1、专题十 恒定电流 考点 1电路的分析与计算 揭秘热点考向揭秘热点考向 1.2020 全国,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() ABCD 2.2020 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 拓展变式拓展变式 1.2017 浙江 11 月选考,12,3 分小明同
2、学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示, 则这些电器一天消耗的电能约为() 电器消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶2 0001 空调1 2003 电视机1002 节能灯164 路由器924 A.6.110 3 WB.6.110 3 JC.2.210 4 WD.2.210 7 J 2.如图所示,已知电源电动势E=5 V,内阻r=2 ,定值电阻R1=0.5 ,滑动变阻器R2的阻值范 围为 010 . (1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (3)当滑动变阻器的阻值为多大时,
3、电源的输出功率最大?最大功率是多少? 3.2018 江苏,8,4 分,多选如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到 80 V 时,闪 光灯瞬间导通并发光,C放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电.这样不断地充电 和放电,闪光灯就周期性地发光.该电路() A.充电时,通过R的电流不变 B.若R增大,则充电时间变长 C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为 85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 4.2020 年 12 月 19 日,由嫦娥五号采集的重 1 731 克的月球样品正式交接.我国首次 地外天体样品储存、分析和研究工作拉开序幕.嫦娥五号使用的太阳
4、能电池帆板在有 光照时,可以将光能转化为电能,太阳能电池帆板作为电源,其路端电压与干路电流 的关系如图所示,则下列说法正确的是() A.该电池帆板的电动势为 2.80 V B.随着外电路电阻增大,其内阻逐渐增大 C.外电路阻值为 1 k时,电源输出功率约为 3.2 W D.外电路阻值为 1 k时,电源效率约为 36% 考点 2实验:测定金属的电阻率 揭秘热点考向揭秘热点考向 1.2019 天津,9(3),8 分现测定长金属丝的电阻率. 某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是mm. 利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为 100 ,画出
5、实验电路图,并标明器材代号. 电源E(电动势 10 V,内阻约为 10 ) 电流表 A1(量程 0250 mA,内阻R1=5 ) 电流表 A2(量程 0300 mA,内阻约为 5 ) 滑动变阻器R(最大阻值 10 ,额定电流 2 A) 开关 S 及导线若干 某同学设计方案正确,测量得到电流表 A1的读数为I1,电流表 A2的读数为I2,则这段金属丝电 阻的计算式Rx=.从设计原理看,其测量值与真实值相比(填“偏大” “偏小” 或“相等”). 2.2019 江苏,11,10 分某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下: 图甲 (1)螺旋测微器如图甲所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝
6、轻轻地夹在测砧与测微螺杆之 间,再旋动(选填“A” “B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同 时防止螺旋测微器的损坏. (2)选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电 阻丝的直径. (3)如图乙所示,Rx为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图丙所示实物电路 中的正确位置. 图乙图丙 图丁 (4)为测量Rx,利用图乙所示的电路,调节滑动变阻器测得 5 组电压U1和电流I1的值,作出的 U1-I1关系图线如图丁所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得 5 组电压U2和电流I2的值, 数据见下表: U2/V0.501.021.542
7、.052.55 I2/mA20.040.060.080.0 100.0 请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图线. (5)由此,可求得电阻丝的Rx=.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率. 拓展变式拓展变式 1.2015 海南,11,6 分某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高 度,测量结果如图(a)和(b)所示.该工件的直径为cm,高度为mm. 图(a)图(b) 2.2018 天津,9(3),10 分某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为 10 k),除了Rx、开 关 S、导线外,还有下列器材供选用: A.电压表(量程 01 V,内阻约 10 k) B.电压表(量
