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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题九,恒定电流,考点,1,电路的基本规律和概念,1 2022,重庆七校联考,两电阻,R,1,、,R,2,的,U-I,图线如图所示,则下列说法正确的是,A.,R,1,R,2,=,1,4,B.,R,1,R,2,=,4,1,C.,将,R,1,与,R,2,串联后接在电源上,则通过它们的电流之比,I,1,I,2,=,1,4,D.,将,R,1,与,R,2,并联后接在电源上,则通过它们的电流之比,I,1,I,2,=,4,1,题组,1,电路的基本概念与串并联,答案,1.B,U-I,图线的斜率表示电阻值,由题图可知,R,1,、,R,2,的图线都是一条倾斜的直线,表示两者都是定值电阻,故,则,R,1,R,2,=,4,1,故,A,错误,B,正确,;,串联电路中电流处处相等,故,C,错误,;,根据并联分流特点,支路电流与支路电阻值成反比,所以,I,1,I,2,=,1,4,故,D,错误,.,2,2022,广东测试,(,多选,),离地面高度,5,.,0,10,4,m,以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,.,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度,5,.,0,10,4,m,处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为,3,10,5,V,.,已知雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为,1,.,8,10,3,C,地球表面积近似为,5,.,0,10,14,m,2,则,A.,该大气层的等效电阻约为,600 ,B.,该大气层的平均漏电电流约为,1,.,8,10,3,A,C.,该大气层的平均电阻率约为,1,.,7,10,12,m,D.,该大气层的平均电阻率约为,1,.,7,10,8,m,题组,2,对电阻定律的理解与应用,答案,2.BC,该大气层的平均漏电电流约为,该大气层的等效电阻为,故,A,错误,B,正确,;,根据,可得,该大气层的平均电阻率为,故,C,正确,D,错误,.,3 2022,安徽联考,取两根完全相同的电阻丝,第一次将两根电阻丝串联,两端加电压,U,时,经,t,1,时间产生的热量为,Q,;,第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后再并联,两端加相同的电压,U,经,t,2,时间产生的热量为,2,Q.,则,t,1,t,2,为,A.41B.21C.12D.14,题组,2,对电阻定律的理解与应用,答案,3.C,设第一次两电阻丝电阻均为,R,则第一次经,t,1,时间产生的热量,;,设电阻丝均匀拉长一倍后电阻为,因为长度变为原来的二倍,体积不变,故横截面积变为原来的一半,则,则第二次经,t,2,时间产生的热量,解得,故选,C.,4 2022,浙江三市检测,一款可充电小型电扇铭牌信息如表中所示,.,已知该电扇的电动机内阻为,0,.,5 ,下列说法正确的是,A.2 000 mAh,指的是电池充满电时的电能,B.,充满电后理论上电扇可以运行,20 h,C.,电扇的额定电流为,10 A,D.,电动机的效率为,90,%,题组,3,电功,电功率,焦耳定律,答案,4.D,电能是能量,单位是,J,电池容量的单位是,mAh,根据电荷量公式,q=It,可知,电池容量表示的是电荷量的多少,故,A,错误,.,由公式,P=UI,可得,电扇正常工作时的电流为,1 A,由公式,q=It,可知,可以运行,2 h,故,B,、,C,错误,.,电动机正常工作时的热功率为,P,r,=I,2,r=,0,.,5 W,所以其效率为,=,=,=,90,%,故,D,正确,.,品名,:,充电电扇,型号,:,额定电压,:5 V,额定功率,:5 W,净重,:380 g,电池容量,:2 000 mAh,5 2022,湖北八校联考,(,多选,),在如图甲所示的电路中,电源电动势为,3,.,0 V,内阻不计,L,1,、,L,2,为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R,为定值电阻,阻值为,7,.,5 ,.,当开关,S,闭合后,A.L,1,的电阻为,B.L,1,消耗的电功率为,7.5 W,C.L,2,的电阻为,7.5 ,D.L,2,消耗的电功率为,0.3 