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专题13 测电阻的电路模型
“伏安法”测电阻模型
1.伏安法测电阻原理
欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法,由R=可知,用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过
电阻的电流,就可求出待测电阻的阻值。
2.电流表的两种接法
内接法
外接法
电路
误差分析
电压表示数
UV=UR+UA>UR
电流表示数IA=IR
R 测=>=R 真
电压表示数
UV=UR
电流表示数IA=IR+IV>IR
R 测=<=R 真
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
3.选择电流表内、外接的常用方法
(1)直接比较法:适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况,当Rx≫RA时,采用内接法,当Rx≪RV时,
采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”。
(2)公式计算法
当Rx>时,用电流表内接法,
当Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同。
(3)试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接
b、c 两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应
选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法。
4.滑动变阻器的两种接法
(1).两种接法的特点
限流式接法耗能低,但电压调节范围小;
1
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分压式接法电压调节范围大,并且可从零开始变化。
2.滑动变阻器的两种接法及其应用
限流式接法
分压式接法
电路图
闭合开关前滑片位置
滑片在最左端,以保证
滑动变阻器接入电路中
的阻值最大
滑片在最左端,开始时R 两
端的电压为零
负载两端的电压调节范围
U~U
0~U
通过负载的电流调节范围
~
0~
【例1】在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V 的内阻约为2 kΩ,电流表A 的内阻
约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。
计算结果由Rx=计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻
值分别记为Rx1和Rx2,则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(填
“大于”“等于”或“小于 ”)真实值,测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【例2】某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测
量该圆柱体的长度。
(1) 螺旋测微器和游标卡尺的示数如图所示,则直径为D =________mm ,圆柱体的长度为L =
________mm。
(2)为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线。
2
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(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a 点和b 点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验
时把电压表的右端接于a 点,这时测得的电阻值比真实值偏________(选填“大”或“小”)。
(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式ρ=________(用已测
量的物理量相应的字母表达)。
【例3】科学探究之“半偏法”测电阻
小宇在进行电表的改装时,从实验室取了一块内阻约为100 Ω,量程为200 μA 的电流计。小宇首先设计了
如图所示的电路测量该电流计的内阻,已知电源为内阻可忽略不计的学生电源。
(1)小宇在测量电流计的内阻时,进行了如下的操作:小宇将可调电阻R1、R2的阻值调至最大,仅闭合电键
S1,调节电阻箱R1阻值为14 898 Ω 时,恰好观察到电流计达到满偏电流200 μA;然后________;(填序号)
A.保持电键S1闭合,闭合电键S2,同时调节电阻箱R1、R2,直到电流计读数为100 μA 为止,记下电阻箱
R2的阻值
B.保持电键S1闭合,闭合电键S2,仅调节电阻箱R2,直到电流计读数为100 μA 为止,记下电阻箱R2的阻
值
(2)通过(1)操作,若R2=102 Ω,则电流计的内阻为________;(填序号)
A.100 Ω
B.102 Ω
C.204 Ω
D.14 898 Ω
【例4】科学探究之“替代法”测电阻
用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R 为电阻箱,S 为单刀双掷开关,
R0为定值电阻。某同学用该电路进行实验
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(1)请将下列实验步骤补充完整
①根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大
_______________________________________________________
②
________________________________________________________
③
④读出电阻箱的读数
(2)若电阻箱的示数如图乙所示,则它的示数为________Ω。若已知R0的阻值为10 Ω,则待测电阻的阻值为
________Ω。
1.用电流表和电压表测量电阻
的阻值,如图所示,分别使用甲图和乙图两种连接方式测量同一电阻,
使用甲图时,电流表示数为4.60mA,电压表示数为2.50V;使用乙图时,电流表示数为5.40mA,电压表
示数为2.30V。
(1)在电压表和电流表内阻未知的情况下,利用以上测量数据,根据计算判断,采用上面哪种连接方式测量
結果更精确?
