專題10電路及其應(yīng)用

I..（2021高考江蘇物理卷）有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí)，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜

電流，若將該細(xì)胞膜視為IxlO-'F的電容器，在2ms內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢差從-70mV變?yōu)?0mV,則該

過程中跨膜電流的平均值為（）

A.1.5X10-7AB.2X10-7AC.3.5X10-7AD.5X10-7A

【參考答案】D

【命題意圖】本題考查電容、電流定義及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】電勢差從-70mV變?yōu)?0mV,即△U=100mV,由電容定義C=Q/U可知，C=AQ/AU,AQ=C

△U=lX1O-8XO.1C=1X10-9C,電流I=ZiQ/t=5X10「A,選項(xiàng)D正確。

2.（6分）（2021新高考福建）

某實(shí)驗(yàn)小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為80-00cm電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為

100-200Q，材料未知,實(shí)驗(yàn)過程如下:

圖（b）

(1)用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑,示數(shù)如圖（a）所示.該電阻絲的直徑為mm

(2)對多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.

(3)將多用電表的選擇開關(guān)旋至倍率的電阻擋（填“、1”“乂10”“*100”或“n樂”）.

(4)將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線.

（5）將黑、紅表筆并接在待測電阻絲兩端，多用電表的示數(shù)如圖（b）所示.該電阻絲的電阻值為Q.

（6）測量完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關(guān)旋至『'OFF”位置.

（7）實(shí)驗(yàn)測得的該電阻絲電阻率為Q-m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）.

【參考答案】.（I）1.414

(3)xlO

(5)160

-4

(7)3.14X10

【關(guān)鍵能力：】實(shí)驗(yàn)探究能力。

【解題思路】（1）根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，該電阻絲的直徑為d=lmm+0.414mm=1.414mm。

（3）根據(jù)中值電阻為“15”，測量電阻值約為100~200C的電阻，要使指針指在中值電阻附近，應(yīng)該將多

用電表的選擇開關(guān)旋至X10倍率的電阻擋。

（5）根據(jù)多用電表歐姆檔讀數(shù)規(guī)則，該電阻絲的電阻值為16XI0Q=160Q.

（7）電阻絲長度L=80.00cm=0.8000m,橫截面積S=nd2/4=1.57x10-6m2。

由電限定律，R=PL/S,解得實(shí)驗(yàn)測得的該電阻絲電阻率為B.ldxlOYom。

3.（8分）（2021新高考遼寧卷）某同學(xué)將一量程為250UA的微安表改裝成量程為L5V的電壓表。先將

電阻箱R1與該微安表串聯(lián)進(jìn)行改裝，然后選用合適的電源E、滑動(dòng)變阻器R2、定值電阻Rs、開關(guān)S和標(biāo)準(zhǔn)

電壓表對改裝后的電表進(jìn)行檢測，設(shè)計(jì)電路如圖所示。

--------（J）

（1）微安表銘牌標(biāo)示內(nèi)阻為0.8kQ,據(jù)此計(jì)算R1的阻值應(yīng)為—kQ。按照電路圖連接電路，并將R1調(diào)

為該阻值。

（2）開關(guān)閉合前，R2的滑片應(yīng)該移動(dòng)到端。

（3）開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)R2的滑片位置，微安表有示數(shù)，但變化不顯著，故障原因可能是（填選項(xiàng)

前的字母）。

（4）排除故障后，調(diào)節(jié)R2的滑片位置，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為0.60V時(shí)，微安表的示數(shù)為98UA,此時(shí)需要

工填寫“增大”或“減小”）R的阻值，以使改裝電表的量程達(dá)到預(yù)期值。

【參考答案】（1）5.2（2）左端（2端）（3）A（4）減小

【解題思路】（1）根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律，Ig=U,解得R尸彳=5.2X103Q=5.2kQ。

（2）開關(guān)閉合前，&的滑片應(yīng)該移動(dòng)到測量電路電壓最小處，即幻的滑片應(yīng)該移動(dòng)到左端（2端）。

（3）開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)&的滑片位置，微安表有示數(shù)，說明電路是通路，但變化不顯著，故障原因可能是

1、2間斷路。

（4）調(diào)節(jié)型的滑片位置，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為0.60V時(shí)，微安表的示數(shù)為98UA,小于預(yù)期值，需要減小

R1的阻值，以使改裝電表的量程達(dá)到預(yù)期值。

4.（10分）（2021新高考北京卷）

在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測量一金屬絲的電阻。

（1）該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對應(yīng)的讀數(shù)是C。

（2）除電源（電動(dòng)勢3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）、電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約3k。）、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，

