第十一章 电路及其应用 专项训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
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内容正文:
第十一章 电路及其应用 专项训练(解析版)
目录
考点一 伏安法测电阻(内接法与外接法) 1
考点二 滑动变阻器的分压式与限流式接法 3
考点三 串、并联电路的等效电阻与电路简化 7
考点四 电表的改装 10
考点五 测量金属丝的电阻率 12
考点一 伏安法测电阻(内接法与外接法)
【例题】1.伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种,下列说法正确的是( )
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
【答案】C
【详解】 题图甲为电流表内接法,适合R≫RA,题图乙为电流表外接法,适合R≪RV,由两种接法的特点可知,A、B、D三项错误,C项正确。
【变式1】2.如图甲、乙分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法不正确的是( )
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法
B.甲中R测>R真,乙中R测<R真
C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪RV,故此法测较小电阻好
D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫RA,故此法测较大电阻好
【答案】B
【详解】 题中甲图的接法叫作电流表外接法,题中乙图的接法叫作电流表内接法,A正确;题中甲图由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=可知,R测<R真,R越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻,C正确;题中乙图由于电流表的分压,导致电压的测量值偏大,由R=得R测>R真,R越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适合测大电阻,B错误,D正确。
【变式2】3.测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:
A.电流表(量程为0~100 μA,内阻2 kΩ)
B.电流表(量程为0~500 μA,内阻300 Ω)
C.电压表(量程为0~15 V,内阻100 kΩ)
D.电压表(量程为0~50 V,内阻500 kΩ)
E.直流稳压电源(电压15 V,允许最大电流1 A)
F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定功率1 W)
G.导线若干
(1)电流表应选 ,电压表应选 。
(2)画出测量Rx的原理图。
【答案】(1)B C
【详解】 (1)因电源电压为15 V,故电压表选择量程为0~15 V的C,流过待测电阻的最大电流约为 A=600 μA,所以电流表选择量程为0~500 μA的B。
(2)待测电阻约为25 kΩ,阻值较大,所以测量电路选择电流表内接法,因为滑动变阻器的最大阻值远小于待测电阻的阻值,故滑动变阻器用分压式接法,所以电路图如图所示。
【变式3】4.用伏安法较准确测定一个阻值约100Ω的电阻,所给的器材规格如下:
A、电流表(0~0.6A,内阻约0.1Ω);
B、电压表(0~6V,内阻约5kΩ);
C、电池(4.5V,内阻不计);
D、滑动变阻器(0~50Ω,1A);
E、电键一个,导线若干。
要求用图像法求时画图尽量准确,请画出所采用的原理图。
【答案】
【详解】待测电阻,电流表内阻,电压表内阻 比较,
满足,为大电阻,电压表分流误差远大于电流表分压误差,采用电流表内接法更准确。
题目要求图像法作图尽量准确,需要电压电流调节范围尽可能大,数据点多;
采用分压式接法时,待测电阻的电压可以从0开始连续调节到接近电源电压4.5V,能获取足够多分布均匀的测量点,保证图绘制准确。
电路连接
滑动变阻器两个固定接线柱直接接电源两端,滑片和其中一个固定接线柱作为测量支路的输出端
测量支路中:待测电阻与电流表串联,整体与电压表并联
电路图见答案
考点二 滑动变阻器的分压式与限流式接法
【例题】5.实验小组利用如下器材描绘规格为“2.5V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线。
A.待测小灯泡(,)
B.电源(,内阻不计)
C.电流表(,内阻)
D.电流表(,内阻约)
E.电阻箱()
F.滑动变阻器()
G.开关、导线若干
(1)为完成实验,需将电流表和电阻箱串联,调节电阻箱阻值__________,将其改装为0~3 V的电压表;
(2)如图(a)所示,实验小组已完成部分实物图连线,若实验采用电流表外接,请你补充完整实验电路图;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器应滑至__________(选填“a”或“b”)端。闭合开关后,改变滑动变阻器滑片位置,记录多组电流表示数和电流表示数,作出图像如图(b)所示。根据图像可知,小灯泡的电阻随流过小灯泡的电流增大而__________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)在保证电表安全的情况下,设滑片到a端距离为,图(c)中电流表的示数与的关系可能正确的是__________。
