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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教新课标实验半偏法测电阻课时练(解析版)
2020 届一轮复习人教新课标 实验 半偏法测电阻 课时练(解析 版) 1.某同学欲将内阻约为 100Ω、量程为 1.0mA 的毫安表改装成量程为 1.5V 的电压表。可选 用的器材还有:定值电阻 R0(阻值 1.0kΩ),滑动变阻器 R1,电阻箱 R(0~999.9Ω),干电池(E =1.5V,内阻不计),开关、导线若干。 (1)毫安表内阻的测量,图甲为毫安表内阻的测量电路,测量前先把滑动变阻器的滑片移到 ________(选填“左端”或“右端”),闭合开关 S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,使毫安表的示 数为 0.90mA,保持滑动变阻器的滑片位置不变和开关 S1 闭合,断开开关 S2,调节电阻箱, 当电阻箱的示数如图乙所示时,毫安表的示数为 0.50mA,则毫安表的内阻为_______。(保 留一位小数) (2)毫安表改装为电压表,请在图丙方框内画出改装的电压表电路图___,图中电阻箱应接入 电路的阻值为_______Ω(保留一位小数)。 2.某学习兴趣小组欲采用如图所示电路测量电压表的内阻 RV,待测电压表的量程为 1V, 内阻约为 1000 。Ω (1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 1A)、(10 2A),为尽可能 提高测量精度且便于调节,滑动变阻器 R1 应选用___________(填“甲”或“乙”) (2)同学们的实验步骤如下,请将步骤Ⅰ补充完整: Ⅰ.正确连接好电路后,在闭合开关之前,将滑动变阻器 R1 的滑片移到_________(填“左端” 或“右端”) Ⅱ.闭合开关 S1 和 S2,调节 R1,使电压表指针指到 1V 刻度处, Ⅲ.保持 S1 闭合、变阻器 R1 的滑片位置不变,断开 S2,调整电阻箱 R2 的阻值,使电压表的 指针指到 0.5V 刻度处,此时电阻箱 R2 的示数为 990 。 (3)该电压表内阻的测量值为_____________ 。 3.(1)如图,斜面与水平面之间的夹角为 ,在斜面底端 A 点正上方高度为 6m 处的 O 点,以 的速度水平抛出一个小球,飞行一段时间后撞在斜面上,这段飞行所用的时间 为( )______________S. (2)某同学设计了如图所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘 和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 ,滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑 块质量为 M,滑块上砝码总质量为 ,托盘和盘中砝码的总质量为 m.实验中,滑块在水平 轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度 g 取 . Ω Ω Ω Ω 45° 1 /m s 210 /g m s= µ m′ 210 /m s ①测量滑块的加速度 a,须测出它在 间运动的位移 x 与时间 t,则可计算 a 的运动学 公式是________________________. ②据牛顿运动定律得到 a 与 m 的关系为: 他想通过多次改变 m, 测出相应的 a 值,并利用上式来计算 μ.若要求 a 是 m 的一次函数,必须使上式中的 __________保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于______________. (3)某同学设计了如图丁所示的电路来测量一个量程为 3V 的电压表的内电阻(几千欧), 实验室提供直流电源的电动势为 6V,内阻忽略不计; ①在该实验中,认为当变阻器的滑片 P 不动时,无论电阻箱的阻值如何增减, 两点间的 电压保持不变;请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是:______________; A 变阻器 B 变阻器 C 变阻器 ②连接好线路后,先将变阻器滑片 P 调到最__________端,并将电阻箱阻值___________调 到(填“0”或“最大”),然后闭合电键 S,调节 P,使电压表满偏,此后滑片 P 保持不动; ③调节变阻箱的阻值,记录电压表的读数:最后将电压表读数的倒数 与电阻箱读数 R 描 点,并画出图己所示的图线,由图象得待测电压表的内阻值为_____________ 。(保留两 位有效数字) 4.