题目
R-|||-电源-|||-图(a)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5 Ω),电源(电动势3 V),滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω),电流表(量程0.6 A,3 A),电压表(量程3 V,15 V),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3 V,电流表的示数始终接近0。写出产生这种现象的一个原因:_______________。R-|||-电源-|||-图(a)(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位有效数字)。测试点3和3′1和1′1和31和2′2′ 和3′电表指针有无偏转电压表有有无有无电流表无有有无有答:①电路图如图示R-|||-电源-|||-图(a)②0.58 (0.57到0.59均可); 65(64到66均可)③1' 和2'解析:将实物图转化为电路图如图。根据6(2)图3知图像的斜率为0.58R-|||-电源-|||-图(a),由R-|||-电源-|||-图(a),代入解得L=65m。由1和1' 之间有电流,1和2' 之间无电流知断路处为1' 和2' 之间。13.2015年理综四川卷8. (2)(11分)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表A1(量程0 – 30mA);R-|||-电源-|||-图(a)电流表A2(量程0 – 100mA);电压表V(量程0 – 6V);滑动变阻器R1(阻值0 –5Ω);滑动变阻器R2(阻值0 –300Ω);开关S一个,导线若干条。某同学的实验过程如下:Ⅰ.设计如图3所示的电路图,正确连接电路。Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图4所示的图线。Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U—I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U)。回答下列问题:R-|||-电源-|||-图(a)①电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;②由图4的图线,得电源内阻r= Ω ;③用I、U和r表示待测电阻的关系式Rx= ,代入数值可得Rx;④若电表为理想电表, Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 ,电压表示数变化范围 。(选填”相同”或”不同”)
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5 Ω),电源(电动势3 V),滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω),电流表(量程0.6 A,3 A),电压表(量程3 V,15 V),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3 V,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位有效数字)。测试点 | 3和3′ | 1和1′ | 1和3 | 1和2′ | 2′ 和3′ | |
电表指针有无偏转 | 电压表 | 有 | 有 | 无 | 有 | 无 |
电流表 | 无 | 有 | 有 | 无 | 有 |
答:①电路图如图示
②0.58 (0.57到0.59均可); 65(64到66均可)③1' 和2'
解析:将实物图转化为电路图如图。根据6(2)图3知图像的斜率为0.58
,由
,代入解得L=65m。
,由
,代入解得L=65m。由1和1' 之间有电流,1和2' 之间无电流知断路处为1' 和2' 之间。
13.2015年理综四川卷8. (2)(11分)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0 – 30mA);
电流表A2(量程0 – 100mA);电压表V(量程0 – 6V);
滑动变阻器R1(阻值0 –5Ω);
滑动变阻器R2(阻值0 –300Ω);
开关S一个,导线若干条。
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图3所示的电路图,正确连接电路。
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图4所示的图线。
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U—I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U)。回答下列问题:
①电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;②由图4的图线,得电源内阻r= Ω ;
③用I、U和r表示待测电阻的关系式Rx= ,代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表, Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 ,电压表示数变化范围 。(选填”相同”或”不同”)
题目解答
答案
答案:①A2 R2 ②25 ③
-r ④相同 不同
-r ④相同 不同解析:①由电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧,可以估算出电路中电流为数十毫安,因此电流表选用A2,为了电路正常工作,并方便调节,多测几组数据,滑动变阻器应选用R2。
②根据图3电路结构可知,电压表测量了电路的路端电压,电流表测量了电路的总电流,因此图4中,图线斜率绝对值即为电源的内阻,有:
。
。③当改接电路后,将待测电阻与电源视为整体,即为一“等效电源”,此时图线的斜率为等效电源的内阻,因此有:
,解得:
,解得:
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,电路的总电阻可变范围不变,因此电流表的示数变化范围相同,Rx接在B、C之间时,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,而Rx接在A、B之间时,电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和,由于对应某一滑动变阻器阻值时,电路的电流相同,因此电压表的读数不同,所以电压表示数变化范围也不同。
答:(1)实物连线图如右图所示(2)待测电阻R断路
(3)2.20 0.48 4.58
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

解析
- 考查要点:本题主要考查伏安法测电阻的实验操作、电路故障分析及数据处理能力。
- 解题核心:
- (1)实物连线:需明确电流表外接法和滑动变阻器限流接法的正确连接方式。
- (2)故障分析:根据仪表示数特点,判断电路中可能存在的断路位置。
- (3)数据处理:正确读取指针式电表的示数,并通过欧姆定律计算电阻值,注意有效数字的保留。
第(1)题
电流表外接法
待测电阻阻值较小(约5Ω),电压表内阻较大,应采用电流表外接法以减小系统误差。
滑动变阻器限流接法
滑动变阻器接法需满足限流作用,即滑片移动时能改变电路中电流的大小。正确接法为将滑动变阻器的阻值变化部分($R$)与电路串联。
第(2)题
电路故障分析
电压表有示数(接近电源电动势),但电流表示数接近0,说明电路中存在断路。由于滑动变阻器正常工作时分压较低,断路位置应为待测电阻$R$断路。
第(3)题
电压表读数
电压表量程为3V,分度值为0.1V,指针指向$2.2$,读数为$2.20$V(需估读到最小分度的下一位)。
电流表读数
电流表量程为0.6A,分度值为0.02A,指针指向$0.48$,读数为$0.48$A。
计算电阻值
根据欧姆定律$R = \dfrac{U}{I}$,代入数据得:
$R = \dfrac{2.20}{0.48} \approx 4.58\, \Omega$