。维修人员使用已调好的多用表直流 50 V 挡检测故障。他将黑表笔接在 c 点，用红表笔分别探测电路的 a、 b 点。(1)断开开关，红表笔接 a 点时多用表指示如图 2 所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。(2)红表笔接 b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图 2 相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。答案 (1)11.5(11.2～11.8 之间的值均可) 蓄电池(2)小灯解析 (1)由题图 2 可知，直流 50 V 挡的最小分度为 1 V，故按“十分之一”估读法可知读数应为 11.5 V 左右。由于测得的电压基本等于蓄电池电动势的标称值，说明 a、 c 两点与电源之间是通路，只能是此电路之外的保险丝、开关、小灯中出现了断路故障，但故障的具体位置不能确定。(2)同理可知，两表笔接 c、 b 时测得结果仍等于电源电动势，说明多用表、开关、保险丝、蓄电池形成了一闭合回路，故只能是与多用表并联的小灯发生了断路故障。2.[2011·安徽高考](1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量操作过程：2①_______________________________________；②_______________________________________；③________________________________________；④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图(b)所示。其中电压表内阻约为 5 kΩ，电流表内阻约为 5 Ω。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。3当转换开关 S 旋到位置 3 时，可用来测量________；当 S 旋到位置________时，可用来测量电流，其中 S 旋到位置________时量程较大。答案 (1)①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡②将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮” ，使指针指向“0 Ω”③再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值(2)如图所示(3)电阻 1、2 1解析 (1)欧姆表读数时，指针在中央位置附近时最准确，开关旋到“×1 k”挡位时，指针偏角太大，所以改换成小挡位“×100” ；换挡后，应对欧姆表重新进行调零；所测4电阻阻值等于欧姆表表盘示数×倍数。(2)由(1)知，被测电阻 Rx大约为 2000 Ω， Rx≫RA，故应用电流表内接法。(3)把开关旋到位置 3 时，表头与电源连接，只有当欧姆表使用时，才用到电源；表头与电阻并联时，可改装成电流表；所并联的电阻阻值越小，根据电流与电阻阻值成反比，所分担的电流越大。3.[2015·浙江五校联考]为测量某一玩具电动机 M 中的线圈的电阻率，某实验小组的部分实验方案如下：(1)用螺旋测微器测得绕制线圈的同种规格导线的直径 d 如图 1，则 d＝________mm。(2)如图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为 300 μA，内阻rg＝100 Ω，调零电阻最大阻值 R＝50 kΩ，串联的固定电阻 R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V，用它测量电阻 Rx，能较准确测量的阻值范围是________(填 A、B、C、D)。A.30～80 kΩ B．3～8 kΩC.300～800 kΩ D．3000～8000 kΩ用多用电表测量电动机中导线圈的电阻 RM，选择“×1 Ω”欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图 2(此过程电机不转动)，则 RM＝________Ω。5(3)为提高精度，他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻 RM。电流表 A1(0～3 A，约 5 Ω)；电流表 A2(0～30 mA，约 10 Ω)；滑动变阻器 R1(0～1 kΩ)；滑动变阻器 R2(0～50 Ω)；定值电阻 R0＝60 Ω；电源(4 V，约 1 Ω)，及开关导线若干。①实验小组为使测量过程中电机不转动而采用了如图 3 所示的电路图，应选择的电流表是________，滑动变阻器是________(填写符号)。②按照实验要求，多用电表已选择“直流电压 2.5 V”挡作为电压表使用，请依据图 3将图 4 实验电路中的仪表连接欠缺的两处补完整。③图 5 是该实验小组测得的数值描绘出的图象，其斜率值表示的是________(填 A 或 B)。A.导线圈的电阻B.导线圈的电阻与 R0阻值之和6答案 (1)0.154(0.152～0.156 均可) (2)B 22 (3)①A 2 R2 ②如图 ③B7解析 (1)主尺读出 0 毫米，套筒读出 15.4×0.01 mm＝0.154 mm，所以 d＝0.154 mm。