高中物理电学实验电阻的测量docWord格式文档下载.docx
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3V,
内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内组约为0.1
Ω的电流表.采用分压电
路接线,图甲是实物的部分连线图,待测电阻为图乙中的
R1,其阻值约为5Ω.
(1)
1阻值的最优连接方式为导线①连接
________(填“a”或“b”)、导线②连接
测R
________(填“c”或“d”).
(2)
正确接线测得实验数据如表,用作图法求得
1的阻值为________Ω.
R
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边
1
长是R1的10,若测R2的阻值,则最优的连线应选________(填选项).
A.①连接a,②连接c
B.①连接a,②连接d
C.①连接b,②连接c
D.①连接b,②连接d
2.【解析】
(1)由于待测电阻Rx<
RARV,电流表应外接,所以导线①应该接a;
滑动变阻器采用分压式接法,导线②应接d.
(2)用作图法求解Rx时,注意描点连线应为一条过原点的直线,使直线穿过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,U—I图线的斜率等于待测电阻的阻值.由图线可得R=4.5Ω.
l
(3)根据电阻定律R=ρ,可以计算出题图中两个电阻R1和R2的阻值相等,因此
S
测量
R2的电阻时,电路接法与测量
R1相同即可,
B正确.
【答案】
(1)a
d
(2)图见解析;
4.5~4.7
(3)B
3.(2016·
江苏物理,10,8分)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值
R随温
度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω,R随t的升高而增大.实
验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,
t2,和电流表的相应示数I1,I2,.然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使
电流表的示数再次为I1,I2,,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,.
(1)有以下两电流表,实验电路中应选用________.
A.量程0~100mA,内阻约2Ω
B.量程0~0.6A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至10.0Ω,需旋转图中电阻箱
的旋钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是________.
①将旋钮a由“0旋”转至“1”②将旋钮b由“9旋”转至“0”
③将旋钮c由“9旋”转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表:
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据,在方格纸上作出R—t图象.
由图线求得R随t的变化关系为R=________Ω.
1.5
3.【解析】
(1)电路中的最大电流I=10A=150mA,无法达到0.6A电流表的
量程的3,因此选用A.
(2)要将电阻箱的电阻值由9.9Ω调为10.0Ω,应
注意电阻箱阻值不能为零,因此应先将a旋钮由
0调到1,顺序为①③②或①②③.
(3)图象如图所示,由图象可知,电阻R与温度t
12-8.8
的关系为R=8.8+t(Ω)=0.04t+8.8(Ω).
80
【答案】
(1)A
(2)①③②(或①②③)(3)图象
见解析;
0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算
对)
4.(2015·
新课标全国Ⅱ,23,9分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该
表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的
器材如下:
待测电压表(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干.
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电
路图的一部分,将电路图补充完整.
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:
____________.
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电
压表内阻的真实值RV相比,RV′________RV(填“>
“”=”或“<
”),主要理由是
.
4.【解析】
(1)实验电路图如图所示.
(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;
闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;
保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开
S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏;
读取电阻箱
所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.
(3)断开S2,调节电阻箱使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大;
此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>
RV.【答案】
(1)图见解析
(2)见解析(3)>
;
理由见解析
1.伏安法测电阻
(1)电流表的内、外接法对比
内接法外接法
电路图
误差原因
电流表分压
电压表分流
U测=Ux+UA
I测=Ix+IV
电阻
U测
RxRV
测
==Rx+RA
x
==
>
I测
Rx+RV<
测量值
测量值大于真实值
测量值小于真实值
=U
-RA
x=
RVU
Rx
误差校正
V
测-U测
A已知)
V已知)
(R
适用条件
RA
x,测大电阻
x,测小电阻
?
R
(2)电流表内、外接法的选择依据
①计算法看倍数关系:
根据题给数据估算.若Rx>
RV,即R2x>
RVRA,则应采用内RARx
RxRV2
接法;
若RA<
Rx,即Rx<
RVRA,则应采用外接法.
②试触法看相对变化:
按图接好电路,用电压表的一根接头P先后与a、b处试触.若电流表“相对变化”明显,则说明电压表分流作用较大,应采用电流表内
若电压表“相对变化”明显,则说明电流表分压作用较大,应采用电流表外接法.
