专题二十一　内阻问题ppt课件

1、专题二十一内阻问题中考物理中考物理 (安徽公用安徽公用);1.(2021黑龙江齐齐哈尔黑龙江齐齐哈尔,28,5分分)阅读以下资料阅读以下资料,并回答以下问题。并回答以下问题。在伏安法测电阻的实验中在伏安法测电阻的实验中,可以有以下两种丈量方法可以有以下两种丈量方法,分别叫内接法和外接法。如下图分别叫内接法和外接法。如下图,分别分别为实验电路的一部分。电流表与电压表都有电阻为实验电路的一部分。电流表与电压表都有电阻,它们的电阻叫内阻它们的电阻叫内阻,电流表的内阻非常小电流表的内阻非常小,约约为为RA=0.05 ,所以在电学实验中所以在电学实验中,它的内阻经常忽略不计它的内阻经常忽略不计;电压表的

2、内阻非常大电压表的内阻非常大,约为约为RV=10 k,连入电路中经过的电流很小连入电路中经过的电流很小,所以在电学实验中经过它的电流经常忽略不计。但在实践丈量所以在电学实验中经过它的电流经常忽略不计。但在实践丈量中这些忽略不计的物理量却使丈量结果产生误差。中这些忽略不计的物理量却使丈量结果产生误差。博涵同窗带着创新实验小组博涵同窗带着创新实验小组,仔细阅读上述资料后仔细阅读上述资料后,购买了两个定值电阻并向物理教师借来所购买了两个定值电阻并向物理教师借来所需器材进展了丈量需器材进展了丈量,两个定值电阻的阻值分别为两个定值电阻的阻值分别为R1=5 ,R2=20 k,小组同窗们为了减小实验误小组同

3、窗们为了减小实验误好题精练;差,选择恰当的方法进展了协作探求,分别测出了两个电阻的阻值。假设他也作为博涵创新实验小组的一员,在丈量R1=5 的阻值时,请他回答:(1)此实验中他们选择的恰当方法是 (选填字母);A.内接法 B.外接法(2)用他们选择的方法测得的电阻值比真实值 (选填“偏大或“偏小);(3)请根据欧姆定律解释丈量结果偏大或偏小的缘由。;答案答案(1)B(1分分)(2)偏小偏小(1分分)(3)由由R=(1分分)可知可知,测得的电压值是准确的测得的电压值是准确的(1分分),电流值偏大电流值偏大(1分分),所以电阻值偏所以电阻值偏小。小。分析分析:中选择电流表中选择电流表“外接法时外接

4、法时,电压表测得的电压等于被测电阻两端真实的电压。而电流电压表测得的电压等于被测电阻两端真实的电压。而电流表测的是电压表与被测电阻并联后的电流之和表测的是电压表与被测电阻并联后的电流之和,虽然电压表电阻很大虽然电压表电阻很大,流过的电流非常小流过的电流非常小,但仍但仍会导致测得的电流大于流过被测电阻的真实的电流会导致测得的电流大于流过被测电阻的真实的电流,根据根据I=可知可知,当电压一定时当电压一定时,测得的电流测得的电流偏大偏大,计算出的电阻偏小。计算出的电阻偏小。评分阐明评分阐明:其他答案合理即可给分。其他答案合理即可给分。UIUIR或UR;解析解析(1)假设采用内接法假设采用内接法,电压

5、表示数电压表示数UV=I(RA+R),电压表示数偏大会带来误差。电流表电压与电压表示数偏大会带来误差。电流表电压与R两端电压之比两端电压之比=。假设采用外接法。假设采用外接法,电流表示数电流表示数IA=IR+IV,电流表示数偏大电流表示数偏大,会带来会带来误差。经过电压表的电流与经过误差。经过电压表的电流与经过R的电流之比的电流之比=。可见。可见,采用外接法时采用外接法时误差较小误差较小,应选择外接法。应选择外接法。(2)由由R=知知,U准确准确,IA偏大偏大,故故R偏小。偏小。(3)见答案分析过程。见答案分析过程。ARUU0.0551100VRIIVRR3510 1012 000AUI;2.

