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文档简介
专题18电学实验
(2023・江苏卷)小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响.所用器材有:干电池(电动势约1.5V,
内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3V,内阻约3kC;量程0~15V,内阻约15kQ)1个;滑动变阻器
(最大阻值50。)1个;定值电阻(阻值50。)21个;开关1个及导线若干.实验电路如题1图所示.
(1)电压表量程应选用(选填“3V”或“15V”)。
(2)题2图为该实验的实物电路(右侧未拍全).先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后
用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱(选填“3”“C”“ZF)连接,再闭合开关,开
始实验。
2图
(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中。与1,2,21之间的电压.某
次测量时,电压表指针位置如题3图所示,'V。根据测量数据作出电压U与被测电阻值R
的关系图线,如题4图中实线所示。
(4)在题1图所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为
Ri,定值电阻的总阻值为4,当被测电阻为R时,其两端的电压U________(用E、Ri、&、R表示),据
此作出U-R理论图线如题4图中虚线所示.小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差
较小。
(5)分析可知,当R较小时,。的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对
测量结果影响较小.小明认为,当R较大时,U的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因.你是
否同意他的观点?请简要说明理由_____=
ER
【答案】(1)3V(2)D(3)1.50(4)-——(5)不同意,理由见解析
&+R2
【解析】(1)所用电源为两节干电池,电动势为3V,则所用电表量程为3V;
(2)闭合电键之前,滑动变阻器阻值应该调到最大,则由图可知,电池盒上的接线柱A应该与滑动变
阻器的接线柱。连接;
(3)电压表最小刻度为0.1V,则读数为1.50V;
,E
(4)由闭合电路欧姆定律可得/=三一-
K.+&
ER
当被测电阻阻值为R时电压表读数U=IR=
R、+7?2
E
I—
(5)不同意;当R较大时,则电压表内阻不能忽略,则电路中的电流R*R「R)+或
RRV___________E___________
R+R(N+凡-R)(R+&)+]
则电压表读数为ifv
12R+RvRRv
u=___________=________
当R较大时,R=R2时R最大,此时MR+Ry)।]旦+旦+1
R2RyRvR2
U二E.
因Rv»R,则电压表读数接近于旦+i
1.(2023•江苏省金湖中学高三检测)小明用多用电表欧姆挡粗测一电阻R、.的阻值为几欧姆,为了比较
精确地测定R阻值,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、6点连接,发
现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接(选填点”或“b点”),
按此连接测量,测量值________(选填“小于”“等于”或“大于”)真实值。
(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0〜3V,内阻约3k。)、开关、导线若干外,
还提供如下实验器材:
A.电流表(量程。〜0.6A,内阻约0.1。)
B.电流表(量程0〜3.0A,内阻约0.02。)
C.滑动变阻器(最大阻值10。,额定电流2A)
D.滑动变阻器(最大阻值1k。,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o(均选填实验
器材前的字母)
(3)小明某次实验时电流表的示数如图乙所示,其读数为A;小明又多次测量,得到多组数
据,并在坐标纸上标出,如图丙所示。请作出该电阻的U—/图线,根据图线得出该电阻凡=。(结
果保留两位有效数字)。
【答案】(1)。点小于(2)AC(3)0.34见解析图5.8
【解析】(1)电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,而电流表示数基本不变,说明电压表分流
较小,可以忽略,故采用电流表外接法,即应接。点。
电压表测量的电压为准确值,但电流表测量的电流为电阻和电压表电流之和,即电流测量值偏大,根
据7?=今可得电阻测量值偏小;
(2)由题知,电源电动势为3V,未知电阻约为几欧姆,则0.6A的电流表足够使用,故电流表选A.
