2020高中物理专题练习有答案特殊方法测电阻-电桥法

一、实验题1.某学习小组利用图甲所示的电路测量电源的电动势及内阻。(1)按照原理图甲将图乙中的实物连线补充完整O(2)正确连接电路后，进行如下实验。口闭合开关S,通过反夏调节滑动变阻器后、处,使电流表A3的示数为0,此时电流表A］、A?的示数分别为100.0mA和80.0mA,电压表\丁\马的示数分别为1.60V和1.00V。匚再次反更调节以、处，使电流表A3的示数再次为0,此时电流表Ai、A?的示数分别为180.0mA和40.0mA,电压表V1、的示数分别为678V和L76V。.实验中调节滑动变阻器&、处，当电流表A3示数为0时，电路中3点与。点的电势o(选填“相等”或“不相等”).为了提高测量的精确度，电流表A3的量程应选择A.0〜0.6AB.0700mAC.。〜5001iA口.测得电源的电动势E=V,内阻〃=(结果保留3位有效数字)2.惠斯通电桥是电学实验中测电阻的一个常用方法,是在1S33年由SamuelHunterChristie发明，1843年由查理斯惠斯登改进及推广的一种测量工具。它用来精确测量未知电阻器的电阻值，惠斯登桥可以获取颇精确的测量。如图1就是一个惠斯通电桥电路图。（1）在图1中，在a、b之间搭一座“电桥”，调节四个变阻箱Ri、R?、R3、R4的阻值，当G表为零时（此时也称为“电桥平衡”），4个电阻之间的关系是：（2）我们现在想要测量某个未知电阻Rx,实验室有如下器材：A.一个电阻箱RB一个滑动变阻器RoC.一个灵敏电流计GD一个不计内阻的恒定电源eE.开关、导线若干根据惠斯通电桥测量电阻的原理设计了如图2所示电路进行实验，有以下实验操作：A、按图2接好电路，调节,P为滑动变阻器的滑头，当G表示数为零时，读出此时变阻箱阻值Ri=200n；B、将Rx与变阻箱R互换位置，并且控制—不动，再次调节,直至电桥再次平衡时，读出此时变阻箱阻值R2=800C;C、由以上数据即可得Rx的阻值，其大小为Rx=.3.李明同学想要测量某个未知电阻Ri,他的手边共有仪器如下:一个电阻箱火、一个滑动变阻器Ro、一个灵敏电流计G、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干。他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路，但发现由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理老师的帮助。老师首先给了他一道习题要求他思考：(1)如图甲，在4、b之间搭一座“电桥”，调节四个变阻箱小、氏、R3、&的阻值，当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是o(2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以卜.步骤很快就测出了Rx匚按图乙接好电路，调节.P为滑动变阻器的滑片，当G表示数为零时，读出此时变阻箱阻值处；匚将以与变阻箱区互换位置，并且控制不动，再次调节—，直至电桥再次平衡时，读出此时变阻箱阻值长工0由以上数据即可得氐的阻值，其大小为&=_。.某实验小组为了较准确测量阻值约为20c的电阻R-实验室提供的器材有：A.待测定值电阻尺:阻值约20CB,定值电阻Ri：阻值30CC.定值电阻心：阻值20。普电流表G：量程3mA,0刻度在表盘中央，内阻约50。E.电阻箱用：最大阻值999.99QE直流电源E,电动势1,5V,内阻很小G滑动变阻器处（20Q,0.2A）H.单刀单掷开关S,导线等该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。（2）若灵敏电流计G中的电流由C流向。再调节电阻箱小，使电阻箱用的阻值（选填“增大”或“减小”），直到G中的电流为（填“满偏”、“半偏”或"0”）。（3）读出电阻箱连入电路的电阻夫3,计算出反。用油、&、％表示&的表达式为Rx= .