2015高考物理拉分题专项训练55

电阻的测量方法1(伏安法)(2012山东卷，21(2)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4 ，额定电流约0.5 A)；电压表：V(量程3 V，内阻约3 k)电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 )；A2(量程3 A，内阻约0.05 )；电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；E2(电动势12 V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20 )；图1螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为_mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_，电源应选_(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图解析(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm27.30.01 mm1.773 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测电阻丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选A1，电源选E1即可电路原理图如图所示答案(1)1.773(1.7711.775均正确)(2)A1E1电路图如解析图2(半偏法)如图2为测量某一电压表内电阻的电路连接实物图，某同学的实验步骤是：图2按照电路图正确连接好测量电路，将滑动变阻器的滑片移动到最左端，电阻箱的阻值调到最大合上开关S1和S2，调节滑动变阻器R1的滑片位置，使得电压表的指针指到满刻度合上开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R的阻值和滑动变阻器R1的滑片位置，使得电压表的指针指到满刻度的一半读出电阻箱接入电路中的电阻值R，即为电压表内电阻RV的测量值可供选择的实验器材有：A待测电压表：量程为1.0 V，内阻约为2 000 B滑动变阻器：最大阻值为1 000 ，额定电流为0.1 AC滑动变阻器：最大阻值为10 ，额定电流为1 AD电阻箱：最大阻值为9 999 E电阻箱：最大阻值为999.9 F电池组：电动势约为3 V，内阻约为1 ；以及导线和开关等按照这位同学设计的实验方案，回答下列问题：(1)为了使测量比较准确，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，从上述器材中还应该选用的器材是_(用器材前的序号字母表示)(2)在上述实验步骤中，有错误的步骤是_，改正为_(3)按照实物连接图，画出测量电路图解析从题图2可知，这是典型的分压式电路，且电阻箱和开关S2并联，再跟电压表串联与半偏法测量电流表内阻类似，在电压表内电阻远大于滑动变阻器电阻的条件下，即可得到步骤的结论当然，由于电阻箱的接入，将使得分压式电路两端的电压升高，故此电压表内电阻的测量值将偏大，而在半偏法测量电流表的内阻时测量值是偏小的(1)为了使测量比较准确，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，从上述器材中还应该选用的器材是C、D.(2)上述实验步骤中，有错误的步骤是，改正为：调节电阻箱R的阻值时，不再移动滑动变阻器R1的滑片位置(3)电路图如图所示答案见解析3(半偏法)在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图3所示的电路测定电流表的内阻，其主要操作步骤如下：图3接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；读出R2的阻值，即可认为电流表的内阻rgR2.现备有如下器材：A电流表(量程0100 A，内阻约为100 )B电阻箱(范围09.9 )C电阻箱(范围0999.9 )D电阻箱(范围099 999 )E电源(电动势3 V，内阻不计)F电源(电动势6 V，内阻不计)G开关和若干导线(1)电路图中R1应选_，R2应选_，电源应选_(填入所选器材的字母代号)(2)实验中读得R2的阻值为100 ，若将此电流表改装成量程为3 V的电压表，应_联一个阻值为_的电阻(3)若用此改装表去测量一稳恒电压，则测量值和真实值相比_(填“偏大”或“偏小”)解析用半偏法测电流表内阻的原理，是认为在开关S2闭合后，电路中的总电流不变(仍为电流表满偏时的电流)，当电流表半偏时，电阻箱R2的阻值和电流表内阻相等事实上，当S2闭合后，电路结构发生了变化，电路中的总电阻减小，总电流将大于满偏电流，当电流表半偏时，通过电阻箱的电流应大于通过电流表的电流，根据并联分流的规律，电阻箱的阻值应小于电流表的内阻，如果认为电阻箱的阻值等于电流表的内阻，将会导致电流表内阻的测量值偏小，这也正是半偏法测电流表内阻的主要误差来源(1)要减小测量误差，串联在干路中的R1应尽可能大，在R1尽可能大的情况下又保证电流表能半偏，所以电源电动势应该较大接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度，此时电路中的电流为满偏电流，即100 A，由电源电动势为6 V，则R1的阻值约为 6104，故R1应选D；R2是用来显示电流表内阻的测量值，所以R2应选C；电源选F.(2)实验中读得R2的阻值为100 ，则电流表内阻的测量值为100 .若将此电流表改装成量程为3 V的电压表，应串联一个阻值为 100 29 900 的电阻(3)由上面分析可知，实验中测量的电流表内阻偏小，导致改装为电压表时串联的分压电阻偏大，若用此改装表去测量一稳恒电压，流过电流表的电流偏小，指针的偏角偏小，则测量值和真实值相比偏小答案(1)DCF(2)串29 900(3)偏小4(替代法)为了测量电流表A1的内阻，某同学采用如图4所示的实验电路其中：图4A1是待测电流表，量程为300 A，内阻约为100 ；A2是标准电流表，量程为200 A；R1是电阻箱，阻值范围是0999.9 ；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4 V，内阻不计；S1是单刀单掷开关；S2是单刀双掷开关(1)实验中滑动变阻器采用_式接法(填“分压”或“限流”)；请根据电路的实物图画出实验电路图(2)请将该同学的操作补充完整；连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最_(填“左端”或“右端”)，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150 A；将开关S2扳到接点b处，_，使电流表A2的读数仍是150 A；若此时电阻箱各旋钮的位置如图5所示，则待测电流表A1的内阻Rg_.图5(3)上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用_(填写阻值前相应的字母)A200 kB20 kC15 kD150 k解析(1)由实验电路可以看出，滑动变阻器为限流式接法(2)在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端；先将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150 A，然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表A2的读数仍是150 A，在电阻箱上读出阻值，即为待测电流表A1的内阻(3)要保证电表安全，电流表不能超过其量程，且通过的电流不能太小，保护电阻选20 k较合适答案(1)限流如图所示(2)左端保持R2不变，调节电阻R186.3(3)B5(替代法)(2012广东卷，34(1)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图6(a)和(b)所示，长度为_cm，直径为_mm.图6(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.(b)将电阻箱R2的阻值调至最_(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 .(3)由此可知，圆柱体的电阻为_.解析(1)长度l5.0 cm1 mm5.01 cm；直径d5 mm31.5mm5.315 mm.(2)(a)为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处(b)为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示由闭合电路欧姆定律知I，当I相同均为I0时，R2R圆柱体，所以R圆柱体1 280 .答案(1)5.015.315(2)大大(3)1 280