为了调节方便、误差小,滑动变阻器要选最大阻值较小的,故滑动变阻器应选C。
(3)电流表的量程为0.6A,由题图乙可得读数为0.34A。
由测量得到的数据点可知图像为一条直线,作图如图所示
2.60-1.15
图线的斜率为电阻的大小,由图可得尺=Q=5.8Q
0.45-0.20o
2.(2023•江苏苏州市模拟)某实验小组为了测量金属丝的电阻率,用螺旋测微器测量金属丝的直径,
用米尺测量金属丝的长度,用伏安法测出金属丝的电阻尺,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
甲乙
(1)测量时螺旋测微器如图甲所示,金属丝的直径为mmo
(2)现有电动势为3V的电源、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表V(量程3V,内阻约10k。)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约2。)
C.滑动变阻器R(最大阻值为10。)
D.滑动变阻器&(最大阻值为100C)
①用多用电表粗测金属丝的电阻大约为5Q,要求较准确地测出其阻值,滑动变阻器应选(填
“Ri"或")
②实验中该小组实物接线如图乙所示,闭合开关前检查电路,请指出其明显错误或不合理的地方:
(3)不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差,某小组按如图丙所示的电路进行
测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将&的滑片调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合,闭合开关Si,调节滑动变阻器R和
&,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数Ui、Zio
第二步:保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,读出此时电压表和电流表
的示数5、ho由以上数据可计算出被测电阻&=o
【答案】(1)0.955(2)①R②电流表应外接;滑动变阻器滑片应置于最左端(3)苧一生
11h
【解析】(1)由题图甲可知,其示数为(0.5+45.5x0.01)mm=0.955mm„
(2)由已知待测电阻大约为5d如果选100C的滑动变阻器,两者差值过大,因此为了便于测量和
读数,应选择与待测电阻阻值相近的R.待测电阻与电压表电流表内阻的关系为&=5/欣,故电流表
应选择外接法;在开关闭合前,滑动变阻器的电阻应全部接入干路,故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(3)单刀双掷开关S2向1闭合,由闭合电路欧姆定律Ui=/i(&+RA+R)
保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,由闭合电路欧姆定律U2=/2(RA+
UI竺
Ri),联立解得Rx—I\~h°
3.(2023.江苏苏州市模拟)某些固体材料受到外力后除了产生形变.其电阻率也要发生变化。这种由
于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻尺的
压阻效应。已知&的阻值变化范围为几欧到几十欧。实验室中有下列器材:
A.电源E(3V,内阻约为1C)
B.电流表Ai(0.6A,内阻r=5Q)
C.电流表A2(0.6A,内阻约为1。)
D.开关S,定值电阻Ro
(1)为了比较准确地测量电阻请完成虚线框内电路图的设计,并标出所用器材。
(2)定值电阻R的阻值应选用=
A.1QB.3Q
C.10QD.20Q
(3)在电阻R,上加一个竖直向下的力R闭合开关S,记下电表读数,Ai读数为/i,A2读数为“,得
Rx=(用已知物理量字母表示)。
【答案】(1)见解析图(2)B(3)£
【解析】(1)由于题目中没有电压表,为了比较准确测量电阻尺,知道电流表Ai的阻值,所以用电流
表Ai作为电压表使用。
电流表A2连在干路上,即可求出电阻尺的阻值,电路图的设计如图。
■ri------^一
R“S
(2)根据电流表A2量程0.6A,内阻人约为1。,定值电阻R作为保护电阻应满足
E=I(r+rA+/?o),可解得定值电阻Ro=3Q,故B正确。
/|1
(3)根据串并联电路关系和欧姆定律得/ir=(/2-/1)Rx,解得:4=石二五。
4.(2023•江苏南通市模拟)小明通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,从调节到读数的过程中,螺旋测微器上三个部
件A、B、C使用的先后顺序应该为(填字母);测得该合金丝的直径为1=________mm;
(2)请根据表格中数据,在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整;
(3)小明在实验室找了两节干电池进行实验,正确连接电路后,发现调节滑动变阻器,电压表和电流
表的示数变化范围非常小,原因是;
(4)正确连接电路后,小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度Z=59.99cm,闭合开关,调节滑
动变阻器,读出多组电压表和电流表的示数,在方格纸上作出U—/图像如图丙,发现图像是一条倾斜直线,
计算该合金丝电阻R=C,该合金丝电阻率p=Qm(兀取3,结果均保留2位有效数字)。
234567
电流〃A0.080.110.150.190.270.38
电压UN0.190.290.440.600.801.15
L
L.21
L
.0
O.S9
O..8
O.S.7
.65
O.
