超全高考物理复习恒定电流 31页

选修3—1 第七章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功 电功率及欧姆定律 ‎1.如图7－1－9所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别为P1和P2，并联的总电阻设为R，下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线所在的区域正确的是(　　)‎ ‎ A．特性曲线在Ⅰ区，P1＜P2 ‎ ‎ B．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2‎ ‎ C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2 ‎ ‎ D．特性曲线在Ⅲ区，P1＜P2‎ ‎ 解析：由题图可知，图线斜率的倒数表示电阻，故R1＜R2，当两电阻并联时，电压相等，由P＝可知，P1＞P2；并联后，由电路的串并联规律知其并联电阻R＜R1，因此R的伏安特性曲线应在Ⅰ区，故选项C正确．‎ ‎ 答案：C ‎2．(2009·济南模拟)一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为(　　)‎ 额定容量 ‎54 L 最高水温 ‎75℃‎ 额定功率 ‎1 500 W 额定压力 ‎0.7 MPa 额定电压 ‎220 V 电器类别 Ⅰ类 ‎ A.6.8 A B．0.15 A C．4.4 A D．0.23 A ‎ 解析：由P＝UI，可知该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：I＝＝ A≈6.8 A，故选项A正确．‎ ‎ 答案：A ‎3.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图7－1－10所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 ‎ B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ ‎ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ ‎ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”‎ ‎ 解析：由欧姆定律，图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O点的连线的斜率的倒数．随着所加电压的增大，图中曲线斜率越来越小，即小灯泡的电阻增大，故A项正确；对应P点，小灯泡的电阻为OP连线的斜率的倒数，即R＝ ，故B项正确，C项错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，即图中矩形PQOM所围的“面积”，故D项正确．‎ ‎ 答案：ABD ‎4．如图7－1－11所示，是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明：充电时电压恰为限制电压，历时4 h充满．(假设充电前电池内已无电)该过程电池发热，则充电过程中转化成的电热功率为(　　)‎ ‎ A．0.087 5 W 　 B．0.007 29 W ‎ C．0.735 W 　 D．0.647 5 W ‎ 解析：由电池容量及充电时间可求得充电电流 ‎ I＝ ＝175 mA .‎ ‎ 输入功率P入＝U充I＝4.2×0.175 W＝0.735 W ‎ 转化成有效功率 ‎ ‎ P有效＝U标·I＝3.7×0.175 W＝0.647 5 W.‎ ‎ 电热功率ΔP＝P入－P有效＝0.087 5 W.‎ ‎ 即A正确．‎ ‎ 答案：A ‎5.如图7－1－12所示，2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg，当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：‎ ‎ (1)驱动电机的输入功率；‎ ‎ (2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率；‎ ‎ (3)驱动电机的内阻和机械效率．‎ ‎ 解析：(1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝300 V×10 A＝3 000 W.‎ ‎ (2)电动彩车通过天安门前的速度v＝s/t＝2 m/s ‎ 电动彩车行驶时所受阻力为f＝0.02mg＝0.02×6.75×103×10 N＝1.35×103 N ‎ 电动彩车匀速行驶时F＝f，故电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率P机＝Fv＝2 700 W.‎ ‎ (3)设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得：‎ ‎ P入t＝P机t＋I2Rt ‎ 解得驱动电机的内阻R＝3 Ω ‎ 驱动电机的机械效率η＝P机/P入×100%＝90%.‎ ‎ 答案：(1)3 000 W　(2)2 700 W　(3)3 Ω　90%‎ ‎ ‎ ‎1．三个同样的电阻，额定功率均为10 W，把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．10 W B．15 W C．20 W D．30 W ‎ 解析：设每个电阻的阻值为R，额定电流为I，由P＝I2R＝10 W，电路消耗的最大电功率为P总＝I2＝×I2R＝15 W.‎ ‎ 答案：B ‎2．我国“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日成功发射．“神舟七号”载人飞船上面的电子仪器及各种动作控制都是由太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光生伏特效应．“神舟七号”载人飞船上面的太阳能电池就是根据光生伏特效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常太阳光照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.假设单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电压，可输出0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(　　)‎ ‎ A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J ‎ 解析：由η＝UIt/E得每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是E＝UIt/η＝0.26 J.‎ ‎ 答案：C ‎3．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温．现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光，电动机的电路元件符号是M.则在下图所示的四个电路中符合要求的是(　　)‎ ‎ 解析：电动机先启动后，灯泡才可发光，电动机未启动，灯泡不发光，符合该要求的是C电路．‎ ‎ 答案：C ‎4.如图7－1－13所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b 之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率 一定为(　　) ‎ ‎ A．I2R B. ‎ C．UI D．UI—I2R ‎ 解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P＝UI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P＝UI＝I2R＝，故A、B错误；而UI—I2R为电路转化为其他能量的功率，故D错误．‎ ‎ 答案：C ‎5．有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)‎ ‎ A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W ‎ C．电解槽消耗的电功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W ‎ 解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220 V×＝120 W，D错．