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第45 讲 创新思维--测量电阻常用的5 种方法及定值电阻的妙用
目录
01、考情透视,目标导
航
02、知识导图,思维引航..............................................1
03、考点突破,考法探究..............................................2
考点一.伏伏法测电阻.................................................2
考点二.安安法测电阻.................................................4
考点三.半偏法测电表内阻.............................................5
考点四.等效替代法...................................................9
考点五.电桥法测电阻................................................12
考点六.定值电阻的妙用..............................................13
知识点一.放大(或保护)作用..........................................14
知识点二.等效于电流表..............................................14
知识点三.等效于电压表..............................................14
04、真题练习,命题洞见.............................................18
考情
分析
2024·贵州·高考物理第12 题
2024·河南·高考物理第12 题
2022·广东·高考物理第12 题
2023·海南·高考物理第12 题
2022·全国·高考物理第11 题
复习
目标
目标1.掌握等效替代法、伏伏法、安安法、半偏法、电桥法等测电阻的方法并
会进行相关实验设计。
目标2.理解定值电阻在电学实验电路中有可以作为保护电阻、可以结合电流电
压表作为测量电阻、可以扩大电流电压表量程等作用。
目标3.会利用定值电阻按照实验要求设计实验电路。
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考点一.伏伏法测电阻
伏伏法又称电压表差值法,是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图
甲、乙所示。
(1)条件:电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知内阻值的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表
使用,这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。
(3)原理:①图甲中,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2 ,根据电路知识有U2=U1+R0,则如果R0已知,
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可求出电压表V1的内阻r1=R0 ;如果r1已知,可以求出R0=r1。②图乙中,如果电压表V1的内阻r1、电
阻R0已知,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2 ,根据电路知识可知流过被测电阻Rx的电流为I=+=,
则被测电阻为Rx==。同理,如果R0、Rx为已知,可以由上面的关系求出电压表V1的内阻r1。
1.用以下器材可测量电阻Rx的阻值。
待测电阻Rx:阻值约为600 Ω;
电源E:电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计;
电压表V1:量程500 mV,内阻r1=1 000 Ω;
电压表V2:量程6 V,内阻r2约为10 kΩ;
电流表A:量程0.6 A,内阻r3约为1 Ω;
定值电阻R0:R0=60 Ω;
滑动变阻器R:最大阻值为150 Ω;
单刀单掷开关S 一个,导线若干。
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请在实线框中画出测量电阻Rx的实
验电路图。
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=______,式中各
符号的意义是__________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
【答案】(1)见解析图 (2) U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定
值电阻的阻值
考点二.安安法测电阻
安安法又称电流表差值法,是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图
甲、乙所示。
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(1)条件:电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表
使用,这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。
(3)原理:电流表A1、A2的读数分别为I1、I2 ,电流表A1的内阻为r1。则:
①图甲中,根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,
可以求出电流表A1的内阻r1。
②图乙中,根据电路知识有I1(r1+Rx)=(I2-I1)R0,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,
可以求出电流表A1的内阻r1。
2.学校物理兴趣小组设计如图甲所示电路来测量一电阻Rx的阻值。其中R0是定值电阻,R 是电阻箱。
(1)完善下列实验步骤:
①按照电路图用导线把实验器材连接起来;
②为安全起见,闭合开关前,电阻箱R 的阻值应调至________(填写“最大值”或“最小值”);
③闭合开关,调节电阻箱,当阻值为R 时记录电流表A1、A2的示数I1、I2;