某实验小组用如图所示的电路图来测量电流表（量程2mA,内阻约为200C）的内阻，除待测电流表、L5V的电源、开关和导线外，还有下列可供选择的实验器材：A.定值电阻&B.定值电阻小C.滑动变阻器后（最大阻值为20Q）D.滑动变阻器处（最大阻值为1000Q）E.电阻箱R、（最大阻值为999.9Q）E灵敏电流计G（内阻很小可忽略）（1）为确保安全，精准实验。滑动变阻器应选用（填写器材前对应的字母）。（2）用笔画线代替导线，将实物连接成实验电路图o（3）在闭合开关前滑片应掷（填%”或?”）端，然后移动滑动变阻器的滑片使待测表的示数适当后再不移动滑片，只调节发现当&=400。时灵敏电流计的示数正好为零；将电阻箱和待测电流表位置互换，其他不动，再次调节R=100C时灵敏电流计的示数又正好为零，由此可知待测电流表的内阻为参考答案1.(1)如图所示;【解析】1.(1)如图所示;【解析】(1)根据原理图连接实物图如图所示;11.CJ.2.871.50(2)1、实验中，调节滑动变阻器人、花，当电流表示数为0时，说明电流表两端电势差为零，故电路中B点与C点的电势相等；11、为了使实验结果更精确，必须严格控制B、C两点电流为零，如果电流表A3的量程相比与电路中的电流太大，会造成BC中有电流，但是读不出来，显示为零，所以应选择量程非常小的，故选C；111、根据电路规律可知，第一次实验中，路端电压为U=L60+l.00=2.60V,干路电流为/=100+80=180mA=0」8A；第二次实验中有U'=0.78+1.76=2.54V,干路电流为r=180.0+40.0=220.0niA=0.22A；由闭合电路欧姆定律可知E=U+Ir,E=U，+/>,联立解得石=2.87匕r=1.50Q.【点睛】该实验的关键是明确实验原理，即利用等势法求解，要求3c两点的电势相等，即无电流通过BC,所以在选择A3时一定要选择量程非常小的电流表，然后利用电路结构，结合闭合回路欧姆定律，求解电源电动势和内阻.. R1R4=R2R3RPR400c【解析】(1)由图可知，要使G中电流为零，其两端的电势差为零；则由串并联电路的规律可知，上下两电路中电阻的比值相等；即一定有号=?，解得%R4=R2%；(2)由题意可知采用电桥平衡法进行实验：故应调节R,使G表中电流为零，此时读出变阻箱的阻值殳=200。，则R5与q的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值；应控制P不动，使两边电阻的比值不变：互换&与变阻箱R；再次调节R,使电流计读数为零，读出变阻箱的阻值7?6=800。，则也有比值等于左右两边电阻的比值；根据题意有答=等,解得见=Rx%Jr®=V200x800=40on.【点睛】根据电桥的平衡，分析出电阻关系，是惠斯通电桥测电阻的原理。根据此原理就可以设计测电阻的步骤，并完成实验。本题跳出常规，着眼素质，恰到好处的“变”，但只要认真分析题意就可以找出实验的具体方法和依据：这也是近几年实验考查一个新的走向，考生需要多关注此类试题.凡%=&&；R；P；R；网友"【解析】【详解】(1)由图可知，要使G中电流为零，其两端的电势差为零；则由串并联电路的规律可知，上下两电路中电阻的比值相等；即一定有：消=广，解得：&&=工&;(2)二由题意可知，李明采用电桥平衡法进行实验：故应调节R，使G表中电流为零，此时读出Ri,则4与网的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值：□应控制产不动，使两边电阻的比值不变；互换&与变阻箱凡再次调节R使电流计读数为零；则也有比值等于左右两边电阻的比值：R.R、 匚根据题意有：寸=京，解得:凡二J^瓦。

4.增大【解析】【详解】（2）本实验采取电桥法测电阻，所以当电流由C流向D,说明C点电势高，所以应该增大电阻箱用的阻值使回路电阻增大，电流减小，。点电势降低，直到。、。两点电势相同，电流计中电流为零。（3）根据C、。两点电势相同，可得：/6=/'尺，/《=/'&,联立解得R.十^bb200【解析】（1）由于电源电动势较小，而两个滑动变