2024版高中同步新教材必修第三册人教物理备课资源专题强化练4　伏安法测电阻实验误差分析及滑动变阻器的使用含答案

2024版高中同步新教材必修第三册人教物理备课资源专题强化练4伏安法测电阻实验误差分析及滑动变阻器的使用40分钟题型一伏安法测电阻实验误差分析1.(2021安徽潜山第二中学期中)用伏安法测电阻时,电流表有两种接法,如图甲、乙所示,则下列说法正确的是()A.用甲图测量时,误差主要是电流表的分压作用造成的B.用乙图测量时,误差主要是电流表的分压作用造成的C.若待测电阻的阻值远远大于电流表的阻值,采用图甲测量的误差较小D.若待测电阻的阻值与电流表阻值相差不多,采用图乙测量的误差较小2.(2022山西太原五中月考)某同学用伏安法测一个未知电阻Rx的阻值,利用甲、乙图所示的电路各测一次,依图甲测得的数据是U=2.00V,I=1.00mA,依图乙测得的数据是U'=1.90V,I'=2.00mA,下列说法正确的是()A.选用甲电路更好,因为甲电路测量的误差较小,真实值应小于2000ΩB.选用乙电路更好,因为乙电路测量的误差较小,真实值应小于950ΩC.甲电路的电流I和乙电路的电压U'都是准确值,所以电阻的真实值为1900ΩD.采用甲电路测得阻值为2000Ω,采用乙电路测得阻值为950Ω,所以电阻的真实值为1475Ω题型二滑动变阻器的使用3.(2023江苏宜兴中学期中)金属丝电阻约为5Ω,电流表内阻约0.1Ω,电压表内阻约3kΩ。要求在流过金属丝的电流相同的情况下,电路消耗的功率最小,且能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用()题型三伏安法测电阻4.(2021江西临川一中月考)某同学用伏安法测量一未知电阻Rx的电阻值。(1)该同学用电流表内接法和外接法分别测量了Rx的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,由电流表外接法得到的图线是图甲中的(填“a”或“b”);

(2)用图甲中的数据,求出用电流表外接法时Rx的测量值为Ω(保留2位有效数字),其与真实值相比(填“偏大”或“偏小”);

(3)图乙是根据电流表外接法已部分连接的实物电路,请结合甲图信息补充完成实物接线。5.(2023山西平遥二中月考,改编)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、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0~6mA,内阻约5Ω)E.电源电压1.5V,额定电流0.5A,内阻不计F.电源电压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),滑动变阻器采用式接法(填“分压”或“限流”)。

(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的电路图。(3)如图给出了完成该实验所需的器材,请用笔画线代替导线将它们连成实验电路。(4)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”)。

6.(2023山东青岛第九中学月考)某同学想要准确测量一阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材:A.电流表A(量程为0~6mA,内阻300Ω)B.电压表V(量程为0~3V)C.滑动变阻器R1(0~5Ω)D.滑动变阻器R2(0~1000Ω)E.电阻箱R0(0~999.9Ω)F.电源(电压E=3V)G.开关H.导线若干(1)为尽可能获取多组数据和操作方便,滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”);为将电流表A改装成量程为0~0.6A的电流表,把电流表A与电阻箱R0并联,需要将电阻箱R0的阻值调为Ω(结果保留2位有效数字)。

(2)根据实验室提供的器材,设计实验电路并将如图甲所示的电路图补充完整。(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录下电压表的示数U和电流表的示数I,换算出通过待测电阻的电流Ix,在方格纸上作出如图乙所示的U-Ix曲线,则待测电阻的阻值Rx=Ω(结果保留2位有效数字)。

