加练半小时高考物理广东专用一轮微专题复习第9章恒定电流微专题51有答案.docx

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加练半小时高考物理广东专用一轮微专题复习第9章恒定电流微专题51有答案

[方法点拨]　

（1）结合闭合电路欧姆定律、串并联电路特点,去理解电路找出测量量与已知量间的关系．

（2）熟练掌握基本实验的原理、实验方法等是解决创新实验的关键．

1．用下列器材测量电容器的电容：

一块多用电表,一台直流稳压电源,一个待测电容器（额定电压16V）,定值电阻R1（阻值未知）,定值电阻R2＝150Ω,电流传感器、数据采集器和计算机,单刀双掷开关S,导线若干．

实验过程如下：

实验次数

实验步骤

第1次

①用多用电表“×10”挡测量电阻R1,指针偏转如图1甲所示.

②将电阻R1等器材按照图乙正确连接电路,将开关S与1端连接,电源向电容器充电.

③将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的i－t曲线如图丙中的实线a所示.

第2次

④用电阻R2替换R1,重复上述实验步骤②③,测得电流随时间变化的i－t曲线如图丁中的某条虚线所示.

说明：

两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同.

图1

请完成下列问题：

（1）由图甲可知,电阻R1的测量值为________Ω.

（2）第1次实验中,电阻R1两端的最大电压U＝________V．利用计算机软件测得i－t曲线和两坐标轴所围成的面积为42.3mA·s,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计,则电容器的电容为C＝________F.

（3）第2次实验中,电流随时间变化的i－t曲线应该是图丁中的虚线________（选填“b”“c”或“d”）,判断依据是______________________________________________________.

2．材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小．若图2甲为某压敏电阻在室温下的电阻压力特性曲线,其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值．为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.

请按要求完成下列实验．

图2

（1）设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框内画出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出,待测压力大小约为0.4×102～0.8×102N,不考虑压力对电路其它部分的影响）,要求误差较小,提供的器材如下：

A．压敏电阻,无压力时阻值R0＝6000Ω

B．滑动变阻器R,全电阻约200Ω

C．电流表

量程2.5mA,内阻约30Ω

D．电压表

量程3V,内阻约3kΩ

E．直流电源E,电动势3V,内阻很小．

F．开关S,导线若干

（2）正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为________V.

（3）此时压敏电阻的阻值为________Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝________N．（计算结果均保留两位有效数字）

3．实验室有一破损的双量程电压表,两量程分别是3V和15V,其内部电路如图3所示,因电压表的表头

已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1＝2.9kΩ,R2＝14.9kΩ.现有两个表头,外形都与原表头

相同,已知表头

的满偏电流为1mA,内阻为50Ω；表头

的满偏电流为0.5mA,内阻为200Ω；又有三个精密定值电阻r1＝100Ω,r2＝150Ω,r3＝200Ω.若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,根据所给条件回答下列问题：

图3

（1）原表头

的满偏电流I＝________,内阻r＝______.

（2）在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路图（标识出所选用的相应器材符号）．

图4

（3）某学习小组利用修复的电压表,再加上可以使用的以下器材测量一未知电阻Rx的阻值．电流表A,量程0～5mA,内阻未知；最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；电源E,电动势约3V；开关S、导线若干．由于不知道未知电阻的阻值范围,学习小组为精确测出未知电阻的阻值,选择合适的电路,请你帮助他们在图4中补充完整电路连接,正确连线后读得电压表示数为2.40V,电流表示数为4.00mA,则未知电阻阻值Rx为________Ω.

4．某同学利用满偏电流为500μA的电流表、热敏电阻等制作电子温度计．

（1）制作的实验过程中需要测出该电流表

的内阻Rg,所用的电路如图5,主要步骤是：

①接通开关S1,调节变阻器R1,使

指针偏转到满刻度；②保持R1不变,再接通开关S2,调节电阻箱R2,使

指针偏转到满刻度的一半,读出此时R2的阻值为299.0Ω,可认为Rg＝R2.实验时,电路中的变阻器R1和电源有下列器材可供选择：

图5

A．变阻器（0～200Ω）B．变阻器（0～20kΩ）

C．电源（1.5V,内阻不计）D．电源（9V,内阻不计）

为了使测量Rg尽量精确,R1应选__________,电源应选________．（填选项前的字母）

图6

（2）温度在0～300℃范围内,某热敏电阻的阻值Rt随温度t（℃）的变化情况为Rt＝200＋50t（Ω）,把这个热敏电阻、标准定值电阻、电池、开关与电流表

串联起来,电路如图6所示,

图7

电流表

的表盘如图7所示．用该热敏电阻作探头,将

表盘上的电流刻度值改成对应的温度值,制作成简单的电子温度计．已知电池的电动势E＝1.5V,内阻r＝1.0Ω,标准定值电阻的阻值R0＝2500Ω,根据

（1）中测得的Rg值和闭合电路欧姆定律,得出电流表

表盘上500μA刻度处对应的温度刻度值是0℃,300μA刻度处对应的温度刻度值是______℃.