某同学设计了一个如图甲所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器 材为:待测两节干电池组,电流表(量程 0. 6A,内阻小于 1Ω),电阻箱(0~99. 99Ω),滑动 变阻器(0~10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较 小,电流表的内阻不能忽略。 A B、 ( ) ( ) 1 ga m gM m m µ µ′ += −+ + aP ( )0 2000 ,0.1A A− Ω ( )0 20 ,1B A− Ω ( )0 5 ,1C A− Ω 1U − Ω (1)该同学按图甲连线先闭合开关 K 断开开关 S,调节滑动变阻器 P 使电流表读数达到 0.6A;再把开关 S 接到 C 点,调节电阻箱 R 使电流表读数为 0.4A,此时电阻箱读数(如图 乙所示)为_______Ω,则可测出电流表内阻为_______ Ω,此测量值跟电流表真实值比较 ________(偏大、偏小、相等)。 (2)该同学断开开关 K,把开关 S 接到 D 点,由大到小调节电阻箱读数并记录对应电流表 读数。 (3)图丙是由记录的实验数据绘出的 图像,由此求出待测干电池里的电动势 E=_____V,内阻 r=________ Ω。(计算结果保留三位有效数字) 1 RI − 5.测量电源的电动势和内阻,提供的器材如下: A.待测电源(电动势约为 8V、内阻约为 2Ω) B.电压表 V(0-3V,内阻约为 3kΩ) C.电流表 A(0-1A) D.电阻箱 R(0-99999.9Ω) E.滑动变阻器(0-20Ω) F.滑动变阻器(0-100Ω) G.开关、导线若干 (1)采用图甲所示电路测量电压表的内阻 RV.调节电阻箱 R,使电压表指针满偏,此时电 阻箱示数为 R1;再调节电阻箱 R,使电压表指针指在满刻度的一半处,此时电阻箱示数为 R2. ①电压表内阻 RV=____________. ②关于上述实验,下列说法中正确的有________. A.实验中电源可使用待测电源 B.闭合开关 S 前,应将电阻箱阻值调到最小 C.调节电压表满偏时,电阻箱的阻值是逐渐增大的 D.实验中忽略了电源的内阻,会使测量值偏大 (2)若测得电压表内阻 RV=3010Ω,与之串联 R=_________Ω 的电阻,将电压表的量程变为 9V. (3)为测量电源的电动势和内阻,请用笔画线代替导线,将图乙电路连接完整____________ .实验中,滑动变阻器应选择______(选填“E”或“F”),并指出产生实验误差的一个原因( 写出一点):__________. 6.某同学要测量量程为 6 V 的电压表 Vx 的内阻,实验过程如下: (1) 先用多用电表粗测电压表的内阻,将多用电表功能选择开关置于“×1 K”挡,调零后,将 红表笔与电压表________(选填“正”或“负”)接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接,指针位 置如图所示,电压表内阻为________Ω. (2) 为了精确测量其内阻,现提供以下器材: 电源 E(电动势为 12 V,内阻约为 1 Ω) K开关和导线若干 电流表 A(量程 0.6 A,内阻约为 3 Ω) 电压表 V(量程 10 V,内阻约为 15 kΩ) 定值电阻 R0(阻值为 5 kΩ) 滑动变阻器 R1(最大阻值为 5 Ω,额定电流为 1 A) 滑动变阻器 R2(最大阻值为 50 Ω,额定电流为 1 A) ①请选用合适的器材,在方框中画出实验电路图_______(需标注所用实验器材的符号). ② 待测电压表 Vx 内阻测量值的表达式为 Rx=________.(可能用到的数据:电压表 Vx 的 示数为 Ux,电压表 V 的示数为 U,电流表 A 的示数为 I) 7.从下列实验器材中选出适当的器材,设计实验电路来测量某电压表的内阻,要求方法简 捷,操作方便。可进行多次测量并达到较高的测量精度。 A.待测电压表 ,量程 , 内电阻约 B.电压表 ,量程 ,内电阻约 C.定值电阻 ,阻值 D.定值电阻 ,阻值 E.滑动变阻器 ,阻值范围 ,额定电流 F.滑动变阻器 ,阻值范围 ,额定电流 G.电池组,电动势为 ,内电阻为 H.单刀开关若干和导线若干 ①请设计一个测量电路,并在方框中画出电路图________ ②实验器材选择除 A、B、G、H 外,定值电阻应选用________,滑动变阻器应选用________ (用器材前的字母表示)。 ③写出测量电压表内阻的表达式________。(用己知物理量和测量量表示) 8.某兴趣小组先利用如图(a)所示电路测量一只毫安表(量程为 ,内阻大约为几百欧 )的内阻,再利用如图(c)所示的电路探究光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。