2019屆高考物理一輪復習 熱點題型 專題2.7 電阻測量的五種方法2學案.doc
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專題2.7 電阻測量的五種方法2 1.某同學用如圖所示電路測量一電阻絲的電阻Rx .他先閉合S1、斷開S2 ,調節(jié)R1和R2,使電流表和電壓表的讀數合理,記下兩電表的示數I1和U1;再保持R2不變,閉合S2,記下兩電表的示數I2和U2 ,則( ) A. B. C. 被測電阻值大于真實值 D. 被測電阻值等于真實值 【答案】BD 2.(2018-2019云南省峨山一中高三第一次月考) 某金屬材料制成的電阻Rr阻值隨溫度變化而變化,為了測量Rr在0到100℃之間的多個溫度下的電阻阻值。某同學設計了如圖所示的電路。其中A為量程為1mA、內阻忽略不計的電流表,E為電源,R1為滑動變阻器,RB為電阻箱,S為單刀雙擲開關。 ①完成下面實驗步驟中的填空: a.調節(jié)溫度,使得Rr的溫度達到T1, b.將S撥向接點l,調節(jié)_______,使電流表的指針偏轉到適當位置,記下此時電流表的讀數I; c.將S撥向接點2,調節(jié)_______,使_______,記下此時電阻箱的讀數R0; d.則當溫度為T1時,電阻Rr=________: e.改變Rr的溫度,在每一溫度下重復步驟②③④,即可測得電阻溫度隨溫度變化的規(guī)律。 ②由上述實驗測得該金屬材料制成的電阻Rr隨溫度t變化的圖象如圖甲所示。若把該電阻與電池(電動勢E=1.5V,內阻不計)、電流表(量程為5mA、內阻Rg=100)、電阻箱R串聯(lián)起來,連成如圖乙所示的電路,用該電阻作測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度,就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”。 a.電流刻度較大處對應的溫度刻度_______;(填“較大”或“較小”) b.若電阻箱取值阻值,則電流表5mA處對應的溫度數值為_______℃。 【答案】滑動變阻器R1電阻箱RB電流表的讀數仍為IR0較小50 【解析】① 測量不同溫度下Rr的阻值,使用的是替代法。將S撥向接點l,應調節(jié)滑動變阻器R1,使電流表的指針偏轉到適當位置,記下此時電流表的讀數I;將S撥向接點2,應保持R1阻值不變,調節(jié)電阻箱RB,使電流表的讀數仍為I,則說明兩次連接回路的總電阻相等,所以Rr=R0。 ② 根據閉合電路的歐姆定律,電流較大,則R總較小,Rr較小,再由甲圖知,溫度較小;由 得: ,代入數據 ,可得溫度為50℃。 3.(2019屆河南省滑縣高三第一學期第二次聯(lián)考) 某實驗小組欲精確測量某電阻的阻值,可使用的器材有:被測電阻,阻值20Ω左右;電流表(量程04A,內阻約為0.5Ω);電流表(量程0.1A,內阻=1Ω);電流表(量程3.0A,內阻約為0.1Ω);各種規(guī)格的定值電阻若干;滑動變阻器(阻值0~5.0Ω);滑動變阻器(阻值0~1000.0Ω);電源E(電動勢6V,內阻不計);開關K;導線若干. (1)某同學設計了測量電阻的實驗電路圖如圖所示,①中應選用元件____②中應選用元件_____分別選填“”、“”或“”),滑動變阻器應選元件____-(選填“"或“”) (2)為了便于操作、測量準確,定值電阻R應選用下列的_______. A.5Ω B.10Ω C.60Ω D.500Ω (3)按上面電路圖連接好電路,閉合開關K前滑動變阻器的滑片P應置于___端(選填“a”或“b")。 (4)閉合開關K調節(jié)滑動變阻器滑片P,電流表①中示數設為電流表②中示數設為,則被測電阻的阻值為:=__________(用已知和測量的物理量的符表示)。 【答案】A2A1R1Ca (2)由題中條件知兩端電壓最大值約為6V,A2表的量程為0.1A,定值電阻R0的阻值約為:,故選擇C; (3)閉合開關K前,為了保證電流表的安全,滑動變阻器的滑片P應置于a端; (4)根據電路圖,由歐姆定律得:= 4.