11.4.3 电阻的测量方法 同步习题-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
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11.4 串联电路和并联电路 第三讲 电阻的测量方法 · 习题
人教版高二物理上册必修第三册 第十一章 电路及其应用 11.4 串联电路和并联电路 · 解析版
知识点范围 1.半偏法测量电流表与电压表的内阻
2.伏安法测未知电阻 3.双安法、双伏法测电阻 4.电阻箱替代法测阻值
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
全卷共 17 题 基础过关 6 题 能力提升 11 题 满分 100 分 建议用时 90 分钟
一、基础过关题(34分)
本题组共6小题,共34分。考查伏安法测电阻的读数、试触法选内外接和实验器材选择,按实验规则直接作答即可。
1.用伏安法测电阻时,电流表接0.6A的挡位,流过电阻的电流示数如图所示,同时测得电阻两端的电压为。则该电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由图可知,电流表的示数为0.50A,该电阻的阻值为
故选A。
2.用伏安法测电阻的主要实验步骤如下,其中错误的步骤是( )
A.根据待测电阻的阻值,选择仪器和电路
B.合上电键,然后连接实验电路
C.不断增大滑动变阻器连入电路的电阻,记录几组电流强度和电压的值
D.将记录的数据填入设计的表格内,计算待测电阻的阻值,并求其平均值
【答案】BC
【详解】A.测量前应根据待测电阻的估计阻值,合理选择实验仪器及测量电路(如电流表内接法或外接法、滑动变阻器的限流或分压接法),故A正确;
B.为了保护电路和用电器,连接实验电路时开关必须断开,连接检查无误后再闭合电键,故B错误;
C.为了防止开关闭合瞬间电路中电流过大烧坏电表或用电器,闭合开关前滑动变阻器连入电路的电阻应调至最大,测量过程中逐渐减小滑动变阻器连入电路的电阻,以测量多组电流和电压值,故C错误;
D.将记录的电压和电流数据填入设计好的表格中,由欧姆定律分别计算出待测电阻的阻值,再求其平均值以减小实验误差,故D正确。
本题选错误的,故选BC。
3.如图所示,用伏安法测,因不知的大概值,可将触头分别与两点接触一下,如果电流表读数有显著变化,则触头应接在______处;如果电压表读数有显著变化,则触头应接在______处。
【答案】
【详解】(1)[1]触头接在点时,电流表测通过的电流,电压表测电流表和串联部分的电压,属于电流表内接法。若电流表示数有显著变化,说明电压表分流电流不可忽略,较大,应采用电流表内接法,触头应接在b处。
[2]触头接在点时,电压表直接测两端的电压,电流表测通过和电压表的总电流,属于电流表外接法。若电压表示数有显著变化,说明电流表的分压不可忽略,较小,应采用电流表外接法,触头应接在a处
。
4.某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。现有
A.电流表(,内阻约)
B.电流表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电压表(,内阻约)
E.滑动变阻器(,额定电流)
F.电源(,内阻可不计)
G.开关和导线若干
(1)在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);为了提高实验的精确度,实验电路应采用图中的________(填“甲”或“乙”)。
(2)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值________。
(3)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________;(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经的电流值 B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值 D.电压表测量值大于两端的电压值
【答案】(1) B C 甲
(2)5.2
(3) B D
【详解】(1)[1][2]因电源的电压为3V,故电压表选择3V量程,即选C;
由题知,待测电阻约为,则电流的最大值为
故电流表选择0.6A的量程,即选B;
[3]根据
待测电阻为小电阻,故为减少实验误差,则电流表应用外接法,所以应采用图甲电路。
(2)电压表选用的是量程为3V,其最小分度为0.1V,则电压为U=2.60V
电流表选用的是量程为0.6A,其最小分度为0.02A,则电流为I=0.50A
则该电阻的测量值
(3)[1]若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是电压表的分流,使电流表测量值大于流经的电流值。
故选B。
[2]若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是电流表的分压作用,使电压表测量值大于两端的电压值。
故选D。
5.某实验小组利用如图电路测量电阻的阻值,其中电压表的量程为,电流表的量程为。根据要求完成下列问题:
(1)图中闭合开关前滑动变阻器的触头应置于_______端(选填“”、“”);
(2)某次实验时,测得电压表示数为,电流表示数为,由此可算得待测电阻的阻值为_______(保留三位有效数字);
(3)若仅考虑系统误差,则电阻的测量值_______真实值(选填“大于”,“小于”)。