(2)若电流表内阻
已知,采用哪种连接方式可测出
的真实值?写出
的表达式(用U、I、
表示)
(3)若电压表的内阻
,请选用以上测量数据求出
的真实值。
2.大连市高中生学习小组设计了一个测量金属棒电阻率的实验方案:
(1)利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度,测量结果分别如图(a)和(b)所示,则该
金属棒的直径
,金属棒的长度为
。
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(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:将多用电表的功能旋钮调至“×100Ω”挡并进行一系列正确操作后,指
针静止时如图所示,则金属棒的阻值约为 Ω。
(3)用伏安法精确地测量金属棒的阻值,实验室提供器材如下:
A.金属棒
B.两节干电池:电源电压3V
C.电流表
:满偏电流6mA,内阻为50Ω
D.电流表
:满偏电流0.6A,内阻为10Ω
E.电压表
:量程0~3V,内阻约为2
F.电压表
:量程0~15V,内阻约为
G.电阻箱
:最大阻值为999.9Ω
H.滑动变阻器R:阻值范围为0~50Ω
I.开关、导线若干
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 ;(选填器材前的字母序号),
实验电路应采用下列电路方案 (选填“甲”,“乙”“丙”“丁”)更合理。
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若此时电压表的读数为2.50V,电流表的示数为3.125mA,根据你选择的电路图可得:金属棒的电阻
=
Ω,测量金属棒的电阻 具有系统误差(选填“有”或者“没有”)。
(4)利用题中所给字母表示金属棒电阻率的表达式:
(用字母d,L,R,
表示)。
3.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为
)和电流表(内阻约为
)测量一个电阻的阻值(约为
)。为了尽量提
高测量精度,应该选择的测量电路是图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转
(选填“①”“②”或“③”),再旋转 (选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声
音为止。可读直径
mm。
(3)用图乙电路图测电阻丝的电阻
,
为一定阻值的电阻。第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器
测得多组电压U 和电流I 值;第二次测量将电压表改接在a、b 两端,测得多组电压U 和电流I 值,并作出
如图丁的
关系图象。由此可知第一次测量得到图线是 (填“M”或“N”),电阻丝的电阻
(保留两位有效数字),根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为 (用
、d、电阻丝长度l 和常量
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表示)
4.某同学想设计一个测量未知电阻的实验方案,实验室提供的器材有:
A.电流表(量程0.6 A 和3 A)
B.电压表(量程3 V 和15 V)
C.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
D.铅蓄电池(6 V,0.05 Ω)
E.一个开关和导线若干
(1)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他进行一系列正确操作后,指
针静止时如图1 所示,则电阻值为 Ω。
(2)请根据提供的器材,设计的电路图如图2 所示,电压表左端接 (选“a”或“b”)点。
(3)根据图2 中的电路图,实物图图3 中的实物连线被虚线分成A、B、C、D 四个区域,其中连线有问题的
是 区域。
(4)在图3 中将问题修正后,开关闭合前滑片的位置应放于滑动变阻器 (选“左”或“右”)端。
(5)若实验过程发现开关闭合后,移动滑片,电流表指针几乎不动,电压表指针变化范围较大,电路故障可
能原因是( )
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A.滑动变阻器阻值太大
B.电流表量程选择不当
C.待测电阻断路
D.待测电阻短路
5.测电阻R 阻值的大小。
(1)同学们首先用欧姆表×1 档挡大致测出电阻阻值大小,如图,则电阻大小读数为 Ω。
同学们继续使用学生电源(4V)组装下图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电
表量程及内阻)
A.电压表V1(0~15V,约15kΩ)
B.电压表V2(0~3V,约3kΩ)
C.电流表A1(0~3A)
D.电流表A2(0~0.6A)
(2)应选择电压表 ,电流表 。(填器材前字母)
(3)根据组装的电路,画出原理电路图。
(4)下列哪些说法是正确的是_____
A.电压表分流属于系统误差
B.实验开始前滑动变阻器滑片应该调到右端
C.如图所示的电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0
D.多次实验可以减小系统误差