(2)欧姆调零，达满偏， Ig＝ ；所以 R 内 ＝ ＝5 kΩ，若较准确测量出被测电阻的阻ER内 EIg值，应让指针从 Ig到 Ig范围内， Ig＝ ，得 R1＝10 kΩ， Ig＝ ，得13 23 13 ER内 ＋ R1 23 ER内 ＋ R2R2＝2.5 kΩ，能较准确测量的电阻范围 2.5 kΩ≤ Rx≤10 kΩ，因此选 B 选项。 RM＝22×1 Ω＝22 Ω。(3)①过电机的最大电流 Im＝ ＝ mA≈50 mA，电流表选 A2，由于采Er＋ R0＋ RM 41＋ 60＋ 22用了分压式接法，变阻器应选小的，因此选 R2。②红表笔与电动机右接线柱相连，电源负极与滑动变阻器左下方接线柱相连。③ U 是 R0与 RM的总电压，因此斜率表示导线圈的电阻与 R0阻值之和，应选 B。4.[2015·广东四校调研]某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：(1)用多用电表粗测：多用电表电阻挡有 4 个倍率：分别为×1 k、×100、×10、×1，该同学选择×100 倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：8a.____________________________________________________。b.两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在 0 Ω 处。c.重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是________Ω。(2)为了尽量准确测该电阻，除被测电阻外，还备有如下实验仪器，请选择仪器，设计实验电路。A.电流表 A1，量程 1 mA，内阻 r1＝375 ΩB.电流表 A2，量程 500 μA，内阻 r2＝750 ΩC.电压表 V，量程 10 V，内阻 10 kΩD.电阻 R1，阻值为 100 Ω，起保护作用E.滑动变阻器 R2，总阻值约 20 ΩF.电池 E，电动势 1.5 V，内阻很小G.开关 S、导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。(3)若该同学用上述方法测量得到电阻 R 的表达式为： R＝________(用上述实验中测得的物理量或已知量表示)，若他的测量结果存在误差，这是属于________(填“系统误差”或“偶然误差”)。答案 (1)a.换用×10 倍率的挡位 c．120(2)电路图见解析(3)R＝ － r1 系统误差I2r2I1解析 (1)由题知选×100 倍率的电阻挡，正确操作时，发现指针偏转角太大，为了使指针指到中央附近，则要把×100 倍率挡换成×10 倍率挡。9(2)根据给定的器材先选出唯一性器材，因电源电压为 1.5 V，电压表读数在量程的 以13上较为准确，故不能选 10 V 量程的电压表；电流表量程小，故应使用滑动变阻器分压式接法，且串联电阻 R1以保护测量电路，因电流表 A1、A 2的内阻均已知，可采用如图所示并联电路测出待测电阻值。(3)根据并联电路两端电压相等， I1(R＋ r1)＝ I2r2，解得： R＝ － r1，该误差属于系I2r2I1统误差。1实验 7 测定金属的电阻率1.[2014·山东高考]实验室购买了一捆标称长度为 100 m 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 1.0 mm2，查得铜的电阻率为 1.7×10－8 Ω·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。可供使用的器材有：电流表：量程 0.6 A，内阻约 0.2 Ω；电压表：量程 3 V，内阻约 9 kΩ；滑动变阻器 R1：最大阻值 5 Ω；滑动变阻器 R2：最大阻值 20 Ω；定值电阻： R0＝3 Ω；电源：电动势 6 V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(填“ R1”或“ R2”)，闭合开关 S 前应将滑片移至________(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。(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50 A 时，电压表示数如图乙所示，读数为2________V。(4)导线实际长度为________m(保留 2 位有效数字)。答案 (1) R2 a(2)图见解析(3)2.30(2.29、2.31 均正确)(4)94(93、95 均正确)解析 (1)因控制电路是限流式接法，而测量电路总电阻在 3.0 Ω 以上，为使测量电路有较大的调节范围，滑动变阻器应选用总阻值较大的 R2。为了保证开关闭合时电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大，即开关闭合前滑片应置于 a 端。(2)连线如图所示。(3)由图乙知该电压表的分度值为 0.1 V，故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V。(4)测量电路的总电阻 R0＋ Rx＝ ＝4.60 Ω，故 Rx＝1.60 Ω。由 Rx＝ ρ 可得UI lSl＝ ，代入数据可得 L≈94 m。RxSρ2.[2014·江苏高考]某同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲所示的部件________(选填“ A”“B”“C”或“ D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中______(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了______(选填“短路”或“断路”)。