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备考2024届高考物理一轮复习强化训练第十章恒定电流实验十一测量金属丝的电阻率测量电阻的四种创新方法方法2半偏法测电表内阻
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这是一份备考2024届高考物理一轮复习强化训练第十章恒定电流实验十一测量金属丝的电阻率测量电阻的四种创新方法方法2半偏法测电表内阻，共5页。试卷主要包含了0Ω ，该测量值 小于 真实值，28 V等内容，欢迎下载使用。
图甲
（1）RM应选 R1 ，RN应选 R2 ；
（2）根据电路图甲，请把实物图乙连线补充完整；
图乙
（3）下列操作顺序合理排列是： ①③②④ ；
①将滑动变阻器滑片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，调节滑片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 1998.0Ω ，该测量值 小于 （选填“大于”“小于”或“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丁所示位置，则待测电压为 1.28 V.
图丁
（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，在滑片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O、P间电压不变，则微安表内阻为 RNRMRN－RM （用RM、RN表示）.
解析 （1）根据半偏法的测量原理可知，闭合开关S2之后，要求通过RN的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微，故RM应选R1，RN应选R2.
（2）按实验原理图依次连接实物电路，如图所示.
（3）闭合开关S1前，需要调节滑动变阻器滑片，使测量电路短路，即滑片P移至最左端，然后断开S2、闭合S1，调节滑片P使微安表达到满偏，接着闭合S2，保证滑片P不动，调节RM，使微安表半偏，最后断开所有开关，拆除导线，整理器材.故正确的操作顺序是①③②④.
（4）根据半偏法的测量原理可知，读出的RM即微安表的内阻，则由图丙可知微安表的内阻为1998.0Ω.闭合S2后，相当于RM由无穷大变成有限值，RM的阻值变小，流过RN的电流大于原来的电流，则流过RM的电流大于IA2，故RM的阻值小于RA.
（5）按读数规则，微安表的示数为64μA，按换算关系2V100μA＝Ux64μA可知待测电压Ux为1.28V.
（6）根据题意可得IA（RA＋RN）＝（IA2＋IA2RARM）RN＋IA2·RA，得RA＝RNRMRN－RM.
考法拓展
[测电压表内阻]某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω），滑动变阻器R2（最大阻值为5kΩ），直流电源E（电动势为3V），开关1个，导线若干.实验步骤如下：
①按电路原理图甲连接实验器材；
②将电阻箱阻值调为零，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值.
回答下列问题：
（1）实验中应选择滑动变阻器 R1 （选填“R1”或“R2”）.
（2）根据图甲所示电路将图乙中的实物连线.
图乙
（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 2520 Ω（结果保留到个位）.〗
（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满偏电流为 D （填正确答案标号）.
A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA
答案 （2）如图所示
解析 （1）本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差.
（2）滑动变阻器为分压式接法，实物图连线如图所示.
（3）电压表和电阻箱串联，它们各自两端的电压分别为2.00V和0.50V，则RV＝4R＝2520Ω.
（4）电压表的满偏电流Ig＝URV＝2.52520A≈1mA，故D正确.
电流半偏法
电压半偏法
电路图
实验步骤
（1）先断开S2，再闭合S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程Im；
（2）保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于12Im时记录下R2的值，则RA＝R2
（1）将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其量程Um；
（2）保持R1的滑动触头不动，调节R2，当电压表读数等于12Um时记录下R2的值，则RV＝R2
实验原理
当闭合S2时，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变（仍为Im），电流表读数为Im2，则R2中的电流为Im2，所以RA＝R2
RV≫R1，R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为Um，当电压表读数为Um2时，R2两端电压也为Um2，则二者的电阻相等，即RV＝R2
误差分析
（1）测量值偏小：RA测＝R2＜RA真.
（2）原因分析：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，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的内阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小.
（3）减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选最大阻值非常大的滑动变阻器R1，满足R1≫RA
（1）测量值偏大：RV测＝R2＞RV真.