A. B. C.
【答案】(1)900.0
(2)
(3) a 增大
(4)B
【详解】(1)把改装为量程的电压表,根据串联分压规律,满偏时总电阻
串联电阻
(2)题目要求电流表外接,即改装后的电压表直接并联在小灯泡两端,电流表测小灯泡电流;滑动变阻器为分压接法,按上述规则补全连线即可。
(3)[1]开关闭合前,分压接法需要让待测部分电压为0保护电路,因此滑片应滑至电压为0的端。
[2]小灯泡电压,小灯泡电流近似为(),因此小灯泡电阻。
图像中,某点与原点连线的斜率为,斜率随增大逐渐增大,因此小灯泡电阻随电流增大而增大。
(4) ,因此与小灯泡电压成正比,只需分析随(滑片到a端的距离)的变化规律:
滑动变阻器分压接法中,到滑片的电阻与长度成正比,是与小灯泡并联部分的电压。
已知小灯泡电阻随(即)增大而增大:越小(越靠近a端),越小,越小,并联总电阻,相同下比线性关系更小;
越大,越大,越大,越大,随增长越来越快,即对的斜率越来越大。
过原点和终点的曲线,若斜率越来越大,曲线始终在连接原点、终点的直线下方,符合规律的是选项B。
故选B。
【变式1】6.有一个量程为、内电阻约为的电压表,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;
D.开关S处于闭合状态,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表指针指到_____________V,读出此时电阻箱的阻值,此值即为电压表内电阻的测量值。
(2)电压表内电阻的测量值和真实值相比,有_____________(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,乙的最大阻值为。应选用_____________(选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) b 1.5
(2)>
(3)乙
【详解】(1)[1]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;
[2]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;接入电阻箱后认为分压电路两端电压不变,仍为,当电压表读数为时,电阻箱两端电压也为,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,则电阻箱两端的电压稍大于,则电阻箱的阻值大于电压表的内阻,即有
(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的,即应选用乙。
【变式2】7.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,是待测电阻,下列说法正确的是( )
A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零
D.要求上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
【答案】BD
【详解】A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法,是一上两下共有三个接线柱连入电路,A错误;
B.在闭合开关测量前,甲图中滑动变阻器应该全部接入电路,滑片P应置于b端,乙图中两端的电压应该从零开始变化,滑片P也应置于b端,B正确;
C.图甲属于限流式接法,滑片滑到b时,待测电阻两端的电压最小,但无法调节到零,C错误;
D.乙图中电压和电流都可以从零开始,而甲图中电压和电流都无法调节到零,故图乙的电压和电流调节范围较大,故D正确。
故选BD。
【变式3】8. (多选)滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值减小
C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
【答案】AD
【详解】 若将a、c两端连在电路中,aP部分连入电路,则当滑片OP向右滑动时,该部分的长度变长,变阻器接入电路中的阻值将变大,A正确;若将a、d两端连在电路中,也是将aP部分连入电路,则当滑片OP向右滑动时,该部分的长度变长,变阻器接入电路中的阻值将变大,B错误;A、B两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b两个接线柱中任意选一个,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,C错误;在滑动变阻器的分压式接法中,a、b两个接线柱必须接入电路,c、d两个接线柱中任意选一个接入电路,D正确。
