11.6 专题：电阻的测量（课中练习）-高中物理人教版（2019）必修第三册高二上学期课前课中课后同步试题精编

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11.6 专题：电阻的测量 课中练一、伏安法测电阻的阻值【课堂引入】伏安法测电阻阻值【例题】1. 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10kΩ），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A.电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ）B.电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ）C.电流表（量程0~1mA，内阻约30Ω）D.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.05Ω）E.电源（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计）F.电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）G.滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）①为使测量尽量准确，电压表选用_______，电流表选用_______，电源选用_______。（均填器材的字母代号）；②画出测量Rx阻值的实验电路图_______。③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_______其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是_______。二、替代法测电阻的阻值【课堂引入】实验方法：利用“替代法”测量电阻的电路图如图所示。图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，Rx为待测电阻，A为电流表，利用该电路，经过如下步骤可以测得待测电阻Rx的阻值。（1）闭合S1和S3，断开S2，调节R1的阻值，使电流表读数等于某个数值I0；（2）闭合S1和S2，断开S3，保持R1不变，调节R2，使电流表读数等于I0，然后读出R2的值，则待测电阻Rx＝R2。【例题】2. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为______cm，直径为______mm。（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R的滑片置于阻值最______（选填“大”或“小”）处，将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。②将电阻箱R2的阻值调到最______（选填“大”或“小”），S2拨向接点2，保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2的阻值为1280。（3）由此可知，圆柱体的电阻为______Ω。三、半偏法测电压表、电流表的内阻【课堂引入】半偏法测电流表内阻如图所示，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表读数达到满偏值I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的读数为，然后读出R2的值，则有RA＝R2。【例题】3. 实验室有一个量程为0~200 μA的直流电流计G。（1）某同学用如图所示电路采用半偏法测定电流计G的内阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用________，变阻器R1应选用________，变阻器R2应选用________（填器材前的字母）。A.电源（电压1.5 V）B.电源（电压6 V）C.电阻箱（0~999.9 Ω）D.滑动变阻器（0~500 Ω）E.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器作用相当）（0~5.1 kΩ）F.电位器（0~51 kΩ）（2）该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调到最大。后续的实验操作步骤依次是________，________，________，________，最后记录R1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）。A.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满偏刻度D.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满偏刻度的一半E.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满偏刻度的一半F.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满偏刻度（3）实验测得R1的值为300 Ω，则被测电流计G的内阻rg的测量值为________ Ω，该测量值________（填“略大于”“略小于”或“等于”）实际值。【课堂练习】4. 某物理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为的电压表，为此他们用图示电路测定该电流表的内阻，实验室可提供的器材如下：A. 电流表：满偏电流为，内阻未知；B. 干电池：电动势为，内阻未知；C. 滑动变阻器：最大阻值约为，额定电流为D. 滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为E. 电阻箱：F. 开关两个，导线若干（1）滑动变阻器应选用______（选填“C”或“D”），将开关、都断开，连接好实物图，使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为．（2）闭合开关，调节电阻箱的阻值为时电流表的示数为，则电流表的内阻______．若仅考虑系统误差，则测量值比实际值略______（选填“偏大”或“偏小”）．（3）为将该电流表改装成量程为的电压表，需串联电阻的阻值为______．【课堂引入】半偏法测电压表内阻如图所示，闭合开关S，将电阻箱R2的阻值调为零，调节滑动变阻器R1，使电压表达到满偏值U0；保持R1不变，调节R2，使电压表的示数为，记下此时电阻箱的示数R2，则有RV＝R2.【例题】5. 