2021届高三物理人教版一轮复习 自测学案 测电阻的几种方法Word版含解析

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2021届高三物理人教版一轮复习 自测学案 测电阻的几种方法Word版含解析

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测电阻的几种方法
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,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,当通过电流表的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为(  )
A.R0        B.R0
C.R0 D.R0
2.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电源.完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时__________的读数I.
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使______________________,记下此时RN的读数.
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,即为待测微安表头内阻的测量值.
3.[2020·唐山市测试]两块量程均为0~10 mA但内阻未知的电流表A1、A2,现通过如图所示电路来测量其中一电流表的电阻.
(1)连接电路,将滑动变阻器R1的滑片滑到最________(填“左”或“右”)端,闭合开关S;
(2)将电阻箱R2调到某一阻值,然后调整滑动变阻器R1滑片的位置,使两电流表均有较大幅度的偏转;
(3)记录此时两电流表的读数I1、I2和电阻箱的阻值R2;
(4)根据以上数据可以得到电流表________(填“A1”或“A2”)的阻值,若I1=6.0 mA,I2=9.0 mA,R2=23.6 Ω,则该电流表的电阻为________ Ω;
(5)多次测量,计算该电流表电阻的平均值.
4.[2020·贵阳市测试]某同学为了测量Rx的电阻值,设计了如图甲所示的电路.用到的器材有:电源(电动势未知,内阻为r),理想电流表,理想电压表,单刀双掷开关S.实验时他进行了如下操作:
(1)在开关处于断开状态下连接好电路;
(2)将开关S向电压表一侧闭合,记录下电压表读数U1;将开关S向Rx一侧闭合,记录下电流表读数I2;
(3)根据已知条件和(2)中测量的数据,可得电源电动势E=________,待测电阻的表达式Rx=________;
(4)根据图甲电路,完成图乙中各实物器材之间的连线.
5.[2020·昆明市摸底]某同学测量一电阻丝的电阻,现有的器材规格如下:
A.待测电阻丝(阻值约100 Ω)
B.电流表A(量程0~40 mA,内阻约40 Ω)
C.电压表V1(量程0~3 V,内阻约5 kΩ)
D.电压表V2(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~200 Ω,允许最大电流1 A)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~10 Ω,允许最大电流1 A)
G.电源E(电动势约3 V,内阻不计)
H.开关一个、导线若干
(1)实验中,该同学采用了滑动变阻器的限流式接法,为使实验结果更加准确,电压表应选________(填“C”或“D”),滑动变阻器应选________(填“E”或“F”);
(2)用笔画线代替导线补全实物图.
6.[2019·全国卷Ⅱ]
某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源.实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出.图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线.回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为U1=______mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_________(填“变大”或“变小”),电压表示数_______(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向______(填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1.
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系.硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为=____________×10-3V/℃(保留2位有效数字).
7.[2020·洛阳市统考]某兴趣小组要精确测定额定电压为3 V的白炽灯正常工作时的电阻.已知该灯正常工作时电阻约500 Ω.实验室提供的器材有:
A.电流表A(量程0~3 mA,内阻RA=15 Ω)
B.定值电阻R1=1 985 Ω
C.滑动变阻器R(0~10 Ω)
D.电压表V(量程0~10 V,内阻RV=1 kΩ)
E.蓄电池E(电动势为12 V,内阻r很小)
F.开关S一个
G.导线若干
(1)要精确测定白炽灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的(  )
(2)选择正确电路进行实验,若电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示,写出测量白炽灯电阻的表达式Rx=________(用题目中给的相应字母表示).当电流表中的电流强度I=________ mA时,记下电压表的读数U并代入表达式,其计算结果即为白炽灯正常工作时的电阻.
8.用以下器材可测量电阻Rx的阻值.
待测电阻Rx,阻值约为600 Ω;
电源E,电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计;
电压表V1,量程为0~500 mV,内阻r1=1 000 Ω;
电压表V2,量程为0~6 V,内阻r2约为10 kΩ;
电流表A,量程为0~0.6 A,内阻r3约为1 Ω;
定值电阻R0,R0=60 Ω;
滑动变阻器R,最大阻值为150 Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,轻在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图.
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=________,式中各符号的意义是__________________.(所有物理量用题中代表符号表示)
9.[2020·湖北重点中学摸底]某同学为测定电阻Rx的阻值,做如下测量:
(1)用多用电表粗测该电阻的阻值,按正确的实验步骤操作后,多用电表的表头如图甲表示,测得该电阻的阻值为________ Ω;
(2)为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供以下实验器材:
A.电流表A1(量程0~90 mA、内阻r1=1 Ω)
B.电流表A2(量程0~15 mA、内阻r2=30 Ω)
C.电流表A3(量程0~0.6 A、电阻r3约为0.2 Ω)
