高中一轮复习物理课时检测（四十九）电阻测量的“六方会谈”（实验提能课）

课时检测(四十九)电阻测量的“六方会谈”(实验提能课)1．用如图所示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，eq\a\vs4\al(Ⓖ)是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表eq\a\vs4\al(Ⓖ)的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()A.eq\f(l1,l2)R0 B.eq\f(l1,l1＋l2)R0C.eq\f(l2,l1)R0 D.eq\f(l2,l1＋l2)R0解析：选C当灵敏电流表的电流为零时电桥平衡，根据电桥平衡条件，有eq\f(R0,l1)＝eq\f(Rx,l2)，可得Rx＝eq\f(l2,l1)R0。故C正确。2．一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用如图甲、乙所示两种电路各测一次，用图甲测得的数据是3.0V,3.0mA；用图乙测得的数据是2.9V，4.0mA。由此可知，用图________测得Rx的误差较小，测量值Rx＝________。解析：对比两次测量中电压和电流的变化量，电压的变化量为原电压的eq\f(1,30)，电流的变化量为原电流的eq\f(1,3)，说明电压的变化量远小于电流的变化量。因此，电流表分压不明显，即电流表内阻RA≪Rx，所以采用题图甲测量时误差较小，则Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.0,3.0×10－3)Ω＝1000Ω。答案：甲1000Ω3.(2018·南昌三校高三联考)某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡不合适，又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图中的虚线箭头所示，以下为这两次测量中的有关操作：A．将两表笔短接，并调零；B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置；C．记下电阻值；D．将多用电表旋钮旋到R×10挡；E．将多用电表旋钮旋到R×1挡；F．将多用电表旋钮旋到交流电压最高挡。(1)根据上述有关操作将两次测量的合理实验步骤按顺序写出(利用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用)__________________。(2)该电阻的阻值是________。解析：(1)欧姆表指针指在中间位置附近时，读数最准确，故第一次指针指在左边，第二次指在中间；第一次对应的读数大，所以选择的挡位小；欧姆表每次使用应该先选挡位，然后欧姆调零，最后测量，即先选R×1挡，欧姆调零，测量，读数；再换选R×10挡，欧姆调零，测量，读数；最后旋到交流电压最高挡，防止漏电，故顺序为E、A、B、D、A、B、C、F。(2)读数为R＝20.0Ω×10＝200Ω。答案：(1)EABDABCF(2)200Ω4．电流表A1的量程为0～200μA、内电阻约为500Ω，现要测其内电阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：电流表A2：与A1规格相同；滑动变阻器R1：阻值0～20Ω；电阻箱R2：阻值0～9999Ω；保护电阻R3：阻值约为3kΩ；电源：电动势E约1.5V、内电阻r约2Ω。(1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。a．先将滑动变阻器R1的滑动端移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到________(填“最大”或“最小”)。b．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I。c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1内电阻r＝________。解析：(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内电阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示。(2)a.实验前R2的阻值应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表的内电阻值。答案：(1)见解析图(2)a.最大c．再次为I(或仍为I)R05．(2018·江苏联盟大联考)实验室有下列器材：A．直流电源(6V，内阻未知)；B．灵敏电流计(量程为5mA，内阻约为50Ω)；C．电压表(量程为0～3V，内阻约为10kΩ)；D．电阻箱R1(阻值范围为0～9999Ω)；E．滑动变阻器R2(阻值范围为0～100Ω，最大电流为1.5A)；F．旧电池一节；G．开关、导线若干。(1)某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，当电阻箱旋钮位置如图乙所示时，测得电压表示数为1V，灵敏电流计示数为2mA，则灵敏电流计内阻为________Ω。(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为________Ω。调好后连接成如图丙所示的电路测该电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的U­IG图线。U/V0.80.91.01.11.2IG/mA3.02.52.01.51.0(3)利用U­IG图线测出该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。解析：(1)由题图乙可得R1＝455Ω，根据欧姆定律：Rg＋R1＝eq\f(U,I)，解得：Rg＝45Ω。