十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题76 实验七:伏安法测电阻(含解析)
展开(1)同学们首先用欧姆表 × 1档位大致测出电阻阻值大小,如图,则电阻大小读数为_________Ω。
同学们继续使用学生电源(4V)组装下图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0—15V,15kΩ) B.电压表V2(0—3V,3kΩ)
C.电流表A1(0—3A) D.电流表A2(0—0.6A)
作者的备注:原卷画出了实物图,这里还原出的是电路图。
(2)应选择电压表_________,电流表_________。(填器材前字母)
(3)下列哪些说法是正确的?_________
A.电压表分流属于系统误差
B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端
C.如图所示的电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0
D.多组实验可以减小系统误差
【答案】 7 B D AC/CA
【详解】(1)[1]电阻大小读数为
7 × 1Ω = 7Ω
(2)[2]由于同学们使用学生电源(4V),则为减小误差电压表应选择V2。
故选B。
[3]整个回路中的最大电流约为
SKIPIF 1 < 0
则电流表应选择A2。
故选D。
(3)[4]A.电压表分流属于系统误差,故A正确;
B.为保护电路,实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端,故B错误;
C.如图所示的电路为分压式电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0,故C正确;
D.多组实验可以减小偶然误差,故D错误。
故选AC。
2.(2022·北京·高考真题)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为 SKIPIF 1 < 0 )和电流表(内阻约为 SKIPIF 1 < 0 )测量一个电阻的阻值(约为 SKIPIF 1 < 0 )。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的______________(选填“甲”或“乙”)。
(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约 SKIPIF 1 < 0 电阻的阻值,下列实验步骤正确的操作顺序为______________(填各实验步骤前的字母)。
A.将选择开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”位置
B.将选择开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”位置
C.将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开
D.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0”
(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则______________(选填选项前的字母)。
A.导线 SKIPIF 1 < 0 断路
B.滑动变阻器断路
C.导线 SKIPIF 1 < 0 断路
D.滑动变阻器短路
【答案】 甲 ADCB C
【详解】(1)[1]因为待测电阻约为 SKIPIF 1 < 0 ,而
SKIPIF 1 < 0
故为了减小误差应该采用电流表的外接法,即选用甲图;
(2)[2]测量过程中应该先选择合适挡位,根据题意选择“ SKIPIF 1 < 0 ”挡位,然后进行欧姆调零,再进行测量,测量完成后要将开关置于“ SKIPIF 1 < 0 ”挡,故顺序为ADCB。
(3)[3]闭合电键后,却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表示数始终为零,可能是电路中出现断路,电压表的示数不变化,说明电压表串联在电路中;当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的,试触d时,电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路,故选C。
3.(2022·山东·统考高考真题)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:
干电池E(电动势1.5V,内阻未知);
电流表A1(量程10mA,内阻为90Ω);
电流表A2(量程30mA,内阻为30Ω);
定值电阻R0(阻值为150Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100Ω);
待测电阻Rx;
开关S,导线若干。
测量电路如图所示。
(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路;闭合开关,调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的 SKIPIF 1 < 0 处。该同学选用的电流表为_______(填“A1”或“A2”);若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω。
(2)断开开关,保持滑片的位置不变。用Rx替换R0,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的 SKIPIF 1 < 0 处,则Rx的测量值为________Ω。
(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值_________(填“有”或“无”)影响
【答案】 A1 60 100 无
【详解】(1)[1]若不考虑电源内阻,且在电源两端只接R0时,电路中的电流约为
SKIPIF 1 < 0
由题知,闭合开关,调节滑片位置,要使电流表指针指在满刻度的 SKIPIF 1 < 0 处,则该同学选到的电流表应为A1。
[2]当不考虑电源内阻,根据闭合电路的欧姆定律有
SKIPIF 1 < 0
计算出
R = 60Ω
(2)[3]断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后,有
SKIPIF 1 < 0
代入数据有
Rx = 100Ω
(3)[4]若考虑电源内阻,根据闭合电路的欧姆定律有
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。
4.(2022·全国·统考高考真题)一同学探究阻值约为 SKIPIF 1 < 0 的待测电阻 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为 SKIPIF 1 < 0 ,内阻很大),电流表A(量程为 SKIPIF 1 < 0 ,内阻为 SKIPIF 1 < 0 ),电源E(电动势约为 SKIPIF 1 < 0 ,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ),定值电阻 SKIPIF 1 < 0 (阻值可选 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ),开关S,导线若干。