考点三 串、并联电路的等效电阻与电路简化
【例题】9.如图所示的电路中,理想电流表的读数为1.2A,理想电流表的读数为2A,则以下说法正确的是( )
A.,表A的读数为3.2A B.,表A的读数为3.2A
C.,表A的读数为4A D.,表A的读数无法判断
【答案】A
【详解】由于是理想电流表,对电路的影响不计,相当于导线,所以四个电阻并联,并联电路电压相等,则通过两个电阻的电流相等。设通过、和两个电阻的电流分别为、和,则有的读数为
的读数为
A的读数为
由题,,联立得,
由于、并联,即电压相等,由得
故选A。
【变式1】10.如图所示,,则电流表上的电流(不计电流表内阻)的大小和方向为( )
A.,从到 B.,从到
C.,从到 D.,从到
【答案】D
【详解】两端的电压
两端的电压
左端与的左端电位相等,,则右端的电位高于右端的电位,两端的电压
通过的电流
下端电位低,上端电位高,电流方向由上向下,因此用节点法可知通过电流表的电流方向向左,即从到,设电流表的示数为,对于电流表左端的节点,流入节点的电流等于流出节点的电流,即
电流表的示数
故选D。
【变式2】11.在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在两点间加上稳恒电压。
(1)、间的总电阻为_____;
(2)和两端的电压比为_____;
(3)流过和的电流比为_____。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)和并联的电阻值为
则间的总电阻为
(2)和串联,流过两电阻的电流相等,则电压与电阻值成正比,即和两端的电压之比为
(3)和并联,两端的电压相等,流过两电阻的电流与电阻成反比,即流过和的电流之比为。
【变式3】12.在如图所示的电路中电压U恒定,R1、R2、R3为定值电阻,理想电流表A1和A2的示数分别为0.3A和0.4A,若将电路中的某两个电阻的位置互换后电流表A1和A2的示数却不变,则电阻的位置互换后理想电流表A的示数可能为______。
【答案】0.5A或0.55A
【详解】画出等效电路如图
可以看出,R1、R2、R3三个电阻是并联,电流表测量的是通过R2、R3的电流之和,电流表测量通过R1、R2的电流之和。
第一种情况:若互换R1、R2的位置,两电流表的示数不变,则有
因为电流表A2的示数为0.4A,所以
因为电流表A1的示数为0.3A,则
所以
所以干路上的电流
第二种情况:若互换R2、R3的位置,两电流表的示数不变,则有
因为电流表A1的示数为0.3A,所以
因为电流表A2的示数为0.4A,则
所以
所以干路的电流为
由以上两种情况分析可知,电流表A的示数可能为0.5A或0.55A。
考点四 电表的改装
【例题】13.小郴同学学习了电路知识后,欣喜地发现可以将实验室的表头改装成所需量程的电流表和电压表、如图所示,是内阻为100Ω,满偏电流为3mA的表头刻度盘,现指针指着某一电流刻度。下列说法正确的是( )
A.流过表头的电流为0.700mA
B.表头通过如图所示的电流时,两接线柱之间电压300mV
C.如果要把它改装为0~3V 的电压表,需串联900Ω 的电阻
D.如果要把它改装为0~0.6A 的电流表,需并联1.0Ω 的电阻
【答案】C
【详解】A.表盘的最小刻度为0.1mA,则流过表头的电流为0.70mA,A错误;
B.表头通过如图所示的电流时,两接线柱之间电压U=IRg=70mV,B错误;
C.如果要把它改装为0~3V 的电压表,需串联的电阻,C正确;
D.如果要把它改装为0~0.6A 的电流表,需并联的电阻,D错误。
故选C。
【变式1】14.一只电流表的满偏电流,内阻,把它改装成量程为0~1V的电压表,下列说法中正确的是( )
A.需串联一个99kΩ的电阻
B.需并联一个99kΩ的电阻
C.需串联一个9.9kΩ的电阻
D.需并联一个9.9kΩ的电阻
【答案】C
【详解】根据欧姆定律可得改装后电压表的总阻值为
需要串联的电阻阻值为
故选C。
【变式2】15.(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流
B.甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C.乙图是改装成的双量程电流表,,
D.乙图是改装成的双量程电流表,,
【答案】BD
【详解】A.由图甲可知,故A错误;
B.选用b端口时,电压表的最大测量电压
则选用b端口时,电压表量程为0~15V。故B正确;
CD.电流表量程为0~100mA时,由并联电路电压相等得
电流表量程为0~10mA时,同理得
联立解得,。故C错误,D正确。
故选BD。
