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1、2022高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 專題強(qiáng)化6 電阻測(cè)量的五種方法訓(xùn)練 新人教版
〔專題強(qiáng)化訓(xùn)練〕
1.(2017·湖北八校聯(lián)考)(1)小明同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)定某一金屬絲的直徑,測(cè)得的結(jié)果如圖甲所示,則該金屬絲的直徑d=__3.205(3.203~3.207)__mm。然后他又用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)該金屬絲的長(zhǎng)度,測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示,則該工件的長(zhǎng)度L=__5.030__cm。
(2)然后小明又用多用電表粗略測(cè)量某金屬電阻絲的電阻Rx約為5.0Ω,為了盡可能精確地測(cè)定該金屬絲的電阻,且測(cè)量時(shí)要求通過(guò)金屬絲的電流在0~0.5A之間變化。根據(jù)下列提供的實(shí)驗(yàn)器材,
2、解答如下問(wèn)題:
A.量程0.1A、內(nèi)阻r1=1Ω的電流表A1
B.量程0.6A、內(nèi)阻約為0.5Ω的電流表A2
C.滑動(dòng)變阻器R1,總電阻1.0Ω,允許通過(guò)最大電流10A
D.滑動(dòng)變阻器R2,總電阻100Ω,允許通過(guò)最大電流1A
①根據(jù)上述器材和實(shí)驗(yàn)要求完成此實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出測(cè)量該金屬絲電阻Rx的實(shí)驗(yàn)原理圖(圖中元件用相應(yīng)的元件符號(hào)標(biāo)注)。
②實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電表A1示數(shù)為I1,A2示數(shù)為I2,其他所選的物理量題目中已給定,則電阻絲的電阻表達(dá)式為Rx=____。
答案:(2)①如圖所示
[解析] (1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為3mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×2
3、0.5mm=0.205mm,所以最終讀數(shù)為3.205mm;游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為5cm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×6mm=0.30mm=0.030cm,所以最終讀數(shù)為5.030cm。
(2)①電源電動(dòng)勢(shì)為6V,用伏安法測(cè)量電阻,沒(méi)有電壓表,用阻值為59Ω的定值電阻R3和電流表A1串聯(lián)改裝成電壓表;為保證電路安全,方便實(shí)驗(yàn)操作,采用分壓接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1,測(cè)量小電阻,故測(cè)量電路用電流表外接法,電路圖如圖所示。
②實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電流表A1示數(shù)為I1,A2示數(shù)為I2,根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點(diǎn)得,電阻Rx兩端的電壓為U=I1(R3+r1);電阻絲的電阻表達(dá)式Rx==。
2.(2015·全國(guó)卷
4、Ⅱ)電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍。某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻(半偏法),實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:
待測(cè)電壓表(量程3V,內(nèi)阻約為3000Ω),電阻箱R0(最大阻值為99999.9Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100Ω,額定電流2A),電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)),開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)虛線
框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分,將電路圖補(bǔ)充完整。
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟:
__移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,以保證通電后電壓表所在支路分壓最??;閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)R1,使電壓表指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器的滑片的位置不變,斷開S
5、2,調(diào)節(jié)電阻箱R0,使電壓表的指針半偏;讀取電阻箱所示的電阻值,即為測(cè)得的電壓表的內(nèi)阻。__
(3)將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為R′V,與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比,R′V__>__RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是__斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài),電壓表所在支路的總電阻增大,分得的電壓也增大,此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓,故R′V>RV。__
答案:(1)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示
[解析] 由于電壓表串聯(lián)到電路中,且R1的阻值相對(duì)較小,所以實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)采用分壓式。
3.(2016·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為
6、數(shù)千歐姆),可供選擇的器材有:電阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ),直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V),開關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按電路原理圖(a)連接線路;
②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對(duì)應(yīng)的位置,閉合開關(guān)S;
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器;使電壓表滿偏;
④保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數(shù)為2.00V,記下電阻箱的阻值。
回答下列問(wèn)題:
(1)試驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器__R1__(填“R1”或“R2”)。
(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實(shí)物
7、圖連線。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變,計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為__2520__Ω(結(jié)果保留到個(gè)位)。
(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為__D__(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
答案:(2)連線如圖所示
[解析] (1)為了使電阻箱調(diào)節(jié)時(shí),滑動(dòng)變阻器分得的電壓變化很小,分壓電路中滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小越好,因此應(yīng)選用R1。
(3)如果認(rèn)為滑動(dòng)變阻器分得的電壓不變,則調(diào)節(jié)電阻箱后,電壓表兩端的電壓為2.00V,電阻箱兩端的電壓為0.5V,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,=,求得電壓表的內(nèi)阻Rv=4×630.0 Ω=2520 Ω。
(4)如果此電壓表由一個(gè)表頭與一個(gè)電阻串聯(lián)組成,可知此表頭的滿偏電流為Ig=≈1mA,D項(xiàng)正確。