(2019屆青島市高三9月份調研檢測) 實驗員老師在整理儀器時發(fā)現(xiàn)了一只未知電阻Rx和一塊鋰電池。電池的銘牌數據標識為:電動勢E=4.0V,最大放電電流為60mA。他把多用表的選擇開關置于電阻100擋粗測了Rx的阻值,示數如圖。然后給同學們準備了如下器材,請同學們幫他測量電阻Rx的準確值: A.電壓表V1(量程3V,電阻Rv約為4.0kΩ) B.電壓表V2(量程15V,電阻Rv約為12.0kΩ) C.電流表A1(量程60mA,電阻RA1約為5Ω) D.電流表A2(量程2mA,電阻RA2約為50Ω) E.滑動變阻器R1(0~40Ω,額定電流1A) F.開關S一只、導線若干 (1)為了更精確測量電阻Rx的阻值,電壓表應選________,電流表應選______。請你設計測通Rx的實驗原理圖,并畫在答題紙的指定位置________。 (2)同學們又設計了如圖甲所示的電路圖測量該鋰電池的電動勢E和內阻r,圖中R為電阻箱(0~999.9Ω)。根據測量數據作出圖像,如圖乙所示。若該圖線的斜率為k,縱軸截距為b,則該鋰電池的電動勢E=_______;內阻r=_______。(用k和b表示) 【答案】AD 【解析】由圖可知電阻的阻值約為,電動勢E=4.0V,所以電壓表選A,通過電阻的最大電流為:,所以電流表選D,滑動變阻器的阻值較小,所以選擇分壓器電路,又因,所以采用電流表內接,所以電路圖如圖所示: (3)根據歐姆定律有:,變形得:,根據圖象可追圖線的斜率為,解得:,截距為,解得:。 5.(2019屆山西省榆社中學高三上第一次聯(lián)考) 某實驗小組利用下列實驗器材探究某壓敏電阻的壓力特性,電壓表(量程0~3V,可視為理想電壓表) 電源(4V,內阻不計)定值電阻R0,壓敏電阻Rx,開關S,導線若干 (1)請用筆面線代替導線,完成該實驗的電路圖(如圖甲所示),要求電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓。 (2)壓敏電阻阻值Rx隨壓力F變化的規(guī)律如下表所示,試在圖乙所示的坐標中作出Rx-F 圖象 (3)若壓敏電阻受到的壓力為80N時,電壓表示數為2V,則定值電阻R0的阻值為___Ω,,當壓敏電阻受到的壓力為120N時,電壓表的示數為_______V. 【答案】(1)(2)(3)240;2.4 【解析】(1)將壓敏電阻,定值電阻、電源和開關接成串聯(lián)電路,就能達到實驗目的,將電壓表并聯(lián)在定值電阻R0的兩端,如圖所示: (2)利用描點法,將表中數據畫入坐標,用一條平滑的曲線連接,如圖所示: (3)當壓敏電阻壓力為80N時,電壓表示數為2V,則壓敏電阻兩端電壓也為2V,故兩電阻此時的阻值相同,所以定值電阻阻值為240Ω; 6.(2018湖北省荊州市灘橋高級中學高二下期中考試) 小明同學設計了如圖1所示的 電路測電源電動勢E及電阻R1和R2的阻值.實驗器材有:待測電源E(不計內阻),待測電阻R1,待測電阻R2,電流表A(量程為0.6A,內阻較?。娮柘銻(0﹣99.99Ω),單刀單擲開關S1, 單刀雙擲開關S2, 導線若干. (1)先測電阻R1的阻值.閉合S1, 將S2切換到a,調節(jié)電阻箱R,讀出其示數r1和對應的 電流表示數I,將S2切換到b,調節(jié)電阻箱R,使電流表示數仍為I,讀出此時電阻箱的示數r2,則電阻R1的表達式為R1=_______. (2)小明同學已經測得電阻R1=2.0Ω,繼續(xù)測電源電動勢E和電阻R2的阻值.他的做法是:閉合S1, 將S2切換到b,多次調節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數R和對應的電流表示數I,由測得的數據,繪出了如圖2所示的1/I﹣R圖線,則電源電動勢E=______V,電阻R2=_______Ω.