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文檔簡介
專題10?直流電流
命題規(guī)律
本專題考查電功、電熱、電功率、電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、電阻串
能力突破
聯(lián)、并聯(lián)。
(1)閉合電路的歐姆定律;
高考熱點(diǎn)
(2)電學(xué)實(shí)驗(yàn);
以實(shí)驗(yàn)題為主,以實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為主,題目難
出題方向
度一般為中檔。
二~考點(diǎn)歸納
考點(diǎn)1直流電路的分析與計(jì)算
【解題技巧】
直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種方法
L程序法
增大E減小減小增大…
R局減?。?總一.+-增大>u內(nèi)一/總廠■}曾大>u外—E-u內(nèi)減小〉確定U支、/支。
2.結(jié)論法一"串反并同”(電源內(nèi)阻不能忽略)
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”事友三漏窠二電血瘠關(guān)堿示油;石百事商同接至靛島通南串面前:麗鎬電點(diǎn)
!電功率都將減小(增大)。
V并同":指某一電阻增大(減小)時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、
;電功率都將增大(減小)。
:3.極限法
;因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,使電
:阻最大或電阻為零去討論。
【例1】(2023?海淀區(qū)一模)水平放置的平行板電容器C、定值電阻&、滑動(dòng)變阻器R、
電源E和開關(guān)S等元件組成如圖所示電路,閉合S待穩(wěn)定后,電容器兩極板間的帶電油
滴“恰好保持靜止。不考慮空氣阻力和浮力,下列說法正確的是()
A.當(dāng)尺接入電路中的阻值變大時(shí),電容器將放電
B.當(dāng)R接入電路中的阻值變小時(shí),油滴4將向下運(yùn)動(dòng)
C.僅換用阻值更大的以,油滴”將向下運(yùn)動(dòng)
D.僅換用阻值更小的冬,油滴/依舊可以保持懸浮狀態(tài)
【分析】根據(jù)歐姆定律得出電路中電流的變化,結(jié)合對(duì)電路構(gòu)造的分析得出電容器的電
勢(shì)差的變化,進(jìn)而分析出電容器的電荷量變化,由此分析出其充放電情況;
根據(jù)歐姆定律得出電學(xué)物理量的變化,結(jié)合電容的計(jì)算公式和場強(qiáng)的公式得出場強(qiáng)的變
化,從而分析出油滴的運(yùn)動(dòng)方向。
【解答】解:A.根據(jù)電路構(gòu)造可知,滑動(dòng)變阻器R和定值電阻&串聯(lián),所以當(dāng)R接入
電路中的阻值變大時(shí),電路中的總電阻變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律/=—匚可知電路
R+R°
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中的總電流變小,根據(jù)閉合電路的歐姆定律。。=/4可知電阻&兩端的電壓變小,而因
為電容器與電阻凡并聯(lián),所以電容器兩端的電壓減小,根據(jù)0=cu可知電容器所帶電荷
量會(huì)減少,也就是說電容器在放電,故“正確;
B.同上述/選項(xiàng)的分析可知,當(dāng)接入電路中的阻值變小時(shí),電路中總電阻減小,根
據(jù)閉合電路歐姆定律/=可知電路中的總電流變大,根據(jù)歐姆定律。=/4可知電阻
R+R0
《兩端的電壓變大,電容器與電阻與并聯(lián),所以電容器兩端的電壓變大,根據(jù)E=且可
a
知,電容器兩極板間的電場強(qiáng)度變大,根據(jù)題意可知油滴/開始時(shí)受到重力和電場力平
衡,當(dāng)電場強(qiáng)度增大后,根據(jù)尸=坳可知油滴受到的電場力增大,因此油滴向上運(yùn)動(dòng),
故8錯(cuò)誤;
C.當(dāng)換用阻值更大的凡,根據(jù)電路構(gòu)造可知,電路中總電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆
定律/=可知電路中的總電流變小,根據(jù)閉合電路歐姆定律U。=E-/R可知電阻&
R+&
兩端的電壓變大,因?yàn)殡娙萜髋c電阻凡并聯(lián),所以電容器兩端的電壓變大,根據(jù)E=J
可知,電容器兩極板間的電場強(qiáng)度變大,因?yàn)樽畛鯛顟B(tài)下油滴力開始時(shí)受到重力和電場
力平衡,當(dāng)電場強(qiáng)度增大后,根據(jù)尸=/可知油滴受到的電場力增大,因此油滴向上運(yùn)
動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)換用阻值更小的國,根據(jù)電路構(gòu)造可知,電路中總電阻變小,根據(jù)閉合電路歐姆
