内容正文:
第7讲 小专题:测量电阻常用的几种方法
课时作业
1.(2025·福建厦门三模)某同学用多用电表测出一电阻R0阻值约为2 000 Ω,为了比较精确地测定该电阻的阻值,现给出下列器材:
A.电压表(量程6 V,内阻约为10 kΩ)
B.电流表(量程3 mA,内阻约为2 Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
D.电源(电动势6 V,内阻1 Ω)
E.开关、导线若干
(1)在如图所示的虚线框内画出实验电路图。
(2)在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路。
(3)电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。在实物图中,开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至 (选填“左”或“右”)端。
【答案】 (1)见解析图甲 (2)见解析图乙
(3)偏大 左
【解析】 (1)由题意可知,待测电阻阻值约为2 000 Ω,电压表内阻约为10 kΩ,电流表内阻约为2 Ω,相对来说待测电阻阻值远大于电流表内阻,电流表应采用内接法;由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图甲所示。
(2)根据电路图连接实物电路图,如图乙所示。
(3)电流表采用内接法,由于电流表的分压作用,电压的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻的测量值大于真实值;滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至左端。
2.(2025·云南卷,12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt 1 000型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约 1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。查阅技术手册可知,Pt 1 000型号铂电阻测温时的工作电流在 0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图a所示。
完成下列填空:
(1)由图a可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加 Ω。
(2)兴趣小组设计了如图b所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是 (选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选 (选填“R1”或“R2”)。
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图c所示,该示数为 μA,则所测温度为 ℃(结果保留两位有效数字)。
【答案】 (1)3.85 (2)乙 R1 (3)62.0 51
【解析】 (1)由题图a知,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加
ΔRt=×103 Ω=3.85 Ω。
(2)由于电流表A1内阻确定,所以用A1测量铂电阻的电压,用A2与A1之差来测量经过铂电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙;电路中的最大电流为0.3 mA,可得电路中的最小阻值Rmin= Ω=17 kΩ,可知保护电阻R应选R1。
(3)由题图c可知,电流表A1的分度值为1 μA,则其读数为62.0 μA;根据欧姆定律可得Rt=,根据题图a可得Rt=1 000+3.85t(Ω),代入数据可得t=51 ℃。
3.(2025·甘肃一模)某物理兴趣小组用图甲所示的电路测量电流表G(量程为1 mA)的内阻rg,可用的器材有:
A.电源E1(电动势1.5 V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0 V,内阻很小)
C.滑动变阻器(阻值0~2 000 Ω)
D.滑动变阻器(阻值0~10 000 Ω)
E.电阻箱R2
F.开关两个,导线若干
(1)小组同学选用上述器材中的A、C、E、F进行实验,以下是主要的实验步骤,请将步骤补充完整。
①按图甲所示电路图连接实物电路;
②闭合开关前,将滑动变阻器R1的滑片置于 (选填“a”或“b”)端;
③闭合开关S1,调节R1,使电流表指针偏到满刻度处;
④保持R1不变,闭合开关S2,调节R2使电流表指针偏到满刻度的一半处,记下此时R2的值;
⑤断开开关,整理器材。
(2)若步骤④中,电阻箱R2的示数如图乙所示,则电流表内阻的测量值是 Ω。
(3)实际上,步骤④中R2的接入会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流表指针半偏时R2的值 (选填“大于”“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值。
(4)有同学提出换用上述器材中的B、D、E、F进行实验,可以减小实验误差,你是否同意这个观点?请说明理由: 。
【答案】 (1)②b (2)248.5 (3)小于
(4)同意,选用总阻值更大的滑动变阻器和对应电动势较大的电源,使R2接入电路时总电流的变化减小,电流表指针半偏时,R2的值更接近于电流表内阻,从而减小实验误差
【解析】 (1)闭合开关前,将滑动变阻器R1的滑片置于b端,滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路安全。
(2)根据电阻箱读数R2=248.5 Ω,保持R1不变,闭合开关S2,调节R2使电流表指针偏到满刻度的一半处,电流表与电阻箱并联,在误差范围内有Ig=I2,故Rg=R2=248.5 Ω。
(3)S2闭合后,总电阻减小,总电流增大,则通过电阻箱的真实电流大于0.5 mA,即I2>,根据R真=I2R2,解得R真>R2,可得R真>R测。
(4)同意,选用总阻值更大的滑动变阻器和对应电动势较大的电源,使R2接入电路时总电流的变化减小,电流表指针半偏时,R2的阻值更接近于电流表内阻,从而减小实验误差。
4.(2025·浙江1月选考卷,14Ⅲ)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表
(3 V,50 kΩ),滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω),开关、导线若干。
(1)要使c、d两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”)。
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关S1。
②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V;再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃,则温度t1下Rt= Ω
(结果保留三位有效数字)。
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
。
【答案】 (1)A (2)②157 (3)见解析
【解析】 (1)要使c、d两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)由电路可知Rt=,代入数据解得Rt=157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变,开关S2先接a,R1调到零,记录电压表示数U;开关S2再接到b,调节R1,使电压表示数为,记录R1的值,根据Rt=R1,可得热敏电阻Rt的阻值。
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第7讲 小专题:测量电阻常用的几种方法
1.(2025·福建厦门三模)某同学用多用电表测出一电阻R0阻值约为2 000 Ω,为了比较精确地测定该电阻的阻值,现给出下列器材:
A.电压表(量程6 V,内阻约为10 kΩ)
B.电流表(量程3 mA,内阻约为2 Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
D.电源(电动势6 V,内阻1 Ω)
E.开关、导线若干
(1)在如图所示的虚线框内画出实验电路图。
(2)在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路。
(3)电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。在实物图中,开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至 (选填“左”或“右”)端。
2.(2025·云南卷,12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt 1 000型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约 1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。查阅技术手册可知,Pt 1 000型号铂电阻测温时的工作电流在 0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图a所示。
完成下列填空:
(1)由图a可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加 Ω。
(2)兴趣小组设计了如图b所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是 (选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选 (选填“R1”或“R2”)。
(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图c所示,该示数为 μA,则所测温度为 ℃(结果保留两位有效数字)。
3.(2025·甘肃一模)某物理兴趣小组用图甲所示的电路测量电流表G(量程为1 mA)的内阻rg,可用的器材有:
A.电源E1(电动势1.5 V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0 V,内阻很小)
C.滑动变阻器(阻值0~2 000 Ω)
D.滑动变阻器(阻值0~10 000 Ω)
E.电阻箱R2
F.开关两个,导线若干
(1)小组同学选用上述器材中的A、C、E、F进行实验,以下是主要的实验步骤,请将步骤补充完整。
①按图甲所示电路图连接实物电路;
②闭合开关前,将滑动变阻器R1的滑片置于 (选填“a”或“b”)端;
③闭合开关S1,调节R1,使电流表指针偏到满刻度处;
④保持R1不变,闭合开关S2,调节R2使电流表指针偏到满刻度的一半处,记下此时R2的值;
⑤断开开关,整理器材。
(2)若步骤④中,电阻箱R2的示数如图乙所示,则电流表内阻的测量值是 Ω。
(3)实际上,步骤④中R2的接入会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流表指针半偏时R2的值 (选填“大于”“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值。
(4)有同学提出换用上述器材中的B、D、E、F进行实验,可以减小实验误差,你是否同意这个观点?请说明理由:
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4.(2025·浙江1月选考卷,14Ⅲ)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化的规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表(3 V,50 kΩ),滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω),开关、导线若干。
(1)要使c、d两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”)。
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关S1。
②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V;再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃,则温度t1下Rt= Ω(结果保留三位有效数字)。
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
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