（2）原因分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于12Um时，R2两端的电压将大于12Um，使R2＞RV，从而造成RV的测量值偏大.显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的内阻.
（3）减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选最大阻值较小的滑动变阻器R1，满足R1≪RV
图甲
（1）RM应选 R1 ，RN应选 R2 ；
（2）根据电路图甲，请把实物图乙连线补充完整；
图乙
（3）下列操作顺序合理排列是： ①③②④ ；
①将滑动变阻器滑片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，调节滑片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 1998.0Ω ，该测量值 小于 （选填“大于”“小于”或“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丁所示位置，则待测电压为 1.28 V.
图丁
（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，在滑片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O、P间电压不变，则微安表内阻为 RNRMRN－RM （用RM、RN表示）.
解析 （1）根据半偏法的测量原理可知，闭合开关S2之后，要求通过RN的电流应基本不变，就需要RN较大，对下方分压电路影响甚微，故RM应选R1，RN应选R2.
（2）按实验原理图依次连接实物电路，如图所示.
（3）闭合开关S1前，需要调节滑动变阻器滑片，使测量电路短路，即滑片P移至最左端，然后断开S2、闭合S1，调节滑片P使微安表达到满偏，接着闭合S2，保证滑片P不动，调节RM，使微安表半偏，最后断开所有开关，拆除导线，整理器材.故正确的操作顺序是①③②④.
（4）根据半偏法的测量原理可知，读出的RM即微安表的内阻，则由图丙可知微安表的内阻为1998.0Ω.闭合S2后，相当于RM由无穷大变成有限值，RM的阻值变小，流过RN的电流大于原来的电流，则流过RM的电流大于IA2，故RM的阻值小于RA.
（5）按读数规则，微安表的示数为64μA，按换算关系2V100μA＝Ux64μA可知待测电压Ux为1.28V.
（6）根据题意可得IA（RA＋RN）＝（IA2＋IA2RARM）RN＋IA2·RA，得RA＝RNRMRN－RM.
考法拓展
[测电压表内阻]某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为50Ω），滑动变阻器R2（最大阻值为5kΩ），直流电源E（电动势为3V），开关1个，导线若干.实验步骤如下：
①按电路原理图甲连接实验器材；
②将电阻箱阻值调为零，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值.
回答下列问题：
（1）实验中应选择滑动变阻器 R1 （选填“R1”或“R2”）.
（2）根据图甲所示电路将图乙中的实物连线.
图乙
（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 2520 Ω（结果保留到个位）.〗
（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满偏电流为 D （填正确答案标号）.
A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA
答案 （2）如图所示
解析 （1）本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差.
（2）滑动变阻器为分压式接法，实物图连线如图所示.
（3）电压表和电阻箱串联，它们各自两端的电压分别为2.00V和0.50V，则RV＝4R＝2520Ω.
（4）电压表的满偏电流Ig＝URV＝2.52520A≈1mA，故D正确.
电流半偏法
电压半偏法
电路图
实验步骤
（1）先断开S2，再闭合S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电流表读数等于其量程Im；
（2）保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于12Im时记录下R2的值，则RA＝R2
（1）将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压表读数等于其量程Um；
（2）保持R1的滑动触头不动，调节R2，当电压表读数等于12Um时记录下R2的值，则RV＝R2
实验原理
当闭合S2时，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变（仍为Im），电流表读数为Im2，则R2中的电流为Im2，所以RA＝R2
RV≫R1，R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为Um，当电压表读数为Um2时，R2两端电压也为Um2，则二者的电阻相等，即RV＝R2
误差分析
（1）测量值偏小：RA测＝R2＜RA真.
（2）原因分析：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，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的内阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小.
（3）减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选最大阻值非常大的滑动变阻器R1，满足R1≫RA
（1）测量值偏大：RV测＝R2＞RV真.
（2）原因分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于12Um时，R2两端的电压将大于12Um，使R2＞RV，从而造成RV的测量值偏大.显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的内阻.
（3）减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选最大阻值较小的滑动变阻器R1，满足R1≪RV
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