届高三高考物理复习专题突破测量电阻的方法.docx
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届高三高考物理复习专题突破测量电阻的方法
测量电阻的多种方法
1.用以下器材可测量电阻Rx的阻值.
待测电阻Rx,阻值
约为600Ω;
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;
电压表V1,量程为0~500mV,内阻r1=1000Ω;
电压表V2,量程为0~6V内阻r2约为10kΩ;
电流表A,量程为0~0.6A,内阻r3约为1Ω;
定值电阻R0,R0=60Ω;
滑动变阻器R,最大阻值为150Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的
,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=________,式中各符号的意义是__________________________________.(所有物理量用题中代表符号表示)
.2.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
_________________________________________________________________.
3.电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:
与A1规格相同
滑动变阻器R1:
阻值0~20Ω
电阻箱R2:
阻值0~9999Ω
保护电阻R3:
阻值约为3kΩ
电源:
电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到________(填“最大”或“最小”);
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I;
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数________,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=________
4.(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中
和
为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。
实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。
图b是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管Ut关系曲线。
回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表
的示数为U1=________mV;根据图b可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”),电压表
示数________(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动,以使
示数仍为U1。
(2)由图b可以看出U与t成线性关系。
硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为
=________×10-3V/℃。
(保留两位有效数字)
5.(2019·河南省郑州市一模)某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内电阻,实验原理电路图如图甲所示。
电压表:
V(量程3V,内阻RV=10kΩ)
电流表:
G(量程3mA,内阻Rg=100Ω)
滑动变阻器:
R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
定值电阻:
R0=0.5Ω
开关S和导线。
(1)该同学将电流表G与定值电阻R0并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是________A。
(结果保留一位有效数字)
(2)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标,绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=________V,电源的内阻r=________Ω。
(结果均保留两位小数)
6.(2018·高考全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω);
可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图甲,将图乙中实物连线.
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1.
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表
的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表
的示数U2.
(4)待测电阻阻值的表达式Rx=________(用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次测量所得
的平均值,求得Rx=________Ω.(保留1位小数)
7.(2019·河南鹤壁中学模拟)为了比较准确的测量阻值约为100Ω的定值电阻Rx,实验室提供如下的实验器材:
A.电动势E=6V,内阻很小的直流电源
B.量程5mA,内阻为RA1=50Ω的电流表
C.量程0.6A,内阻为RA2=0.2Ω的电流表
D.量程6V,内阻RV约为15kΩ的电压表
E.定值电阻R1=5Ω
F.定值电阻R2=500Ω
G.最大阻值15Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
H.最大阻值15kΩ,最大允许电流0.5A的滑动变阻器
I.开关一个,导线若干
(1)为了能比较精确地测量Rx的电阻值,电流表应选用________(填“B”或“C”)、定值电阻应选用________(填“E”或“F”)、滑动变阻器应选用________(填“G”或“H”);
(2)请根据所选用的实验器材,设计测量电阻的电路,并在方框中画出电路图;
(3)如果电压表的示数为U(单位为V),电流表的示数为I(单位为A),则待测电阻的计算式为Rx=________(表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示,不得直接用数值表示).
8.(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻.可使用的器材有:
两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”).
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”).
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
____________________________________________________________________________________________.
9.(2019·河南安阳二模)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单掷开关,E是电源。
(1)用笔画线代替导线,根据如图1所示的实验原理图将如图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________,使待测表头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________,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:
________________________。
10.(2019·兰州高三诊断考试)某兴趣小组在学习了多用电表后,在实验室找到一个电流表G,尝试自己动手改装一个电压表。
(1)先用半偏法测量电流表G的内阻,实验电路图如图所示,准备有下列器材:
A.待测电流表G(量程1mA,内阻约几十欧)
B.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)
D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电阻箱(0~9999Ω)
F.电源(电动势9V,有内阻)
G.开关、导线
①实验中要求有较高的精确度,在以上器材中,R1应选用________,R2应选用________。
②实验要进行的步骤有:
A.闭合开关S1
B.闭合开关S2
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F.记下R2的阻值并断开S1
G.按图所示连接好实验电路
以上步骤,合理的顺序是____________(用步骤前的英文字母表示)。
③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0Ω,则电流表内阻Rg=________Ω。
(2)要将该电流表改装成量程是3V的电压表,则应串联一个阻值是________Ω的电阻。
参考答案
1.用以下器材可测量电阻Rx的阻值.
待测电阻Rx,阻值约为600Ω;
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;
电压表V1,量程为0~500mV,内阻r1=1000Ω;
电压表V2,量程为0~6V内阻r2约为10kΩ;
电流表A,量程为0~0.6A,内阻r3约为1Ω;
定值电阻R0,R0=60Ω;
滑动变阻器R,最大阻值为150Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的
,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=________,式中各符号的意义是__________________________________.(所有物理量用题中代表符号表示)
【答案】
(1)图见解析
(2)
U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定值电阻
【解析】
(1)电路的最大电流为I=
=0.01A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表,电压表选择V2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,电路如图所示.
(2)流过被测电阻的电流为I=
+
=
,被测电阻值为Rx=
=
.
2.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
_________________________________________________________________.
【答案】 见解析
【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;读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻.
(3)断开S2,调节电阻箱R0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.