W,题组,3,电功,电功率,焦耳定律,题组,3,电功,电功率,焦耳定律,答案,5.BC S,闭合后,L,1,两端的电压,U,1,为,3,.,0 V,由题中乙图可知,通过,L,1,的电流为,I,1,=,0,.,25 A,故,L,1,的功率为,P,1,=U,1,I,1,=,0,.,75 W,L,1,的电阻,R,1,=,=,12 ,选项,A,、,B,均错误,;,在题图乙上作出定值电阻,R,的伏安特性曲线如图,由于定值电阻,R,和,L,2,串联,所以通过两者的电流相等,两图线的交点表示此时,L,2,、定值电阻,R,两端的电压与通过的电流的大小,由图知,L,2,两端的电压为,U,2,=,1,.,5 V,流过,L,2,的电流为,I,2,=,0,.,2 A,所以,L,2,的电阻为,R,2,=,=,=7.5 ,L,2,消耗的电功率为,P,2,=U,2,I,2,=,1,.,5,0,.,2 W=0.3 W,选项,C,、,D,正确,.,考点,2,闭合,电路的欧姆定律,必备知识 新题精练,1 2022,天津五校联考,如图所示,图线,是硅光电池在某光照强度下路端电压,和电流,的关系图象,(,电池内阻不是常量,),图线,是某电阻,的,图象,.,在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为,A.5.5 B.7.0 C.12.0 D.12.5 ,题组,1,对闭合电路的欧姆定律的理解,答案,1.A,根据闭合电路欧姆定律可得,当电流为,0,时,路端电压等于电源电动势,则由题图可知,根据图线交点可知,电阻,R,两端的电压为,2,.,5 V,时,电流为,0,.,2 A,则硅光电池的内阻,故,A,正确,BCD,错误,.,2 2022,江苏南京调研,在如图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定,R,为定值电阻,R,1,、,R,2,为可变电阻,C,为电容器,.,闭合开关,S,后,能使电容器带电荷量增加的方法是,A.,将电容器两极板间的距离减小一些,B.,将电容器的两极板错开一些,C.,减小,R,1,的阻值,D.,减小,R,2,的阻值,题组,1,闭合电路的欧姆定律,题组,1,闭合电路的欧姆定律,答案,2.A,根据电容的定义式,C=,可知,Q=CU,在电容器两极板间电势差不变的情况下,增大电容器的电容可以增大电容器的带电荷量,根据平行板电容器电容的决定式,C=,可知,增大正对面积,S,或减小两极板间距离,d,均可以增大电容器的电容,故选项,A,正确,B,错误,;,在电容器电容不变的情况下,增大两极板间的电势差也可以增大电容器的带电荷量,根据电路图可知电容器与可变电阻,R,1,串联,此时,R,1,相当于一根导线,故,R,1,的变化对电容器没有影响,根据电路图可知电容器与可变电阻,R,2,并联,故两极板间的电势差等于,R,2,两端的电压,由欧姆定律可得,U=,R,2,=,当,R,2,减小时,U,减小,故选项,C,、,D,错误,.,3 2022,北京东城区模拟,一个迷你型电风扇安装有小直流电动机,其线圈电阻为,R,M,额定电压为,U,额定电流为,I,将它与电动势为,E,、内阻为,r,的直流电源相连,电动机恰好正常工作,则,A.,电动机的总功率为,I,2,R,M,B.,电源的输出功率为,EI,C.,电动机输出的机械功率为,UI,D.,通过电动机的电流为,题组,2,非纯电阻电路,答案,3.D,电动机正常工作,其两端电压为,U,通过的电流为,I,又电风扇为非纯电阻元件,则电动机消耗的总功率为,P,总,=UII,2,R,M,故,A,错误,;,电源的输出功率等于电动机的输入功率,为,P,出,=UI,故,B,错误,;,电动机消耗的热功率为,P=I,2,R,M,电动机输出的机械功率为,P,机,=UI-I,2,R,M,故,C,错误,;,根据闭合电路欧姆定律有,E=U+Ir,可得电流为,I=,故,D,正确,.,4 2022,辽宁沈阳联考,如图为一玩具起重机的电路示意图,.,电源电动势为,6 V,、内阻为,0,.,5 ,电阻,R=,2,.,5 ,当闭合开关,电动机以,0,.,5 m/s,的速度匀速向上提升一质量为,320 g,的物体时,(,不计一切摩擦阻力,g=,10 m/s,2,),标有,“3 V,0,.,6 W”,的灯泡恰好正常发光,.,则电动机的内阻为,A.1.25 B.3.75 ,C.5.625 D.1 ,题组,2,非纯电阻电路,答案,4.A,设整个闭合回路的干路电流为,I,、流过灯泡的电流为,I,1,、流过电动机的电流为,I,2,、灯泡两端的电压为,U,根据闭合电路欧姆定律可得,I=,=,1 