伏安法测电阻

第79节伏安法测电阻1.2014年理综新课标卷Ⅱ22.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由xURI=计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则①（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1②（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2③（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。【答案】①Rx1②大于③小于【解析】Rx约为200Ω，102002000xVRR，2010200AxRR，Rx可认为是大电阻，采取电流表内接法测量更准确，即用图a电路测量，Rx1更接近待测电阻真实值；因为,IURx1,IURRR真UUR，I=IR，则Rx1I真，图a电路由于电流表的分压使测量值大于真实值；因为,IURx2,IURRR真IIR，U=UR，则Rx2I真，图b电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。2.2017年海南卷12．（12分）某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为：待测电阻R（阻值约为5Ω），电源（电动势3V），滑动变阻器（阻值范围0~10Ω），电流表（量程0.6A，3A），电压表（量程3V，15V），开关，导线若干。实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用。回答下列问题：（1）按照实验要求在图（a）中画出实物连线图。（2）若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V，电流表的示数始终接近0。写出产生这种现象的一个原因：_______________。（3）在连线正确后，闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示。由图可知，电压表读数为_______V，电流表读数为______A。由此可得待测电阻的阻值为_____Ω（结果保留3位有效Rx图aVARx图bVA电源315--0.63R图（a）011015V2350023A0.60.2010.4图（b）图（c）数字）。答：（1）实物连线图如右图所示（2）待测电阻R断路（3）2.200.484.58解析：（1）实物连线图如右图所示（2）待测电阻R断路（3）电压表读数为2.20V，电流表读数为0.48A，待测电阻的阻值为58.448.020.2IUR3.2017年浙江选考卷18.小明用电学方法测量电线的长度，首先小明测得电线铜芯的直径为1.00mm，估计其长度不超过50m，（已知铜的电阻率为8-1075.1Ω▪m），现有如下实验器材：①量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表；②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表；③阻值为0-2Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略，输出电压为3V的电源；⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻；开关和导线若干。小明采用伏安法测量电线电阻，正确连接电路后，调节滑动变阻器，电流表的示数从0开始增加，当示数为0.5A时，电压表示数如图1所示，读数为V，根据小明测量的信息，图2中P点应该（选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”）Q点应该（选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”），小明测得的电线长度为m。【答案】2.50接b接a31.4【解析】由图可得电压表量程为3V，最小精度0.1V，有效数字应该保留到0.01V，示数应为2.50V；被测量电阻属于小电阻，电流表应该外接，P点接b，题中要求电流表能从0开始变化，所以采取分压接法，Q点应接a，根据电阻定律SLR，代入数据可得长度为31.4m4.2016年浙江卷22．（10分）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0..6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω。（1）测R1阻值的最优连接方式为导电流方向R1R2电流方向图2①cdabR1图1②AV电源315--0.63RVAPQRxR0abcSE-12315105010-5V图1图2线①连接______（填a或b）、导线②连接______（填c或d）。（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为______Ω。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53（3）已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的110，若测R2的阻值，则最优的连线应选_____（填选项）。A．①连接a，②连接cB．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d【答案】（1）a、d；（2）作图见右，4.4~4.7（3）B【解析】(1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测R1阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d。(2)作图如图所示，则R2=ΔUΔI=2.20.5Ω=4.4Ω。(3)根据电阻定律可得R=ρLdL=ρd，故R2=R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应①连接a，②连接d，故B正确。5.2014年理综天津卷9．（3）现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表（仅可使用欧姆挡）；一个电池组E（电动势6V）；一个滑动变阻器R（020Ω，额定电流1A）；两个相同的电流表G（内阻Rg=1000Ω，满偏电流Ig=100μA）；两个标准电阻（R1=29000Ω，R2=0.1Ω）；一个电键S、导线若干．①为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断的做法正确的是______________（填字母代号）．A．这个电阻很小，估计只有几欧姆B．这个电阻很大，估计有几千欧姆C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×1k”挡，调零后测量②根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．0.60.50.40.30.20.10.00.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0I/AU/V【答案】①AC②如右图示【解析】根据条件知电阻应该比较小，所以换为“×1”挡，选AC；根据条件，可以把电流表串联R1当电压表用，把电流表并联R2当电流表用，这样实验电路等效为一个伏安法测电阻，为了减少功耗，应该用限流电路。6.2018年天津卷9（3）某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10kΩ），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表（量程0~1V，内阻约为10kΩ）B．电压表（量程0~10V，内阻约为100kΩ）C．电流表（0~1mA内阻约为30Ω）D．电流表（0~0.6A，内阻约为0.05Ω）E．电源（电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计）F．电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）G．滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）①为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用______________，电源选用______________。（均填器材的字母代号）；②画出测量Rx阻值的实验电路图。③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会______________其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是____________________________。答案：①B；C；F②实验电路图如答图示③大于；电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可）解析：由于被测电阻为10kΩ，所以电源要选择电动势大的，然后根据电路的电流选择电流表和电压表；若采用限流接法，则电路中的电流和电压不变不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，根据xVRR和AxRR的关系分析电流表的接法；根据电流表的接法判断实验误差。①若选用电源1.5V，由于被测电阻很大，电路中的电流非常小，不利于实验，故电源选择12V的，即F；则电压表就应该选取B；电路中的最大电流为mA2.1k10V12mI，故电流表选用C。②因为题给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω，若采用限流接法，则电路中电流和电压变化不明显，故采用滑动变阻器的分压接法，由于AxxVRRRR，所以采用电流表内接法，电路图如答图所示，GGRxR2RESR1R0VRxAS电源答图③由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据IURx可知测量值偏大。7.2014年理综山东卷22、（10分）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为m8107.1－，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约为0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9KΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0=3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1）实验中滑动变阻器应选____________（填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至_________端（填“a”或“b”）.（2）在实物图（见答题卡）中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为____V.（4）导线实际长度为_______m（保留2位有效数字）【答案】（1）R2；a。（2）如右图所示（3）2.30（2.29、2.31均正确）。（4）94（93、95均正确）【解析】（1）估算待测电阻约为2Ω，这样R0+R的总阻值约为5Ω，滑动变阻器采用限流接法，阻值约等于待测电阻的35倍测量较准确，因此滑动变阻器选R2；另外测量前应将滑动变阻器阻值调到最大值以保护电路。（2）如右图所示（3）电压表读数为2.30VV01230510150123051015AV01230510150123051015AV0123图乙VARxR0abSE图甲（4）这样测得的电阻值为Ω64503020...IURR，因此待测电阻为R=1.6Ω，而,SLR代入数据可得导线长度L=94m.8.2014年物理海南卷12．用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：电压表V1（量程5V）；电压表V2（量程10V）；电流表A1（量程50mA）；电压表A2（量程100mA）；滑动变阻器R（最大电阻300Ω）；定值电阻R1（阻值为200Ω，额定功率为1/8W）；定值电阻R2（阻值为200Ω，额定功率为1W）；开关S；导线若干。测量数据如坐标纸上U-I图线所示。（1）在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。（2）在设计的电路中，选择定值电阻的根据是.（3）由U-I图线求得待测电池的内阻为Ω。（4）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是.【解析】（1）电路原理图如图(a)所示。(5分，给出图(b)也给分。原理正确2分,仪器选择正确3分)（2）定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/8W,R2的功率满足实验要求(1分)（3）51.0(2分。在49.053.0范围内的均给分)（4）忽略了电压表的分流（此答案对应于图(a)）或：忽略了电流表的分压（此答案对应于图(b)）(2分，其他合理答案也给分)9.2014年理综浙江卷22.（10分）小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。（1）图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-