3(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为 2.23 V和 38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7 Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。答案 (1) B 0.410 (2)7、9 断路 (3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)解析 (1)读数前应先旋紧 B 防止读数时测微螺杆发生转动。螺旋测微器读数＝0＋41.0×0.01 mm＝0.410 mm。(2)7、9 之间发生断路，则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中，此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时，对电压表和电流表的示数影响很小，符合题述现象，同时满足两表读数。(3)因为 Rx＝58.7 Ω＞ ＝30 Ω，所以应选用电流表内接法。为了减小偶然误RV·RA差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值。或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值。3.[2015·甘肃兰州实战考试]小张同学打算测量某种由合金材料制成的金属丝的电阻率ρ 。待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、电键、待测金属丝及导线若干。(1)用毫米刻度尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图 1 和图 2 所示。由图可知其长度 L＝________cm，直径为 D＝________mm；4(2)该同学计划要用图象法求出电阻的阻值，要求电压从 0 开始变化。请将图 3 所示实物电路图中所缺部分补全；(3)图 4 是实验中测得的 6 组电流 I、电压 U 的值描的点，由图求出的电阻值R＝________Ω(保留 3 位有效数字)；(4)请写出待测金属丝的电阻率 ρ 的表达式________(用测得的物理量的符号表示)。答案 (1)59.40 0.434(0.433～0.435 均对) (2)如图所示 (3)5.80 (4)ρ ＝π RD24L解析 (1)金属丝长度测量值为 59.40 cm；螺旋测微器的读数为 43.4×0.01 mm 5＝0.434 mm，即金属丝直径测量值为 0.434 mm。(2)要求电压从 0 开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法。金属丝电阻较小，安培表用外接。(3)用直线拟合各数据点，使直线通过尽量多的点，其他点均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点，直线的斜率表示金属丝的电阻，故 R ＝5.80 Ω。(4)由电阻定律可知， R＝ ρ ， S＝ ，解两式得： ρ ＝ 。LS π D24 π RD24L4.[2016·贵州七校联考]测量一个长约 5 cm、电阻 R1约为 30 Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下：游标卡尺(20 分度)；螺旋测微器；直流电源 E(电动势为 18 V，内阻可忽略不计)；标准电流表 A1(量程 1.5 A，内阻 r1＝6 Ω)；电流表 A2(量程 2A，内阻 r2约为 5 Ω)；滑动变阻器 R2(最大阻值 10 Ω)；开关 S，导线若干。(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数 L＝ ____cm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数 D＝________mm。(2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图，要求获得较多的实验数据。(3)若某次测量中两电流表 A1、A 2的读数分别为 I1、 I2，则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为 ρ ＝________。答案 (1)5.025 2.150 (2)如图所示 (3)π D2I1r14L I2－ I16解析 (1)游标卡尺主尺读数为 50 mm,20 分度游标卡尺精确度为 0.05 mm，第 5 条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为 5×0.05 mm＝0.25 mm，所以该材料的长度为 50.25 mm＝5.025 cm；螺旋测微器固定刻度部分读数为 2.0 mm，可动刻度部分读数为 15.0×0.01 mm ＝0.150 mm，因此该材料直径为 2.150 mm。(2)标准电流表量程为 1.5 A，内阻为 6 Ω，可当电压表使用，将其与待测材料并联，再与电流表 A2串联，由于提供的滑动变阻器总电阻小于待测材料电阻，故需要将滑动变阻器接成分压式电路。