A,流过灯泡的电流,I,1,=,=,0,.,2 A,则流过电动机的电流,I,2,=I-I,1,=,0,.,8 A,对电动机根据能量守恒定律有,UI,2,t=,r,电,t+Fvt,即,UI,2,=,r,电,+mgv,解得,r,电,=,1,.,25 ,故,A,正确,.,【规律总结】,非纯电阻电路功率问题的分析技巧,在非纯电阻电路的计算中,要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上,只有在输出功率为零时,(,此时电路变为纯电阻电路,),两者才相等,.,但是,无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是,I,2,R.,处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用,“,电功,=,电热,+,其他能量,”,寻找能量关系求解,.,5 2022,山西运城测试,(,多选,),如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,电表均为理想电表,.,闭合开关后,电路处于稳定状态,下列说法正确的是,A.,灯泡,突然变亮,可能因为电阻,R,发生了短路,B.,灯泡,突然变亮,可能因为电阻,R,发生了短路,C.,电流表的示数突然变大,可能因为电容器被击穿,D.,电压表的示数突然变小,可能因为灯泡,的灯丝烧断,题组,3,电路的故障问题,答案,5.AC,若电阻,R,发生短路,电路左侧三元件并联部分电阻为零,分得的电压为零,灯泡,L,1,熄灭,灯泡,L,2,两端的电压变大,故,L,2,突然变亮,A,正确,B,错误,;,电容器被击穿短路可使得电路总电阻变小,总电流变大,电流表的示数变大,C,正确,;,若灯泡,L,2,的灯丝烧断,则电压表的示数将接近于电源电动势,故而示数增大,D,错误,.,关键能力 强化提升,1 2022,山西太原考试,如图所示的闭合电路中,电源的电动势为,E,、内阻为,r,R,1,为滑动变阻器,R,2,为定值电阻,.,电路中灯泡,A,和灯泡,B,都正常发光,.,下列分析正确的是,A.,将,R,1,的滑动触头向左移动,则,A,灯变亮、,B,灯变暗,B.,将,R,1,的滑动触头向右移动,则,A,灯变暗、,B,灯变亮,C.,若,A,灯、,B,灯均变暗,则可能,R,1,断路,D.,若,A,灯变暗、,B,灯变亮,则可能,R,2,断路,答案,1.D,可将题图等效为如图所示的电路图,将,R,1,的滑动触头向左移动,则,R,1,接入电路的阻值减小,总,电阻减小,总电流变大,路端电压减小,则,A,灯、,B,灯两端电压都减小,则两灯都变暗,;,同理可判断,将,R,1,的滑动触头向右移动,R,1,接入电路的阻值增大,则两灯都变亮,选项,AB,错误,;,若,R,1,断路,等效为,R,1,的电阻变为无穷大,由以上分析知,A,灯、,B,灯均变亮,选项,C,错误,;,若,R,2,断路,则等效为,R,2,的阻值变,为无穷大,则总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,通过,R,1,的电流变大,则通过支路,1,的电流减小,即通过,A,灯的电流减小,则此时,A,灯变暗,A,灯两端的电压减小,B,灯两端电压变大,B,灯变亮,选项,D,正确,.,2 2022,北京东城区检测,将某电源接入电路,测得路端电压和干路电流的关系如图中直线,a,所示,直线,b,为某定值电阻,R,的,U-I,图线,.,现用该电源与开关、定值电阻,R,组成闭合电路,下列说法正确的是,A.,此电源的内阻为,1.0 ,B.,此电源的电动势为,2.0 V,C.,电源的总功率为,4.0 W,D.,若将,R,的阻值改为,0.5 ,电源输出功率增大,答案,2.D,根据闭合电路欧姆定律有,U=E-Ir,结合路端电压随电流的变化图象可知,图线,a,的纵截距表示电源电动势,即,E=,3 V,图线,a,斜率的绝对值表示电源的内阻,即,r=,=,=,0,.,5 ,故选项,A,、,B,均错误,;,图线,a,与图线,b,的交点横坐标表示定值电阻,R,与电源形成闭合回路时电路中的电流,因此电源的总功率为,P,总,=EI,0,=,3,2 W,=,6 W,而,P,0,=U,0,I,0,=,2,2 W,=,4 W,是此时外电路消耗的功率,(,或电源的输出功率,),故选项,C,错误,;,若,R=,0,.,5 ,则电路中的电流为,I,1,=,A,=,3 A,此时电源的输出功率,P,1,=,R=,4,.,5 W,P,0,故选项,D,正确,.,3 