④多次改变电阻箱阻值,并记录相应的电流表的示数;
⑤把记录的数据填在表格中,计算出的值;
⑥以为纵轴,电阻箱阻值R 为横轴,描点作图,得到如图乙所示图像;
⑦根据图像计算待测电阻的阻值。
(2)用RA1、RA2表示电流表的内阻,待测电阻Rx的表达式为________(用题目中所给或所测物理量表示)。
(3)根据如图乙所示的-R 图像,求得Rx=________Ω。
(4)考虑到电流表的内阻,由图乙求得的电阻值________(填写“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。
考点三.半偏法测电表内阻
利用半偏法测量电流表或电压表内阻时,先不连接电阻箱或将电阻箱阻值调为零,将电流表或电压表
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的指针调至满偏,然后再并联或串联上电阻箱,调节电阻箱的阻值,使电表示数为满偏刻度的一半,则认
为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表内阻相等。
半偏法测电表内阻可以分为两种情况:
项目
电流表半偏法
电压表半偏法
实验电
路图
实验
步骤
(1)按如图所示连接实验电路
(2)断开S2,闭合S1,调节R1,使电流表
满偏
(3)保持R1不变,闭合S2,调节R2,使电
流表半偏,然后读出R2的值,则RA=R2
(1)按如图所示连接实验电路
(2)将R2的值调为零,闭合S,调节R1的
滑片,使电压表满偏
(3)保持R1的滑片不动,调节R2,使电压
表半偏,然后读出R2的值,则RV=R2
实验条件
R1≫RA
R1≪RV
测量
结果
RA 测=R2<RA
RV 测=R2>RV
误差分析
当闭合S2时,总电阻减小,总电流增
大,大于原电流表的满偏电流,所以当
电流表半偏时,流经R2的电流比电流表
所在支路的电流大,R2的电阻比电流表
的电阻小,从而造成RA的测量值偏小
当R2的值由零逐渐增大时,R2与电压表
两端的电压也将逐渐增大,因此电压表
读数等于Um时,R2两端的电压将大于
Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏
大
3.用如图甲所示的电路测量一个量程为100 μA、内阻约为2 000 Ω 的微安表头的内阻,所用电源的电动势
约为12 V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9 Ω),R2(0~99 999.9 Ω)
(1)RM应选________,RN应选________。
(2)根据电路图甲,请把实物图乙连线补充完整。
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(3)下列操作顺序合理排列是________。
①将变阻器滑动头P 移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM的阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P 至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图丙是RM调节后的面板,则待测表头的内阻为______,该测量值________(填“大于”“小于”“等
于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2 V 的电压表后,某次测量指针指在图丁所示位置,则待测电压为
_________V(保留3 位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN的值,在滑动头P 不变的情况下,S2闭
合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP 间电压不变,则微安表内阻为________(用RM、RN
表示)。
4.某同学为测量电压表的内阻,实验室仅提供了以下器材:
A.待测电压表(量程为3 V,内阻约为30 kΩ)
B.电源E1(电动势为6.0 V,内阻不能忽略)
C.电源E2(电动势为3.0 V,内阻不能忽略)
D.滑动变阻器R1(最大阻值为10 kΩ)
E.滑动变阻器R2(最大阻值为10 Ω)
F.电阻箱R′(满足实验要求)
G.开关,导线若干
该同学利用上述器材连接了如图电路后,进行了下述操作:
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①先将滑动变阻器R 的滑片调到最左端,电阻箱R′的阻值调为零;
②闭合开关,调节滑动变阻器R 的滑片,使电压表指针满偏;
③保持滑动变阻器R 的滑片不动,调节电阻箱R′,使电压表指针偏转到满刻度的一半,读出电阻箱R′
的读数为29 kΩ。
(1)电源应选用______,滑动变阻器选用______。(填写对应序号)
(2)在实线框中画出电路图。
(3)待测电压表内阻为______,测量值________真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。
考点四.等效替代法
测量某电阻(或电表的内阻)时,用电阻箱替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),
则电阻箱与待测电阻是等效的。故电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。
等效替代法有如下两种情况:
项目
电流等效替代
电压等效替代
实验电
路图
实验
步骤
(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱
R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P
置于a 端
(2)闭合S1、S2,调节滑片P,使电流表指
针指在适当的位置,记下此时电流表的示
(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻
箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑
片P 置于a 端
(2)闭合S1、S2,调节滑片P,使电压表指
针指在适当的位置,记下此时电压表的
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数为I
