2025鲁教版高中物理选必修第三册
第3章 恒定电流
本章复习提升
易混易错练
易错点1 对公式I=中q理解不到位
1.(2023重庆凤鸣山中学期中)如图所示,在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液里就有电流通过。若在时间t内,通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2,设电子电荷量为e,则以下说法中正确的是 ( )
A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B,负离子定向移动形成的电流方向从B→A
B.溶液内由于正、负离子移动方向相反,溶液中的电流抵消,电流等于零
C.溶液内的电流方向从A→B,电流I=
D.溶液内的电流方向从A→B,电流I=
易错点2 电表的内部结构和原理认识不到位出错
2.(2023浙江宁波金兰教育合作组织联考)如图所示的电路,将两个相同的小量程的灵敏电流计分别改装成A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)的电流表,把两个改装后的电流表并联接入电路中测量电流,则下列说法不正确的是 ( )
A.A1的指针满偏时,A2的指针也满偏
B.A2的指针满偏时,A1的指针刚好指到量程的五分之一处
C.A2的读数始终为A1读数的五分之一
D.A1的读数为1.50 A时,干路电流为1.80 A
易错点3 不会选择合适的仪器和电路
3.通过实验测绘一个标有“3 V,0.5 A”的小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V;实验中除开关、导线外,还备有以下器材:
A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约1 Ω)
B.电流表(量程0~3 A,内阻约0.3 Ω)
C.电压表(量程0~15 V,内阻约10 kΩ)
D.电压表(量程0~3 V,内阻约2 kΩ)
E.滑动变阻器(阻值0~100 Ω)
F.滑动变阻器(阻值0~10 Ω)
G.电源(电压为6 V)
(1)为了使测量尽量准确,实验中应选用电流表 ,电压表 ,滑动变阻器 。(填序号)
(2)在本实验中,滑动变阻器应采用 (填“分压”或“限流”)接法,电流表应采用 (填“内”或“外”)接法,如果用实验所测数据来求电阻,则测量结果比真实值要 (选填“大”或“小”)。
(3)某同学在实验中得到如下U和I的数据:
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
①在图上画出U-I图线。
②从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是 (选填“增大”或“减小”);这表明灯丝的电阻随温度升高而 (选填“升高”或“降低”)。
思想方法练
一、安安法测电阻
1.(2022山东青岛第十九中学阶段练习)某学校物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量电阻Rx(阻值约为50 Ω)的阻值,图中电源电动势适当,内阻很小,电阻箱R1的调节范围为0~99.9 Ω。主要实验步骤如下:
①正确连接电路,将滑动变阻器R的滑片移至N端;
②调节R1,使R1接入电路的阻值适当,闭合开关S,再移动滑动变阻器R的滑片,使电流表A1的示数I1=0.20 A,记下此时电阻箱的阻值R1和电流表A2的示数I2;
③重复步骤②,再获得6组R1和I2值;
④将实验测得的7组数据在坐标纸上描点,如图乙所示。
(1)实验中,可能用到如下规格的电流表:
A.电流表(量程为0~3 mA,内阻为20.0 Ω);
B.电流表(量程为0~300 mA,内阻未知);
C.电流表(量程为0~300 mA,内阻为2.0 Ω)。
A1应选用 ,A2应选用 。
(2)根据图甲,用笔画线代替导线,将图丙中的实物连接成测量电路。
(3)在电流表选用及电路连接均正确的情况下,结合图乙可得Rx阻值的测量值为 Ω(结果保留三位有效数字)。
二、伏伏法测电阻
2.在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程0~3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程0~5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(允许通过的最大电流为1.5 A,最大阻值为100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电压为6.0 V,内阻不计),开关S,导线若干。回答下列问题:
(1)选择滑动变阻器的合理接法,将虚线框中的电路原理图补充完整,根据原理图,在开关S闭合前,滑动变阻器R的滑片应滑至最 端(填“左”或“右”)。
(2)实验中,得到电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,则待测定值电阻Rx= (用U1、U2、r1、r2表示)。
三、等效替代法测电阻
3.(2022山东济南历城第二中学月考)实验室提供了以下器材,让学生设计实验电路测定电压表内阻和电阻Rx的阻值:
a.待测电压表V1(量程0~1 V,内阻约1 kΩ)和待测电阻Rx(阻值约2 kΩ)
b.电压表V2(量程0~3 V,内阻约4.5 kΩ)
c.毫安表mA(量程0~20 mA,内阻约50 Ω)
d.微安表μA(量程0~50 μA,内阻约200 Ω)
e.滑动变阻器R
f.电阻箱R1(总阻值9 999.9 Ω)
g.电源E(电压为6 V,内阻不计)
h.开关S1、单刀双掷开关S和导线若干
(1)为了扩大电压表V1的量程,必须精确测定其内阻,实验小组设计的部分实验电路如图所示,请根据可用器材,完成虚线框内部分电路的设计,并画在虚线框内。
(2)根据你的设计和相应操作,用两电压表示数及对应其他量表示待测电压表V1的内阻= ; 待测电阻Rx= 。(用两电压表示数及对应电阻箱阻值表示)
四、电桥法测电阻
4.某实验小组用如图所示的电路来测量电流表(量程0~2 mA,内阻约为200 Ω)的内阻。
除待测电流表、1.5 V的电源、开关和导线外,还有下列可供选择的实验器材:
A.定值电阻R1
B.定值电阻R2
C.滑动变阻器R3(最大阻值为20 Ω)
D.滑动变阻器R4(最大阻值为1 000 Ω)
E.电阻箱Rx(最大阻值为999.9 Ω)
F.灵敏电流计G(内阻很小可忽略)
(1)为确保安全,实验精准,滑动变阻器应选用 (填写器材前对应的字母)。
(2)用笔画线代替导线,将实物连接成实验电路。
(3)在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至 (填“a”或“b”)端。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使待测表的示数适当后停止移动,只调节Rx,发现当Rx=400 Ω时灵敏电流计的示数正好为零;将电阻箱和待测电流表位置互换,其他不动,再次调节电阻箱,当Rx=100 Ω时灵敏电流计的示数又正好为零,由此可知待测电流表的内阻为 Ω。
答案与分层梯度式解析
第3章 恒定电流
本章复习提升
易混易错练
1.D 正电荷定向移动的方向就是电流方向,负电荷定向移动的反方向也是电流方向,有正、负电荷反向经过同一截面时,I=公式中q应该是正、负电荷电荷量绝对值之和,故I=,电流方向由A指向B,故选项D正确。
错解分析 (1)电流的方向:正离子定向移动的方向,负离子定向移动的反方向;(2)求电流大小时,要分清形成电流的电荷种类,是只有正电荷或负电荷,还是正、负电荷同时定向移动。若当正、负电荷都参与定向移动时,通过某一截面的电荷量为通过该截面正、负离子电荷量的绝对值之和。
2.B 两电流表并联,它们两端电压相等,因为两电流表是由相同的小量程灵敏电流计与定值电阻并联改装成的,通过电流计的电流相等,指针偏转的角度相同,故A1的指针满偏时,A2的指针也满偏,A正确,B错误。指针偏转角度相同,但量程不同的电流表读数不同,A1的最大测量值等于A2的最大测量值的5倍,故A1的读数也是A2的5倍,即A2的读数始终为A1读数的五分之一,C正确。由以上分析可知A1的读数为1.50 A时,A2的读数为0.30 A,干路电流为1.80 A,D正确。
错解分析 不理解电表改装的原理,容易混淆电表指针的偏角和示数。电表的示数是由通过电表A1、A2的电流决定的,而电表指针的偏角是由通过内部小量程灵敏电流计的电流决定的。为了避免出现错误,就要理解电表改装的原理。用相同的灵敏电流计改装成V1和V2两个电压表,将它们串联接入电路中,由于串联电路中电流处处相等,故指针偏角之比为1∶1,读数之比为U1∶U2;用相同的灵敏电流计改装成A1和A2两个电流表,将它们并联接入电路中,由于并联电路中各支路两端电压相等,故指针偏角之比为1∶1,读数之比为I1∶I2。
3.答案 (1)A D F
(2)分压 外 小
(3)①见解析 ②增大 升高
