内容正文:
第九章 恒定电流
第4讲 专题:测量电阻的
特殊方法
目录
1
2
3
考点一 双电表差值法
考点二 等效替代法
考点三 半偏法
考点四 电桥电路法
课时作业
4
5
考点一 双电表差值法
1.安安法(电流表差值法)
电路图
实验原理 电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,电流表A1的内阻为r1,则根据并联电路的电流、电压规律有I1r1=(I2-I1)Rx,如果r1已知,可求出Rx的阻值;如果Rx已知,可求出电流表A1的内阻r1
应用技巧 缺少合适的电压表时,可将已知内阻的电流表当作电压表使用
考点一 双电表差值法
4
考点一 双电表差值法
5
例1 (2024·海南省儋州市高三下模拟)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),单刀开关S,导线若干。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“限流”或“分压”)。
分压
考点一 双电表差值法
6
(2)将虚线框中的电路原理图补充完整。
答案 如图所示。
考点一 双电表差值法
7
(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在图a给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2U1图像。
答案 如图所示。
测量次数 1 2 3 4 5
U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82
考点一 双电表差值法
8
(4)由U2U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=_________ Ω(结果保留三位有效数字)。
(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图b的虚线框内画出你改进的电路图。
1.82×103
答案 如图所示。
考点一 双电表差值法
9
解析 (1)由电路图可知,V1与Rx串联,由于各电压表的内阻比较大,滑动变阻器阻值较小,为了测得多组数据,滑动变阻器应采用分压接法。
(2)根据实验原理,其电路图如图1所示。
考点一 双电表差值法
10
(3)根据表中的实验数据,绘制的U2U1图像如图2所示。
考点一 双电表差值法
11
考点一 双电表差值法
12
考点二 等效替代法
电路图
操作步骤 如图甲(或乙)所示,先让待测电阻Rx接入电路,调节R2,使电流表(或电压表)指针指在适当位置,读出电流表(或电压表)示数;然后断开待测电阻,将电阻箱接入电路,保持R2阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表(或电压表)的示数仍为原来记录的数值
实验原理 根据待测电阻与电阻箱对电路的效果相同(电流表或电压表示数相等),可知Rx=R1
考点二 等效替代法
14
说明:等效替代法测电阻其实是基于闭合电路欧姆定律,若两次操作电表示数不同,题中条件充足,也可以根据闭合电路欧姆定律列式测出待测电阻阻值。
考点二 等效替代法
15
例2 为了测量一微安表表头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是电池。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______________的示数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________,此即为待测微安表表头内阻的测量值。
R0
标准电流表A0
RN
标准电流表A0的示数为I
平均值
考点二 等效替代法
16
解析 本题测量微安表表头A的内阻采用的是等效替代法,则实验的操作 如下:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节滑动变阻器R0,使待测表头指针偏转到适当位置,记录此时标准电流表A0的示数I;由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+rg0+rg+r)(其中r为电池内阻)。
(2)将S拨向接点2,调节电阻箱RN,使标准电流表A0的示数保持I不变,记录此时RN的读数;由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+rg0+RN+r)。
(3)多次重复上述过程,得到多个RN的值。由(1)(2)中两式可得待测微安表表头内阻rg=RN,为了减小误差,应计算RN读数的平均值。