【变式3】16.在电学实验中,将灵敏电流计(符号为G)串联一个大阻值电阻可以改装成大量程的电压表,而并联一个小阻值的电阻可以改装成大量程的电流表。现将一个内阻为,满偏电流的灵敏电流计进行如下改装。
(1)串联一个电阻,使之变成量程为的电压表,如图甲所示。求的阻值;
(2)并联两个电阻、,使之变成量程分别为和的双量程电流表,如图乙所示。试在图中接线柱旁的方框内标上对应的最大量程值,并求出相应、的阻值。
【答案】(1)
(2)
,,
【详解】(1)令,由电压分配关系可得
解得
(2)由电流分配关系可知:支路只有时分流更大,因而对应的电流表量程更大。
故最大量程如图所示。
令,,则 ,
联立两个方程,解得,
考点五 测量金属丝的电阻率
【例题】17.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动 (选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的 (选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置。
(4)为测量Rx,利用图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1I1关系图像如图所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
【答案】(1) “C” (2)“不同”
(3)如图1所示
(4)如图2所示
(5)23.5(23.0~24.0都算对)
【详解】 (1)A起固定作用,便于读数;B起粗调作用,调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触;然后调节C,C起微调作用。
(2)电阻丝的电阻R=ρ,其中S为这段电阻丝的横截面积,而不是某位置处的横截面积,故应在不同位置进行多次测量,取平均值作为电阻丝的直径以减小误差。
(3)实物电路图如图1所示。
(4)把U2和I2的数据在方格纸中描点连线,如图2所示。
(5)结合图2中图线的斜率可知R0+Rx+RA=49.0 Ω,R0+RA=25.5 Ω,
解得Rx=23.5 Ω。
【变式1】18.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为L=______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为D=______mm;
多用电表粗测这段金属丝的电阻,测量结果为8.0Ω。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)如图甲是20分度游标卡尺,精度为,则长度
(2)螺旋测微器精度为,由图乙可知,直径
【变式2】19.小明同学在五金店购买了一卷长度为的电线,他设计了如下实验测量电线圆柱形铜芯的电阻率。
(1)剥开这卷电线两端的绝缘层,用游标卡尺测量铜芯直径如图甲所示,则游标卡尺读数为________mm;用多用电表粗测这卷电线的电阻约为8.8Ω(如图乙、图丙所示);
(2)再用伏安法测量这卷电线的电阻,选用的实验器材有:电池组(电动势)、电流表(内阻约为)、电压表(内阻约为)、滑动变阻器()、开关、导线若干。要求电压从零开始调节,部分连线如图丁所示,导线①应连接到________(选填“a”或“b”)接线柱,导线②应连接到________(选填“c”或“d”)接线柱。正确连接电路后,测量并记录数据,作出图像如图戊所示。由图戊可得该电线的电阻为________,计算可得铜芯电阻率为________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)0.40
(2) 8.1
【详解】(1)图甲为20分度游标卡尺,精度为,主尺读数为,游标尺第8个刻度与主尺刻度对齐,游标尺读数为
总读数为
(2)[1]被测电线电阻约为,满足(,),属于小电阻,电流表应采用外接法,因此导线①接电流表的接线柱。
[2]电压要求从零开始调节,滑动变阻器需采用分压式接法,因此导线②接接线柱,
[3]图像的斜率等于被测电阻阻值,取图线终点、,计算得
[4]根据电阻定律,横截面积
代入、、,推导得
【变式3】20.车辆超载运输会导致道路安全风险,由普通水泥复合导电材料制成的导电水泥具备一定的道路超载实时监测的潜力。某兴趣小组选择一块均匀的正方体导电水泥块样品进行研究。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测得正方体水泥块的边长d=________cm;如图乙所示,用多用电表粗测其电阻约为700Ω。
