2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 恒定電流 熱點(diǎn)專題（五）第46講 電阻測量的常用方法學(xué)案（含解析）.doc

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第46講電阻測量的常用方法熱點(diǎn)概述電阻測量是高考中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在歷年電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查中所占比例非常高，該實(shí)驗(yàn)涉及面廣，綜合性強(qiáng)，對(duì)考生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力要求較高，本專題除講述常用的伏安法外，又給出了等效替代法、半偏法、電橋法等思想方法。熱點(diǎn)一伏安法測電阻(廣義)1伏安法測電阻的原理：部分電路歐姆定律R。2兩種控制電路和兩種測量電路(1)兩種控制電路圖甲是限流式控制電路，圖乙是分壓式控制電路。若變阻器阻值較小，一般設(shè)計(jì)為分壓式；若變阻器阻值較大，一般設(shè)計(jì)為限流式，在二者都可行時(shí)，應(yīng)先考慮限流式。(2)兩種測量電路(3)若電流表或電壓表量程不夠可以對(duì)表進(jìn)行改裝或加保護(hù)電阻以防電流太大，下面是電表改裝或替代的設(shè)計(jì)方案。內(nèi)阻已知的電壓表相當(dāng)于小量程的電流表；內(nèi)阻已知的電流表則相當(dāng)于小量程的電壓表；靈敏電流計(jì)串大電阻改裝成電壓表；靈敏電流計(jì)并小電阻改裝成電流表；電阻箱與電流表串聯(lián)相當(dāng)于電壓表；電阻箱與電壓表并聯(lián)相當(dāng)于電流表；內(nèi)阻較小的電源串聯(lián)定值電阻相當(dāng)于內(nèi)阻較大的電源。例1用伏安法測定一個(gè)待測電阻Rx的阻值(阻值約為200 )，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電池組E：電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻不計(jì)；電流表A1：量程015 mA，內(nèi)阻約為100 ；電流表A2：量程0300 A，內(nèi)阻為1000 ；滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍020 ，額定電流2 A；電阻箱R2：阻值范圍09999 ，額定電流1 A；開關(guān)S、導(dǎo)線若干。要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，請(qǐng)回答下列問題：(1)為了測量待測電阻兩端的電壓，可以將電流表_(填寫器材代號(hào))與電阻箱串聯(lián)，并將電阻箱阻值調(diào)到_ ，這樣可以改裝成一個(gè)量程為3.0 V的電壓表。(2)在圖1中畫完整測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)。(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是_ mA，電流表A2的示數(shù)是_ A，測得待測電阻Rx的阻值是_。本次測量存在一定的系統(tǒng)誤差，考慮這個(gè)原因測量值比真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)。解析(1)為測量待測電阻兩端的電壓，可以把A2和R2串聯(lián)起來改裝成電壓表，改裝成的電壓表量程為3 V，則電阻箱阻值R2RA2 1000 9000 。(3)由圖2可知，電流表A1的示數(shù)為8.0 mA，電流表A2的示數(shù)是150 A，待測電阻阻值為Rx 187.5 。采用電流表外接法測量的電流值偏大，因此測量的電阻偏小。答案(1)A29000(2)電路如圖所示(3)8.0150187.5 偏小方法感悟在實(shí)驗(yàn)中缺少合適的電壓表或電流表時(shí)，可用內(nèi)阻已知的電壓表或電流表串聯(lián)上或并聯(lián)上定值電阻或電阻箱進(jìn)行改裝。例2某研究小組要測量電壓表V1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)，現(xiàn)提供如下器材：A電壓表V1：量程3 V，內(nèi)阻r1待測(約2000 )B電壓表V2：量程6 V，內(nèi)阻r24000 C電壓表V3：量程4 V，內(nèi)阻r310000 D電流表A1：量程0.6 A，內(nèi)阻r40.05 E滑動(dòng)變阻器R0：總電阻約50 F電源E：電動(dòng)勢15 V，內(nèi)阻很小G開關(guān)S、導(dǎo)線若干(1)請(qǐng)從所給器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑模O(shè)計(jì)電路，在虛線框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的符號(hào)。(2)根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖，寫出待測電壓表V1的內(nèi)阻r1的表達(dá)式，即r1_，式中各符號(hào)的意義是_。解析(1)由待測電壓表的量程和內(nèi)阻分析可知，通過待測電壓表的最大電流約為 A1.5103 A，該電流遠(yuǎn)小于電流表的量程，因此電流表不能用，應(yīng)將內(nèi)阻已知的電壓表用作電流表。如果選擇電壓表V3，當(dāng)電壓表V3達(dá)到滿量程時(shí)，待測電壓表的示數(shù)為0.8 V，偏轉(zhuǎn)角度達(dá)不到滿量程的三分之一，因此應(yīng)選擇電壓表V2用作電流表。又由于滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測電壓表的內(nèi)阻，則滑動(dòng)變阻器用分壓接法，電路設(shè)計(jì)如答圖所示。