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《走向高考》高中物理课后强化训练7-3


第 7 章第三节
一、选择题 1.以下说法中,正确的是 ( ) A.采用伏安法测电阻时,只要仪器选得正确,可保证没有系统误差 B.用伏安法测电阻,不论是用电流表外接法,还是电流表内接法,都存在系统误差 C.用欧姆表测电阻,既准确又方便 D.伏安法测电阻,存在系统误差的原因是由于电流表的分压 [答案] B [解析] 对 A、B 选项,伏安法测电阻不可能没有系统误差,只能减小,故 B 选项正确, A 选项错误.对 C 选项,欧姆表测电阻方便但由于刻度不均匀读数误差较大,电池用久了 误差更大.因而 C 选项错误.对 D 选项,不同的测量电路引起误差的原因不同,故 D 选项 错误. 2. 如下图所示, 用伏安法测电阻, 若电流表内阻 1 , 电压表内阻 5000 , x 约为 10 , R 则下图中哪个测量结果较为准确?测量值比真实值偏大还是偏小 ( )

A.甲电路,偏大 B.甲电路,偏小 C.乙电路,偏大 D.乙电路,偏小 [答案] B RV Rx RV Rx [解析] =500, =10, ∴ > , 应采用电流表外接法, 由于电压表分流, IA>Ix, 使 Rx RA Rx RA Rx 的测量值比真实值偏小. 3.分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值.图(a)中两表的示数分别为 3V、 4mA,图(b)中两表的示数分别为 4V、3.9mA,则待测电阻 Rx 的真实值为 ( )

A.略小于 1k B.略小于 750 C.略大于 1k D.略大于 750 [答案] D [解析] 先判断采用的测量方法,由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大,说明 测量的是小电阻,这样电流表分压较大,应该采用(a)图进行测量比较准确.(a)图中测量值 较真实值偏小. 4.如右图所示电路,用伏安法测量电阻的大小.电阻 R=320 时,电 流表的示数是 15mA,电压表的示数是 4.5V.如果用这个电路测量未知电阻 R′,电流表的示数是 13mA,电压表的示数是 5.2V,则电阻 R′的大小是 ( ) A.R>420 B.400 <R′<420 C.R′=420 D.无法确定 [答案] A U 4.5 [解析] R=320 时,两端电压 U=4.5V,则通过 R 的电流 IR= = A=0.014A= R 320 14mA 通过电压表的电流 IV=I-IR=(15-14)mA=1mA

U 4.5 电压表内阻 RV= = =4500 IV 1×10-3 当电阻为 R′时,电压 U′=5.2V U′ 5.2 通过电压表的电流 IV′= = A=1.15mA RV 4500 通过 R′的电流 IR′=I′-IV′=(13-1.15)mA=11.85mA U′ 5.2 电阻 R′= = =439 . - IR′ 11.85×10 3 5.如图所示,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发现待测表的读数比标准表的 读数偏大,如表头 G 的 Ig 是准确的,出现的误差可能是下述哪种原因引起的 ( )

A.Rg 的测量值比真实值偏大 B.Rg 的测量值比真实值偏小 IgRg C.所并联的 R 并比公式 R 并′= 计算出的 R 并′偏小 I-Ig IgRg 计算出的 R 并′偏大 D.所并联的 R 并比公式 R 并′= I-Ig [答案] AD [解析] 待测表的读数偏大,表明通过待测表 G 的电流比标准表 A 的电流大,使 G 的 指针偏转较大,反映了 R 并支路分去的电流太小,即 R 并太大.由并联电路 Ug=U 并,有 IgRg IgRg =(I-Ig)R 并,所以 R 并= ,在 Ig 与 I 准确时,R 并的阻值偏大,直接反映了 Rg 的测量值 I-Ig 比真实值偏大,所以选项 A、D 正确,B、C 错误. 二、非选择题 6.一个量程为 0~100A 的电流表,内阻为 100 ,再给它串联一个 9900 的电阻,将它改装成电压表,改装后电压表的量程为________V,用 它来测量一段电路两端的电压时, 表盘指针如右图所示, 这段电路两端的电 压是________. [答案] 0~1 0.83 [解析] (1)电流表的量程 Ig =100A,内阻 Rg=100 ,改装时串联的分压电阻 R= Ug U 9900 ,由串联电路的分压原理可得: = =I , Rg Rg+R g 所以改装后电压表的两端能承受的最大电压为: - U=Ig(Rg+R)=100×10 6×(100+9900)V=1.00V, 也即改装后电压表的量程是 0~1V. (2)改装后电压表的量程是 0~1V,原电流表的表盘上的 100A 刻线应改为 1V,50A 的 刻度线应改为 0.5V, 表盘上每个分度表示 0.1V, 所以用它测电压时, 表针指示的电压是 0.83V. 7.有一规格为 1A/格的电流表,共有 N=100 格,内阻 rg=50 .若将其改为最大测量 电压为 U=1V 的电压表,则应________联一个阻值为________的电阻,电压表每格对应 ________V. [答案] 串 9950 0.01 - [解析] Ig=100×1A=100A=1×10 4A,rg=50 设需串联电阻为 R0,则 Ig(R0+rg)=1V 1 ∴R0= -rg=104 -50 =9950 Ig 1 每一格对应电压为 V=0.01V. 100