‎ ‎ 答案：C ‎6.在如图7－1－14所示电路中，E为电源，其电动势E＝9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0 V，额定功率P＝1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S.然后将触头缓慢地向A方滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为(　　) ‎ ‎ A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω ‎ 解析：灯泡的工作电流I＝＝ A＝0.3 A ‎ 故其电阻为RL＝＝ Ω＝20 Ω，此时A、C间电阻R1＝＝ Ω＝10 Ω，‎ ‎ 故CB间电阻R2＝R－R1＝20 Ω，故B选项正确．‎ ‎ 答案：B ‎7.有一家用电熨斗，其电路结构如图7－1－15所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是(　　)‎ ‎ 解析：电熨斗工作时，工作电压不变，由P＝U2/R知，电路总电阻R最小时，即R1、R2并联后电阻最小，能使其获得高挡温度，D正确．‎ ‎ 答案：D ‎8．把六个相同的小灯泡接成如图7－1－16甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　)‎ ‎ A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 ‎ 答案：B ‎9.如图7－1－17所示，三个灯泡上分别标有“110 V、40 W”“110 V、25 W” “110 V、5 W”等字样，当三个灯泡以几种不同的方式连接在电路中，只要调节可变电阻R，并在AB间加 220 V的交流电，都可以使三个灯泡正常发光．当三个灯泡都正常发光时，电路中消耗的总功率可能是(　　)‎ ‎ A．60 W B．90 W C．130 W D．150 W ‎ 答案：BC ‎10．(2009·上海模拟)通过某一金属氧化物制成的导体棒P中的电流遵循I＝KU3的规律，其中K＝0.02 A/V3，现将该棒P与一个遵从欧姆定律的电阻器Q串联在一起后，接在一个两端电压为6.0 V的电源上，则电路中的电流为0.16 A，所串联的电阻器Q的阻值是多少？‎ ‎ 解析：设P和Q上的电压分别为UP、UQ，对导体棒P：由I＝KU3得：‎ ‎ UP＝＝ V＝2.0 V ‎ 则UQ＝U总－UP＝(6.0－2.0) V＝4.0 V ‎ 对导体Q：由I＝，得：RQ＝＝ Ω＝25 Ω.‎ ‎ 答案：25 Ω ‎11.如图7－1－18所示，变阻器R0的滑片P在移动过程中电压表的示数变化范围是0～4 V，电流表的示数变化范围是1～0.5 A，电源的内阻可忽略不计．求电阻R的阻值、变阻器R0的最大阻值和电源电压U.‎ ‎ 解析：当电压表示数U1＝0 V时，电流表示数I1＝1 A ‎ 电源电压：U＝I1R＝1 A·R①‎ ‎ 当电压表示数U2＝4 V时，电流表示数I2＝0.5 A ‎ R0＝＝＝8 Ω ‎ 电源电压：U＝U2＋I2R＝4 V＋0.5 A·R②‎ ‎ 由①②解得：U＝8 V，R＝8 Ω.‎ ‎ 答案：8 Ω　8 Ω　8 V ‎12.如图7－1－19所示的电路中，输入电压UAB＝200 V，可变电阻的总阻值R0＝150 Ω，允许通过的电流为4 A，求：‎ ‎ (1)当输出端a、b开路时Uab的值；‎ ‎ (2)当输出端接入R＝40 Ω的负载时，Uab的可能变化范围．‎ ‎ 解析：(1)a、b开路时，可变电阻上方部分无电流，也就无电压， 因此A、a两点等电势，即Uab＝UAB＝200 V.‎ ‎ (2)当滑动触头向下方移动，下方部分电流强度达到临界状态，即为4 A时，下方部分电阻R下＝ Ω＝50 Ω，上方部分电阻为100 Ω，此时Uab＝×200 V≈57.1 V.‎ ‎ 当滑动触头向上方移动，上方分电流强度达到临界状态，即为4 A时，同理可知，上方部分的电阻R上＝(50－40) Ω＝10 Ω，此时Uab＝×200 V＝160 V.‎ ‎ 答案：(1)200 V　(2)57.1 V≤Uab≤160 V 第2讲 电动势 闭合电路的欧姆定律 ‎1．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；‎ ‎ 若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．4R B．R C. D．无法计算 ‎ 解析：当两电阻串联接入电路中时I＝ ‎ 当两电阻并联接入电路中时I＝× ‎ 由以上两式可得：r＝R，故选项B正确．‎ ‎ 答案：B ‎2.如图7－2－13所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是(　　) ‎ ‎ A．小灯泡L1、L2均变暗 ‎ B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大 图 7-2-13‎ ‎ C．小灯泡L2变亮，V2表的读数变大 ‎ D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小 ‎ 解析：本题考查电路连接分析，电路的动态分析．电压表V1接在电源两端，V2接在电灯L2两端，滑动变阻器与灯泡L1并联，再与L2串联．当滑动变阻器滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，内电压增大，外电压减小，因此电压表V1的示数减小，B项错误；灯泡L2中的电流增大，L2变亮，A项错误；L2两端的电压增大，V2的示数增大，C项正确；L1两端的电压减小，灯泡L1变暗，D项正确．‎ ‎ 答案：CD ‎3.如图7－2－14所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈电阻R2＝10 Ω.当开关S断开时，电流表的示数为0.5 A；当电键S闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流或电路消耗的电功率P应是(　　)‎ 图 7-2-14‎ ‎ A．I＝1.5 A B．I＞1.5 A ‎ C．P＝15 W D．P＜15 W ‎ 解析：S断开时，电流表示数为0.5 A，则U＝I1R1＝10 V，S闭合时，因电动机为非纯电阻元件，故I2＜＝1 A，故A、B错．这时电路总功率P总＝UI总＝U(I1＋I2)＜10×(1＋0.5)W，即P总＜15 W，故D对．‎ ‎ 答案：D ‎4．(2010·天星金考卷热点专题)图7－2－15甲为某一小灯泡的U－I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V的电源两端，如图7－2－15乙所示．则(　　)‎ 图 7-2-15‎ ‎ A．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W ‎ B．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W ‎ C．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W ‎ D．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W ‎ 解析：若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，则电源输出电流为I＝0.4 A，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U＝E－I(R＋r)＝3 V．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A时小灯泡两端电压仅为1.3 V，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A，A、C错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.3 A时小灯泡两端电压为2.0 V，电阻R和内阻r上的电压为3.0 V，此时每盏小灯泡的电功率为P＝UI＝0.6 W，B正确、D错误．‎ ‎ 答案：B 图 7-2-16‎ ‎5.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图7－2－16中的虚线所 ‎ 示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．该秤能测量的最大体重是1 400 N ‎ B．