图(a)中, 滑动变阻器 最大阻值为 ,电阻箱 最大阻值为 ,定值电阻 ,电源电动势约为 。图(c)中恒压电源的输出电压 。 1V 0 3V vR 20kΩ 25kΩ V 0 5V 50kΩ 1R 20kΩ 2R 100Ω 3R 0 2000Ω 2.5A 4R 0 20Ω 2A 6V 0.5Ω (1)图(b)中已正确连接了部分导线,请根据(a)图电路完成剩余部分的连接_________。 (2)为了保护毫安表,开始时将 的滑片滑到接近图(a)中滑动变阻器的_________端(填“左” 或“右”)对应的位置。 (3)接通 ,将 的滑片置于适当位置,再反复调节电阻箱 ,当 的阻值置于 时, 最终使得接通 前后,毫安表的示数保持不变,这说明 接通前与所在位置的电势 ____________(填“相等”或“不相等”),待测毫安表的内阻为_____________。 (4)该小组查阅资料得知,光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,需将毫安表 改装成量程为 的电流表,可在毫安表两端并联电阻箱 ,则 的阻值应置于 _____________。 (5) (c)图虚线框中接(4)间中改装好的电流表,该小组通过实验发现,流过毫安表的电流(单 位: )与光照强度(单位: )之间的关系满足 ,由此可得到光敏电阻的阻值(单 位:)与光照强度之间的关系为______________________。 9.某同学利用图(a)所示电路测量电压表的内阻。可供选择的器材有:电源 E,电压表 V, 电阻箱 R(0~9999Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值 10Ω),滑动变阻器 R2(最大阻值 5kΩ),开关 S,导线若干。 实验步骤如下: ①按电路原理图(a)连接线路; ②将滑动变阻器的滑片滑至最左端,同时将电阻箱阻值调为 0; ③将开关闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表满偏; ④保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数为满偏刻度的 ,此时 电阻箱阻值如图(c)所示。 回答下列问题: (1)实验中应选择滑动变阻器___________(填“R1”成“R2”) (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连接___________; (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为___________Ω,计算可得电压表的内阻为 ___________Ω (4)通过上述方法得到电压表的内阻测量值___________(填”大于”或“小于”)真实值。 10.某同学欲将量程为 300 μA 的微安表头 G 改装成量程为 0.3 A 的电流表。可供选择的实 验器材有: A.微安表头 G(量程 300 μA,内阻约为几百欧姆) B.滑动变阻器 R1(0 ~ 10 kΩ) C.滑动变阻器 R2(0 ~ 50 kΩ) D.电阻箱(0 ~ 9 999 Ω) E.电源 E1(电动势约为 1.5 V) F.电源 E2(电动势约为 9 V) G.开关、导线若干 该同学先采用如图甲的电路测量 G 的内阻,实验步骤如下: ①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端所对应的位置; 2 3 ②断开 S2,闭合 S1,调节滑动变阻器的滑片位置,使 G 满偏; ③闭合 S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使 G 的示数为 200 μA, 记下此时电阻箱的阻值。 回答下列问题: (1)实验中电源应选用_________(填“E1”或“E2”),滑动变阻器应选用________(填“R1” 或“R2”)。 (2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为 R,则 G 的内阻 Rg 与 R 的关系式为 Rg =______ 。 (3)实验测得 G 的内阻 Rg = 500 Ω,为将 G 改装成量程为 0.3 A 的电流表,应选用阻值为 _____Ω 的电阻与 G_____(填“串联”或“并联”)。 (4)接着该同学利用改装后的电流表 A,按图乙电路测量未知电阻 Rx 的阻值。某次测量时 电压表 V 的示数为 1.20 V,表头 G 的指针指在原电流刻度的 250 μA 处,则 Rx =_______Ω。 参考答案 1.左端 102.5 397.5 【解析】 【详解】 (1)[1].闭合电路时电流表的示数应该为 0,所以滑动变阻器的滑片应在左端 [2].