安徽中考物理 专题二十一 内阻问题

=1
000
Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=1 000 Ω-10 Ω=990 Ω
当使用a、c两个端点时,G、R1、R2串联,
Rac=Uac Ig
= 15V
3103 A
=5
000
Ω
则R2的阻值:
R2=Rac-Rab=5 000 Ω-1 000 Ω=4 000 Ω
(2)Im=20
mA时,R0+R+r2=
U Im
= 1.5V
0.02A
=75
Ω
当OP转到F端时,I1=7.5
mA,Rx=
U I1
-(R0+R+r2)=125
Ω
当I2=0.5Im=10 mA=0.01 A时,Rx'=U -(R0+R+r2)=75 Ω I2
EF接入比例为 75 =0.6,角度为180°×0.6=108°。当角度为36°时,Rx″=125 Ω× =2356Ω ,I3=
(1)计算小量程电流表满偏时两端的电压Ug。 (2)将S与接线柱b端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电流表,计算其最大量程I。 (3)将S与接线柱c端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电压表,计算其最大量程U。
答案 (1)0.3 V (2)0.6 A (3)15 V
解析 (1)小量程电流表满偏时通过的电流Ig=3 mA=0.003 A, 小量程电流表满偏时两端的电压: Ug=IgRg=0.003 A×100 Ω=0.3 V (2)将S与接线柱b端相连,G与R1并联,电流表的最大量程等于通过G和R1的最大电流之和, 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,通过G的电流最大时,通过R1的电流:
甲
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标
为“0 Ω”,此时变阻器接入电路中的阻值R1=
。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数I与Rx的关系式为I=
。
(3)若U=1.5 V,Ig=10 mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0 Ω的位置,请标出150 Ω、1 100 Ω的位置。
教师专用题组
1.(2019安徽合肥瑶海二模,23)实际测量中所使用的电流表和电压表是由小量程电流表改装而成的,图甲中 小量程电流表满偏电流Ig=3 mA,内电阻为Rg=100 Ω。将小量程电流表与两定值电阻R1、R2按图乙的电路连 接起来,已知R1=0.5 Ω,R2=24.5 Ω,S是一只单刀双掷开关。
I1= Ug = 0.3V =0.6 A R1 0.5
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,电流表的最大量程: I=Ig+I1=0.003 A+0.6 A=0.603 A≈0.6 A
(3)将S与接线柱c端相连时,G与R1并联后再与R2串联,电压表的量程等于并联部分的最大电压与R2两端的最 大电压之和, 由(2)可知,G与R1并联且通过G的电流最大时,并联部分的电压为Ug=0.3 V,电路的总电流I=0.603 A, 因串联电路中各处的电流相等, 所以,R2两端的电压: U2=IR2=0.603 A×24.5 Ω=14.773 5 V 电压表的量程: U=Ug+U2=14.773 5 V+0.3 V=15.073 5 V≈15 V
1.(2019安徽亳州蒙城三模,23)电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表G(表头)改装而成的, 从电路的角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。电流表G的电阻Rg叫做电流表内阻,指针偏转到最 大刻度时的电流Ig叫做满偏电流,加在它两端的电压Ug叫做满偏电压。如图所示,有一个电流表G,内阻为 30 Ω,满偏电流为1 mA,并联一个电阻R后,就将它改装成了一个量程为0.6 A的电流表A。请解答:
(1)当欧姆表正常工作时的内阻是多大? (2)当A、B间接入待测电阻Rx时,发现指针偏转到满偏电流的一半处,则待测电阻Rx的阻值是多大? (3)若在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2 V,重新调零后用这个欧姆表测得某电阻为225 Ω,则这个电 阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)多大?
