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2024教科版高中物理必修第三册同步
专题强化练5 其他方法测电阻
题型一 安安法测电阻
1.(2022四川成都模拟)欲测量一个未知电阻Rx的阻值。
(1)某同学先用多用电表欧姆“×10”挡粗测。测量中,表盘指针位置如图(a),其示数为 Ω。
图(a)
(2)为了准确测出Rx的阻值,实验室提供了以下器材:
A.电池组(电压为3 V,内阻可忽略)
B.电流表(量程0~100 mA,内阻rA1约1 Ω)
C.电流表(量程0~25 mA,内阻rA2=4 Ω)
D.电流表(量程0~1 mA,内阻rA3=100 Ω)
E.电阻箱(阻值0~9 999.9 Ω)
F.滑动变阻器(阻值0~10 Ω)
G.开关一只,导线若干
①根据提供的器材,该同学设计了如图(b)所示的电路。其中,A1表应选 (选填器材字母代号)。
②要使图(b)所示虚线框中改装后的电表的量程为0~3 V,A2表应选 (选填器材字母代号),且该同学应将电阻箱接入电路的电阻调到 Ω。
③完成以上工作后,该同学在实验中测出了多组A1表和A2表的示数I1和I2,由这些数据得到了如图(c)所示的I2-I1图像。利用图像求得被测电阻的阻值为Rx= Ω。(结果保留3位有效数字)
题型二 伏伏法测电阻
2.(2022四川成都蓉城名校联盟联考)某实验小组要精确测定额定电压为220 V的电热丝正常工作时的电阻,已知电热丝Rx正常工作时的电阻约为1 100 Ω,实验室提供的器材有:
A.定值电阻R1=500 Ω
B.定值电阻R2=1 200 Ω
C.滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω)
D.电压表 V1(量程为0~100 V,内阻RV1=1 000 Ω)
E.电压表 V2(量程为0~300 V,内阻RV2约为9 kΩ)
F.电源E(可视为蓄电池组,电压为300 V,内阻不计)
G.开关S一只
(1)设计了如图所示的电路图,请选择合适的器材:电表1应为 (选填器材前的字母代号,下同),电表2应为 ,实验小组的同学认为应该将电表1 (选填“串”或“并”)联一定值电阻方可顺利完成实验,该定值电阻应为 。
(2)实验小组选择器材并按要求正确连接实物电路后,进行了测量。
(3)当电热丝Rx正常工作时,若电压表 V1的测量值为U1,内阻为RV1;电压表 V2的测量值为U2,内阻为RV2;定值电阻的阻值分别为R1和R2。写出测量电热丝Rx正常工作时的电阻的表达式为Rx= 。(用上述给定的部分物理量符号表示)
(4)利用以上电路及实验器材最终测量得到的电热丝Rx正常工作时的电阻与准确值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
题型三 替代法测电阻
3.(2022四川宜宾叙州二中模拟)为了测量一电压表 V的内阻,某同学设计了如图1所示的电路。其中 V0是标准电压表,R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电源。
图1
图2
(1)用笔画线代替导线,根据图1所示的实验原理图将图2所示的实物图连接完整。
(2)实验步骤如下:
①将S拨向接点1,接通S1,调节R0,使待测电压表指针偏转到适当位置,记下此时 的读数U;
②然后将S拨向接点2,保持R0不变,调节 ,使 ,记下此时R的读数;
③多次重复上述过程,计算R读数的平均值,即为待测电压表内阻的测量值。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差,除偶然误差因素外,还有哪些可能的原因 请写出其中一种可能的原因: 。
题型四 半偏法测电阻
4.(2022四川成都模拟)为将一只毫安表A(量程0~3 mA,内阻几十欧姆)改装成量程为0~1.5 V的电压表,实验室提供了下列器材:电源E(电压约6 V,内阻不计);滑动变阻器R1(0~50 Ω);滑动变阻器R2(0~5 kΩ);电阻箱R(0~999.9 Ω);开关两个;导线若干。
某同学先按图示电路连接线路,测量表A的内阻。他的操作步骤如下:
a.将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合S1后调节变阻器的阻值,使表A的指针满偏;
b.闭合S2,保持变阻器的阻值不变,调节电阻箱R的阻值,使表A的指针偏转到满偏刻度的位置;
c.记下R的阻值为30.0 Ω。
(1)上述实验中,滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”)。
(2)表A的内阻测量值RA= Ω,此测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)表A内阻的真实值。
(3)若取表A内阻的测量值RA进行计算,为达成改装的目的,可将表A与电阻箱R (选填“串联”或“并联”),且将电阻箱R的阻值调到 Ω。
答案与分层梯度式解析
专题强化练5 其他方法测电阻
1.答案 (1)120 (2)①C ②D 2 900 ③122
解析 (1)欧姆表读数为12×10 Ω=120 Ω。
(2)①流过Rx的最大电流约为Imax= A=0.025 A=25 mA,所以A1表应选C。
②A2表与电阻箱串联,当电压表使用,故其内阻应是一确定值,B电流表的内阻不确定,所以A2表应选D,电阻箱接入电路的电阻R'= Ω=2 900 Ω
③根据并联电路的特点可得I2(R'+rA3)=I1(Rx+rA2),整理得I2=I1,可得I2-I1图像的斜率k=,解得Rx=122 Ω
2.答案 (1)D E 并 A (3)
(4)相等
解析 (1)电热丝正常工作时的电流约为I==0.2 A,可以用已知内阻的电压表 V1来代替电流表,即电表1应选用D,电表2应选用E;但电压表 V1允许通过的最大电流为Im= A=0.1 A<0.2 A,不满足实验要求,可用定值电阻与电压表 V1并联扩大测量范围,定值电阻R1与电压表并联时允许通过的最大总电流为0.3 A,可满足实验的要求,故定值电阻应选用A。
(3)由串并联电路的特点可得U2=U1+Rx,解得Rx=。
(4)电表测量的数据均为准确值,无误差,测量值与准确值相等。
3.答案 (1)图见解析 (2)①标准电压表 V0 ②电阻箱R 标准电压表V0的读数仍为U (3)电阻箱阻值不连续,导致测量值不准确(或电流通过电阻发热,导致电阻阻值发生变化等)
解析 (1)根据电路图连接的实物图如图所示;
(2)①将S拨向接点1,接通S1,调节R0,使待测电压表指针偏转到适当位置,记下此时标准电压表 V0的读数U;
②然后将S拨向接点2,保持R0不变,调节电阻箱R的阻值,使标准电压表 V0的示数仍为U,记下此时R的读数,等于待测电压表的内阻。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差,除偶然误差因素外,还可能的因素有:由于电阻箱的阻值不连续,可能导致电阻箱的阻值与待测电压表内阻之间存在着一定的误差;另外电流通过电阻发热,导致电阻阻值发生变化等。
4.答案 (1)R2 (2)30.0 小于 (3)串联 470
解析 (1)毫安表A的量程为0~3 mA,则S2断开时电路中的最大电流为3 mA,此时电路中的最小电阻为R= Ω=2 000 Ω,故滑动变阻器应选用R2。
(2)实验中用半偏法测电表的内阻,所以R的阻值即为电表内阻的测量值,则表A的内阻测量值RA=30.0 Ω;由于闭合S2时,电阻箱R与表A并联,电路中的总电阻变小,干路电流变大,而流过表A的电流为Im,所以流过电阻箱R的电流大于Im,根据并联电路的特点,可知电阻箱R的阻值小于毫安表A的内阻,即测量值小于表A内阻的真实值。
(3)应把毫安表与电阻箱串联,改装成电压表,量程为0~1.5 V,则有Um=Ig(RA+R),则将电阻箱R的阻值调到R=470 Ω。
规律总结 半偏法的误差分析
半偏法测电流表内阻的电路如图所示,当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表指针半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的内阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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