该秤能测量的最大体重是1 300 N ‎ C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处 ‎ D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A处 ‎ 解析：本题考查传感器及闭合电路欧姆定律．电路中允许的最大电流为3 A，因此根据闭合电路欧姆定律，压力传感器的最小电阻应满足R＋2＝，R最小为2 Ω，代入R＝30－0.02F，求出最大F＝1 400 N，A项正确，B项错误；当F＝0时，R＝30 Ω，这时电路中的电流I＝ A＝0.375 A，C项正确，D项错误．‎ ‎ 答案：AC ‎ ‎ ‎1．某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ 答案：C ‎2.如图7－2－17所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，G为灵敏电流计．‎ ‎ 以下说法正确的是(　　)‎ 图 7-2-17‎ ‎ A．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴仍然静止，G中有a→b的电流 ‎ B．若滑动变阻器滑动触头向下移动，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 ‎ C．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流 ‎ D．若将S断开，则油滴仍保持静止状态，G中无电流 ‎ 答案：C ‎3. (2010·广州模拟)如图7－2－18为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220 V．那么该热水器的故障在于(　　) ‎ ‎ A．连接热水器和电源之间的导线断开 图 7-2-18‎ ‎ B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路 ‎ C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁 ‎ D．同时发生了以上各种情况 ‎ 答案：C ‎4．教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的，当加上0.3 V的电压，电流为0.3 A时，吸尘器上的直流电动机不转动；当加上2.0 V的电压、电流为0.8 A时，它正常工作，则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为(　　)‎ ‎ A．3∶5 B．5∶3 C．1∶2 D．1∶3‎ ‎ 解析：电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律可知其内阻为r＝1 Ω；当正常工作时，Pλ＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W，P热＝I2r＝0.82×1 W＝0.64 W，所以P出＝Pλ－P热＝1.6 W－0.64 W＝0.96 W，所以输出功率与输入功率之比为3∶5，A正确．‎ ‎ 答案：A ‎5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某研究性学习小组利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图7－2－19甲所示，将压敏电阻和两块挡板固定在升降机内，中间放一个绝缘重球，当升降机静止时，电流表的示数为I0，在升降机做直线运动的过程中，电流表的示数如图7－2－21乙所示，下列判断正确的是(　　)‎ 图 7-2-19‎ ‎ A．从0到t1时间内，升降机做匀加速直线运动 ‎ B．从t1到t2时间内，升降机做匀加速直线运动 ‎ C．从t1到t2时间内，重球处于超重状态 ‎ D．从t2到t3时间内，升降机可能静止 ‎ 解析：由压敏电阻的特点知，0到t1时间内电流I最大，压敏电阻的阻值最小，故所受的压力最大、恒定，故升降机做匀加速直线运动，A正确；t1到t2时间内，I均匀减小，所以压敏电阻所受的压力均匀减小，但压力仍大于重力，所以升降机做加速度越来越小的加速运动，B错误，C正确．由于升降机一直加速，所以t2到t3时间内，升降机不可能静止，而应该是做匀速直线运动．‎ ‎ 答案：AC ‎6.如图7－2－20所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡多时，以下说法正确的是(　　)‎ 图 7-2-20‎ ‎ A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 ‎ B．各灯两端电压灯多时较低 ‎ C．通过电池的电流灯多时较大 ‎ D．电池输出功率灯多时较大 ‎ 解析：灯泡的总电阻R随点亮灯泡个数的增加而减小，灯泡电压U＝＝，所以B对．据P＝知A对．由I＝知I增大，C对．‎ ‎ 答案：ABC ‎7. 如图7－2－21电路中，电源电动势为E，内电阻r不能忽略．闭合S后，调整R的阻值．使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中(　　)‎ ‎ A．通过R1的电流增大，增大量为ΔU/R1‎ ‎ B．R2两端的电压减小，减小量为ΔU ‎ C．通过R2的电流减小，减小量小于ΔU/R2‎ ‎ D．路端电压增大，增大量为ΔU ‎ 解析：电阻R增大时，并联电阻变大，电路中总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，R2两端的电压U2变小，则电压表示数变大，对于回路有：E＝U＋U′＝UV＋U2＋U′，UV＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′.故选A.‎ ‎ 答案：A ‎8．用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图7－2－22中甲所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙中a、b、c所示，则下列判断中正确的是(　　)‎ 图 7-2-22‎ ‎ A．AB间接入定值电阻显示图象a B．AB间接入电容器显示图象b ‎ C．AB间接入电感线圈显示图象c D．AB间接入电感线圈显示图象b ‎ 解析：接入定值电阻后，电流恒定，A项错误；接入电感线圈时，由于电感线圈的自感作用，电流会逐渐增大到稳定值，C项错误，D项正确；接入电容器时，会有瞬间的电流，然后减为零，所以B项错误．‎ ‎ 答案：D ‎9.如图7－2－23所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω、R2＝5 Ω、R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F，若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则(　　) ‎ 图 7-2-23‎ ‎ A．I＝0.75 A B．I＝0.5 A ‎ C．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 C ‎ 解析：对电路分析：电阻R1、R3并联后与R2串联，所以外电路总电阻为R＝7 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路中的总电流为0.75 A，所以选项A正确；电阻R1、R3并联的电压为U＝IR并＝1.5 V，电容器的带电荷量为Q＝CU＝3×10－5 C．当断开开关S时，电容器对电阻放电，电荷通过R1、R3，由于两电阻并联，所以q1/q3＝R3/R1，又q1＋q3＝Q，解得q1＝1×10－5 C，q3＝2×10－5 C，选项D正确．‎ ‎ 答案：AD 图 7-2-24‎ ‎10. (2010·汕头调研)如图7－2－24甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻，(1)断开K2，闭合K1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－图线，(2)断开K2，闭合K1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开K1，闭合K2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知(　　)‎ ‎ A．电源电动势为3.0 V ‎ B．电源内阻为0.5 Ω ‎ C．