8、程 010 V,内阻约 100 k) C.电流表(量程 01 mA,内阻约 30 ) D.电流表(量程 00.6 A,内阻约 0.05 ) E.电源(电动势 1.5 V,额定电流 0.5 A,内阻不计) F.电源(电动势 12 V,额定电流 2 A,内阻不计) G.滑动变阻器R0(阻值范围 010 ,额定电流 2 A) (1)为使测量尽量准确,电压表选用,电流表选用,电源选用.(均填 器材的字母代号) (2)画出测量Rx阻值的实验电路图. (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会其 真实值(填“大于” “小于”或“等于”),原因是. 3.山东高考实验室购买了
9、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 mm 2,查得铜的电阻率为 1.710-8 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 ; 电压表:量程 3 V,内阻约 9 k; 滑动变阻器R1:最大阻值 5 ; 滑动变阻器R2:最大阻值 20 ; 定值电阻:R0=3 ; 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 前应将滑片移至端 (填“a”或
10、“b”). (2)在图乙所示的实物图中,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. 图甲图乙图丙 (3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为 0.50 A 时,电压表示数如图丙所示,读数为V. (4)导线实际长度为m(保留 2 位有效数字). 4.2018 浙江下半年选考,18,5 分为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如 图 1 所示的电路. (1)实验时,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接, 发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接(选填“a点” 或 “b点” ),按此连接测量,测量结果(选填 “小于
11、” “等于” 或 “大于” )Rx的真实值. (2)根据实验测得的 6 组数据,在图 2 中描点,作出了 2 条图线.你认为正确的是(选填 “”或“”),并由图线求出电阻Rx=.(保留 2 位有效数字) 图 1 图 2 5.2020 四川德阳高三诊断考试测量电流表 G1的内阻r1的电路如图甲所示.供选择的仪器如 下: A.待测电流表 G1(01 mA,内阻约为 200 ); B.电流表 G2(06 mA,内阻约为 50 ); C.定值电阻R1(300 ); D.定值电阻R2(50 ); E.滑动变阻器R3(0500 ); F.滑动变阻器R4(010 ); G.干电池(1.5 V); H.开关
12、S 及导线若干. (1)定值电阻应选,滑动变阻器应选.(均填器材前对应的字母序号) (2)补全实验步骤: 按电路图连接电路,; 闭合开关 S,移动滑动触头至某一位置,记录 G1、G2的读数I1、I2; 多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2的读数I1、I2; 以I2为纵坐标,I1为横坐标,在图乙中作出相应图线. (3)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式:(用 题中所给字母表示). 6.2016 海南,12,9 分某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的 改装电路. (1)已知表头 G 满偏电流为 100 A,表头上标记的内阻值为 900 .
13、R1、R2和R3是定值电阻. 利用R1和表头构成 1 mA 的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用a、b两个接 线柱,电压表的量程为 1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为 3 V,则根据题给条件,定 值电阻的阻值应选R1=,R2=,R3=. (2)用量程为 3 V,内阻为 2 500 的标准电压表对改装表 3 V 挡的不同刻度进行校准.所用 电池的电动势E为 5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为 50 和 5 k.为方便实验 中调节电压,图中R应选用最大阻值为的滑动变阻器. (3)校准时,在闭合开关 S 前,滑动变阻器的滑动端P应靠近(填“M”或“N”)端. (
14、4)若由于表头 G 上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则 表头 G 内阻的真实值(填“大于”或“小于”)900 . 7.2016 全国,23,9 分某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内阻(内 阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值 99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻 值 50 ),滑动变阻器R2(最大阻值 5 k),直流电源E(电动势 3 V),开关 1 个,导线若干. 实验步骤如下: 按电路原理图(a)连接线路; 将电阻箱阻值调节为 0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关 S; 调节
