高中物理课时达标训练选修31第二章恒定电流第14课时电阻的测量方法1.docx
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高中物理课时达标训练选修31第二章恒定电流第14课时电阻的测量方法1.docx
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高中物理课时达标训练选修31第二章恒定电流第14课时电阻的测量方法1
2019高中物理课时达标训练(选修3-1):
第二章恒定电流第14课时电阻的测量方法
(1)
一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是×1、×10、×100。
用×10档测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到___________档。
如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是___________,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该电阻的阻值是___________Ω。
偏角小说明电阻大,要换用大倍率挡,重新调零后测量,读数为示数乘以倍率。
答案:
×100,欧姆调零,2200
解析:
:
欧姆表的零刻度在左边,偏角小,说明带测电阻阻值大,应换大倍率×100挡,重新欧姆调零后测量;欧姆表的读数为:
示数×倍率=22×100=2200Ω。
方法2“伏安”法测电阻
现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡(图中用表示)的伏安特性曲线,要求所测电压范围为0.1V~4V。
现有器材:
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),电压表(量程4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表(量程250mA,内阻约为2Ω),电流表(量程500mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),开关S,导线若干。
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是___________,下面两个电路应该选用的是___________。
选择电表的原则是一是不能超过其量程,二是指针偏转尽量大些,在其三分之二左右偏转即可;描绘灯泡的伏安特性曲线需要多测量数据,因此滑动变阻器采用分压接法,同时灯泡电阻较小,因此安培表用外接法。
方法3“半偏”法测电阻
用半偏法测电流表内阻,提供的器材如下:
干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω),
待测电流表A(0~50μA,内阻约4kΩ),
电阻箱R1、R2(均为0~9999.9Ω)、开关、导线若干。
实验电路图如图所示,有关实验操作及测量如下:
(1)①只闭合S,当调节R1让电流表A满偏;
②再闭合S1,R2调为3770.0Ω时,电流表A半偏,由此可得电流表的内阻Rg的测量值为__________ Ω。
(2)测量值___________(填“偏大”或者“偏小”)。
(3)为了减小实验误差在选择仪器时,R1应选__________________(填“较大阻值”或“较小阻值”)。
①半偏法测电阻认为电流表与电阻并联后总电压不变,则电流表的内阻=所并联电阻值;
②并联电阻后,由并联电路特点知总电阻变小,则总电流变大,而电电流表的电流为原来的二分之一,故通过并联电阻的电流大于电流表的电流,故其阻值小于电流表的电阻;
③当并联同阻值的电阻后,并联部份阻值变为原来的一半,则串联的电阻阻值要增加所测出电阻的一半。
方法4“替代”法测电阻
现要测一未知电阻的电阻Rx,所给器材如下,一改装后尚未校对的电流表A,滑动变阻器R1,电阻箱R2,单刀双掷开关K1,单刀单掷开关K2,电源和导线。
(1)画出实验电路图。
(2)写出主要的实验步骤。
由于题中没有给出电压表,故无法用伏安法测量电阻的阻值。
解析:
(1)在已知电阻箱和一个电流表的情况下我们只有从替代法上考虑此题,电路原理如图所示;
(2)实验步骤:
①连接好电路图,将R1调到最大,闭合K2,将K1接A,调节R1让电流表的示数为I0,②保持R1不变,将K1接B,调节R2让电流表A的示数仍为I0,③读出的阻值即为Rx的测量值。
1.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S,T.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
2.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.
3.
(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时针偏转如图(a)所示.
请你简述补充接下来的测量过程:
①选择欧姆档________;
②将红、黑表笔________进行欧姆调零;
③将红、黑表笔接在________的两端,从表盘读取数据乘以档位数;
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡.
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示.
其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω.图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接.
(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程.当转换开关S旋到位置5时,可用来测量________;当S旋到位置________时,可用来测量电流,其中S旋到位置________时量程较大.
4.2014年诺贝尔物理学奖授予三名日裔科学家,以表彰他们在发现新型高效、环境友好型光源方面所做出的贡献——三位获奖者发明的“高效蓝色发光二极管(LED)”给我们带来了明亮而节能的光源.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约300Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.
实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为15mA,内阻RA1约为10Ω)
B.电流表A2(量程为2mA,内阻RA2=20Ω)
C.定值电阻R1=10Ω
D.定值电阻R2=1980Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一个
F.电压表V(量程为15V,内阻RV约3kΩ)
G.蓄电池E(电动势为4V,内阻很小)
H.开关S一个
(1)要完成实验,除蓄电池、开关、滑动变阻器外,还需选择的器材有________(填写器材前的字母编号).
(2)补全实验电路图.
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式R=________.
5.某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示.已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.
①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号);
A.合上开关S2
B.分别将R1和R2的阻值调至最大
C.记下R2的最终读数
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r
E.合上开关S1
F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数
②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”);
③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=________.
6.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(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2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R′V,与电压表内阻的真实值RV相比,R′V________RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是________.
参考答案与解析
1.①S
③T0刻线
(2)连线如图所示;
(3)当转换开关S旋到位置5时,可用来测量电压;当S旋到位置1、2时,可用来测量电流,其中S旋到位置1时量程较大,因为此位置只有一个电阻与电流表并联,分流较大.
4.
(1)ABD
(2)如图
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