4
O.S
3
O.2//A
.1o0.050.150.250.350.41
丙
【答案】(1)CBAC或BAC0.400(2)见解析图(3)电源内阻太大(4)3.06.0xW7
【解析】(1)用螺旋测微器测合金丝直径时,先打开固定螺钉C,把待测合金丝放在测微螺杆与测砧之
间,然后调节粗调旋钮8,当合金丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节粗调旋钮,然后调节微调旋钮4为
防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧固定螺钉C,然后再读数,使用的先后顺序为CBAC;或者
没有第一步,即先打开固定螺钉C,而是直接进行第二步,即把待测合金丝放在测微螺杆与测砧之间,然后
调节粗调旋钮B,其他两步一样,故使用的先后顺序为BAC-,由题图乙所示螺旋测微器可知,其分度值为
0.01nun,测得该合金丝的直径为d=0mm+40.0x0.01mm=0.400mm;
(2)由表中数据,可知电压、电流都要从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,且合金丝电阻
较小,故电流表采用外接法,则完整的实物图如图所示;
(3)根据闭合电路欧姆定律有/=请:,调节滑动变阻器,改变R外,电压表和电流表的示数变化范
围非常小,说明外电阻的影响较小,所以产生的原因是电源内阻太大;
A17L1
(4)根据U—/图像的斜率表示电阻,则有R=N7=3.0C,根据电阻定律有R=p©又5=疝/,联
RTICP
立解得p=4L,代入数据解得"=6.0xl(p7Qm。
5.(2023•江苏南通市模拟)某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率,金属丝的长度
已知。
(1)用螺旋测微器量金属丝的直径,示数如图甲所示,其直径为_______mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值.当用电阻“X10”挡时,发现指针偏转角度过大,进行一系列正
确操作后,指针静止时位置如图乙所示,其读数为Qo
(3)为了精确地测量金属丝的电阻氐,实验室提供了下列器材:
A.电流表Ai(量程500帖,内阻IkC)
B.电流表A2(量程0.3A,内阻约0.1。)
C.滑动变阻器R(0〜5C,额定电流1.0A)
D.滑动变阻器&(0~1Q,额定电流1.0A)
E.电阻箱R(阻值范围为0〜9999.9C)
F.电源(电动势3.0V,内阻约0.20)
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表,需要把电流表Ai串联电阻箱R改为量程
为3V的电压表,则电阻箱的阻值调为Qo滑动变阻器应选择(选填“Ri”或“&”)
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得5组电流表Ai、A2的值小h,数据见下表.请
根据表中的数据,在方格纸上作出八一上图像,并由图像求出&=。(结果保留2位有效数字),
进而可以求出金属丝的电阻率.
/i/(xl03piA)0.1210.1650.2180.2660.306
RA0.1000.1500.1900.2300.280
③关于本实验的误差,下列说法正确的是.