15、滑动变阻器,使电压表满偏; 保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为 2.00 V,记下电阻箱的 阻值. 回答下列问题: (1)实验中选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”). (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线. 图(b) (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0 ,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不 变.计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位). (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为 (填正确答案标号). A.100 AB.250 AC.500 AD.1 mA 考点 3实验:描绘小电珠的伏安特性曲线 揭秘热点
16、考向揭秘热点考向 2020 江苏,10,8 分某同学描绘一种电子元件的I-U关系图像,采用的实验电路图如图甲所 示,为电压表,为电流表,E为电源(电动势约 6 V),R为滑动变阻器(最大阻值 20 ),R0 为定值电阻,S 为开关. (1)请用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路连接完整. 图甲图乙 (2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表: 电压U/V 0.000 0.250 0.500 0.650 0.700 0.725 0.750 电流 I/mA 0.000.100.250.601.704.307.50 图丙 请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的I-U图线. (3)根据作
17、出的I-U图线可知,该元件是(选填“线性”或“非线性”)元件. (4)在上述测量中,如果用导线代替电路中的定值电阻R0,会导致的两个后果是. A.电压和电流的测量误差增大 B.可能因电流过大烧坏待测元件 C.滑动变阻器允许的调节范围变小 D.待测元件两端电压的可调节范围变小 拓展变式拓展变式 1.2020 全国,23,10 分某同学要研究一小灯泡 L(3.6 V,0.30 A)的伏安特性.所用器材有: 电流表 A1(量程 200 mA,内阻Rg1=10.0 )、电流表 A2(量程 500 mA,内阻Rg2=1.0 )、定值电 阻R0(阻值R0=10.0 )、滑动变阻器R1(最大阻值 10 )、
18、电源E(电动势 4.5 V,内阻很小)、 开关 S 和若干导线.该同学设计的电路如图(a)所示. (1)根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线. (2)若I1、I2分别为流过电流表 A1和 A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压 U=,流过小灯泡的电流I=.为保证小灯泡的安全,I1不能超过mA. (3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零.逐次改变滑动变阻器滑片位 置并读取相应的I1和I2.所得实验数据在下表中给出. I1/mA325585125 144 173 I2/mA 171 229 299 379 424 470 根据实验数据可算得,当I1
19、=173 mA 时,灯丝电阻R=(保留 1 位小数). (4)如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电 阻的阻值不能小于(保留 1 位小数). 2.2021 浙江绍兴诊断性测试(1)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中: (i)为完成实验,在图甲提供的实验器材中,除了以外,还需要(填图中序号), 共需要根导线; 图甲图乙 (ii)小灯泡的规格是“2.5 V,0.75 W”,某次测量时电流表和电压表的示数如图乙所示,则电 流I=A,电压U=V. (2)在学习了伏安法测电阻后,小明用电流表内接法和外接法分别测量了同一个定值电阻的电 流、电压,并将得到的数据
20、描绘到U-I图上,如图丙所示. 图丙 (i)其中“”组数据对应滑动变阻器的(填“分压”或“限流”)接法; (ii)在图中,由电流表外接法得到的数据点是用(填“ ”或“”)表示的. 考点 4实验:测定电源电动势和内阻 揭秘热点考向揭秘热点考向 1.2020 天津,9(2),6 分某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果 尽量准确. 电压表(量程 03 V,内阻约为 3 k) 电流表(量程 00.6 A,内阻约为 1 ) 滑动变阻器(020 ,额定电流 1 A) 待测电池组(电动势约为 3 V,内阻约为 1 ) 开关、导线若干 该小组连接的实物电路如图甲所示,经仔细检查,发现电