考点二 等效替代法
17
考点三 半偏法
1.电流表半偏法
考点三 半偏法
19
考点三 半偏法
20
考点三 半偏法
21
考点三 半偏法
22
例3 (2025·山西省晋城市高三模拟)实验小组找到一刻度清晰的微安表G,其满偏电压不到0.5 V,该小组同学决定测量该微安表的内阻,可供选择的器材如下:
A.微安表G(满偏电流为150 μA,内阻未知);
B.滑动变阻器R1(0~5 Ω,允许通过的最大电流为2 A);
C.滑动变阻器R2(0~10 Ω,允许通过的最大电流为1 A);
D.电源E(电动势约为6 V);
E.电阻箱R(最大阻值为9999 Ω);
F.开关两个,导线若干。
考点三 半偏法
23
(1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。
(2)滑动变阻器应选择______(选填“B”或“C”)。
答案 如图所示。
B
考点三 半偏法
24
(3)实验过程:将滑动变阻器的滑片移至最_____(选填“左”或“右”)
端,合上开关S1、S2,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使微安表指针满
偏;保持滑片位置不变,仅断开开关S2,调节电阻箱使微安表指针半
偏,此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示,则微安表的内阻为______ Ω。
(4)若将该微安表改装为量程为0.6 A的电流表,需_____(选填“串”或“并”)联一个________ Ω(保留两位小数)的定值电阻。
(5)测量微安表G的内阻时,在设计上存在系统误差,这会导致(4)中电流表的测量值_______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
左
2400
并
0.60
大于
考点三 半偏法
25
解析 (1)按照电路图连接实物如图所示。
(2)滑动变阻器采用分压式接法,为了提高实验精度,滑动变阻器应选总阻值较小的,即选B。
考点三 半偏法
26
(3)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至左端,可以保护电路。
微安表指针满偏后,断开开关S2,可认为滑片与电源负极间的电压
保持不变,微安表指针半偏时,电阻箱两端的电压与微安表两端的
电压相等,则微安表的内阻等于此时电阻箱的阻值,由图丙可知为
2400 Ω。
(4)将该微安表改装为量程为I=0.6 A的电流表,需并联一个定值电阻。根据串、并联电路规律有(I-Ig)R=IgRg,解得所需并联的定值电阻的阻值R=0.60 Ω。
考点三 半偏法
27
考点三 半偏法
28
考点四 电桥电路法
考点四 电桥电路法
30
例4 某兴趣小组想要较精确地测量灵敏电流计G1的内阻Rg,实验室中可供利用的器材有:
待测灵敏电流计G1:量程0~1 mA,内阻约500 Ω;
灵敏电流计G2:量程0~2 mA,内阻约200 Ω;
定值电阻R1:阻值为400 Ω;定值电阻R2:阻值为600 Ω;
电阻箱R:0~999.9 Ω,最小调节量0.1 Ω;
滑动变阻器R3:最大阻值300 Ω;滑动变阻器R4:最大阻值1000 Ω;
直流电源:电动势1.5 V;开关一个,导线若干。
考点四 电桥电路法
31
该小组设计的实验电路图如图所示,连接好电路,并进
行实验。
(1)实验时,先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最
大值,闭合开关,再减小电阻箱的阻值,当G2的示数为0时,
电阻箱的示数为750.9 Ω,G1的示数为0.80 mA。则G1的内
阻Rg=________ Ω;实验中的滑动变阻器选用的是_____(选填“R3”或“R4”)。
(2)该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果_______(选填“有”或“没有”)影响。
500.6
R3
没有
考点四 电桥电路法
32
考点四 电桥电路法
33
课时作业
1.有一个量程为3 V、内电阻约为4000 Ω的电压表,现
用如图所示的电路测量其内电阻。
(1)实验过程的主要步骤如下,请分析填空。
A.断开开关S,把滑动变阻器R的滑片P滑到_____端
(选填“a”或“b”);
B.将电阻箱R′的阻值调到零;
C.闭合开关S,移动滑片P的位置,使电压表的指针指到3 V;
D.开关S处于闭合状态,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱R′的阻值,使电压表指针指到___ V,读出此时电阻箱R′的阻值,此值即为电压表内电阻的测量值。