Rx的阻值为0.5 Ω ‎ D．K1断开、K2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小. ‎ ‎ 解析：由I＝得R＝－r则R－图象的斜率k＝E＝2.0 V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，B选项正确，K2断开，K1闭合时，R＋r＝；K1断开，K2闭合时，Rx＋R＋r＝，所以，Rx＝－＝0.5 Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以，电路中的外电阻大于内阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，D选项错误．‎ ‎ 答案：BC ‎11.如图7－2－25所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)．试求：‎ 图 7-2-25‎ ‎ (1)电源的电动势；‎ ‎ (2)S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；‎ ‎ (3)S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．‎ ‎ 解析：(1)S1闭合、S2断开时电炉功率为P1‎ ‎ 电炉中电流I＝ ＝ A＝6 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V.‎ ‎ (2)S1、S2都闭合时电炉功率为P2‎ ‎ 电炉中电流为IR＝ ＝ A＝5 A，电源路端电压为U＝IRR＝5×19 V＝95 V，‎ ‎ 流过电源的电流为I＝＝ A＝25 A，流过电解槽的电流为IA＝I－IR＝20 A.‎ ‎ (3)电解槽消耗的电功率PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W ‎ 电解槽内热损耗功率P热＝Ir′＝202×0.5 W＝200 W ‎ 电解槽转化成化学能的功率为P化＝PA－P热＝1 700 W.‎ ‎ 答案：(1)120 V　(2)20 A　(3)1 700 W ‎12.如图7－2－26甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：‎ ‎ (1)电源的电动势和内阻. ‎ ‎ (2)定值电阻R2的阻值．‎ ‎ (3)滑动变阻器的最大阻值．‎ ‎ 解析：(1)将乙图中AB线延长，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，‎ ‎ 所以电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω.‎ ‎ (2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应乙图中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，‎ ‎ 得R2＝＝5 Ω.‎ ‎ (3)当P滑到R3的左端时，由乙图知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A，所以R外＝＝80 Ω.‎ ‎ 因为R外＝＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R3＝300 Ω.‎ ‎ 答案：(1)20 V、20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 第3讲 专题 电阻的测量方法 ‎1．(2009·绍兴一中模拟)某电阻额定电压为3 V(阻值大约为10 Ω)．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．电流表A1(量程300 mA，内阻约1 Ω) B．电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 Ω)‎ ‎ C．电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ) D．电压表V2(量程5.0 V，内阻约5 kΩ)‎ ‎ E．滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω) F．滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)‎ ‎ G．电源E(电动势4 V，内阻可忽略) H．开关、导线若干 ‎ (1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表________．电压表________．滑动变阻器________．‎ ‎ (2)应采用的电路图为下列图中的________．‎ ‎ 答案：(1)A　C　E　(2)B ‎2．现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表V(量程2 V，内阻约4 kΩ)；电流表mA(量程1.2 mA，内阻约500 Ω)；直流电源E(电动势约2.5 V，内阻不计)；固定电阻3个：R1＝4 000 Ω，R2＝10 000 Ω，R3＝15 000 Ω；开关及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．‎ ‎ (1)试从3个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图．(要求电路中各器材用题给定的符号标出)‎ ‎ (2)电路接通后，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电压表内阻RV＝________.‎ ‎ 解析：(1)测量电路的原理图如右图所示，R并＝2 V÷(1.2 mA－0.5 mA)‎ ‎ ≈2.9×103 Ω，故应选R1作为并上的电阻．‎ ‎ (2)由并联分流原理：U＝(I－U/RV)·R1，‎ ‎ 解得：RV＝.‎ ‎ 答案：(1)见解析图 ‎ (2) ‎3．某同学为了测电流表A1的内阻r1的精确值，有如下器材：‎ 器材名称 器材代号 器材规格 电流表 电流表 电压表 定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器 电　源 A1‎ A2‎ V R0‎ R1‎ R2‎ E 量程300 mA，内阻约为5 Ω 量程600 mA，内阻约为1 Ω 量程15 V，内阻约为3 kΩ ‎5 Ω ‎0～10 Ω，额定电流为1 A ‎0～250 Ω，额定电流为0.3 A 电动势为3 V，内阻较小 导线、电键 若　干 ‎ (1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差．在图虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号．‎ ‎ (2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1＝____________；式中各符号的意义是________________．‎ ‎ 答案：(1)‎ ‎ (2)r1＝R0　I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的电阻大小 ‎4．为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5 V)，毫安表(1 mA)，电阻箱(0～9 999 Ω)，电键，导线等器材．该同学设计的实验电路如图7－3－7(a)所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00 mA，记录电流值，然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80 mA，记录电流值．由此可得被测电阻的阻值为________Ω.‎ ‎ 经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差．为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图7－3－7(b)所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0.由此可测出Rx＝________.‎ ‎ 思维点拨：由于待测电阻很大，所以可忽略电源的内阻和毫安表的内阻，所以不需要电压表，直接由欧姆定律即可求解．