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用h~h图像处理实验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差
C.需要将得到的几组电表示数取平均值以减小误差
D.为减小读数时的误差,电表读数时应多估读几位数
【答案】(1)1.698(1.697、1.699均可)(2)6(3)①5000.0R②见解析图6.7(6.6~7.6)
③B
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则可知d=1.5mm+19.8x0.01mm=1.698mm
(2)由题意,当用“xlO”挡时发现指针偏转角度过大,说明被测电阻很小,应该换用低倍率电阻挡,
即“xl”挡,由题图乙可知读数为6。(欧姆挡不需要估读)。
(3)①当电流表Ai满偏时,两端电压为Ug=/gn=0.5V
因此需要把电阻箱的阻值调为R="产=5000.0Q
/g
滑动变阻器以和心的最大阻值都小于待测金属丝的阻值,则用分压式接法,当选择R时,回路中的
3
最大电流/m=AF.0A,约等于滑动变阻器R的额定电流。
八一,5x6
0,2+5+6
3
当选择&时,回路内的最小电流约为=A>1A
U.Z।U.oO
超过滑动变阻器&的额定电流,因此选择凡一
②根据表格中数据作出/1-/2图像如下
根据电路图,有/15+R)=(/2-/1)Rx,因为/2远大于/1,故/15+R)=/2&,得/1=告m2,
根据图像的斜率可得一打=代义103*10-6,解得凡=6.7Q
门十H0.Io
③用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;用/1一/2图像处理实
验数据求出金属丝阻值可以减小偶然误差,B正确;得到几组电表示数后,应先分别用对应电表示数求出待
测电阻,再求电阻的平均值,或者根据几组电表示数作出对应图像,以减小误差,C错误;读数时只需估读
到分度值的下一位,多估读几位数没有意义,不可以减小误差,D错误。
6.(2023•江苏南京市第一中学高三检测)同学们用图。所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组
的电动势E和内阻r,实验室提供的器材如下:电压表、电阻箱(阻值范围0〜999.9C)、开关、导线若干。
(1)请根据图。所示的电路图,在图b中用笔画线替代导线,把器材连接起来。
(2)根据图c中实验数据绘出的R—号图线可以得出该电池组电动势的测量值E=V,内阻测
量值r=Qo(结果均保留两位有效数字)
(3)该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差,造成该误差的主要原因是o
(4)两个实验小组用不同的电池组完成了上述的实验后,发现各电池组的电动势相同,只是内阻差异
较大。同学们选择了内阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究,对电池组的内阻热功率P随路端电压
U变化的关系进行了猜想,画出了如图所示的P—U图像.已知乙电池组的内阻较大,则下列各图中可能正
确的是一
【答案】(1)见解析图(2)3.01.4(3)电压表的分流作用(4)A
【解析】(1)实物电路图如图所示。
TTD
(2)由题图a和闭合电路欧姆定律可得£=。+葛厂,整理可得氏=际一r,由题图c可知,图像的斜率
KU
表示电动势,则有£=仁=而丫=3.°丫,图线在纵轴上的截距的绝对值表示内阻片1-1.40=1.40
(3)该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差,造成该误差的主要原因是电压表分流,流经R的电
流小于流经电池组的电流,从而产生误差。
E-UU22UEE2
(4)由焦耳定律可得,电源内阻热功率尸=心厂=C~Ty2r=y-~T+~,P与U为二次函数关系,
Er
开口向上,由于电动势相同,当。=0时,纵轴截距为:,内阻越大,截距越小,已知乙电池组的内阻较大,
则乙的纵轴截距较小,A正确,B、C、D错误。
7.(2023•江苏省南京师大附中高三检测)小明同学利用如图甲所示的电路测量一节干电池的内阻。
(1)请用笔画线代替导线,在图乙中完成实物电路连接;
(2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数并在图丙中描点,请作出U-I图线,由图线求得
电源的内阻厂为Qo(结果保留两位有效数字)
U/N
(3)小明查阅资料得到第二种测量方案,如图丁所示.E是辅助电源,G是灵敏电流计.连接好电路
之后,正确的操作顺序是;
①调节R和尺使得灵敏电流计G的示数为零
②读出电压表和电流表的示数Ur和1\
③再次调节R和R使得灵敏电流计G的示数为零
④将R和R阻值调到最大
⑤闭合开关Si、S2
⑥再次读出电压表和电流表的示数仍和h
(4)正确操作的情况下,记录的数据是仿=1.23V,/i=0.30A,C/2=1.05V,Z2=0.50A,求得电源内
阻r=Qo(结果保留两位有效数字)
(5)你认为哪一种方案测量更准确:.
