2018-2019学年高中物理第2章恒定电流专题突破与题型专练电学创新实验一练习新人教版选修3-1

专题突破与题型专练电学创新实验(一)

题型一:电表的改装与内阻的测量

1.在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻R g=100Ω,满偏电流I g=1 mA,R1=900Ω,R2=Ω.

(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?

(2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?

解析:(1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻R V=R g+R1=1 000Ω.所以电压表两端的电压最高为U=I g R V=0.001×1 000 V=1 V.即改装成的电压表的量程为1 V.

(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表.当小量程电流

表G满偏时,通过R2的电流为== A=0.999 A.故改装成的电流表的量程为I=I R2+I g= 0.999 A+0.001 A=1 A.

答案:(1)电压表1 V(2)电流表1 A

2.(2018·河北正定中学高二周测)在把电流表改装成电压表的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,其主要操作步骤

如下:

①接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;

②保持R1不变,再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;

③读出R2的阻值,即可认为电流表的内阻r g=R2.

现备有如下器材:

A.电流表(量程0～100μA,内阻约为100Ω)

B.电阻箱(范围0～9.9Ω)

C.电阻箱(范围0～999.9Ω)

D.电阻箱(范围0～99 999Ω)

E.电源(提供电压U=3 V)

F.电源(提供电压U=6 V)

G.开关和若干导线

(1)电路图中R1应选,R2应选,电源应选.(填入所选器材的字母代号)

(2)实验中读得R2的阻值为100Ω,若将此电流表改装成量程为3 V的电压表,应联一个阻值为Ω的电阻. 解析:(1)要减小测量误差,串联在干路中的R1应尽可能大,在R1尽可能大的情况下又保证电流表能半偏,所以电源电动势应该较大.接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度,此时电路中的电流为满偏电流,即

100μA,由电源电动势为6 V,则R1的阻值约为Ω=6×104Ω,故R1应选D;R2是用来显示电流表内阻的测量值,所以R2应选C;电源选F.

(2)实验中读得R2的阻值为100Ω,则电流表内阻的测量值为100Ω.若将此电流表改装成量程为3 V的电

压表,应串联一个阻值为Ω-100Ω=29 900Ω的电阻.

答案:(1)DCF(2)串29 900

3.(2018·天津静海县一中、杨村一中、宝坻一中等六校高三联考)某电压表的内阻在20 kΩ～50 kΩ之间,为了测定待测电压表的内阻,实验室提供下列可选用的器材:

待测电压表V(量程3 V)

电流表A1(量程200μA)

电流表A2(量程5 mA)

电流表A3(量程0.6 A)

滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)

电源E(提供电压U=4 V)

开关S

(1)所提供的电流表中,应选用.

(2)为了尽量减小误差要求测多组数据,试画出符合要求的实验电

路图.

解析:变阻器阻值只有1 kΩ,比R V小得多,用限流电路无法使表上电压在量程之内,更不用说取多组数据了.

电压表满偏时,通过它的电流I不超过=150μA.

答案:(1)A1(2)如图所示

4.(2018·绵阳高三质检)如图(甲)所示为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.

(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1 mA;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱,电表量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10 mA.由题给条件和数据,可求出R1=Ω,R2=Ω.

(2)现用一量程为3 mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3 mA挡进行校准,校准时需选择的刻度为0.5 mA,1.0 mA,1.5 mA、2.0 mA,2.5 mA,3.0 mA.电池的电动势为1.5 V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1 000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3 000Ω.则R0应选用阻值为Ω的电阻,R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器.

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用如图(乙)所示的电路可以判断出损坏的电阻.图中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(甲)虚线框内的电路.则图中的d点应和接线柱(选填“b”或“c”)相连.

解析:(1)使用a,b接线柱时,I ab=I g+=0.001 A+ A=0.003 A,

使用a,c接线柱时,I ac=I g+=0.001 A+ A=0.010 A,

解得R1=15Ω,R2=35Ω.

(2)改装后电流表内阻

r==Ω≈33Ω,

R0作为保护电阻,电流最大时,电路总电阻约为

R=r+R A+R0==Ω=500 Ω,

R0=R-r-R A=(500-33-150)Ω=317 Ω,

则R0应选300Ω;

电路电流最小时R滑=-R=Ω-500Ω=2 500Ω>750Ω,则滑动变阻器应选择3 000Ω的.

(3)由题图所示电路图可知,图中的d点与接线柱c相连时,闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1,若电表指针不动,则损坏的电阻是R2.

答案:(1)1535(2)3003 000(3)c

题型二:电阻的测量

1.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x约为200Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10

Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式R x=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.

若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2,则(选填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x1(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x2(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.

解析:根据题意知>,电压表的分流作用较显著,故R x1更接近待测电阻的真实值.图(a)的测量值是R x 与R A串联的电阻阻值,故R x1>R x真;图(b)的测量值是R x与R V并联的电阻阻值,故R x2

答案:R x1大于小于

2.(2018·山西榆社中学高二月考)理想电压表内阻无穷大,而实际电压表并非如此,现要测量一个量程为0～3 V,内阻约为3 kΩ电压表的阻值.实验室备有以下器材:

A.待测电压表V1:量程为0～3 V,内阻约为3 kΩ

B.电压表V2:量程为0～6 V,内阻约为6 kΩ

C.滑动变阻器R1:最大值20Ω、额定电流1 A

D.定值电阻R0

E.电源(提供电压U=6 V)

F.开关一个、导线若干