解析 (1)灯泡额定电流为0.5 A,所以电流表选A;灯泡额定电压为3 V,所以电压表选D;为方便实验操作,滑动变阻器选择F。(2)灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,所以滑动变阻器应选择分压式接法;电压表内阻远大于灯泡电阻,所以电流表应采用外接法;由于电压表的分流作用,电流测量值大于真实值,故灯泡电阻测量值小于真实值。(3)①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后用平滑曲线“拟合”各点,作出U-I图像如图所示。
②由图可知,当小灯泡的功率增大时,灯丝电阻增大,其原因是功率增大时,灯丝的温度升高。
错解分析 在进行电流表的选择时,部分同学觉得电流表量程越大越安全,错选B,造成错选的原因是只考虑了安全这一个因素,忽略实验器材的选择依据;认为滑动变阻器采用限流式接法可以节能,选填限流,忽略了题目“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V”的要求,实际上电压调节范围大恰是滑动变阻器采用分压式接法的特征。
思想方法练
1.答案 (1)B C (2)图见解析 (3)41.5
解析 (1)A1的示数需达到0.20 A,结合题图乙可知A2的示数最大为0.25 A,因此A1、A2的量程均应选择0~300 mA,根据题图甲有
(Rx+RA2)I2=(R1+RA1)I1
整理得R1=I2-RA1
设题图乙中图线的斜率为k,则有=k
只有在RA2已知的情况下,才能算出Rx,故A1选用B,A2选用C。
(2)根据电路图连接实物图如图
(3)根据= Ω·A-1=217.4 Ω·A-1,将I1=0.20 A、RA2=2 Ω代入可得Rx=41.5 Ω。
方法点津 安安法测电阻:根据伏安法测电阻的基本原理可知,无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可。比如:
(1)用已知内阻的电流表替代电压表(如图甲);
(2)用电流表与电阻箱串联改装成电压表(如图乙)。
2.答案
(1)图见解析 左 (2)
解析 (1)电压表V1和Rx串联后再与电压表V2并联,并联后总电阻远大于滑动变阻器的最大阻值,为了调节滑动变阻器时,电压表示数变化明显,并且能获得较多数据,滑动变阻器应采用分压式接法,完整电路图如图所示。
为了保护电路,在开关S闭合前,滑动变阻器R的滑片应滑至最左端。
(2)Rx两端电压为Ux=U2-U1,根据串联电路电流特点,通过Rx的电流为I=,则Rx=。
方法点津 伏伏法测电阻:根据伏安法测电阻的基本原理可知,无电流表时只要找到能够等效替代电流表的其他器材即可。比如:
(1)用已知内阻的电压表替代电流表(如图甲);
(2)用电压表与电阻箱并联改装成电流表(如图乙)。
3.答案 (1)图见解析 (2)R1 R1
解析 (1)由R=可知,若用伏安法精确测电阻,必须精确测定出电阻两端电压和通过电阻的电流,V1中允许通过的最大电流约为Im==1 mA,两块电流表均不能满足测量要求,且由于电流表内阻不是确定值,也就不能改装。因此,只能用电阻箱通过等效替代法测量,设计的电路如图所示。
(2)S接1,适当调节滑动变阻器,读出电压表示数U1、U2,然后S接2,调节电阻箱,使两电压表示数恢复至U1、U2,读出电阻箱的示数R1。由分压原理得=,则=R1;Rx=R1。
方法点津 本题是利用等效替代法测电阻。单刀双掷开关掷到上边和下边时,待测电阻和电阻箱分别接入电路,用电阻箱等效替代待测电阻,使两次实验电路中的电流相同,说明此时电阻箱的阻值和待测电阻的阻值相同。
4.答案 (1)C (2)图见解析 (3)b 200
解析 (1)由于电源电压较小,且滑动变阻器采用分压式接法,为便于调节,选C即可。
(2)根据电路图连接实物图如图所示。
(3)为确保安全,闭合开关前滑片应移至b端,让分压电路的电压最小。当Rx=400 Ω时灵敏电流计的示数正好为零,表明=;将电阻箱和待测电流表位置互换,调节电阻箱,当灵敏电流计的示数又正好为零时,有=,于是有RA=,代入数据得RA=200 Ω。
方法点津 在用电桥法测电阻时要注意两点,一是要明确电路的结构,电路中四个电阻两两串联,然后在中间接上电流计,即“桥”;二是要明确电桥平衡的条件。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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