电阻箱接入电路前后,可认为并联部分电压不变,则: 0.90 mA, =0.50 mA, 由图乙可知 , 解得 U r = 1 U r R+ 1 82.0ΩR = 。 (2)[3][4]. 改装的电压表电路如图 所以: , 即 , 解得 R=397.5 。 2.乙 左端 990 【解析】 【详解】 (1)[1]由题意可知,滑动变阻器乙的最大阻值较小,乙的额定电流较大,实验电路选择分 压式,所以为保证安全方便实验操作,滑动变阻器应选择乙。 (2)[2]由图示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,在闭合开关之前,将 滑动变阻器 R1 的滑片移到左端,使待测支路电流为零。 (3)[3]断开开关 S2 后认为分压电路分压不变,仍为 1V,电压表示数为 0.5V,说明电阻箱 两端电压为 0.5V,电压表与电阻箱串联,它们两端电压相等,由串联电路特点可知,它们 的阻值相等,则电压表内阻等于电阻箱阻值 990Ω。 3.t=1s m′+m 滑块上 B 左 0 3.0×103(3.0k) 【解析】 【详解】 (1)设飞行的时间为 t,则:x=v0t,h ,因为斜面与水平面之间的夹角为 45°,如 图所示: 102.5Ωr = ( )0U I r R R= + + 1.5V 1.0mA (102.5Ω 1000Ω )R= × + + Ω 2 2xa t = 21 2 gt= 由三角形的边角关系可知:AQ=PQ,所以在竖直方向上有:OQ+AQ=6m,所以有:v0t 6m,解得 t=1s; (2)滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动,故有 ,故 ; 若要求 a 是 m 的一次函数,必须使上式中的 一定,即 m′+m 保持不变即可;故 可以将从托盘中取出的砝码置于滑块上; (3)①因为当变阻器的滑片 P 不动时,无论电阻箱的阻值如何增减,aP 两点间的电压保持 不变,可知滑动变阻器的阻值越小越好,但是若选择变阻器 C,电流会超出变阻器的最大电 流,不安全,所以选择 B; ②连接好线路后,先将变阻器滑片 P 调到最左端,并将电阻箱阻值调到 0,然后闭合电键 S ,调节 P,使电压表满偏; ③设满偏电压为 U0,因为 ap 间的电压不变,为 U0,根据欧姆定律知,电压表的示数为:U ,整理得: ,可知: , ,解 得: 。 4.2.0 1.0 偏小 2.99(2.95~3.00) 1.69(1.65~1.70) 【解析】 【详解】 第一空.电阻箱读电阻不估读,用各档位的数字乘以倍率的总和为电阻箱的阻值,电阻箱读 数 2.0Ω. 第二空.若认为通过电源的总电流保持不变,则当开关 S 打到 C 后,由于电流表与电阻箱并 联,电流表的示数为 0.4A,则通过电阻箱的电流为 ;根据欧姆定 律可知,并联电阻的阻值与电流成反比,即 . 第三空.由于 ,所以第二个电路的干路电流大于 0.6A,由欧姆定律可知,通过电阻 箱的电流 ,由 ,从而可得 ,即电流表的测量值小于真实 值. 21 2 gt+ = 21 2x at= 2 2xa t = ( )1 ' g m m M µ+ + + 0 V V U RR R = + 0 0 1 1 V R U U R U = + 0 1 0.33U = 0 1 0.33 0.113VU R = = 33.0 10VR = × Ω 0.6A 0.4A 0.2ARI = − = A =1.0Ω2 RR = AR R<并 0.2ARI >真 A A RR I R I =真 真 A2 R R< 真 第四空.第五空.由闭合电路的欧姆定律可得: ,即 ,由函 数结合图象可知:图线的斜率是 ,图象在纵轴上的截距是 ,即: ,解得 (2.95~3.00); ,解得: . 5. AD 6020 E 电压表的分流 【解析】 【详解】 解:(1)①设满偏电压为 U,则由串并联电路的规律可知: ,解 得: ; ②由于要测量电源的电动势和内电阻,故应选用待测电源;故 A 正确;由于采用限流接法, 故闭合开关前,应将电阻箱阻值调到最大;故 B 错误;为了保证实验安全,调节电压表满 偏时,电阻箱的阻值是逐渐减小的;故 C 错误;由于电源内阻的影响;当电压表半偏时, 电路电流变小,路端电压变大,电压表半偏时的电压表大于电压表满偏时电压的一半,电压 表实际电压偏大,电压表内阻的测量值大于真实值,故 D 正确; (2)据改装原理可知 ,解得: ; (3)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示: A( )E I R R r= + + A1 r RR I E E += + 1 E Ar R E + 1 3.91 0.90= 9.0E − 9 V 2.99V3.01E = ≈ A =0.9r R E + 1.69Ω(1.65 ~1.70)r ≈ 2 12R R− 1 22 2V V U U UU R RR R + = + 2 12VR R R= − 9 3 V V R R R += 6020VR = Ω 由于电源内阻较小,为了便于控制滑动变阻器应选择 E;由图可知,电路中采用相对电源的 电流表外接法,故由于电压表的分流使电流表示数偏小从而产生误差。 