初中物理中考复习 专题三　题型四、内阻相关计算课件PPT

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该类试题主要考查欧姆定律在串并联电路中的应用,运用串联分压和并联分流原理解决实际问题。
例题实验室使用的电压表一般是由小量程的电流计G串联一分压电阻改装而成的。改装前必须先测量电流计G的内阻Rg,在滑动变阻器接入电阻R远大于Rg时,我们可以采用图甲所示电路测量其内阻。合上S1,调节R使电流计G满偏;再合上S2,调节R1使电流计G半偏,此时可以认为电流计G的内阻Rg=R1。这就是“半偏法”测电流计G的内阻,实验测得Rg=200 Ω。
(1)已知电流计G指针偏转到最大刻度时满偏电流值Ig=500 μA,则电流计G指针偏转到最大刻度时满偏电压Ug为多大;(2)小明将其改装成量程(0~3 V)的电压表V,如图乙,则定值电阻R的阻值为多大;(3)半偏法测电流计G内阻Rg是否准确,若不准确,比真实值偏大还是偏小。答案:(1)0.1 V　(2)5 800 Ω　(3)半偏法测电流计G内阻Rg不准确,测得值比真实值偏小
(3)由题可知,再合上S2时,R1与电流并联了,电路的总电阻变小,干路上的电流变大,因此电流计半偏时,流过R1的电流会大于电流计电流,即R1的电阻会小于电流计的电阻,也就是说测量值会略小于真实值。
方法指导本题考查了欧姆定律、功率、电功率的计算,电动机的正常工作时将电能转化为机械能和内能,是非纯电阻电路,计算中要注意公式的适用范围。
1.在实际电路中电流表、电压表的内阻不能忽略。某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx,他先将电压表、电流表按图a的方法连接在电源电压恒定的电路中,测得电压表、电流表的示数分别为3.0 V、3.0 mA。接着在同一电路中,他又将同一电压表、电流表按图b的方法连接,测得电压表、电流表的示数分别为2.9 V,4.0 mA。
(1)求出电流表的内阻RA。(2)根据已知条件准确计算待测电阻Rx的阻值。
答案:(1)25 Ω　(2)975 Ω　解析:(1)图a中,电压表测量电阻Rx和电流表的总电压,即电源电压,电流表测通过电阻Rx的电流,电压表的示数为3.0 V,所以电源电压U=3.0 V,即UA+Ux=3.0 V,图b中,电压表测量电阻Rx两端的电压,电流表测量电阻Rx和电压表的总电流,电压表的示数为2.9 V,即Ux=2.9 V,所以电流表分得的电压UA=U-Ux=3.0 V-2.9 V=0.1 V,而IA=4.0 mA,
(2)电源电压U=3.0 V,图a中电流I=3.0 mA,
即RA+Rx=1 000 Ω,则待测电阻Rx的真实值Rx=1 000 Ω-RA=1 000 Ω-25 Ω=975 Ω。　
2.实际测量中所使用的电流表和电压表是由小量程电流表改装而成的。一只小量程电流表满偏电流Ig=3 mA,内阻为Rg=100 Ω。将小量程电流表与两定值电阻R1、R2按图乙的电路图连接起来,已知R1=0.5 Ω,R2=24.5 Ω,S是一只单刀双掷开关。
(1)计算小量程电流表满偏时两端的电压Ug。(2)将S与接线柱b端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电流表,计算其最大量程I。(3)将S与接线柱c端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电压表,计算其最大量程U。
答案:(1)0.3 V　(2)0.6 A　(3)15 V　解析:(1)小量程电流表满偏时通过的电流Ig=3 mA=0.003 A,
Ω=0.3 V;(2)将S与接线柱b端相连,G与R1并联,电流表的最大量程等于通过G和R1的最大电流之和,因并联电路中各支路两端的电压相等,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的最大量程I=Ig+I1=0.003 A+0.6 A=0.603 A≈0.6 A;
(3)将S与接线柱c端相连时,G与R1并联后再与R2串联,电压表的量程等于并联部分的电压与R2两端的最大电压之和,由(2)可知,G与R1并联且通过G的电流最大时,并联部分的电压为Ug=0.3 V,电路的总电流I=0.603 A,因串联电路中各处的电流相等,所以,R2两端的电压U2=IR2=0.603 A×24.5 Ω=14.773 5 V,电压表的量程U=Ug+U2=14.773 5 V+0.3 V=15.073 5 V≈15 V。　
3.如图所示是一个电流表、电压表两用的电路,电流表G的满偏电流是100 mA,内阻是10 Ω。电阻R1=2 Ω,R2=50 Ω,S为单刀双掷开关。(1)当S开关接到a时,电流表改装成什么表?当电流表G满偏时,其量程是多少?(2)当S开关接到b时,电流表改装成什么表?当电流表G满偏时,其量程是多少?(3)当S开关接到b时,改装后的电表的内阻是多少?
答案:(1)电流表　0.6 A　(2)电压表　31 V(3)51.67 Ω　解析:(1)S接a时,电流表G与R1并联,电阻较小,改装成电流表。已知表头G的量程是100 mA,内阻是10 Ω,根据欧姆定律可得,电流表G指针满偏,
干路电流为I=I1+Ig=0.5 A+0.1 A=0.6 A;当电流表G满偏时,其量程是0~0.6 A;(2)当S接b时,电流表G与R1并联后再与R2串联,电阻较大,改装成电压表。电流表G指针满偏时,电流表G与R1并联的电压不变,即U=Ug=1 V,并联电路的总电流I=0.6 A,
电路两端的最大总电压U总=U+U2=30 V+1 V=31 V,即电路相当于量程为31 V的电压表;
4.干电池本身有一定的电阻,可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻串联而成,如图甲所示。某校物理课外兴趣小组的同学想利用“伏安法测电阻”的方法对电源的内阻进行测量,他们设计了图乙所示的电路对一节干电池进行测量,闭合开关S,在滑动变阻器滑片P从B端滑到A端的过程中,电压表示数与电流表示数的对应关系图线如图丙所示。(图中电表均为理想电表)
(1)请画出图乙对应的等效电路图。(2)请根据图丙的相关数据求出本节干电池的内阻r和电源电压U。
答案:(1)电路图见解析　(2)1 Ω　1.5 V解析:(1)根据题意可画出图乙对应的等效电路图,如图所示。
(2)当滑片位于A端时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,等效电路如图。
由图丙可知,电路中的最大电流I大=1.5 A,
当滑片位于B端时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,等效电路如图。
由图丙可知,此时电路中的最小电流I小=0.5 A,电压表示数为1 V,即电阻R两端的电压为1 V,
由①②得,1.5 A×r=1 V+0.5 A×r,解得r=1 Ω,将r=1 Ω代入①得,电源电压U=I大r=1.5 A×1 Ω=1.5 V。
5.利用小量程的电流表可以改装成一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。改装电路如图所示,将一只满偏电流Ig=200 μA的灵敏电流计接在电路中,电源电压U=1.5 V。将a、b两点直接相连,调节滑动变阻器R,使灵敏电流计达到满偏电流,把“200 μA”刻度线标位“0 Ω”。在测量过程中保持滑动变阻器阻值不变,当在a、b两点间接入R1时,灵敏电流计指针刚好指在刻度盘的中央。(1)求R1的阻值;(2)试分析在a、b两点间接入待测电阻Rx时,灵敏电流计的刻度线I与Rx间的关系。