定律/=—可知電路中的總電流變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律=E-/R可知電阻凡
R+凡
兩端的電壓變小,因?yàn)殡娙萜髋c電阻&并聯(lián),所以電容器兩端的電壓變小,根據(jù)后=且可
d
知,電容器兩極板間的電場強(qiáng)度變小,因?yàn)橛偷?開始時(shí)受到重力和電場力平衡,當(dāng)電
場強(qiáng)度變小后,根據(jù)尸=/可知油滴受到的電場力變小,因此油滴向下運(yùn)動(dòng),故。錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了含容電路的動(dòng)態(tài)分析,根據(jù)歐姆定律得出電流和電壓的變化,
結(jié)合電容的計(jì)算公式即可完成分析。
【例2】(2023?荔灣區(qū)開學(xué))如圖為一種服務(wù)型機(jī)器人,其額定功率為48%,額定工作
電壓為24r,機(jī)器人的鋰電池容量為20/。則機(jī)器人()
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a
A.額定工作電流為20/
B.充滿電后最長正常工作時(shí)間為2〃
C.電池充滿電后總電量為7.2xl(y*C
D.以額定電壓工作時(shí)每秒消耗能量為20J
【分析】根據(jù)功率公式P=u/求解額定電流;根據(jù)公式4=〃求解最長工作時(shí)間;根據(jù)公
式4=〃求解電池充滿電后總電量;根據(jù)公式a=求解以額定電壓工作時(shí)每秒鐘消耗
能量。
【解答】解:/、根據(jù)P=U/可得,額定工作電流/=£=竺=24
U24
故Z錯(cuò)誤;
B、充滿電后,鋰電池容量為20月?〃,則最長工作時(shí)間/=幺=型人=10”
I2
故8錯(cuò)誤;
C根據(jù)公式夕=〃,電池充滿電后總電量q=〃=20/■〃=20x3600C=7.2xl()4C
故C正確;
。、根據(jù)公式%=。〃,可得以額定電壓工作時(shí)每秒鐘消耗能量:%=U〃=24x2x"=48J
故。錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題以服務(wù)型機(jī)器人為背景,考查了電功率、電量公式等基礎(chǔ)知識(shí),要理解電
池容量(即電量)的物理含義。
【例3】(2023?安徽開學(xué))如圖所示,〃,b為兩只燈泡的U-/圖線,c為某一電源的路
端電壓。與總電流/的關(guān)系圖線,圖線a與c的交點(diǎn)為/,過/點(diǎn)作圖線”的切線(圖中
未畫出),該切線的斜率為勺,圖中Q、3、5人已知,則以下說法正確的是()
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A.電源只接a燈泡時(shí),燈泡此時(shí)的電阻等于尢
B.電源只接。燈泡和只接b燈泡相比,只接〃時(shí),電源內(nèi)部消耗的功率大
C.電源只接〃燈泡和只接6燈泡相比,只接b時(shí),電源的效率高
D.電源的內(nèi)阻等于生七
【分析】電阻的U-/圖像中,某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻;路端電壓的U-/
圖像與燈泡的U-/圖像的交點(diǎn)表示將該燈泡接到電源兩端時(shí)兩燈泡的工作狀態(tài),根據(jù)圖
像比較兩電阻的電流和電壓,根據(jù)功率公式和效率公式比較電源內(nèi)部消耗的功率和電源
的效率;根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像求解電源的內(nèi)阻。
【解答】解:/、由電阻的定義式R=2可知,電源只接a燈泡時(shí),燈泡此時(shí)的電阻凡=5
/A
為4點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率,小于占,故N錯(cuò)誤;
BC、路端電壓的/圖像與燈泡的/圖像的交點(diǎn)表示將該燈泡接到電源兩端時(shí)兩燈
泡的工作狀態(tài),設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為「,當(dāng)電源只接a燈泡時(shí),電源內(nèi)部消耗的
功率為《=/)
電源的效率為名嗎xlOO%
只接6燈泡時(shí),電源內(nèi)部消耗的功率為名=/)
電源的效率為%=*xlOO%
由題圖可知/心八,U\>U「則%>/,故5c錯(cuò)誤;
。、由閉合電路歐姆定律,當(dāng)電源只接a燈泡時(shí),有后=。1+〃
只接b燈泡時(shí),有后=&+/4
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聯(lián)立解得,電源內(nèi)阻為“之■學(xué)
故。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題考查U-/圖像,解題關(guān)鍵是掌握閉合電路歐姆定律,知道路端電壓的
圖像與燈泡的U-/圖像的交點(diǎn)表示將該燈泡接到電源兩端時(shí)兩燈泡的工作狀態(tài)。
【例4】(2022秋?金臺(tái)區(qū)期末)光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,現(xiàn)將光敏電