21、路中有一条导线连接不当,这条导线 对应的编号是. 图甲图乙 改正这条导线的连接后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端(填“a”或者“b”). 实验中发现调节滑动变阻器时,电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显.为了解决这 个问题,在电池组负极和开关之间串联一个阻值为 5 的电阻,之后该小组得到了几组电压表 读数U和对应的电流表读数I,并作出U-I图像,如图乙所示.根据图像可知,电池组的电动势为 V,内阻为.(结果均保留两位有效数字) 2.2020 北京,16,9 分用图 1 所示的甲、 乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为 1 ). 其中R为电阻箱,电流表的内
22、电阻约为 0.1 ,电压表的内电阻约为 3 k. (1)利用图 1 中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图 2 中虚线框所示 “等效电源” 的电动势E和内电阻r.若电流表内电阻用RA表示,请你用E、r和RA表示出E、 r,并简要说明理由. (2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中 图 3 由电表内电阻引起的实验误差.在图 3 中,实线是根据实验数据(甲:U=IR,乙:I=)描点作图得 到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的 理想情况).在图 3 中,对应甲电路分析的U-I图像是:;对应乙电路分析的U-I图像 是:. (3)综合
23、上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图 1 中的 (填“甲”或“乙”). 拓展变式拓展变式 1.2020 浙江 7 月选考,18,7 分某同学分别用图 1 甲和图 1 乙的电路测量同一节干电池的电 动势和内阻. (1)请在虚线框中画出图 1 乙的电路图; 甲乙 图 1 (2)某次测量时电流表和电压表的示数如图 2 所示,则电流I=A,电压U=V; (3)实验得到如图 3 所示的两条直线,图中直线对应电路是图 1(选填“甲”或 “乙”); (4)该电池的电动势E=V(保留三位有效数字),内阻r=(保留两位有效数 字). 图 2 图 3 2.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果
24、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.实验室中恰好有一块零刻度在表盘中央 的双向电压表,该同学便充分利用该电压表,设计了如图甲所示的实验电路图,既能实现对该 电压表内阻的测量,又能利用该电压表完成对水果电池组电动势和内阻的测量.该同学用到的 实验器材有:待测水果电池组(电动势约 4 V、内阻约 50 ),双向电压表(量程为 02 V、内阻 约为 2 k),电阻箱(阻值为 09 999 ),滑动变阻器(阻值为 0200 ),一个单刀双掷开关 及若干导线. (1)该同学按图甲所示电路图连接好电路后,首先测量了电压表内阻.请完善测量电压表内阻
25、的实验步骤. 将R1的滑动触片滑至最左端,将开关 S 拨向 1 位置,将电阻箱阻值调为零; 调节R1的滑动触片,使电压表示数达到满偏电压Umax; 保持R1的滑动触片位置不变,调节R2,使电压表的示数达到,读出电阻箱的阻值,记为R0, 则电压表的内阻RV=. (2)若测得电压表内阻为 2 k,可分析此测量值(填“大于” “等于”或“小于”)真 实值. (3)接下来测量水果电池组的电动势和内阻,实验步骤如下: 将电阻箱阻值调至最大,将开关 S 拨至(填“1”或“2”)位置,将R1的滑动触片移 到最(填“左”或“右”)端,不再移动; 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U
26、和电阻箱的阻值R; 重复步骤,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值. (4)根据(3)中记录的数据,作出-图像,如图乙所示,图像的纵截距为b,斜率为k,则水果电池 组的电动势为,内阻为. 3.2018 海南,12,12 分某同学利用图(a)中的电路测量电流表的内阻RA(约为 5 )和直流 电源的电动势E(约为 10 V).图中R1和R2为电阻箱,S1和 S2为开关.已知电流表的量程为 100 mA,直流电源的内阻为r. (1)断开 S2,闭合 S1,调节R1的阻值,使满偏;保持R1的阻值不变,闭合 S2,调节R2,当R2的阻值 为 4.8 时的示数为 48.0 mA.忽略 S2闭合后电路中
27、总电阻的变化,经计算得RA= ;(保留 2 位有效数字) (2)保持S1闭合,断开S2,多次改变R1的阻值,并记录电流表的相应示数.若某次R1的示数如图(b) 所示,则此次R1的阻值为; 图(a)图(b)图(c) (3)利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I,作出I -1-R 1图线,如图(c)所示.用电源的电动 势E、 内阻r和电流表内阻RA表示I -1随 R1变化的关系式为I -1= .利用图(c)可求得E= V.(保留 2 位有效数字) 4.某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量蓄电池的电源电动势和内电阻. U2/V5.0 4.5 4.0 3.2 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.
