2020年高考回归复习—电学实验之电桥法测电阻 包含答案

高考回归复习—电学实验之电桥法测电阻

1．李明同学想要测量某个未知电阻R 1,他的手边共有仪器如下:一个电阻箱R 、一个滑动变阻器R 0、一个灵敏电流计G 、一个不计内阻的恒定电源E 、开关、导线若干．他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现．苦恼之余去寻求物理老师的帮助．老师首先给了他一道习题要求他思考:

(1)如图甲,在a 、b 之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱R 1、R 2、R 3、R 4的阻值,当G 表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是_____．

(2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以下步骤很快就测出了R x

①按图乙接好电路,调节_____,P 为滑动变阻器的滑片,当G 表示数为零时,读出此时变阻箱阻值R 1; ②将R x 与变阻箱R 互换位置,并且控制______不动,再次调节____,直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值R 2;

③由以上数据即可得R x 的阻值,其大小为R x =__．

2．如图甲所示电路称为惠斯通电桥，当通过灵敏电流计G 的电流I g =0时，电桥平衡，可以证明电桥的平衡条件为：1324R R R R

．图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电阻R x 的电路原理图，其中R 是已知电阻, S 是

开关，G 是灵敏电流计，AC 是一条粗细均匀的长直电阻丝，D 是滑动头，按下D 时就使电流计的一端与电阻丝接通，L 是米尺．

(1)简要说明测量R x 的实验步骤，并写出计算R x 的公式；

(2)如果滑动触头D 从A 向C 移动的整个过程中，每次按下D 时，流过G 的电流总是比前依次增大，已知A 、C 间的电阻丝是导通的，那么，电路可能在哪里出现断路了．

3．惠斯通电桥是电学实验中测电阻的一个常用方法.是在1833年由Samuel Hunter Christie 发明，1843年由查理斯·惠斯登改进及推广的一种测量工具．它用来精确测量未知电阻器的电阻值，惠斯登桥可以获取颇精确的测量．如图1就是一个惠斯通电桥电路图．

（1）在图1中，在a、b之间搭一座“电桥”，调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值，当G表为零时（此时也称为“电桥平衡”），4个电阻之间的关系是：______

（2）我们现在想要测量某个未知电阻R x，实验室有如下器材：

A．一个电阻箱R

B．一个滑动变阻器R0

C．一个灵敏电流计G

D．一个不计内阻的恒定电源E

E.开关、导线若干

根据惠斯通电桥测量电阻的原理设计了如图2所示电路进行实验，有以下实验操作：

A、按图2接好电路，调节_____，P为滑动变阻器的滑头，当G表示数为零时，读出此时变阻箱阻值R1 =200Ω;

B、将R x与变阻箱R互换位置，并且控制____不动，再次调节_____，直至电桥再次平衡时，读出此时变阻箱阻值R2=800Ω;

C、由以上数据即可得R x的阻值，其大小为R x=_________．

4．实验老师指导小明和小华用一种更加精确的方法测量某金属丝的电阻，实验电路如图1所示，老师告诉他们，这样的电路在物理学中叫“电桥”．老师提供的实验器材有：电源（电动势约为3V，内阻不可忽略），电阻箱R0（最大阻值9999Ω），定值电阻R1＝200Ω，R2＝500Ω，灵敏电流计G（0刻度在表盘正中央），待测金属丝，开关S，导线若干，刻度尺．

（1）部分操作步骤如下：

①按电路图连接电路；

②闭合电键s，调节R0，使灵敏电流计读数为零，记下R0的读数．

（2）若某次实验中，当灵敏电流计读数为零时，R0的读数如图2所示，则此次实验测得的电阻阻值R x＝

___．

（3）老师加大了实验难度，提出假如R1、R2阻值未知，在不添加和更换任何电路元件的前提下，如何继

续使用电桥测出R x_______（写出必要的步骤和需要测量、记录的物理量，同时物理量用相应的字母表示）（4）写出（2）的结果表达式R x＝_____（用测量、记录的物理量的字母表示）．

5．某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻R x的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，

R3为电阻箱（阻值范围0~999.9Ω），G为灵敏电流计。

(1)具体操作步骤如下∶

①请依据原理图连接实物图_________；

②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达

到平衡；

③求得电阻R x=____Ω。

(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的

阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_______。

6．（1）测一金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图所示，可知该金属丝的直径为_________mm。

（2）如图所示的电路叫“惠斯通电桥”，利用它可以更加精确的测量电阻，R x为待测电阻，R1、R2是两个

阻值已知的定值电阻，R0是电阻箱，G是灵敏电流计，具体操作步骤如下：

a．按电路图连接电阻；

b ．闭合电键K ，调节R 0，使灵敏电流计读数为零，记下R 0的读数；

c ．将R0代入， 102

x R R R R ，计算出R x 的结果。

①若某次实验中，R 1、R 2两个电阻阻值分别为200Ω和50Ω，当灵敏电流计度数为零时，R 0的读数如图，则此次实验测得的电阻阻值R x =______________；

②假如R 1、R 2阻值未知，在不添加和更换任何电路元件的前提下，如何继续使用“惠斯通电桥”测出R x ？（写出必要的步骤和需要测量、记录的物理量）

_______________________________________________________________________________________； ③写出②的结果表达式R x =________。

7．某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10kΩ，额定电功率为0.1W 的电阻R x ，现有以下实验器材可以选择：

A ．电流表A 1（量程为1mA ，内阻约为100Ω）

B ．电流表A 2（量程为3m A ，内阻约为20Ω）

C ．电压表V 1（量程为10V ，内阻约为50kΩ）

D ．电压表V 2（量程为30V ，内阻约为100kΩ）

E.直流电源E （电动势为9V ，内阻约为1Ω）

F.滑动变阻器R 1（20Ω，1A ）

G.开关、导线若干

（1）为了方便并能多次测量使结果尽可能精确，电流表应选_______，电压表应选______，（填器材前面的序号）；

（2）根据所选器材在方框内设计并画出电路图_______；

（3）若操作、读数、计算均无误，考虑到电表内阻影响，R 测____R 真（填大于、等于或小于）；

（4）为避免电表内阻的影响，小组成员提出用新的器材提出另外的方案如图所示，连接好电路后，闭合开关S 1，调节各可变电阻，使得开关S 2由断开到闭合，灵敏电流计G 指针无偏转，并记录此时电压表示