8.如图所示是测定电流表内阻的实验电路图,电流表的内阻约为 100 ,满偏电流为 500A,用电池作为电源. (1)实验室配有的可变电阻为: A.电阻箱,阻值范围为 0~10 B.电阻箱,阻值范围为 0~9999 C.滑动变阻器,阻值范围为 0~200 D.滑动变阻器,阻值范围为 0~20k 在上述配有的可变电阻中,电路中 R 应选用______,R1 应选用________.(填字母代号) (2)某学生进行的实验步骤如下: ①先将 R 的阻值调到最大,合上 S1,调节 R 的阻值,使电流表的指针转到满偏刻度 ②合上 S2,调节 R1 和 R 的阻值,使电流表的指针指到满偏刻度的一半 ③记下 R1 的阻值 指出上述实验步骤中的错误:________________________________________________. [答案] (1)D B (2)合上 S2 后,不应再调节 R 的阻值 [解析] (1)由实验原理可知电路中 R 应选用 D,R1 应选用 B. (2)如果闭合开关 S2 时再调节滑动变阻器,将会使电路中的总电流发生变化. 9.按右图所示的电路进行实验时,如果 R 调为 9900 时,电表指 在满刻度 300A 处.当 R′调为 90 时电流表指在半偏,则: (1)电流表的内阻 Rg=________ . (2)若将此电表改为 3V 的电压表, 则应将电流表与电阻________联, 电阻箱的取值应为________ . (3)用此改装表去测电压时,如果指针在 150A 的位置,则所测电 压读数为________V. [答案] (1)90 (2)串 9910 (3)1.5 [解析] (1)由半偏法测电阻原理可知 Rg=R′=90 . (2)由 U 满=Ig(Rg+R 串)得 U满 3 R 串= -Rg= -90 =9910 . - Ig 300×10 6 (3)∵U 满U=IgI,∴3U=300150 故 U=1.5V 10.(2009浙江信息)实验室有如下器材: 电流表 A1(满偏电流约 500A,有刻度无刻度值,内阻 rg 约 500 ); 电流表 A2(量程 0~300A,内阻 rA2=1000 ); 电流表 A3(量程 0~1mA,内阻 rA3=100 ); 定值电阻 R0(阻值 1k ); 滑动变阻器 R(0~5 ,额定电流 2A); 电池(电动势 2V,内阻不计); 开关、导线若干. 要求较精确地测出 A1 表的内阻和满偏电流. (1)在方框内画出测量电路;

(2)应读取的物理量是________;

(3)用这些量表示的 A1 表的满偏电流 Ig=__________,A1 表的内阻 rg=________. [答案] (1)电路如图所示

(2)A1 表满偏时 A2 表的读数 I2、A3 表的读数 I3 I2rA2 (3)I3-I2 I3-I2 [解析] (1)要测量 A1 表的内阻,需测出通过 A1 表的电流和它两端的电压 U1.A1 表没有 - 刻度值,所以不能直接读出满偏电流,要通过 A2、A3 才能间接测得.U1m=Igrg≈(5×10 4 ×500)V=0.25V,因 A2、A3 表的内阻是确定值,故可以把它们当做电压表.A3 表的电压 量程 U3=Ig3rA3=0.1V<U1m,A2 表的电压量程 U2=Ig2rA2=0.3V>U1m,所以应选择 A2 与 A1 并联,这样 A2 表两端的电压就是 U1.若 A3 直接与 A1、A2 串联接在滑动变阻器的分压端, 电压小于(U1m+U3)=0.35V,滑动变阻器调节不方便,所以可再串联一个定值电阻 R0. (2)见答案. U1 I2rA2 读出 A2、 3 表的读数 I2、3, Ig=I3-I2.A1 表的内阻 rg= = A I 有 . (3)当 A1 表满偏时, Ig I3-I2 11.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表 的内阻 r1,要 求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测得多组数据. 电流表 ,量程 10mA,内阻待测(约 40 ) 电流表 ,量程 500A,内阻 r2=750 电压表 ,量程 10V,内阻 r3=10k 电阻 R1,阻值约为 100 滑动变阻器 R2,总阻值约 50 电源 E,电动势 1.5V,内阻很小 开关 S,导线若干 (1)画出实验电路图,标明所用器材的代号. (2)若选取测量中的一组数据来计算 r1,则所用的表达式 r1=________,式中各符号的 意义是________. [答案] (1)电路如图所示