還提供如下實(shí)驗(yàn)器材：

A.電流表（量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1C）

B.電流表（量程0~3.0A,內(nèi)阻約0.02。）

C.滑動(dòng)變阻器（最大阻值10。，額定電流2A）

D.滑動(dòng)變阻器（最大阻值IkC,額定電流0.5A）

為了調(diào)節(jié)方便、測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。

（選填實(shí)驗(yàn)器材前對應(yīng)的字母）

（3）該同學(xué)測量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流/,得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出，如

圖2所示。請作出該金屬絲的U-/圖線，根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=Q（結(jié)果保留

小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

UN

（4）用電流傳感器測量通過定值電阻的電流，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為

小燈泡，電流隨時(shí)間變化的圖線如圖4所示，請分析說明小燈泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的

變化。

0閉合開關(guān)）0%（閉合開關(guān)）

圖3圖4

.【參考答案】（10分）

（1）6（2）A；C（3）如答圖1；5.80

答圖I

（4）剛閉合開關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小,電流較大；隨著燈絲溫度升高，電阻逐漸增大，電流

逐漸減?。划?dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，電阻不變，電流保持不變。

【解題思路】〈1）根據(jù)多用電表歐姆檔讀數(shù)規(guī)則，電阻測量對應(yīng)的讀數(shù)是6Q。

（2）“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)，由I=U/R可知實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用量程0~0.6A的電流表

A,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值范圍與電阻絲差不多的滑動(dòng)變阻器Co

（3）用直尺過盡可能多的點(diǎn)作直線作出該金屬絲的U-/圖線,，金屬絲的圖線斜率等于

該金屬絲電阻R=5.80C。

（4）剛閉合開關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升高，電阻逐漸增大，電流

逐漸減小；當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，電阻不變，電流保持不變。

5.（9分）（2021新高考湖南卷）

某實(shí)驗(yàn)小組需測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、一個(gè)定值電阻（阻

值為&）、一個(gè)電流表（內(nèi)阻為&）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于R。，并配有可在電阻絲上移動(dòng)

的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個(gè)圓形時(shí)鐘表盤。某同學(xué)

提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

（1）將器材如圖（a）連接:

（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端（填"a"或"b”）；

（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角。和電流表示數(shù)/,得到多

組數(shù)據(jù);

（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖（b）所示，圖線斜率為左，與縱軸截距為d,設(shè)單

位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為石，該電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻可表示為后=，r=（用&、

RA、k、d、6表示）

（5）為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖（c）

方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（電阻絲用滑動(dòng)變阻器符號(hào)表示）；

（6）利用測出的彳），可得該電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

【參考答案】（2）b（4）r（/k里-（私+品）。（5）電路如圖。

k

【解題思路】本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)、圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尺及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主

要考查實(shí)驗(yàn)探究能力.（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)該夾在電阻絲的b端。

（4）設(shè)金屬絲單位角度對應(yīng)的電阻為小則電阻對圖（a）所示電路，利用閉合電路歐姆定律,

E=I處+R+r+Ro）=1—+偽b+r+Ro）,變化為與圖像相符的函數(shù)關(guān)系式，,=4.。+冬士巨4.由2=匕

IEEE

解得電動(dòng)勢E=r/k；由此+」+/=d解得『皿-（8+島）。

Ek

（5）采用伏安法測量電阻絲總電阻R,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。得出總電阻R后，金屬絲單位角度對應(yīng)

的電阻為ro=R/3OO.

【方法總結(jié)】用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要根據(jù)題給電路利用物理規(guī)律列出方程，并且把方程變化為與

圖像相符的函數(shù)關(guān)系式。

6.（8分）（2021高考新課程I卷山東卷）熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件，某學(xué)習(xí)小組要探究一熱敏

電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律?？晒┻x擇的器材有：

溫控裝置

—i

—---

圖甲

待測熱敏電阻冬（實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，阻值約幾百歐到幾千歐）;

電源E（電動(dòng)勢L5V,內(nèi)阻r約為S5C）；

電阻箱R（阻值范圍°~9999.990）；

滑動(dòng)變阻器“（最大阻值20Q）；

滑動(dòng)變阻器“（最大阻值2000Q）.

微安表（量程10°NA,內(nèi)阻等于2500C）；

開關(guān)兩個(gè)，溫控裝置一套，導(dǎo)線若干.

同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖甲所示的測量電路，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

②閉合'、,2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿偏；

③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，斷開,2,調(diào)節(jié)電阻箱，使微安表指針半偏：

④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值。

回答下列問題：

（1）為了更準(zhǔn)確地測量熱敏電阻的阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用