粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流本章综合与测试课后测评

第三章　恒定电流

专题强化练4　伏安法测电阻实验误差分析

一、选择题

1.(2021湖南邵阳高二上期中,)在伏安法测电阻的实验中,电压表的内阻RV=1 kΩ,电流表的内阻RA=1 Ω,待测电阻的阻值约为10 Ω,那么要使测量结果更接近真实值,应该选用的电路接法是              (　　)

A.电流表内接法　　　　B.电流表外接法

C.两种电路都可以　　　　D.无法确定

2.(2021陕西黄陵中学高二上期中,)(多选)为了测某电阻R的阻值,分别接成如图所示的甲、乙两电路,在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3 V、3 mA,乙电路中两表示数分别为2.9 V和4 mA,则待测电阻的阻值可能为              (　　)

A.比1 000 Ω略大一些　　　　B.略小于1 000 Ω

C.比725 Ω大一些　　　 　D.等于725 Ω

3.(2021北京丰台高二上期中,)用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值,图中电压表的内阻为RV,电流表内阻为RA,测量时把电压表示数U和电流表示数I的比值作为电阻的测量值,忽略实验操作中的偶然误差,则下列说法正确的是              (　　)

A.电阻Rx的测量值大于真实阻值

B.电阻Rx的测量值小于真实阻值

C.电阻Rx的真实阻值为-RA

D.电阻Rx的真实阻值为

4.(2021河北邢台高二上期中,)用同一组电流表和电压表测量电阻R的阻值,当按照如图甲所示的方式接入电路测量时,电流表的示数为5.50 mA,电压表的示数为2.75 V;当按照如图乙所示的方式接入同一电路测量时,电流表的示数为5.55 mA,电压表的示数为2.22 V。下列说法正确的是              (　　)

A.电阻的真实值更接近400 Ω,且大于400 Ω

B.电阻的真实值更接近400 Ω,且小于400 Ω

C.电阻的真实值更接近500 Ω,且大于500 Ω

D.电阻的真实值更接近500 Ω,且小于500 Ω

5.(2021河南许昌高二上月考,)如图所示的是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么              (　　)

A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a

B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b

C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a

D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S无法确定应接a还是b

6.(2021江苏盐城高二上月考,)在测量阻值较小的金属的电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是              (　　)

二、非选择题

7.(2021甘肃天水高二上期中,)用伏安法测电阻,可采用如图所示的甲、乙两种接法。若所用电压表内阻为5 000 Ω,电流表内阻为0.5 Ω。

(1)当测量100 Ω左右的电阻时,宜采用　　　　(选填“甲”或“乙”)电路。 

(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为　　　　Ω,真实值为　　　　Ω。 

8.(2021江西上饶高二上月考,)某同学用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx的阻值。电源电动势为12.0 V,内阻不计,供选用的滑动变阻器有:

A.最大阻值10 Ω,额定电流2.0 A;

B.最大阻值50 Ω,额定电流0.2 A。

回答以下问题:

(1)滑动变阻器应选用　　　　(选填“A”或“B”)。 

(2)正确连接电路,闭合开关,电压表的示数为8.0 V,电流表的示数为0.16 A,则测得电阻阻值=　　　　Ω。 

(3)利用相同器材,用如图乙电路测量,操作和读数正确,测得电阻阻值　　　 (选填“=”“>”或“<”)。

9.(2021江西临川一中高二上月考,)某同学用伏安法测量一未知电阻Rx的电阻值。

(1)该同学用电流表内接法和外接法分别测量了Rx的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,由电流表外接法得到的图线是图甲中　　　　(选填“a”或“b”); 

(2)用图甲中的数据,求出用电流表外接法时Rx的测量值为　　　　Ω(保留两位有效数字),其测量值与真实值相比　　　　(选填“偏大”或“偏小”); 

(3)图乙是用电流表外接法已部分连接的实物电路,请结合甲图信息补充完成实物接线。

甲

乙

10.(2021广东广州高二上期中,)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测金属丝阻值约为6 Ω。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d,其中一次测量结果如图所示,图中读数为d=　　　　mm。 

(2)用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的长度L。

(3)为了测量金属丝的电阻R,除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:

A.电源电压(4.5 V,内阻不计)

B.电压表V(量程为0~3.0 V,内阻约为2 kΩ)

C.电流表A(量程为0~0.6 A,内阻约为1 Ω)

D.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,额定电流2.0 A)