(3)通过并联电路特点，可知通过电阻 R1的电流为 I2－ I1，其两端电压 U＝ I1r1，所以待测材料的电阻为 R1＝ ，由电阻定律 R1＝ ρ ， S＝ ，解得：电阻率 ρ ＝I1r1I2－ I1 LS π D24。π D2I1r14L I2－ I15.[2015·南昌一模]某同学在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，其主要实验步骤为：①用多用电表测量该合金丝的电阻 ②用刻度尺测出合金丝的长度，用螺旋测微器测出其直径 ③再用伏安法测合金丝的电阻回答下列问题：Ⅰ.用多用电表测量合金丝的电阻(1)开始选用“×10”倍率的电阻挡测量发现多用表指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至________倍率的电阻挡。(填“×1”或“×100”)(2)每次换挡后，需重新________，再进行测量。(3)测量合金丝的电阻表的指针位置如图 1 所示，则该合金丝的电阻测量值是________Ω。7Ⅱ.用伏安法测合金丝的电阻并得出电阻率(1)现有电源(4 V，内阻可不计)，滑动变阻器(0～50 Ω)，电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)，电压表(0～3 V，内阻约 3 kΩ)，开关和导线若干。为了减小测量误差，实验电路应采用图 2 中的________。(选填“甲”或“乙”)(2)实验得到的合金丝电阻率 ρ 测 ________合金丝的真实电阻率 ρ 真 。(选填“大于”“小于”或“等于”)答案 Ⅰ.(1)×1 (2)欧姆调零 (3)7.0Ⅱ.(1)甲 (2)小于解析 Ⅰ.用×10 挡，欧姆表指针偏转角度过大，说明电阻阻值较小，应该换用×1 挡，换挡之后需要欧姆调零，读数为 7.0 Ω。Ⅱ.为了减小电压表的分流作用，要选用甲。甲的电阻测量值偏小，由电阻定律公式可知， ρ 测 ρ 真 。1实验 8 描绘小电珠的伏安特性曲线1.[2015·福建高考]某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为 3 V、内阻为 1 Ω 的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为________W(保留两位小数)。2答案 (1)如图所示(2)0.44 (3)42.25(2.22～2.28 均对)解析 (1)根据题意，实验电路为分压电路，电流表外接，按照电流流向即可完成连线，在连线时要注意电表的极性，并注意接线要连到接线柱上。(2)因为电流表的精度是 0.02 A，所以读数为 22×0.02 A＝0.44 A。(3)当电源的内阻与外阻相同时，小电珠的总功率最大，即当总电流 I＝ ＝1.5 A，路E2r端电压为 U＝1.5 V 时，小电珠的总功率最大，从题图中可知 U＝1.5 V 时，通过每个小电珠的电流为 I0＝0.38 A，所以有 n＝ ＝4，总功率约为 P＝ IU＝1.5×1.5 W＝2.25 W。II02.[2015·浙江高考]图 1 是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。(1)根据图 1 画出实验电路图；3(2)调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图 2 中的①、②、③、④所示，电流表量程为 0.6 A，电压表量程为 3 V。所示读数为：①________、②________、③________、④________。两组数据得到的电阻分别为________和________。答案 (1)如图所示(2)①0.10 A ②0.24 A③2.00 V ④0.25 V8.3 Ω(8.2～8.4 Ω 均可)2.5 Ω(2.4～2.6 Ω 均可)(最后两空答案互换位置也正确)解析 (1)根据实物图，滑动变阻器起分压作用，电压表测量小灯泡两端的电压，电流表外接，故画出的电路图如图所示。(2)电流表量程为 0.6 A，电压表量程为 3 V，因此①的读数为 0.10 A，②的读数为0.24 A，③的读数为 2.00 V，④的读数为 0.25 V。两组数据得到的电阻 R1＝ ＝ U1I1 2.000.24Ω＝8.3 Ω， R2＝ ＝ Ω＝2.5 Ω。U2I2 0.250.1043.[2015·广东高考]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 3 kΩ)、电流表(内阻约为 1 Ω)、定值电阻等。(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(a)所示，读数为________Ω。据此应选择图(b)、(c)中的________(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________(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。5(3)图(d)是根据实验数据作出的 U­I 图线，由图可判断元件________(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＝21 Ω 的定值电阻，测量待测电池的电动势 E 和内阻 r，电路如图(e)所示。闭合 S1和 S2，电压表读数为 3.00 V；断开 S2，读数为1.00 V。利用图(d)可算得 E＝________V， r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)。