微专题59 测量电阻的几种方法
高中常见测电阻的方法:伏安法测电阻(包含电流表外接法与电流表内接法)、“半偏法”测电表内阻、替代法测电阻、电桥法测电阻等.
1.(2019·云南省第二次统一检测)实验室能够提供如下实验器材 A.电流表(量程3A,内阻0.1Ω)
B.定值电阻R1(阻值3kΩ,额定电流0.5A) C.定值电阻R2(阻值30Ω,额定电流1.0A) D.电池组(电动势略小于3V,内阻不计) E.开关若干 F.导线若干
为了测量一电压表(量程3V,内阻约3kΩ)的内阻,某同学根据实验室提供的器材设计了如图1所示的两个实验电路图.
图1
(1)为了准确测量电压表的内阻,应该选择________(选填“甲”或“乙”)电路图; (2)需要用到的器材有__________(选填器材前的编号);
(3)依据所选电路,结合测量结果写出计算电压表内阻的表达式RV=________________;简要说明所用物理量的意义:________________________________________.
2.(2020·福建南平市质检)为了将小量程电流表改装成量程为3V的电压表,实验器材如下: A.电流表G:满偏电流为300μA,内阻约100Ω B.干电池E:电动势为3V,内阻未知;
C.滑动变阻器R1:最大阻值为500Ω,额定电流为1A D.滑动变阻器R2:最大阻值为15kΩ,额定电流为0.5A E.电阻箱R0:最大值为999.9Ω,额定电流为0.5A F.电阻箱R:最大值为9999.9Ω,额定电流为0.5A G.开关两个,导线若干. 请回答以下问题
(1)为尽可能准确测量电流表的内阻,应选用图2甲中的________(选填“A”或“B”)电路;
图2
(2)根据所选电路完成实物电路连接.闭合开关S1,调节滑动变阻器使电流表的示数为300μA;接着保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S2,调节电阻箱R0的阻值,当R0=200Ω时电流表示数如图乙所示,则流过电流表的电流为________μA,电流表内阻的测量值为________Ω;
(3)现将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3V的电压表,则电阻箱R接入电路的阻值应为________kΩ;
(4)若用改装后的电压表测量某电路电压,则电压测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).
3.(2019·东北三省四市教研联合体模拟)有一只灵敏电流计G,刻度盘上共有N格刻度而无具体示数,现要根据图3(a)所示电路测出此表的满偏电流Ig和内阻Rg. (1)请按原理图(a),将图(b)中的实物电路连接完整;
图3
(2)实验中调节滑动变阻器R0和电阻箱R,使灵敏电流计刚好满偏,读出此时电压表的示数U和电阻箱的阻值R1;然后再调节滑动变阻器R0和电阻箱R,使灵敏电流计刚好半偏,且电压表的示数仍为U,读出此时电阻箱的阻值R2.用U、R1和R2表示灵敏电流计的满偏电流Ig和内阻Rg,表达式:Ig=________,Rg=________;
(3)仅从实验设计原理上看,这种测量方法得到满偏电流的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”).
答案精析
1.(1)乙 (2)BDEF (3)
U1R1
U1为开关K1闭合,开关K2断开时电压表读数,U2为开关K1
U2-U1
和K2都闭合时电压表读数,R1是阻值为3kΩ的定值电阻 解析 (1)甲电路中电流表的量程过大,故用乙电路;
(2)定值电阻选择与待测电压表阻值相当的,故选R1,则所选器材为BDEF;
(3)若开关K1闭合,开关K2断开时电压表读数为U1,开关K1和K2都闭合时电压表读数为U2,则=
U1U2-U1U1R1
,故计算电压表内阻的表达式为RV=,其中U1为开关K1闭合,开关K2断开
RVR1U2-U1
时电压表读数,U2为开关K1和K2都闭合时电压表读数,R1是阻值为3kΩ的定值电阻. 2.(1)B (2)200 100 (3)9.9 (4)小于
解析 (1)由“半偏法”测量电流表内阻的原理可知,先闭合开关S1,调节滑动变阻器的阻值,使电流表满偏;然后闭合开关S2,调节电阻箱的阻值,使得电流表半偏;读出电阻箱的阻值即为电流表的内阻;其中当闭合开关S2时,认为电路中的总电流不变,这样必须要求滑动变阻器的阻值比电流表的内阻大得多,即滑动变阻器应该选择R2,电路选择B; (2)由题图乙可知,电流表读数为200μA;则通过电阻箱的电流100μA;则电阻箱R0的阻值等于电流表内阻的2倍,即电流表内阻测量值为100Ω;
(3)将上述电流表与电阻箱R串联改装成量程为3V的电压表,则电阻箱R接入电路的阻值应为
3U??R=-Rg=?-6-100?Ω=9900Ω=9.9kΩ; Ig?300×10?
(4)若用改装后的电压表测量某电路电压,当电压表并联到被测电路上后,电阻减小,则电压表两端的电压减小,即电压测量值小于真实值.
3.(1)(3)相等
(2)UR2-R1
R2-2R1