(3)滑动变阻器的限流、分压接法的对比
限流接法分压接法
P初位置
b端
a端
电压调
ER
≤Ux≤E
0≤Ux≤E
节范围
Rx+RP
电流调
E
P+Rx≤Ix≤Rx
0≤Ix≤x
相对优点
电路结构简单,能耗较低
待测电阻Rx两端电压或电流能从零
开始调节,调节范围最大
(4)滑动变阻器分压、限流接法的选择依据
滑动变阻器的两种连接方式各有优缺点,两种接法均能满足实验要求时选限流接
法.但以下三种情况必须采用分压接法:
①要使待测元件的电压(或电流)从零(或很小值)开始连续调节,必须采用分压接
法;
②如果实验所提供的电压表、电流表或电阻元件允许的最大电流(或电压)较小,
采用限流接法时,实际电流(或电压)都会超过允许的最大电流(或电压),为了保护电表或电阻元件免受损坏,必须采用分压接法;
③若所用的滑动变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流接法时,待测电阻上
的电流(或电压)变化很小,不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据,应选择分压接法.
2.等效替代法测电阻
步骤如下:
如图所示,S接1,调节R2,读出表示数为I;
S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使表示数仍为I.由上可得Rx=R1.
该方法的优点是消除了电表引起的系统误差对测量的
影响,缺点是电阻箱的阻值不能连续变化,测量误差较大.
(2014·
新课标全国Ⅱ,22,6分)在伏安法测电阻
的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表的内阻
约为2kΩ,电流表的内阻约为10Ω,测量电路中
电流表的连接方式如图甲或图乙所示,结果由公式Rx
U
=I计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示
数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1
和Rx2,则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻
的真实值,且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量
值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
【解析】由于Rx>
RARV,利用内接法即题图甲误差更小,更接近待测电阻的
URx+URA
真实值.测量值Rx1=
=Rx+RA,即Rx1大于真实值.测量值Rx2=IRx+IV
,
即Rx2小于真实值.
【答案】Rx1大于小于
(2016·
福建漳州八校第二次联考)LED绿色照明技术已经走进我们的生
活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该
灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.
实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
C.定值电阻R1=697Ω
D.定值电阻R2=1985Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只
F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
H.开关S一只,导线若干
(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为________,电表2为________,定值
电阻为________.(填写器材前的字母编号)
(2)将电路图补充完整.
(3)
写出测量
LED
灯正常工作时的电阻表达式:
x=________(填字母,电流表A1、
电流表A2和电压表V的读数分别用I1、I2、U表示),当表达式中的________(填
字母)达到________,记下另一电表的读数代入表达式,此状态得到的电阻为LED
灯正常工作时的电阻.
【解析】
(1)该灯的额定电压为
3V,故所给的电压表F不能直接并联在灯的两
端测量电压,可把内阻已知的电流表B与一定值电阻串联改成一个量程较小的电
压表,串联的定值电阻应为D,则改装后的电压表的量程为U=I22+RA2
)
=
6V
U额
能满足实验的要求.LED灯的工作电流为R=6mA,流经电表2的电流为
A2+R2
=1.5mA,则流经电表1的电流最大值为(6mA+1.5mA)=7.5mA,测量该电流
Ug
时可选用内阻已知的电压表F,流经F的最大电流为RV=12mA,故表1选F,表2选B,定值电阻选D.
(2)该实验的滑动变阻器的最大阻值只有20Ω,故选用分压接法,电路图如图所
示.
(3)灯泡两端的电压UL=I2(RA2+R2),流经它的电流IL=RV-I2,故灯泡的电阻Rx
ULI2(RA2+R2)
,当表达式中的I2达到1.5mA时,该灯达到额定电压,此
=IL=
RV-I2
状态得到的电阻为该灯正常工作时的电阻.
(1)FB
D
(2)图见解析
I2(RA2+R2)
-I2
I21.5mA
电表的非常规接法测电阻
1.伏伏法测电阻
若的内阻RV1已知,则可用如图甲所示的电路测电阻
U2-U1·
RV1.
2.安安法测电阻
若的内阻RA1已知,则可用如图乙所示的电路测电阻
Rx,且Rx=U2-U1=U1
RV1
I1RA1
Rx,且Rx=I2-I1.
说明:
图甲和图乙中,电压表和电流表的“内接”和“外接”并不是为了减小系
统误差,而是从量程的大小、能否准确测量等因素考虑的.