答案 (1)10 (b) (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50解析 (1)由题图(a)可知，多用电表的读数为 10 Ω，由于元件的电阻较小，电路应选用电流表外接法，即选择(b)电路。(2)当滑动变阻器的滑片向右移时，滑动变阻器输出的电压增大，电流表的示数增大。(3)由于元件 Y 的 U­I 图线是曲线，因此 Y 是非线性元件。(4)设线性元件的电阻为 R，由 U­I 图线可知， R＝ ＝10 Ω，则 S1、S 2均闭合时，3.0 V0.30 AE＝0.3 A×(10 Ω＋ r)，S 1闭合、S 2断开时， E＝0.1 A×(10 Ω＋21 Ω＋ r)，解得 E≈3.2 V， r＝0.50 Ω。4.[2015·厦门质监]某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某种小灯泡 L1(6 V 2.5 W)的伏安特性曲线，设计了如图甲所示的电路，要求多次测量，尽可能减小实验误差，备有下列器材：6A．直流电源B.电压表 VC.电流表 AD.滑动变阻器 R1(0～20 Ω，5 A)E.滑动变阻器 R2(0～200 Ω，1 A)F.开关与导线若干请回答以下问题：(1)滑动变阻器应选择________(填选项前的字母)。(2)根据实验原理，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路实物图连接完整。(3)开关 S 闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于________。(选填“ A 端” 、 “B 端”或“ AB 中间”)(4)如图丙所示为该种小灯泡的 U­I 图象，现将两个这种小灯泡 L1、L 2与一个阻值为 5 Ω 的定值电阻 R 连成如图丁所示的电路，电源的内阻为 r＝2.5 Ω，开关 S 闭合后，小灯泡7L1与定值电阻 R 的电功率恰好均为 P，则 P＝________W，电源的电动势 E＝________V。答案 (1)D (2)如图所示 (3) A 端 (4)0.2 6解析 (1)绘制伏安特性曲线，要求小灯泡两端电压由零开始连续调节，故滑动变阻器采用分压式电路，因此选择阻值较小的滑动变阻器，选 D。(2)小灯泡电阻较小，测量电路采用电流表外接。(3)为确保闭合开关时，小灯泡两端电压最小，滑动变阻器滑片应置于 A 端。(4) L1与电阻 R 并联，电压相等、功率相等，故此时小灯泡 L1的电阻为 5 Ω，由伏安特性曲线可知，此时小灯泡 L1两端电压为 1 V，通过的电流为 0.2 A，所以功率 P＝ UI＝0.2 W；由并联电路知识可知，通过 L2的电流为 0.4 A，由伏安特性曲线可知，L 2两端电压为 4 V；故电路的路端电压为 5 V；由闭合电路欧姆定律 U＝ E－ Ir 可知， E＝ U＋ Ir＝5 V＋0.4×2.5 V＝6 V。5.[2015·海淀区期末试题]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所用小灯泡标有“3.8 V,0.3 A”字样，并提供有以下器材：A.电压表 V(0～5 V，内阻约 5 kΩ)B.电流表 A1(0～50 mA，内阻约 2 Ω)8C.电流表 A2(0～500 mA，内阻约 1 Ω)D.滑动变阻器 R1(0～10 Ω)E.滑动变阻器 R2 (0～2 kΩ)F.直流电源 E(电动势 4.5 V，内阻不计)G.开关 S 及导线若干(1)为了提高测量的准确度和调节方便：①实验中应选用电流表________，滑动变阻器________。(填写器材代号)②请在下面的虚线框内画出实验电路图。(2)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。在另一实验中将此小灯泡接入如图乙所示的电路中，电路中电源电压 U(U≤3.8 V)恒定，在 t＝ t0时刻闭合开关 S。由电流传感器记录的电流随时间变化的图象( I­t)可能是下图中的________(填“A”、 “B”或“C”)图。答案 (1)①A 2 R1 ②如图所示 (2)C9解析 (1)①小灯泡的额定电流是 0.3 A，所以电流表应该选择 A2；本实验滑动变阻器采用分压接法，所以滑动变阻器应该选择总阻值较小的，选 R1。②滑动变阻器用分压接法，小灯泡电阻很小，电流表应该用外接法。实验电路图见答案图。(2)闭合开关之后才有电流，小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高而增大，所以电流会变小，选项 C 正确。1实验 9 测定电源的电动势和内阻1.[2015·天津高考]用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约 1 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A.电流表：量程 0.6 A，内电阻约 1 ΩB.电流表：量程 3 A，内电阻约 0.2 ΩC.电压表：量程 3 V，内电阻约 30 kΩD.电压表：量程 6 V，内电阻约 60 kΩE.滑动变阻器：0～1000 Ω，额定电流 0.5 AF.滑动变阻器：0～20 Ω，额定电流 2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________。(均填仪器的字母代号)(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连。