高三物理一轮复习练习 选修3173四Word文件下载.docx
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B
2.如图为多用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是( )
A.30kΩ~80kΩ
B.3kΩ~8kΩ
C.300kΩ~800kΩ
D.3000kΩ~8000kΩ
当红、黑表笔短接调零时
Ig=
R+rg+R0=
=
=5000Ω.
当指针指中间(中值电阻)时,设被测电阻阻值为Rx,则
Rx=5000Ω.
使用欧姆表读数时在中值电阻5kΩ左右读数最为准确,所以能准确测量的阻值范围是3kΩ~8kΩ.故B项正确.
3.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a、b的位置,如图所示.若多用电表的选择开关处于表格中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?
请填在表格中.
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100mA
________mA
直流电压2.5V
________V
b
电阻×
100
________Ω
首先在表盘上找到直流的刻度,直流的符号是“—”,表盘中间的那个刻度是直流的刻度,电流为100mA量程,对应读数为23mA;
电压为2.5V量程,对应读数为0.57V;
欧姆挡上对应读数3.2Ω,再乘以倍率应为320Ω.
23 0.57 320
4.(2013年泉州模拟)一位同学使用多用电表测电阻,它在实验中的主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×
10”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试笔插孔中,先把两表笔相接触,旋转调零旋钮,使指针指在零处;
③把两表笔分别与待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转角度较小;
④换用“×
100”欧姆挡测量,发现这时指针偏转适中,随即记下电阻数值;
⑤把表笔从测试笔插孔拔出后,把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
这个学生在测量时已注意到:
待测电阻与其他元件的电源断开,不用手碰表笔的金属杆.这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方?
a.______________________________________________________________
_______________________________________________________________;
b.______________________________________________________________
________________________________________________________________.
a.选择开关从“×
10”挡拨到“×
100”挡时,必须重新进行欧姆调零
b.多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡.应置于交流电压最高挡或“OFF”挡
见解析
5.在如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.
(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明________可能有故障.
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.
_________________________________________________________________
(1)在1、2两点接好的情况下,应当选用多用电表的电压挡,在1、2两点同时断开的情况下,应选用欧姆挡.
(2)表明5、6两点或开关可能有故障.
(3)①将选择开关调到欧姆挡;
②将红、黑表笔短接,检查欧姆挡能否正常工作;
③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.
(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)见解析
6.(2013年武汉调研)某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值.
A.电流计,满偏电流为1mA,内阻为20Ω
B.电流计,满偏电流为0.6A,内阻为5Ω
C.电动势15V,内阻5Ω的直流电源
D.电动势3V,内阻3Ω的直流电源
E.最大阻值为5000Ω的滑动变阻器
F.最大阻值为100Ω的滑动变阻器
(1)以上器材应选用________(填字母),并在下面线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图.
(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.
(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为________Ω.
(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍然能正常调零,这将导致测量的结果________(填“偏大”、“偏小”或“准确”).
(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即:
I=
,调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大时,电流小于电流表的满偏电流Ig,综合考虑应选A、D、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示.
(2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得:
E=Ig(R+Rg+r),
代入数据解得:
R=2977Ω.
(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得:
E=I(R+Rg+r+Rx),由题意得:
,代入数据解得:
Rx=6000Ω.
(4)由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结果准确.
(1)ADE 图见解析
(2)2977 (3)6000
(4)准确
7.(创新实验)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:
待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×
1Ω挡,调好零点;
电阻箱置于适当数值.完成下列填空:
(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为________(填“红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙中a,b,c所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω;
乙
(3)将图甲中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA;
(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V.(保留3位有效数字)
(1)多用电表的电流是从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,所以a为黑色.
(2)仪器读数:
欧姆表读数为14Ω,电流表精度为1mA,需估读到1的下一位,所以电流表读数为53.0mA;
电阻箱读数R=(0×
100+0×
10+4×
1+6×
0.1)Ω=4.6Ω.(3)由题意,多用电表的表盘实际是一表头,看电流刻度,此时对应26格,电流为53.0mA,两表笔短接时,表头对应50格,则电流I=
mA≈102mA.(4)由闭合电路欧姆定律,得E=I1(R电阻+R内),其中R电阻=14Ω
E=I·
R内
由以上两式解得:
E≈1.54V
(1)黑
(2)14 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54
在电学实验中,电阻的测量是一项重要的考查内容,由于测量方法较多,且考题题型多变,方法灵活,已成为高考设计性实验考查的热点.