28、66 1.00 1.33 1.80 2.00 2.32 2.68 (1)定值电阻R1=20 ,连接好电路,闭合开关 S,改变滑动变阻器滑片位置,发现电压表 V1有读 数,电压表 V2始终无读数,经检查发现电路中存在断路故障,则该故障可能在(选填 “ab” 、 “bc”或“cd”)两点间.(已知连接电表的导线都是正常的) (2)排除故障后,闭合开关 S,调节滑动变阻器的阻值,记录多组电压表的示数U1、U2,如上表所 示,请根据表中数据在图乙中作出U2-U1图像. (3)由U2-U1图像可知,电源电动势E=V,内阻r=.(结果均保留两位有效数 字) (4)为减小系统误差,R1可以选择比上述(填“较
29、大” 、 “较小”)一些的阻值. 考点 5实验:练习使用多用电表 揭秘热点考向揭秘热点考向 2017 全国,23,9 分图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R1、 R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G 的满偏电流为 250 A,内阻为 480 .虚 线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该多用电表有 5 个挡位,5 个挡位为:直流 电压 1 V 挡和 5 V 挡,直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡,欧姆100 挡. 图(a)图(b) (1)图(a)中的A端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接. (2)关于R6的使用,下列说法正确的是
30、(填正确答案标号). A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1+R2=,R4=. (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读 数为;若此时B端是与“3”相连的,则读数为;若此时B端是与“5”相连的,则 读数为.(结果均保留 3 位有效数字) 拓展变式拓展变式 1.在“练习使用多用电表”的实验中: (1)如图甲为一正在测量中的多用电表表盘.甲同学利
31、用多用电表的直流 50 mA 挡测量电流,则 读数为mA. (2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时,他用电阻“100”挡测量时发现指针偏转角度过 小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为(填 写选项前的字母). A.将选择开关旋转到电阻挡“1 k”的位置 B.将选择开关旋转到电阻挡“10 ”的位置 C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ” (3)丙同学想设计一个实验,测量多用电表“1 ” 挡的内部总电阻和内部电源的电动势. 指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成.给定的
32、器材有: 待测多用电表,量程为 100 mA 的电流表,最大电阻为 20 的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若 干.实验过程如下. 实验前将多用电表调至“1 ”挡,将红、黑表笔短接,调节旋钮,使指针指向电阻的零刻 度. 用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图乙的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图乙电路连接完 整. 调节滑动变阻器,读出多用电表示数R、 毫安表示数I,求出电流倒数 ,记录在下面的表格中, 请根据表格数据在图丙的坐标系中描点作图. R/4710141820 I/10 -3 A 8.0 67.0 60.0 52.0 45.0 43.0 /A -1 12.8 14.9 16.7 19.2 22.2
33、 23.2 请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为V,内部总电阻为.(结果保 留三位有效数字) 电流表存在一定的内阻,这对实验结果(填“有影响”或“无影响”). 2.某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表,其电路图如图甲所示.其中电池的电动势E=1.5 V, 内阻可忽略不计;表头 G 的量程Ig=60 A,内阻Rg=2 k,表头的表盘如图乙所示. (1)开关 S1拨至“1 k”挡,将滑动变阻器R0滑片调到最左端. 将红、黑表笔短接,此时表头的读数如图乙所示,该读数为A.由此可知,滑动变阻 器R0的最大阻值为k(结果保留 2 位有效数字). 调节滑动变阻器R0的滑片位置,使电表指针满偏. 将被测电