(2)灵敏电流计改装后的量程为IA＝50mA，IA＝Im＋eq\f(ImRg,R1)，代入数据得R1＝5Ω；灵敏电流计改装后的内阻为：rA＝eq\f(RgR1,Rg＋R1)＝4.5Ω。为更加充分利用坐标，纵轴电压从0.8V标起，描点及图线如图所示。(3)根据闭合电路的欧姆定律及灵敏电流计量程的扩大倍数可得：E＝U＋10IG(r＋rA)，所以(2)中图像与纵轴的截距等于电动势E＝1.4V，图像斜率的绝对值|k|＝10(r＋rA)＝200Ω，得r＝15.5Ω。答案：(1)45(2)5见解析图(3)1.415.56．(2018·日照高三一模)物理兴趣小组的同学们从实验室找到一个废旧的多用电表，于是拆开进行研究。(1)同学们按图甲所示的电路，用半偏法测量电流计G的内阻rg，已知电流计G的量程为200μA。实验室除了提供开关、导线外，还有以下器材，则电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)R2应选用________(选填“C”或“D”)。A．电源(电动势6V)B．电阻箱R1(0～999.9Ω)C．电位器(0～5kΩ)D．电位器(0～50kΩ)(2)同学们测电流计G的内阻步骤如下，请完成实验步骤中的填空。①对照电路图连接电路，检查无误后，将R2的阻值调至最大；②闭合S2，调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度；③闭合S1，保持R2的阻值不变，调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半；④读出R1的阻值为280.0Ω，则被测电流计G的内阻rg的测量值为________Ω，该测量值________(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)实际值。(3)图乙是该多用电表的简化电路图，根据要求回答下列问题：①图中A是________表笔(填“红”或“黑”)；②开关S调到________和________位置上测量的是电阻；测量电流时，开关S调到________位置的量程比较大(填写图乙中相应位置的数字代号)。解析：(1)闭合S2，电路中电流I不能大于200μA，由I＝eq\f(E,R2)知最大值R2＝eq\f(E,I)＝eq\f(6,200×10－6)Ω＝30kΩ，因此只能选择总电阻为50kΩ的D。(2)当调节R1，使电流计G半偏时，由于干路电流可视为未变，R1与电流计G中的电流相等，电阻必然相等，如果所得的R1的阻值为280.0Ω，则被测电流计G的内阻rg的测量值为280.0Ω。实际上R1并联接入电路后，电路的总电阻减小了，干路电流增大了，电流计G半偏时，流过R1的电流大于流过电流计G的电流，R1接入的电阻小于电流计G的电阻，所以，该测量值“略小于”实际值。(3)①为了保证电流由正接线柱进入电流计G，内部电源的正极应接黑表笔，故A是黑表笔。②测量电阻时内部电源被接通，故3、4是电阻挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大。答案：(1)D(2)280.0略小于(3)①黑②3417．(2016·全国Ⅱ卷)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干。图(a)实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器______(填“R1”或“R2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。图(b)(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。A．100μA B．250μAC．500μA D．1mA解析：(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1。(2)实物图连线如图所示。(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5V，电阻箱阻值R＝630.0Ω时，电压表的示数UV＝2.00V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5V，根据串联电路电压与电阻成正比可得eq\f(UV,UR)＝eq\f(Rg,R)，故Rg＝eq\f(UV,UR)R＝eq\f(2.00,0.5)×630.0Ω＝2520Ω。(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug，故Ig＝eq\f(Ug,Rg)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA，选项D正确。答案：(1)R1(2)见解析图(3)2520(4)D8．(2018·南昌三校联考)为了测量一个量程0～3V、内阻约3kΩ的电压表的内电阻，提供的实验器材有：A．待测电压表V1；B．电流表A1(0～0.6A，内阻约0.2Ω)；C．电压表V2(量程0～10V，内阻约10kΩ)；D．滑动变阻器R1(0～50Ω，额定电流0.5A)；E．定值电阻R＝5kΩ；F．电源E(电动势8V，内阻较小)G．开关一个，导线若干。(1)在方框内画出正确的实验电路图。(要求测量尽可能精确，测量值的变化范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出)(2)在图中完成实物连线。(3)实验时需要测量的物理量有____________________。(用符号表示并说明其物理意义)(4)待测电压表内阻表达式为RV＝________。[用(3)中符号表示]解析：(1)根据I＝eq\f(U,R)可知，待测电压表的额定电流远小于电流表A1的量程，所以不能使用电流表A1，但由于电压表V2的内阻不确定，不能将其当电流表使用；由于待测电压表量程小于电压表V2的量程，可将待测电压表V1与阻值接近的定值电阻R串联以扩大量程，然后将其与电压表V2并联，所以应选择电压表V1、V2、滑动变阻器R1；由于滑动变阻