高考物理重要题型精讲之十六

高考物理重要题型精讲之十六

高考物理重要题型精讲之十六 ‎ 专题 电阻的测量方法 ‎1．(2009·绍兴一中模拟)某电阻额定电压为3 V(阻值大约为10 Ω)．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．电流表A1(量程300 mA，内阻约1 Ω) B．电流表A2(量程‎0.6 A，内阻约0.3 Ω)‎ ‎ C．电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ) D．电压表V2(量程5.0 V，内阻约5 kΩ)‎ ‎ E．滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω) F．滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω)‎ ‎ G．电源E(电动势4 V，内阻可忽略) H．开关、导线若干 ‎ (1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表________．电压表________．滑动变阻器________．‎ ‎ (2)应采用的电路图为下列图中的________．‎ ‎ 答案：(1)A　C　E　(2)B ‎2．现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表V(量程2 V，内阻约4 kΩ)；电流表mA(量程1.2 mA，内阻约500 Ω)；直流电源E(电动势约2.5 V，内阻不计)；固定电阻3个：R1＝4 000 Ω，R2＝10 000 Ω，R3＝15 000 Ω；开关及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．‎ ‎ (1)试从3个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图．(要求电路中各器材用题给定的符号标出)‎ ‎ (2)电路接通后，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电压表内阻RV＝________.‎ ‎ 解析：(1)测量电路的原理图如右图所示，R并＝2 V÷(1.2 mA－0.5 mA)‎ ‎ ≈2.9×103 Ω，故应选R1作为并上的电阻．‎ ‎ (2)由并联分流原理：U＝(I－U/RV)·R1，‎ ‎ 解得：RV＝.‎ ‎ 答案：(1)见解析图 ‎ (2) ‎3．某同学为了测电流表A1的内阻r1的精确值，有如下器材：‎ 器材名称 器材代号 器材规格 电流表 电流表 电压表 定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器 电　源 A1‎ A2‎ V R0‎ R1‎ R2‎ E 量程300 mA，内阻约为5 Ω 量程600 mA，内阻约为1 Ω 量程15 V，内阻约为3 kΩ ‎5 Ω ‎0～10 Ω，额定电流为‎1 A ‎0～250 Ω，额定电流为‎0.3 A 电动势为3 V，内阻较小 导线、电键 若　干 ‎ (1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差．在图虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号．‎ ‎ (2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1＝____________；式中各符号的意义是________________．‎ ‎ 答案：(1)‎ ‎ (2)r1＝R0　I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的电阻大小 ‎4．为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5 V)，毫安表(1‎ ‎ mA)，电阻箱(0～9 999 Ω)，电键，导线等器材．该同学设计的实验电路如图7－3－7(a)所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00 mA，记录电流值，然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80 mA，记录电流值．由此可得被测电阻的阻值为________Ω.‎ ‎ 经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差．为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图7－3－7(b)所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0.由此可测出Rx＝________.‎ ‎ 思维点拨：由于待测电阻很大，所以可忽略电源的内阻和毫安表的内阻，所以不需要电压表，直接由欧姆定律即可求解．‎ ‎ 解析：当I1＝1.00 mA时，电阻箱的电阻R0＝＝ Ω＝1 500 Ω；当断开K1、闭合K2时，电阻箱与待测电阻串联，其电阻值R＝＝ Ω＝1 875 Ω，所以待测电阻Rx＝R－R0＝375 Ω.题图(b)是利用了替代法测电阻，两次电流表示数相同，则Rx＝R0.‎ ‎ 答案：375　相同　R0‎ ‎5．测一个阻值约为25 kΩ的电阻，备有下列器材：‎ ‎ A．电流表(量程100 μA，内阻2 kΩ) B．电流表(量程500 μA，内阻300 Ω)‎ ‎ C．电压表(量程10 V，内阻100 kΩ) D．电压表(量程50 V，内阻500 kΩ)‎ ‎ E．直流稳压电源(电动势15 V，允许最大电流‎1 A)‎ ‎ F．滑动变阻器(最大电阻1 kΩ，额定功率1 W)‎ ‎ G．电键、导线若干 ‎ (1)电流表应选________，电压表应选________．‎ ‎ (2)画出测量Rx的原理图．‎ ‎ 解析：本题中由于电压表C的量程小于电源电动势，而且其内阻也比电压表D的内阻小，所以有不少学生在选择电压表时很自然的选择D.实际上上述两个因素都可以通过选择恰当的电路加以解决，首先应考虑的是电压表D的量程远大于电源电动势，在测量时电压表的实际读数最大也达不到量程的，所以选择D不恰当．而如果我们采用变阻器的分压接法和电流表的内接法(因为RA≪Rx)，选择电压表C就比较恰当，既不会烧坏电表，也不会引起较大误差．再根据Im＝＝ A＝4×10－‎4A，电流表应选择B.‎ ‎ 答案：(1)B　C ‎ (2)电流表内接，分压式接法如下图所示 ‎6.在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，滑动变阻器的电阻约为20 Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图7－3－8所示．‎ ‎ (1)根据各点表示的数据描出I－U关系图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝________Ω.(保留两位有效数字)‎ ‎ (2)画出此实验的电路原理图．‎ ‎ 解析：(1)这6个点中有5个基本在同一条过原点的直线上，只有一个点偏离较大，可判断出这个数据点误差较大，应予以排除，据此，I－U图线如下左图所示．在图线上可选一个离坐标原点较远的点，得出其纵横坐标，如(3.0 V、1.3 mA)，则被测电阻阻值为Rx＝＝2.3×103 Ω.‎ ‎ (2)因为Rx与RV很接近，故电压表的分流影响很严重，而＝＝230≫1，电流表的分压影响很小，故应采用电流表内接法．又由于被测电阻很大，而滑动变阻器阻值较小，故变阻器应采用分压式．电路原理图如下右图．‎ ‎ 答案：(1)见解析中左图　2.3×103(2.2×103～2.5×103)‎ ‎ (2)见解析中右图