答案与分层梯度式解析专题强化练4伏安法测电阻实验误差分析及滑动变阻器的使用1.B由题图甲可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使得所测电流偏大,实验误差来源于电压表分流,故A错误;由题图乙可知,电流表采用内接法,由于电流表的分压作用,使得所测电压偏大,实验误差来源于电流表的分压,当待测电阻阻值远大于电流表内阻时采用该电路实验误差较小,故B正确,C、D错误。2.A电流相对变化为ΔII=11,电压相对变化为ΔUU=120,对比可知电压表的分流对实验影响更大,所以应选择电流表内接法,即题图甲,被测电阻的阻值为Rx=方法技巧程序法处理电流表内、外接问题3.D由于滑动变阻器采用限流式接法时流过电路的总电流小于采用分压式时电路中的总电流,故要使电路消耗的功率小,滑动变阻器应采用限流式接法;由于Rx<RVRA,4.答案(1)b(2)1.2偏小(3)图见解析解析(1)采用电流表外接法,由于电压表分流,测得的电流值会偏大,电阻值偏小;而采用电流表内接法时测得的电阻值会偏大,由题图甲中图像可知,由电流表外接法得到的图线是b;(2)由题图甲中图线b可知,Rx=UI=0.60.5Ω=1.2Ω;(3)由题图甲中的图像知,电压从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,电路如图所示。5.答案(1)BCF分压(2)图见解析(3)图见解析(4)大于解析(1)若选用电压为1.5V的电源,由于被测电阻很大,电路中电流最大约为0.15mA,没有合适的电流表,故电源选用电压为12V的,即F,所以电压表选B;电路中的最大电流约为I=1010000A=1.0mA,故电流表选用C;由于所提供的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω,若采用限流式接法,则电路中电流和电压变化不明显,(2)由于Rx>RVRA,(3)根据电路图连接实物图如图乙所示。(4)由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流值准确,根据Rx=UI可知待测电阻的测量值偏大,6.答案(1)R13.0(2)图见解析(3)4.5解析(1)为测量多组数据,并使测量电压、电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,为使操作方便应选阻值小的滑动变阻器,故滑动变阻器选R1。由电流表改装原理可知应并联电阻分流,则有R0x=IgRgIA-Ig=6×(2)根据提供的器材,设计实验电路如图所示。(3)由测量原理知,U-Ix图线的斜率等于Rx和改装后电流表内阻之和,有Rx+RA=k=ΔUΔI=3.00.4Ω=7.5Ω,而RA=IgRgIA=6×10-3×3000.6Ω=3.0Ω,解得40分钟题型一安安法测电阻1.(2023广东广雅中学期中)用以下器材尽可能准确地测量待测电阻Rx的阻值:A.待测电阻Rx,阻值约为200Ω;B.电源E,电压约为3.0V,内阻忽略不计;C.电流表A1,量程为0~10mA,内电阻r1=20Ω;D.电流表A2,量程为0~20mA,内电阻r2≈8Ω;E.定值电阻R0,阻值R0=80Ω;F.滑动变阻器R1,最大阻值为10Ω;G.滑动变阻器R2,最大阻值为200Ω;H.单刀单掷开关S,导线若干。(1)为了尽可能准确地测量电阻Rx的阻值,请你设计并在图中虚线框内完成实验电路图。(2)滑动变阻器应该选(选填器材前面的字母代号);在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于端(选填“a”或“b”)。

(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=(用题中已知和测得的物理量符号表示)。

题型二伏伏法测电阻2.(2023安徽十校联考)实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值,图中R0为标准电阻,阻值为R0=4Ω;V1、V2为理想电压表,S为开关,R为滑动变阻器,E为电源。(1)按照图甲所示的实验原理电路图将图乙的实物图补充完整。(2)闭合开关S之前,将滑动变阻器的滑片置于(填“最左端”“最右端”或“中间”)位置。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,则待测电阻的表达式为Rx=(用U1、U2、R0表示)。

(3)为了减小偶然误差,改变滑片的位置,多测几组U1、U2的值,作出的U1-U2图像如图丙所示,图像的斜率为k=(用R0、Rx表示),可得Rx=Ω。

3.(2023湘豫名校联考)某学校实验小组设计了如图甲所示的电路图测定V1、V2两电压表的内阻,可供选用的仪器有:A.内阻约1000Ω的待测电压表V1、V2,量程均为0~3VB.定值电阻R1=1000ΩC.定值电阻R2=40ΩD.滑动变阻器R3(最大阻值为1000Ω)E.滑动变阻器R4(最大阻值为40Ω)F.电源电压E=6VG.开关、导线若干(1)为了准确测量V1、V2两电压表的内阻,定值电阻R0应选,滑动变阻器应选。(均填仪器前的字母代号)

(2)根据电路图用笔画线代替导线完成图乙所示的实物图的连接。(3)闭合S1前,将滑动变阻器的滑片调到(填“最左端”或“最右端”),再将单刀双掷开关拨到a,闭合S1,调节滑动变阻器使得V1和V2有明显的读数,分别为U1、U2;再将单刀双掷开关拨到b,调节滑动变阻器,使得V1和V2有明显的读数,分别为U3、U4,则电压表V2的内阻为,V1的内阻为。(以上两空均用U1、U2、U3、U4和R0表示)