2022,江苏南京联考,某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示,r,为定值电阻,当汽车启动时,开关,S,闭合,则,A,.,车灯变亮,B,.,电阻,r,两端电压变小,C,.,待稳定后,若灯,L,1,的灯丝烧断,灯,L,2,变亮,D.,待稳定后,开关,S,断开,电源的总功率变大,答案,3.C,当开关,S,闭合时,外电路多增加一个并联支路,根据闭合电路欧姆定律得其干路电流即流过定值电阻,r,的电流,I,增大,定值电阻,r,两端的电压,U,r,=Ir,增大,车灯两端的电压,U=E-I,(,r,0,+r,),减小,由,P=,可得灯的功率减小,亮度变暗,选项,A,、,B,均错误,;,若灯,L,1,的灯丝烧断,根据闭合电路欧姆定律得其干路电流,I,减小,灯,L,2,两端的电压,U=E-I,(,r,0,+r,),增大,由,P=,可得灯,L,2,的功率增大,亮度增加,选项,C,正确,;,开关,S,断开,根据闭合电路欧姆定律得其干路电流,I,减小,根据,P=EI,可知电源的总功率减小,选项,D,错误,.,4 2022,河北衡水中学考试,(,多选,),如图甲、乙所示,两图中电源电动势均为,=12 V,内阻均为,=3 ,=1 ,直流电动机内阻,=1 .,先调节图甲中的滑动变阻器,使图甲电路中电源输出功率最大,此时滑动变阻器的阻值为,R,1,电路中的电流为,I,1,;,再调节图乙中的滑动变阻器,使图乙电路中电源输出功率与图甲电路中电源的最大输出功率相等,此时滑动定阻器的阻值为,R,2,电路中的电流为,且电动机恰好正常工作,电动机额定输出功率,=2 W.,则下列选项正确的是,A.,=2 ,=2 ,B.,=2 A,=2 A,C.,=2 ,=1.5 ,D.,=2 A,=1 A,4.BC,题图甲电路中,当电路的外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,则,此时电路中的电流为,则题图甲电路的最大输出功率为,因题图甲、乙的输出功率都可以表示为,对于题图乙电路,输出功率也为,12 W,代入上式得电流,由能量守恒定律得,解得,AD,错误,BC,正确,.,答案,高频易错 高效快攻,5 2022,山东滨州考试,图甲所示的电路中,电源内电阻,r,=0.5 ,定值电阻,R,2,=4 .,实验时调节滑动变阻器,R,1,的阻值,得到多组数据,用这些数据在坐标纸上描点,并作出,U-I,图线如图乙所示,.,将,R,1,连入电路的阻值调至最大时,对应图乙中的,A,点,.,已知电压表为理想电表,下列说法正确的是,A.,A,点对应外电路的总电阻为,20 ,B.,电源电动势,E,=3 V,C.,B,点对应外电路的总功率为,0.3 W,D.,R,1,=5 ,时,R,1,消耗的功率最大,易错点,不能正确理解,U,-,I,图象的物理意义,易错点,不能正确理解,U,-,I,图象的物理意义,答案,5.D,把定值电阻,R,2,、电流表、内阻,r,整体看作电源的等效内阻,由闭合电路欧姆定律可得,电路中电压表示数是,R,1,两端电压,r,A,是电流表内阻,代入数据可得,r+R,2,+r,A,=,=,5 ,电源工作状态对应,A,点时,有,外电路总电阻为,R,1,A,+R,2,+r,A,=,24,.,5 ,故,A,错误,;,由,将,A,点数据代入可得,E=,2,.,5 V,故,B,错误,;,B,点时,外电路总功率,故,C,错误,;,当电路外电阻等于电源内阻时,输出功率有最大值,即,R,1,的阻值等于等效内阻时消耗的功率最大,由以上分析可知当,R,1,=,5 ,时,R,1,消耗的功率最大,故,D,正确,.,专项,1,闭合电路的动态分析,1 2022,广东佛山测试,某同学利用如图甲所示的闭合电路研究电容器的充、放电过程,.,首先将滑动变阻器,R,滑到某合适位置,闭合开关,S,电流传感器,(,可视为理想电流表,),记录得到电流随时间变化的图象如图乙所示,电压表稳定后的读数为,U,0,.,则,A.,在电容器充电过程中,电阻,R,2,两端电压保持不变,B.,电路稳定时,电容器两端电压小于,R,1,两端电压,C.,电路稳定后,再将,R,的滑片向左滑动,电流传感器中有从,a,流向,b,的电流,D.,若将,R,的滑片向左滑动,再次稳定后,电压表的示数小于,U,0,答案,1.D,由题图乙可知,在电容器充电过程中,电容器两端的电流逐渐减小,电阻,R,2,两端电压,U,2,=I,C,R,2,减小,A,错误,;,电路稳定时,电容器所在支路可看成断路,电容器两端电压等于,R,1,两端电压,B,错误,;,电路稳定后,再将,R,的滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路部分阻值变小,回路中电流变大,路端电压变小,电压表的示数变小,R,1,两端电压变大,电容器继续充电,电流传感器中有从,b,流向,a,的电流,C,错误,D,正确,.,模型,1,闭合电路的动态分析,2 