D.电压表V(量程6 V、内阻约为10 kΩ)
E.定值电阻R0=20 Ω
F.滑动变阻器R,最大阻值约为10 Ω
G.电源E(电动势1.5 V,内阻很小)
H.开关S、导线若干
测量要求电表读数不得小于其量程的1/3;
①该同学设计了如图乙所示的部分电路以后,又给出了以下四种设计方案准备接入a、b两点之间,其中合理的是(  )
②根据所选择的电路,说明实验中应测物理量__________________________;写出测定电阻Rx阻值的字母表达式__________________.
10.[2020·银川一中摸底]现有一直流电流计G,满偏电流为200 μA,内阻约几百欧.某同学想把它改装成量程为0~2 V的电压表,他首先根据图示电路,用半偏法测定电流计G的内阻.
(1)该同学在开关断开的情况下,检查电路连接无误后,将R的阻值调至最大.后续的实验操作步骤依次是__________ (请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母),最后记录电阻箱R′的阻值并整理好器材.
A.闭合开关S1
B.保持R不变,闭合开关S2
C.调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
D.调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
E.调节R′的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R′的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
(2)如果测得R′的阻值为400 Ω,则电流计G的内阻为________.
(3)现给电流计G (填“串”或“并”)联一个阻值为______ Ω的电阻,就可以将该电流计G改装成量程为2 V的电压表.
(4)本实验中电流计G内阻的测量值比其内阻的实际值________(填“偏大”或“偏小”).
11.[2020·全国卷Ⅰ]某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U?I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
回答下列问题:
(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在______(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________ Ω(保留1位小数).
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________ Ω(保留1位小数).
 测电阻的几种方法
1.C 由电桥平衡的条件可知,电流表的电流为零时,有=,Rx=R0,C正确.
2.(1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值
解析:根据等效替代法可知,实验步骤应为:(1)将S拨向接点1,接通S1,调节R0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时标准电流表A0的读数I.(2)然后将S拨向接点2,调节RN,使标准电流表(或A0)的读数仍为I,记下此时RN的读数.(3)多次重复上述过程,计算RN读数的平均值,即为待测微安表头内阻的测量值.
3.(1)左 (4)A1 11.8
解析:(1)滑动变阻器接入电路的阻值应该最大,因此滑片滑到最左端;(4)经分析,可以得到A1两端的电压及电流值,可以得到A1的阻值,为RA1==11.8 Ω.
4.(3)U1  (4)如图所示
解析:(3)当将开关S向电压表一侧闭合时,外电路为断路状态,电压表的示数为电源的电动势,E=U1,将开关S向Rx一侧闭合,电流表读数为I2,则由闭合电路欧姆定律可知E=I2(Rx+r),解得Rx=.(4)根据原理图得出对应的实物图如图所示.
5.(1)C E (2)如图所示
解析:(1)电源电动势E=3 V,由于采用限流式接法,电压表应选量程为0~3 V的V1;待测电阻约100 Ω,滑动变阻器应选R1;(2)由于Rx>,电流表采用外接法,实物连线电路图如图所示.
6.(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
解析:本实验考查运用闭合电路欧姆定律计算电压,并且分析了硅二极管两端的电压与温度的关系,考查学生的实验能力,体现了科学探究核心素养,又体现了创新思维和创新意识的价值观念.
(1)实验中I=50.0 μA,R0=100 Ω,所以U1=IR0=5.00 mV,因为图(b)是在恒定电流条件下得到的图象,斜率为负值,所以随温度的升高,硅二极管正向电压变小,由R硅=,可知硅二极管正向电阻变小,则回路中电流变大,且R0为定值电阻,的示数增大. 为了确保回路中电流恒定,应使滑动变阻器的阻值变大,故滑片应向B端滑动. (2)图(b)中图线纵轴截距为0.44 V,所以= V/℃=2.8×10-3V/℃.
7.(1)C (2) 1.5
解析:(1)要精确测定额定电压为3 V的白炽灯正常工作时的电阻,由于电压表的量程较大,测量误差较大,故不能用电压表测白炽灯两端的电压,可将电流表与定值电阻串联改装为电压表测量白炽灯两端的电压,白炽灯工作时的电流约为I===6 mA,电流表量程较小,故不能用电流表精确测量通过白炽灯的电流,可用电压表测电流;因为滑动变阻器的最大阻值远小于白炽灯的电阻,故滑动变阻器采用分压式接法,C正确,ABD错误.(2)由并联电路特点及欧姆定律得U=RV,解得Rx=.白炽灯正常工作时的额定电压为3 V,由欧姆定律得I==1.5 mA.
8.(1)见解析图 (2) U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定值电阻
解析:(1)电路的最大电流为Im==0.01 A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改装成电流表,电压表选择V2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需要分压式接法,电路如图.
(2)流过被测电阻的电流为I=+=,被测电阻阻值为Rx==.
9.(1)90 (2)①D ②电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2 -r2
10.(1)ACBE (2)400 Ω (3)串 9 600 (4)偏小
11.(1)O、P (2)Ⅰ 50.5 (3)50.0
解析:(1)伏安法测电阻的电路图分为电流表内接法和外接法,电压表跨接在O、Q两点为内接法,所得结果Rx测=Rx+RA;电压表跨接在O、P两点为外接法,所得结果为Rx与RV并联的总阻值,小于Rx的真实值.由图(b)可知,图线Ⅰ的斜率kⅠ大于图线Ⅱ的斜率kⅡ,即测量值RⅠ测>RⅡ测,故图线Ⅰ对应电流表内接法,电压表跨接在O、Q两点;图线Ⅱ对应电流表外接法,电压表跨接在O、P两点.(2)Rx的阻值为几十欧姆,属于大电阻,故用电流表内接法(即电压表应跨接在O、Q两点)得到的结果更准确,即由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值,由图(b)可知,Rx测=≈50.5 Ω.(3)第(2)问中用内接法,故有Rx测=Rx+RA,修正后待测电阻阻值Rx=Rx测-RA=50.5 Ω-0.5 Ω=50.0 Ω.

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