(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器
滑片P 位置不变,调节电阻箱,使电流表
的示数仍为I
(4)此时电阻箱接入电路的阻值R0 与未知
电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0
示数为U
(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器
滑片P 位置不变,调节电阻箱使电压表
的示数仍为U
(4)此时电阻箱接入电路的阻值R0与未知
电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0
5.电流表A1的量程为0~200 μA、内阻约为500 Ω,现要测量其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如
下:
电流表A2:与A1规格相同;
滑动变阻器R1:阻值0~20 Ω;
电阻箱R2:阻值0~9 999 Ω;
保护电阻R3:阻值约为3 kΩ;
电源:电动势E 约为1.5 V、内阻r 约为2 Ω。
(1)如图所示,某同学想用等效替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请将滑动变阻器
接入电路中,使实验可以完成。
(2)电路补充完整后,请完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤。
a.先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到________(选填“最大”或
“最小”)。
b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I。
c.断开S1,保持S 闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数________,读出此时电阻箱的
阻值R0,则电流表A1的内阻r=________。
6.为了测量一电压表V 的内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,其中V0是标准电压表,R0和R 分别是滑
动变阻器和电阻箱,S 和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E 是电源。
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(1)用笔画线代替导线,根据如图甲所示的实验原理图将如图乙所示的实物图连接完整。
(2)实验步骤如下:
①将S 拨向接点1,接通S1,调节________,使标准电压表V0指针偏转到适当位置,记下此时______的读
数U;(填写器材代号)
②然后将S 拨向接点2,保持R0不变,调节______(填写器材代号),使________________________,记下
此时R 的读数;
③多次重复上述过程,计算R 读数的________,即为待测电压表内阻的测量值。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差,除偶然误差因素外,还有哪些可能的原因,请写出
其中一种可能的原因:_______________________________________ 。
考点五.电桥法测电阻
电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量原理电路如图所示,实验中调节电阻箱
R3,当A、B 两点的电势相等时,IG=0,R1和R3两端的电压相等,设为U1;同时R2和
Rx两端的电压也相等,设为U2。根据欧姆定律有=,=,由以上两式解得R1Rx=R2R3
或者=,这就是电桥平衡的条件。如果R1、R2、R3已知,由该平衡条件可求出被测电
阻Rx的阻值。
7.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,
R1、R2、R3为电阻箱,RF为半导体薄膜压力传感器,C、D 间连接电压传感器(内阻无穷大)。
(1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是________Ω;
(2)适当调节R1、R2、R3,使电压传感器示数为0,此时,RF的阻值为________(用R1、R2、R3表示);
(3)依次将0.5 g 的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压
传感器示数U,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量m/g
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压U/mV
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制U-m 关系图线;
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(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微
小压力F0,电压传感器示数为200 mV,则F0大小是________N(重力加速度取9.8 m/s2,保留2 位有效数
字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D 间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1,此时
非理想毫伏表读数为200 mV,则F1______F0(填“>”“=”或“<”)。
考点六.定值电阻的妙用
定值电阻在电学实验中起到非常重要的作用,在高考实验题中经常出现。定值电阻可以保护电路,当遇到
电压或电流与工作电路所需不同的时候,将定值电阻串联到电路中可以分压,并联到电路中可以分流,从
而保证工作电路部分正常;定值电阻与电压表(或电流表)结合可以充当电流表(或电压表)测量某些用电器的
电流(或电压)。
知识点一.放大(或保护)作用
1.电表改装中表头或低量程电流表串联一个电阻,可改装成一个电压表,其中定值电阻分担了多余的电
压,放大了电表的量程,同时对电表起保护作用。
2.电表改装中表头或低量程电压表并联一个电阻,可改装成一个电流表。其中定值电阻分担多余的电流,
放大了电表的量程,保护表头。
3.定值电阻与测量对象串联。
知识点二.等效于电流表