(2)由串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律可知，待測電壓表的內(nèi)阻應(yīng)為r1r2，其中U1為電壓表V1的示數(shù)，U2為電壓表V2的示數(shù)，r2為電壓表V2的內(nèi)阻。答案(1)如圖所示(2)r2U1為電壓表V1的示數(shù)，U2為電壓表V2的示數(shù)，r2為電壓表V2的內(nèi)阻方法感悟電路設(shè)計(jì)時(shí)的兩個(gè)技巧(1)電流表的靈活選用已知內(nèi)阻的電流表可做電壓表使用，在缺少合適的電壓表的情況下，常用電流表代替電壓表使用。(2)電壓表的靈活選用已知內(nèi)阻的電壓表可做電流表使用，在缺少合適的電流表的情況下，常用電壓表代替電流表使用。1待測電阻Rx的阻值約為100 ，現(xiàn)要測量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下：A電流表A1(量程40 mA，內(nèi)阻r1約為10 )；B電流表A2(量程20 mA，內(nèi)阻r230 )；C電壓表V(量程15 V，內(nèi)阻約為3000 )；D定值電阻R0120 ；E滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍05 ，允許最大電流1.0 A)；F電源(電動(dòng)勢E3 V，內(nèi)阻不計(jì))；G開關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確，以上器材不合適的是_。(用器材前對(duì)應(yīng)的序號(hào)字母填寫)(2)利用其余的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)測量Rx的最佳實(shí)驗(yàn)電路，將電路圖畫在虛線框內(nèi)并標(biāo)明元件符號(hào)。(3)實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有_，待測電阻的表達(dá)式Rx_。答案(1)C(2)電路圖見解析圖(3)電流表A1的示數(shù)I1，電流表A2的示數(shù)I2解析(1)由于電壓表量程為15 V，遠(yuǎn)大于電源的電動(dòng)勢，故電壓表不可用。(2)由于電壓表不可用，故可以采用電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)作電壓表測電壓，用電流表A1測量電流，由于改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A1采用外接法，由于待測電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示。(3)待測電阻兩端電壓UI2(R0r2)，通過待測電阻的電流IxI1I2，待測電阻阻值：Rx，其中I1、I2分別為電流表A1和A2的示數(shù)。2(2018南昌高三一模)為了測量量程為3 V，內(nèi)阻約為1 k的電壓表的內(nèi)阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路圖如右圖所示?？商峁┑膶?shí)驗(yàn)儀器有：A電源：E4.0 V，內(nèi)阻不計(jì)；B待測電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約1 k；C電流表：A1：量程6 mA；A2：量程0.6 A；D電阻箱R：R1最大阻值99.99 ；R2最大阻值9999.9 ；E滑動(dòng)變阻器R0：R01最大阻值10 ；R02最大阻值1 k。(1)實(shí)驗(yàn)中保證電流表的示數(shù)不發(fā)生變化，調(diào)整電阻箱和滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)發(fā)生變化。由此可知電阻箱的阻值與電壓表示數(shù)間的關(guān)系式為_(用電阻箱阻值R、電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U和電壓表內(nèi)阻RV表示)。(2)根據(jù)上面的關(guān)系式，我們建立圖線，若該圖線的斜率為k，與縱坐標(biāo)截距的絕對(duì)值為b，則電壓表的內(nèi)阻RV_。(3)為了使測量結(jié)果更加精確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用_，電阻箱應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(用前面的字母表示)。答案(1)(2)(3)A1R2R02解析(1)由并聯(lián)電路電流關(guān)系得：I，則。(2)由上式知kI，b，則RV。(3)電壓表的滿偏電流約為IV3 mA，所以電流表選A1更精確。通過電阻箱的最大電流為6 mA3 mA3 mA，則最小阻值為1000 ，故選R2?；瑒?dòng)變阻器的最小阻值為R0167 ，故選R02。熱點(diǎn)二等效替代法測電阻1電流等效替代該方法的實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)按如圖電路圖連接好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端。(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I。(3)斷開開關(guān)S2，再閉合開關(guān)S3，保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I。(4)此時(shí)電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效，即RxR0。(5)電路可以是限流電路，根據(jù)實(shí)際情況也可以是分壓電路。(6)該實(shí)驗(yàn)也可以測電表內(nèi)阻。