‎ ‎ 解析：当I1＝1.00 mA时，电阻箱的电阻R0＝＝ Ω＝1 500 Ω；当断开K1、闭合K2时，电阻箱与待测电阻串联，其电阻值R＝＝ Ω＝1 875 Ω，所以待测电阻Rx＝R－R0＝375 Ω.题图(b)是利用了替代法测电阻，两次电流表示数相同，则Rx＝R0.‎ ‎ 答案：375　相同　R0‎ ‎5．测一个阻值约为25 kΩ的电阻，备有下列器材：‎ ‎ A．电流表(量程100 μA，内阻2 kΩ) B．电流表(量程500 μA，内阻300 Ω)‎ ‎ C．电压表(量程10 V，内阻100 kΩ) D．电压表(量程50 V，内阻500 kΩ)‎ ‎ E．直流稳压电源(电动势15 V，允许最大电流1 A)‎ ‎ F．滑动变阻器(最大电阻1 kΩ，额定功率1 W)‎ ‎ G．电键、导线若干 ‎ (1)电流表应选________，电压表应选________．‎ ‎ (2)画出测量Rx的原理图．‎ ‎ 解析：本题中由于电压表C的量程小于电源电动势，而且其内阻也比电压表D的内阻小，所以有不少学生在选择电压表时很自然的选择D.实际上上述两个因素都可以通过选择恰当的电路加以解决，首先应考虑的是电压表D的量程远大于电源电动势，在测量时电压表的实际读数最大也达不到量程的，所以选择D不恰当．而如果我们采用变阻器的分压接法和电流表的内接法(因为RA≪Rx)，选择电压表C就比较恰当，既不会烧坏电表，也不会引起较大误差．再根据Im＝＝ A＝4×10－4A，电流表应选择B.‎ ‎ 答案：(1)B　C ‎ (2)电流表内接，分压式接法如下图所示 ‎6.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，滑动变阻器的电阻约为20 Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图7－3－8所示．‎ ‎ (1)根据各点表示的数据描出I－U关系图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________Ω.(保留两位有效数字)‎ ‎ (2)画出此实验的电路原理图．‎ ‎ 解析：(1)这6个点中有5个基本在同一条过原点的直线上，只有一个点偏离较大，可判断出这个数据点误差较大，应予以排除，据此，I－U图线如下左图所示．在图线上可选一个离坐标原点较远的点，得出其纵横坐标，如(3.0 V、1.3 mA)，则被测电阻阻值为Rx＝＝2.3×103 Ω.‎ ‎ (2)因为Rx与RV很接近，故电压表的分流影响很严重，而＝＝230≫1，电流表的分压影响很小，故应采用电流表内接法．又由于被测电阻很大，而滑动变阻器阻值较小，故变阻器应采用分压式．电路原理图如下右图．‎ ‎ 答案：(1)见解析中左图　2.3×103(2.2×103～2.5×103)‎ ‎ (2)见解析中右图 第4讲 实验 测定金属的电阻率 ‎1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图7－4－8所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．‎ 图7－4－8‎ ‎ (1)从图7－4－8中读出金属丝的直径为________ mm.‎ ‎ (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：‎ ‎ A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ ‎ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ ‎ C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω ‎ D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω ‎ E．滑动变阻器，0～10 Ω ‎ F．滑动变阻器，0～100 Ω ‎ ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________________________________________________________________________．‎ ‎ (填序号)‎ ‎ ②实验中实物接线如图7－4－9所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．‎ 图7－4－9‎ ‎ 错误1________________________________________________________________________‎ ‎ 错误2________________________________________________________________________‎ ‎ 解析：(1)金属丝的直径为d＝0.5 mm＋17.9×0.01 mm＝0.679 mm.‎ ‎ (2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小，所以电压表选A，电流表选C，滑动变阻器限流式控制电路时，其阻值为待测电阻的2～5倍为好，所以选E.本题难度中等．‎ ‎ 答案：(1)0.679(0.677～0.681 mm均可)‎ ‎ (2)①A　C　E　②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上　错误2：采用了电流表内接法 ‎2．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω.为提高测量的精度，他从 ‎ 图7－4－10器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用Rx表示)的电阻 图7－4－10‎ ‎ A．电源E：电动势为3.0 V，内阻不计 ‎ B．电压表V1：量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ ‎ C．电压表V2：量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ ‎ D．电流表A1：量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω ‎ E．电流表A2：量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω ‎ F．滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω，额定电流2.0 A ‎ G．滑动变阻器R2：最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A ‎ H．开关S一个，导线若干 ‎ (1)实验时电压表选________；电流表选________；滑动变阻器选________(填元件符号)．‎ ‎ (2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号．‎ ‎ (3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件．‎ ‎ (4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.‎ ‎ 答案：(1)B　E　F　(2)见下图　(3)见下图　(4) ‎　　　　 　 ‎ ‎3.在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．按如图7－4－11所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行实验的主要操作过程是：‎ ‎ 第一步：先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.‎ ‎ 第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.‎ ‎ 请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式Rx＝________.‎ 图7－4－11‎ ‎ 解析：第一步对应的等效电路如图(甲)所示．则Rx＋RA＋R1＝ ‎(甲)　　　　　　　　　(乙)‎ ‎ 第二步对应的等效电路如图(乙)所示．则RA＋R1＝，由以上两式求得：Rx＝－.‎ ‎ 答案：－ ‎4．某研究性学习小组设计了如图7－4－12图(1)所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱．‎ 图7－4－12‎ ‎ (1)实验时，闭合K之前应将R的滑片P置于________(填“C”或“D”)端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置________(填“1”或“2”)．