A.方案一更准确
B.方案二更准确
C.两种方案一样准确
请说明理由________o
【答案】(1)见解析图(2)见解析图0.86(0.82〜0.90均可)(3)④⑤①②③⑥(4)0.90
(5)B第二种方案消除了由于电表内阻造成的系统误差(第二种方案中电流表所测电流为干路电流,电
压表所测电压为路端电压,消除了第一种方案中由于电压表分流造成的系统误差)
【解析】(1)实物连接图如图所示
(2)描点连线,如图所示
UN
根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir
图线斜率的绝对值表示电源的内阻r,由图可知Q
U.JO
(3)在闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片调到阻值最大,然后闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,
使得电流计的示数为零,读出电压表和电流表的示数,再次调整滑动变阻器的阻值使得电流计的示数为零,
再次读取电压表和电流表的示数,所以正确的操作顺序为④⑤①②③⑥。
(4)灵敏电流计中没有电流,则灵敏电流计两端的电势差为零,即待测电源和辅助电源及两个电阻串
联组成回路,电流表测量的是电源电流,因此在待测电源和电阻R及AB间电流计构成回路中有£=。+/厂
U为电压表读数,/为电流表读数,因此r=?二詈=0.90。
(5)第二种方案更准确,因为第二种方案消除了由于电表内阻造成的系统误差(第二种方案中电流表
所测电流为干路电流,电压表所测电压为路端电压,消除了第一种方案中由于电压表分流造成的系统误差)。
8.(2023•江苏南通市模拟)电学实验中可将电源0与电源瓦及灵敏电流计G连成如图甲所示的电路,
若G的示数为0,说明此时两电源的电动势相等。小明根据这一原理,设计了如图乙所示的电路测量待测
电源C的电动势,其中A为内阻可忽略的工作电源,8为电动势恒定的标准电源,3的电动势为
(1)为保护灵敏电流计,开关闭合前,滑动变阻器7?3的滑片应处在最(选填“左”或“右”)
端;
(2)下列实验操作步骤,正确的顺序是;
①开关S2置于2处
②将开关S2置于1处,闭合开关Si、S3
③调节Ri、R2,使R3阻值为0时,G的示数为0,记录此时的Ri与&的数值,分别为R测、R?恻
④将&和R2的阻值调至最大
⑤调节Ri、Ri,使R3阻值为。时,G的示数为0,记录此时的Ri与&的数值,分别为Ri标、&标
(3)在步骤③中,为保持流过Ri和&的电流不变,调整4、&时需要使Risa、&测与4标、&标满足
的关系是;
(4)待测电源C的电动势a=(用题中所给物理量符号表示);
(5)若工作电源A的内阻不可忽略,则待测电源C的电动势测量值相比于上述方案结果(选
填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)左(2)④②⑤①③(3)以标+&标=幻测+幻测(4)警•品(5)不变
标
【解析】(1)在开关闭合前,以接入的阻值应为最大,保护G,则滑片应在最左端。
(2)实验操作中正确的顺序为④②⑤①③。
(3)改用待测电源替换标准电源的位置,其前提条件是工作电源A所在电路电流/要保持不变,电源
A的输出电压固定不变,采取的措施是使4标与治标的阻值之和为某一固定阻值,使&溅和以洲的阻值之和
也为该固定阻值,即且标+&标=4测+&厕
(4)根据部分电路欧姆定律,看黑=口乙,黑=「么,可知,当满足R测+幻测=&标+&
尺2标K1标十代2标测K1测十测
右r&测「
标刊zsc—D-HB
标
EBEEcE
(5)若考虑工作电源内阻,则有薪=R怖+&标+V豆=7?1测+及测+「,因之前有幻测+幻测=4标+
治标,考虑到了工作电源内阻后,则有尺1恻+&测+r=Ri标+&标+%故整理后依旧为比=就品,故测量
值不变。
9.(2023•江苏省扬州中学模拟)某实验小组要精确测定额定电流为0.002A的纯电阻电灯正常工作时的
电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为1000。。实验室提供的器材有:
A.电流表Ai(量程为0.6A,内阻n约为300。,读数记为八)
B.电流表A2(量程为1mA,内阻力约为10。,读数记为A)
C.电压表Vi(量程为15V,内阻办约为5000C,读数记为Ui)
D.电压表V2(量程为3V,内阻/•4nlOOO。,读数记为仍)
E.定值电阻Ri=3000。
F.定值电阻&=10。
G.滑动变阻器以
H.蓄电池E(电动势为20V,内阻很小)
I.开关S一个
Q)甲同学先进行电流表Ai,和电压表Vi的读数练习,其正确的读数分别为A、Vo
(2)乙同学设计了如图电路测量电灯电阻。
--电-表1o---
j1_1
1-电®—灯电O表_2_/E值电阻
I
----------------1|------厂-----------
①请你帮他选择合适的器材,电表1应选,定值电阻应选o(均填写器材前的字母代
号)
②测量电灯电阻的表达式为R1=。(用物理量的字母表示)
③实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到时,其对应的结果为电灯正常
工作时的电阻。
【答案】(1)0.5013.0(2)①CE4-缕-U向③zoov
【解析】(析电流表Ai读数为0.50A。
电压表Vi的读数13.0V。
(2)①因为定值电阻只能选择E(F太小,起不到分压的效果),电表2选择D(因为其他电流表量程
太大或太小,测量都不准确),所以灯泡正常工作时,电路两端的电压大约为[7=0.002x5000V=10V,
故电表1选择C。
②由闭合电路欧姆定律得U!-U=—(吊+&)
2八4
-Ui—UdLlhRi
可得Rnx=------反------«
③灯泡正常工作的电流为0.002A,所以此时电表2的示数为仍=厂4/=2.00丫。
10.(2023•江苏常州市模拟)某实验小组利用图甲所示电路测量电流表A的内阻,可选用的器材有:
A.待测电流表A(量程1mA,内阻心约100C)
B.电阻箱&(最大阻值为999.9。)
C.电阻箱Ri(最大阻值为99999.9Q)
D.电源Ei(电动势约为6V)
E.电源瓦(电动势约为12V)
F.开关、导线若干
(1)按图甲电路,闭合开关Si前,应将R2调到;闭合开关Si,调节R2使电流表满偏;
(2)再闭合开关S2,调节使电流表半偏,此过程中R2应________;
(3)实验中Ri的示数如图乙所示,被测电流表的内阻上=C;
(4)关于实验测量误差的分析正确的是一;
A.测得的电流表内阻偏大
B.测得的电流表内阻偏小
C.为减小测量误差应选择电动势大的电源
D.为减小测量误差应选择电动势小的电源
(5)若要将已测内阻的电流表改装成量程为1.5V的电压表,与其连接的电阻阻值为Q,为
校准该电压表,用笔画线替代导线完成如图丙所示校准电路的实物连接。
甲乙丙
【答案】(1)最大阻值(2)保持不变(3)85.6(4)BC(5)1414.4见解析图
【解析】(1)为了保护电路元件,应使闭合开关,之后,电路中电流最小,所以闭合开关Si前,应将
&调到最大阻值。
(2)本实验采用半偏法测电阻,闭合S2后,调节使电流表半偏,此过程要控制干路电流尽可能
不变,所以&应保持不变。
(3)当电流表半偏时,可认为通过R和电流表的电流近似相等,所以七=&=85.6。。
(4)本实验采用半偏法测电流表内阻,是建立在忽略闭合开关S2并调节R使电流表半偏后干路电流
不变这一基础上进行测量的,但实际情况是R接入电路后,电路总电阻减小,干路电流会增大,所以当电
流表半偏时,通过R的实际电流大于冬则此时Ri的阻值小于心,即测得的电流表内阻偏小,故A错误,
B正确;根据前面分析可知,&接入电路的阻值越大,闭合开关S2并调节R使电流表半偏后,干路电流的
变化越小,系统误差越小,在电流表满偏电流一定的情况下,要满足上述条件,应选择电动势大的电源,
故C正确,D错误。
(5)根据电表改装原理可知与电流表连接的电阻阻值为氏=半一以=1414.4C,电流表应与定值电阻串
联,标准电压表应并联在改装的电压表两端。为了使两个电表两端电压能够从零开始变化,从而实现校准