题型三半偏法测电阻4.(2023湖北黄冈中学期中)如图所示为使用半偏法测量电流表内阻的实验电路图,其中G为待测电流表,它的内阻阻值为几十欧,量程为0~30mA。电源E两端电压约9V,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω。首先断开开关S2,只闭合开关S1,调节R1,使得电流表G满偏(表针指到30mA刻度处)。保持滑片P的位置不动,闭合开关S2,调节R2,使得电流表G半偏(表针指到15mA刻度处),读出电阻箱R2的电阻值R为60Ω。则:(1)电流表G的内阻为;

(2)测量值R比电流表内阻的真实值(填“偏大”或“偏小”)。

题型四电桥法测电阻5.(2022福建莆田二十四中期中)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为0~100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20Ω,另一个最大阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电压约为1.5V);开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。图(a)图(b)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。(2)完成下列填空:①R1的最大阻值为Ω(填“20”或“2000”)。

②为了保护微安表,闭合开关前,应将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。

③将电阻箱Rz的阻值调节为2500.0Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。

④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现Rz的阻值为2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位)。

答案与分层梯度式解析专题强化练5特殊方法测电阻1.答案(1)图见解析(2)Fb(3)I解析(1)题中提供的器材中没有电压表,可以用已知内阻的电流表A1与定值电阻串联测电压,用电流表A2测电流,因改装成的电压表内阻已知,故电流表外接,电压表最大测量值为Um=IA1m(r1+R0)=1V,流过待测电阻的最大电流约为Ix=1V200Ω=5mA,故流过电流表A2的最大电流约为IA1m+Ix=15mA,则各表量程均合适,(2)滑动变阻器采用的是分压式接法,为方便实验操作,要选择最大阻值较小的,故滑动变阻器应选择R1,即选F;为保护电路,闭合开关前应使测量电路分压为零,即滑片应置于b端。(3)测量电路并联部分两端的电压相等,有I1(R0+r1)=Rx·(I2-I1),则待测电阻阻值为Rx=I12.答案(1)图见解析(2)最右端U2U(3)Rx解析(1)根据题意,由题图甲电路图,补充完整的实物图如图所示。(2)为了电路安全,防止电流过大,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于最右端。根据串联电路电流相等结合欧姆定律可得U1-U2R0=U2(3)根据上述分析可知U1-U2R0=U2Rx,整理可得U1=Rx+R0RxU2,则U1-U2图像的斜率k3.答案(1)BE(2)图见解析(3)最左端U解析(1)由于待测电压表的内阻约为1000Ω,而定值电阻R2的阻值为40Ω,其比电压表的内阻小得多,如果选用R2,则当单刀双掷开关拨到b时,电压表V1的指针偏转幅度很小,读数误差将很大,因此定值电阻选择R1,即选择B;由于控制电路采用了分压式接法,为了调节方便,滑动变阻器应当选择总阻值小一些的,则滑动变阻器选择E。(2)根据电路图连接实物图如图所示。(3)为了确保电路的安全,闭合S1前,应将滑动变阻器的滑片调到最左端。将单刀双掷开关拨到a时,有U1-U2U2RV2=R0,将单刀双掷开关拨到b时,有U3RV1+4.答案(1)60Ω(2)偏小解析(1)由半偏法测电阻原理可知,由于滑动变阻器阻值较大,当闭合开关S2后,可认为干路电流不变,故调节R2,使得电流表G半偏,此时两支路的电流相等,电流表G的内阻等于电阻箱R2的电阻,即60Ω。(2)当闭合开关S2时,R2与电流表并联,整个电路的总电阻减小,通过R1的电流变大,干路电流大于30mA,当电流表指针半偏时,通过电流表的电流为15mA,通过电阻箱的电流大于15mA,由并联电路特点可知,此时电阻箱阻值R小于电流表内阻,即测量值偏小。5.答案(1)如图所示(2)①20②左③相等④2550解析(2)①滑动变阻器R1采用分压式接法,为了有效控制测量电路,故选最大阻值为20Ω的滑动变阻器;②为了保护微安表,闭合开关前R1的滑片C应滑到左端,使微安表示数为零;③当B与D的电势相等时,IDB=0,S2闭合前后电路的电阻不变,导致微安表的示数不变;④设R2中电流为I1,Rz中电流为I2,当φB=φD时URz1=UR2左,URg=UR2右即I2·Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右得R当Rz与微安表对调时,有R故有RRg=Rz综合拔高练五年高考练考点1测量金属丝的电阻率1.(2022浙江1月选考,18)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个UI的值,作出UI-l图像,如图2中图线(1)在实验中使用的是(选填“0~20Ω”或“0~200Ω”)的滑动变阻器。