E.开关S一个,导线若干

为了减小实验误差,并达到节能环保的要求,以下四个电路中最合理的是　　　　。 

(4)在实验中,电压表示数为U,电流表示数为I,则金属丝电阻率的表达式为ρ=　　　　;(用直接测量的物理量表示),从系统误差上看,金属丝电阻率的测量值比真实值　　　　(选填“大”或“小”)。 

答案全解全析

1.B　由题意可知,==100,==10,所以>,说明待测电阻阻值较小,电流表对电路的影响较大,所以应用电流表外接法,选项B正确,A、C、D错误。

2.BC　根据题图甲,由欧姆定律可知,待测电阻的阻值为R==1 000 Ω,因为电流表内接,电流表有分压作用,电压测量值偏大,电阻测量值偏大,所以待测电阻的阻值略小于1 000 Ω,选项B正确,A错误;根据题图乙,由欧姆定律可知,待测电阻的阻值为R==725 Ω,因为电流表外接,电压表有分流作用,电流测量值偏大,电阻测量值偏小,所以待测电阻的阻值比725 Ω略大一些,选项C正确,D错误。

3.B　由于电压表分流,故电流表示数偏大,而电压表示数等于电阻Rx的真实电压,根据R=可知电阻Rx的测量值小于真实阻值,选项A错误,B正确;通过电阻Rx的电流为Ix=I-,电阻Rx的真实阻值为Rx==,选项C、D错误。

4.A　分别按照题图甲和题图乙所示的方式接入电路测量,电流表的示数变化|ΔI|=5.55 mA-5.50 mA=0.05 mA,电压表的示数变化|ΔU|=2.75 V-2.22 V=0.53 V。由此可知,电压表的示数变化大,说明电流表的内电阻影响大,采用电流表外接更准确,即采用题图乙测量更准确,则电阻的真实值接近R== Ω=400 Ω;外接法测量时,电流表的示数偏大,使得测得的电阻偏小,所以电阻的实际值大于400 Ω,选项A正确,B、C、D错误。

5.A　若电压表示数有明显变化,说明电流表的分压较大,待测电阻较小,应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,选项A正确,B错误;若电流表示数有明显变化,说明电压表的分流较大,待测电阻较大,应采用电流表内接法,即S接b,可减小误差,选项C、D错误。

6.D　金属阻值较小,在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法,题中要求实验中获得较大的电压调节范围,故滑动变阻器要采用分压式接法,选项D正确,A、B、C错误。

7.答案　(1)甲　(2)20　20.08

解析　(1)当测量100 Ω左右的电阻时,因=<=,则宜采用甲电路。(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为Rx== Ω=20 Ω,真实值为R'x== Ω=20.08 Ω。

8.答案　(1)A　(2)50　(3)>

解析　(1)题图甲中滑动变阻器为分压式接法,则滑动变阻器应选用阻值较小的A。

(2)根据欧姆定律可得Rx测量值为Rx测甲== Ω=50 Ω。

(3)题图甲中电流的测量值偏大,根据Rx测=可知,电阻的测量值偏小;题图乙中电压的测量值偏大,根据Rx测=可知,电阻的测量值偏大,则电阻阻值>。

9.答案　(1)b　(2)1.2　偏小　(3)图见解析

解析　(1)采用电流表外接法,由于电压表有分流作用,测得的电流值会偏大,电阻值偏小;而采用电流表内接法时测得的电阻值会偏大,由题图甲中图像可知,由电流表外接法得到的图线是b;

(2)由题图甲中图线b可知,Rx== Ω=1.2 Ω;因电流的测量值偏大,则电阻测量值偏小;

(3)由题图甲中的图像知,电压从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,电路如图所示。

10.答案　(1)0.755　(3)C　(4)　小

解析　(1)固定刻度示数为0.5 mm,可调刻度示数为25.5×0.01 mm=0.255 mm,则螺旋测微器示数为d=0.5 mm+0.255 mm=0.755 mm。

(3)滑动变阻器串联在电路中,最小电流约为Imin= A=0.375 A<0.6 A,故滑动变阻器可以采用限流式接法。因为==6,=≈333.3,<,电流表应采用外接法,选项C正确,A、B、D错误。

(4)由欧姆定律得,电阻阻值R=,由电阻定律得R=ρ,联立解得ρ=。由于电压表的分流作用,电流表的读数比通过金属丝的电流大,所以金属丝电阻率的测量值比真实值小。