阻R、數(shù)字電流表A、電源E按圖連接,閉合開關(guān)S,當(dāng)太陽光直接照射光敏電阻R
時(shí),電流表示數(shù)為h;當(dāng)用課本擋住直射到光敏電阻R上的太陽光時(shí),電流表的示
數(shù)為L;當(dāng)用黑紙把光敏電阻R完全包裹起來時(shí),電流表的示數(shù)為b,則h、L、b
的關(guān)系為()
A.I1>I2>l3B.Il=l2=I3C.I1V12Vl3D.I|<I2>l3
【分析】根據(jù)光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,利用閉合電路歐姆定律分析
電流大小。
【解答】解:根據(jù)閉合電路歐姆定律有I4,根據(jù)光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增
大而減小,可知當(dāng)太陽光直接照射光敏電阻R時(shí),光照強(qiáng)度最大,此時(shí)光敏電阻的
阻值最小,通過的電流L最大。當(dāng)用黑紙把光敏電阻R完全包裹起來時(shí),光照強(qiáng)度
最弱,此時(shí)光敏電阻的阻值最大,通過的電流13最小,因此有h>b>l3,故A正確,
BCD錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵要掌握閉合電路歐姆定律,結(jié)合光敏電阻的特性進(jìn)行分析。
【例5】(2023?延慶區(qū)一模)如圖所示是中國公交使用的全球首創(chuàng)超級(jí)電容儲(chǔ)存式現(xiàn)代
電車,該電車沒有傳統(tǒng)無軌電車的“辮子”,沒有尾氣排放,乘客上下車的30秒內(nèi)可充
滿電并行駛5公里以上,剎車時(shí)可把80%以上的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能回收儲(chǔ)存再使用。這種
電車的核心元器件是“3/,12000廠”石墨烯納米混合型超級(jí)電容器,該電容器能反復(fù)
充放電100萬次,使用壽命長達(dá)十年,被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色交通”。下列說法正確的
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是()
A.該電容器的容量為360004/7
B.電容器充電的過程中,電量逐漸增加,電容也逐漸增加
C.電容器放電的過程中,電量逐漸減少,電容器兩極板間的電壓不變
D.若標(biāo)有“3/,12000尸”的電容器從電量為零到充滿電用時(shí)30s,則充電平均電流
為1200/
【分析】根據(jù)0=CU求解電容器的容量;電容器的電容由本身結(jié)構(gòu)決定,與電荷量和電
壓無關(guān),充放電過程中,電容不變;根據(jù)0。分析放電過程兩極板間的電壓變化;根
據(jù)電流的定義,計(jì)算充電平均電流。
【解答】解:A>電容器的容量為。=Ct7=12000x3C=36000C=360004?s
故/錯(cuò)誤;
8、電容器充電的過程中,電量逐漸增加,電容器的電容不變,故8錯(cuò)誤;
C、電容器放電的過程中,電量逐漸減少,由0=得,電容器兩極板間的電壓減小,
故C錯(cuò)誤;
D、若標(biāo)有“3/,12000F”的電容器從電量為零到充滿電用時(shí)30s,則充電平均電流為
,Q36000,
/='=--------A=1200A
T30
故。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電容器的電容,解題的關(guān)鍵是明確電容器的電容由本身結(jié)構(gòu)決定,
與充放電無關(guān),與電荷量的多少無關(guān)。
【例6】(2023?安康開學(xué))一根長為L、橫截面積為S的金屬棒,棒內(nèi)單位體積自由電
子數(shù)為〃,電子的質(zhì)量為機(jī),電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓U時(shí),棒內(nèi)產(chǎn)生電
流,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒材料的電阻率為()
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AnevUU「UL口U
A?-------D?C?L)?------
LnevnevnevL
【分析】根據(jù)電流的微觀表達(dá)式求解導(dǎo)體中的電流,根據(jù)歐姆定律求解金屬棒的電阻,
根據(jù)電阻定律求解電阻率。
【解答】解:由電流的微觀表達(dá)式得,導(dǎo)體中的電流為/=〃eSv
由電阻定律得,導(dǎo)體的電阻為R=
根據(jù)歐姆定律得,R4
聯(lián)立解得:p=-U—
nevL
故/8C錯(cuò)誤,。正確。
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電阻定律,電流的微觀表達(dá)式和歐姆定律,掌握幾個(gè)公式并能夠熟練
應(yīng)用即可。