1.定值电阻与电压表并联,可作为电流表使用。
另外,若使用电阻箱和电压表测量电源电动势和内阻,电压表的示数除以电阻箱的阻值即可得到干路电流,
相当于一个电流表。
2.已知内阻的电压表相当于一个电流表。
3.电压表与定值电阻组合使用可以测量电流。
知识点三.等效于电压表
1.定值电阻若与一个电流表串联,可作为电压表使用,与电压表的改装类似,但也有不同的情况。
2.已知内阻的电流表相当于一个电压表。
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8.某新能源汽车的电池放在底盘的上面,几百节可充电电池通过串联和并联连接后,电压可高达450 V 至
500 V。现从中选取一节电池(电动势约为6 V,内阻约为2 Ω),测量该电池电动势和内阻,实验器材除待
测电池外有:
①电流表A(量程为300 mA,内阻RA=2 Ω)
②电压表V1(量程为3.0 V,内阻RV1=3 kΩ)
③电压表V2(量程为15 V,内阻RV2=10 kΩ)
④定值电阻R(阻值R=3 kΩ)
⑤滑动变阻器R1(最大阻值R1=3 kΩ)
⑥滑动变阻器R2(最大阻值R2=30 Ω)
开关S,导线若干。
(1)甲同学设计的实验电路如图1 所示,请至少指出该电路器材选用的两个不妥之处:①
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ,
②___________________________________________________________________ 。
(2)为了能安全、准确地测出该电池的电动势和内阻,请从上述提供的实验器材中选择必要的器材,在图2
虚线框中画出实验电路图,标明所选器材的符号。
(3)按照第(2)问中设计的电路进行正确的实验操作,得到了几组电压表读数U 和对应的电流表读数I,数据
如下表所示。根据表中数据,在图3 中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I 图像。
I/mA
193
153
111
69
30
U/V
2.51
2.59
2.68
2.76
2.84
(4)根据第(3)问绘制的U-I 图线求出电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果均保留三位有
效数字)
9.太阳能路灯以太阳光为能源,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给路灯供电,某太阳能电池
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电动势约为3 V,短路电流约为0.15 A,为了准确的测量其电动势和内阻,可供选用的器材如下:
A.电流表G:量程为30 mA,内阻Rg=30 Ω
B.定值电阻:R0=5 Ω
C.电阻箱:阻值范围0~999 Ω,允许通过最大电流0.5 A
D.导线若干,开关一个
(1)在下面的方框中画出实验原理图。
(2)多次改变电阻箱的阻值R,记录下每次电流表对应的示数I,利用图像法处理数据,若以为纵轴,则应
以________为横轴,拟合直线。
(3)若图像纵轴的截距为b,斜率为k,则可求得电动势E=________,内阻r=________。(均用符号“b、
k、R0、Rg”表示)
10.理想电压表内阻无穷大,而实际电压表并非如此,现要测量一个量程为0~3 V、内阻约为3 kΩ 电压表
的阻值,设计电路图如图甲所示。实验室备有以下器材:
A.待测电压表V1:量程为0~3 V、内阻约为3 kΩ
B.电压表V2:量程为0~6 V、内阻约为6 kΩ
C.滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω、额定电流1 A
D.定值电阻R0
E.电源:电动势6 V、内阻约为1 Ω
F.开关一个、导线若干
(1)电压表V1和V2示数分别为U1和U2,按该电路测量电压表V1的内阻RV的表达式RV=
________________________________________________________________________ 。
(2)在正确连接电路后,闭合开关S,不断地调节滑动变阻器R1滑片位置。记录多组电压
表V1、V2示数,作出U2-U1图线如图乙所示,若R0=1 480 Ω,由图线上的数据可得RV
=____________Ω。
11.用以下器材测量待测电阻Rx的阻值。
A.待测电阻Rx:阻值约为200 Ω;
B.电源E:电动势为3.0 V,内阻可忽略不计;
C.电流表A1:量程10 mA,内阻r1=20 Ω;
D.电流表A2:量程20 mA,内阻r2≈8 Ω;
E.滑动变阻器R1:最大阻值为10 Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值为200 Ω;
G.定值电阻R0:阻值R0=80 Ω;
H.开关S,导线若干。
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(1)为了测量电阻Rx,现有三位同学分别设计了如图甲、乙、丙所示的实验电路图,你认为正确的是图
________。(选填“甲”“乙”或“丙”)
(2)滑动变阻器应该选________(选填“R1”或“R2”);在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P 应置于
________(选填“a”或“b”)端。
(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx的表达式为Rx=________。(用本题已
知量的字母表示)
1.(2024·新疆河南·高考真题)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“
”)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);
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(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
、U 和
表示);
(4)测量得到
,则待测电压表内阻
(结果保留3 位有效数字)。
2.(2023·湖南·高考真题)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,
其电路如图(a)所示,
为电阻箱,
为半导体薄膜压力传感器,
间连接电压传感器(内
阻无穷大).
