答案 ACD
5.如图5甲所示,R为电阻箱(0~99.9Ω),置于阻值最大位置,Rx为未知电阻.
(1)断开K2,闭合K1,逐渐减小电阻箱的阻值,得到多组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=1.0A;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=0.8A.根据以上数据可知( ).
图5
A.电源电动势为3.0V
B.电源内阻为0.5Ω
C.Rx的阻值为0.5Ω
D.K1断开、K2闭合时,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=2.0V,A选项错误.R轴截距的绝对值等于内阻r,即r=0.5Ω,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=
-
=0.5Ω,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,电源输出功率增大,当R=0时,电源的输出功率最大,D选项错误.
答案 BC
二、非选择题
6.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.
用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图6甲所示,由图甲可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图乙可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,该电阻的阻值约为________Ω,则该圆柱体的电阻率ρ=________Ω·m.
图6
解析 游标卡尺的读数为(50+0.05×3)mm=50.15mm,螺旋测微器的读数为(4.5+0.01×20.0)mm=4.700mm,多用电表的读数为22.0×10Ω=220Ω
答案 50.15 4.700 220 7.6×10-2
7.在做测量一只蓄电池(电动势约为2.2V,内阻很小)的电动势和内阻的实验时,备有下列器材供选用:
A.定值电阻(阻值已知为R1=1Ω,额定功率约5W)
B.定值电阻(阻值已知为R2=10Ω,额定功率约10W)
C.直流电流表(量程0~0.6A~3A,内阻不能忽略)
D.直流电压表(量程0~3V~15V,内阻较大)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0~1000Ω)
G.电键
H.导线若干
(1)为防止电源短路,用作保护电阻的定值电阻选用________(填“A”或“B”);滑动变阻器选用________(填“E”或“F”).
(2)某同学将选定的器材在实物图7上连线完成了实验电路,闭合电键后无论怎样移动滑片P,发现电压表示数约为2.2V不变,电流表的示数几乎为零,若电路中只有一处故障,则电路故障可能是下述中的________.
A.b、c间断路B.a、b间某点电阻丝断路
C.P与电阻丝未接通D.保护电阻断路
图7
(3)排除故障后,某小组讨论发现图中有一条导线连接错误,请在错误导线上画上“×”,并画出正确接线.
(4)改正错误后按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点如图8,请在图上作出相应图象.则待测蓄电池的电动势E为________V,内阻r为________Ω.(结果均保留三位有效数字)
图8
解析
(1)如用R2=10Ω的定值电阻,则电流过小,与U-I图象不符,无法完成实验,因此应选A.滑动变阻器应选E,因为滑动变阻器F阻值过大,不易调节.
(2)电压表有示数约为2.2V且不变,说明a、c之间断路,选项A、C正确.
(3)由于电源内阻很小,电流表一定内接.
(4)根据作出的图象知,纵轴截距为电动势E=2.20V,(2.10V~2.30V皆可)
k=
=R1+r,所以r=0.500Ω(0.400Ω~0.600Ω皆可).
答案
(1)A E
(2)AC
(3)图线如图所示
(4)2.20(2.10~2.30) 0.500(0.400~0.600)
8.(2013·广东卷,34
(2))图9(a)是测量电阻Rx的原理图,学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为
30.0cm.
图9
(1)根据原理图连接图(b)的实物图.
(2)断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0V时,单位长度电阻丝的电压u=________V/cm,记录此时电流表A1的示数.
(3)保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I,测量6组L和I值,测量数据已在图(c)中标出,写出Rx与L、I、u的关系式Rx=________;根据图(c)用作图法算出Rx=________Ω.
解析
(1)根据原理图,实物连接如图甲所示.
甲
(2)由于电阻丝均匀,故单位长度电阻丝的电压
u=
V/cm=0.1V/cm.
(3)调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤
(2)记录的值相同,即通过电阻丝ac段的电流恒定,则Rx两端的电压与电阻丝的长度成正比,即U=uL,根据欧姆定律得Rx的表达式Rx=
=
.
LI图象如图乙所示.根据L=
I知图象的斜率k=
.由图象知,斜率为k=60cm/A,故Rx=ku=6.0Ω.
乙
答案
(1)见解析图所示
(2)0.1 (3)
6
9.(2013·南通第一次调研)某同学为了测量某电池的电动势E和内阻r,设计了如图10甲所示的电路.已知定值电阻R0=20Ω,电压表V2的内阻很大,可视为理想电压表.
(1)根据图甲所示电路,请在乙图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
图10
(2)实验中,该同学移动滑动变阻器滑片,读出电压表V1和V2的示数U1、U2,数据如下表所示.请根据表格中的数据在图11所示的坐标纸中画出U2-U1的图线.
次数
1
2
3
4
5
6
U1/V
1.0
2.0
3.0
4.0
4.5
5.0
U2/V
16.5
15.2
15.0
12.0
11.1
10.3
图11
(3)由图象可得该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
(4)实验电路测得的电源内阻的阻值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.
解析
(1)如图①
(2)如图②
(3)由闭合电路欧姆定律得U2=E-
U1,
因此纵轴截距表示电动势E,读数为18.0V(17.9~18.3),由斜率意义可得:
=
,
所以r=30.5Ω(29.0~32.0).
(4)V2内阻很大,影响忽略,考虑V1影响,r测=kR0
而r真=kR并,R并为R0与V1内阻并联电阻,因此r测>r真,偏大.
答案
(1)如图①
(2)如图②
(3)18.0V(17.9~18.3) 30.5Ω(29.0~32.0)
(4)偏大