【例7】(2023?楊浦區(qū)二模)用圖示電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,將二個(gè)阻值為12c和
20。的定值電阻連入電路中,當(dāng)開關(guān)S從位置1切換到位置2時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變?yōu)?/p>
原來的1.5倍.則()
1
A.R、=20Q,r=40B.與=12。,£=24KC.H|=12C,r=2Q
D.R2=20Q,E=\2V
【分析】根據(jù)閉合電路歐姆定律分析兩個(gè)電阻的大小,同時(shí)解得內(nèi)阻,電源電動(dòng)勢(shì)無法
得出。
【解答】解:當(dāng)開關(guān)S從位置1切換到位置2時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?.5倍,
可知4=20。,&=12。
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
E=I(R\+r)
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E=1.5/(7?2+r)
解得
r=4Q
電源電動(dòng)勢(shì)無法得出,故“正確,BCD錯(cuò)誤;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,解題關(guān)鍵掌握電路的連接和題目的理解。
考點(diǎn)2電學(xué)實(shí)驗(yàn)
【解題技巧】
1.分清電路在每個(gè)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),即電路的連接方式,滑動(dòng)變阻器使用的阻值范圍,
電壓表、電流表所測(cè)定的物理量。
2.針對(duì)每種狀態(tài)畫出相應(yīng)的等效電路圖,在圖中標(biāo)出這種狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的巳知量、不
變量、待求量。
3.以"不變量"為中心列出電路方程。
【例1】(2022秋?石景山區(qū)期末)如圖1所示是一個(gè)多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖,
由表頭、電源、調(diào)零電阻和表筆組成。其中表頭⑥滿偏電流4=500〃/、內(nèi)阻々=100C;
電池電動(dòng)勢(shì)E=L5八內(nèi)阻=0.5Q;調(diào)零電阻凡阻值0?5000C。
圖1
(1)使用此歐姆擋測(cè)量電阻時(shí),如圖2所示,若表頭⑥指針指在位置①處,則此刻度
對(duì)應(yīng)歐姆擋表盤刻度值為_8_C(選填“0”或"8”);若指針指在位置②處,則
此刻度對(duì)應(yīng)歐姆擋表盤刻度值為—Q(選填“0”或“oo”);若指針指在位置③處,
則此刻度對(duì)應(yīng)歐姆擋表盤刻度值為。。
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(2)請(qǐng)說明該歐姆擋表盤的刻度值分布是否均勻,并說明理由?!?/p>
(3)該歐姆擋表盤的刻度值是按電池電動(dòng)勢(shì)為1.5/刻度的,當(dāng)電池的電動(dòng)勢(shì)下降到1.45八
內(nèi)阻增大到3Q時(shí)仍可調(diào)零。若測(cè)得某電阻的阻值為3000。,則這個(gè)電阻的真實(shí)值是
Qo
【分析】(1)明確多用電表的原理,根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析,從而明確電流表
刻度與歐姆表刻度的對(duì)應(yīng)的關(guān)系;
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律/=分析歐姆擋表盤的刻度值分布是否均勻;
凡+R
(3)根據(jù)中值電阻的意義進(jìn)行分析,明確指在3000。時(shí)是指在中間位置,此時(shí)測(cè)量實(shí)際
值仍等于內(nèi)部電阻。
【解答】解:(1)歐姆表采用閉合電路歐姆定律原理制作而成,當(dāng)指針指在電流表的零
刻度處時(shí),說明此時(shí)外電路斷路,電阻為無窮大,而當(dāng)指針指在滿偏刻度處時(shí),此時(shí)對(duì)
應(yīng)電阻為零;
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,內(nèi)電阻為時(shí)=£=—匚三。=3000。
3UUXIU
當(dāng)指針指在中間位置時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律=—^
28R+R內(nèi)
解得R=%=3000C,此時(shí)內(nèi)外電阻相等,則說明刻度為3000。;
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律/=歐姆表調(diào)零后,歐姆表的內(nèi)阻不變,由于電
R內(nèi)+R
源電動(dòng)勢(shì)不變,電阻R與通過電阻的電流不成線性變化關(guān)系,因此歐姆擋表盤的刻度值
分布不是均勻;