(1)要求通过 SKIPIF 1 < 0 的电流可在 SKIPIF 1 < 0 范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”)的滑动变阻器, SKIPIF 1 < 0 应选阻值为______(填“ SKIPIF 1 < 0 ”或“ SKIPIF 1 < 0 ”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得 SKIPIF 1 < 0 的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时 SKIPIF 1 < 0 两端的电压为______V,流过 SKIPIF 1 < 0 的电流为_____ SKIPIF 1 < 0 ,此组数据得到的 SKIPIF 1 < 0 的阻值为______ SKIPIF 1 < 0 (保留3位有效数字)。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与 SKIPIF 1 < 0 并联扩大电流表量程,进而准确测量通过 SKIPIF 1 < 0 的电流,电压表单独测量 SKIPIF 1 < 0 的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从 SKIPIF 1 < 0 开始测量,满足题中通过 SKIPIF 1 < 0 的电流从 SKIPIF 1 < 0 连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中 SKIPIF 1 < 0 应选最大阻值为 SKIPIF 1 < 0 的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过 SKIPIF 1 < 0 的电流最大为 SKIPIF 1 < 0 ,需要将电流表量程扩大为原来的 SKIPIF 1 < 0 倍,根据并联分流的规律示意图如下
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
(3)[4]电压表每小格表示 SKIPIF 1 < 0 ,向后估读一位,即 SKIPIF 1 < 0 ;
[5]电流表每小格表示 SKIPIF 1 < 0 ,本位估读,即 SKIPIF 1 < 0 ,电流表量程扩大 SKIPIF 1 < 0 倍,所以通过 SKIPIF 1 < 0 的电流为 SKIPIF 1 < 0 ;
[6]根据欧姆定律可知
SKIPIF 1 < 0
5.(2021·海南·高考真题)在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ),待测电阻 SKIPIF 1 < 0 (阻值小于 SKIPIF 1 < 0 ),电压表V(量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ),电流表A(量程 SKIPIF 1 < 0 ,内阻约 SKIPIF 1 < 0 ),滑动变阻器(最大阻值 SKIPIF 1 < 0 ),单刀开关 SKIPIF 1 < 0 ,单刀双掷开关 SKIPIF 1 < 0 ,导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。
回答下列问题:
(1)闭合开关 SKIPIF 1 < 0 前,滑动变阻器的滑片P应滑到___________(填“a”或“b”)端;
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将 SKIPIF 1 < 0 拨向___________(填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是___________(填正确选项前的标号);
A.电流表分压 B.电压表分流 C.电源内阻分压
(3)实验时,若已知电流表的内阻为 SKIPIF 1 < 0 ,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将 SKIPIF 1 < 0 拨向___________(填“c”或“d”);读得电压表的示数为 SKIPIF 1 < 0 ,电流表的示数为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ___________ SKIPIF 1 < 0 (结果保留两位有效数字)。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 B SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)[1]滑动变阻器采用限流式接入电路,开关 SKIPIF 1 < 0 闭合前,滑片 SKIPIF 1 < 0 应滑到 SKIPIF 1 < 0 端,使滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路;
(2)[2]根据题意可知待测电阻的阻值 SKIPIF 1 < 0 满足
SKIPIF 1 < 0
所以电流表的分压比较明显,电流表应采用外接法,所以开关 SKIPIF 1 < 0 应拨向 SKIPIF 1 < 0 端;
[3]外接法的测量误差主要来源于电压表的分流,故选B;
(3)[4]若电流表内阻 SKIPIF 1 < 0 ,则电流表的分压可以准确计算,所以电流表采用内接法,所以开关 SKIPIF 1 < 0 应拨向 SKIPIF 1 < 0 端;
[5]电压表测量电流表和待测电阻的总电压 SKIPIF 1 < 0 ,电流表分压为
SKIPIF 1 < 0
根据欧姆定律可知待测电阻阻值为
SKIPIF 1 < 0
6.(2021·湖北·统考高考真题)小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组(电动势E不大于4.5 V、内阻r未知)、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻(用作保护电阻),开关S和导线若干。他设计了如图(a)所示的电路,实验步骤如下:
第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间,发现电流表的示数基本一致,据此他认为5个电阻的阻值相等,均设为R。
第二步∶取下待测电阻,在A、B之间接入定值电阻R0,记下电流表的示数I0。
第三步∶取下定值电阻R0,将n个(n=1,2,3,4,5)待测电阻串联后接入A、B之间,记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。
请完成如下计算和判断∶
(1)根据上述第二步, SKIPIF 1 < 0 与R0、R1、E、r的关系式是 SKIPIF 1 < 0 =___________。
(2)定义 SKIPIF 1 < 0 ,则Y与n、R、R0、E的关系式是Y=__________。