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法），实验室提供的器材如下：待测电压表V（量程3V，内阻约为3000Ω），电阻箱R0（最大阻值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100Ω，额定电流2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整______；（2）根据设计的电路，写出实验步骤：______；（3）将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′______RV（选填“>”“=”或“<”），主要理由是______。【课堂练习】6. 某同学采用“半偏法”测量一个量程为的电压表的内阻（约），电路图如图所示。(1)要使测量值尽量准确，除了选用电源、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用______（选填“A”或“B”），电阻箱中选用______（选填“C”或“D”），电源中选______（选填“E”或“F”）A. 滑动变阻器（）B. 滑动变阻器（）C. 电阻箱（），阻值最小改变量为D. 电阻箱（），阻值最小改变为E.（电动势），内阻可忽略F. 电源（电动势），内阻可忽略(2)该同学在测量电压表的内阻时，实验步骤如下：①按实验原理图连按好电路，把开关，断开，把滑动变阻器的滑片置于______（选填“a”或“b”）；②闭合开关，，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为；③保持位置不变，再断开开关，调节电阻箱的阻值使电压表的示数为，此时电阻箱的阻值为，则被测电压表内阻的测量值______。(3)为了减少实验的误差，必须使滑动变阻器的最大阻值______（选填“远小于”或“远大于”）电压表的内阻。(4)电压表内阻的测量值和真实值相比，______（选填“略大于”“略小于”或“等于”）。参考答案1. 【答案】①. B；. C ；. F ；②电路图见解析 ；③ 大于 ；电压表的读数大于待测电阻两端实际电压【详解】①若选用电源1.5V，由于被测电阻很大，电路中电流非常小，不利于实验，即电源选用12V的，即F；则电压表就应该选取B；电路中的最大电流为故选用电流表C。②因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω，若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，由于，所以采用电流表内接法，电路图如图所示 ③由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据可知测量值偏大；2. 【答案】 （1） 5.03 ； 5.315 （2）. 大 ； 大 （3）1280【详解】（1）游标卡尺不需要估读，由图可知，游标卡尺的分度值为0.1mm，其读数为螺旋测微器需要估读，其读数为（2）①将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；②将电阻箱R2的阻值调到最大，S2拨向接点2，保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2的阻值为1280；（3）S2拨向接点2，保持R1不变，那么从电路的变化看，只是用替换了圆柱体，而调节，使电流表示数仍为，那么起到的效果与圆柱体完全相同（等效替代法），即的阻值等于圆柱体的电阻R，所以圆柱体的电阻3. 【答案】 （1）. B ； C；. F （2）. B ；. C ；. A；. E （3）. 300 ； 略小于【详解】（1）用半偏法测量电流计内阻时，首先选择滑动变阻器（必须大于电路所需的最小电阻），由电路的最大电流为电流计的满偏电流，可得最小电阻或则考虑到保护电阻R0约为1 kΩ，可知调节滑动变阻器使电流计满偏时滑动变阻器接入电路的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，则R2选择F；电源选择电压较大的B；R1是用来测量电流计内阻的，电阻箱可以显示数值，只能选C。（2）实验步骤为：第一步闭合S2；第二步调节R2的阻值，使电流计满偏；第三步闭合S1；第四步调节R1的阻值，使电流计半偏；第五步读出R1的示数，即为待测电流计的内阻。（3）R1的示数为待测电流计的内阻，所以闭合S1后，电路的总电阻减小，当电流计半偏时，干路电流大于电流计的满偏电流，通过电阻箱的电流大于通过电流计的电流，所以电阻箱的阻值略小于电流计内阻。4. 【答案】 （1）. D （2）. 100 ； 偏小 （4） 9900【详解】（1）由图可知，本实验中采用半偏法确定电流表内阻，为了减小并联电阻箱后对电流的影响，滑动变阻器应选择总阻值较大的．（2）闭合开关，调节电阻箱的阻值为时，电流表的示数为，则说明电流表半偏，电阻箱分流，根据串并联电路的规律可知，电流表的内阻为．当闭合时，电阻箱和并联，并联后总阻值，而电阻不变，所以闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大，即电流大于，而此时电流表支路的电流等于，那么电阻箱支路的电流要大于，那么其电阻肯定要小于．所以，用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小．（3）根据改装原理可知，要将电流表改装成电压表，应串联一个大电阻，为．5.【答案】（1）. 电路图见解析；（2）见解析；（3）. > ； 见解析【详解】（1）因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路图如图所示：（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻。（3）断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′>RV。6.【答案】（1）. A； D； F（2）. a ； （3） 远小于（4） 略大于【详解】(1)本题滑动变阻器“是分压式接法，为了操作方便应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选A；因为本实验是采用“半偏法”测电压表的内阻，电压表半偏时，电阻箱的阻值认为等于电压表的内阻，电压表的大约值为，所以电阻箱选D；由于电压表量程为，并且(2)中电压表示数要调到，所以电源只能选F。(2)按实验原理图连接好电路，把开关、断开，为了保证开关闭合时电路的安全，且本实验采用分压接法，为了让测量电路中的电压由零开始调节，把滑动变阻器的滑片置于端；电阻箱和电压表串联的总电压是，调节电阻箱使电压表示数为时，电阻箱上分压为，根据串联电路电压与电阻成正比，得被测电压表内阻的测量值等于电阻箱的阻值。(3)为了减小电压表内阻对电路的影响，使测量电路两端的电压保持不变；应使滑动变阻器的最大阻值远小于电压表内阻；(4)实验中认为电阻箱和电压表电阻相等，故调节电阻箱的阻值使电压表指针指到位置，此时电阻箱的电压大于，故电阻箱的电阻大于电压表的电阻，即测量值偏大。