6.(1) 负 1.00×104 (2) ① 如图所示; ② 【解析】 【详解】 (1)红表笔是欧姆表的负极,所以应该接电压表的负接线柱。电压表的内阻为 。 (2)滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻,应该选择分压接法,若使用 会使流过滑动 变阻器的电流超过 ,故要选择 ,电路图如图: 根据欧姆定律可得电压表内阻的测量值为: 。 7. C F 【解析】 【详解】 由于电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻,若采用限流式接法,通过待测电压表的电 流变化范围比较小,不可能达到多测几组数据目的,无法精确地测量电压表的内阻,故采用 - x x U R U U 0 410.0 1000 1.00 10× Ω = × Ω 1R 1A 2R 0 0 x x x x x U U RR U U U U R = =− − 1 V 1 1 UR RU U = − 分压式接法;待测电压表 和测量电压表 的量程不同,且待测电压表的内阻小于测量电 压表的内阻,为了得到较高的测量精度,应使两个电压表的读数尽可能都达到量程的 以 上;故待测电压表 应串联一个电阻,且它们的电阻之和与测量电压表相差不多,故串联 定值电阻 ,然后再与测量电压表 并联,为了便于调节,滑动变阻器应选择 ;电路图 如下: 待测电压表 与定值电阻 ,故有 ,解得: 。 8. 左 相等 270 或 270.0 30 或 30.0 【解析】 【详解】 (1)电路连接如图: 1V V 2 3 1V 1R V 4R 1V 1R 1 1 V 1 U U U R R −= 1 V 1 1 UR RU U = − (2)为了保护毫安表,开始时将 的滑片滑到接近图(a)中滑动变阻器的左端; (3)毫安表的示数保持不变,这说明 接通前 B 与 D 所在位置的电势相等,则此时应该满 足 ,解得待测毫安表的内阻为 270.0。 (4)将毫安表改装成量程为 的电流表,则需并联的电阻为 (5)改装后的电流表内阻为 ;由闭合电路的欧姆定律可知,因 I 的单位 是 mA,则: ,而 ,则 . 9.R1 1987 3974 大于 【解析】 【详解】 (1)由图示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择 R1 ; (2)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示: (3)由图可知电阻箱阻值为 1987Ω,实验过程认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变, 电压表和电阻箱串联,电流相等,故有 ,解得 ; (4)电阻箱接入电路后电路总电阻变大,电路总电流变小,分压电路分压变大,电压表示 数为满偏刻度的 时,电阻箱两端电压大于满偏刻度的 ,电压表内阻小于阻箱阻值的 2 倍,因此电压表内阻测量值大于真实值。 10.E2 R2 R 0.5 并联 4.3 【解析】 【详解】 (1)电流表 G 的内阻约为几百欧姆,为提高测量精度,滑动变阻器的阻值应大些,故选 R2 ;为减小实验误差,电源电动势应尽可能大些,电源最好选用 E2。 (2)步骤③中闭合 S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使 G 的示数 为 200 μA,此时电阻箱的电流为 100 μA,则此时电阻箱的阻值应为电流计 G 阻值的 2 倍, 即 Rg = R。 (3)实验测得 G 的内阻 Rg = 500 Ω,为将 G 改装成量程为 0.3 A 的电流表,应选用阻值为 的电阻与 G 并联。 (4)改装后的电流表的内阻为 ;表头 G 的指针指在原 电流刻度的 250 μA 处,此处对应的实际电流为 ,电压表 V 的示数为 1.20 V,则 。 2 1 1 3 3 3 1987V U U U R R = = 3974ΩVR = 2 3 1 3 1 2 1 2 6 6 300 10 500 0.50.3 300 10 g g g I Rr I I − − × ×= = Ω = Ω− − × 500 0.5= 0.5500 0.5 g g R rr R r ×= Ω = Ω+ +内 0.3 250A 0.25A300 × = 1.20= - 0.5 4.30.25x UR rI = Ω − Ω = Ω内查看更多