(3)已知R0=12.0Ω,实验测得I0=0.182 A,得到数据如下表∶
根据上述数据作出 SKIPIF 1 < 0 图像,如图(b)所示,可得R=______Ω(保留2位有效数字),同时可得E=______V(保留2位有效数字)。
(4)本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值_______影响(选填“有"或“无")。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 2.0 4.0 无
【分析】本题考 查测定电源电动势以及电阻测量的实验,意在考查考生处理实验数据的能力。
第(1)问通过闭合电路欧姆定律写出关系式,变形即可得到 SKIPIF 1 < 0 的表达式;第(2)问结合题中的信息以及闭合电路欧姆定律整理出Y的表达式;第(3)问利用数形结合法解读出图像的斜率以及截距的物理意义,求出电源的电动势和定值电阻的阻值;第(4)问把电流表的内阻考虑进内之后列出关系式直接分析出电流表的内阻对Y测量值的影响即可。
【详解】(1)[1]由闭合电路欧姆定律得
SKIPIF 1 < 0
整理得
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(2)[2]A、B间接入n个待测电阻后,由闭合电路欧姆定律得
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
由以上整理得
SKIPIF 1 < 0
(3)[3][4]由
SKIPIF 1 < 0
变形得
SKIPIF 1 < 0
结合图(b)得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
又
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
(4)[5]如果考虑电流表的内阻,则有
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
整理得
SKIPIF 1 < 0
显然电流表的内阻对Y的测量值没有影响。
7.(2021·广东·高考真题)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“ SKIPIF 1 < 0 ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
(2)再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前,将滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 的滑片滑到_______端(选填“a”或“b”)。
将温控室的温度设置为T,电阻箱 SKIPIF 1 < 0 调为某一阻值 SKIPIF 1 < 0 。闭合开关S,调节滑动变阻器 SKIPIF 1 < 0 ,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和 SKIPIF 1 < 0 。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S。反复调节 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 SKIPIF 1 < 0 。断开开关S。
②实验中记录的阻值 SKIPIF 1 < 0 _____ SKIPIF 1 < 0 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值 SKIPIF 1 < 0 _____。
【答案】 短接 减小 b 大于 SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)[1][2]选择倍率适当的欧姆挡,将两表笔短接;欧姆表指针向右偏转角度越大,则阻值越小,可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(2)①[3]闭合开关S前,应将滑动变阻器R1的阻值调到最大,即将滑片滑到b端;
②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同,因为
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
可知R01大于R02。
8.(2020·全国·统考高考真题)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U–I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:
(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 I SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)[1]若将电压表接在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间,
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
根据一次函数关系可知对应斜率为 SKIPIF 1 < 0 。
若将电压表接在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间,电流表分压为
SKIPIF 1 < 0
根据欧姆定律变形可知
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
根据一次函数可知对应斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,对比图像的斜率可知
SKIPIF 1 < 0
所以II图线是采用电压表跨接在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间。
(2)[2]因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为 SKIPIF 1 < 0 左右,根据
SKIPIF 1 < 0
说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。
[3]根据图像可知
SKIPIF 1 < 0
[4]考虑电流表内阻,则修正后的电阻为
SKIPIF 1 < 0
9.(2014·天津·高考真题)现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:
A多用电表(仅可使用欧姆挡);
B一个电池组E(电动势6V):
C一个滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流1A):
D两个相同的电流表G(内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA):
E两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω):
F一个电键S、导线若干.