【答案】(1)
(2)5.00
(3)小于
【详解】(1)为了保护电路,在闭合开关前,限流式接法的滑动变阻器触头应置于接入电路阻值最大处,由电路图可知滑动变阻器的右侧下接线柱接入电路,即触头到端的电阻丝接入电路,故闭合开关前触头应置于端。
(2)根据欧姆定律有
代入数据解得待测电阻阻值为
(3)由电路图可知电流表采用外接法,电压表测量的是待测电阻两端的真实电压,电流表测量的是通过待测电阻与电压表的总电流,由于电压表的分流作用,电流表的示数大于流过待测电阻的真实电流,根据欧姆定律分别有,
联立推导可得
故待测电阻的测量值小于真实值。
6.在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源(电动势约6V,内阻约1Ω),待测电阻(阻值约5Ω),电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关、单刀双掷开关,导线若干、某同学利用上述实验器材设计如图甲所示的测量电路。
回答下列问题
(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(填“a”或“b”);
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,需将拨向______(填“c”或“d”);
(3)若已知电流表的内阻为1.2Ω,应将拨向d.某次测量时,电压表示数如图乙所示,其读数为______V电流表的示数为0.40A,则______Ω。
【答案】(1)b
(2)c
(3) 2.20 4.3
【详解】(1)滑动变阻器采用限流式接入电路,开关闭合前,滑片应滑到b端,使滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路;
(2)根据题意可知
即待测电阻阻值较小,所以电流表应采用外接法,开关应拨向c端;
(3)[1]由图可知,电压表每一小格为0.1V,所以电压表读数为2.20V;
[2]根据欧姆定律可得
二、能力提升题(66分)
本题组共11小题,共66分。需要先分析测量电路的结构和误差来源,再完成实物连线、表达式推导或数据处理。
7.在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A.若采用甲图,系统误差是由电压表分流引起的
B.若采用乙图,系统误差是由电流表分压引起的
C.若采用乙图,电流表示数大于通过Rx的实际电流,电阻的测量值Rx小于真实值
D.当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用图甲所示电路测量的误差较小
【答案】C
【详解】A.甲图中电流表与串联,电压表测量与电流表串联的总电压,测量值大于真实值,系统误差由电流表分压引起,A错误;
B.乙图中电压表测量两端的电压,电流表测量通过与电压表的总电流,系统误差由电压表分流引起,B错误;
C.乙图中电流表示数大于通过的实际电流,电阻测量值小于真实值,C正确;
D.甲图的误差由电流表分压产生,待测电阻阻值远大于电流表内阻时误差较小;待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用乙图电路测量误差较小,D错误。
故选C
8.某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为0.6Ω,那么有关待测电阻Rx的说法正确的是( )
A.Rx的测量值比真实值大
B.Rx的真实值为80Ω
C.Rx的真实值为79.4Ω
D.由于电流表的分压,无法得到Rx的真实值
【答案】AC
【详解】电流表内接,电压表测与电流表的总电压;电流表读数是流过的真实电流。已知,,电流表内阻,可得测量值
由于测量值,包含电流表内阻,故测量值大于真实值
待测电阻的真实值
故选AC。
9.用伏安法测未知电阻时,若不知的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器按图所示接好,只空出电压表的一个接头,然后将分别与、接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,则( )
A.若电流表示数有显著变化,应接
B.若电流表示数有显著变化,应接
C.若电压表示数有显著变化,应接
D.若电压表示数有显著变化,应接
【答案】BC
【详解】AB.若从移到时,电流表读数有显著变化,说明电压表的分流作用明显,待测电阻阻值较大,故应采用内接法,应接在处,故A错误,B正确;
CD.若从移到时,电压表读数有显著变化,说明电流表的分压作用明显,待测电阻阻值较小,故应采用外接法,应接在处,故C正确,D错误。
故选BC。
10.在图中,是用伏安法较准确测定一个约几欧的电阻的值的器材,其中电流表的内阻约为,电压表内阻约为。请在实物图上连接好实验电路,要求开关在闭合前,滑动触头处于正确的位置,导线不得交叉,变阻器要求采用限流接法。
【答案】
【详解】待测电阻约为几欧,电压表内阻约为,电流表内阻约为,采用电流表外接法误差较小。电压表接“−”和“3”接线柱,电流表接“−”和“0.6”接线柱,电压表并联在两端,电流表串联在干路中。滑动变阻器以一上一下两个接线柱串联在干路中构成限流式接法,闭合开关前将滑片置于接入电阻最大的端。
11.在如图甲所示的电路中,R1=R2=R3=R4=100 Ω,R5与R6均为滑动变阻器,最大阻值均为100 Ω,且R6可进行读数。电源电动势E=3 V,电流表A的量程为0~30 mA,旋转开关S1可接1~4触点。