(3)若電動(dòng)勢(shì)為1.45V,則此時(shí)調(diào)零時(shí),內(nèi)部電阻為及'內(nèi)=1=so。,]0.6C=2900C,
此時(shí)指針在指在中值位置時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律_L/J=——
23R,+R.
解得R'=必=2900Q,則對(duì)應(yīng)的電阻應(yīng)為2900Q
由3000Q對(duì)應(yīng)的電流列出關(guān)系式/=—£-=―-—即而懸而=就標(biāo)
。+RR內(nèi)'+%
因此對(duì)應(yīng)1.45%時(shí),電阻的真實(shí)值R貪=2900。。
故答案為:(1)oo,0,3000;(2)由于電阻R與通過電阻的電流不成線性變化關(guān)系,
因此歐姆擋表盤的刻度值分布不是均勻的;(3)2900。
第10頁(共19頁)
【點(diǎn)評(píng)】本題考查多用電阻中的歐姆表的原理,注意掌握此類問題的解決方法還是閉合
電路歐姆定律的應(yīng)用,明確中值電阻的意義是解題的關(guān)鍵。
【例2】(2022秋?香坊區(qū)校級(jí)期中)圖。為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。
圖中E是電池,與、&、&、凡和用是固定電阻,4是可變電阻;表頭G的滿偏電流為
100〃/,內(nèi)阻為450C。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),/端和B端分別與兩表筆相連。該多用
電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓W擋和5/擋,直流電流擋和2.5〃?”擋,歐
姆xlOOQ擋。
(1)關(guān)于多用電表的使用,下列說法正確的是_/尸_。
A.用電壓擋測(cè)電壓前,需調(diào)整指針定位螺絲,使指針指到表盤最左端零刻度處
B.多用電表沒有OQ擋時(shí),使用完后應(yīng)將選擇開關(guān)撥至交流電壓最低擋
C.測(cè)量某一電阻時(shí),應(yīng)在其所在電路中直接測(cè)量,不必拆下被測(cè)電阻
D.測(cè)量電阻時(shí)用手指緊緊按住紅、黑表筆與電阻接觸的部分,這樣測(cè)量較為準(zhǔn)確
E.用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),被測(cè)電阻的阻值越大,指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越大
F.用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),改變不同倍率的歐姆擋,必需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零
(2)某次測(cè)量時(shí)該多用電表8端是與“1”相連的,指針位置如圖b所示。則讀數(shù)為
mA;
(3)該同學(xué)選取“xlOO擋”測(cè)量一定值電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏角過大,于是將擋位調(diào)至
(填“xlO”或“xbl")擋。換擋后,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,然后測(cè)量該定值電阻,表
盤示數(shù)如圖c所示,則此定值電阻的測(cè)量值為—
【分析】根據(jù)多用電表歐姆擋、電流擋測(cè)量方法和讀數(shù)方法分析判斷。
【解答】解:(1)A.用電壓擋測(cè)電壓前,需調(diào)整指針定位螺絲,使指針指到表盤最左
端零刻度處,故4正確;
B.多用電表沒有0a擋時(shí),使用完后應(yīng)將選擇開關(guān)撥至交流電壓最高擋,故8錯(cuò)誤;
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C.測(cè)量某一電阻時(shí),應(yīng)將待測(cè)電阻與外部完全斷開,然后再用多用電表歐姆表測(cè)量,
故C錯(cuò)誤;
D.由于人體有電阻,所以測(cè)量電阻時(shí)不能用手指緊緊按住紅、黑表筆與電阻接觸的部
分,否則這樣測(cè)量的電阻為人體與待測(cè)電阻的并聯(lián)阻值,測(cè)量值將偏小,故。錯(cuò)誤;
E.歐姆表電阻刻度是最左邊無窮大,最右邊刻度為0,所以用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),被測(cè)
電阻的阻值越大,指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越小,故E錯(cuò)誤;
F.用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),改變不同倍率的歐姆擋,必需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,故F正確。
故選:AFo
(2)某次測(cè)量時(shí)該多用電表8端與“1”相連時(shí),多用電表為電流表,量程為直流電流