2022,江苏南京检测,在如图所示的电路中,电源的电动势为,E,、内阻为,r,R,1,和,R,3,均为定值电阻,R,2,为滑动变阻器,.,闭合开关,S,在,R,2,的滑动触头从,a,端向,b,端移动的过程中,电流表示数为,I,电压表,V,1,和,V,2,的示数分别为,U,1,和,U,2,.,I,、,U,1,和,U,2,分别表示此过程中电流表示数、两电压表示数的变化量的绝对值,.,下列说法正确的是,A.,电阻,R,1,、,R,3,功率都变大,B.,、,的大小均不变,C.,U,2,U,1,D.,U,1,又,I,0,故,C,项错误,D,项正确,.,答案,模型,1,闭合电路的动态分析,【规律总结】,非纯电阻电路功率问题的分析技巧,在非纯电阻电路的计算中,要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上,只有在输出功率为零时,(,此时电路变为纯电阻电路,),两者才相等,.,但是,无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是,I,2,R.,处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用,“,电功,=,电热,+,其他能量,”,寻找能量关系求解,.,3 2022,山西大同测试,在如图,1,所示的电路中,定值电阻,阻值为,滑动变阻器,的调节范围为,事先测得电源的路端电压与电流的关系图象如图,2,所示,.,闭合开关,S,当滑动变阻器的滑片从左端滑到右端的过程中,下列说法正确的是,A.,电源的电动势为,3 V,内阻为,B.,电源的最大效率为,90,%,C.,电阻,的最大功率为,1,.,5 W,D.,电阻,的最大功率为,1 W,模型,2,电路输出功率的最值问题,3.C,由闭合电路欧姆定律得,所以,由,U-I,图象可得,故,A,错误,;,因为电源效率为,=,100,%,所以当滑动变阻器的滑片在左端时,电源效率最大,为,故,B,错误,;,利用等效内阻法,把,R,0,和,r,整体看作电源的等效内阻,可知当滑动变阻器阻值为,时,有最大功率,故,C,正确,;,因为电阻,的功率为,所以当电流最大时,功率最大,此时滑动变阻器滑片处于右端,电流,解得,故,D,错误,.,模型,2,电路输出功率的最值问题,答案,4,2022,北京房山区模拟,如图甲所示,电动势为,E,内阻为,r,的电源与,R=,6 ,的定值电阻、滑动变阻器、开关,S,组成闭合回路,.,已知滑动变阻器消耗的功率,P,与其接入回路的阻值,R,P,的关系如图乙所示,.,下列说法正确的是,A,.,图乙中,R,x,=,15 ,B.,电源的电动势,E=,10 V,内阻,r=,4 ,C.,滑动变阻器消耗的功率,P,最大时,定值电阻,R,消耗的功率也最大,D.,调整滑动变阻器接入回路的阻值,可以使电源的输出电流达到,1,.,25 A,答案,4.B,由题图乙知,当,R,P,=R+r=,10 ,时,滑动变阻器消耗的功率最大,又,R=,6 ,则,r=,4 ,最大功率,P=,=,2,.,5 W,解得,E=,10 V,选项,B,正确,;,由题图乙知,滑动变阻器接入回路的阻值为,5 ,时与阻值为,R,x,时消耗的功率相等,则有,(,),2,R,P,=,(,),2,R,x,解得,R,x,=,20 (,另一解不符合题意,已舍去,),选项,A,错误,;,当回路中电流最大时,定值电阻,R,消耗的功率最大,但此时滑动变阻器消耗的功率不是最大,选项,C,错误,;,当滑动变阻器接入回路的阻值为,0,时,回路中电流最大,最大值为,I,m,=,=,A=1 A,则调整滑动变阻器接入回路的阻值,不可能使电源的输出电流达到,1,.,25 A,选项,D,错误,.,模型,2,电路输出功率的最值问题,模型,2,电路输出功率的最值问题,【模型分析】,电源的输出功率,1,.,若外电路为纯电阻电路,电源电动势为,E,内阻为,r,外电阻为,R,则电源输出功率,P=P,R,=I,2,R=,或,P=,=,2,.,输出功率随外电阻,R,的变化关系如图所示,(1),当,R=r,时,电源的输出功率最大,为,P,m,=,.,(2),当,Rr,时,随着,R,的增大输出功率越来越小,.,(3),当,Rr,时,随着,R,的增大输出功率越来越大,.,(4),当,P,出,R,1,=R,x,测,即铅笔芯电阻的测量值小于真实值,.,题组,3,数据处理与误差分析,答案,4 