34、阻Rx接在红、黑表笔之间,此时电表指针指向 20 A 处,则该被测电阻的阻值为 k(结果保留 2 位有效数字). 根据上述原理,将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度,即做成一个欧姆表. (2)图中R3的阻值为k(结果保留 3 位有效数字). (3)电池使用一段时间后电动势E减小为 1.44 V,改装后的欧姆表仍可以调零.若某次测量结果 的读数为 50 k,则该被测电阻的真实阻值是k;若测量结果的读数为 25 ,则该 被测电阻的真实阻值是.(结果均保留 2 位有效数字) 3.如图所示,已知黑箱外有A、B、C三个接线柱,黑箱内有一个定值电阻和一个二极管,它们的 两端都直接接在接线柱上.用多用电
35、表依次测三个接线柱间的阻值,结果如下表所示.请判定 黑箱内的结构. 红表笔AABCCB 黑表笔BCCBAA 阻值/ 100 15050 2 0002 100 100 答案 专题十 恒定电流 考点考点 1 1电路的分析与计算电路的分析与计算 1.A由题图(b)可知,在 01 s 时间内,电容器两极板之间电压为零,说明电容器没有充放电, 电路中没有电流,根据欧姆定律可知电阻R两端电压为零;在 12 s 时间内,电容器两极板之间 电压均匀增大,根据I1=C,可知电路中有恒定电流对电容器充电,则电阻R两端电压也恒 定且为=I1R;在 23 s 时间内,电容器两极板之间电压恒定且不为零,说明电容器带电荷
36、量不 变,电路中没有电流,电阻R两端电压为零;在 35 s 时间内,由I2=,t2=2t1,=I2R可 知,=2,又电容器充放电时电流反向,综合分析选项 A 正确. 2.ABD开关 S 闭合,电机工作,外电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知总电流增大,电 源的内阻分压增大,路端电压减小,则车灯两端的电压减小,流过车灯的电流减小,A、B 正确,C 错误;由P=EI可知,由于电路的总电流增大,则电源的总功率增大,D 正确. 1.D根据公式W=Pt及表可知,这些电器一天消耗的电能为W=2 kW1 h+1.2 kW3 h+0.1 kW 2 h+0.016 kW4 h+0.009 kW24 h=6.
37、08 kWh,又知 1 kWh=3.610 6 J,可得W2.210 7 J, 选项 D 正确. 2.(1)R2=0 时,电阻R1消耗的功率最大,最大功率是 2 W. (2)R2=2.5 时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是 2.5 W. (3)R2=1.5 时,电源的输出功率最大,最大功率是 3.125 W. 解析:(1)定值电阻R1消耗的电功率为P1=I 2R 1= ,可见当滑动变阻器的阻值R2=0 时,R1 消耗的功率最大,最大功率为P1 max=2 W. (2)将定值电阻R1看作电源内阻的一部分,则电源的等效内阻r=R1+r=2.5 ,故当滑动变阻器 的阻值R2=r=2.5 时,滑
38、动变阻器消耗的功率最大,最大功率为P2 max=2.5 W. (3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当R1+R2=r,即R2=r-R1=(2-0.5) =1.5 时,电源 有最大输出功率,最大功率为P出 max= =3.125 W. 3.BCD充电时,通过R的电流逐渐减小,选项 A 错误;若R增大,充电的最大电流减小,电容器 充电时间变长,选项 B 正确;若C增大,电容器充满电后所带的电荷量增多,则闪光灯闪光一次 通过的电荷量增大,选项 C 正确;若E减小为 85 V,此时E仍大于闪光灯导通所需要的电压,所 以电容器充满电后电压仍然等于闪光灯导通所需要的电压,所以闪光灯闪光一次通过的电荷
39、量不变,选项 D 正确. 4.A在电源的路端电压与干路电流的关系图像中,图线与纵轴的交点表示电动势,所以由题 图可知该电池帆板的电动势为 2.80 V,A 正确.由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知内阻r=,取 外电路电阻R1R2,两电阻的U-I图线与原图线(如图甲所示)分别交于P1、P2,则r1=为E与 P1连线的斜率,r2=为E与P2连线的斜率,由分析可知r1P电=2.5 W,D 错误. 4.BtA对应的电阻小,由闭合电路欧姆定律I=可知,对应电路中的电流大,应标在电流较大 的刻度上.由于金属丝电阻随温度变化的关系式为R=kt+b,结合I=得I=,故温度与电流 是非线性关系,选项 B 正确.
