内容正文:
专题进阶练(四) 电阻的测量
(40分钟 50分)
1.(8分)为了测量待测电阻Rx的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路。
(1)请根据图甲所示电路图,将图乙所示的实物连接起来。(4分)
答案:(1)见解析图
【解析】(1)根据题图甲所示电路图,
连接题图乙所示的实物,如图所示。
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选题清单
(2)实验操作步骤如下:
①调节电阻箱R,闭合开关S,调节滑动变阻器RP,记录电压表V1、
V2与电阻箱的示数分别为U1、U0、R1;
②调节电阻箱至另一阻值后,调节滑动变阻器RP,使电压表V2的
示数保持U0不变,记录电压表V1与电阻箱的示数分别为U2、R2;
③重复步骤②,得到电压表V1与电阻箱的多组U、R数据。
④根据③中数据,作出 -图像,如图丙所示(图中a、b为已知量)。
根据 -图像可知,待测电阻Rx=_________,电压表V1的内阻RV1=___________。
(均用a、b、U0表示)(4分)
-
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选题清单
【解析】(2)根据欧姆定律有=,变形可得=·--,结合题图丙可得=-,--=a,解得Rx=-,RV1=。
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选题清单
2.(12分)(2025·昆明高二检测)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻
的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图甲所示。可选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~10 mA,内阻约200 Ω)
②电流表G2(0~20 mA,内阻约100 Ω)
③定值电阻R1(50 Ω),定值电阻R2(200 Ω)
④滑动变阻器R3(0~10 Ω),滑动变阻器R4(0~500 Ω)
⑤干电池(1.5 V)
⑥开关S及导线若干
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选题清单
(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________。(均填仪器符号)(4分)
【解析】(1)由于待测电流表G1的量程等于电流表G2的量程的一半,所以应
选阻值与待测电流表内阻相等的定值电阻R2并联进行改装,使得改装后的
电流表量程与电流表G2的量程相等,以便于测量;由于滑动变阻器采用分压
式接法,阻值越小越方便调节,所以变阻器应选R3;
R2
R3
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选题清单
(2)请用连线连接实物图乙。(4分)
答案:(2)图见解析
【解析】(2)连接电路图时,应先连好分压电路,
然后再连接测量电路,连线如图;
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选题清单
(3)补全实验步骤:
①闭合开关前,将滑片移动至____________(选填“最左端”或“最右端”);(2分)
②闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;
③多次移动滑片,记录相应的G1、G2的读数I1、I2;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图丙所示。
【解析】(3)为保护电流表,闭合开关前,应将滑片置于
输出电压最小时,故置于最左端;
最左端
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选题清单
(4)用I2-I1图线的斜率k及所选定值电阻的符号,写出待测电流表内阻的表达
式:_______________。(2分)
【解析】(4)由电路图知I1+=I2,解得I2=I1(1+),故k=1+,可得r1=(k-1)R2。
r1=(k-1)R2
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选题清单
3.(10分)实验小组用如图甲所示的电路来测量电流表A1的内阻R1以及电流表A2的内阻R2。图中标准电阻的阻值为R0,E为电源,S为开关,R为电阻箱。闭合开关S,调节电阻箱的接入阻值R,读出电流表A1、A2相对应的示数I1、I2,作出-R的关系图像,如图乙所示。回答下列问题:
(1)按照如图甲所示的实验原理电路图,用笔画线
代替导线,完成方框中的实物连接。(4分)
答案:(1)图见解析
【解析】(1)根据电路图,
连接实物图;
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选题清单
(2)图乙的函数表达式为____________________(用题中给定的
物理量符号表示)。(2分)
【解析】(2)由欧姆定律及并联电路两端电压相等可得I1(R1+R)
= I2(R2+R0),整理可得,图乙的函数表达式为=;
(3)若已知图乙的斜率为k,纵截距为b,则R2=_________,R1=______。(均用k、b、R0表