2電壓等效替代該方法的實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)按如圖電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a端。(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U。(3)斷開S2，再閉合S3，保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)仍為U。(4)此時(shí)電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效，即RxR0。(5)該實(shí)驗(yàn)常用于大電阻的測量，用分壓式電路。(6)該實(shí)驗(yàn)也可測電表內(nèi)阻。為了測定電流表的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路。其中：是待測電流表，量程為300 A，內(nèi)阻約為100 是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程為200 AR1是電阻箱，阻值范圍為0999.9 R2是滑動(dòng)變阻器R3是保護(hù)電阻E是電池組，電動(dòng)勢為6 V，內(nèi)阻不計(jì)S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器采用的是_(填“分壓”或“限流”)接法。請(qǐng)根據(jù)圖1所示電路的實(shí)物圖在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最_(填“左端”或“右端”)；將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開關(guān)S1；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，使電流表的讀數(shù)是150 A。將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，_，使電流表的讀數(shù)仍是150 A。若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖2所示，則待測電流表的內(nèi)阻Rg_ 。(3)上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全。在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用_(填寫阻值前相應(yīng)的字母)。A300 k B30 kC15 k D150 k解析(1)根據(jù)題圖，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)連接好電路，閉合開關(guān)前須將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到使R2接入電路的阻值最大處，即左端。將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電流表的讀數(shù)仍是150 A。待測電流表的內(nèi)阻等于電阻箱讀數(shù)，即Rg810 61 30.1 86.3 。(3)實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置，都要保證兩只電流表的安全，當(dāng)R20時(shí)，R330 k。故保護(hù)電阻R3應(yīng)選用B。答案(1)限流 圖見解析(2)左端 保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1 86.3(3)B方法感悟等效替代法可以將復(fù)雜問題簡單化，在物理中應(yīng)用很多，以前學(xué)過的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、合力與分力的關(guān)系等都屬于等效替代關(guān)系。1電流表A1的量程為0200 A、內(nèi)電阻約為500 ，現(xiàn)要測其內(nèi)阻，除若干開關(guān)、導(dǎo)線之外還有器材如下：電流表A2：與A1規(guī)格相同；滑動(dòng)變阻器R1：阻值020 ；電阻箱R2：阻值09999 ；保護(hù)電阻R3：阻值約為3 k；電源：電動(dòng)勢E約1.5 V、內(nèi)電阻r約2 。(1)如圖所示，某同學(xué)想用替代法測量電流表內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了部分測量電路，在此基礎(chǔ)上請(qǐng)你將滑動(dòng)變阻器接入電路中，使實(shí)驗(yàn)可以完成。(2)電路補(bǔ)充完整后，請(qǐng)你完善以下測量電流表A1內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟。先將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)端移到使電路安全的位置，再把電阻箱R2的阻值調(diào)到_(填“最大”或“最小”)。閉合開關(guān)S1、S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使兩電流表的指針在滿偏附近，記錄電流表A2的示數(shù)I。斷開S1，保持S閉合、R1不變，再閉合S2，調(diào)節(jié)R2，使電流表A2的示數(shù)_，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R0，則電流表A1內(nèi)電阻r_。答案(1)圖見解析(2)最大再次為I(或仍為I)R0解析(1)滑動(dòng)變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測電流表內(nèi)阻，因此必須采用分壓接法，電路圖如圖所示。(2)實(shí)驗(yàn)前R2應(yīng)該調(diào)節(jié)到最大，以保證電表安全；替代法最簡單的操作是讓A2示數(shù)不變，則可直接從R2的讀數(shù)得到電流表的內(nèi)阻值。