3.电阻箱当成电表使用
(I1-I2)R
(1)电阻箱当成电压表:
如图甲所示,可测得电流表的内阻RA2=.图I2
中利用电阻箱R测得表两端的电压为(I1-I2)R,起到了测电压的作用.
(2)电阻箱当成电流表:
如图乙所示,若已知
R及
RV,可测得干路电流
UUI=R+RV
.
图中电阻箱与电压表配合使用,起到了测电流的作用.
1.(2015·
河南开封二模)某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻
Rx:
电源E,适
当量程的电流表、电压表各一只(电流表有内阻,电压表内阻不是无限大
),滑动
变阻器R、RP,开关S1、S2,导线若干.他设计如图甲所示的电路测量电阻
Rx的
值,并有效地消除了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差.
A.先闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合理,记下两表示
数为I1、U1;
B.闭合S2,调节RP,记下电流表和电压表示数为I2、U2.
(1)请你帮他按电路图在实物图乙上连线;
(2)指出上述步骤B中错误的做法并进行改正:
,
写出用测量数据表示被测电阻Rx的表达式:
______________________________.
1.【解析】
(1)电路连接如图所示.
(2)先闭合S1、断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合理,记下两表示
数I1、U1,设电压表内阻为RV,则I1=1+1,
U1RPRV
步骤B应保持RP不变,闭合S2,记下电流表和电压表示数
I2、U2,则I2=
1+
U2
RP
+
1,所以Rx=
U1U2
2-U21
(1)图见解析
(2)应保持RP不变,闭合
S2
U1I2-U2I1
山·
东济南一模
用伏安法测定一个待测电阻
x的阻值(阻值约为200Ω),
2(2016
实验室提供如下器材:
电池组E(电动势3V,内阻不计)
电流表A1(量程0~15mA,内阻约为100Ω)
电流表A2(量程0~300μA,内阻为2000Ω)
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω,额定电流2A)
电阻箱R2(阻值范围0~9999Ω,额定电流1A)
开关S、导线若干
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)将电流表A2与电阻箱串联,改装成一个量程为3.0V的电压表,需将电阻箱阻值调到________Ω.
(2)在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号;
调节滑动变阻器
1,两表的示数如图所示,可读出电流表
A1的示数是
,电流表
A
2的示数是________μA,测得待测电阻
Rx的阻值是
________mA
________Ω.
2.【解析】
(1)改装后电压表量程是3V,因为Ig(Rg+R)=U,则电阻箱阻值R
=Ig-Rg=8000Ω.
(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻
器应采用分压接法.待测电阻阻值约为200Ω,电流表
A1内阻约为100Ω,电压表内阻RV=2000Ω+8000Ω=10000Ω,Rx2<
RARV,电流表应采用外接法,电路图如
图所示.
(3)由图示可知,电流表A1的示数为
8.0mA,电流表A2
的示数是150μA;
待测电阻两端电压
U=I2V=150×
10-6×
10000V=1.5V,
测得待测电阻Rx=U=1.5
-3Ω=
187.5
Ω或
x=U≈191Ω.
I1
8×
10
I1-I2
【答案】
(1)8000
(2)图见解析(3)8.0150
187.5(或191)
3.(2015·
广西四校调研)某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
(1)用多用电表粗测:
多用电表电阻挡有
4个倍率:
分别为×
1k、×
100、×
10、
×
1,该同学选择×
100倍率,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示).为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:
①__________________________________________________________________.
②两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0Ω处.
③重新测量并读数,若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是
(2)为了尽量准确测该电阻,现用伏安法测电阻,要求测量时,电表指针有较大偏
转,测量多组数据.除被测电阻外,还备有如下实验仪器,请选择仪器,设计实
验电路.
A.电压表V(量程50V,内阻约为25kΩ)
B.电流表A1(量程100mA、内阻r1=20Ω)
C.电流表A2(量程100mA、内阻约5Ω)
D.定值电阻R0(80Ω)
E.滑动变阻器R(0~10Ω)
F.电源:
电动势E=6V,内阻较小
G.导线、开关若干
请在虚线框内画出能准确测量电阻R的电路图(要求在电路图上标出元件符
号).请根据设计的电路图写出Rx的测量值表达式:
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