2.5根擋,指針位置如圖6所示,則讀數(shù)為/=喘1=1.40*
(3)同學(xué)選取“xlOO擋”測(cè)量一定值電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏角過大,說明所選倍率過大,
應(yīng)換用較小倍率,于是應(yīng)將擋位調(diào)至“xlO”擋。
換擋后,重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,然后測(cè)量該定值電阻,表盤示數(shù)如圖c所示,則此定值電
阻的測(cè)量值為凡=19x10C=190。
故答案為:(1)AF(2)1.40;(3)xlO,190o
【點(diǎn)評(píng)】本題考查多用電表的使用,要求掌握多用電表歐姆表、電流表、電壓表的測(cè)量
方法和讀數(shù)方法。
【例3】(2022秋?洋縣校級(jí)期中)小明用如圖甲所示的電路,測(cè)量額定電壓為2.5廣小燈
泡心的額定功率。
(1)閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,電流表和電壓表均無示數(shù)。小明用電壓表進(jìn)行電路
檢查。他把電壓表負(fù)接線柱接在。接線柱上,將電壓表正接線柱接先后接6接線柱和c,接
線柱上時(shí)電壓表示數(shù)均為"。當(dāng)把電壓表正接線柱接d接線柱時(shí),電壓表數(shù)為零,則
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那—段電路出現(xiàn)了故障(選填“be”或“4”),其故障是—(選填“短路”或“開
路”)0
(2)排除電路故障后閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片尸位于圖甲所示的位置時(shí),電壓表示
數(shù)如圖乙所示,為使燈泡正常發(fā)光,滑動(dòng)變阻器滑片尸應(yīng)向一端適當(dāng)滑動(dòng)(選填
或“8”)。
(3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖丙所示,為―/,小燈泡的額定功率是
W,此時(shí)小燈泡電阻為Qo
【分析】(1)電流表無示數(shù),說明電路是斷路,根據(jù)電壓表的不同示數(shù)分析故障原因;
(2)根據(jù)電壓表的量程讀出電壓表的示數(shù),判斷變阻器阻值減小時(shí)滑片的移動(dòng)情況;
(3)根據(jù)電流表的量程讀出電流表的示數(shù),通過尸計(jì)算功率,根據(jù)歐姆定律求燈泡
正常發(fā)光時(shí)電阻。
【解答】解:(1)閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),說明電路是斷路;把電
壓表負(fù)接線柱接在.接線柱上,將電壓表正接線柱先后接在b接線柱和c接線柱上時(shí)電壓
表示數(shù)均為W,說明電壓表與包含電源在內(nèi)的ac之間的電路是通路,把電壓表正接線
柱接d接線柱時(shí),電壓表示數(shù)為零,說明〃段電路出現(xiàn)了故障,其故障是小燈泡開路;
(2)如圖乙所示,電壓表選用的是小量程,分度值為0.小,電壓表的示數(shù)為2.00k,為
使燈泡正常發(fā)光,小燈泡兩端的電壓應(yīng)為2.5P,根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入
電路的阻值,故滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)向4端適當(dāng)滑動(dòng);
(3)如圖丙所示,電流表選用的是小量程,分度值為0.024,電流表的示數(shù)為0.304,
此時(shí)小燈泡的電壓為2.5J根據(jù)功率公式可得小燈泡的額定功率為:
P=UI=2.5Kx0.30/=0.75少,
此時(shí)小燈泡電阻為
R=—=I;Q=8.3。o
I0.30
故答案為:(1)cd;開路;(2)A;(3)0.30;0.75;8.3o
【點(diǎn)評(píng)】本題是測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn),考查了滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用,電壓表和電流表的
讀數(shù)及電功率的計(jì)算,注意電表讀數(shù)需要估讀。
【例4】(2022?徐匯區(qū)三模)測(cè)量一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
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(1)電路圖如圖1所示,除干電池、電壓表(量程W)、開關(guān)和導(dǎo)線外,可供使用的實(shí)
驗(yàn)器材還有:
A.電流表(量程0.6/)
B.電流表(量程3/)
C.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~50復(fù))
D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~200。)
