高中物理第3章 恒定电流第1节 电流课时作业

这是一份高中物理第3章 恒定电流第1节 电流课时作业，共32页。试卷主要包含了一学生小组测量某金属丝的电阻率，00 cm等内容，欢迎下载使用。
高考练
考点1 电流的理解
1.(2020课标Ⅰ,17)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( )
考点2 电功与电热
2.(2022江苏,2)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是( )
A.R1 B.R2 C.R3 D.R4
考点3 对电阻的测量
3.(2021浙江6月选考,18)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65 V,电流表的示数如图2所示,其读数I1= A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75 V,I2=0.33 A。由此可知应采用电流表 (填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:
①器材与连线如图3所示,请在虚线框中画出对应的电路图;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图3所示,则待测电阻Rx= Ω。此方法, (填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是 。

4.(2020课标Ⅱ,23)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 Ω)、电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 Ω)、定值电阻R0(阻值R0=10.0 Ω)、滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)、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。
根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R= Ω(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 Ω(保留1位小数)。
5.(2021河北,11)某同学研究小灯泡的伏安特性,实验室提供的器材有:小灯泡(6.3 V,0.15 A),直流电源(9 V)、滑动变阻器、量程合适的电压表和电流表,开关和导线若干,设计的电路如图1所示。
(1)按照图1,完成图2中的实物连线。
(2)按照图1连线后,闭合开关,小灯泡闪亮一下后熄灭,观察发现灯丝被烧断,原因可能是 (单项选择,填正确答案标号)。
A.电流表短路
B.滑动变阻器的滑片接触不良
C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端
(3)更换小灯泡后,该同学正确完成了实验操作,将实验数据描点作图,得到I-U图像,其中一部分如图3所示。根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 Ω(保留三位有效数字)。
6.(2021全国甲,23)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压2.5 V,额定电流0.3 A)、电压表(量程300 mV,内阻300 Ω)、电流表(量程300 mA,内阻0.27 Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0~20 Ω)、电阻箱R2(最大阻值9 999.9 Ω)、电源E(电动势6 V,内阻不计)、开关S、导线若干。完成下列填空:
(1)有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的U-I曲线,R0应选取阻值为 Ω的定值电阻;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 (填“a”或“b”)端;
(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、I,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10 mA时,小灯泡的电阻为 Ω(保留1位有效数字);
(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为 Ω。然后调节滑动变阻器R1,测得数据如下表所示:
(5)由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻 (填“增大”“减小”或“不变”);
(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA,可得此时小灯泡电功率P1= W(保留2位有效数字);当流过电流表的电流为300 mA时,小灯泡的电功率为P2,则P2/P1= (保留至整数)。
考点4 测量金属丝的电阻率
7.(2022浙江1月选考,18)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个UI的值,作出UI-l图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是 (选填“0~20 Ω”或“0~200 Ω”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3 V的电压表的指针位置如图3所示,则读数U= V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8 m2,则合金丝甲的电阻率为 Ω·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的UI-l图像,由图可知合金丝甲的横截面积 (选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
8.(2023全国乙,23)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:

(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I= ,金属丝的电阻r= 。(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=14.2 Ω。
(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d= mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ= ×10-7 Ω·m。(保留2位有效数字)
模拟练
应用实践
1.(多选)(2024福建泉州统考)某分压电路的一部分如图所示,接线柱M、N之间的电压U0恒定不变,C、D间接有定值电阻Rx,开始时滑片P位于滑动变阻器的中央位置不远处,Rx两端的电压刚好等于U02。下列说法正确的是( )
A.开始时滑片P位于滑动变阻器的中央位置上方不远处
B.滑片P向下移动时定值电阻两端的电压增大
C.当滑片P位于滑动变阻器的中央位置时,Rx两端的电压大于U02
D.滑片P向下移动一些,则Rx两端的电压小于U02
2.(2022福建南靖二中开学考试)如图,两个定值电阻R1、R2串联后接在U=9 V的恒压直流电源上。把一个内阻不是很大的电压表接在R1两端,电压表的示数U1=6 V,若把此电压表改接在R2的两端,则下列关于电压表的示数U2的说法正确的是( )
A.U2PR3,所以PR1最大,故A正确。
3.答案 (1)0.33~0.34 外 (2)①如图所示 ②5
有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释)
解析 (1)由图示电流表可知,电流I1=0.33 A;比较两次测量结果可知,电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,说明待测电阻的阻值较小,应采用电流表外接法。
(2)①对应的电路图如答案图所示。②电阻箱的读数为5 Ω,受电阻箱取值限制,阻值只能精确到个位数,电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近,有明显的实验误差。
4.答案 (1)见解析 (2)I1(Rg1+R0) I2-I1 180 (3)11.6 (4)8.0
解析 (1)根据题图(a),将题图(b)中的实物连线,连线不交叉,如图所示。
(2)由欧姆定律及串并联电路特点,可知小灯泡两端的电压U=I1(Rg1+R0);流过小灯泡的电流I=I2-I1;当小灯泡正常工作时,其两端电压为U额=3.6 V,则I1m=U额Rg1+R0=0.18 A=180 mA。
(3)由串并联电路特点和欧姆定律得,灯丝电阻R=I1(Rg1+R0)I2−I1,当I1=173 mA时,由图表可知I2=470 mA,代入可得R=11.6 Ω。
(4)为了能够测量完整的伏安特性曲线,小灯泡应能达到正常发光,此时小灯泡两端电压为U额=3.6 V,电流为I额=0.3 A;由串并联电路特点和欧姆定律得,所用电阻的阻值R'=U额I2−I额-Rg1;当R'取最小值时,通过电流表A2的电流达到最大值,即I2=0.5 A,代入可得R'=8.0 Ω。
5.答案 (1)如图所示 (2)C (3)27.0
解析 (1)先连接电源、开关与滑动变阻器,再连接小灯泡与电流表所在支路,最后将电压表并联在灯泡两端。(2)电流表短路对电路影响很小,选项A错误。滑动变阻器滑片接触不良只能造成电路时断时续,电流时有时无,不会烧坏灯泡,故选项B错误。滑动变阻器滑片初始位置在b端,此时灯泡直接连在电源的两端,接通电源的瞬间,电源电压大于灯泡额定电压,灯泡闪亮一下就烧断,故选项C正确。(3)P点对应的电阻为P点对应的电压与电流的比值。由图知P点的坐标为(2.00 V,74.0 mA),故R=UI= Ω≈27.0 Ω。
6.答案 (1)10 (2)a (3)0.7 (4)2 700.0
(5)增大 (6)0.074 10
解析 (1)滑片在b端时灯泡两端电压最大,如果小灯泡中流过额定电流,R0与电流表共分压3.5 V,则R0=3.50.3 Ω-0.27 Ω≈11.4 Ω,可见R0的阻值不能大于11.4 Ω,应选取10 Ω的定值电阻。
(2)从安全角度考虑,闭合开关前滑片应置于a端。
(3)由题图(b)可知,当I=10 mA时,U=7 mV,R=UI=0.7 Ω。
(4)电压表的最大测量值Ug=0.3 V,Rg=300 Ω,则Ig=UgRg=1×10-3 A,改装后电压表的最大测量值U=3 V,R2=UIg-Rg=2 700.0 Ω。
(5)由题图(b)可知随着小灯泡中的电流增加,R=UI增大。
(6)由表格数据可知,当I=0.16 A时,U=0.046 V,当I=0.3 A时,U=0.25 V,由于此时表格中的电压为电压表读数,灯泡两端的电压是电压表读数的10倍,则P=10UI,可得P1≈0.074 W,P2=0.75 W,P2P1≈10。
7.答案 (1)0~20 Ω (2)1.31~1.34 (3)0.98×10-6~1.0×10-6 (4)小于
解析 (1)由题图2中a图线知合金丝甲电阻最大约为8 Ω,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的最大阻值不能太大,故选0~20 Ω的比较合适。
(2)电压表读数U=1.32 V(1.31~1.34 V均可)。
(3)由R=ρlS及I=UR可得UI=ρSl,根据题图2中图线斜率可求得ρ=ΔUIΔl·S=0.99×10-6 Ω·m。
(4)由题图2知l=0.40 m时,R甲=6.8 Ω,R并=2.1 Ω,根据R并=R甲R乙R甲+R乙可解得R甲>R乙;R=ρlS,因为甲、乙长度相同,材料相同,所以S甲