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常需要測量電阻的阻值：(1)測電阻的方法有很多種，現(xiàn)在有一只標(biāo)“220 V40 W”的燈泡，它正常工作時(shí)的電阻為_ 。若用多用電表歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的電阻值就_(填“大于”“等于”或“小于”)燈泡正常工作時(shí)的電阻值。(2)用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測量該燈泡正常工作時(shí)的電阻值。A220 V交流電源B單刀雙擲開關(guān)一只C電阻箱一只(0999.9 ，額定電流0.5 A)D固定電阻一只(0.5 k，額定電流0.3 A)E交流電流表一只(00.3 A)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出電路原理圖。答案(1)1210小于(2)圖見解析解析(1)正常工作時(shí)電壓為額定電壓，故有P，所以R1210 ；燈泡在正常工作時(shí)發(fā)熱，燈絲電阻率增大，電阻增大，因而用歐姆擋測量時(shí)阻值應(yīng)小于正常工作時(shí)的電阻值。(2)應(yīng)用替代法。因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作電阻值，故應(yīng)串聯(lián)一固定電阻，電路原理圖如圖。熱點(diǎn)三半偏法測(電表的)電阻一、電流表半偏法1測量原理測量電路如圖所示。(1)電阻箱R未接入電路時(shí)，調(diào)節(jié)R的大小，使電流表滿偏。(2)閉合S2后，R大小不變，改變電阻箱R的阻值，使電流表半偏。(3)由于Ig很小，則R的阻值很大時(shí)，在開關(guān)S2閉合前后，電路中的總阻值變化很小，我們就認(rèn)為不變，因此干路中的電流也不變。當(dāng)電流表的指針半偏時(shí)，流過電阻箱R的電流與流過電流表的電流相等，則RgR。2注意事項(xiàng)(1)滑動(dòng)變阻器R的阻值很大，在閉合S1前，其有效阻值應(yīng)調(diào)至最大。(2)電阻箱R不能用滑動(dòng)變阻器替代。(3)測電流表的內(nèi)阻時(shí)，在S2閉合后，不能再調(diào)節(jié)R，以保持電路中的總電流不變。(4)測電流表的內(nèi)阻時(shí)，必須確保RRg。3誤差分析利用“半偏法”測出電流表的內(nèi)阻RgR。事實(shí)上，在S2閉合后，電路結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化，導(dǎo)致電路中的總電阻R總減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的總電流增大，當(dāng)流過電流表的電流為時(shí)，流過電阻箱R的電流大于，故RRV，從而造成RV的測量值偏大。顯然半偏電壓法適于測量內(nèi)阻較大的電壓表的電阻。3拓展：本實(shí)驗(yàn)也可以用標(biāo)準(zhǔn)電壓表并聯(lián)在和R2兩端，對(duì)進(jìn)行校表。注意：半偏法是測量電表電阻的常用方法，不過有時(shí)不一定需要使指針半偏，偏、偏等只要成比例就可以求解。(2018安徽巢湖模擬)在把電流表改裝成電壓表的實(shí)驗(yàn)中，需要利用如圖所示的電路測量電流表的內(nèi)阻，其主要操作步驟如下：閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2，調(diào)節(jié)R2，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；讀出R2的阻值，即可認(rèn)為電流表的內(nèi)阻rgR2?，F(xiàn)備有如下器材：A電流表(量程0100 A，內(nèi)阻約為100 )B電阻箱(范圍09.9 )C電阻箱(范圍0999.9 )D電阻箱(范圍099999 )E電源(電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻不計(jì))F電源(電動(dòng)勢6 V，內(nèi)阻不計(jì))G開關(guān)和若干導(dǎo)線(1)電路圖中R1應(yīng)選_，R2應(yīng)選_，電源應(yīng)選_。(填入所選器材前的字母)(2)實(shí)驗(yàn)中讀得R2的阻值為100 ，若將此電流表改裝成量程為3 V的電壓表，應(yīng)_聯(lián)一個(gè)阻值為_ 的電阻。(3)若用此改裝表去測量一穩(wěn)恒電壓，則測量值和真實(shí)值相比_。(填“偏大”或“偏小”)解析(1)根據(jù)半偏法測量電流表內(nèi)阻原理，S2斷開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是R1Rg。故實(shí)驗(yàn)器材選擇應(yīng)滿足：電源電動(dòng)勢盡可能大，R1盡可能大。所以R1選用大量程的電阻箱D，R2選用量程跟電流表內(nèi)阻差不多的即可，選C。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電源應(yīng)選擇F。(2)電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一個(gè)大電阻分壓，UIg(R2R)，代入數(shù)據(jù)解得R29900 。(3)當(dāng)S2閉合時(shí)，R2和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并”“”“ (4)解析(1)題圖乙電阻箱的讀數(shù)為71000 5100 010 00 7500 7.5 k。(2)為了使接入電阻箱后電路總電阻變化較小，需要選用最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器A。