方法1 等效替换法
连接电路如图所示,R为电阻箱,Rx为待测电阻,通过调节电阻箱R,使单刀双掷开关S分别接2和1时,电流表中的电流示数相同,则表明Rx=R,即可测出Rx.
[例1] 为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN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是电池.完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.
[解析] 本题方法为替代法.
当S接1与接2时通过电路的电流I相同,可知待测微安表头的内阻与RN的电阻相同.
[答案]
(1)R0 标准电流表(或A0)
(2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I
(3)平均值
方法2 半偏法
半偏法测电阻的原理及注意事项如下:
原理图
原理
闭合S2,调节R2,使R2分走一半电流
断开S2,调节R2,使R2分走一半电压
注意
事项
电源E的电动势尽量要大,滑动变阻器R1尽量要大
电源E的电动势尽量要大,滑动变阻器R1尽量要小
[例2] 在把电流表改装成电压表的实验中,把量程Ig=300μA,内阻约为100Ω的电流表G改装成电压表.
(1)采用如图所示的电路测量电流表G的内阻Rg,可选用的器材有:
A.电阻箱:
最大阻值为999.9Ω;
B.电阻箱:
最大阻值为9999.9Ω;
C.滑动变阻器:
最大阻值为2000Ω;
D.滑动变阻器:
最大阻值为50kΩ;
E.电源:
电动势约为2V,内阻很小;
F.电源:
电动势约为6V,内阻很小;
G.开关、导线若干.
为提高测量精度,在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择________;
可变电阻R2应该选择________;
电源E应该选择________.(填选用器材的字母代号)
(2)测电流表G的内阻Rg的实验步骤如下:
a.连接电路,将可变电阻R1调到最大;
b.断开S2,闭合S1,调节可变电阻R1使电流表G满偏;
c.闭合S2,调节可变电阻R2使电流表G半偏,此时可以认为电流表G的内阻Rg=R2.
设电流表G的内阻Rg的测量值为R测,真实值为R真,则R测________R真.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
[解析]
(1)本题是典型的半偏法测电阻,根据实验的特定条件,选择仪器首先从电源下手,电源电动势尽量大一些,故选F;
然后根据R1=
-Rg,可知当电流表满偏时,可变电阻R1接入电路中的阻值约为19900Ω,故R1选择D;
而可变电阻R2应该选择与电流表内阻相差不多且可直接读出数值的,故选择A.
(2)因R2的并联,电路中总电流I′要大于R2并入前的总电流I,而表半偏,则I2>
,因I2R2=IgRg,所以R2<
Rg,即该实验的测量值比真实值偏小.
[答案]
(1)D A F
(2)小于
方法3 差值法
利用串联电路的分压原理和并联电路的分流原理,常见设计图如下图所示.
甲图中电压表内阻,RVx=
(其中R0为电阻箱阻值);
图乙中电流表内阻RAx=
·
R1(R1为定值电阻阻值);
图丙中Rx=
-
(U1、I1分别为S2断开时的电压、电流,U2、I2分别为S2闭合时的电压、电流)
[例3] 测量一只量程已知的电压表内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻(阻值5kΩ,额定电流0.5A)
D.电池组(电动势小于3V,内阻可忽略)
E.开关两只
F.导线若干
要求从图甲、乙电路中选择一个电路,利用这个电路完成测量.
(1)你选________(填甲或乙)电路,理由是________.
(2)实验中需要直接测量的物理量是________.电压表内阻的计算公式RV=________.
(3)把图丙中所示各器材的实物图连成你所选的实验电路.
[解析]
(1)若用图甲,因实际电流小于1mA,量程为3A的电流表根本无法测量;
而乙中电压表的内阻与电阻R的阻值相当,电池内阻又可忽略,故可用分压原理求,且尽可能减小测量误差.
(2)闭合S1、S2,记下U1,即为电源电动势,再断开S2,记下U2,则R上电压为U1-U2,由分压原理可得RV=
R.
(3)连线时,可先将S2与R并联后再与其他电器串联.
[答案]
(1)乙 原因见解析
(2)见解析 (3)如图
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- 高三物理一轮复习练习 选修3173四 物理 一轮 复习 练习 选修 3173