(2)在某次测量时,量程为3V的电压表的指针位置如图3所示,则读数U=V。

(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为Ω·m(结果保留2位有效数字)。

(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的UI-l图像,截面积(选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。

考点2电阻的测量2.(2022全国甲,22)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1.5V,内阻很小),电流表(量程10mA,内阻约10Ω),微安表(量程100μA,内阻Rg待测,约1kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10Ω),定值电阻R0(阻值10Ω),开关S,导线若干。(1)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90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻Rg=Ω。

3.(2022广东,12)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:(1)装置安装和电路连接如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。③闭合S2,电压表的示数(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx=(用I1、I2和U表示)。

④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值(选填“有”或“无”)影响。

(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx-L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为cm,即为机械臂弯曲后的长度。

4.(2021北京,16节选)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。(1)该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是Ω。

图1(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)B.电流表(量程0~3.0A,内阻约0.02Ω)C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A)D.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A)为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用。(选填实验器材前对应的字母)

(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线,根据图线得出该金属丝电阻R=Ω(结果保留小数点后两位)。

图2考点3电表的改装与校准5.(2022辽宁,11)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250μA,内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40Ω,R2=360Ω。(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~mA;

(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接A端时(填“大”或“小”);

(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电表测量未知电阻Rx的阻值,设计了图(b)中的两个电路,不考虑实验操作中的偶然误差,则利用(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

6.(2019课标Ⅰ,23)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。图(a)图(b)(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号)

图(c)A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA(3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号)

A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200ΩB.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200ΩC.R值计算错误,接入的电阻偏小D.R值计算错误,接入的电阻偏大(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=。

考点4多用电表的使用7.(2021福建,11)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00cm电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为100~200Ω,材料未知。实验过程如下:(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为mm。

(2)对多用电表进行机械调零。(3)将多用电表的选择开关旋至倍率的电阻挡(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。

(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为Ω。

(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。(7)实验测得的该电阻丝电阻率为Ω·m(结果保留3位有效数字)。

考点5研究小灯泡的伏安特性曲线8.(2021全国甲,23)某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)、电压表(量程300mV,内阻300Ω)、电流表(量程300mA,内阻0.27Ω)、定值电阻R0、滑动变阻器R1(阻值0~20Ω)、电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)、电源E(电动势6V,内阻不计)、开关S、导线若干。完成下列填空:图(a)(1)有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-I曲线,R0应选取阻值为Ω的定值电阻;

(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的(填“a”或“b”)端;

(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流表的示数U、I,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为Ω(保留1位有效数字);

图(b)(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为Ω。然后调节滑动变阻器R1,测得数据如下表所示:

U/mV24.046.076.0110.0128.0I/mA140.0160.0180.0200.0220.0U/mV152.0184.0216.0250.0/I/mA240.0260.0280.0300.0/(5)由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻(填“增大”“减小”或“不变”);

(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,可得此时小灯泡电功率P1=W(保留2位有效数字);当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡的电功率为P2,则P2/P1=(保留至整数)。

三年模拟练应用实践1.(2023浙江北斗联盟联考)神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经恰好发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA2.(2023山东潍坊临朐实验中学月考)如图所示,黑盒子有三个接线柱,用多用电表欧姆挡探究其内部电路。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又偏转消失;当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转角度;当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转;则黑盒内电路可能是下列选项中的()3.(2023福建三明一中期中)小军同学测量一段圆柱形合金材料的电阻率ρ,合金材料的电阻约为20Ω,步骤如下:(1)用螺旋测微器测量其直径d;(2)用伏安法测此合金材料电阻的实验中,除待测合金材料外,实验室还备有的实验器材如下,为精确测量其电阻,电压表应选;电流表应选。(填写器材前对应的字母序号)

A.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为15kΩ)C.电流表A1(量程0~100mA,内阻约为10Ω)D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为2Ω)E.滑动变阻器R(0~5Ω)F.电压为3V的电源,内阻不计G.开关S,导线若干(3)该同学设计测量Rx的电路图如图1所示,请根据所设计的电路图,补充完成图2中实物图的连线。(4)实验中测得该合金材料直径为d,长度为L,接入电路后,电压表示数为U,电流表示数为I,则该合金材料的电阻率为ρ=。