①为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是____(填字母代号).
A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆
B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量
D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量
②根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在元件的符号旁_____.
【答案】 AC
【详解】(1)[1]AB.用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,此时的刻度盘示数较小,故总阻值较小,故A正确;B错误;
CD.应改用小倍率挡位,选挡位后,重新欧姆调零进行测量,故C正确;D错误。
故选AC。
(2)[2]利用提供的器材R2和G改装成电流表,用R1和G改装成电压表;要求电路能耗较小,结合电阻较小特点,故采用限流接法,电路如图
10.(2019·浙江·高考真题)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如图所示的电路.
(1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接________(选填“a点”或“b点”),按此连接测量,测量结果___________(选填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真实值.
(2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线.你认为正确的是_____(选填“”或“”),并由图线求出电阻Rx=________Ω.(保留两位有效数字)
【答案】 a点; 小于; ②; 7.5;
【详解】(1)电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,而电流表示数基本不变,说明电压表分流较小,可以忽略,故采用电流表外接法,即c接a点;电压表测量的电压为准确值,但电流表测量的电流为电阻和电压表电流表之和,即电流测量值偏大,根据 SKIPIF 1 < 0 可得电阻测量值偏小;
(2)因为电压表测量的是被测电阻两端电压,所以当其两端电压为零时,电流也为零,故图线②正确;图像的斜率表示电阻,故 SKIPIF 1 < 0 ;
11.(2018·天津·高考真题)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
①为使测量尽量准确,电压表选用_______,电流表选用_______,电源选用_______。(均填器材的字母代号);
②画出测量Rx阻值的实验电路图_______。
③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会_______其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_______。
【答案】 B C F 大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压
【分析】①由于本题的被测电阻达到10kΩ,所以电源要选择电动势大的,然后根据电路电流选择电流表,电压表;
②若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,根据 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的关系分析电流表的接法;
③根据电流表的接法判断实验误差所在;
【详解】①[1][3]若选用电源1.5V,由于被测电阻很大,电路中电流非常小,不利于实验,即电源选用12V的,即F;则电压表就应该选取B;
[2]电路中的最大电流为
SKIPIF 1 < 0
故选用电流表C。
②[4]因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω,若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,由于 SKIPIF 1 < 0 ,所以采用电流表内接法,电路图如图所示
③[5][6]由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流准确,根据 SKIPIF 1 < 0 可知测量值偏大;
【点睛】滑动变阻器的分压和限流接法的区别和选用原则:
区别:(1)限流接法线路结构简单,耗能少;
(2)分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节;
选用原则:(1)优先限流接法,因为它电路结构简单,耗能较少;
(2)下列情况之一者,须采用分压接法:
①当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流法不能满足要求时(本题就是该例子);
②当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从零开始调节;
③电源电动势比电压表量程大得多,限流法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时。
电流表内接和外接的选用:
当 SKIPIF 1 < 0 时,宜采用内接法,即大电阻用内接法;
当 SKIPIF 1 < 0 时,宜采用外接法,即小电阻用外接法;可记忆为“大内,小外”。
12.(2018·浙江·高考真题)(1)小明用多用电表测量一小段2B铅笔芯的电阻Rx,正确的操作顺序是______(填字母);
A.把选择开关旋转到交流电压最高挡
B.调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点
C.把红黑表笔分别接在Rx两端,然后读数
D.把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触
E.把红黑表笔分别插入多用电表“﹢、-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指0
(2)小明正确操作后,多用电表的指针位置如图所示,则Rx=______Ω;
(3)小张认为用多用电表测量小电阻误差太大,采用伏安法测量.现有实验器材如下:电源(电动势3V,内阻可忽略),电压表(量程3V,内阻约3kΩ),多用电表(2.5mA挡;25mA挡和250mA挡,对应的内阻约40Ω,4Ω和0.4Ω),滑动变阻器RP(0~10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关及导线若干.测量铅笔芯的电阻Rx,下列电路图中最合适的是______(填字母),多用电表选择开关应置于______挡 .