(1)将图乙所示的实物图连接完整。
(2)某时刻电流表读数如图丙所示,电流为___________ mA。
(3)将开关S2闭合,S1指向1处,R6滑片调至最右端,表笔a、b短接,调节R5,让电流表读数为(2)中的值,记为I0.然后将Rx接入a、b间,发现S1拨至1和2处时,电流表A的示数均小于I0,S1拨至3处时,电流表A的示数大于I0,则Rx的阻值位于___________(选填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”)Ω之间。
(4)现将S1拨于___________处,R6调为55 Ω时,A的示数恰为I0,则Rx=___________ Ω。
(5)下列哪些问题会造成本次实验误差___________。
A.电流表A的内阻被忽略
B.电源内阻被忽略
C.R6读数不准确
D.电流表读数比I0偏大
【答案】(1)
(2)16.0
(3)100~200
(4) 2 145
(5)CD
【详解】(1)根据电路图所连的实物图如图所示。
(2)根据电流表的读数规则可知,电流为16.0 mA。
(3)分析电路结构,电源、电流表、R4、S2在干路上,R5在上方支路上,其余部分在下方支路上。分析可知,下方支路电阻越大,则电路总电阻越大,干路电流越小,电流表A的示数越小。结合题目知,与S1指向1处,表笔a、b短接,电流表示数为I0相比,将Rx接入a、b间,S1拨至1处,电流表示数小于I0时,下方支路电阻R3+R2+R1+Rx+R6m>R3+R2+R1+R6m
S1拨至2处有R3+R2+Rx+R6m>R3+R2+R1+R6m
S1拨至3处,电流表示数大于I0时,下方支路电阻R3+Rx+R6m<R3+R2+R1+R6m
联立得100Ω<Rx<200Ω
(4)[1][2]结合(3)问分析可知R6=55Ω
A的示数为I0时,设下方支路S1左侧总电阻为R左,则有R左+Rx+R6=R1+R2+R3+R6m
其中100Ω<Rx<200Ω
解得145Ω<R左<245Ω
所以S1应拨于2处,R左=R3+R2=200Ω
解得Rx=145Ω
(5)由(3)(4)问分析可知,电流表内阻和电源内阻均不会造成实验误差,R6读数不准确和电流表读数比I0偏大均会造成实验误差。
故选CD。
12.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为2.5 V,电源电压为3 V。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是__________(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________。
(4)实验中测小灯泡电阻可以多次测量求平均值吗?为什么?________
【答案】(1)
(2)A
(3)12.5
(4)不能;因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有意义。
【详解】(1)滑动变阻器滑片P向右滑动电阻变大,说明要接左下接线柱。把滑动变阻器的左下接线柱和小灯泡的右接线柱(或者电压表并联那端)相连;电流表已经串联在电路,电压表已经并联灯泡两端。实物电路连接如图所示
(2)小灯泡不亮,电流表几乎无示数,说明电路断路;电压表明显偏转,说明电压表两端到电源是通的,故障是小灯泡灯丝断了。
故选A。
(3)电流表接0~0.6A量程,分度值0.02A,示数,额定电压
则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)不能;因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,不同电压下灯丝温度不同,电阻不同,求平均值没有意义。
13.某同学通过实验测定一个阻值约为 5 Ω 的电阻的阻值。
(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流 2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约 0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约 0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约 3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约 15 kΩ)
为减小测量误差,电流表应选用 ______,电压表应选用 ______(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 ______(选填“甲”或“乙”)。
(2)若在(1)中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ______;若选用乙电路,产生误差的主要原因是 ______。(选填下列选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经的电流值 B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值 D.电压表测量值大于两端的电压值
(3)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端,随滑片移动距离 x 的增加,被测电阻两端的电压 U 也随之增加,则 U–x 关系图像大致为 ______。(选填“A”“B”或“C”)