6、(2021山东青岛山东青岛,25,3分分)用毫安表测电阻用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路丈量电阻可以用如图甲所示的电路丈量电阻,a、b为接线柱。知电源电压恒为为接线柱。知电源电压恒为U,毫安表量程为毫安表量程为Ig、内、内阻为阻为Rg。甲甲(1)用导线将用导线将a、b直接连起来直接连起来,挪动滑动变阻器挪动滑动变阻器R1的滑片的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为处就可以标为“0 ,此时变阻器接入电路中的阻值此时变阻器接入电路中的阻值R1= 。(2)坚持变阻器坚持变阻器R1接入电路中阻值不变接入电路中阻值不变,在在a、b间接入被测电阻间接入

7、被测电阻Rx,毫安表的读数毫安表的读数I与与Rx的关系式的关系式为为I= 。;乙(3)假设U=1.5 V,Ig=10 mA,图乙毫安表的表盘上曾经标出了0 的位置,请标出150 、1 100 的位置。;答案答案(1)-Rg(2)(3)如下图如下图 gUIggxUIR IU;解析解析(1)用导线将用导线将a、b直接连起来直接连起来,挪动滑动变阻器挪动滑动变阻器R1的滑片的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满使毫安表指针正好偏转到满刻度刻度Ig,Ig处就可以标为处就可以标为“0 ,此时此时R1与与Rg串联串联,根据电阻的串联规律和欧姆定律可得根据电阻的串联规律和欧姆定律可得,此时变此时变阻器接入电路中

8、的阻值阻器接入电路中的阻值R1=-Rg。(2)坚持变阻器坚持变阻器R1接入电路中阻值不变接入电路中阻值不变,在在a、b间接入被测电阻间接入被测电阻Rx,此时此时R1、Rg、Rx串联串联,那么此那么此时时电路中的总电阻电路中的总电阻R=Rx+R1+Rg=Rx+-Rg+Rg=Rx+,由欧姆定律可得由欧姆定律可得,毫安表的读数毫安表的读数I与与Rx的关的关系系式为式为:I=。(3)假设假设U=1.5 V,Ig=10 mA=0.01 A,由毫安表的读数由毫安表的读数I与与Rx的关系式得的关系式得,当当Rx=150 时毫安表的读时毫安表的读数数I=0.005 A=5 mA;当当Rx=1 100 时毫安表

9、的读数时毫安表的读数I=1.210-3 A=1.2 mA;毫安表分度值为毫安表分度值为0.2 mA,据此在据此在5 mA和和1.2 mA的位置的位置标出标出150 、1 100 ,如答案图所示。如答案图所示。gUIgUIgUIURgxUURIggxUIR IUggxUIR IU1.5V0.01A1500.01A1.5VggxUIR IU1.5V0.01A1 1000.01A1.5V;3.(2021四川成都四川成都,B16,4分分)小王同窗在科技创新活动中设计了一个可以丈量金属滑片旋转角小王同窗在科技创新活动中设计了一个可以丈量金属滑片旋转角度的电路。如图甲所示度的电路。如图甲所示,把电阻丝把电

10、阻丝EF弯成半圆形弯成半圆形(电阻丝的电阻与其长度成正比电阻丝的电阻与其长度成正比),O为圆心为圆心,OP为一可以围绕圆心为一可以围绕圆心O转动的金属滑片转动的金属滑片,P与与EF接触良好。如图乙所示接触良好。如图乙所示,A为电流表为电流表(可选择可选择A1:量量程为程为0100 mA、内阻、内阻r1=4 或或A2:量程为量程为020 mA、内阻、内阻r2=18 ),R为滑动变阻器为滑动变阻器,阻值变化范阻值变化范围为围为0100 ,维护电阻维护电阻R0=40 ,理想电源电压理想电源电压U=1.5 V不变不变,电流表可看成一个能显示经过自电流表可看成一个能显示经过自身电流大小的定值电阻。身电流