‎ ‎ (2)在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图(2)所示(不计由于通电导致的化学变化)．实验中Rx的通电面积为20 cm2，长度为20 cm，用内接法测得Rx的阻值是3 500 Ω，则其电阻率为________ Ω·m.由图中对应曲线________ (填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为________ %(结果保留两位有效数字)．‎ ‎ 解析：对于分压式电路，闭合电键K前要使测量电路电压最小，所以滑动变阻器滑片P应该置于D.电键K1置于1时，电压表直接接在待测电阻两端，属于电流表外接法．由电阻定律Rx＝ρL/S可得电阻率ρ＝RxS/L＝35 Ω·m.因为内接法测得的电阻较大，电阻率也较大．由图中曲线1可知电阻率为35 Ω·m对应的溶液浓度约为0.012.‎ ‎ 答案：(1)D　1　(2)35　1　0.011至0.014间的数据皆可 第5讲 实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎1．在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列 ‎ 器材供选择：‎ ‎ A．待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”‎ ‎ B．电流表(量程3 A，内阻约为1 Ω)‎ ‎ C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)‎ ‎ D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ)‎ ‎ E．电压表(量程15.0 V，内阻约为50 kΩ)‎ ‎ F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)‎ ‎ G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)‎ ‎ H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计)‎ ‎ I．电键及导线等 ‎ (1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变 ‎ 阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可)‎ ‎ (2)请在虚线框内画出实验电路图．‎ 图7－5－5‎ ‎ (3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图7－5－5所示．则电压值为 ‎ ________ V，电流值为________ A，小灯泡的实际功率为________ W.‎ ‎ 解析：待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选 ‎ C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接．‎ ‎ 答案：(1)C　D　G　(2)如解析图所示　(3)1.80　0.33　0.59‎ ‎2．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：‎ ‎ 小灯泡L，“3.8 V、0.3 A”‎ ‎ 电压表V，量程0～5 V，内阻5 kΩ ‎ 电流表A1，量程0～100 mA，内阻4 Ω ‎ 电流表A2，量程0～500 mA，内阻0.4 Ω ‎ 滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流1.0 A ‎ 滑动变阻器R2，最大阻值5 Ω，额定电流0.5 A ‎ 直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω ‎ (1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ;电流表应选 .‎ ‎ (2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。‎ ‎ (3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出如 ‎ 图7－5－6所示的小灯泡的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)(　　)‎ 图7－5－6‎ ‎ 解析：(1)本题变压器采用分压接法，通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R2，则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小，故电流表应当选择A2.‎ ‎ (2)电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法．‎ ‎ (2)随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P＝知B图正确，由P＝I2R知D图正确．‎ ‎ 答案：(1)R1　A2　(2)电路图如解析图所示　(3)BD ‎3．(2010·盐城模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图7－5－7所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：‎ ‎　　　　　　　 ‎ ‎ 图7－5－7 图7－5－8‎ ‎ (1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．‎ ‎ (2)某同学测出电源和小电珠的U－I图线如图7－5－8所示，将小电珠和电阻R串联后接到电源上，要使电路中电流为1.0 A，则R＝________ Ω.‎ ‎ (3)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图7－5－9中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是(　　)‎ 图7－5－9‎ ‎ A．a可以作为标准电阻使用 ‎ B．b能作为标准电阻使用 ‎ C．b的阻值随电压升高而增大 ‎ D．c的阻值随电压升高而增大 ‎ 解析：(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路．‎ ‎ (2)由电源的U－I线知E＝3.0 V，r＝1 Ω，当小电珠与电阻串联后 ‎ 由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r＋R灯)‎ ‎ 又由小电珠的U－I线得R灯＝＝1.2 Ω，解得R＝0.8 Ω.‎ ‎ (3)因a元件的I－U线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A对，B错．因I－U线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对，D错，选A、C.‎ ‎ 答案：(1)g　(2)0.8　(3)AC ‎4．有一个小灯泡上标有“4 V、2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线．现有下列器材供选用：‎ ‎ A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)‎ ‎ C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)‎ ‎ E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)‎ ‎ G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干 ‎ (1)实验时，选用图7－5－10中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________.‎ 图7－5－10‎ ‎ (2)实验中所用电压表应选________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)‎ ‎ (3)把图7－5－11中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．