【答案】 EDBCA 2.9 B 250mA
【详解】(1)[1]多用电表应先进行机械调零,再进行欧姆调零,用完后再把电表挡位调整到交流电压最高挡或OFF挡;E项是机械调零,DB是欧姆调零,C是测电阻,最后关闭是A,故答案为EDBCA。
(2)[2]由图可知,挡位为 SKIPIF 1 < 0 ,读数为 SKIPIF 1 < 0 。
(3)[3]AB.由于待测电阻较小,电流表电阻引起的误差较大,所以采用外接法,故A错误,B正确;
C.电压表量程为3V,电源电动势为3V,C图接法致使电压表偏转不明显,故C错误;
D.图中电路图电压表测量的是电源的电压,不会随着滑动变阻器变化而变化,故D错误.
故选B。
[4]用电源电动势除以总电阻,最大电流约为
SKIPIF 1 < 0
所以选择 SKIPIF 1 < 0 的量程。
13.(2016·浙江·高考真题)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______(填a或b)、导线②连接______(填c或d)。
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法描出 SKIPIF 1 < 0 图像______,求得R1的阻值为______Ω。
(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的 SKIPIF 1 < 0 ,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
【答案】 a d 4.4(4.3~4.6) B
【详解】(1)[1]根据题意有
SKIPIF 1 < 0
则电流表的分压影响大,故采用电流表外接法,导线①应该连接a;
[2]滑动变阻器采用分压式接法,导线②应该连接d。
(2)[3]根据数据,描点,作图如图所示
[4]根据图像可知
SKIPIF 1 < 0
(3)[5]根据电阻定律可得
SKIPIF 1 < 0
则有
R2=R1
可知要测R2的阻值,与测量R1一样,最优的连线应①连接a,②连接d。
故选B。
14.(2014·四川·高考真题)下图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小).在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:
(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ii)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1 = 0.15记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2.
(iii)重复步骤(ii),再测量6组R1和I2值;
(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.
根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)
B.电流表(0~3mA,内阻未知)
C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)
D.电流表(0~0.3A,内阻未知)
A1应选用_______,A2应选用________.
②测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1 = 0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”、“变大”或“变小”).
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图.____________
④根据以上实验得出Rx = _________Ω.
【答案】 D C 变大 31.3
【详解】①[1][2]由于Rx的电阻为几十欧姆,, R1是(0-99.9Ω)故通过A1、A2的电流相差不多,而与Rx串联的电流表阻值需要已知,故A2选择电流表C,A1选择电流表D;
②[3]电阻箱R1减小,则外电路总电阻减小,总电流变大,故滑动变阻器处分压升高,测电阻部分电压减小,为使I1不变需要增大R1电阻;
③[4]关系图象如图
④[5] 根据欧姆定律,则有
(R1+R0+RA1)I1=I2(RX+RA2);
整理可得
R1= SKIPIF 1 < 0 -R0﹣RA1;
而R1与I2的图象的斜率为
k SKIPIF 1 < 0 241.7Ω;
则有
RX=kIA1﹣RA2=241.7×0.15﹣5=31.3Ω;
n
1
2
3
4
5
In/A
0.334
0.286
0.250
0.224
0.200
Y/A-1
2.500
1.998
1.495
1.030
0.495
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
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