(保留兩位有效數字) (3)用此方法測得的電動勢的測量值__________真實值;R2的測量值_________真實值(填“大于”、“小于”或“等于”) 【答案】r1- r2, 1.5,1.0, 等于, 大于 【解析】(1)當R2接a時應有:E=I(R2+r1);當S2接b時應有:E=I(R2+R1+r);聯(lián)立以上兩式解得:R1=r1-r2;(2)根據閉合電路歐姆定律應有:E=I(R2+R+R1)變形為:,根據函數斜率和截距的概念應有: 7.(2018云南省紅河州高三復習統(tǒng)一檢測) 把電流表改裝成電壓表的實驗中,電流表G的滿偏電流Ig為200μA,內阻rg在400-600Ω之間。 (1)電路如圖所示,利用半偏法測定電流表G的內阻rg,其供選用的器材如下: A.滑動變阻器(阻值范圍0~200Ω) B.滑動變阻器(阻值范圍0~5000Ω) C.電阻箱(阻值范圍0~999Ω) D.電阻箱(阻值范圍0~9999 9Ω) 依據實驗要求,R1最好選用__________、R2最好選用________。(填入選用器材前面的字母代號) (2)該實驗操作的步驟有: A.接通K1,調節(jié)電阻R1,使電流表G指針偏轉到滿刻度 B.接通K2,調節(jié)電阻R2,使電流表G指針偏轉到滿刻度的一半 C.讀出R2的阻值,即認為rg=___________ 用此方法測得電流表內阻的測量值與真實值相比___________。(填“偏大”或“偏小”或“相等”) (3)由此實驗測出電流表內阻rg=500Ω,現(xiàn)通過串聯(lián)一個49.5kΩ的電阻把它改裝成為一個電壓表,則該電壓表的量程為_________V;如果用改裝后的電壓表進行測量(已校準)表頭示數如圖所示,則測得的電壓值是_________V。 【答案】D CR2偏小106.0 【解析】(1)根據“半偏法”的實驗原理可知,為使干路電流保持不變,應使電阻箱的阻值越大越好,所以R1應選擇電阻箱D;根據實驗原理可知,電阻箱R2應選擇與待測電流表內阻接近且略大一點的電阻箱C; (2)半偏法測電阻先只閉合K1,達到電流表滿偏,再并聯(lián)電阻箱電流表半偏,則電阻箱的阻值R2等于電流表內阻rg. (3)根據串并聯(lián)規(guī)律可知,當閉合K2后,電阻箱與電流表的并聯(lián)電阻會變小,所以干路電流應增大,導致當電流表的示數半偏時通過電阻箱的電流應大于電流表的示數,再根據歐姆定律可知電阻箱的電阻應小于電流表內阻,所以測量值偏小。 (4)根據表頭串聯(lián)電阻分壓得, 8.(2018廣東省惠州市惠東縣惠東榮超中學高三下臨考適應性考試) 用直流電源(內阻不計)、電阻箱、單刀雙擲開關、導線若干,在如圖所示的電路上,完成測多用電表直流2.5V檔內阻RV的實驗.在不拆卸電路的情況下,完成相關操作: ①在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應先調整右圖中多用電表的_______(選填“A”、“B”或“C“). ②將多用電表選擇開關旋到_______檔,把開關S打向_______(填“a”或“b”),電表示數如圖所示U1,斷開開關S. ③適當調節(jié)電阻箱的阻值為R,把開關S打向________(選填“a”或“b”),讀出并記錄電表示數U2. ④求得=____________(用以上測得的物理量U1、U2、R表示) 【答案】A直流2.5Vba 9.(2018浙江省杭州師范大學附屬中學高三適應性考試題) (1)測量電阻的方法很多。某同學用伏安法測量的電阻,已知電壓表內阻約3千歐,電流表內阻約為1。若該同學用圖甲電路,的測量值比真實值___________(填“偏大”或“偏小”);若被測電阻的值約為,應采用圖_________(選“甲”或“乙”)的電路,誤差會比較小。 (2)無論是用圖甲或圖乙測量,都不可避免地產生由電表內阻引起的測量誤差,有一個研究性學習小組設計了以下的實驗方案,用以避免電表內阻引起的系統(tǒng)誤差。該方案是利用如圖丙所示的電路進行測量,主要實驗步驟如下: 第一步:將開關接2,閉合開關,調節(jié)滑動變阻器和,使電表讀數接近滿量程,但不超過量程,記錄此時電壓表和電流表的示數、。 ①請你寫出接著的第二步,并說明需要記錄的數據:______________________。 ②由以上記錄的數據計算出被測電阻Rx的表達式Rx=________________________ 【答案】偏小甲將開關接1,閉合開關,保持滑動變阻器不動,記錄此時電壓表和電流表的示數、 電壓表和電流表的示數U2和I2,則=RP2+RA;兩式子相減得:Rx=? 10.(2018福建省漳州市高三考前模擬考試試卷(二)) 某同學為了測量電流表的內阻(G1量程0~100 mA,內阻約為50Ω),實物連接如圖所示. (1)實驗可選器材如下: A.電流表量程0~500 mA B.電流表量程0~200 mA C.滑動變阻器0~10Ω D.滑動變阻器0~1 000Ω E.定值電阻阻值R0=50 Ω 電源、開關、導線若干 上述器材中,電流表應選________(選填“A”或“B”);滑動變阻器應選________(選填“C”或“D”). (2)他的實驗步驟如下: ①閉合電鍵S,移動滑動變阻器的滑片P至某一位置,記錄電流表和的讀數,分別記為I1和I2. ②多次移動滑動變阻器的滑片P,記錄每次和的讀數I1和I2. ③以I1為縱坐標,I2為橫坐標,作出I1-I2圖線. 請根據他連接的電路及實驗步驟,以r表示電流表的內阻,則I1隨I2變化的函數關系式為______________;若作出的I1-I2圖線是一過原點的直線,直線的斜率為k,則待測電流表的內阻r=____________.(均用題中物理量符號表示) 【答案】 B C I1=I2 (-1)R0 11.(2018天津市河西區(qū)高三下三模) 某學習小組欲測量電阻的阻值,有下列器材供選用: A.待測電阻 (約) B.電壓表 (,內阻約) C.電流表 (,內阻約) D.電流表 (,內阻約) E.滑動變阻器 (,額定電流) F.滑動變阻器 (,額定電流) G.直流電源 (,內阻約) H.開關、導線若干 (1)甲同學根據以上器材設計成用伏安法測量電阻的電路,并能滿足兩端電壓能從0開始變化進行多次測量,則電流表應選擇_______(填“”或“”);滑動變阻器應選擇_______(填“”或“”);電流表采取_______(填“外”或“內”)接法. (2)乙同學利用所給器材設計出了如圖所示的測量電路, 具體操作如下: ①如圖所示連接好實驗電路,閉合開關前調節(jié)動變阻器、的滑片至適當位置; ②閉合開關,斷開開關,調節(jié)滑動變阻器、的滑片,使電流表的示數為電流表的示數的一半; ③閉合開關,保持滑動變阻器的滑片位置不變,讀出電壓表和電流表的示數分別為和; ④待測電阻的阻值______________. (3)兩種測量電阻的方法中,__________(填“甲”或“乙”)同學方法更有利于減小系統(tǒng)誤差. 【答案】 內 乙 【解析】(1)通過待測電阻的最大電流約為:,電流表應選擇;實驗要求電壓從零開始變化,則滑動變阻器應采用分壓接法,為方便實驗操作,應選擇最大阻值較小的滑動變阻器;待測電阻阻值約為300Ω,電流表內阻約為10Ω,電壓表內阻約為3kΩ,相對于來說待測電阻阻值遠大于電流表內阻,電流表應采用內接法,(2)由實驗步驟②可知,通過與的電流相等,它們并聯(lián),則兩支路電阻相等,由實驗步驟③可知,電壓表測待測電阻兩端電壓,由于兩并聯(lián)支路電阻相等,則通過它們的電流相等,由實驗步驟可知,通過待測電阻的電流等于電流表A1的示數I,則待測電阻阻值:,(3)由兩種實驗方案與實驗步驟可知,由于電表內阻的影響甲的測量值存在誤差,由于實驗電路與實驗步驟的巧妙設計,乙的方案化解了電表內阻影響,測量值與真實值相等,乙的方案可以消除系統(tǒng)誤差。 12.某同學要測量一個改裝后的電壓表的量程和內阻,實驗過程如下: (1)先用多用電表粗測電壓表的內阻和量程,實驗中多用電表紅表筆應與電壓表_______(填“正”或“負”) 接線柱相連;若已知多用電表內電源電動勢為9V,所用檔位為“1k”檔,調零后測量,指針位置如圖所示.此時電壓表指針指在表盤的四分之三刻度處.則所測電壓表內阻約為______,量程為_______。 (2)若電壓表量程為(1)問中所測數值,則為了精確測量其內阻,現(xiàn)提供以下器材: 待測電壓表 電流表A(量程0.6A,內阻約為3Ω) 電壓表V(量程l0V,內阻約為30kΩ) 定值電阻R0(阻值為10kΩ) 滑動變阻器R1(最大阻值為500,額定電流為1A) 電源E(電動勢為15V,內阻約為1Ω) 開關和導線若干 ①為了較精確的測量電壓表內阻,則測量電路應該選擇如下電路中的________; ②寫出電壓表內阻測量值的表達式=________。 【答案】 (1)負 20KΩ 6V (2)D (2)①選項分析: A項,通過待測電壓表的電流較小,此時電流表量程過大,偏轉過小,讀數不準,故A項錯誤。 B項,因為兩電壓表并聯(lián),讀數相同,不能測量電壓表內阻,故B項錯誤。 C項,通過待測電壓表和定值電阻的電流為mA級,電流表量程過大,偏轉過小,不能準確讀出讀數,故C項錯誤。 D項,由歐姆定律得定值電阻的分壓為 ,所以通過定值電阻的電流 ,待測電壓表內阻的表達式 ,故D項正確。 故選D ②寫出電壓表內阻測量值的表達式 故本題答案是:(1)負 20KΩ 6V (2)D 13.(2018天津市耀華中學高三第二次模擬) 某同學想運用如圖甲所示的實驗電路,測量未知電阻Rx的阻值,電流表A的內阻和電源(內阻忽略不計)的電動勢,實驗過程中電流表的讀數始終符合實驗要求。 ①為了測量未知電阻Rx的阻值,他在閉合開關之前應該將兩個電阻箱的阻值調至__________(填“最大”或“最小”),然后閉合開關K1,將開關K2撥至1位置,調節(jié)R2使電流表A有明顯讀數I0;接著將開關K2撥至2位置。保持R2不變,調節(jié)R1,當調節(jié)R1=34.2Ω時,電流表A讀數仍為I0,則該未知電阻的阻值Rx=____________Ω。 ②為了測量電流表A的內阻RA和電源(內阻忽略不計)的電動勢E,他將R1的阻值調到R1=1.5Ω,R2調到最大,將開關K2調至2位置,閉合開關K1;然后多次調節(jié)R2,并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對應電流表A的讀數I;最后根據記錄的數據,他畫出了如圖乙所示的圖像;利用圖像中的數據可求得,電流表A的內阻RA=_______Ω,電源(內阻忽略不計)的電動勢E=_______V。 【答案】 ①最大; 34.2; ②0.5; 4; ②根據閉合電路歐姆定律可知 解得: 結合斜率和截距可得: , 故本題答案是: ①最大; 34.2; ②0.5; 4; 14.(2018江蘇省興化一中高考第四次模擬考試) 實驗室提供以下器材測量電流計G的內阻: A.待測電流計G(0 – l0mA,內阻約300Ω); B.電壓表V(0 -15V,內阻約3KΩ); C.電流表A(0 -15mA,內阻約100Ω); D.定值電阻R1( 300Ω); E.定值電阻R2(10Ω); F.滑動變阻器R3(0 - l000Ω); G.滑動變阻器R4(0- 15Ω); H.干電池(4. 5V,內阻不計); I.電鍵S及導線若干。 某同學設計了如圖甲、乙所示兩個測量電路, (1)用圖甲電路測量時誤差較大,原因是_____; (2)用圖乙電路進行實驗時,滑動變阻器應選用_____,定值電阻應選用____(選填器材前的字母); (3)請用筆畫線代替導線,將丙圖的電路正確連接____________。 (4)按電路圖乙連接實驗,記錄待測電流計的讀數I、電路中另一個電表的讀數x;移動滑動變阻器的滑片,獲得多組I、x的值。以I為縱坐標,x為橫坐標,作出如圖丁所示的圖線,若圖線的斜率為k,則待測電流計G內阻為_____。該實驗測得電流計G的內阻測量值與真實值相比_____(偏大、偏小、相等)。 【答案】 甲圖中電壓表量程過大 G D 電路如圖; 相等 【解析】(1)用圖甲電路測量時誤差較大,原因是甲圖中電壓表量程過大; (2)用圖乙電路進行實驗時,滑動變阻器用分壓電路,則應選用阻值較小的G;定值電阻應選用與待測電流表阻值相當的D; (3)電路連接如圖:- 配套講稿:
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