课时梯级训练(15) 电路的选择（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(15)　电路的选择 1．某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用： A．电压表(量程0～1 V，内阻约为10 kΩ) B．电压表(量程0～10 V，内阻约为100 kΩ) C．电流表(0～1 mA，内阻约为30 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.05 Ω) E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计) F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计) G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A) (1)为使测量尽量准确，电压表选用________，电流表选用________，电源选用________(均填器材的字母代号)； (2)画出测量Rx阻值的实验电路图； (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_________________________。 答案：(1)B　C　F　(2)见解析图　(3)大于　电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可) 解析：(1)若选用电源1.5 V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，即电源选用电动势为12 V的，即F；则电压表就应该选取B；电路中的最大电流为Im＝ A＝1.2 mA，故选用电流表C。 (2)因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10 Ω，若采用滑动变阻器的限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法；由于＜，所以采用电流表内接法，电路图如图所示 (3)由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流的测量值是准确的，根据Rx＝可知测量值偏大。 2．(1)测量一定值电阻Rx，先用多用电表进行粗测，在用欧姆挡“×10”挡进行测量时，发现指针偏角过小，需要换用________(填“×1”或“×100”)挡位，再次测量前需要进行________方可测量电阻，示数如图所示。 现提供以下器材进行精确测量： A．直流电源E＝3 V，内阻不计 B．滑动变阻器(最大阻值50 Ω，额定电流0.5 A) C．滑动变阻器(最大阻值1 000 Ω，额定电流0.1 A) D．直流电压表(量程0～3 V，内阻约为2 kΩ) E．直流电流表(量程0～1 mA，内阻为150 Ω) F．定值电阻(阻值75 Ω，额定电流0.5 A) G．定值电阻(阻值300 Ω，额定电流0.5 A) H．开关，导线若干 (2)电路中应选用滑动变阻器R1为________，定值电阻R2为________(均填写器材前字母)。 (3)请将如图所示虚线框中测量该电阻的电路图完善。 (4)若某次测量时，电压表的示数为2.50 V，电流表的示数为0.75 mA，则由此算得该电阻的阻值应为________×103 Ω(结果保留3位有效数字)。 答案：(1)×100　欧姆调零　(2)B　F　(3)见解析图　(4)1.06 解析：欧姆挡指针在中间区域误差较小，要让指针偏角变大，应使用较大倍率，需要换用“×100”挡位，再次测量前需要进行欧姆调零方可测量电阻。由欧姆表示数可得电阻值约为1 000欧，若选用最大阻值为1 000 Ω的C，只能采用限流式接法，调节范围有限，电表示数变化范围有限，故选用最大阻值为50 Ω的B，并采用分压式接法，可实现较大范围调节，更精确测量。电流表量程太小，应并联一个分流电阻扩大量程，定值电阻R2应选阻值为75 Ω的F，阻值为电流表内阻的一半，最大电流为满偏电流的2倍，故量程扩大为原来的3倍。由于电压表内阻未知，而改装电流表内阻已知，需采用电流表内接法，利用伏安法计算的结果为改装电流表内阻与待测电阻之和，减去改装电流表内阻，即为待测电阻的真实值，没有系统误差，电路如图所示 改装电流表内阻为RA＝ Ω＝50 Ω 某次测量时，电压表的示数为2.50 V，电流表的示数为0.75 mA，则满足RA＋Rx＝ Ω≈1 110 Ω 由此算得该电阻的阻值应为Rx＝1.06×103 Ω。 3．某课外小组的同学们在对垃圾进行分类时，发现了一个圆柱形器件，上面标有“3 V，*”的字样，但不清楚是什么元件，于是就到物理实验室对该器件进行研究。 (1)首先用多用电表3 V电压挡对其进行检测，发现指针不偏转，说明该器件不是________(填“电池”或“电阻”)；然后再用多用表测量该器件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡进行正确的操作后测量，发现多用电表指针偏转角度过小，因此需选择的电阻挡为________挡(填“×1”或“×100”)，并需________(填操作过程)后，再次进行测量，多用表的指针如图所示，测量结果为________Ω。 (2)为精确测量该器件在额定电压时的电阻值Rx，且要求测量时电表的读数不小于其量程的，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在下列虚线框中画出电路图，并标出所选器材对应的电学符号。 A．电流表A1(量程为60 mA，内阻RA1约为3 Ω) B．电流表A2(量程为2 mA，内阻RA2＝15 Ω) C．定值电阻R1＝747 Ω D．定值电阻R2＝1 985 Ω E．滑动变阻器R3(0～30 Ω)一只 F．滑动变阻器R4(0～10 Ω)一只 G．滑动变阻器R5(0～200 Ω)一只 H．电压表V(量程为10 V，内阻RV＝1 kΩ) I．蓄电池E(电动势为12 V，内阻很小，最大允许电流600 mA) J．开关S一只，导线若干 (3)由以上实验可测得该器件的电阻值Rx＝________(用字母表示，可能用到的字母：电流表A1、A2的读数I1、I2，电压表读数U，电阻值RA1、RA2、RV、R1、R2)。 答案：(1)电池　×100　欧姆调零　600　(2)见解析图　(3) 解析：(1)电池两端有电压，用电压表测量不偏转，说明不是电池。多用表指针偏转角度过小说明指针靠近无穷处，所以要换高挡位，因此需选择×100挡。同时注意欧姆调零；多用表的指针结果为600 Ω。 (2)电源的电动势为12 V，电压表的量程为10 V，待测电阻较大，所以滑动变阻器选择分压式接法，滑动变阻器若选择R4，则通过电源的电流将超过最大允许电流600 mA，所以不能用，而R5太大，调节不方便，所以滑动变阻器应选择R3；流过待测电阻的电流约为I＝ A＝5 mA，两电流表量程均不合适；同时由于电压表量程为10 V，远大于待测电阻的额定电压3 V，故常规方法不能正常测量；所以考虑电压表当作电流表使用，同时电压表量程为10 V，内阻RV＝1 kΩ，故满偏电流为10 mA，符合要求，故将电压表充当电流表使用，电流表A2与R2串联充当电压表使用，改装后量程为4 V，可以使用，由于电表读数不能小于其量程的，故电压表采用外接法，电路图如图所示。 (3)根据串并联电路的规律可知，待测电阻中的电流为Ix＝－I2 电压为Ux＝I2(R2＋RA2) 由欧姆定律可知电阻Rx＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$