11、大小的定值电阻。甲甲; 乙选择适宜的电流表,把E、O两个接线柱分别与M、N相接,为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:(1)衔接好电路后,将OP转到E端,闭合开关S,再调理滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值,此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度。那么电流表应选择 (选填“A1或“A2)。(2)坚持滑动变阻器滑片位置不变,把OP转到F端,电流表的示数为7.5 mA,此时电流表指针所指位置处标注的读数是180度,那么电流表最大刻度值的一半处应标注的读数是 度;电流表刻度值为 mA处,应标注的读数是36度。;(3)在完成其他标注后,小王同窗发现表盘新的刻度值不均匀,为帮她处理这

12、个问题,同窗们用理想电压表设计了如下四个改良电路,其中可行的两个是 。 答案答案(1)A2(2)10815(3)AB;解析解析(1)当当OP转到转到E端时端时,I最大最大,到达满偏到达满偏,假设选择假设选择A1,那么那么I=100 mA=0.1 A,R总总=15 40 ,故舍去。故舍去。(2)Im=20 mA时时,R0+R+r2=75 当当OP转到转到F端时端时,I1=7.5 mA,Rx=-(R0+R+r2)=125 当当I2=0.5Im=10 mA=0.01 A时时,Rx=-(R0+R+r2)=75 EF接入比例为接入比例为=0.6,角度为角度为1800.6=108。当角度为。当角度为36时

13、时,Rx=125 =25 ,I3=15 mA。(3)图图A、B,EF全部接入全部接入,整个电路总电阻不变整个电路总电阻不变,总电压不变总电压不变,那么电流那么电流I坚持不变坚持不变,UV=IRx,那么那么UV与与Rx成正比成正比,Rx与长度成正比与长度成正比,长度与角度成正比长度与角度成正比,故电压表示数与角度成正比故电压表示数与角度成正比,刻度均匀刻度均匀,A、B正正确。确。图图C、D,EP接入电路接入电路,随着角度增大随着角度增大,Rx变大变大,电压表示数随之变化电压表示数随之变化C图图UV=1.5 V-I(R0+R)UI1.5V0.1AmUI1.5V0.02A1UI2UI75125361

14、80(75 )xUR D图UV=IR0,电流变化不均匀,故C、D不可行。;4.(2021安徽马鞍山当涂一模安徽马鞍山当涂一模,23)实验室里常用欧姆表来直接丈量电阻。如下图是欧姆表的实验室里常用欧姆表来直接丈量电阻。如下图是欧姆表的简化构造图简化构造图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在A、B间接入一电阻间接入一电阻R,电路中就有一电路中就有一个对应的电流个对应的电流I,故由电流表的指针位置可以知道电阻故由电流表的指针位置可以知道电阻R的大小。为了方便的大小。为了方便,事先在电流表的刻事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的刻度值度盘上标出了电阻的刻度值,欧

15、姆表在丈量前都需求调零欧姆表在丈量前都需求调零,即把欧姆表的即把欧姆表的A、B两接线柱短接两接线柱短接,调理变阻器的滑片位置使电流表满偏调理变阻器的滑片位置使电流表满偏(指针指在最大刻度值处指针指在最大刻度值处)。假设某欧姆表的刻度值是按电。假设某欧姆表的刻度值是按电源电压为源电压为1.5 V来刻度的来刻度的,满偏电流为满偏电流为10 mA。求。求:(1)当欧姆表正常任务时的内阻是多大当欧姆表正常任务时的内阻是多大?(2)当当A、B间接入待测电阻间接入待测电阻Rx时时,发现指针偏转到满偏电流的一半处发现指针偏转到满偏电流的一半处,那么待测电阻那么待测电阻Rx的阻值是多的阻值是多大大?(3)假设