（3）由于用图5电路测定电流表

的内阻Rg在原理上存在一定的系统误差,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值________（填“偏大”或“偏小”）．

5．现有下列可供选用的器材及导线若干,要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流．

A．待测电流表

（满偏电流约为700μA～800μA,内阻约为100Ω,已知表盘刻度均匀、总格数为N）

B．电流表

（量程为0.6A,内阻为RA＝0.1Ω）

C．电压表

（量程为3V,内阻为RV＝3kΩ）

D．滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）

E．电源E（电动势为3V,内阻约为1.5Ω）

F．开关S一个

（1）根据你的测量需要,“B.电流表

”与“C.电压表

”中应选择________．（只需填写电表前的字母序号）

（2）某同学设计的实验电路图如下,你认为正确的是________．

（3）某次测量中测得电流表

的指针偏转了n格,读出另一个电表的示数U（或I）,可算出满偏电流IAmax＝________.（用题中所给符号表示）

6.

（1）甲同学用如图8所示电路测量未知电阻Rx的阻值,图中电源电动势未知,R为电阻箱,他将电源内阻与电流表内阻忽略不计,分别读出电阻箱阻值为R1和R2时电流表的示数I1和I2,则Rx的测量值表达式为Rx＝________.

图8

（2）乙同学认为甲同学的测量没有考虑电源内阻和电流表内阻,误差较大,他在甲同学使用的电路基础上仅仅增加了一个电键S2,然后进行实验；

a．先闭合电键S2,再闭合电键S1,多次调节电阻箱,读出电阻箱的阻值R和对应电流表的示数I,以

为纵坐标,R为横坐标作出图象,求得图线的斜率为k1,纵轴截距为b1；

b．断开电键S2,保持电键S1闭合,多次调节电阻箱,读出电阻箱的阻值R和对应电流表的示数I,以

为纵坐标,R为横坐标作出图象,求得图线的斜率为k2,纵轴截距为b2.

回答下列问题：

①请你在虚线框中作出乙同学采用的电路图．

②乙同学得出Rx测量值的表达式为Rx＝________.

③两次测量得到图线斜率k1________k2（填“>”“<”或“＝”）．

④电源电动势为________．

7．某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻,他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图9所示．已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．

图9

（1）实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为________________（填步骤的字母代号）．

A．合上开关S2

B．分别将R1和R2的阻值调至最大

C．记下R2的最终读数

D．反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r

E．合上开关S1

F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数

（2）仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）．

（3）若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS＝________.

8．某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻,实验过程如下：

（1）先用多用电表粗测电压表的内阻和量程,实验中多用电表红表笔应与电压表的________（填“正”或“负”）接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9V,所用挡位为×1k挡,调零后测量,指针位置如图10所示．此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处,则所测电压表内阻约为________,量程为________．

图10

（2）若电压表量程为

（1）问中所测数值,则为了精确测量其内阻,现提供以下器材：

待测电压表Vx

电流表A（量程0.6A,内阻约为3Ω）

电压表V（量程10V,内阻约为30kΩ）

定值电阻R0（阻值为10kΩ）

滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω,额定电流为1A）

滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω,额定电流为1A）

电源E（电动势为15V,内阻约为1Ω）

开关和导线若干

①为了较精确的测量电压表内阻,则测量电路应该选择如下电路中的________．

②本实验中应选择的滑动变阻器为________．（填器材对应的符号）

③根据测量电路和所选择器材,完成图11所示实物电路连接．

图11

④测电压表内阻的表达式RV＝________,其中各物理量的含义是_________________

________________________________________________________________________.

答案精析

1．

（1）100　

（2）9　4.7×10－3（3）c　根据imax＝

因第2次实验的最大电流小些,故不是b；根据Q＝CU,因两条曲线分别与坐标轴所围的面积应该相等,故不是d.

解析　

（1）电阻R1的测量值等于多用电表指针示数与倍率的乘积,所以R1＝100Ω.

（2）由题图丙可知,第1次实验,由imax′＝

＝90mA,得电阻R1两端电压最大值为9V；i－t图线与坐标轴所围面积表示电容器放电的总电荷量,也等于电容器充电后所带的总电荷量,则电容C＝

＝

F＝4.7×10－3F．（3）第2次实验中电阻R2>R1,最大电流imax＝

因第2次实验的最大电流小些,故不是b；图线与坐标轴所围面积表示电容器充电后所带的总电荷量,所以两条曲线分别与坐标轴所围面积相等,故不是d,而是c.