(2)为进一步提高实验精度,使用图丙所示电路测量水泥块电阻,电源电动势为6 V,内阻可忽略,电压表量程0~6 V,内阻约10 kΩ,电流表量程0~600 μA,内阻约100 Ω。电压表的右接线柱应与________(填“a”或“b”)点连接,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于________(填“左”或“右”)端。
(3)若某次测量中,电压表和电流表示数分别为U和I,请用上述直接测得的物理量(d、U、I)写出该水泥块电阻率ρ的表达式,即ρ=________。
【答案】(1)14.240
(2) a 左
(3)
【详解】(1)由图甲可知该游标卡尺为20分度,其精度为。主尺读数为;游标尺上第8条刻线与主尺刻线对齐,游标读数为
故边长
(2)[1]待测电阻约,因,电压表分流引起的误差小于电流表分压引起的误差,应采用电流表外接法,故电压表右接线柱应接点。
[2]由图丙可知滑动变阻器采用分压接法,测量电路接在变阻器左端与滑片之间,闭合开关S前应使测量电路两端电压为零以保护电表,故滑片应置于左端。
(3)由欧姆定律得水泥块电阻
正方体边长为,电流沿某一边长方向通过时,导体长度,横截面积
由电阻定律
变形得
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第十一章 电路及其应用 专项训练(学生版)
目录
考点一 伏安法测电阻(内接法与外接法) 1
考点二 滑动变阻器的分压式与限流式接法 2
考点三 串、并联电路的等效电阻与电路简化 4
考点四 电表的改装 5
考点五 测量金属丝的电阻率 6
考点一 伏安法测电阻(内接法与外接法)
【例题】1.伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种,下列说法正确的是( )
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
【变式1】2.如图甲、乙分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法不正确的是( )
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法
B.甲中R测>R真,乙中R测<R真
C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪RV,故此法测较小电阻好
D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫RA,故此法测较大电阻好
【变式2】3.测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:
A.电流表(量程为0~100 μA,内阻2 kΩ)
B.电流表(量程为0~500 μA,内阻300 Ω)
C.电压表(量程为0~15 V,内阻100 kΩ)
D.电压表(量程为0~50 V,内阻500 kΩ)
E.直流稳压电源(电压15 V,允许最大电流1 A)
F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定功率1 W)
G.导线若干
(1)电流表应选 ,电压表应选 。
(2)画出测量Rx的原理图。
【变式3】4.用伏安法较准确测定一个阻值约100Ω的电阻,所给的器材规格如下:
A、电流表(0~0.6A,内阻约0.1Ω);
B、电压表(0~6V,内阻约5kΩ);
C、电池(4.5V,内阻不计);
D、滑动变阻器(0~50Ω,1A);
E、电键一个,导线若干。
要求用图像法求时画图尽量准确,请画出所采用的原理图。
考点二 滑动变阻器的分压式与限流式接法
【例题】5.实验小组利用如下器材描绘规格为“2.5V,0.3A”小灯泡的伏安特性曲线。
A.待测小灯泡(,)
B.电源(,内阻不计)
C.电流表(,内阻)
D.电流表(,内阻约)
E.电阻箱()
F.滑动变阻器()
G.开关、导线若干
(1)为完成实验,需将电流表和电阻箱串联,调节电阻箱阻值__________,将其改装为0~3 V的电压表;
(2)如图(a)所示,实验小组已完成部分实物图连线,若实验采用电流表外接,请你补充完整实验电路图;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器应滑至__________(选填“a”或“b”)端。闭合开关后,改变滑动变阻器滑片位置,记录多组电流表示数和电流表示数,作出图像如图(b)所示。根据图像可知,小灯泡的电阻随流过小灯泡的电流增大而__________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)在保证电表安全的情况下,设滑片到a端距离为,图(c)中电流表的示数与的关系可能正确的是__________。
