【创新设计】高考物理总复习3-1-7-3专题电阻的测量方法

第 3 讲专题电阻的测量方法1(2009 绍兴一中模拟) 某电阻额定电压为3 V( 阻值大约为10 ) 为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材A电流表A1 ( 量程 300 mA，内阻约1 )B电流表A2( 量程 0.6 A ，内阻约 0.3 )C电压表V1 ( 量程 3.0 V ，内阻约 3 k )D电压表V2( 量程 5.0 V ，内阻约 5 k )E滑动变阻器R1( 最大阻值为50 )F滑动变阻器R2( 最大阻值为500 )G电源 E( 电动势 4 V ，内阻可忽略)H开关、导线若干(1) 为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为( 只需填器材前面的字母即可 ) ：电流表_电压表 _滑动变阻器 _(2) 应采用的电路图为下列图中的 _答案： (1)ACE(2)B2现要测量某一电压表的内阻给定的器材有：待测电压表V( 量程 2 V ，内阻约4 k ) ；电流表 mA(量程 1.2 mA ，内阻约 500 ) ；直流电源 E( 电动势约 2.5 V ，内阻不计 ) ；固定电阻 3 个： R1 4 000 ， R2 10 000 ， R3 15 000 ；开关及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半(1) 试从 3 个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图 ( 要求电路中各器材用题给定的符号标出)(2) 电路接通后，若电压表的示数为U，电流表的示数为 I ，则电压表内阻 RV _.解析：(1) 测量电路的原理图如右图所示，R并 2 V(1.2 mA 0.5 mA)2.9 103，故应选1R 作为并上的电阻(2) 由并联分流原理： (I / V) 1，UU R R解得： RVR1U.1IR U用心爱心专心1答案： (1) 见解析图R1U(2) IR1 U3某同学为了测电流表A1 的内阻 r 1 的精确值，有如下器材：器材名称器材代号器材规格电流表A1量程 300 mA，内阻约为 5 电流表A2量程 600 mA，内阻约为 1 电压表V量程 15 V ，内阻约为 3 k 定值电阻05 R滑动变阻器R0 10 ，额定电流为 1 A1滑动变阻器R0 250 ，额定电流为 0.3 A2电 源E电动势为 3 V，内阻较小导线、电键若 干(1) 要求电流表 A1 的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差在图虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号(2) 若选测量数据中的一组来计算电流表A1 的内阻 r 1，则所用电流表A1 的内阻 r 1 表达式为r 1 _；式中各符号的意义是_ 答案： (1)1I 2 I 1 021分别为某次实验时电流表210(2) r RI 、IA、A 的示数， R 是定值电阻的电阻大小I 14为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5V) ，毫安表 (1 mA)，电阻箱 (0 9 999 ) ，电键，导线等器材该同学设计的实验电路如图7 3 7(a) 所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合 K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I 1 1.00 mA ，记录电流值，然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合 K2，此时电流表示数为 I 2 0.80 mA ，记录电流值由此可得被测电阻的阻值为_.用心爱心专心2经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差 为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图7 37(b) 所示的实验电路，实验过程如下：断开 K1，闭合 K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I ；断开K2，闭合 K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为 R0. 由此可测出Rx _.思维点拨：由于待测电阻很大，所以可忽略电源的内阻和毫安表的内阻，所以不需要电压表，直接由欧姆定律即可求解解析：当 I 1 1.00 mA 时，电阻箱的电阻R0U1.5 1 500 ；当断开 K1、闭110 3I 1合 K2 时，电阻箱与待测电阻串联，其电阻值 U1.53 1 875 ，所以待测RI 20.80 10电阻R R 375 . 题图 (b) 是利用了替代法测电阻，两次电流表示数相同，则RRx0xR0.答案： 375相同R05测一个阻值约为25 k 的电阻，备有下列器材：A电流表 ( 量程 100 A，内阻 2 k ) B 电流表 ( 量程 500 A，内阻 300 )C电压表 ( 量程 10 V ，内阻 100 k ) D 电压表 ( 量程 50 V ，内阻 500 k )E直流稳压电源( 电动势 15 V ，允许最大电流1 A)F滑动变阻器 ( 最大电阻1 k ，额定功率1 W)G电键、导线若干(1) 电流表应选 _，电压表应选 _(2) 画出测量 Rx 的原理图解析：本题中由于电压表C 的量程小于电源电动势，而且其内阻也比电压表D 的内阻小，所以有不少学生在选择电压表时很自然的选择D.实际上上述两个因素都可以通过选择恰当的电路加以解决， 首先应考虑的是电压表D 的量程远大于电源电动势，在测量时电压表1D 不恰当而如果我们采用变阻器的分压接的实际读数最大也达不到量程的3，所以选择法和电流表的内接法 ( 因为 RA? R) ，选择电压表 C就比较恰当，既不会烧坏电表，也不会Ux104m引起较大误差再根据I m Rx 2.5 10 4 A 410A，电流表应选择 B.答案： (1)BC(2) 电流表内接，分压式接法如下图所示用心爱心专心36. 在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 k ，电流表的内阻约为 10 ，滑动变阻器的电阻约为20 ，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图738 所示(1) 根据各点表示的数据描出I U 关系图线，由此求得该电阻的阻值Rx_ .( 保留两位有效数字)(2) 画出此实验的电路原理图解析： (1) 这 6 个点中有5 个基本在同一条过原点的直线上，只有一个点偏离较大，可判断出这个数据点误差较大，应予以排除，据此，I U 图线如下左图所示在图线上可选一个离坐标原点较远的点，得出其纵横坐标，如(3.0 V 、 1.3 mA) ，则被测电阻阻值为xR3.0 V3 1.3 10 3 A 2.3 10 .(2) 因为 Rx 与 RV 很接近，故电压表的分流影响很严重，而x103R 2.3 230? 1，电流表RA10的分压影响很小， 故应采用电流表内接法 又由于被测电阻很大，而滑动变阻器阻值较小，故变阻器应采用分压式电路原理图如下右图答案： (1) 见解析中左图2.3 10 3(2.2 10 32.5 10 3)(2) 见解析中右图用心爱心专心4