2．

（1）如图所示　

（2）2.00（3）1.5×103　60

解析　

（1）根据题述对实验电路的要求,应该设计成滑动变阻器分压式接法,电流表内接电路．

（2）根据电压表读数规则,电压表示数为2.00V.

（3）由欧姆定律,此时压敏电阻的阻值为RF＝

≈1.5×103Ω.无压力时,R0＝6000Ω,有压力时,

＝4,由题图甲可知,对应的待测压力F＝60N.

3．

（1）1mA　100Ω　

（2）如图甲所示　（3）如图乙所示　750

解析　

（1）根据电路的串、并联有：

I（r＋R1）＝3V,I（r＋R2）＝15V,联立解得r＝100Ω,I＝1mA.（3）在不知道待测电阻的阻值的情况下,我们只能用滑动变阻器的分压式接法．而电流表的示数为4.00mA,电压表的内阻已知,所以应该用电流表的外接法测未知电阻．故待测电阻的阻值Rx＝

×103Ω＝750Ω.

4．

（1）B　D　

（2）40　（3）偏大

解析　

（1）电学中利用半偏法测电阻时,要求干路中滑动变阻器R1值要大些,选用的电源的电动势稍大些能减小误差,所以为了尽量精确测量Rg,R1应选B,电源应选D.

（2）由闭合电路欧姆定律知E＝Ig（r＋R0＋Rg＋Rt）,设电流表

表盘上300μA刻度处对应温度刻度值是t,则有300×10－6×（1.0＋2500＋299.0＋200＋50t）＝1.5,解得t＝40℃.（3）由于利用半偏法测电流表

的内阻时电阻Rg测量值偏小（因为闭合S2后实际电路中干路电流变大）,根据I＝

知电流I实际偏大,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值要偏大．

5．

（1）C　

（2）B　（3）

解析　

（1）电压表量程3V,内阻3kΩ,满偏电流为Ig＝

A＝1mA＝1000μA,与待测电流表类似,可以当作电流表使用,与待测电流表串联即可．

（2）本实验采用滑动变阻器分压式连接,电压可以连续调节,B项正确．（3）待测电流表总格数为N,电流等于电压表电流为I＝

电流表与电压表串联,通过它们的电流I相等,指针偏转格数之比n∶N＝I∶IAmax,故IAmax＝

＝

U为电压表读数,RV为电压表内阻．

6．

（1）

（2）①如图所示②

－

　③＝　④

（或

）

解析　

（1）电源电动势不变,忽略电源内阻与电流表内阻,则有E＝I1（R1＋Rx）＝I2（R2＋Rx）,得Rx＝

.

（2）闭合S2,将Rx短路,闭合S1后,设电源和电流表总电阻为r,由闭合电路欧姆定律得E＝I（R＋r）,

＝

＋

k1＝

b1＝

得r＝

；断开S2,将Rx接入电路,设Rx、电源内阻与电流表内阻之和为r′,由闭合电路欧姆定律得E＝I（R＋r′）,

＝

＋

k2＝

b2＝

得r′＝

Rx＝r′－r＝

－

.两次得到图线斜率k1＝k2.电源电动势E为

或

.

7．

（1）BEFADC　

（2）相等　（3）

r

解析　

（1）先把各电阻调到最大值,再把标准电流表单独校准与电表串联得到最大电流值,再用半偏法测其内阻,由此得顺序为BEFADC.

（2）电流达到半偏时,两并联电阻相等．（3）扩大量程要并联电阻分流,并联的电阻为：

r.

8．

（1）负　15kΩ　6V　

（2）①D　②R2　③如图所示

④

　Ux为待测电压表读数,U为电压表读数,R0为定值电阻

解析　

（1）用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通,且黑表笔接内部电源的正极,即电流从欧姆表的黑表笔流出,从电压表的正接线柱流入,则红表笔接电压表的负接线柱；由图可知,指针指在15处,且所用挡位为×1k挡,所以所测电压表内阻约为15kΩ,多用电表半偏,其电阻为15kΩ,由欧姆定律得

U＝

×15V,解得U＝6V,所以量程为6V．

（2）①A项中通过待测电压表Vx电流为mA级,此时电流表量程过大,偏转过小,不能读出读数,A项错误；B项中因为两电压表并联,读数相同,不能测量电压表内阻,B项错误；C项中通过待测电压表和定值电阻R0的电流为mA级,电流表量程过大,偏转过小,不能读出读数,C项错误；为了多次测量,应选并联式接法,滑动变阻器与被测电路并联．待测电压表Vx与定值电阻R0串联后再与电压表V并联,D项正确．②为了多次读数,滑动变阻器应取阻值较大的,即滑动变阻器应选R2；④由欧姆定律得定值电阻R0的分压UR＝U－Ux,所以通过定值电阻R0的电流I＝

待测电压表内阻的表达式RV＝

其中Ux为待测电压表读数,U为电压表读数,R0为定值电阻．