A. B. C.
【变式1】6.有一个量程为、内电阻约为的电压表,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;
D.开关S处于闭合状态,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表指针指到_____________V,读出此时电阻箱的阻值,此值即为电压表内电阻的测量值。
(2)电压表内电阻的测量值和真实值相比,有_____________(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,乙的最大阻值为。应选用_____________(选填“甲”或“乙”)。
【变式2】7.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,是待测电阻,下列说法正确的是( )
A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零
D.要求上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
【变式3】8. (多选)滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值减小
C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
考点三 串、并联电路的等效电阻与电路简化
【例题】9.如图所示的电路中,理想电流表的读数为1.2A,理想电流表的读数为2A,则以下说法正确的是( )
A.,表A的读数为3.2A B.,表A的读数为3.2A
C.,表A的读数为4A D.,表A的读数无法判断
【变式1】10.如图所示,,则电流表上的电流(不计电流表内阻)的大小和方向为( )
A.,从到 B.,从到
C.,从到 D.,从到
【变式2】11.在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在两点间加上稳恒电压。
(1)、间的总电阻为_____;
(2)和两端的电压比为_____;
(3)流过和的电流比为_____。
【变式3】12.在如图所示的电路中电压U恒定,R1、R2、R3为定值电阻,理想电流表A1和A2的示数分别为0.3A和0.4A,若将电路中的某两个电阻的位置互换后电流表A1和A2的示数却不变,则电阻的位置互换后理想电流表A的示数可能为______。
考点四 电表的改装
【例题】13.小郴同学学习了电路知识后,欣喜地发现可以将实验室的表头改装成所需量程的电流表和电压表、如图所示,是内阻为100Ω,满偏电流为3mA的表头刻度盘,现指针指着某一电流刻度。下列说法正确的是( )
A.流过表头的电流为0.700mA
B.表头通过如图所示的电流时,两接线柱之间电压300mV
C.如果要把它改装为0~3V 的电压表,需串联900Ω 的电阻
D.如果要把它改装为0~0.6A 的电流表,需并联1.0Ω 的电阻
【变式1】14.一只电流表的满偏电流,内阻,把它改装成量程为0~1V的电压表,下列说法中正确的是( )
A.需串联一个99kΩ的电阻
B.需并联一个99kΩ的电阻
C.需串联一个9.9kΩ的电阻
D.需并联一个9.9kΩ的电阻
【变式2】15.(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流
B.甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C.乙图是改装成的双量程电流表,,
D.乙图是改装成的双量程电流表,,
【变式3】16.在电学实验中,将灵敏电流计(符号为G)串联一个大阻值电阻可以改装成大量程的电压表,而并联一个小阻值的电阻可以改装成大量程的电流表。现将一个内阻为,满偏电流的灵敏电流计进行如下改装。
(1)串联一个电阻,使之变成量程为的电压表,如图甲所示。求的阻值;
(2)并联两个电阻、,使之变成量程分别为和的双量程电流表,如图乙所示。试在图中接线柱旁的方框内标上对应的最大量程值,并求出相应、的阻值。
考点五 测量金属丝的电阻率
【例题】17.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动 (选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的 (选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置。
(4)为测量Rx,利用图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1I1关系图像如图所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
【变式1】18.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为L=______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为D=______mm;
多用电表粗测这段金属丝的电阻,测量结果为8.0Ω。
【变式2】19.小明同学在五金店购买了一卷长度为的电线,他设计了如下实验测量电线圆柱形铜芯的电阻率。
(1)剥开这卷电线两端的绝缘层,用游标卡尺测量铜芯直径如图甲所示,则游标卡尺读数为________mm;用多用电表粗测这卷电线的电阻约为8.8Ω(如图乙、图丙所示);
(2)再用伏安法测量这卷电线的电阻,选用的实验器材有:电池组(电动势)、电流表(内阻约为)、电压表(内阻约为)、滑动变阻器()、开关、导线若干。要求电压从零开始调节,部分连线如图丁所示,导线①应连接到________(选填“a”或“b”)接线柱,导线②应连接到________(选填“c”或“d”)接线柱。正确连接电路后,测量并记录数据,作出图像如图戊所示。由图戊可得该电线的电阻为________,计算可得铜芯电阻率为________。(结果均保留两位有效数字)
【变式3】20.车辆超载运输会导致道路安全风险,由普通水泥复合导电材料制成的导电水泥具备一定的道路超载实时监测的潜力。某兴趣小组选择一块均匀的正方体导电水泥块样品进行研究。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测得正方体水泥块的边长d=________cm;如图乙所示,用多用电表粗测其电阻约为700Ω。
(2)为进一步提高实验精度,使用图丙所示电路测量水泥块电阻,电源电动势为6 V,内阻可忽略,电压表量程0~6 V,内阻约10 kΩ,电流表量程0~600 μA,内阻约100 Ω。电压表的右接线柱应与________(填“a”或“b”)点连接,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于________(填“左”或“右”)端。
(3)若某次测量中,电压表和电流表示数分别为U和I,请用上述直接测得的物理量(d、U、I)写出该水泥块电阻率ρ的表达式,即ρ=________。
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