专题六 第2讲
[A级-对点练]
1.(2020·河北衡水中学高考模拟)学校物理兴趣小组为探究多用电表欧姆挡的原理,决定自己动手设计一个可以测量电阻的装置.手边的器材有:干电池组,电流计A,电阻箱,待测电阻Rx.其中电流计刻度盘刻线清晰,但是读数已经模糊.
(1)小组成员先将电池组与电流计A进行串联,电路两端分别接好表笔,如图1所示;将表笔短接,发现电流计指针刚好能够指在刻度盘最右端刻度处.
(2)将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连,调节电阻箱,直到电流计指针指在刻度盘正中央,电阻箱示数如图2,则电阻箱接入电路的电阻值为________ Ω.
(3)用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间,电流计指针指示如图3所示,则可知待测电阻Rx=________ Ω.(保留到小数点后一位)
此次实验快结束时,有同学拿来一块内阻为2 803 Ω的电压表,将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上,电压表示数为2.8 V,可以推知实验中使用的电池组的电动势为________ V(保留到小数点后一位).
解析:(2)根据图2可知,电阻箱接入电路的电阻值为R=9×10 Ω+7×1 Ω=97 Ω. EE
(3)设电流计满偏电流为Im,短接时,根据闭合电路欧姆定律得=Im,接入电阻箱时有rr+R1E2
=Im,接入电阻Rx时有=Im,解得Rx=48.5 Ω,r=97 Ω.当两表笔正确接在电压表的两2r+Rx3U2.8接线柱上时,根据闭合电路欧姆定律得E=U+r=2.8 V+×97 V≈2.9 V.
RV2 803
答案:(2)97 (3)48.5 2.9
2.(2020·广东省惠州市第三次调研)如图甲为多用电表的电路原理图.已知选用的电流表内阻Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表.该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心,上排刻度线对应数值没有标出.
(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读数为________.
(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势,某同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在C处,此时电阻箱如图丙所示,则C处刻度应为________.
③计算得到多用电表内电池的电动势为________ V.(保留2位有效数字)
解析:(1)选择开关接1时测电流,其分度值为0.2 mA,示数为6.9 mA;选择开关接3时测电压,其分度值为5 V,其示数为173 V;
(2)②由题图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω;③由题图乙所示可知,指针指在C处时,电流表示数为5 mA=0.005 A,C处电阻为中值电阻,则电表内阻为150 Ω,电源电动势E=I(R+R内)=0.005×(150+150) V=1.5 V.
答案:(1)6.9 mA 173 V(171~175 V均可) (2)②150 ③1.5
3.(2019·江苏卷,11T)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下: (1)螺旋测微器如图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
(3)题图2甲中Rx为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题图2乙图实物电路中的正确位置.
(4)为测量Rx,利用图2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像如图3所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V I2/mA 0.50 20.0 1.02 40.0 1.54 60.0 2.05 80.0 2.55 100.0 请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图像.
图3
(5)由此,可求得电阻丝的Rx=________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率. 解析:(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后也改用微调旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声;(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量;(3)按照原理图,将实物图连线如图1.
(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图2.
当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为Rx,R0的电压之和,当电压表接在a、b间时,1.962.04电压表测的电压为R0的电压,由图可得:Rx+R0= Ω=49 Ω,R0= Ω=25.5 Ω,所以
0.040.08Rx=23.5 Ω.
答案:(1)C (2)不同 (3)(见图1) (4)(见图2) (5)23.5(23.0~24.0都算对)