(5)实验中用图1所示的电路进行测量,则Rx的测量值真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。

4.(2023安徽A10联盟联考)要测量一个量程为0~3V的电压表V1的内阻(约为几千欧),除了待测电压表,提供的器材还有:A.电阻箱R(最大阻值9999.9Ω)B.滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)C.滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)D.量程为0~6V的电压表V2(内阻约为几千欧)E.直流电源E(电压为4V)F.开关一个,导线若干(1)小王同学根据提供的器材,设计了如图甲所示电路。电路中滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”)。实验时,将电路中的滑动变阻器滑片移到最左端,电阻箱的电阻调为零,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电压表满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.5V,若此时电阻箱的示数为500.0Ω,则电压表的内阻为Ω。

(2)小李同学设计了如图乙所示的电路,请依据图乙电路将图丙实物连接完整。实验时,将电路中的滑动变阻器滑片移到最左端,闭合开关S,调节滑动变阻器,同时调节电阻箱,使两个电压表均有合适的示数,若电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电阻箱的阻值为R,则电压表V1的内阻为。

(3)分析可知,(填“小王”或“小李”)同学的测量结果存在系统误差。

5.(2023河北沧州联考)色环电阻是在电阻表面涂上一定颜色的色环来代表这个电阻的阻值,不同颜色代表的数字如图甲。四环电阻的第一环以及第二环分别表示电阻阻值的第一位和第二位有效值,第三环表示倍率,也就是第二位有效值后面零的个数,第四环表示阻值的误差。(1)某同学找来一个四环电阻,发现第一色环颜色模糊无法辨别,于是用欧姆表粗测电阻的阻值,进而判断第一色环的颜色。该同学将选择开关置于“×10”挡位测量待测电阻的阻值,发现指针偏转角度很大。于是,该同学重新正确调整了倍率,再次测量,指针偏转位置如图丙所示。图中指针位置的读数为Ω(保留1位小数),由此可以推断第一色环的颜色为色。

(2)为了较准确测量待测电阻的阻值Rx,有以下一些器材可供选择:电流表A1(量程0~100mA,内阻约0.2Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω);电压表V(量程0~3V,内阻很大);电源E(电压3V);定值电阻R(15Ω,允许通过的最大电流为1.0A);滑动变阻器R1(0~10Ω,允许通过的最大电流为2.0A);滑动变阻器R2(0~1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A);单刀单掷开关S一个,导线若干。实验时要求测量范围尽可能大,测量结果尽可能准确。①电流表应选,滑动变阻器应选。(填器材的元件符号)

②请在下方的线框内画出测量待测电阻阻值Rx的实验电路图。(要标清楚器材元件符号)③按照上述实验原理操作,获取多组数据后作出电压表示数U和电流表示数I的关系图像如图丁所示。由图可知待测电阻的阻值Rx=Ω。(结果保留1位小数)

迁移创新6.(2023陕西西安西北大学附属中学期中)冬春季节降水量少,沿海附近江河水位降低,涨潮时海水倒灌,出现所谓的“咸湖”现象,因此沿海地区城市自来水的离子浓度增高,水质受到影响。为了研究“咸湖”出现的规律,某同学设计了一个检测河水电阻率的实验。他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图1所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水,安装前他用如图2所示的游标卡尺测量玻璃管的内径,结果如图3所示。他还选用了以下仪器:量程0~15V、内阻约300kΩ的电压表;量程0~300μA、内阻约为50Ω的电流表;最大阻值1kΩ的滑动变阻器;电压E=12V的电池;开关一只以及导线若干。图4中包括坐标为(0,0)的点在内的8个点表示他测得的8组电流I、电压U的值。根据以上材料完成以下问题。(1)测量玻璃管的内径时,应将图2中游标卡尺的A、B、C三部分中的与玻璃管内壁接触(填代号)。

