11-19年高考物理真题分专题汇编之专题082.替代法和比较法测电阻.doc

1、 第第 82 节节 比较法和替代法测电阻比较法和替代法测电阻 1.2011 年新课标版年新课标版 22 （5 分）为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流 表，R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和 S1分别是 单刀双掷开关和单刀开关，E 是电池。完成下列实验步骤 中的填空： 将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节_，使待测表 头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数 I； 然后将 S 拨向接点 2，调节_，使_，记下此时 RN的读数； 多次重复上述过程，计算 RN读数的_，此即为待测微安表头内阻的测量值。 答：（1）R0、标准电流表 A0； （2）

2、RN，标准电流表 A0的示数仍为 I； （3）平均值 【解析】此题测量微安表头 A 的内阻采用的是替代法。首先将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节 R0，使 待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表 A0的读数 I；然后将 S 拨向接点 2，让电阻箱替代 待测电流表，调节 RN,使标准电流表 A0的读数仍为 I；此时电阻箱读数等于待测电流表内阻,记下此时 RN 的读数；多次重复上述过程，计算 RN读数的平均值，此即为待测微安表头内阻的测量值。 2.2012 年海南卷年海南卷 13图示电路可用来测量电阻的阻值。其中 E 为电源，R 为已知电阻，Rx为待测电阻， V 可视为 理想电压表，S

3、0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。 （1）当 S0闭合时，若 S1、S2均向左闭合，电压表读数为 U1； 若 S1、S2均向右闭合，电压表读数为 U2。由此可求出 Rx _。 （2）若电源电动势 E1.5V，内阻可忽略；电压表量程为 1V， R100。此电路可测量的 Rx的最大值为_。 答： （1） 2 1 U U R （2）200 解答： （1）S1、S2均向左闭合，电压表读数为 U1为 Rx两端的电压，S1、S2均向右闭合，电压表读 数 U2为 R 两端的电压， , R U R U I x 21 2 1 U U RRx 。 （2）当已知电阻 R 两端的电压表满偏 U21V 时，R

4、x两端的电压 U10.5V，由上式解得 Rx50。 当 Rx两端的电压表满偏 U11V 为时，R 两端的电压 U20.5V，由上式解得 Rx200。所以此电 路可测量的 Rx的最大值为 200。 3.2018 年全国卷年全国卷 III、23 （9 分）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 x R的阻值，图 V S1 左 右 Rx R S2 S0 E A A E R0 RN A0(标准) A (待测) S1 S 2 1 图（a） E S1 S2 R R0 Rx 2 1 V 图（b） R0 Rx V + E 电源 R0 Rx V + E 电源 中 R0为标准定值电阻（ 0 20.0R ）

5、；V 可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为 电源；R 为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a） ，将图（b）中实物连线； （2）将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合 S1； （3）将开关 S2掷于 1 端，改变滑 动变阻器滑动端的位置，记下此时电压 表V 的示数 U1；然后将 S2掷于 2 端， 记下此时电压表V 的示数 U2； （4）待测电阻阻值的表达式 x R （用 012 RUU、表 示） ； （5）重复步骤（3） ，得到如下数据： 1 2 3 4 5 U1/V 0.2 5 0.3 0 0.3 6 0.4 0 0.4 4 U2/V 0.

6、8 6 1.0 3 1.2 2 1.3 6 1.4 9 U2/U1 3.4 4 3.4 3 3.3 9 3.4 0 3.3 9 （6）利用上述 5 次测量所得 1 2 U U 的平均值，求得 x R 。 （保留 1 位小数） 答案： （1）实物连线如右图示 （4） 0 1 2 ) 1(R U U （6）48.2 解析： 开关 S2掷于 1端，由欧姆定律可得通过Rx的电 流 I=U1/R0，将开关 S2掷于 2端，R0和 Rx串联电路电压为 U2，Rx两端电压为 U=U2-U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值 0 1 2 0 1 12 ) 1(R U U R U UU I U Rx 5 次测量所得

7、1 2 U U 的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）/5=3.41， 代入 Rx=( 1 2 U U -1)R0=（3.41-1）20.0=48.2。 4.2014 年理综四川卷年理综四川卷 8.（2）（11 分） 右图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx的原理图， 图中 R0是保护电阻 （10） ， R1 是电阻箱 （0 99.9），R 是滑动变阻器，A1和 A2是电流表，E 是电源（电动势 100V，内阻很小）。 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下： （i）连接好电路，将滑动变阻器 R 调到最大； （ii）闭合 S，从最大值开始调节电

8、阻箱 R1，先调 R1为适当值， 再调滑动变阻器 R，使 A1示数 I1 = 0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2示数 I2。 （iii）重复步骤（ii），再测量 6 组 R1和 I2； （iv）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点。 根据实验回答以下问题： 现有四只供选用的电流表： A电流表（03mA，内阻为 2.0） B电流表（03mA，内阻未知） C电流表（00.3A，内阻为 5.0 D电流表（00.3A，内阻未知） A1应选用 ，A2应选用 。 测得一组 R1和 I2值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数 I1 = 0.15A，应让滑动变 阻器 R 接入电路的

9、阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。 在坐标纸上画出 R1与 I2的关系图。 根据以上实验得出 Rx = 。 【答案】： D、C 变大 关系图线如图 31.3 【解析】 A1的示数能达到 0.15 A， A2的示数由图像可知能达到 0.3 A， 故 A1、 A2的量程均选 0.3 A， 由电路图可列出关系式(RxRA2)I2(R0R1RA1)I1，整理后可得 RA2RxI1 I2(R0R1RA1)， 由此可知，若 RA2未知，则不能求出 Rx，故应使 RA2已知，即 A1选未知内阻的电流表 D，A2选已 知内阻的电流表 C. 当 R1减小时，如果在滑动变阻器的电阻值保持不变的情况下，电

10、路的总电阻减小，由闭合电路 的欧姆定律可得总电流 I 增大，由分压关系知，并联部分分得的电压减小，则 I2减小，由 I1II2可知 I1将增大。所以当 R1减小时，要保持 I10.15 A，则需将滑动变阻器 R 接入电路的阻值变大 根据题目中已知描出的点，平滑连接，删除错误的点，使点分布在图像的两侧，如图示： 根据欧姆定律有(RxRA2)I2(R0R1RA1)I1， 整理可得 R1RxRA2 I1 I2(R0+RA1)， 即 R1-I2图像的斜率 1 2 I RR k Ax ，根据图像求出斜率为 10 I2/A R1/V O 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 20 0 30 40 0 50 60 0 R A1 A2 S E Rx R1 R0 10 I2/A R1/V O 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 20 0 30 40 0 50 60 0 7241 060300 058 . . k ，所以3361507241 12 .kIRR Ax ，可得 Rx31 .3.