‎ 图7－5－11‎ ‎ 解析：因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用A图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，因15 V的量程太大，读数误差大，小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，电压变化与变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的＝20倍，电压表内阻是小灯泡的＝1 250倍，故电流表采用了外接法．‎ ‎ 答案：(1)描绘灯泡的I—U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据　(2)A　D　E ‎ (3)如下图所示．‎ 第6讲 实验 测定电池的电动势和内阻 ‎1．某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)‎ ‎ A．电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 kΩ) B．电流表A(量程2 mA，内阻约为50 Ω)‎ ‎ C．电阻箱R(0～999.9 Ω) D．开关S一只、导线若干 ‎ (1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：___________________________________________________________.‎ ‎ (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图．‎ ‎ ‎ ‎ (3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图7－6－12中－坐标系中描出了各点，请作出图象．根据图象求得E＝________ V，r＝________ Ω.‎ ‎ 答案：(1)不可行．理由：根据所给数据，电路中电阻箱取最大值，电路中电流大于电流表量程2 mA，故不可行 ‎ (2)如右图所示 ‎ (3)如下图所示　3.6～3.7　9.5～10.5‎ ‎2．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图7－6－13所示的电路．闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图7－6－14所示的M、N两条U－I直线．请回答下列问题：‎ ‎ (1)根据图7－6－14中的M、N两条直线可知(　　)‎ ‎ A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 ‎ B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 ‎ C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的 ‎ ‎ D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的 ‎ (2)图象中两直线交点处电路中的工作状态是(　　)‎ ‎ A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 　　B．电源的输出功率最大 ‎ C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W 　　 D．电源的效率达到最大值 ‎ (3)根据图7－6－14可以求得定值电阻R0＝________ Ω，电源电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.‎ ‎ 答案：(1)BC　(2)AC　(3)2.0　1.50　1.0‎ ‎3.(2010·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35 Ω～55 Ω范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图7－6－15甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω，R0是定值电阻．‎ ‎ (1)实验室备有的保护电阻R0有以下几种规格，本实验应选用(　　)‎ ‎ A．10 Ω，2.5 W B．50 Ω，1.0 W C．150 Ω，1.0 W D．1 500 Ω，5.0 W ‎ (2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7－6－15乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示________．‎ ‎ (3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为________ V，内电阻r为________ Ω.‎ ‎ 解析：(1)当R＝0时，应该有R0＋r≥，即R0≥145 Ω可保证电路中电流小于最大允许电流，R0应该选择C，并且选C后R0消耗的最大功率小于1 W.‎ ‎ (2)/＝I，即回路中的电流．‎ ‎ (3)根据U＝E－Ir①，‎ ‎ I＝②，‎ ‎ 联立①②得：＝ ＋，即：＝0.1；＝.得E＝10 V；r＝50 Ω.‎ ‎ 答案：(1)C　(2)回路中的电流　(3)10　50‎ ‎4．(2009·北京，21)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6 A，内阻rg＝0.1 Ω)和若干导线．‎ ‎ (1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图7－6－16中器件的连接方式，画线把它们连接起来．‎ ‎　　　　　　‎ ‎ ‎ ‎ (2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图7－6－17所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数；再制作R－坐标图，如图7－6－18所示，图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点．请你将与图7－6－17实验数据对应的坐标点也标注在图7－6－18上．‎ ‎ (3)在图7－6－18上把描绘出的坐标点连成图线．‎ ‎ (4)根据图7－6－18描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.‎ ‎ 解析：(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E＝I(R＋r)知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．‎ ‎ (2)由电表可读出此时电流为0.50 A，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点．‎ ‎ (3)剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线．‎ ‎ (4)将欧姆定律的表达式E＝I(R＋r)变形得R＝－r，由此式可知，外电阻和电流的倒数呈线性关系．将图中的直线延长，与纵坐标轴的交点值为－r＝－0.3，则电阻为0.3 Ω，直线的斜率为k＝E＝＝1.5 V.‎ ‎ 答案：(1)见图甲　(2)见图乙　(3)见图乙 ‎ ‎ ‎ (4)1.5(1.46～1.54)　0.3(0.25～0.35)‎ 第4~6讲 实验专项训练 ‎1．如图7－6－19所示，要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：‎ ‎ A．待测电压表V(量程3 V，内阻未知) 　 B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)‎ ‎ C．定值电阻R(阻值2 kΩ，额定电流50 mA) 　D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)‎ ‎ E．多用电表 　 F．开关K1、K2，导线若干 ‎ 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：‎ ‎ (1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100 Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________ Ω.