16、在运用一段时间后假设在运用一段时间后,发现电源电压降为发现电源电压降为1.2 V,重新调零后用这个欧姆表测得某电阻为重新调零后用这个欧姆表测得某电阻为225 ,那么这个电阻的实践值为那么这个电阻的实践值为(不思索电源本身的电阻不思索电源本身的电阻)多大多大?;答案答案(1)150 (2)150 (3)180 解析解析(1)欧姆表正常任务时的内阻欧姆表正常任务时的内阻:R=150 (2)指针偏转到满偏电流的一半即指针偏转到满偏电流的一半即I=I满满=10 mA=5 mA=510-3 A由图可知由图可知,待测电阻待测电阻Rx与欧姆表串联与欧姆表串联,Rx=R串串-R=-R=-150 =150 (3

17、)丈量值为丈量值为225 时的电流值时的电流值:I=4 mA=410-3 A欧姆表重新调零后的内阻为欧姆表重新调零后的内阻为:R=120 那么那么I=,即即410-3 A=解得解得:R实实=180 UI满31.5V10 10 A1212UI31.5V5 10 AURR测1.5V150225UI满31.2V10 10 AURR实1.2V120R实;5.(2021安徽模拟安徽模拟,23)常用的电压表由小量程的电流表常用的电压表由小量程的电流表G和阻值很大的电阻串联改装而成。如和阻值很大的电阻串联改装而成。如图甲所示图甲所示,电流表电流表G的量程是的量程是03 mA,串联一个电阻后串联一个电阻后,改

18、装成量程为改装成量程为015 V的电压表。的电压表。(1)这个电压表的电阻是多少这个电压表的电阻是多少?(2)某同窗用这个电压表衔接了如图乙所示的电路某同窗用这个电压表衔接了如图乙所示的电路,电源电压为电源电压为9 V,并坚持不变并坚持不变,R1=4 k。当闭。当闭合开关合开关S1、S2时时,电压表示数是多少电压表示数是多少?闭合开关闭合开关S1,断开断开S2时时,电压表的示数是多少电压表的示数是多少? ;答案答案(1)5 000 (2)9 V5 V解析解析(1)这个电压表的电阻这个电压表的电阻:R=5 000 ;(2)当闭合开关当闭合开关S1、S2时时,电压表测电源的电压电压表测电源的电压,

19、那么电压表的示数为那么电压表的示数为9 V;闭合开关闭合开关S1,断开断开S2时时,R1与电压表串联与电压表串联,那么电路中的电流那么电路中的电流I=0.001 A,电压表的示数电压表的示数UR=IR=0.001 A5 000 =5 V。UI315V3 10 A1URR9V5 0004 000;6.(2021安徽合肥瑶海三模安徽合肥瑶海三模,23)实验室中的电压表通常有两个量程实验室中的电压表通常有两个量程,它实践是由量程很小的电它实践是由量程很小的电流计改装而成的流计改装而成的,如下图为某电压表的内部简化电路图如下图为某电压表的内部简化电路图,将将A、B两接线柱接入电路时电压表两接线柱接入电

20、路时电压表的量程为的量程为3 V,将将A、C两接线柱接入电路时电压表的量程为两接线柱接入电路时电压表的量程为15 V,知知R2的阻值为的阻值为2.4 k,电流电流计的内阻计的内阻rg为为500 ,那么那么R1的阻值和电流计的满偏电流的阻值和电流计的满偏电流Ig(即小量程电流表允许经过的最大电流即小量程电流表允许经过的最大电流)各是多少各是多少? ;答案答案100 510-3 A解析将解析将A、B两接线柱接入电路时两接线柱接入电路时,R1和电流计串联和电流计串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之因串联电路中总电阻等于各分电阻之和和,所以所以,电压表的量程电压表的量程:U1=Ig(rg+R1),即