b
1.5
1
2
3
4
5
6
课时作业
35
(2)电压表内电阻的测量值R测和真实值R真相比,有R测_____R真(选填“>”或“<”)。
(3)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格,甲的最大阻值为2000 Ω,乙的最大阻值为10 Ω。应选用______(选填“甲”或“乙”)。
>
乙
1
2
3
4
5
6
课时作业
36
解析:(1)A.在闭合S前,应保持分压电路两端电压为0,滑动变阻器滑片应移到b端。D.本题使用半偏法测量电压表内阻,当电阻箱阻值为0时,电压表满偏,示数为3 V;接入电阻箱后认为分压电路两端电压不变,仍为3 V,当电压表读数为1.5 V时,电阻箱两端电压也为1.5 V,则电压表内电阻与电阻箱阻值相等。
(2)电阻箱与电压表串联后,测量电路的电阻增加,则测
量电路两端的总电压稍大于3.0 V,则电阻箱两端的电压稍大于
1.5 V,则电阻箱的阻值大于电压表的内阻,即有R测>R真。
(3)滑动变阻器在电路中为分压接法,为减小实验误差和
方便调节,滑动变阻器的最大阻值应远小于测量电路的电阻,
故应选择最大阻值为10 Ω的,即应选用乙。
1
2
3
4
5
6
课时作业
37
2.(2022·全国甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表 (量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表 (量程100 μA,内阻Rg待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干。
(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示
数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rg=______ Ω。
答案:如图所示。
990
1
2
3
4
5
6
课时作业
38
1
2
3
4
5
6
课时作业
39
1
2
3
4
5
6
课时作业
40
3.某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。已知电源电动势约为4.5 V,内阻约为1.5 Ω,电压表满偏电压为3 V,定值电阻R0=3.5 Ω,电阻箱R最大阻值为99.9 Ω。
(1)将S2接1,闭合开关S1前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是_______(选填“正确”或“错误”)的;
错误
1
2
3
4
5
6
课时作业
41
(2)多次改变电阻箱R的阻值,得到对应电压表的示数U如下表,请根据实验数据在图乙中作出UR关系图像;
答案:如图所示。
电阻R/Ω 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
电压U/V 0.75 1.28 2.00 2.45 2.76 3.00
1
2
3
4
5
6
课时作业
42
(3)断开S1,将S2接2,再闭合S1,电压表示数为1.60 V,利用(2)中测绘的UR图像可得Rx=______ Ω,考虑到电压表为非理想电表,则Rx的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
2.9
等于
1
2
3
4
5
6
课时作业
43
1
2
3
4
5
6
课时作业
44
(3)电压表示数为1.60 V,利用(2)中测绘的UR图像可得Rx=2.9 Ω,该方法为等效替代法,电压表内阻对Rx的测量无影响,则Rx的测量值等于真实值。
1
2
3
4
5
6
课时作业
45
4.(2023·海南高考)用如图1所示的电路测量一个量程为100 μA、内阻约为2000 Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12 V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9 Ω),R2(0~99999.9 Ω)。
(1)RM应选_____,RN应选______。
(2)根据电路图,请在图2中把实物连线补充完整。
R1
R2
答案:如图所示。
1
2
3
4
5
6
课时作业
46
(3)下列操作顺序合理排列是__________。
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。
①③②④
1
2
3
4
5
6
课时作业
47
(4)如图3是RM调节后面板,则待测表头的内阻为__________,