6.某兴趣小组为了测量量程为5mA 毫安表的内阻,设计了如图甲所示的电路。
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(1)在检查电路连接正确后,实验时, 操作步骤如下:先将滑动变阻器R 的滑片P 移到最右端,调整电
阻箱R0的阻值为零,闭合开关S,再将滑片P 缓慢左移,使毫安表上电流满偏;保持滑片P 不动,调整R0
的阻值,使毫安表上读数为2mA,记下此时R0的电阻为300.0Ω。
(2)则该毫安表的内阻的测量值为
,该测量值 实际值(选填“大于”、“等于”或
“小于”)。
(3)现将某定值电阻R₁ 与该毫安表连接,将该毫安表改装为一个量程为30mA 的电流表,并用标准电流
表进行检测,如图乙所示。
①需要接入的定值电阻R1的阻值为 Ω;
②在乙图中虚线框内补全改装电路图 ;
③当标准电流表的示数为12mA 时,流经毫安表中的电流示数可能为 。
A.1.9mA B.2mA C.2.1mA
7.某同学利用半偏法测量量程为2mA 的电流表的内阻(小于
),实验电路如图所示。可供选择的器
材有:
A.电阻箱(最大阻值
)
B.电阻箱(最大阻值
)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
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②闭合开关
、断开开关
,调节电阻箱
,使电流表满偏;
③保持电阻箱
接入电路的电阻不变,再闭合开关
,调节电阻箱
使电流表示数为1mA,记录电阻箱
的阻值。
(1)实验中电阻箱
应选择 (选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值
,则可得到电流表的内阻为
;若考虑到在接入
电阻箱
时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值 真实值(选填
“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A 的电流表,则应将电流表 (选填“串”或“并”)联一个
阻值为
的电阻(保留两位有效数字)。
8.某物理小组利用“半偏法”设计了如图1 所示电路,来测量一量程为“0~3V”的电压表的内阻大小。所
用实验器材有:多用电表,待测电压表,直流电源E(电动势约12V、内阻很小),电阻箱R(最大阻值
999.9Ω),滑动变阻器(阻值范围0~10Ω),开关1 个以及导线若干。
主要实验步骤如下:
①用多用电表粗略测量该电压表的内阻,读数如图2 所示;
②按照题如图1 所示电路图连接好电路;
③将滑动变阻器的滑片P 置于最左端A 点,将电阻箱R 的阻值调为零,闭合开关S;
④调节滑动变阻器的滑片位置,使该电压表满偏;
⑤调节电阻箱的阻值,使该电压表指针如图3 所示,记下此时电阻箱的阻值
。
回答下列问题:
(1)步骤①中正确操作时,该电压表的“-”接线柱应与多用电表的 (选填“红”或“黑”)表笔连接;
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已知多用电表所选欧姆挡为“×100”挡,则图2 中的读数应为 Ω。
(2)步骤⑤的描述中遗漏的关键一步是: 。
(3)已知步骤⑤中记录的电阻箱阻值是由正确的实验操作测得的,据此可以得出,该电压表内阻的测量值为
Ω,则该测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
9.小明同学要把一量程为0~100μA、内阻未知的微安表改装为量程为3V 的电压表,他进行了如下实验操
作,步骤如下:
(1)先用多用电表的欧姆挡粗测该微安表的内阻,选择开关拨至“×100”挡时,表盘示数如图1 所示,则被
测微安表的阻值约为 Ω。
(2)为了精确测量该微安表的内阻,他设计了如图2 所示的电路图,图中定值电阻
,电阻箱的阻值
范围0~9999.9Ω,滑动变阻器阻值范围为0~20Ω。
①闭合
,断开
,调整滑动变阻器的滑片P,使微安表达到满偏,此后保持滑动变阻器的滑动片位置不
变。
②保持
闭合,再闭合
,调整电阻箱的阻值R,当R=1000.0Ω 时,微安表刚好半偏,则微安表内电阻的
测量值
= Ω。
③将该微安表与一个阻值为 Ω 的电阻串联,改装成量程为3V 的电压表。
④用改装后的电压表某次测量电压时,指针指向“25μA”的刻度线,则被测电压的测量值为 V。
10.该物理兴趣小组的同学还准备测量一个定值电阻的阻值,实验室提供了以下实验器材供选择。
A.待测电阻
:阻值约为
;
B.电源E:电动势为
,内阻可忽略不计;
C.电流表
:量程为
,内电阻
;
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D.电流表
:量程为
,内电阻
约为
;
E.电压表V:量程为
,内电阻
约为
;
F.定值电阻
:阻值
;
G.滑动变阻器R:最大阻值为
;
H.开关;导线若干。
(1)由于实验室提供的电压表量程太大,测量误差较大,所以实验小组的同学准备将电流表
和定值电阻
改装成电压表,则改装成的电压表的量程为
;
(2)要求测量过程中尽可能获得较大的电压调节范围,请选择合适的实验器材设计电路,将设计好的电路图
画在图中的虚线框内,并标清楚器材符号 。
(3)若某次测量中电流表
的示数分别为
,则
。(用题中所给的字母表示)
11.已知铝的电阻率在20℃时约为