答案 (1)150 Ω (2)150 Ω (3)180 Ω 解析 (1)欧姆表正常工作时的内阻:
的读数是180度,则电流表最大刻度值的一半处应标注的读数是
度;电流表刻度值为
mA处,应
标注的读数是36度。
(3)在完成其他标注后,小王同学发现表盘新的刻度值不均匀,为帮她解决这个问题,同学们用理想电压表设
计了如下四个改进电路,其中可行的两个是
。
答案 (1)A2 (2)108 15 (3)AB
解析 (1)当OP转到E端时,I最大,达到满偏,若选择A1,则I=100 mA=0.1 A,R总= UI = 10..51VA =15 Ω<40 Ω,故舍去。
(1)请画出图乙对应的等效电路图。 (2)请根据图丙的相关数据求出本节干电池的内阻r和电源电压U。
答案 (1)图见解析 (2)1 Ω 1.5 V 解析 (1)根据题意可画出图乙对应的等效电路图,如图所示:
(2)当滑片位于A端时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,等效电路如图:
由图丙可知,电路中的最大电流I大=1.5 A,电源的电压: U=I大r=1.5 A×r ① 当滑片位于B端时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,等效电路如图:
125
180
=15 mA。
U (Rx 75)
(3)图A、B,EF全部接入,整个电路总电阻不变,总电压不变,则电流I保持不变,UV=IRx,则UV与Rx成正比,Rx与
5.(2017四川成都,B16,4分)小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路。如 图甲所示,把电阻丝EF弯成半圆形(电阻丝的电阻与其长度成正比),O为圆心,OP为一能够围绕圆心O转动 的金属滑片,P与EF接触良好。如图乙所示,A为电流表(可选择A1:量程为0~100 mA、内阻r1=4 Ω或A2:量程 为0~20 mA、内阻r2=18 Ω),R为滑动变阻器,阻值变化范围为0~100 Ω,保护电阻R0=40 Ω,理想电源电压U= 1.5 V不变,电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。
RxIg U
(3)若U=1.5
V,Ig=10
mA=0.01
A,由毫安表的读数I与Rx的关系式得,当Rx=150
Ω时毫安表的读数I= UIg
RxIg U
=
1.5V 0.01A =0.005 A=5 mA;当Rx=1 100 Ω时毫安表的读数I= UIg = 1.5V 0.01A =1.2×10-3 A
2.(2019安徽合肥肥东一模,23)实验室常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的。电流表G也有一个 电阻,同样遵从欧姆定律,图甲是一个量程为0~3 mA的电流表G,如果有电流通过时,电流可以从刻度盘上读 出,这时G的两接线柱之间具有一定的电压。因此,电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表。已知 该电流表的电阻为Rg=10 Ω,图乙为常见的双量程电压表的内部电路图,当使用a、b两个端点时,量程为0~3 V, 当使用a、c两个端点时,量程为0~15 V,求:
由图丙可知,此时电路中的最小电流I小=0.5 A,电压表示数为1 V,即电阻R两端的电压为1 V,电源的电压: U=UV+I小r=1 V+0.5 A×r ② 由①②式得,1.5 A×r=1 V+0.5 A×r, 解得r=1 Ω, 将r=1 Ω代入①式得,电源电压:U=I大r=1.5 A×1 Ω=1.5 V。
I= U = 1.5V =4 mA=4×10-3 A R ' R测 150 225
欧姆表重新调零后的内阻为:
R= U ' = 1.2V =120 Ω I满 10 103 A
则I= U ' ,即4×10-3 A= 1.2V
R R实
120 R实
解得:R实=180 Ω
(2)由电流表知此时的电流为2.5 mA=2.5×10-;=I'(Rg+R1)=2.5×10-3 A×(990 Ω+10 Ω)=2.5 V
3.(2018山东青岛,25,3分)用毫安表测电阻 可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
R'=
U I满
= 101.150V3 A
=150
Ω
(2)指针偏转到满偏电流的一半即
I'= 1 I满= 1 ×10 mA=5 mA=5×10-3 A 22
由图可知,待测电阻Rx与欧姆表串联,
Rx=R串-R'= UI ' -R'= 511.50V3A -150 Ω=150 Ω
(3)测量值为225 Ω时的电流值:
(1)电流表G的满偏电压Ug为多少? (2)需并联的电阻R阻值为多大? (3)改装后的电流表A的内阻为多大?
答案 (1)0.03 V (3)0.05 Ω (3)0.05 Ω
解析 (1)根据I= UR 得U=IR,则电流表的满偏电压Ug=Ig
Rg=10-3 A×30 Ω=0.03 V (2)由图可知,电流表C与R并联,则 IR=I-Ig=0.6 A-10-3 A=0.599 A UR=Ug=0.03 V
乙
答案
(1) U
Ig
-Rg
(2) UIg
RxIg U
(3)如图所示
解析 (1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就 可以标为“0 Ω”,此时R1与Rg串联,根据电阻的串联规律和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的阻值R1
=
U Ig
-Rg。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,此时R1、Rg、Rx串联,则此时电路中的总电