40、 5.D由于理想电流表内阻为零,若A、B、C均为电流表,两个灯将被短路,均不亮,A 错误.由于 理想电压表内阻无穷大,若A、B、C均为电压表,电路中电流为零,两个灯均不亮,与题不符,B 错误.B为电流表,A、C为电压表时,两灯串联电流相等,A、C电压之比为 1:3,则两灯功率之比 为 1:3,C 错误;A、C为电流表,B为电压表,两灯并联,两灯能同时正常发光,功率之比为 3:1,D 正确. 考点考点 2 2实验实验: :测定金属的电阻率测定金属的电阻率 1.(1)4.713(4.7114.715 均可,2 分)(2)b(2 分)(3)如图甲所示(2 分)(4)如图乙所示(2 分)1.0(0.8
41、81.1 均可,2 分) 解析:(1)由螺旋测微器的读数规则可知,该圆柱体的直径为 4.5 mm+21.30.01 mm=4.713 mm. (2)为了保护实验器材,在开关 S 闭合前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,所以开关 S 闭 合前应将滑动变阻器的滑片移至b端. (3)根据电路图将实物图连线补充完整,如图甲所示. (4)舍掉误差较大的点,将坐标系中其余各点用一条直线连接起来,如图乙所示,则图线的斜率 大小为该电阻R与定值电阻R0的阻值之和,可得R=1.0 . 2.(1)“10”(1 分)短接(1 分)50(1 分)(2)电路图见解析(2 分)(3)9.0(9.00.3 均 可,2 分
42、)小于(1 分)螺旋测微器(2 分) 解析:(1)指针偏转过大,说明所选电阻挡的倍率太大,换用更小的“10”挡即可;进行欧姆调 零过程中,需要将红、黑表笔短接;欧姆表读数为表盘示数乘以倍率,所以读数为 510 =50 . (2)电压从零开始调节,所以滑动变阻器采用分压式接法接入电路,待测电阻和电表内阻满足 ,可知电压表的分流较小,所以电流表采用外接法,连接电路如图所示. (3)根据图像可知x=0时,Ra+Rb=48.0 ,当x=0.3 m时,Rb=39.0 ,所以导线a的电阻为Ra=9.0 ;根据电阻定律R=可知Ra=9.0 =a、Rb=39.0 =b,可知U1,选项 C 正确;当滑动变阻器R
43、接入电路中的阻值变小 时, 变小,而由前面分析有=r+R1,所以不变,选项 D 错误. 2.B盐水柱水平均匀地拉伸到原长的 1.2 倍,则其横截面积变为原来的,由电阻定律R= 可 知,盐水柱的阻值变为原来的 1.44 倍,C 错误;由闭合电路欧姆定律I=可知,通过盐水柱的电 流减小,电源内阻上的分压减小,则盐水柱两端的电压增大,A 错误,B 正确;盐水柱消耗的电功 率为P=I 2R= ,显然消耗的电功率不是原来的 1.44 倍,D 错误. 3.C当接线柱 1、 2 接入电路时,电流表与R1并联,根据串、 并联规律可知,电流表满偏时, 流过R1的电流为 1.2 A,故量程为 1.2 A+0.6
44、A=1.8 A,则每一小格表示 0.06 A,故 A、B 错误; 当接线柱 1、3 接入电路时,电流表与R1并联后与R2串联,R2对电流表量程没有影响,因此电 流表的量程仍为 1.8 A,故每一小格仍表示 0.06 A,故 C 正确,D 错误. 4.AC滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,则电路中的总阻值变大,总电流变 小,由P=I 2R 可知电阻R1消耗的功率变小,选项 D 错误.电路中总电流变小,电阻R1和电源内阻r 的分压变小,则R2的分压变大,即电压表的示数变大,电容器两端电压变大,故灵敏电流计中有 从b到a的电流,选项 B 错误,C 正确.电容器两端电压变大,两极板中的电
45、场强度变大,带电油 滴受到的向上的电场力变大,油滴会向上运动,选项 A 正确. 5.(1)A(2 分)(2)半导体材料(1 分)(3)越大(1 分)40.0(2 分) 解析:(1)元件Z电阻较小,故用伏安法测量时,电流表应外接;另外元件Z中两端电压要求从零 逐渐增大,故滑动变阻器应采用分压式接法,所以电路图 A 正确. (2)由元件Z的I-U图线可知,其电阻随电流的增大而减小,而电流越大,温度越高,所以元件Z 为半导体材料. (3)由题图 c 可知,温度越高,热敏电阻阻值越小,电路中的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路 中电流越大,R0两端的电压越大,即电压表示数越大;闭合开关后,电压表示数为