,一般家用照明电路采用横截面积为
的铝线即可满
足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为
,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。
实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径
mm;
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(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式,
(用
表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻
。提供的器材有:电池组(电动势为3V),滑动变阻器
,额定电流2A)、定值电阻
(阻值为
,额定电流2A)、两个相同电流表
和
(内阻
为
,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、开关和导线若干;闭合
前,
滑动变阻器的滑片应调到 (选填“
端”或“
端”)。闭合S 调节滑动变阻器,使电流表指针偏
转合适的角度。数出电流表
偏转
格,
偏转
格,有
,则这捆铝导线的电阻
,
该实验在原理上测量值 真实值。(填大于、或等于、或小于)
12.某同学想测某电阻的阻值。
(1)他先用多用表的欧姆挡
测量,如图所示,该读数为
。
(2)为了更准确地测量该电阻的阻值
,有以下实验器材可供选择:
A.电流表
(量程为
,内阻
约为
;
B.电流表
(量程为
,内阻
;
C.定值电阻
;
D.定值电阻
;
E.滑动变阻器
,允许通过的最大电流为
;
F.滑动变阻器
,允许通过的最大电流为
;
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G.蓄电池
(电动势为
,内阻很小);
H.开关
。
(3)滑动变阻器应选择 (选填“
”或“
”)。
(4)在虚线框内将图乙所示的电路补充完整,并标明各器材的符号 。后续实验都在正确连接电
路的条件下进行。
(5)该同学在某次实验过程中测得电流表
的示数为
,电流表
的示数为
,则该电阻表达式
(用题中所给物理量符号表示)。
(6)调节滑动变阻器,测得多组
和
,并作出
图像如丙图所示,则该电阻的阻值为
。
13.“问天”学习小组在测量一未知电阻
的阻值,设计的实验电路如图甲所示,图中
为标准电阻
(阻值为800Ω),
、
均为非理想电压表。
(1)根据图甲正确连接电路,闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S 后,改变滑动变阻器滑片P 的位置,记录下对应的电压表
、
的示数
、
,则待测电
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阻
(用
、
和
表示),该实验方法 (填“存在”或“不存在”)理论上的实验误
差。
(3)为减小实验误差,实验小组的同学们多次改变滑动变阻器滑片P 的位置,记录多组
、
,利用测得
的数据作出的
图像如图乙所示,根据图乙可知,待测电阻
。
14.学生实验小组要测量量程为3V 电压表的内阻RV(约为
)可选用的器材有:
多用电表:
电源E(电动势约5V);
电压表V1(量程5V,内阻约
);
定值电阻R0(阻值为
);
滑动变阻器R1(最大阻值
);
滑动变阻器R2(最大阻值
);
开关S,导线若干
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,先将红、黑表笔短接调零后,选用图中 (填“A”或
“B”)方式连接进行测量;
(2)该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率 (填
“×10”、“×100”或“×1k”)挡,多用电表和电压表的指针分别如图甲、乙所示,多用电表的读数为
,电压表的读数为 V。计算出多用电表中电池的电动势为 V(保留3 位有效数字)
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(3)为了提高测量精度,他们设计了如图丙所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“R1”或
“R2”);
(4)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表V1和待测电压表的示数分别为U1、U,则待测电
压表内阻
(用U1、U 和R0表示)。
15.实验小组要测量量程为3V 的电压表V 的内阻
,可选用的器材有:
多用电表,电源
(电动势5V),电压表
(量程5V 内阻约
)
定值电阻
(阻值为
),滑动变阻器
(最大阻值
),滑动变阻器
(最大阻值
)
开关
,导线若干
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻,正确的实验步骤为 (把下列实验步骤前的字母按正确操作
顺序排序)
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
D.调节机械调零旋钮,使指针指向左侧零刻度线
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极”、“正极”相连,欧姆表的指针位置如图(a)