该测量值_______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后,某次测量指针指
在如图4所示位置,则待测电压为________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开、电表满偏时
读出RN值,在滑动头P不变、S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏
时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为_________(用
RM、RN表示)。
1998.0 Ω
小于
1.30
1
2
3
4
5
6
课时作业
48
解析:(1)根据半偏法测电表内阻的原理可知,RM应与微安表头的内阻相当,且闭合S2之后,滑动变阻器上方支路的电流应基本不变,则需要RN较大,这样因接入RM对P左侧支路造成的影响就可近似忽略,故RM应选R1,RN应选R2。
(2)根据电路图连接实物图如图所示。
1
2
3
4
5
6
课时作业
49
(3)为确保实验电路安全,闭合开关S1、S2前,应调节滑动变阻器滑动头至最左端使闭合S1后测量电路电压为零,调节电阻箱RN至最大阻值;之后闭合S1单独连入微安表,使之满偏,再接入与微安表并联的电阻箱RM,使微安表半偏;实验完成,整理器材。故操作顺序合理排列为①③②④。
1
2
3
4
5
6
课时作业
50
1
2
3
4
5
6
课时作业
51
1
2
3
4
5
6
课时作业
52
5.(2025·湖北省宜昌市高三上检测)某同学利用如图甲所示的电路测量一待测电阻(约为200 Ω)的阻值。可使用的器材有:滑动变阻器R1(0~20 Ω),滑动变阻器R2(0~500 Ω),电阻箱R0(最大阻值为999.9 Ω),灵敏电流计G,电阻丝,电源E,开关S,导线若干。
(1)按原理图甲将实物图乙中的连线补充完整。
答案:如图所示。
1
2
3
4
5
6
课时作业
53
(2)完成下列填空:
①滑动变阻器R应选用______(选填“R1”或“R2”)。
②将电阻箱R0的阻值置于225.0 Ω,将R的滑片置于适当位置,接通S,再反复调节电阻丝上滑动触头P的接入位置。某次调节时发现电流计G中有从A流向B的电流,应将触头P向______(选填“左”或“右”)移动,直至电流计示数为0。
R1
左
1
2
3
4
5
6
课时作业
54
③将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调,其他条件保持不变,发现将R0的阻值置于196.0 Ω时,在接通S后,电流计的示数也为0。则待测电阻的阻值为_____ Ω。
④某同学在对调电阻箱和待测电阻时,不小心将滑动变阻器的滑片移动了少许,对实验结果_____影响(选填“有”或“无”)。
210
无
1
2
3
4
5
6
课时作业
55
解析:(1)根据原理图甲,实物图连线如图所示。
(2)①滑动变阻器R要使用分压式接法,应选用总阻值较小的R1。
②某次调节时发现电流计G中有从A流向B的电流,说明A点电势高于B点,因电阻丝上越往左侧电势越高,为使B点电势提高到与A点电势相等,应将触头P向左移动,直至电流计示数为0。
1
2
3
4
5
6
课时作业
56
1
2
3
4
5
6
课时作业
57
6.(2022·山东高考)某同学利用实验室现有器材,设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材:
干电池E(电动势1.5 V,内阻未知);电流表A1(量程10 mA,内阻为90 Ω);
电流表A2(量程30 mA,内阻为30 Ω);定值电阻R0(阻值为150 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω);待测电阻Rx;开关S,导线若干。
测量电路如图所示。
1
2
3
4
5
6
课时作业
58
A1
60
100
无
1
2
3
4
5
6
课时作业
59
1
2
3
4
5
6
课时作业
60
1
2
3
4
5
6
课时作业
61
R
2.伏伏法(电压表差值法)
电路图
实验原理
电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,电压表V1的内阻为r1,则根据串、并联电路的电压、电流规律有U2=U1+eq \f(U1,r1)Rx,如果r1已知,可求出Rx的阻值;如果Rx已知,可求出电压表V1的内阻r1
应用技巧
缺少合适的电流表时,可将已知内阻的电压表当作电流表使用