46、0.45 V,所以电 路中电流I1= =0.03 A,而热敏电阻两端的电压UR=E-U1=1.05 V,所以热敏电阻阻值R= =35 , 结合题图 c 可知,热敏电阻此时的温度为 40.0 . 6.(A)电压表的量程太大,指针偏角太小(2 分). (B)滑动变阻器不能将电流控制在电流表的量程范围内(2 分). (C)当的读数大于量程的 时,的量程不够(2 分). (D)符合要求,r1的表达式r1=,其中I1是电流表的电流,I2是电流表的电流,r2是电流表 的电阻(2 分). 7.(1)否(2 分)1.80(2 分)5.0(4.85.2 均可,2 分)(2)2.710 -2(2.510-22.9
47、10-2均 可,3 分) 解析:(1)由U-I图线的斜率等于电源的内阻,可知电源内阻不是固定值;由题图丙可知,电压表 所选的量程为 3.0 V,而分度值为 0.1 V,则读数为 1.80 V;由题图丁中读出,此时电路中的电流 为 220 mA,因电源的电动势为E=2.90 V,可得此时电源的内阻r=5.0 . (2)在实验一中,当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为 2.0 V,可得此时的电流为 200 mA, 则滑动变阻器的阻值为R=(-5.0) =5.0 ;在实验二中滑动变阻器仍为该值时,外电路电 阻为R外=R+R0=10 ,将外电路电阻的U-I图线画在此电源的U-I图像中,如图所示.直线与
48、图 线b的交点的横坐标为电路此时的工作电流,I=74 mA,则滑动变阻器消耗的电功率为 P=I 2R=0.07425 W=2.710-2 W. 8.(1)分压(2 分)(2)如图甲所示(2 分)(3)如图乙所示(2 分)(4)1.8210 3(1.83103也 可,2 分)(5)如图丙所示(2 分) 图甲图乙 图丙 解析:(1)两电压表内阻均已知,且比滑动变阻器的最大阻值大得多.如果滑动变阻器采用限流 接法,滑动变阻器的滑片移动时,电压表的示数不会有较大范围的改变,故滑动变阻器只能采 用分压接法. (4)根据实验电路图,则有Rx=,变形得U2=U1,则图线的斜率为k=,根据U2-U1图像可 得
49、斜率k=1.605,则有 1.605=,代入数据解得Rx=1.8210 3 . (5)因待测电阻Ry(阻值约为 700 )的阻值较小,若仍与电压表 V1串联,则所分得的电压过小, 计算过程中产生的误差较大,故待测电阻Ry应与其中一个电压表并联,由于电源电动势只有 6 V, 为让待测电阻分得较大电压,待测电阻Ry应与电压表V2并联,再与电压表V1串联,故改进后的电 路图如图丙所示. 9.(1)E(1 分)(2)F(1 分)防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏,同时方便测量(2 分) (3)如图所示(2 分)5.07(1 分) 0.11(1 分) 解析:(1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流,依照
50、安全性和方便性原则应选 E. (2)R0作为保护电阻,除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外,还要方便测量,因此不 能选 G,只能选 F. (3)由E=U+Ir可知,充电宝的电动势为E=5.07 V,U-I图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小, 则内阻为r=0.11 . 10.(1)红(1 分)(2)B(2 分)D(2 分)(3)45(3 分) 解析:(1)根据“红进黑出”可知题图中a为红表笔. (2)将电流表改装成中央刻度为 15,倍率为“1”的欧姆表,即欧姆表的内电阻为 15 ,通过 的电流最大值为Ig=0.1 A,所以应该选择量程为 0100 mA 的电流表,即选择 B;为方便测量,