(2)玻璃管的内径d=mm。

(3)图5中的实物仪器有一部分已连线,将其他部分连接成能测出图4数据的实物连线图。(4)河水的电阻率ρ=(保留两位有效数字)。

答案与分层梯度式解析综合拔高练五年高考练1.答案(1)0~20Ω(2)1.31~1.34(3)0.98×10-6~1.0×10-6(4)小于解析(1)由题图2中a图线知合金丝甲电阻最大约为8Ω,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的最大阻值不能太大,故选0~20Ω的比较合适。(2)电压表读数U=1.32V(1.31~1.34V均可)。(3)由R=ρlS可得UI=ρSl,根据题图2中图线斜率可求得ρ=Δ(4)由题图2知l=0.40m时,R甲=6.8Ω,R并=2.1Ω,根据R并=R甲R乙R甲+R乙可解得R甲>R乙,R=ρlS,因为甲、乙长度相同,2.答案(1)如图所示(2)990解析(1)因为电流表的内阻未知,定值电阻不可能用来改装电压表,要得到待测微安表两端的电压,只能将G与定值电阻并联,用U=R0(I-Ig)求得;滑动变阻器最大阻值为10Ω,远小于待测微安表的内阻,为了测量多组数据,滑动变阻器应采用分压式接法,则电路图如答案图所示。(2)根据答案图可知,IR0=IA-Ig,U=RgIg=IR则Rg=(I3.答案(2)③变小UI2-I1(3)无(解析(2)③闭合S2,定值电阻与导电绳的并联电阻小于定值电阻的阻值,则电压表的示数变小。调节R使电压表的示数仍为U,电流表的示数为I2,此时通过导电绳的电流为I2-I1,导电绳的电阻Rx=UI(3)若电压表内阻不为无穷大,则Rx=U(I(4)由题图(c)可以读出当导电绳的电阻Rx为1.33kΩ时,导电绳拉伸后的长度为51.80cm。4.答案(1)6(2)AC(3)如图所示5.80解析(1)测电阻时多用电表刻度盘示数为6,挡位为“×1”,因此读数为6×1Ω=6Ω。(2)电源电动势为3V,待测金属丝电阻约为6Ω,因此电路中最大电流约为0.5A,故电流表选用A,滑动变阻器选C。(3)根据坐标点作出U-I图,求出直线斜率,得出电阻为5.80Ω。5.答案(1)1(2)大(3)乙解析(1)由图可知当S接A时,R1和R2串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端的电压为Um=Imr=250×10-6×1.2×103V=0.3V,此时流过R1和R2的电流为I=UmR1+R2=0.340+360A=0.75×10-3A=0.75mA,所以总电流为I总=Im+I=1mA,即量程为0~1mA。(2)当开关S接B端时,由图可知R1和电流表串联再和R2并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电流表满偏时,流过R2的电流变大,干路电流变大,即量程比接在A端时大。(3)图甲是电流表的外接法,6.答案(1)连线如图所示(2)C(3)AC(4)99解析(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值电阻R与微安表并联。实物连线如答案图所示。(2)当标准毫安表示数为16.0mA时,微安表示数为0.16mA,故当微安表指针满偏时,测量的电流值应为25mA,选项C正确。(3)出现上述现象的原因可能有两个:一是并联电阻R偏小;二是微安表内阻测量值偏小。故选A、C。(4)设微安表内阻为R0,满偏电流为I0,改装成量程为I的电流表时并联电阻R=I0I-I0R0,故I=25mA与I'=20mA对应的并联电阻的关系为R'=I-I7.答案(1)1.414(3)×10(5)160(7)3.14×10-4解析(1)该电阻丝的直径为d=1mm+41.4×0.01mm=1.414mm;(3)使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近,由于该电阻丝的阻值约为100~200Ω,而表盘中央刻度为15,所以应选择×10倍率的电阻挡;(5)该电阻丝的电阻值为R=16×10Ω=160Ω;(7)根据电阻定律有R=ρlS=ρ4lπd2,解得该电阻丝的电阻率为8.答案(1)10(2)a(3)0.7(4)2700.0(5)增大(6)0.07410解析(1)滑片在b端时灯泡两端电压最大,如果小灯泡中流过额定电流,R0与电流表共分压3.5V,则R0=3.50.3Ω-0.27Ω≈11.4Ω,可见R0的阻值不能大于11.4Ω,(2)从安全角度考虑,闭合开关前滑片应置于a端。(3)由题图(b)可知,当I=10mA时,U=7mV,R=UI=0.(4)电压表的最大测量值Ug=0.3V,Rg=300Ω,则Ig=UgRg=1×10-3A,改装后电压表的最大测量值U=3V,R2=UIg-(5)由题图(b)可知随着小灯泡中的电流增加,R=UI(6)由表格