示)(4分)
【解析】(3)由图乙可知,图像的斜率为k=,解得R2=-R0,图乙的纵截距为
b=,解得R1=。
=
-R0
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选题清单
4.(10分)(2025·唐山高二检测)实验小组利用图甲所示的电路同时测量未知电阻Rx,Ry的阻值,图中R1和R2为电阻箱,电源E内阻不计,G为灵敏电流计,其外观如图乙所示,0刻度线在表盘的正中央,已知当有电流从接线柱a流入电流计,从接线柱b流出时,指针向右偏转。
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选题清单
(1)按图甲连接好电路,闭合开关后,发现电流计指针最终处于0刻度线的左侧,表明
图甲中A、B两点的电势φA_______φB(选填“>”“<”或“=”),为使指针处于0刻度线,可
调节R1,使其阻值__________(选填“增大”或“减小”);(4分)
【解析】(1)由题意知,电流计指针处在0刻度线左侧,表明电流从接线柱b流入,从
接线柱a流出,所以φA<φB;由图甲可知,因φA<φB,则有φA-φC<φB-φC,若使指针处于零
刻度线,即让φA=φB,需提高φA,而φA-φC=IRx,若提高φA需增大通过Rx的电流,故应减
小R1的阻值。
<
减小
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选题清单
(2)调节R1恰当后,记下两电阻箱的阻值分别为R1=15 Ω,R2=40 Ω。
(3)断开开关K,互换Rx和R2的位置,再闭合开关,只调节R1,使指针仍处于0刻
度线,记下电阻箱R1的阻值为R'1=60 Ω,则电阻,Rx=________Ω,Ry=_______Ω。
(4分)
【解析】(3)Rx、R2互换前,有=,=,即IR1=I'Ry,IRx=I'Ry,联立
可得R1R2=RxRy,Rx、R2互换后,同理可得R1'Rx=RyR2,代入数据可求得Rx=
20 Ω,Ry=30 Ω。
20
30
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选题清单
(4)据上述测量原理可知,排除偶然误差,Rx和Ry的测量值均__________(选填
“大于”“小于”或“等于”)其真实值。(2分)
【解析】(4)由上述测量原理可知,该测量无系统误差,所以理论上Rx和Ry的
测量值均等于其真实值。
等于
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选题清单
5.(10分)(2025·邢台高二检测)某实验小组想组装一个双量程(0~2.5 mA、0~1 mA)的电流表,提供的器材如下:
A.电流表G:满偏电流为250 μA,内阻未知;
B.电源E1:3 V,内阻约为0.5 Ω;
C.电源E2:6 V,内阻约为1 Ω;
D.电源E3:9 V,内阻约为1.5 Ω;
E.电阻箱R0:0~9 999.9 Ω;
F.定值电阻R1,R2;
G.开关两个,导线若干;
H.滑动变阻器R:最大阻值为25 kΩ,额定电流为0.5 A。
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选题清单
(1)若用图甲所示电路测量电流表G的电阻,则电
源应选用_______(选填“B”“C”或“D”)。(2分)
【解析】(1)若选用电源E3,则R总3== Ω=36 kΩ>25 kΩ;若选用电源E2,则
R总2= = Ω=24 kΩ<25 kΩ;若选用电源E1,则R总1== Ω=12 kΩ<
25 kΩ。由图可知,本实验中采用半偏法确定表头内阻,因为并联电阻箱后对电流的
影响,滑动变阻器接入电路阻值越大,误差越小,滑动变阻器接入电路最大阻值为
25 kΩ,所以选择E2时电流表满偏且误差较小。故选C。
C
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选题清单
(2)将开关S1、S2都断开,连接好实物图,滑动变阻器接入电路的电阻达到最
大后,接通开关S1,调节滑动变阻器使电流表G的指针示数为Ig=250 μA;闭合
开关S2,调节电阻箱R0的阻值为4 800 Ω时电流表G的指针示数为I=200 μA,
则电流表G的内阻为__________Ω。(2分)
【解析】(2)由题意可知IRg=(Ig-I)R0,解得Rg=1 200 Ω。
1 200
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选题清单
(3)双量程电流表的电路原理图如图乙所示,当使用a、b两个端点时,电流表最
大量程为________mA,其中R1=_________ Ω,R2=_________ Ω。(6分)
【解析】(3)由电路可知,当使用a、b两个端点时,分流电阻较小,电流表量程较
大,所以为0~2.5 mA量程;依题意,a、c端点接入电路时,最大量程为I1=1 mA,可
得IgRg=(I1-Ig)(R1+R2);a、b端点接入电路时,最大量程为I2=2.5 mA,可得Ig(Rg+
R2)=(I2-Ig)R1,联立解得R1=160 Ω,R2=240 Ω。
2.5
160
240
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选题清单
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