(4)根据实验电路图,有Rx=eq \f(U2-U1,\f(U1,r1)),变形得U2=eq \f(Rx+r1,r1)U1,则U2U1图线的斜率为k=eq \f(Rx+r1,r1),根据U2U1图像可得斜率k=eq \f(4.82-1.61,3.00-1.00)=1.605,则Rx≈1.82×103 Ω。
(5)因待测电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值较小,若仍与电压表V1串联,则所分得的电压过小,实验误差较大,故将待测电阻Ry与Rx串联,求出Rx和Ry串联的总电阻,即可求出Ry的阻值。故改进后的电路图如图3所示。
电路图
条件
R1≫RA
操作步骤
①按电路图连接电路,将R1、R2均调至最大阻值;
②断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表读数等于其量程Im;
③保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电流表读数等于eq \f(1,2)Im,然后读出R2的值
实验原理
当闭合S2时,因为R1≫RA,故总电流变化极小,可认为不变,仍为Im,电流表读数为eq \f(Im,2),则R2中电流为eq \f(Im,2),所以RA=R2
误差分析
闭合S2后,总电流变大,IR2>eq \f(Im,2),则RA测=R2<RA真
注:R1应选阻值较大的电阻,同时在安全范围内,电源应选电动势较大的。
2.电压表半偏法
电路图
条件
R1≪RV
操作步骤
①按电路图连接电路,将R1的滑片移至最左端;
②将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其量程Um;
③保持R1的滑动触头不动,调节R2,使电压表读数等于eq \f(1,2)Um,然后读出R2的值
实验
原理
RV≫R1,R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变,仍为Um,当电压表示数调为eq \f(Um,2)时,R2两端电压也为eq \f(Um,2),则二者电阻相等,即RV=R2
误差
分析
R2接入后,电压表与R2的总电压变大,UR2>eq \f(Um,2),则RV测=R2>RV真
注:R1应选阻值较小的电阻,同时在安全范围内,电源应选电动势较大的。
(5)断开开关S2,电路中的总电阻变大,分压电路两端的电压略大于微安表的满偏电压,则微安表指针半偏时,电阻箱两端的电压略大于微安表两端的电压,由串联电路分压规律可知,电阻箱的阻值略大于微安表的内阻,故微安表内阻的测量值Rg测大于真实值Rg真,可知(4)问中并联的定值电阻R偏大,则改装后电流表的真实值I真=eq \f(I′Rg真,R)+I′偏小,即测量值大于真实值。
电路图
操作步骤
实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0
实验原理
当IG=0时,有UAB=0,则UR1=UR3,UR2=URx,根据欧姆定律有eq \f(UR1,R1)=eq \f(UR2,R2),eq \f(UR3,R3)=eq \f(URx,Rx),可得电桥平衡条件eq \f(R1,R2)=eq \f(R3,Rx),从而可计算出Rx
解析 (1)由实验电路图可知,该小组采用电桥法测灵敏电
流计G1的内阻Rg,根据电桥平衡条件可得eq \f(Rg,R)=eq \f(R1,R2),则G1的内
阻为Rg=eq \f(R1,R2)R=eq \f(400,600)×750.9 Ω=500.6 Ω。此时电路总电流
为I=I1+eq \f(I1(Rg+R),R1+R2)≈1.80 mA,此时电路总电阻为R总=eq \f(E,I)
=eq \f(1.5,1.80×10-3) Ω≈833 Ω,由于R并=eq \f((Rg+R)(R1+R2),Rg+R+R1+R2)≈556 Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值约为R滑=R总-R并=277 Ω,可知实验中的滑动变阻器选用的是R3。
(2)根据eq \f(Rg,R)=eq \f(R1,R2),可知该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果没有影响。
解析:(1)为了测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电
阻R0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与通过微安表的电
流之差,即为通过定值电阻R0的电流,从而求出R0和微安表两端
的电压,进而求出微安表的内阻。由于电源电动势1.5 V较大,若