2022,广东广州调研,利用图甲所示电路测量金属丝的电阻率,.,实验器材,:,稳压电源,(,能同,时显示输出电压和电流,),、保护电阻,R,0,、刻度尺、开关,S,、导线若干、待测金属丝等,.,(1),取一段直金属丝固定在绝缘的刻度尺上,;,在金属丝上夹上一个可移动的小金属夹,P.,请,根据现有器材,将图甲中实物图连接成实验电路,.,(2),完成电路连接后,操作如下,:,开启电源,调节稳压电源的输出电压恒为,U=,200 V;,将,P,移到金属丝上适当的位置,合上开关,S;,读出电源显示的输出电流值,I,记录金属丝接入长度,L,断开开关,S;,合上开关,S,重复,的操作,.,(3),绘出了如图乙的,-L,关系图线,由此可知其斜率,k=,A,-1,m,-1,(,保留三位有效数字,);,图线纵截距与电源输出电压的乘积代表,.,(4),将实验用的金属丝在铅笔上紧挨排绕,20,匝,用刻度尺测量如图丙所示,则金,属丝的直径,d=,mm,金属丝的电阻率为,(,用,U,、,k,、,d,、,表示,),.,题组,3,数据处理与误差分析,4.,【参考答案】,(1),如图所示,(2),改变金属夹,P,的位置,(3)1,.,08,保护电阻,R,0,的阻值,(4)0,.,8,【解题思路】,(2),根据操作步骤,中应为改变金属夹,P,的位置,即改变接入电阻丝的长度,.,(3),根据图象可得其斜率为,k=,=,A,-,1,m,-,1,=,1,.,08 A,-,1,m,-,1,根据欧姆定律有,U=I,(,R,0,+,),化简可得,=,+,L,故可得出纵截距为,纵截距与电源的输出电压的乘积为,U=R,0,即保护电阻,R,0,的阻值,.,(4),根据题图丙可知,20,匝的累积宽度为,16,.,0 mm,故每匝金属丝的平均直径为,d=,mm,=,0,.,8 mm;,根据,=,+,L,并结合图象可得斜率,k=,化简可得,=kUS=,.,题组,3,数据处理与误差分析,答案,关键能力 强化提升,1 2022,福建福州诊断,某研究小组设计了一个实验方案,粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验步骤如下,:,(1),如图甲所示,滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝,测量出瓷筒外管直径,D,及瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度,l,;,(2),测得,n,匝电阻丝缠绕后的宽度为,x,则电阻丝直径,d=,;,(3),由于,d,D,可算出电阻丝总长度,L=,D,;,(4),已知该滑动变阻器阻值较小,且铭牌模糊,通过如图乙所示电路来测量其最大电阻,.,为了减小误差,电压表的,c,端应该与,(,选填,“,a,”,或,“,b,”),连接,;,(5),闭合开关得到电压表示数,U,电流表示数,I,;,(6),可以估算出电阻丝的电阻率,=,(,用,x,n,D,U,I,l,表示,);,(7),电阻丝表层涂有绝缘漆,则因绝缘漆的存在使得电阻率的测量值,真实值,(,选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”),.,答案,1.,【参考答案】,(4),a,(6),(7),大于,【解题思路】,(4),由于待测电阻丝的阻值,R,x,较小,电流表的分压作用引起的误差较大,因此采用电流表外接法,即电压表的,c,端应接,a.,(6),根据部分电路欧姆定律有,R,x,=,根据电阻定律有,R,x,=,=,又,d=,则电阻丝的电阻率,=,.,(7),由于电阻丝表面涂有绝缘漆,因此实验测得的电阻丝的直径,d=,比实际的直径要大,故电阻率的测量值大于真实值,.,1 2022,福建福州诊断,某研究小组设计了一个实验方案,粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验步骤如下,:,(1),剥开导线两端的绝缘皮,用螺旋测微器测量裸线的直径如图,1,所示,则读数为,mm,.,(2),用欧姆表粗测导线的总电阻,示数在,15,20 ,之间,.,用图,2,的电路测量该盘导线的总电阻,R,x,图中电源,E,的电动势为,6 V,、内阻很小,;,电压表,V,1,量程为,3 V,、内阻为,2 970,.,0 ;,电压表,V,2,量程为,5 V,、内阻为,5,.,0 k;,定值电阻,R,0,=,30,.,0 ,.,为更准确地测量,R,x,图,2,中,A,应选用,(,选填,“V,1,”,或,“V,2,”),.,(3),调节滑动变阻器,测得多组数据,描绘出两电压表示数,U,B,-U,A,图象如图,3,所示,可知,R,x,=,(,保留,3,位有效数字,),.,(4),若导线的长度恰为,100 m,则导线材料的电阻率为,m(,保留,2,位有效数字,),.,(5),已知,20 ,时康铜的电阻率为,5,.,0,10,-,7,m,若实验是在,25 ,的环境中进行且导线长度恰为,100 m,则该导线,(,填,“,可能,”,或,“,不可能,”),是康铜制成的,;,若实验是在,20 ,的环境中进行且导线是康铜制成,则该导线的长度,(,填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”)100 m,.,答案,2.,【参考答案】,(1)2.000,(2)V,1,(3)16.2,(4)5.110,-7,(5),可能大于,【解题思路】,(1),由螺旋测微器的读数规则可知,裸线的直径为,d,=2.0 mm+0.00.01 mm=2.000 mm.(2),由电路图可知,图中,B,表的量程应大于,A,表的量程,即,A,应选用,V,1,.(3),由电路图可知待测电阻两端的电压为,U,x,=U,B,-U,A,流过待测电阻的电流为,I,x,=,+,所以待测电阻的阻值为,R,x,=,=,整理得,U,B,=,(1,+,+,),U,A,图线的斜率为,k=,则由,k=,1,+,+,代入数据解得,R,x,=16.2 .(4),由电阻定律得,R,x,=,又,S=,整理得,=,代入数据解得,=,5,.,1,10,-,7,m.(5),对于金属导线,温度越高电阻率越大,由实验数据分析可知,25 ,的环境中康铜的电阻率比,20 ,时略大,则该导线可能是康铜制成,;,若实验是在,20 ,的环境中进行,且导线是康铜制成,实验得到的电阻率比实际电阻率略大,说明该导线的长度大于,100 m.,考点,4,测定电源电动势和内阻,必备知识 新题精练,1 2022,重庆调研,某同学用伏安法测一节干电池的电动势,E,和内阻,r,设计了如图,甲所示的电路图,电压表的,x,端应接电流表的,端,(,选填,“,a,”,或,“,b,”),定值电,阻,R,0,=,2 ;,滑动变阻器,R,有两种规格,最大阻值分别为,10 ,和,100 ,R,应选用最大,阻值为,的滑动变阻器,.,组装好电路,测量出数据后,在直角坐标系中作,出,U-I,图象,如图乙所示,.,由图象求得,:,电源电动势,E=,V,内阻,r=,.,题组,1,实验原理,答案,1.,【参考答案】,b,10,1,.,48(1,.,47,1,.,49,均可,),0,.,76(0,.,74,0,.,78,均可,),【解题思路】,电压表的,x,端若接在电流表的,a,端,则所测量的电源内阻,r,测,实际是电源的内阻与电流表的内阻之和,即,r,测,=r,真,+R,A,由于电源的内阻,r,真,与电流表的内阻,R,A,大小相差很小,这样测得的电源内阻误差很大,甚至可以说测量结果是错误的,因此电压表的,x,端应接在电流表的,b,端,.,根据题图甲可知,滑动变阻器采用的是限流接法,结合题图乙所示电流范围,若滑动变阻器选择最大阻值为,100 ,的,则滑动过程中电表示数变化太快,给操作带来不便,因此滑动变阻器应选择最大阻值为,10 ,的,.,根据题图乙可以得到图象的纵截距表示电动势,从图象上读出,E=,1,.,48 V,图象斜率的绝对值表示电源的内阻,则有,r=,=,=,0,.,76 ,.,2 2022,辽宁沈阳监测,某实验小组利用如图甲所示的电路测某一电源的电动势,E,和内阻,r,现有器材如下,:,电流表,A(,量程为,0,100 mA,内阻为,1,.,0 );,定值电阻,R,1,=,0,.,25 ;,定值电阻,R,2,=,0,.,20 ;,电阻箱,R,(,最大阻值为,999,.,9 );,开关,S,一个,导线若干,.,(1),根据实验需要,现将电流表,A,改装成量程为,0,0,.,6 A,的电流表,则定值电阻应该选择,(,填,“,R,1,”,或,“,R,2,”),.,(2),按照电路图甲,用笔画线代替导线,将实验电路图乙连接好,.,(3),闭合开关,调节电阻箱,记下电阻箱阻值,R,和电流表,A,的示数,I,重复上述操作,测得多组数据,.,以,为纵轴、,R,为横轴,画出,-R,图象,由图象得斜率,k=,3,.,0 A,-,1,-,1,纵截距,b=,5,.,0 