2020高中物理专题练习(有答案)特殊方法测电阻-双伏法

史俊生 2019.11

一、实验题

1．为了测量一个量程0～3V、内阻约3 kΩ的电压表的内电阻， 提供的实验器材有： A．待测电压表V1；

B．电流表A1（0～0.6A，内阻约0.2Ω）； C．0～10 V， 电压表V（量程内电阻约10kΩ）；2D．滑动变阻器R（额定电流0.5A）； 10～50Ω，E．定值电阻R=5 kΩ；

F．电源E（电动势8V，内阻较小）； G．开关一个、导线若干。

（1）在线框内画出正确的实验电路图________。（要求测量值尽可能精确、测量值的变化范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出）

（2）在图中完成实物连线__________．

（3）实验时需要测得的物理量有_________________。（用符号表示并说明其物理意义） （4）待测电压表内电阻表达式为_______________。(用(3)中符号表示) 2．现要比较准确测量电压表V1的内阻Rv。实验室提供的器材有： A．待测电压表V1（量程3 V，内阻约3 k） B．电压表V2（量程9 V，内阻约10 k） C．定值电阻R0（阻值6 k） D．滑动变阻器R（最大阻值20 ） E．直流电源E（10 V，内阻可忽略） F．开关S及导线若干

（1）请用笔画线代替导线在甲图中完成电路的连接____； （2）请把下列实验步骤补充完整

①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端（选填“左”或“右”）； ②闭合开关S，移动滑片至某一位置，记录电压表V1、V2的示数U1、U2； ③多次移动滑片，记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2； ④以U2为纵坐标、U1为横坐标，作出相应图像，如图乙所示。

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（3）用U2－U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0，写出待测电压表内阻Rv=_____________。 3．某兴趣小组的同学用下列实验器材设计一个电路来比较阻R(约3kΩ)的阻值。

A．电压表V1，量程为0~4V，内阻为r1=6kΩ B．电压表V2，量程为0~10V，内阻约为6kΩ C．滑动变阻器R1(0~100Ω)，额定电流1A D．滑动变阻器R2(0~500Ω)，额定电流0.2A E．定值电阻R0=6kΩ

F．电源电动势E=12V，内阻很小 G．开关S、导线若干

要求实验中电表示数从零调节，可获得多组测量数据，且电表读数不得小于其量程的操作方便。

(1)由实验要求应选择的实验器材有___________(填器材前面的字母序号)；

(2)在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图______________。(电路图上标明所用仪器的代号)

(3)用已知量和测量的量表示Rx的表达式RX=___________，说明式中各字母所表示的物理量：___________。 4．用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材(代号)与规格如下： A.电压表V1(量程3V，内阻r1约为10kΩ)； B.电压表V2(量程4.5V,内阻r2约为20kΩ)； C.电压表V3(量程15V，内阻r3约为30kΩ)； D.待测电阻Rx(阻值约为60Ω) E.定值电阻R0=30Ω;

F.滑动变阻器R1(最大阻值5Ω); G.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω H.电源E(电动势约为6V,内阻r约为lΩ)； I.单刀单掷开关S,导线若干。

(1)某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路如图所示。滑动变阻器R应选_____(选填“R1”、“R2”);为保证测量时误差尽可能小,M电压表应选______（选填“V1\"或“V2\"或“V3\")。

(2)若M、N电表的读数分别为2.75V、4.20V,则Rx=_______(保留两位有效数字)。 (3)考虑本次测量存在一定的系统误差,所以测量值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”)

参

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精确地测量电

2，测量结果尽量准确，实验31．

电压表V1的读数U1，电压表V2的读数U2

U1R

U2U1【解析】

（1）待测电压表量程只为电压表V2量程的

1，所以应将待测电压表扩大量程，与R串联，然后再将其电压表V2并3联；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法，又待测电压表与定值电阻R串联后再与电压表V2并联，电路图如图所示：