滑动变阻器采用限流接法,则电路干路的最小电流约为eq \f(1.5 V,10 Ω+10 Ω+10 Ω)=50 mA,超过电流表
(2)流过定值电阻R0的电流I=IA-IG=9.00 mA-0.09 mA=8.91 mA,加在微安表两端的电压U=IR0=8.91×10-3×10 V=8.91×10-2 V,微安表的内阻Rg=eq \f(U,IG)=eq \f(8.91×10-2,90.0×10-6) Ω=990 Ω。
解析:(1)当电阻箱的电阻调到最大,闭合开关S1时,电压表两端的电压为U=eq \f(ERmax,r+R0+Rmax)=eq \f(4.5×99.9,1.5+3.5+99.9) V≈4.29 V,超过了电压表的量程,则该操作错误。
(2)根据数据在图中描点并进行拟合,得到UR图像如图所示。
eq \f(RNRM,RN-RM)
(4)RM调节后面板读数为1998.0 Ω。由(1)中所述实验原理可知,待测表头的内阻测量值为1998.0 Ω。闭合S2后,微安表头并联了电阻RM,P左侧部分总电阻减小,分压减小,P右侧部分及电源内阻分压增大,干路电流增大,又P左侧部分滑动变阻器中电流减小,可知流过RN的电流大于原来的电流Ig,而流过微安表头的电流为eq \f(1,2)Ig,则流过RM的电流IRM>eq \f(Ig,2),由并联电路两端电压相等,可得eq \f(1,2)Ig·Rg=IRM·RM,则Rg>RM,即待测表头的内阻的测量值RM小于真实值Rg。
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表,需要串联一个电阻,设为R0,则有U=Ig(Rg+R0),此时的电压表读数为U′=I′(Rg+R0),其中U=2 V,Ig=100 μA,由题图4可知I′=65 μA,联立解得U′=1.30 V。
(6)根据题意,OP间电压不变,可得Ig(Rg+RN)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Ig,2)+\f(\f(Ig,2)Rg,RM)))RN+eq \f(Ig,2)Rg,解得Rg=eq \f(RNRM,RN-RM)。
③在②中电流计示数为0时,电阻R0、Rx以及电阻丝两边的电阻R左、R右满足eq \f(R0,Rx)=eq \f(R左,R右),将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调后,电流计的示数为0时,设电阻箱的阻值为R0′,同理有eq \f(Rx,R0′)=eq \f(R左,R右),则待测电阻的阻值为Rx=eq \r(R0R0′)=eq \r(225.0×196.0) Ω=210 Ω。
④将滑动变阻器的滑片移动少许,电阻丝两边电阻的比例关系不变,电流计的示数为0时,电阻箱阻值与待测电阻阻值的比例关系不变,即对实验结果无影响。
(1)断开开关,连接电路,将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路;闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的eq \f(1,2)处。该同学选用的电流表为______(填“A1”或“A2”);若不考虑电池内阻,此时
滑动变阻器接入电路的电阻值应为______ Ω。
(2)断开开关,保持滑片的位置不变。用Rx替换R0,闭合开
关后,电流表指针指在满刻度的eq \f(3,5)处,则Rx的测量值为______ Ω。
(3)本实验中未考虑电池内阻,对Rx的测量值______(填“有”或“无”)影响。
解析:(1)若不考虑电池内阻,且在电池两端只接R0时,电路
中的电流为I=eq \f(E,R0)=eq \f(1.5,150) A=10 mA,又因为电路总电阻等于电池
内阻、定值电阻R0、电流表内阻和滑动变阻器接入电路的阻值之
和,故电路中电流始终小于10 mA;由题知,闭合开关,调节滑
片位置,要使电流表指针指在满刻度的eq \f(1,2)处,则该同学选用的电流表应为A1。若不考虑电池内阻,当电流表指针指在满刻度的eq \f(1,2)处时,根据闭合电路的欧姆定律有E=eq \f(Im,2)(R+R0+RA1),解得R=60 Ω。
(2)断开开关,保持滑片的位置不变,用Rx替换R0,闭合开关后,有E=eq \f(3Im,5)(R+Rx+RA1),解得Rx=100 Ω。
(3)若考虑电池内阻,根据闭合电路的欧姆定律有E=eq \f(Im,2)[(R+r)+R0+RA1],E=eq \f(3Im,5)[(R+r)+Rx+RA1],解得Rx仍为100 Ω,则Rx的测量值不受电池内阻r的影响。
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