3.电流表A1的量程为0~200μA、内电阻约为500Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:
与A1规格相同
滑动变阻器R1:
阻值0~20Ω
电阻箱R2:
阻值0~9999Ω
保护电阻R3:
阻值约为3kΩ
电源:
电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω
(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.
(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤.
a.先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到________(填“最大”或“最小”);
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I;
c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数________,读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=________
【答案】
(1)图见解析
(2)a.最大c.再次为I(或仍为I) R0
【解析】
(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图如图所示.
(2)a.实验前R2应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从R2的读数得到电流表的内阻值.
4.(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中
和
为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。
实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。
图b是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管Ut关系曲线。
回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表
的示数为U1=________mV;根据图b可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”),电压表
示数________(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动,以使
示数仍为U1。
(2)由图b可以看出U与t成线性关系。
硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为
=________×10-3V/℃。
(保留两位有效数字)
【答案】
(1)5.00 变小 增大 B
(2)2.8
【解析】
(1)
、
是理想电压表,则R0与硅二极管串联,电流相等,R0两端电压U1=IR0=50.0×10-6×100V=5.00×10-3V=5.00mV。
由Ut图象知:
当控温炉内温度升高时,U变小,又I=50.0μA不变,故硅二极管正向电阻变小;由闭合电路欧姆定律知,电路中电流增大,
示数增大;要保持
示数不变,需增大滑动变阻器的阻值,即滑片向B端移动。
(2)由Ut图象的斜率可知:
=
V/℃=2.8×10-3V/℃。
5.(2019·河南省郑州市一模)某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内电阻,实验原理电路图如图甲所示。
电压表:
V(量程3V,内阻RV=10kΩ)
电流表:
G(量程3mA,内阻Rg=100Ω)
滑动变阻器:
R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
定值电阻:
R0=0.5Ω
开关S和导线。
(1)该同学将电流表G与定值电阻R0并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是________A。
(结果保留一位有效数字)
(2)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标,绘出了如图乙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=________V,电源的内阻r=________Ω。
(结果均保留两位小数)
【答案】
(1)0.6
(2)1.48 0.84
【解析】
(1)改装后的电流表量程:
I=Ig+
=0.003A+
A=0.603A≈0.6A。
(2)由
(1)可知,改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍,故U=E-200Ir,图线纵轴上的截距等于电源的电动势,由图读出电源的电动势为:
E=1.48V;图线的斜率大小k=200r,则电源的内阻为:
r=
Ω=0.84Ω。
6.(2018·高考全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω);
可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器.采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图甲,将图乙中实物连线.
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1.
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表
的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表
的示数U2.
(4)待测电阻阻值的表达式Rx=________(用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39
(6)利用上述5次测量所得
的平均值,求得Rx=________Ω.(保留1位小数)
【答案】:
(1)图见解析 (4)
R0 (6)48.2
【解析】:
(1)依电路图连接实物图如图
(4)由于电压表可视为理想电压表且滑动变阻器滑动端的位置不变时,通过R0和Rx电流不变,因此有
=
,待测电阻阻值的表达式Rx=
R0
(6)根据所给数据计算出
的平均值为3.41,将数据代入Rx=(
-1)R0,求得Rx=48.2Ω.
7.(2019·河南鹤壁中学模拟)为了比较准确的测量阻值约为100Ω的定值电阻Rx,实验室提供如下的实验器材:
A.电动势E=6V,内阻很小的直流电源
B.量程5mA,内阻为RA1=50Ω的电流表
C.量程0.6A,内阻为RA2=0.2Ω的电流表
D.量程6V,内阻RV约为15kΩ的电压表
E.定值电阻R1=5Ω
F.定值电阻R2=500Ω
G.最大阻值15Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器
H.最大阻值15kΩ,最大允许电流0.5A的滑动变阻器
I.开关一个,导线若干
(1)为了能比较精确地测量Rx的电阻值,电流表应选用________(填“B”或“C”)、定值电阻应选用________(填“E”或“F”)、滑动变阻器应选用________(填“G”或“H”);
(2)请根据所选用的实验器材,设计测量电阻的电路,并在方框中画出电路图;
(3)如果电压表的示数为U(单位为V),电流表的示数为I(单位为A),则待测电阻的计算式为Rx=________(表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示,不得直接用数值表示).
【答案】:
(1)B E G
(2)图见解析(3)
【解析】:
(1)电路中最大电流I=
=
A=0.06A=60mA,所以电流表选择B,由于电流表量程较小,所以要改装电流表,扩大量程,则需要并联电阻,所以定值电阻选择E,由于被测电阻约100Ω,为方便调节,则滑动变阻器选择G.
(2)为了能比较精确地测量Rx的电阻值,滑动变阻器使用分压式,由于电压表的内阻不知,所以不能使用外接法,则实验电路图如图所示.
(3)根据欧姆定律得:
Rx=
8.(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻.可使用的器材有:
两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为________Ω(填“20”或“2000”).
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的________端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(填“相等”或“不相等”).
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
____________________________________________________________________________________________.
【答案】1)图见解析
(2)①20 ②左 ③相等
④2550 (3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
【解析】
(1)根据题
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- 关 键 词:
- 三高 物理 复习 专题 突破 测量 电阻 方法