實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用—O
(2)某同學(xué)記錄了7組數(shù)據(jù),對(duì)應(yīng)點(diǎn)己標(biāo)在圖2中的坐標(biāo)紙上。根據(jù)U-/圖像,可得
電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)電阻r=Qo(保留兩位小數(shù))
(3)該同學(xué)用圖1所示電路和(1)中選定的器材繼續(xù)研究水果電池。實(shí)驗(yàn)過程中他發(fā)
現(xiàn),無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表和電壓表的指針幾乎都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。他斷
開開關(guān),用多用電表電壓擋直接測(cè)量水果電池兩端的電壓,示數(shù)為2.03p;用多用電表
進(jìn)一步檢查電路,電路沒有故障。請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)的原
因。
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和電源電動(dòng)勢(shì)和電流的大小選擇合適的電學(xué)儀器;
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖像分析出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合水果電池的特點(diǎn)分析出電表指針不偏轉(zhuǎn)的原因。
【解答】解:(1)由于干電池的電動(dòng)勢(shì)較小,電路的電流較小,故電流表選小量程,即
選為了方便調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇最大電阻較小的,即選C;
(2)用一條直線盡可能地穿過更多的點(diǎn),不在直線上的點(diǎn)盡量均勻地分布在直線兩側(cè),
誤差較大的點(diǎn)舍去,畫出的U-/圖像如圖所示:
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根據(jù)a=E-〃,
結(jié)合圖像可知:E=\A5V,
同時(shí)r=±K=L45T,%=o,7C。
△/0.64
(3)水果電池的電阻較大(ZC級(jí)別),電動(dòng)勢(shì)僅為2.03廣,導(dǎo)致外電路幾乎沒有電流,所
以電流表指針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn);因?yàn)橥怆娐房傠娮枳畲蠹s為50C,所以路端電壓也幾乎
為零,電壓表指針也幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
故答案為:(1)A;C;(2)1.45;0.70;(3)水果電池的電阻較大伏。級(jí)別),電動(dòng)勢(shì)
僅為2.03M,導(dǎo)致外電路幾乎沒有電流,所以電流表指針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn);因?yàn)橥怆娐?/p>
總電阻最大約為50Q,所以路端電壓也幾乎為零,電壓表指針也幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作,
結(jié)合歐姆定律和圖像完成分析。
【例5】(2023?九江二模)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,為測(cè)量一段阻值約為5Q、
粗細(xì)均勻的電阻絲的電阻,將其拉直固定在帶有刻度尺的木板上,現(xiàn)有電源(電動(dòng)勢(shì)為
E,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)和導(dǎo)線若干、以及電流表(量程恰當(dāng),內(nèi)阻未如)。
某同學(xué)用上述器材設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),電路如圖所示,已測(cè)出電阻絲的橫截面積為S,用
一個(gè)小金屬夾沿電阻絲滑動(dòng),可改變接入電路中電阻絲的長度實(shí)驗(yàn)中記錄了幾組不
同長度乙對(duì)應(yīng)的電流該同學(xué)作出了如圖的圖像,其縱軸是_:_(選填或“:"
第15頁(共19頁)
)o已知該圖像的斜率為"縱軸截距為人則該金屬的電阻率為—,電流表內(nèi)阻
為—,電流表內(nèi)阻對(duì)電阻率測(cè)量結(jié)果的影響是—(選填“偏大”“偏小”或“無
影響”)0
【分析】根據(jù)電阻定律和歐姆定律,結(jié)合圖像的物理意義得出縱軸和對(duì)應(yīng)的電阻率和電
流表的內(nèi)阻,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析出電流表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
【解答】解:根據(jù)電阻定律可知火=2!