(均填仪器上接线柱的字母代号)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以________为纵坐标，以________为横坐标。答案 (1)A D F (2) a d c g f h(3 条连线必须全对) (3) 1U 1R(横纵坐标互换亦可)(或 U UR， 或 RU R)2解析 (1)由于被测电池组的电动势约 4.5 V，因此电压表应选用 D，由于电池允许通过的电流一般不超过 0.5 A，因此电流表选用 A，滑动变阻器起限流作用，为了方便调节，因此阻值不宜太大，选用 F。(2)考虑到电流表内电阻与电池组的内电阻相差不大，而电压表内电阻特别大，为了使测量误差尽可能小，需用电压表测量电流表和滑动变阻器的总电压，故还需在电路中用导线将 a 与 d 相连接， c 与 g 相连接， f 与 h 相连接，电路连接如图。(3)若用电阻箱与电压表以伏阻法测电源电动势和内电阻，根据闭合电路欧姆定律可知，E＝ U＋ r，变形得 ＝ ＋ · ，以 为纵坐标， 为横坐标，作出的图象是一条直线。UR 1U 1E rE 1R 1U 1R2.[2015·江苏高考]小明利用如图 1 所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。3(1)图 1 中电流表的示数为________A。(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44请根据表中的数据，在图 2 的方格纸上作出 U­I 图线。由图线求得：电动势 E＝________V；内阻 r＝________Ω。(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为____。答案 (1)0.44 (2) U­I 图线如图 1.60 1.22(1.18～1.26)(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大4解析 (1)由图可知，电流表的量程为 0.6 A，精度为 0.02 A，因此电流表的示数为0.02 A×22＝0.44 A。(2)由图象与纵轴的截距得电动势为 1.60 V，斜率即内阻为 r＝ Ω＝1.22 1.60－ 1.00.49Ω。(3)如果一直保持电路闭合，干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。3．[2015·安徽高考]某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为 100 μA、内阻为 2500 Ω 的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若干导线。(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为 50 mA 的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为________Ω。(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图 1 所示，通过改变电阻 R 测相应的电流 I，且作相关计算后一并记录如下表。1 2 3 4 5 6R(Ω) 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0IR(V) 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20①根据表中数据，图 2 中已描绘出四个点，请将第 5、6 两组数据也描绘在图 2 中。并画出 IR­I 图线；5②根据图线可得电池的电动势 E 是______V，内阻 r 是_____Ω。答案 (1)并联 5.0 (2)①如图所示 ②1.53 2.0解析 (1)将表头与一个定值电阻 R 并联，就相当于一个大量程的电流表；根据欧姆定律，得： Ug＝ IgRg＝1×10 －4 A×2500 Ω＝0.25 V，并联的电阻 R＝ ＝5.0 Ω。UgI－ Ig(2)由欧姆定律得，根据图线得电源的电动势 E＝1.53 V、内阻 r＝2.0 Ω。4．[2015·山西质监]用图(a)的电路，可测量叠层电池“6F22”的电动势 E 和内阻 r，所用的实验器材有：电阻箱 R(最大阻值 999.9 Ω)，电阻 R0(阻值为 900.0 Ω)，电流表(量程为 10 mA，内阻为 RA＝100.0 Ω)，开关 S。实验中，闭合开关 S 后，多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱对应的阻值R，算出 与 的值如下表：1I 1R6R/Ω 17.5 23.1 26.7 36.9 58.1 139.0/(×10－2 Ω －1 )1R5.71 4.33 3.75 2.71 1.72 0.72I/mA 2.50 3.00 3.30 4.00 5.00 6.67/(×102 A－1 )1I4.00 3.33 3.03 2.50 2.00 1.50回答下列问题：(1)根据图(a)用笔画线代替导线将图(b)中的实验器材连成实验电路。(2) 与 的关系式为_____________。1I 1R(3)在图(c)的坐标纸上标出数据点并作图。(4)根据图线求得电源电动势 E＝________V，内阻 r＝________Ω。