A. B. C.
【答案】(1) B C 甲
(2) B D
(3)A
【详解】(1)[1][2]电源电动势 4 V,15 V 的电压表量程太大、读数误差大,故电压表选C;电压表满偏时电路最大电流约,故电流表选B。
[3]因 约为5 Ω,而电压表内阻3 kΩ、电流表内阻约为0.125 Ω,,应采用电流表外接法,即甲电路。
(2)[1]甲电路(外接法)中,电压表的分流使电流表测量值大于流经的电流。
故选B。
[2]乙电路(内接法)中,电流表的分压使电压表测量值大于两端电压。
故选D。
(3)滑动变阻器接入阻值随 x 增大而减小(滑片由右向左),两端电压 U 增大,且增大得越来越快,U–x 图像应为向上弯曲的曲线。
故选A。
14.某实验小组用如图所示的电路测量电阻(阻值约)的电阻。可用器材如下:
A.电源E(电动势约为5 V)
B.电压表V(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器R(最大阻值为)
F.开关、导线若干
(1)本实验中电流表应选_________(选填“C”或“D”)。
(2)正确连接电路后,进行如下操作:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最_________(选填“左”或“右”)端;
②闭合、断开,调节滑动变阻器R的滑片至合适位置,记下此时电压表示数,电流表示数;
③闭合,调节滑动变阻器R的滑片至合适位置,记下此时电压表示数,电流表示数。
(3)根据上述数据可求得:电压表内阻_________,电阻_________。
(4)分析可知,实验中电阻的测量值_________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)C
(2)右
(3)
(4)等于
【详解】(1)题给两次电流示数均在量程内。为减小读数误差,应选用较小量程的电流表。
故选C。
(2)由原图接线可见,滑动变阻器接入电路的是左端到滑片之间的电阻。闭合开关前,为保护电表,应使接入电阻最大,故滑片应滑到最右端。
(3)[1]闭合开关、断开开关时,待测电阻支路断路,电流表测得的就是流过电压表的电流。由欧姆定律有,所以电压表内阻为
[2]闭合开关后,待测电阻与电压表并联,电流表测得两支路的总电流。由并联电路的电流关系和欧姆定律有
代入已求得的电压表内阻,解得
(4)计算时使用实测的电压表内阻,已扣除电压表的分流电流;电压表测得的正是待测电阻两端的电压,电流表内阻只影响回路电流,不影响上述测量关系。因此,该方法消除了电表内阻带来的系统误差,待测电阻的测量值等于真实值。
15.电阻是表征导体导电性能的关键参数,反映了导体对电流阻碍作用的强弱。随着工业与科研活动的深入,电阻测量技术已成为工业生产质量控制领域不可或缺的分析手段。为较准确测量某新型材料的电阻,科研小组从实验室选取了以下实验器材:
A.直流电源(电动势)
B.电流表(量程,内阻)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.定值电阻(阻值)
F.开关和导线若干
G.待测阻值,阻值约
根据所选的实验器材,回答以下问题:
(1)科研小组要求尽可能减小测量误差且测量时电表的读数均能大于其量程的一半,请将虚线框内的实验电路图补充完整。
(2)实验小组在某次实验中测出电流表的示数为,电流表的示数为,则该新型材料的电阻__________(用、、、表示)。
(3)若电流表的实际内阻大于其估算值,则待测电阻的测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
【答案】(1)
(2)
(3)不影响
【详解】(1)采用双安法测量未知电阻。将电流表与待测电阻串联组成一条支路,将定值电阻作为另一条支路,电流表接在两条支路的总干路上,滑动变阻器采用限流接法,补全后的电路如答案图所示。
(2)设并联部分两端电压为。根据欧姆定律,对与所在支路有
对所在支路,分路电流为两电流表读数之差,有
两式中的相同,联立并解得
(3)电流表的内阻与并联部分串联,会改变电路中的总电流和并联部分电压,但不改变同一时刻两条并联支路的电压相等关系。上面对的推导只用到,及的内阻,未使用的内阻,因此测量值不受其实际内阻影响,填“不影响”。
16.为了测量某待测电阻,的阻值(约为40Ω),有以下一些器材可供选择:
电流表(量程为0~3A,内阻约0.1Ω);电流表A2(量程为0~10mA,内阻);
电压表V1(量程为0~3V,内阻约3kΩ);电压表V2(量程为0~15V,内阻约5kΩ);
电源E(电动势约为3V,内阻很小);定值电阻R(2Ω,允许最大电流为1.0A);
滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流为2.0A);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
根据以上器材设计电路,要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便。
(1)电流表应选__________,电压表应选_________,(填写器材符号)。