由歐姆定律可得/?=。-%
聯(lián)立可得,=旦£+&
IESE
故應(yīng)該作圖像,即圖像縱坐標(biāo)為;;
由前面的關(guān)系式可知圖像斜率4=£
ES
縱軸截距6=旦
E
可得p=ESk,RA=Eb
因?yàn)橄?ESA,故電流表的內(nèi)阻對(duì)該電阻絲電阻率的測(cè)量結(jié)果無影響。
故答案為:j;ESk;Eb;無影響
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了電阻率的測(cè)量實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作,結(jié)合
歐姆定律,電阻定律,同時(shí)理解圖像的物理意義即可完成分析。
【例6】(2022秋?中山市期末)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連
(1)他借助多用電表檢查小燈泡,先斷開開關(guān),把多用電表的選擇開關(guān)旋到“xg”
擋,再進(jìn)行調(diào)零;又將紅、黑表筆分別接觸①、②接線柱,多用電表的表盤恰
第16頁(共19頁)
好如圖乙所示,說明小燈泡正常,此時(shí)的電阻為一。。
(2)他將多用電表選擇開關(guān)旋于某直流電壓檔,將紅、黑表筆分別接觸②、③接線柱;
閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì),說明②、③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了
(選填“斷路”或“短路”)0
(3)故障排除后,為了使電流表的示數(shù)從零開始,要在—接線柱間(選填“①、④”
或“③、④”)再連接一根導(dǎo)線,并在閉合開關(guān)前把滑動(dòng)變阻器的滑片置于最一端(選
填“左”和“右”)0
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如表,根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到小燈泡的/-。特性曲線(橫
軸為電壓,縱軸為電流),如圖丙,則燈泡燈絲的電阻隨著電壓的升高而—;當(dāng)燈泡
兩端為額定電壓2.5/時(shí),此時(shí)小燈泡的電阻值為—Qo
UIV0.400.801.201.602.002.402.80
I/A0.100.160.200.230.250.260.27
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作,結(jié)合歐姆表的讀數(shù)規(guī)則得出對(duì)應(yīng)的示
數(shù);
(2)根據(jù)電路構(gòu)造分析出對(duì)應(yīng)的電路故障;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作;
(4)根據(jù)圖像的物理意義結(jié)合歐姆定律完成分析。
【解答】解:(1)根據(jù)歐姆表的使用方法可知,每次選完擋后應(yīng)重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。
根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則可知,歐姆表的讀數(shù)為/?=6xlQ=6Q
(2)多用電表選擇開關(guān)旋于某直流電壓擋,將紅、黑表筆分別接觸②、③接線柱;閉
合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)約等于電源電動(dòng)勢(shì),說明②、③接線柱間的導(dǎo)線出現(xiàn)了斷路。
(3)為使電流表的示數(shù)從零調(diào),變阻器應(yīng)采用分壓式接法,所以應(yīng)在③、④導(dǎo)線間再
連接一根導(dǎo)線。
滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,為保護(hù)電路,在閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片置于
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