21、即3 V=Ig(500 +R1)将将A、C两接线柱接入电路时两接线柱接入电路时,R1、R2和电流计串联和电流计串联,那么电压表的量程那么电压表的量程:U2=Ig(rg+R1+R2),即即15 V=Ig(500 +R1+2.4103 )联立两式可得联立两式可得:R1=100 ,Ig=510-3 A。;教师公用题组教师公用题组1.(2021四川资阳四川资阳,13,6分分)小明听物理教师讲过小明听物理教师讲过“干电池内部其实是有电阻的干电池内部其实是有电阻的,分析电路时可以分析电路时可以把干电池看成是由一个电压为把干电池看成是由一个电压为U、电阻为、电阻为0的理想电源与一个电阻值为的理想电源与一个电

22、阻值为r的电阻串联而成的电阻串联而成,如图甲所示。在教师指点下如图甲所示。在教师指点下,小明设计了图乙所示的电路来丈量一节干电池内部的电阻。小明设计了图乙所示的电路来丈量一节干电池内部的电阻。;(1)按照图乙衔接电路时,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应位于 端;(2)根据实验中电压表和电流表的读数绘出UV-I图像如图丙所示,当电流表示数如图丁所示时电压表示数UV= V;(3)根据实验数据求得这节干电池内部电阻r= 。;答案答案(1)a(或左或左)(2)1.1(3)2解析解析(1)闭合开关前闭合开关前,滑动变阻器连入电路的阻值应最大滑动变阻器连入电路的阻值应最大,即滑片即滑片P应移到应移到a端端(

23、或左端或左端)。(2)图丁电流表示数图丁电流表示数I=0.2 A,由由U-I图像知图像知:对应的电压表示数为对应的电压表示数为1.1 V。(3)设电源电压为设电源电压为U,由图丙可知由图丙可知:UV1=1.3 V,I1=0.1 A,UV2=1.1 V,I2=0.2 A,在闭合电路中由于在闭合电路中由于:U=UV+Ir,所以所以:U=UV1+I1r,U=UV2+I2r,即即:U=1.3 V+0.1 ArU=1.1 V+0.2 Ar解得解得:r=2 。;2.(2021安徽名校联考安徽名校联考,23)伏安法测电阻有如图甲、乙所示的两种方法伏安法测电阻有如图甲、乙所示的两种方法,分别叫做电流表内接分别

24、叫做电流表内接法和电流表外接法。普通情况下法和电流表外接法。普通情况下,我们不思索电流表和电压表的内阻我们不思索电流表和电压表的内阻,当电压表示数为当电压表示数为U,电流电流表示数为表示数为I时时,待测电阻待测电阻Rx=。(1)假设电流表内阻为假设电流表内阻为Rg,电压表内阻为电压表内阻为RV,那么甲、乙两种方法中那么甲、乙两种方法中Rx实践为多大实践为多大(用相关字母表用相关字母表示示)?(2)经过分析阐明经过分析阐明,当当Rx较大时较大时,用图甲的丈量方法用图甲的丈量方法,还是用图乙的丈量方法还是用图乙的丈量方法,误差较小。误差较小。UI;答案见解析答案见解析解析解析(1)由图甲可知由图甲

25、可知,电流表与待测电阻串联电流表与待测电阻串联,电压表丈量的是电压表丈量的是Rx和电流表两端的总电压和电流表两端的总电压,电电流表丈量经过流表丈量经过Rx的电流的电流,那么那么Rx和电流表的总电阻为和电流表的总电阻为:R=Rx+Rg=,所以所以Rx的阻值为的阻值为:Rx=-Rg;由图乙可知由图乙可知,电压表与待测电阻并联电压表与待测电阻并联,电流表串联在干路中电流表串联在干路中,电压表丈量的是电压表丈量的是Rx两端的电压两端的电压,电流表丈量经过电流表丈量经过Rx和电压表的总电流和电压表的总电流,根据并联电路的电流规律和欧姆定律可知根据并联电路的电流规律和欧姆定律可知,经过经过Rx的电流为的电流为:Ix=I-;那么那么Rx的阻值为的阻值为:Rx=。(2)当当Rx较大时较大时,用图甲的丈量方法丈量时用图甲的丈量方法丈量时,由于由于Rg较小较小,那么电流表内阻分得的电压较小那么电流表内阻分得