【创新设计】高考物理总复习 3-1-7-3 专题 电阻的测量方法

用心 爱心 专心1 第第 3 3 讲讲 专题专题 电阻的测量方法电阻的测量方法 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 A C E 2 B 2 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R1作为并上的电阻 2 由并联分流原理 U I U RV R1 用心 爱心 专心2 解得 RV R1U IR1 U 答案 1 见解析图 2 R1U IR1 U 3 某同学为了测电流表 A1的内阻r1的精确值 有如下器材 器材名称器材代号器材规格 电流表 电流表 电压表 定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器 电 源 A1 A2 V R0 R1 R2 E 量程 300 mA 内阻约为 5 量程 600 mA 内阻约为 1 量程 15 V 内阻约为 3 k 5 0 10 额定电流为 1 A 0 250 额定电流为 0 3 A 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r1 则所用电流表 A1的内阻r1表达式 为r1 式中各符号的意义是 答案 1 2 r1 R0 I2 I1分别为某次实验时电流表 A2 A1的示数 R0是定值电阻的电阻 I2 I1 I1 大小 4 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 5 V 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 用心 爱心 专心3 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I1 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I2 0 80 mA 记录电流值 由此可得被测电阻的阻值为 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 3 7 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I1 1 00 mA 时 电阻箱的电阻R0 1 500 当断开 U I1 1 5 1 10 3 K1 闭合 K2时 电阻箱与待测电阻串联 其电阻值R 1 875 U I2 1 5 0 80 10 3 所以待测电阻Rx R R0 375 题图 b 是利用了替代法测电阻 两次电流表示数 相同 则Rx R0 答案 375 相同 R0 5 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 表的实际读数最大也达不到量程的 所以选择 D 不恰当 而如果我们采用变阻器的分压 1 3 接法和电流表的内接法 因为RA Rx 选择电压表 C 就比较恰当 既不会烧坏电表 也 不会引起较大误差 再根据Im A 4 10 4A 电流表应选择 B Um Rx 10 2 5 104 用心 爱心 专心4 答案 1 B C 2 电流表内接 分压式接法如下图所示 6 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 7 3 8 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 Rx 2 3 103 3 0 V 1 3 10 3 A 2 因为Rx与RV很接近 故电压表的分流影响很