替代法和比较法测电阻.doc
第82节 比较法和替代法测电阻1.2011年新课标版AAER0RNA0(标准)A (待测)S1S2122（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）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VS1左甲右甲RxRS2S0E13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，S0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）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， 。（2）当已知电阻R两端的电压表满偏U21V时，Rx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的阻值，图中R0为标准定值电阻（）；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；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；图（a）ES1S2RR0Rx21VV图（b）R0RxV+-E电源（3）将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；（4）待测电阻阻值的表达式 （用表示）；（5）重复步骤（3），得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.49U2/U13.443.433.393.403.39（6）利用上述5次测量所得的平均值，求得 。（保留1位小数）R0RxV+-E电源答案：（1）实物连线如右图示（4）（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5次测量所得的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）/5=3.41，代入Rx=(-1)R0=（3.41-1）×20.0=48.2。4.2014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（099.9），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）。RA1A2SERxR1R0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。10I2/AR1/VO0.050.100.150.200.250.302003040050600（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5.0D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RA2Rx(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)I1，10I2/AR1/VO0.050.100.150.200.250.302003040050600整理可得R1I2(R0+RA1)，即R1-I2图像的斜率，根据图像求出斜率为，所以，可得Rx31 .3.