（2）注意导线不要交叉，如图所示

U 2（3、4）根据串并联规律应有： 读数U2

U1U1RR，解得：RV，需要测量电压表V1的读数U1，电压表V2的RVU 2U1①对测量电压表内阻实验，【点睛】应明确：要根据已知电压表内阻是否为确定值来选择将两电压表串联还是并联，

注意串联时两电压表的电流应接近才行，否则应进行改装；并联时两电压表的电压应接近，否则应进行改装．②当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法．

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2．； 左；

R0 k1【解析】 【详解】

（1）滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻值，所以滑动变阻器用分压式接法，待测电压表的量程为3V，而电压表V2的量程为9V，为使电表指针偏转角度较大，读数更准确，需将定值电阻与待测电压表V1串联，然后与V2并联，所以电路图如图所示。

（2）分压式接法，闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置，所以应该移至最左端；

R0R0U2U1U1U（1）Uk1（3）根据欧姆定律：，整理得:2，解得待测电压表的内阻1，所以:R0RVRVRVRVR0。 k13．（1）ABCEFG （2）如图：

（3）Rx(U2U1)r1R0 U1：电压表V1的

U1(r1R0)读数；U2：电压表V2的读数；R0：定值电阻的阻值；r1：电压表V1的内阻； 【解析】

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【详解】

解：(1) (2)要求实验中电表示数从零调起，故滑动变阻器采取分压接法，为方便调节选取小阻值即可，即R1；由于没有电流表，可以将小量程电压表V1与定值电阻R0并联，并联后的阻值与待测电阻的阻值相差不大，所以将小量程电压表V1与定值电阻R0并联后与待测电阻串联，实验要求应选择的实验器材有：ABCEFG；实验电路图如图：

(3)根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得：

RxU2U1R0r1(U2U1)U1U1(R0r)，其中U1为电压表V1的读数；U2为R并电压表V2的读数；R0为定值电阻的阻值；r1为电压表V1的内阻； 4．R1 V1 57 偏小 【解析】 【详解】

解：(1)由于滑动变阻器采用分压式，为了使测量尽量准确，便于调节滑动变阻器用总阻值小的故选R1；由于R0与Rx串联，电源E的电动势约为6V，所以M电压表应选电压表V1(量程3V)，N电压表应选电压表V1(量程4.5V)；

UMUNUM(2)根据串联分压，电流相等的特点和电路可知，解得Rx57； RxR0(3)由于M电压表的分流作用，流过R0的电流大于Rx的电流，测量值比真实值偏小；

5．测量电压表V1的内阻RV1（量程为1.5V，内阻约为1600 ）。以下是可供选用的实验器材： ①电源E，电动势约为3V，内阻不计； ②电压表V2，量程为3V； ③电阻R1=200 ；

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④电阻R2=500 ； ⑤电阻R3=800 ；

⑥滑动变阻器R，最大阻值约为20 ； ⑦滑动变阻器R′，最大阻值约为2k ； ⑧单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)请在方框中画出实验电路的原理图___________，要求电路简捷，电压表的读数不得小于量程的三分之二，图中．．的元件必须用题中相应的字母标注。 ．．．．

(2)若电压表V1和V2读数分别用U1和U2表示，则由已知量表示电压表内阻RV1的表达式是_____，且电压表V2的读数应控制在_____V的范围之内。

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5． 【解析】 【详解】

2～2.25

（1）由于待测电压表V1量程为电压表V2 量程的一半，所以应扩大待测电压表的量程，根据串并联规律可知，应将待测电压表与定值电阻R3串联作为一新的电压表，然后将其与电压表V2 并联即可；由于待测电压表内阻较大，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R以方便调节，电路图如图所示：

（2）根据串并联规律和欧姆定律应有：

；

由于题中要求电压表读数不能小于量程的 2/3，但不能超过量程的3/4 ，即电压表V2 最小电压为： ＝ ＝ ，最大电压： ＝ ＝ ，所以电压表V2的读数应控制在2～2.5V以内． 【点睛】

若遇到电表量程较小时应考虑将电表较小改装，电压表扩大量程时需要将电压表与分压电阻

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串联，电流表扩大量程时需要将电流表与分流电阻并联.

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