中虚线1 所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”、“×100”或“×1k”)位
置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线1 所示,则测得该电压表内阻为
;
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“
”或“
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”)
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表
、待测电压表V 的示数分别为
,则待测
电压表内阻
(用
和
表示);
16.A.待测电压表
(量程3.0V,内阻不到
);
B.标准电压表
(量程6.0V,内阻约为
);
C.电源E(电动势为6.0V,内阻很小);
D.滑动变阻器R(最大阻值为
);
E.定值电阻
(阻值为
);
F.开关S,导线若干。
(1)当待测电压表
的示数为
时,标准电压表
的示数为
,改变滑动变阻器滑片位置,经过多次测量,
得到多组
、
的数值,以
为纵坐标,
为横坐标,画出的
图像是斜率为2.25 的直线,则待
测电压表
的内阻
(结果保留2 位有效数字)
(2)把待测电压表
改装成量程为15V 的电压表,需要 (填“串”或“并”)联一个阻值
的定值电阻。(结果保留2 位有效数字)
(3)把改装后的电压表跟标准电压表进行校对,发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数小,说明在
改装电压表时选用的定值电阻的阻值 (填“偏大”或“偏小”)。
17.学生实验小组要测量量程为3V 的电压表V 的内阻
。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势
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5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻
(阻值为800Ω),滑动变阻器
(最大阻值
50Ω),滑动变阻器
(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆
表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填
“×1”“×100”或“×1K”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该
电压表内阻为 kΩ(结果保留1 位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选 (填“
”或“
”),闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端;(3)闭合开关S,滑动变阻
器滑片滑到某一位置时,电压表
,待测电压表的示数分别为
、,
则待测电压表内阻
(用
和
表示);
18.某实验小组欲利用热敏电阻设计一款温度报警器,器材有电源
(电动势为12V,内阻不计),电源
(电动势为1.5V,内阻不计),电流表A(量程为0.6A,内阻很小),电压表
(量程为6V,内阻
18
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),滑动变阻器
(最大阻值为
),电阻箱
,热敏电阻
(室温下阻值约为
),
单刀单掷开关
,单刀双掷开关
和导线若干。
(1)根据图甲测量电路,为尽可能准确地测量热敏电阻的阻值,电源应 (选填“
”或“
”),
电表1 应选 (填“电流表A”或“电压表V”)。
(2)测量热敏电阻的阻值
随温度的变化关系。
①依据图甲连接测量电路,将热敏电阻
置于温控箱中,将滑动变阻器的滑片置于最左端。
②闭合开关
,将单刀双掷开关
打到
端,调节温控箱的温度,调节滑动变阻器
使电表1 有适当读数;
保持滑动变阻器
滑片的位置不变,将单刀双掷开关
打到
端,调节 ,使电表1 的读数保持不
变,记录 。
③重复②中的步骤,在坐标纸中描绘热敏电阻的
图像,如图乙所示。
(3)利用该热敏电阻设计一款简易温度报警装置,其电路结构如图丙所示。已知电源的电动势为3V,内阻
很小,不计报警器电阻对电路的影响,若报警器的电压高于2V 时会报警,要求报警器在温度高于
时
发出警报,则电阻箱
的阻值应该调为
,若考虑到电源内阻的影响,则实际报警温度会
(填“高于”“低于”或“等于”)
。
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19.为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:待测电阻R(阻值约100Ω)、滑动变阻器R1(0~
100Ω)、滑动变阻器R2(0~10Ω)、电阻箱R0(0~9999.9Ω)、理想电流表A(量程50mA)、直流电源
E(3V,忽略内阻)、导线、开关若干。
某同学设计如图甲所示的电路进行实验。
(1)请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接 ;
