高中物理第2章恒定电流专题突破与题型专练电学创新实验一练习新人教版选修3_1

专题突破与题型专练　电学创新实验(一)题型一:电表的改装与内阻的测量1.在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA,R1=900Ω,R2=Ω.(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?(2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?解析:(1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻RV=Rg+R1=1000Ω.所以电压表两端的电压最高为U=IgRV=0.001×1000V=1V.即改装成的电压表的量程为1V.(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表.当小量程电流表G满偏时,通过R2的电流为==A=0.999A.故改装成的电流表的量程为I=IR2+Ig=0.999A+0.001A=1A.答案:(1)电压表　1V　(2)电流表　1A2.(2022·河北正定中学高二周测)在把电流表改装成电压表的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,其主要操作步骤如下:①接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;②保持R1不变,再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;③读出R2的阻值,即可认为电流表的内阻rg=R2.8现备有如下器材:A.电流表(量程0～100μA,内阻约为100Ω)B.电阻箱(范围0～9.9Ω)C.电阻箱(范围0～999.9Ω)D.电阻箱(范围0～99999Ω)E.电源(提供电压U=3V)F.电源(提供电压U=6V)G.开关和若干导线(1)电路图中R1应选　　　　,R2应选　　　　,电源应选　　　　.(填入所选器材的字母代号) (2)实验中读得R2的阻值为100Ω,若将此电流表改装成量程为3V的电压表,应　　　　联一个阻值为　　　　Ω的电阻. 解析:(1)要减小测量误差,串联在干路中的R1应尽可能大,在R1尽可能大的情况下又保证电流表能半偏,所以电源电动势应该较大.接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度,此时电路中的电流为满偏电流,即100μA,由电源电动势为6V,则R1的阻值约为Ω=6×104Ω,故R1应选D;R2是用来显示电流表内阻的测量值,所以R2应选C;电源选F.(2)实验中读得R2的阻值为100Ω,则电流表内阻的测量值为100Ω.若将此电流表改装成量程为3V的电压表,应串联一个阻值为Ω-100Ω=29900Ω的电阻.答案:(1)D　C　F　(2)串　299003.(2022·天津静海县一中、杨村一中、宝坻一中等六校高三联考)某电压表的内阻在20kΩ～50kΩ之间,为了测定待测电压表的内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程3V)电流表A1(量程200μA)电流表A2(量程5mA)电流表A3(量程0.6A)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电源E(提供电压U=4V)开关S8(1)所提供的电流表中,应选用　　　　　　　　. (2)为了尽量减小误差要求测多组数据,试画出符合要求的实验电路图.解析:变阻器阻值只有1kΩ,比RV小得多,用限流电路无法使表上电压在量程之内,更不用说取多组数据了.电压表满偏时,通过它的电流I不超过=150μA.答案:(1)A1　(2)如图所示4.(2022·绵阳高三质检)如图(甲)所示为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA.由题给条件和数据,可求出R1=　　　　Ω,R2=　　　　Ω. (2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选择的刻度为0.5mA,1.0mA,1.5mA、2.0mA,2.5mA,3.0mA.电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为　　　Ω的电阻,R应选用最大阻值为　　　　Ω的滑动变阻器. (3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用如图(乙)所示的电路可以判断出损坏的电阻.图中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(甲)虚线框内的电路.则图中的d点应和接线柱　　　　(选填“b”或“c”)相连. 解析:(1)使用a,b接线柱时,Iab=Ig+=0.001A+A=0.003A,8使用a,c接线柱时,Iac=Ig+=0.001A+A=0.010A,解得R1=15Ω,R2=35Ω.(2)改装后电流表内阻r==Ω≈33Ω,R0作为保护电阻,电流最大时,电路总电阻约为R=r+RA+R0==Ω=500Ω,R0=R-r-RA=(500-33-150)Ω=317Ω,则R0应选300Ω;电路电流最小时R滑=-R=Ω-500Ω=2500Ω>750Ω,则滑动变阻器应选择3000Ω的.(3)由题图所示电路图可知,图中的d点与接线柱c相连时,闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1,若电表指针不动,则损坏的电阻是R2.答案:(1)15　35　(2)300　3000　(3)c题型二:电阻的测量1.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,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则　　　　(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值. 解析:根据题意知>,电压表的分流作用较显著,故Rx1更接近待测电阻的真实值.图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值,故Rx1>Rx真;图(b)的测量值是Rx与RV8并联的电阻阻值,故Rx2