(保留 2 位有效数字)答案 (1)如图所示7(2) ＝ ＋ ·1I RA＋ R0＋ rE  RA＋ R0 rE 1R(3)如图所示(4)9.2(8.7～9.5 均对) 46(43～48 均对)解析 (1)以笔代线连接实物图时，注意按电流从电源正极出发依次连接，连接电流表时，电流由正接线柱流入，负接线柱流出，先串联再并联；(2)电流表与定值电阻串联等效为电压表使用，根据欧姆定律 U＝ I(RA＋ R0)，由闭合电路欧姆定律 E＝ U＋ r＝ I(RA＋ R0＋ r＋ r)，所以(UR＋ I) RA＋ R0R＝ ＋ · ；1I RA＋ R0＋ rE  RA＋ R0 rE 1R(3)用直线拟合各数据点时，注意使直线尽量多地通过数据点，其他点均匀分布在直线两侧，离直线较远的点大胆舍弃；(4)由(2)中所得解析式可知，图象斜率 k＝ ，截距 b＝ ，根据图 RA＋ R0 rE RA＋ R0＋ rE象代入斜率和截距可计算出电源电动势和内阻。5．[2016·廊坊质监]某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰8好有一块零刻度在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量。他用到的实验器材有：待测水果电池组(电动势约 4 V，内阻约 50 Ω)、双向电压表(量程为2 V，内阻约为 2 kΩ)、电阻箱(0～9999 Ω)、滑动变阻器(0～200 Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线。(1)该同学按如图所示电路图连线后，首先利用半偏法测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：①将 R2的滑片滑至最左端，将 S 拨向 1 位置，将电阻箱阻值调为 0；②调节 R2的滑片，使电压表示数达到满偏；③保持________不变，调节 R1，使电压表的示数达到________；④读出电阻箱的阻值，记为 R1，则电压表的内阻 RV＝________。(2)若测得电压表内阻为 2 kΩ，可分析此测量值应________真实值。(填“大于” “等于”或“小于”)(3)接下来测量电源电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关 S 拨至________(填“1”或者“2”)位置，将 R2的滑片移到最________端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复第二步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。9(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为 R，作出 ­ 图象。则可消除系统误差，如1R1U图所示，其中横轴截距为 b，斜率为 k，则电动势的表达式为：________，内阻的表达式为：________。答案 (1)③ R2 半偏(或 1 V) ④ R1 (2)大于 (3)①2 左 (4) 1b 1kb解析 (1)开关掷向 1，电阻箱调零，调节滑片位置使电压表满偏 2 V；然后保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表半偏即 1 V，根据串联分压规律确定电压表内阻RV＝ R1。(2)调节电阻箱阻值由零开始增大到 R1时，电路总电阻增大，路端电压增大，即电压表所在支路两端电压大于 2 V；而电压表两端电压为 1 V，则电阻箱两端电压大于 1 V，由串联分压原理可知，电压表内阻测量值(电阻箱示数)大于电压表实际内阻，故测量值偏大。(3)用电阻箱和电压表测电源电动势和内电阻实验中，电压表测量电源的路端电压，故开关应掷于 2 位置，滑动变阻器滑片移到最左端。(4)由闭合电路欧姆定律可知，路端电压 U＝ ·R⇒ ＝ ＋ · ⇒ ＝ · ，由ER＋ r 1U 1E rE 1R 1R Er (1U－ 1E)题意知， ＝ k， ＝ b，解得： E＝ ， r＝ 。Er 1E 1b 1kb1第 1 讲 电流 电阻 电功及电功率1.[2015·安徽高考] 一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ρ ，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的质量为 m，电荷量为 e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为 v, 则金属棒内的电场强度大小为( )A. B.mv22eL mv2SneC.ρnev D.ρ evSL答案 C解析 根据 E＝ ， U＝ IR， I＝ neSv， R＝ ρ ，得到 E＝ nevρ ，选项 C 正确。UL LS2.[2009·广东高考]导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )A.横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B.长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D.电流一定，电阻与导体两端的电压成反比答案 A解析 根据 R＝ ρ 知 A 对 B 错。 R＝ 是电阻的定义式，与 U 和 I 无关，C、D 错。lS UI3.[2011·北京高考]物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。