目的,滑动变阻器应采用分压式接法。如图所示。
标准电压表
电流表
定值电阻
11.(2023•江苏泰州市模拟)某同学要测量量程为3V的电压表的内阻,步骤如下:
(1)先用多用电表的欧姆挡粗测该电压表的内阻值,选择开关拨至“X100”挡,表盘示数如图甲所示,
则阻值约为kQo若将欧姆表换一个电动势相同,但内阻更大的电池,重新欧姆调零后测量该电压
表内阻,其测量结果(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
A-v-n
5000O/V
2500Q8
(2)该同学改用如图乙所示电路测量电压表内阻Rv,实验过程如下:
A.按电路图正确连接好电路,将滑动变阻器R的滑片移到最左端
B.闭合开关Si和S2并调节使电压表的指针指到满刻度
C.保持开关S1闭合以及滑动变阻器R1的滑片位置不变,断开S2,调整电阻箱&的阻值,使电压表的
指针指到满刻度的:
D.读出此时电阻箱&的阻值
①若电阻箱R2为L15kQ,则Rv=kQ;
②用上述方法得到电压表内电阻的测量值R测(选填“大于”“等于”或“小于”)R真;
③若实验中测得的结果R测=2.4kQ,要将这个电压表改装成量程为5V的电压表,则应串联一个阻值
为氏串=k。的定值电阻;
④为了使上述根据R测计算后改装的电压表能更准确地测量电压,下面做法中可行的是o
A.在R申旁边再串联一个比R申小得多的电阻
B.在R申旁边再串联一个比R单大得多的电阻
C.在R申两端再并联一个比R申小得多的电阻
D.在R串两端再并联一个比R申大得多的电阻
【答案】(1)2.2不变⑵①2.3②大于③1.6@D
【解析】(1)欧姆表示数为Rv=22x100C=2.2k。
欧姆表电动势不变,内阻改变,通过欧姆调零后不影响测量结果。若电动势改变则会影响测量结果.故
测量结果不变。
_2
(2)①断开开关S2,并联部分电压不变,电压表指针指到满刻度的可知Rv=2&=2.3kQ;
②断开开关S2,电压表所在支路的总电阻增大,则并联部分的总电阻增大,并联部分的电压增大。为
了使电压表的指针指到满刻度的东电阻箱的电阻也偏大。故最终得到电压表内电阻的测量值大于真实值。
3V5V
③改装前后电压表的满偏电流是相等的,则根据欧姆定律有言力=,得到单=1.6kQ;
2.4K122,.442kA二十R、申R
④因为电压表内阻测量值偏大,改装电压表时,串联电阻阻值偏大.用改装后的电阻测电压时,所测
电压偏小。为准确测电压,应减小串联电阻阻值,可以减小串联电阻阻值或在串联电阻两端并联一个比该
电阻大得多的电阻。故选D。
12.(2023•江苏连云港市高三检测)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R的阻值。已知电源电
动势约为4.5V,内阻约为1.5。,电压表满偏电压为3V,定值电阻Ro=3.5d电阻箱R最大阻值为99.9。。
(1)将S2接1,闭合开关Si前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是(选填“正
确”或“错误”)的;
(2)多次改变电阻箱R的阻值,得到对应电压表的示数。如下表,请根据实验数据在图乙中作出U
—R关系图像;
电阻R/Q1.02.04.06.08.010.0
电压UN0.751.282.002.452.763.00
(3)断开Si,将S2接2,再闭合Si,电压表示数为1.60V,利用(2)中测绘的U—R图像可得凡=
Q,考虑到电压表为非理想电表,则凡测量值________(选填“大于”“小于”或“等于")真实
值;
(4)为了更方便地测量多种未知电阻,图甲虚线框中电路可作为欧姆表使用,电压表表盘改动后正确
的是________
【答案】(1)错误(2)见解析图(3)2.9等于(4)C
【解析】(1)当电阻箱电阻调到最大时,闭合开关Si时,电压表两端电压为
4.5x99.9
V-4.29V
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