(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图______(并在电路图中标出所用元件的对应符号)。
(3)在某一次测量中,若电压表示数为U=2.1V,电流表示数为I=8.0mA,则待测电阻Rx=________Ω。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2]电源电动势为3V,则电压表选择V1;电路中可能达到的最大电流为
则量程过大,而A2量程过小,则可用A2与定值电阻并联,则改装后的电流表量程
因此电流表应选。
(2)因改装成的电流表内阻已知,则可采用电流表内接电路,电路如图所示
(3)改装后的电流表内阻
电流表示数为
则通过待测电阻的电流为
因此待测电阻
17.因为电流表和电压表都不是理想电表,测量电阻时要产生误差。
(1)电流表外接法引起测量误差的原因是什么?电流表内接法引起测量误差的原因是什么?
(2)两种电路的测量结果,比电阻的真实值偏大还是偏小?
(3)根据以上分析,实际的电流表和电压表,内阻越大测量结果越精确,还是内阻越小测量结果越精确?
【答案】(1)电压表的分流、电流表的分压
(2)外接法偏小、内接法偏大
(3)电流表外接法中,电压表内阻越大测量结果越精确;电流表内接法中,电流表内阻越小测量结果越精确;一般来说,当待测电阻Rx远小于电压表本身的电阻RV时,采用电流表外接法误差较小;当待测电阻Rx远大于电流表本身的电阻RA时,采用电流表内接法误差较小
【详解】(1)电流表外接法:电压表并非理想电表,存在分流作用,电流表测量的是待测电阻和电压表的总电流,大于待测电阻的真实电流;
电流表内接法:电流表并非理想电表,存在分压作用,电压表测量的是待测电阻和电流表的总电压,大于待测电阻的真实电压。
(2)外接法中测量值
其中等于待测电阻真实电压,但包含了电压表的分流,电流测量值偏大,因此计算得到的电阻测量值小于真实值;内接法中等于待测电阻真实电流,但包含了电流表的分压,电压测量值偏大,因此电阻测量值大于真实值。
(3)电压表内阻越大,其分流占总电流的比例就越小,外接法中电流的测量误差就越小;电流表内阻越小,其分压占总电压的比例就越小,内接法中电压的测量误差就越小,对应场景下测量结果更精确。一般来说,当待测电阻Rx远小于电压表本身的电阻时,采用电流表外接法误差较小;当待测电阻Rx远大于电流表本身的电阻RA时,采用电流表内接法误差较小。
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11.4 串联电路和并联电路 第三讲 电阻的测量方法 · 习题
人教版高二物理上册必修第三册 第十一章 电路及其应用 11.4 串联电路和并联电路 · 学生版
知识点范围 1.半偏法测量电流表与电压表的内阻
2.伏安法测未知电阻 3.双安法、双伏法测电阻 4.电阻箱替代法测阻值
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
全卷共 17 题 基础过关 6 题 能力提升 11 题 满分 100 分 建议用时 90 分钟
一、基础过关题(34分)
本题组共6小题,共34分。考查伏安法测电阻的读数、试触法选内外接和实验器材选择,按实验规则直接作答即可。
1.用伏安法测电阻时,电流表接0.6A的挡位,流过电阻的电流示数如图所示,同时测得电阻两端的电压为。则该电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
2.用伏安法测电阻的主要实验步骤如下,其中错误的步骤是( )
A.根据待测电阻的阻值,选择仪器和电路
B.合上电键,然后连接实验电路
C.不断增大滑动变阻器连入电路的电阻,记录几组电流强度和电压的值
D.将记录的数据填入设计的表格内,计算待测电阻的阻值,并求其平均值
3.如图所示,用伏安法测,因不知的大概值,可将触头分别与两点接触一下,如果电流表读数有显著变化,则触头应接在______处;如果电压表读数有显著变化,则触头应接在______处。
4.某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。现有
A.电流表(,内阻约)
B.电流表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电压表(,内阻约)
E.滑动变阻器(,额定电流)
F.电源(,内阻可不计)
G.开关和导线若干
(1)在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);为了提高实验的精确度,实验电路应采用图中的________(填“甲”或“乙”)。
(2)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值________。
(3)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________;(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经的电流值 B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值 D.电压表测量值大于两端的电压值
5.某实验小组利用如图电路测量电阻的阻值,其中电压表的量程为,电流表的量程为。根据要求完成下列问题:
(1)图中闭合开关前滑动变阻器的触头应置于_______端(选填“”、“”);
(2)某次实验时,测得电压表示数为,电流表示数为,由此可算得待测电阻的阻值为_______(保留三位有效数字);
(3)若仅考虑系统误差,则电阻的测量值_______真实值(选填“大于”,“小于”)。
6.在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源(电动势约6V,内阻约1Ω),待测电阻(阻值约5Ω),电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),开关、单刀双掷开关,导线若干、某同学利用上述实验器材设计如图甲所示的测量电路。
回答下列问题
(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(填“a”或“b”);
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,需将拨向______(填“c”或“d”);
(3)若已知电流表的内阻为1.2Ω,应将拨向d.某次测量时,电压表示数如图乙所示,其读数为______V电流表的示数为0.40A,则______Ω。
二、能力提升题(66分)
本题组共11小题,共66分。需要先分析测量电路的结构和误差来源,再完成实物连线、表达式推导或数据处理。
7.在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A.若采用甲图,系统误差是由电压表分流引起的
B.若采用乙图,系统误差是由电流表分压引起的
C.若采用乙图,电流表示数大于通过Rx的实际电流,电阻的测量值Rx小于真实值
D.当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用图甲所示电路测量的误差较小
8.某同学用如图所示的电路测电阻,电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A,已知电流表的内阻为0.6Ω,那么有关待测电阻Rx的说法正确的是( )
A.Rx的测量值比真实值大
B.Rx的真实值为80Ω
C.Rx的真实值为79.4Ω
D.由于电流表的分压,无法得到Rx的真实值
9.用伏安法测未知电阻时,若不知的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器按图所示接好,只空出电压表的一个接头,然后将分别与、接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,则( )
A.若电流表示数有显著变化,应接
B.若电流表示数有显著变化,应接
C.若电压表示数有显著变化,应接
D.若电压表示数有显著变化,应接
10.在图中,是用伏安法较准确测定一个约几欧的电阻的值的器材,其中电流表的内阻约为,电压表内阻约为。请在实物图上连接好实验电路,要求开关在闭合前,滑动触头处于正确的位置,导线不得交叉,变阻器要求采用限流接法。
11.在如图甲所示的电路中,R1=R2=R3=R4=100 Ω,R5与R6均为滑动变阻器,最大阻值均为100 Ω,且R6可进行读数。电源电动势E=3 V,电流表A的量程为0~30 mA,旋转开关S1可接1~4触点。
(1)将图乙所示的实物图连接完整。
(2)某时刻电流表读数如图丙所示,电流为___________ mA。
(3)将开关S2闭合,S1指向1处,R6滑片调至最右端,表笔a、b短接,调节R5,让电流表读数为(2)中的值,记为I0.然后将Rx接入a、b间,发现S1拨至1和2处时,电流表A的示数均小于I0,S1拨至3处时,电流表A的示数大于I0,则Rx的阻值位于___________(选填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”)Ω之间。
(4)现将S1拨于___________处,R6调为55 Ω时,A的示数恰为I0,则Rx=___________ Ω。
(5)下列哪些问题会造成本次实验误差___________。
A.电流表A的内阻被忽略
B.电源内阻被忽略
C.R6读数不准确
D.电流表读数比I0偏大
12.图甲是测量小灯泡电阻的实验电路图,待测小灯泡额定电压为2.5 V,电源电压为3 V。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表指针明显偏转,电流表指针几乎不偏转,则故障原因可能是__________(选填“A”“B”或“C”);
A.小灯泡灯丝断了 B.小灯泡短路了 C.滑动变阻器断路了
(3)排除故障后继续进行实验。调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________。
(4)实验中测小灯泡电阻可以多次测量求平均值吗?为什么?________
13.某同学通过实验测定一个阻值约为 5 Ω 的电阻的阻值。