A,-,1,请同学们计算出,E=,V,、,r=,(,结果均保留,2,位有效数字,),.,题组,1,实验原理,题组,1,实验原理,答案,2.,【参考答案】,(1),R,2,(2),如图所示,(3)2,.,0,1,.,5,【解题思路】,(1),根据电表改装原理有,I=I,g,+,解得,R,0,=,0,.,20 ,=R,2,.,(3),根据题意,电表量程扩大,6,倍,通过电阻箱的电流为,6,I,改装后的电流表内阻为,R=,=,根据闭合电路欧姆定律有,E=,6,I,(,R+R+r,),整理得,=,R+,结合斜率,k=,3,.,0 A,-,1,-,1,纵截距,b=,5,.,0 A,-,1,可得,E=,2,.,0 V ,r=,1,.,5 ,.,3 2022,湖北武汉检测,某同学利用下列器材测量干电池的电动势和内阻,:,i.,电压表,V,1,、,V,2,量程均为,3 V,内阻均约为,3 k;,ii.,电流表,A,量程为,0,.,6 A,内阻小于,1 ;,iii.,定值电阻,R,0,阻值,R,0,=,2 ;,iv.,滑动变阻器,R,最大阻值为,10 ;,v.,两节相同的干电池,导线和开关若干,.,(1),该同学按照图甲所示的电路进行实验,记录多组电流表的示数,I,和电压表的示数,U,在坐标纸上描点连线作出,U-I,图象,测得的电动势和内阻均小于真实值,这种误差属于,(,选填,“,系统误差,”,或,“,偶然误差,”),产生该误差的原因是,;,(2),实验中,由于电流表发生了故障,该同学又设计了如图乙所示的电路继续进行实验,调节滑动变阻器,记录多组电压表,V,1,、,V,2,的示数,U,1,、,U,2,在坐标纸上描点连线作出,U,2,-U,1,图象,如图丙所示,则一节干电池的电动势,E,测,=,内阻,r,测,=,;(,结果保留两位有效数字,),(3),一节干电池的内阻,r,测,(,选填,“,大于,”“,等于,”,或,“,小于,”),它的真实值,.,题组,2,数据处理与误差分析,题组,2,数据处理与误差分析,答案,3.,【参考答案】,(1),系统误差,未考虑电压表的分流作用,(2)1,.,3 V,0,.,89 (0,.,86,0,.,92 ,均可,),(3),小于,【解题思路】,(1),由于电压表的分流作用,通过电源的电流测量值比实际的小,这种误差由实验设计原理引起,不能靠多次测量取平均值的方法消除或减小,故为系统误差,;(2),由闭合电路欧姆定律得,E=U,2,+,r,变形得,U,2,=,E+,U,1,结合题图丙可知,E=,1,.,40 V,=,=,0,.,47,解得,r=,1,.,77 ,E=,2,.,64 V,所以一节干电池的内阻为,r,测,=,=,0,.,89 ,电动势,E,测,=,=,1,.,3 V;(3),结合,(1),中分析可知,由于电压表,V,2,的分流作用,电动势和内阻测量值均偏小,.,4 2022,上海崇明区模拟,在,“,用,DIS,测电池组的电动势和内阻,”,实验中,.,(1),下图中,A,代表电流传感器,B,代表电压传感器,R,为变阻器,R,1,为定值电阻,.,则下面各电路图中,图,是最合理正确的实验电路图,.,A B C D,(2),某次实验得到的电源的,U-I,图线如图甲所示,由实验图线的拟合方程,y=-,1,.,03,x+,2,.,82,可得,该电源的电动势,E=,V,内阻,r=,.,(3),根据实验测得的该电源的,U,、,I,数据,若令,y=UI,x=,则通过计算机拟合得出,y-x,图线如图乙所示,则图线最高点,A,点的横坐标,x=,纵坐标,y=,W,.,(,结果保留,2,位小数,),(4),若该电池组电池用旧了,电池内电阻会明显增加,如果用这个旧电池组重做该实验,请在图乙中定性画出旧电池组的,y-x,图线,.,题组,3,创新型实验,题组,3,创新型实验,答案,4.,【参考答案】,(1)B,(2)2,.,82,1,.,03,(3)1,.,03,1,.,93,(4),见解析图,【解题思路】,(1),该实验原理为闭合电路的欧姆定律,需要测量电池组的路端电压和干路电流,可排除,A,、,D,为节约用电,则电路应选,B,.,(2),根据闭合电路的欧姆定律有,U=E-Ir,结合实验图线的拟合方程可得,E=,2,.,82 V,r=,1,.,03 ,.,(3),由题意可知,y=UI=P,出,x=,=R,功率为,P,出,=I,2,R=,(,),2,R=,=,当,R=r,时,P,出,最大,即,P,出,max,=,故图线最高点,A,点的横坐标,x=R=r=,1,.,03 ,纵坐标,y=P,出,max,=,=,1,.,93 W,.,(4),若电池用旧了,电动势变小,内阻变大
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