金版教程 金考卷2016高三物理新一轮总复习阶段示范性测试：专题7 - 恒定电流

为3 V，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω；

(3)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图乙中电路图补画完整；

乙

(4)实验数据的测量与电阻率的计算：如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式ρ＝________。

解析：(1)固定部分的读数0，可动部分的读数为26.7×0.01 mm＝0.267 mm，所以读数为0.267 mm。

U

(2)由电压表改装原理知R0＝－Rg＝880 Ω。

Ig

(3)由于电流表内阻较小，所以用内接法，为了测量方便，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示(见答案)。

I1?Rg＋R0?ρL

(4)由电路接法知＝I2，R＝2，联立得ρ＝Rd

π4πd2I1?Rg＋R0?

。

4LI2

答案：(1)0.267(0.265～0.268) (2)880

(3)如图所示

πd2I1?Rg＋R0?(4) 4LI2

16. (10分)某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：

A. 电流表G：测量范围0～10 mA，内电阻未知； B. 电流表A：测量范围0～0.5 A，内电阻很小；

C. 电阻箱R0：电阻变化范围0～999.9 Ω，最小精度0.1 Ω； D. 滑动变阻器R：电阻变化范围0～20 Ω； E. 开关一个、导线若干。

(1)实验中，首先需将电流表G改装成电压表。该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：

图1

①将R0调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到________(选填“左端”“右端”或“任意”)位置，然后闭合开关；

②多次改变R0的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R0＝5.0 Ω时，电流表G的示数为10.0 mA，电流表A的示数为0.210 A，则电流表G的内电阻为________Ω；

③拆开电路，采用电阻箱R0与电流表G串联的方式，将电流表G改装成量程为2 V的电压表V，则R0的值应调为________Ω。

(2)用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻。根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到U－I图象如图3所示。根据图象可求得该干电池的电动势E＝________V；内电阻r＝________Ω。(保留三位有效数字)

解析：(1) ①根据安全的原则，闭合开关前，应将滑动触头滑到左端，以保证测量电路部分的电压和电流最小，电表不会因电压和电流过大而被烧坏；②依题意知，通过R0的电流为IR0＝IA－Ig＝0.200 UR01.0A，有UR0＝IR0R0＝1.0 V，则Rg＝＝ Ω＝100 Ω；③改装后

Ig0.012 V

的电压表总内阻RV＝＝200 Ω，则R0＝RV－Rg＝200 Ω－100 Ω

0.01 A＝100 Ω。(2)根据实验原理，电源的伏安特性图线的纵截距为电源的

电动势，可从图中读出为1.46 V(或1.47 V)，电源内电阻为图线斜率ΔU1.46－1.0

的绝对值，即r＝|ΔI|＝ Ω＝0.920 Ω。

0.5

答案：(1)①左端 ②100 ③100 (2)1.46(1.47) 0.920(0.940)

三、计算题(本题共2小题，共18分)

17. (9分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm。电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率是多少？(取g＝10 m/s2)

解析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零。

设两板间电压为UAB，由动能定理得 12

－mgd－qUAB＝0－mv0

2解得UAB＝8 V

滑动变阻器两端的电压U滑＝UAB＝8 V 设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得