(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流 2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约 0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约 0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约 3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约 15 kΩ)
为减小测量误差,电流表应选用 ______,电压表应选用 ______(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的 ______(选填“甲”或“乙”)。
(2)若在(1)中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ______;若选用乙电路,产生误差的主要原因是 ______。(选填下列选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经的电流值 B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值 D.电压表测量值大于两端的电压值
(3)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端,随滑片移动距离 x 的增加,被测电阻两端的电压 U 也随之增加,则 U–x 关系图像大致为 ______。(选填“A”“B”或“C”)
A. B. C.
14.某实验小组用如图所示的电路测量电阻(阻值约)的电阻。可用器材如下:
A.电源E(电动势约为5 V)
B.电压表V(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器R(最大阻值为)
F.开关、导线若干
(1)本实验中电流表应选_________(选填“C”或“D”)。
(2)正确连接电路后,进行如下操作:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最_________(选填“左”或“右”)端;
②闭合、断开,调节滑动变阻器R的滑片至合适位置,记下此时电压表示数,电流表示数;
③闭合,调节滑动变阻器R的滑片至合适位置,记下此时电压表示数,电流表示数。
(3)根据上述数据可求得:电压表内阻_________,电阻_________。
(4)分析可知,实验中电阻的测量值_________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
15.电阻是表征导体导电性能的关键参数,反映了导体对电流阻碍作用的强弱。随着工业与科研活动的深入,电阻测量技术已成为工业生产质量控制领域不可或缺的分析手段。为较准确测量某新型材料的电阻,科研小组从实验室选取了以下实验器材:
A.直流电源(电动势)
B.电流表(量程,内阻)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.定值电阻(阻值)
F.开关和导线若干
G.待测阻值,阻值约
根据所选的实验器材,回答以下问题:
(1)科研小组要求尽可能减小测量误差且测量时电表的读数均能大于其量程的一半,请将虚线框内的实验电路图补充完整。
(2)实验小组在某次实验中测出电流表的示数为,电流表的示数为,则该新型材料的电阻__________(用、、、表示)。
(3)若电流表的实际内阻大于其估算值,则待测电阻的测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
16.为了测量某待测电阻,的阻值(约为40Ω),有以下一些器材可供选择:
电流表(量程为0~3A,内阻约0.1Ω);电流表A2(量程为0~10mA,内阻);
电压表V1(量程为0~3V,内阻约3kΩ);电压表V2(量程为0~15V,内阻约5kΩ);
电源E(电动势约为3V,内阻很小);定值电阻R(2Ω,允许最大电流为1.0A);
滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流为2.0A);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
根据以上器材设计电路,要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便。
(1)电流表应选__________,电压表应选_________,(填写器材符号)。
(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图______(并在电路图中标出所用元件的对应符号)。
(3)在某一次测量中,若电压表示数为U=2.1V,电流表示数为I=8.0mA,则待测电阻Rx=________Ω。
17.因为电流表和电压表都不是理想电表,测量电阻时要产生误差。
(1)电流表外接法引起测量误差的原因是什么?电流表内接法引起测量误差的原因是什么?
(2)两种电路的测量结果,比电阻的真实值偏大还是偏小?
(3)根据以上分析,实际的电流表和电压表,内阻越大测量结果越精确,还是内阻越小测量结果越精确?
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