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微练102 实验:几种测电阻的方法
1.某同学利用半偏法来测量量程为0~1.5 V的电压表V的内阻(约为几千欧姆),可供选择的器材有:
电阻箱R(最大阻值9999.9 Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值50 kΩ);
直流电源E1(电动势3 V);
直流电源E2(电动势6 V);
开关1个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图连接电路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表半偏,记下电阻箱的阻值R。
(1)要更加准确地测量,则实验中电源应选用________(填“E1”或“E2”),滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。
(2)请将电路图补充完整。
(3)实验步骤③中记录的电阻箱阻值为R=3020.0 Ω,则电压表内阻的测量值为________Ω,电压表半偏时,电阻箱两端的实际电压________(填“大于”“小于”或“等于”)0.75 V,不考虑测量时的偶然误差,电压表内阻的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
2.根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
(1)实验小组用多用电表直接粗测人体电阻Rx,先把选择开关调至“×1 k”挡,经欧姆调零后测量人体电阻,指针偏转如图甲所示:为了使测量结果更准确,应把选择开关调至________(填“×100”或“×10 k”)挡,经欧姆调零后再次测量,示数如图乙所示,则人体电阻为________kΩ;
甲
乙
丙
(2)现用另外方案测量人体电阻,实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下:电压表V1(量程5 V,内阻r1=50.0 kΩ),电压表V2(量程3 V,内阻r2=30.0 kΩ),电流表A(量程0.6 A,内阻r=1 Ω),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值50 Ω),电源E(电动势6.0 V,内阻不计),开关S,导线若干,请帮助完成下列实验步骤:
①图中虚线框内缺少了一块电表,应选择____________;
②请把实验电路图补充完整;
③若步骤①中所选电表的示数为D,电压表V1的示数为U1,则待测电阻Rx=________(用题中所给的物理量符号表达)。
3.某学习小组利用NTC热敏电阻制作了一台检测仪,可以快速地检测是否发烧(额头温度t≥37.3 ℃视为发烧),实验器材如下:
NTC热敏电阻RT(35 ℃到40 ℃范围内阻值约为几千欧姆);
毫安表A(量程为0~0.6 mA,内阻约为3 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值为200 Ω);
滑动变阻器R3(最大阻值为6000 Ω);
电阻箱R4(阻值范围9999.99 Ω);
电源(电动势E=3 V,内阻不计);
单刀双掷开关;
导线若干。
实验电路如图所示。
(1)该学习小组先测量恒定温度下NTC热敏电阻的阻值。先将单刀双掷开关S掷于1处,调节滑动变阻器,使毫安表的示数为0.40 mA;再将单刀双掷开关S掷于2处,调节电阻箱,当毫安表A的示数为________mA时,电阻箱的读数等于NTC热敏电阻的阻值。
(2)改变温度,多次测量得到不同温度下NTC热敏电阻的阻值,实验数据如表格所示。
温度t/℃
35
36
37
37.3
38
39
40
阻值RT/kΩ
3.98
3.39
3.00
2.90
2.74
2.55
2.44
(3)该实验中滑动变阻器应选用________(填“R2”或“R3”)。
(4)调节电阻箱的阻值为1900 Ω,将单刀双掷开关S掷于2处,调节滑动变阻器,使毫安表A的读数为0.60 mA;将单刀双掷开关S掷于1处,37.3 ℃对应毫安表A的刻度为________mA,当毫安表示数小于此刻度时说明________(填“发烧”或“没有发烧”)。
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)
直流电源:电动势1.5 V
开关一个,导线若干。
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。减小电阻箱的阻值时,观察到灵敏电流计G2的示数也减小,则此时a点电势比b点电势________(选填“高”或“低”)。
(2)继续减小电阻箱的阻值,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。
(3)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。
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微练102 实验:几种测电阻的方法
1.解析:(1)如果选用电动势较小的电源,则电路中电流较小,测量电路分压较小,误差较大,所以应选用电动势较大的电源,故选E2;滑动变阻器采用分压接法,应选择阻值较小的滑动变阻器,故选R1;
(2)电路图如图所示
(3)调节电阻箱阻值,使电压表半偏,由于电压表与电阻箱串联,电流相等,电压相等,则电压表的内阻等于电阻箱接入电路的阻值,所以电压表内阻的测量值为3020.0 Ω;当电阻箱的阻值不为零时,测量电路的总电阻增大,其分压增大,所以当电压表半偏时,电阻箱两端的电压大于0.75 V;此时电阻箱的阻值大于电压表内阻,即不考虑测量时的偶然误差,电压表内阻的测量值大于真实值。
答案:(1)E2 R1 (2)见解析图 (3)3020.0 大于 大于
2.解析:(1)由题图甲可知,当选择开关调至“×1 k”挡时,欧姆表指针偏角过小,可知选择量程过小,应把选择开关调至“×10 k”挡;
由题图乙可知,人体电阻为Rx=9×10 kΩ=90 kΩ。
(2)①流过人体的最大电流约为Imax= A≈5.6×10-5 A,则电流表的量程太大,可以用电压表V2代替电流表,其量程为 A=1×10-4 A。
②由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小,为了起到更好的调节作用,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示。
③流过人体电阻的电流I=,根据欧姆定律可得人体电阻
Rx=。
答案:(1)×10 k 90 (2)①V2 ②见解析图 ③
3.解析:(1)根据电路图可知,实验采用的是等效替代法测量电阻,即当毫安表A的示数为0.40 mA时,电阻箱的读数等于NTC热敏电阻的阻值。
(3)毫安表A量程为0~0.6 mA,则电路中总电阻的最小值为Rmin= Ω=5000 Ω可知,为了确保电路安全,滑动变阻器应该选择最大阻值为6000 Ω,即选择R3。
(4)单刀双掷开关S掷于2处时有R总1= Ω=5000 Ω,将单刀双掷开关S掷于1处,37.3 ℃时,RT=2900 Ω,此时电路中总电阻R总2=RT+(R总1-R4)=2900 Ω+(5000-1900)Ω=6000 Ω,电路中的电流I= A=0.50 mA,毫安表示数越小,NTC热敏电阻接入的阻值越大,根据表格数据可知,此时的温度越低,即当毫安表示数小于此刻度时说明没有发烧。
答案:(1)0.40 (3)R3 (4)0.50 没有发烧
4.解析:(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时,电桥原理则a点电势降低,发现G2的示数也减小;通过G2的电流方向由a到b,则此时a点电势比b点电势高。
(2)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,则有,可得G1的内阻为Rg=×750.9 Ω=500.6 Ω。
(3)根据可知,该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果没有影响。
答案:(1)高 (2)500.6 (3)没有
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