如关系式 U＝ IR 既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了 V(伏)与 A(安)和 Ω(欧)的乘积等效。现有物理量单位：m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、Ω(欧)和 T(特)，由它们组合成的单位都与电压单位 V(伏)等效的是( )A.J/C 和 N/C B．C/F 和 T·m2/sC.W/A 和 C·T·m/s D．W ·Ω 和 T·A·m 答案 B解析 根据公式 U＝ ， E＝ Blv 可知 B 选项正确。QC4.[2011·大纲全国卷](多选)通常一次闪电过程历时约 0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅 40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为 1.0×109 V，云地间距离约为 1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C，闪击持续时间约为 60 μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是 ( )A.闪电电流的瞬时值可达到 1×105 AB.整个闪电过程的平均功率约为 1×1014 WC.闪电前云地间的电场强度约为 1×106 V/m2D.整个闪电过程向外释放的能量约为 6×106 J答案 AC解析 由电流的定义式 I＝ 知 I＝ A＝1×10 5 A，A 正确；整个过程的平均qt 66×10－ 5功率 P＝ ＝ ＝ W≈2×10 10 W，B 错误； E＝ ＝ Wt′ qUt′ 6×1.0×1090.25 Ud 1.0×1091×103V/m＝1×10 6 V/m，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功 W＝ qU＝6×10 9 J，D 错误。5.[2015·湖北武汉调研]如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M和电热丝 R 构成。当闭合开关 S1、S 2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1000 W。关于该电吹风，下列说法正确的是( )A．电热丝的电阻为 55 ΩB.电动机的电阻为 Ω12103C.当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为 1000 JD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 1120 J答案 A解析 根据题述，电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1000 W，可知电热丝功率为 880 W，由 P＝ 可得电热丝的电阻为 R＝55 Ω，选项 AU2R正确，B 错误。当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为 0，当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120 J，选项 C、D 错误。6.[2015·北京海淀区一模]把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接，先使开关 S 与 1 端相连，电源向电容器充电；然后把开关 S 掷向 2 端，电容器放电。与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的 I­t 曲线如图乙所示。下列关于这一过程的分析，正确的是( )A．在形成电流曲线 1 的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小B.在形成电流曲线 2 的过程中，电容器的电容逐渐减小C.曲线 1 与横轴所围面积等于曲线 2 与横轴所围面积D.S 接 1 端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就大于电源电动势 E3答案 C解析 在形成电流曲线 1 的过程中，开关 S 与 1 端相连，电容器在充电，所带电量增大，电容不变，由电容的定义式 C＝ 分析可知极板间电压增大，A 错误。在形成电流曲线 2 的过QU程中，开关 S 与 2 端相连，电容器在放电，在放电的过程中，电容器的电荷量减小，但电容反映电容器本身的特性，与电压和电量无关，保持不变，B 错误； I­t 图线与时间轴围成的面积表示电荷量。由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线 1 与横轴所围面积等于曲线2 与横轴所围面积，C 正确；S 接 1 端，只要时间足够长，电容器充电完毕，电路中没有电流，电源的内电压为零，电容器极板间的电压等于电源的电动势 E。故 D 错误。7．[2016·长春检测]两根材料相同的均匀导线 x 和 y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的 ab 段和 bc 段图线所示，则导线 x 和 y 的横截面积之比为( )A.2∶1 B．1∶2C.6∶1 D．1∶6答案 B解析 两导线串联，电流相等， I1＝ I2，由 U＝ IR＝ Iρ 知 U­L 图象的斜率 k＝ ，则LS IρSIρ 相同， ＝ ＝ ，故 B 正确，A、C、D 错误。S1S2 K2K1 12