B、由电势差的定义可知UAB?WAB,可知电场中两点的电势差UAB与电场力做功WAB和q电荷量q无关,由在电场中这两点的位置决定,故B错误; C、根据公式I?正确;
D、真空中点电荷的电场强度公式E?kU可知,由于某段导体中电阻恒定,则其的电流I与电压U成正比,故CRQ中Q是场源电荷,所以电场中某点电场强度和2r场源电荷的电荷量有关,那么离场源点电荷Q的距离r越大,电场强度E越小,故D正确. 【点睛】
考查比值定义法的内涵,理解影响电场强度与电势差的因素,掌握欧姆定律的内容,注意点电荷电场强度公式的应用.
二、第十一章 电路及其应用实验题易错题培优(难)
16.多用表是由电流表改装的,现测定一个量程为0~5mA 的电流表G的内阻r= 100.0Ω , 用它改装成如图的一个多量程多用电表,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的档位。电流表的两个档位中,大量程是小量程的10倍。
(1)当转换开关S旋到位置1或2时,是电流档,且旋到位置_______的量程较大:当转换开关S旋到位置5或6时,是电压档,且旋到位置______的量程较大; (2)A、B两表笔中,______为红表笔;
(3)图中的电源Eˊ的电动势为9.0V ,当把转换开关S旋到位置4,在AB之间接900Ω电阻时,表头G刚好半偏。己知之前己经进行了必要的、正确的操作。则R1=_________Ω,R2=_________Ω。
【答案】1 6 A 10 90 【解析】 【详解】
(1)[1]电流表并联电阻可以扩大量程,并联电阻越小,分流越大,量程越大,故当转换开关S旋到位置1时量程较大;
[2]电压表串联电阻可以扩大量程,串联电阻越大,分压越大,量程越大,故当转换开关S旋到位置6时量程较大;
(2)[3]在测量电阻时,因为欧姆档的电路与电池连接,则将转换开关S旋到位置3或4时,
电流应从红表笔进、黑表笔出,所以A、B两表笔中,A为红表笔;
(3)[4] [5]因为“之前己经进行了必要的、正确的操作”,意味着之前已经将A、B短接调零,即让表头满偏。
在A、B之间接900Ω电阻时,表头G刚好半偏,说明当表头半偏时,改装后的欧姆表“4” 总内阻R内=900Ω,则转换开关S在2时,电流表2的量程为
I2g?E9.0?A?10mA R内900根据题给条件“电流表的两个档位中,大量程是小量程的10倍”,所以转换开关S在1时,电流表1的量程为I1g?100mA
又表头G满偏电流为5mA 时,电流表的内阻r= 100.0Ω,根据并联电路电流分配规律可解得R1?10?,R2?90?
17.某实验小组欲描绘额定电压为2.5V的小灯泡L的U-I曲线。现准备如下实验器材: 电压表(3V,内阻很大) 电流表(0.6A,内阻较小) 滑动变阻器(0~5Ω,额定电流1A) 电键 导线若干 请回答下列问题:
(1)请用笔划线代替导线,将实验电路图甲补充完整_____;
(2)闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,其电压表、电流表的示数如图乙所示,则电压表读数为_____V,电流表读数为_____A;
(3)将实验数据绘制成U-I图像如图丙中Ⅰ。则该小灯泡的额定功率P?_____W; (4)现有一电子元件,其U-I图像如图丙中Ⅱ所示。现将该电子元件与该灯泡L并联后同电动势E?3V、内阻r?5?的电源连接,则该灯泡的实际功率P?_____W(保留两位有效数字)。
【答案】 1.30 0.44 1.45(1.43~1.46之间均可) 0.20
(0.19~0.21之间均可) 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1].由于电压表内阻远大于小灯泡的电阻,故采用电流表外接;滑动变阻器用分压电路,则电路如图;
(2)[2][3].电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为1.30V;电流表量程为0.6V,最小刻度为0.02A,则读数为0.44A;
(3)[4].由图可知,当电压为2.5V时,电流为0.58A,则该小灯泡的额定功率P=IU=1.45W; (4) [5].电子元件与该灯泡L并联,则电压相等;若画出电源的U-I图像如图;画出平行于I轴的直线即为电压相等的线,与图像Ⅰ、Ⅱ分别交于两点B和A,与U轴交于C点,电源的U-I线交于D,若CD的中点恰在AB的中点,则此时Ⅰ图像对应的B点电压和电流值即为小灯泡的工作状态点,由图可知:U=0.70V,I=0.28A,则灯泡的实际功率P′=IU≈0.20W。
18.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω),②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω),③定值电阻R1(300Ω),④定值电阻R2(10Ω),⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω),⑥滑动变阻器
R4(0~20Ω),⑦干电池 (1.5V),⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选_______________,滑动变阻器应选_________________.(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图. (3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,_____________________;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1,G2的读数I1,I2; ③__________________________________________;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.
(4)根据I2?I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_____________________.
【答案】③,⑥ ①将滑动触头移至最左端 多次移动滑动触
头,记录相应的G1,G2读数I1,I2 r1?(k?1)R1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据电路连接特点,G2为定值电阻和电流表G1的总电流,若定值电阻选10Ω,则易使流过G2的总电流超过其满偏值,故选R1;分压接法用小阻值的滑动变阻器即可.
(2)
(3)在闭合开关前应将滑动变阻器滑片打在最左端以保护仪表. (4)根据欧姆定律:I1r1?(I2?I1)R1解得:I2?r?R1R1?rI1即k?1,所以
R1R1r1?(k?1)R1.
19.某同学为测定金属丝的电阻率ρ,设计了如图甲所示电路,电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,保护电阻R0=4.0Ω,电源的电动势E=3.0V,电流表内阻忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好.