(1)先用欧姆表“
”挡粗测
的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是
;
(2)适当调节
,使电压传感器示数为0,此时,
的阻值为 (用
表示);
(3)依次将
的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读
出电压传感器示数
,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
14
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电压
0
57
115
168
22
0
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制
关系图线 ;
(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力
,电压传感器示数为
,则
大小是
(重力加速度取
,保留2 位有效数
字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量
间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力
,
此时非理想毫伏表读数为
,则
(填“>”“=”或“<”).
3.(2022·全国·高考真题)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势
,内阻
很小),电流表(量程
,内阻约
),微安表(量程
,内阻
待测,约
),滑动变阻
器R(最大阻值
),定值电阻
(阻值
),开关S,导线若干。
(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图 ;
(2)某次测量中,微安表的示数为
,电流表的示数为
,由此计算出微安表内阻
。
4.(2024·贵州·高考真题)某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律,探测温度控制室内的温度。
选用的器材有:
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热敏电阻
;
电流表G(内阻
为
,满偏电流为
);
定值电阻R(阻值为
);
电阻箱
(阻值
);
电源E(电动势恒定,内阻不计);
单刀双掷开关
、单刀单掷开关
;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a),在答题卡上完成图(b)中的实物图连线。
(2)开关
开,将电阻箱的阻值调到 (填“最大”或“最小”)。开关
接1,调节电阻箱,当电
阻箱读数为
时,电流表示数为
。再将
改接2,电流表示数为
,断开
。得到此时热敏电阻
的阻值为 Ω。
(3)该热敏电阻
阻值随温度t 变化的
曲线如图(c)所示,结合(2)中的结果得到温度控制室内此
时的温度约为 ℃。(结果取整数)
(4)开关
接1,闭合
,调节电阻箱,使电流表示数为
。再将
改接2,如果电流表示数为
,
则此时热敏电阻
(用k 表示),根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度。
5.(2024·广东·高考真题)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,
实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电
动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V 和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个
相同的光敏电阻
和
;开关S:手电筒:导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明
隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单
元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
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(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S 和电压表(V)间的实物图
连线 。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R 的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到
和
,使
表面的光照强度比
表面的
小。
②闭合S,将R 的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数
为 V,U2的示数为
1.17V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。
③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到
和
。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光
敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数
,图乙中的电动机带动电池板 (填
“逆时针”或“顺时针”)转动,直至 时停止转动,电池板正对手电筒发出的光
6.(2023·海南·高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω 的微安表头的内阻,
所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选 ,RN应选 ;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整 ;
(3)下列操作顺序合理排列是 :
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①将变阻器滑动头P 移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P 至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为 ,该测量值 (填“大于”、“小
于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V 的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V
(保留3 位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P 不变,S2闭合后调
节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP 间电压不变,则微安表内阻为 (用RM、RN表
示)
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