‎ ‎ (2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，合理的理由是___________________________________________.‎ 图7-6-19‎ ‎ (3)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：___________________________________________________________________.‎ ‎ (4)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻RV＝____________.‎ ‎ 解析：(1)题考查欧姆表的读数原理．(2)题考查实验电路图的设计．(3)题考查测量电阻的实验步骤．(4)题考查电阻的计算．根据(3)的实验步骤可以列出方程U1＝U2＋R，解得RV＝R.‎ ‎ 答案：(1)3 000‎ ‎ (2)丙　乙图中电流表的示数太小，误差太大．丙图中R的值与电压表阻值接近，误差小．‎ ‎ (3)闭合K1，再闭合K2，读得电压表示数U1；再断开K2，读得电压表示数U2.(其他表述正确也可)‎ ‎ (4)RV＝R.‎ ‎2.(2009·全国Ⅰ)如图7－6－20所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．‎ ‎ (1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开 的情况下，应当选用多用电表的________挡．‎ ‎ (2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________________________________________________________________________‎ ‎ 可能有故障．‎ ‎ (3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．‎ ‎ 解析：用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．‎ ‎ 答案：(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6‎ ‎ (3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻．如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．‎ ‎3．为了测量电阻Rx的阻值，实验室备有下列器材：‎ ‎ A．待测电阻Rx，阻值约为200 Ω ‎ B．直流电源，电动势约为3 V，内电阻约为0.5 Ω ‎ C．电流表A1，量程10 mA，内阻r＝80 Ω ‎ D．电流表A2，量程20 mA，内阻约为30 Ω ‎ E．定值电阻R0＝180 Ω ‎ F．滑动变阻器R，最大阻值为20 Ω，额定电流1.0 A ‎ G．单刀单掷开关一个，导线若干 图7-6-21‎ ‎ (1)为尽量准确地测出Rx阻值，甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路，如图7－6－21所示，你认为正确的是________．(填“甲”、“乙”或“丙”)‎ ‎ (2)开始实验时，在合上开关S前，滑动变阻器的滑动触头应置于________端(填“a”或“b”)．‎ ‎ (3)按所选的电路进行测量，读出电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2.推导出计算Rx的表达式为Rx＝________.‎ ‎ 答案：(1)乙　(2)b　(3) ‎4．某课题小组通过实验测量淮河水的电阻率．现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V，内阻约100 Ω)，电流表(量程100 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω，1 A)、电池组(电动势E＝12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品．如图7－6－22是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图象．实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图7－6－23所示．‎ ‎　　　　　　　‎ ‎ 请回答下面的问题：‎ ‎ (1)玻璃管内径d的测量值为________ cm；‎ ‎ (2)请在上面的虚线框内画出测量水柱电阻的电路图；‎ ‎ (3)所测水的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字)．‎ ‎ 解析：(1)由游标卡尺的读数规则可知：d＝22＋6×0.1 mm＝2.26 cm. ‎ ‎ (2)因为测量的电压值与电流值是从零开始，故应选用分压电路．因电压表的内阻相对于电流表的内阻更接近于被测电阻，所以应选用电流表内接法．‎ ‎ (3)因为ρ＝，由图象可知：＝2×105 Ω/m.而S＝≈4×10－4 m2，‎ ‎ 所以ρ＝＝80 Ω·m.‎ ‎ 答案：(1)2.26‎ ‎ (2)如右图所示 ‎ (3)80±4‎ ‎5．(1)某多用电表的欧姆挡中间刻度值是“15”，一位同学在用它来测量电阻时，先将选择开关旋至“×10”挡处，然后进行调零，再将两支表笔分别与电阻的两个引线接触，结果指针指在刻度值为“100”至“200”之间，为了使测量更准确，他应该将选择开关旋至________挡处．换挡后必须_____________________________才能进行测量．‎ ‎ (2)图7－6－24中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻．当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2.‎ ‎ ①根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝____________.‎ ‎ ②根据图7－6－24所给出的电路，在图7－6－25的各器件实物图之间补画出连接的导线．‎ 图7-6-25‎ 图7-6-24‎ ‎ 解析：(1)第一次测量时，指针示数过大，所以要选择倍率更大的挡进行测量，所以要选“×100”挡．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零．本题较易．‎ ‎ (2)由第一次测量可得电压表内阻为：RV＝，由于不计电源内阻，所以电流表内阻为：RA＝；由第二次测量可得：R＝－RA，代入即可得：‎ ‎ R＝－.‎ ‎ 答案：(1)×100　重新调零 ‎ (2)①R＝－ ‎ ②连线如图 ‎6．(2009·山东，23)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：‎ 照度(lx)‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ 电阻(kΩ)‎ ‎75‎ ‎40‎ ‎28‎ ‎23‎ ‎20‎ ‎18‎ ‎ (1)根据表中数据，请在图7－6－26给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．‎ 图7-6-27‎ 图7-6-26‎ ‎　　　　　　　　　　‎ ‎ (2)如图7－6－27所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)‎ 提供的器材如下：‎ 光敏电阻RP(符号，阻值见上表)；‎ 直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；‎ 定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；‎ 开关S及导线若干．‎ 解析：根据图表信息，正确作出阻值随照度变化的图象，可知随照度的增加，电阻逐渐减小；第(2)题中，关键信息是1、2两端所加电压升到2 V时就自动启动照明系统，故随着光敏电阻上的照度减弱，其电阻阻值逐渐增加，根据上述特点可设计如图所示的电路图．‎ ‎ 答案：(1)光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如解析图所示．特点：光敏电阻的阻值随照度的增大非线性减小．‎ ‎ (2)见解析图