I2r2 (2) ,式中 I1、I2 分别是电流表 I1



的读数,r1、r2 分别是电流表



的内阻

[解析] 必选的器材有电源 E、 开关 S、 导线若干. 的满偏电压约为 UA1=Ig1r1=0.4V, 为满足尽可能高的精度的要求,量程 10V 的电压表 不能选用,而电流表 的内阻确定, 且满偏电压 UA2=Ig2r2=0.375V,可当电压表用来测 的电压.由于并联的 、 端电压 只有零点几伏,而电源电动势有 1.5V,可串联 R1 作保护电阻,为满足多测几组数据,滑动 变阻器 R2 采用分压式供电方式. 12.(2009江苏四市 4 月)有一个两用电表的电路如图所示,电流计 G 的量程 Ig=1mA, 内阻 Rg=100 ,定值电阻 R1=9900 ,R2=1.01 . (1)若要当做电流表使用,双刀双掷开关应与________连接(填“ab”或“cd”),其量程 为________A;

(2)若要当做电压表使用,双刀双掷开关应与________连接(填“ab”或“cd”),其量程 为________V. (3)为了防止电流从“负接线柱”流入表头而损伤表头,可以在表头两端并联一个理想 的二极管,在虚线框内画出二极管的连接方法,并说明它是怎样保护表头的.

[答案] (1)cd 0.1 (2)ab 10 (3)二极管左负右正,当电流从“负接线柱”流入表头 时,二极管单向导通,电流不通过 G 表因而能保护表头. [解析] (1)双刀双掷开关与 cd 连接,R2 与 G 表并联,R1 不起作用,扩大后的电流表量 Rg 100 程为 I=1+R Ig=1+1.01×0.001A≈0.1A. 2 (2)双刀双掷开关与 ab 连接, 表与 R1 串联, 2 不起作用, G R 扩大后的电压表量程 U=Ig(Rg - +R1)=(1×10 3×10000)V=10V. (3)见答案. 13.某电压表的内阻在 20~50k 之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器 材; 待测电压表 V(量程 3V) 电流表 A1(量程 200A) 电流表 A2(量程 5A) 电流表 A3(量程 0.6A) 滑动变阻器 R(最大阻值 1k ) 电源 E(电动势 4V) 电键 S (1)所提供的电流表中,应选用______.(填写字母代号) (2)为了尽量减小误差, 要求测多组数据, 试在图中的方框中画出符 合要求的实验电路图.(其中电源和电键及其连线已画出) [答案] (1)A1 (2)如下图所示

[解析] 图为安培表和伏特表串联在一起.若滑动变阻器作为限流使用,电压表的电压 超过其量程.故应采用分压式连接.通过估算发现,电流表 A3 量程过大,测量误差大,不 宜用. 14.(2009广东韶关 4 月)用伏安法测量一个阻值约为 20 的未知电阻 Rx 的阻值,有下 列器材: 电源 E(电动势 3V,内阻可忽略不计); 电流表 A1(量程 0~50mA,内阻约 12 ); 电流表 A2(量程 0~3A,内阻约 0.12 ); 电压表 V1(量程 0~3V,内阻约 3k ); 电压表 V2(量程 0~15V,内阻约 15k ); 滑动变阻器 R1(0~10 ,允许最大电流 2.0A); 滑动变阻器 R2(0~1000 ,允许最大电流 0.5A); 定值电阻 R(30 ,允许最大电流 1.0A); 开关、导线若干. (1)在以上备选器材中,电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器

应选用________(填写器材的字母代号); (2)请在虚线框中画出测量电阻 Rx 的实验电路图(要求所测量的值的变化范围尽可能大 一些,所用器材用对应的符号标出).

(3)某次测量中,电压表读数为 U 时,电流表读数为 I,则计算待测电阻阻值的表达式 Rx=________. U [答案] (1)A1 V1 R1 (2)电路图如图所示 (3) -R I

[解析] (1)电源电动势为 3V,选用电压表 V2,量程太大,故应选表 V1.电流表 A2 的量 程太大,应选 A1.若直接用 V1 测量 Rx 两端的电压 U<ImRx≈(0.05×20)V=1V,V1 的指针偏 转不到 1/3,为减少读数误差,Rx 应与定值电阻 R 串联.滑动变阻器接成分压式,选择 R1 控制电路较方便. (2)因(R+Rx)< RARV,电流表应接成外接进行测量. U U (3)用伏安法测得数据 U、I,有 =R+Rx,故 Rx= -R. I I


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