(3)開關(guān)S2斷開后，電路總電阻變大，由閉合電路歐姆定律知，干路電流減小，由UABEI(R1串r)知，UAB增大，故UAB3 V。(4)開關(guān)S2斷開，電壓表半偏時(shí)，UAB3 V，故R2兩端的電壓大于1.5 V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知，R2RV，故測量值大于真實(shí)值。2如圖所示是用半偏法測量電壓表內(nèi)阻的電路圖。以下是備用儀器：A待測電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為1500 )B電源E(電動(dòng)勢4 V，允許通過的最大電流為2 A，內(nèi)阻很小)C電阻箱(最大阻值為999.9 )D電阻箱(最大阻值為9999.9 )E滑動(dòng)變阻器(最大阻值為20 ，允許通過的最大電流為3 A)F滑動(dòng)變阻器(最大阻值為2000 ，允許通過的最大電流為2 A)G開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干(1)為保證測量的準(zhǔn)確性，電阻箱應(yīng)選用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_。(填代號(hào))(2)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：閉合開關(guān)S2并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最_(填“左”或“右”)端，然后閉合開關(guān)S1；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表恰好滿偏；_，使電壓表恰好指在中間刻度(半偏)，此時(shí)電阻箱的示數(shù)為R。那么，該電壓表內(nèi)阻的測量值為_。電壓表內(nèi)阻的測量值比真實(shí)值_(填“偏大”或“偏小”)。(3)若把被測的電壓表改裝成量程為15 V的電壓表，應(yīng)該_(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一只阻值為_的定值電阻。答案(1)D E(2)左 斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值 R 偏大(3)串聯(lián) 4R解析(1)在半偏法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，電阻箱的阻值應(yīng)比待測電壓表的阻值大，故電阻箱應(yīng)選用D，而滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為了調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器選用最大阻值較小的E。(2)在測量數(shù)據(jù)時(shí)，電壓要從較小數(shù)值開始變化，因而滑動(dòng)變阻器的滑片開始時(shí)應(yīng)在最左端。由于采用半偏法測量，因而斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表恰好指在中間刻度，由串聯(lián)電路知識(shí)可知，電壓表的內(nèi)阻的測量值為R，但開關(guān)S2斷開，電壓表與電阻箱所在支路的電阻增大，分壓增大，而電壓表示數(shù)為原來一半時(shí)，電阻箱分壓要略大于一半，故電阻箱的阻值比電壓表的內(nèi)阻略大。(3)電壓表改裝后的量程是15 V，電壓表分壓3 V，串聯(lián)的定值電阻分壓12 V，所以串聯(lián)的定值電阻的阻值應(yīng)該是電壓表電阻的4倍，即為4R。3. 為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。答案(1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值解析先與被測電流表連接，調(diào)整變阻器R0并使電路有適當(dāng)?shù)碾娏?，并記下此時(shí)電流值，然后與電阻箱連接，不改變變阻器的阻值，調(diào)整電阻箱使電路中的電流仍為I，則電阻箱的阻值就等于被測電流表的內(nèi)阻。4(2018全國卷)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖a所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R020.0 )；可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：(1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖a，將圖b中實(shí)物連線；(2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置，閉合S1；(3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2；(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx_(用R0、U1、U2表示)；(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx_ 。(保留一位小數(shù))答案(1)圖見解析(4)R0(6)48.2解析開關(guān)S2擲于1端，由歐姆定律可得通過Rx的電流I，將開關(guān)S2擲于2端，R0和Rx串聯(lián)電路電壓為U2，Rx兩端電壓為UU2U1，由歐姆定律可得待測電阻阻值RxR0R0。5次測量所得的平均值為(3.443.433.393.403.39)3.41，故RxR0(3.411)20.0 48.2 。5(2018唐山高三統(tǒng)考)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，電表均為理想電表。某研究性學(xué)習(xí)小組利用該電路研究了滑動(dòng)變阻器RL消耗的電功率。