(2)滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”);
(3)实验操作时,先将滑动变阻器的滑动触头移到 (选填“左”或“右”)端,再接通开关S;保
持S2断开,闭合S1,调节R1使电流表指针偏转至某一位置,并记下电流I1;
(4)断开S1,保持R1不变,调整电阻箱R0阻值在100Ω 左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流表读数为
时,R0的读数即为待测电阻R 的阻值。
20.为测量一大捆电阻率为
的铜导线的长度,实验小组设计方案如下:
(1)割去该铜导线的外皮,用螺旋测微器测定裸露铜丝的直径,如图(甲)所示,直径
mm。
(2)设计如图乙电路图测定铜丝电阻
。闭合开关
,把单刀双掷开关
拨向1,调节电阻箱
,记下电
流表读数为
;把开关
拨向2,调节电阻箱
的阻值,使电流表的示数也为
。则电阻
的阻值为
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的示数。(选填“
”、“
”)
(3)根据以上过程测得的数据和铜的电阻率,得出铜导线长度
(用
,d,
等表示)。
21.一定值电阻
阻值在
范围内,某研究小组欲根据如图所示电路精确测量其阻值。已知电源E
的电动势为5V、内阻为1Ω;灵敏电流计的量程为
、内阻为1kΩ;电阻箱R(0~9999.9Ω)。实验室
可供选择的其他主要器材如下:
A.电压表
量程0~5V,内阻为20kΩ); B.电压表
(量程0~15V,内阻为50kΩ);
C.电流表
(量程0~0.3A,内阻为2Ω); D.电流表
(量程0~0.6A,内阻为1Ω);
(1)为保证测量精度,电路中电压表应选 (选填“A”或“B”),电流表应选 (选
填“C”或“D”);
(2)为确保灵敏电流计G 的安全,闭合S 前电阻箱应调整至 (选填
“1000.0Ω”、“2000.0Ω”、“5000.0Ω”或“9999.9Ω”);
(3)闭合S 后,调节电阻箱的阻值,当灵敏电流计G 的示数为零时,电阻箱的阻值为R、电压表的示数为U
以及电流表的示数为I,则
的测量值为 (用测得的物理量表示);
(4)考虑电表内阻的影响,用这种方法测得的电阻值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真
实值。
22.物理实验小组找到一枚微安表,如图1 所示,组员希望将其改装成电压表。为此需要先测量表头的内
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阻。查阅资料可知,该型号电流表的内阻在
到
之间可选用的器材有直流电源
,电压
,
内阻不计;滑动变阻器
,最大阻值
;电阻箱
,总电阻99.9 至
;待测微安表;开关两个;导
线若干
(1)小鱼希望准确地测出微安表的内阻,规避系统误差。为此他设计了如下方案,
第一步搭建如图2 所示电路,调节滑片P 到适当位置,闭合S1。再调节电阻箱
的阻值,并用开关S2不断
试触,直到S2闭合前后电表G 指针偏角不变,读出此时电阻箱阻值
。调节
的具体方法为:若闭合S2
后电表G 指针偏角变小,则将电阻箱阻值
调 (选填“大”或“小”)
第二步交换电表G 和电阻箱位置,重复上述操作,读出此时电阻箱阻值
。
第三步微安表内阻
(2)小唐设法将微安表改装成量程为3V 的电压表。设小鱼测得
,则需要 (选填“并”或
“串”)联一个阻值为
的电阻
(3)小鱼和小唐将微安表改装成电压表后,将一标准电压表和改装表并联,测量某未知电源的路端电压,以
检验改装表的精度。若改装表恰好半偏,而标准电表读数如图3 所示,标准电表读数为
,此
时改装表的相对误差为
(结果取绝对值并保留两位有效数字)
23.某同学要探究光敏电阻阻值随光照强度变化的规律,实验电路如图甲所示。
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实验器材如下:
A.待测光敏电阻Rx(日光下阻值约几千欧)
B.标准电阻R1(阻值为10Ω)
C.标准电阻R2(阻值为4Ω)
D.灵敏电流计G(量程为300μA,a 端电势高于b 端电势,电流计向左偏转,b 端电势高于a 端电势,电流
计向右偏转)
E.电阻箱R3(0~9999Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.电源(电动势3.0V,内阻约为0.2Ω)
H.开关,导线若干
(1)①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
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②多次调节滑动变阻器和电阻箱,使电流计指针稳定时指向中央零刻线位置。电阻箱示数如图乙所示,电
阻箱接入电路的阻值R3= Ω。
(2)待测光敏电阻R 计算公式为 (用R1,R2,R3表示)。
(3)该同学找到该光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像如图丙所示,则上述实验中光强强度为
cd;
(4)若保持电阻箱阻值不变,增大光照强度,则电流计指针 (填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
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