該小組先通過控制開關(guān)和滑動(dòng)變阻器測出了R的阻值。(1)按電路圖連接實(shí)物圖。(2)首先，斷開開關(guān)S1、S2?；瑒?dòng)變阻器滑片放在_(選填“a”或“b”)端，然后閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑片位置得到多組U、I數(shù)據(jù)，在UI坐標(biāo)系中畫出圖線。(3)再閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑片位置得到多組U、I數(shù)據(jù)，在UI坐標(biāo)系中畫出另一條圖線_(選填“”或“”)。(4)根據(jù)圖象數(shù)據(jù)計(jì)算出電阻R_ 。答案(1)如圖所示(2)a(3)(4)6解析(2)開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)最大，因此滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于a端。(3)將電源內(nèi)阻與定值電阻等效為一個(gè)內(nèi)阻較大的電源，則開關(guān)S2斷開時(shí)電源的內(nèi)阻應(yīng)大于開關(guān)S2閉合時(shí)電源的內(nèi)阻，UI圖線斜率的大小表示電源電阻的大小，則圖線應(yīng)為開關(guān)S2閉合時(shí)的UI圖線。(4)由(3)分析可知，開關(guān)S2斷開時(shí)，圖線斜率的絕對(duì)值為 RR0r，開關(guān)S2閉合時(shí)，圖線斜率的絕對(duì)值為 R0r，則由以上兩式可解得R6 。6(2018太原一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路同時(shí)測量電壓表(量程為3 V，內(nèi)阻約幾千歐)和微安表(量程為300 A，內(nèi)阻約一千歐)的內(nèi)阻。(1)按實(shí)驗(yàn)原理圖甲將圖乙中的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路。(2)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作，完成下列問題：閉合K1，用伏安法測微安表內(nèi)阻。為了測量更加準(zhǔn)確，定值電阻R0應(yīng)該選擇的是_；A10 B100 C1 k D7.8 k閉合K前，為保護(hù)電路不受損壞，圖甲中滑動(dòng)變阻器R的滑片應(yīng)置于_端(選填“左”或“右”)；閉合K1后，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，讓電壓表和微安表的示數(shù)盡可能大。測得電壓表的示數(shù)為U1，微安表的示數(shù)為I1，定值電阻的阻值為R0，則微安表內(nèi)阻表達(dá)式為_；斷開K1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱，當(dāng)電阻箱的讀數(shù)為R1時(shí)，電壓表的示數(shù)為U2，微安表的示數(shù)為I2，則電壓表內(nèi)阻表達(dá)式為_。答案(1)如圖所示(2)D左R0解析(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖。(2)為了測量準(zhǔn)確，電壓表、微安表指針應(yīng)該盡量滿偏，且不超量程，微安表滿偏電壓UAIARA300 A1 k0.3 V，為使電壓表滿偏，則R0RA9 k，故D最合適。閉合K前，應(yīng)使被測元件所加電壓最小，故滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到最左端。閉合K1，電阻R1被短路，所以電壓表測得R0和微安表的總電壓，所以微安表的阻值為R0。斷開K1，根據(jù)歐姆定律，(R1RV)I2(R0RA)I2，可得電壓表內(nèi)阻為RV。7(2018湖北四地七校聯(lián)考)利用如圖甲所示電路可以測量電流表G1的內(nèi)阻?？晒┻x擇的器材如下：待測電流表G1：量程05 mA，內(nèi)阻約300 電流表G2：量程010 mA，內(nèi)阻40 定值電阻R1：阻值為10 定值電阻R2：阻值為200 滑動(dòng)變阻器R3：阻值范圍01000 滑動(dòng)變阻器R4：阻值范圍020 干電池E：電動(dòng)勢約為1.5 V，內(nèi)阻很小可忽略開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)定值電阻R0應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選_。(在空格內(nèi)填寫儀器前面的序號(hào))(2)用筆畫線代替導(dǎo)線，按圖甲電路圖在圖乙中連接實(shí)物圖。(3)實(shí)驗(yàn)步驟如下：按電路圖連接電路(為保證電路安全，先將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)到最左端)；閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P至某一位置，記錄G1和G2的讀數(shù)，分別記為I1和I2；多次移動(dòng)滑片P，記錄各次G1和G2的讀數(shù)I1和I2；以I1為縱坐標(biāo)，I2為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示。根據(jù)I1I2圖線的斜率k及定值電阻R0，得到待測電流表G1的內(nèi)阻表達(dá)式為r1_。(用k、R0表示)答案(1)(2)圖見解析(3)R0解析(1)因?yàn)殡娏鞅鞧2的量程是待測電流表G1的2倍，所以定值電阻要選阻值和待測電流表內(nèi)阻接近的；為方便操作，滑動(dòng)變阻器選最大阻值較小的，故定值電阻選，滑動(dòng)變阻器選。(2)根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示。(3)由電路圖可知I2I1，I1I2，則I1I2圖象斜率k，r1R0。