2020高中物理專(zhuān)題練習(xí)有答案特殊方法測(cè)電阻-電橋法

一、實(shí)驗(yàn)題1.某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻。(1)按照原理圖甲將圖乙中的實(shí)物連線(xiàn)補(bǔ)充完整O(2)正確連接電路后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)?？陂]合開(kāi)關(guān)S,通過(guò)反夏調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后、處,使電流表A3的示數(shù)為0,此時(shí)電流表A］、A?的示數(shù)分別為100.0mA和80.0mA,電壓表\丁\馬的示數(shù)分別為1.60V和1.00V。匚再次反更調(diào)節(jié)以、處，使電流表A3的示數(shù)再次為0,此時(shí)電流表Ai、A?的示數(shù)分別為180.0mA和40.0mA,電壓表V1、的示數(shù)分別為678V和L76V。.實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器&、處，當(dāng)電流表A3示數(shù)為0時(shí)，電路中3點(diǎn)與。點(diǎn)的電勢(shì)o(選填“相等”或“不相等”).為了提高測(cè)量的精確度，電流表A3的量程應(yīng)選擇A.0?0.6AB.0700mAC.。?5001iA口.測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻〃=(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)2.惠斯通電橋是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)電阻的一個(gè)常用方法,是在1S33年由SamuelHunterChristie發(fā)明，1843年由查理斯惠斯登改進(jìn)及推廣的一種測(cè)量工具。它用來(lái)精確測(cè)量未知電阻器的電阻值，惠斯登橋可以獲取頗精確的測(cè)量。如圖1就是一個(gè)惠斯通電橋電路圖。（1）在圖1中，在a、b之間搭一座“電橋”，調(diào)節(jié)四個(gè)變阻箱Ri、R?、R3、R4的阻值，當(dāng)G表為零時(shí)（此時(shí)也稱(chēng)為“電橋平衡”），4個(gè)電阻之間的關(guān)系是：（2）我們現(xiàn)在想要測(cè)量某個(gè)未知電阻Rx,實(shí)驗(yàn)室有如下器材：A.一個(gè)電阻箱RB一個(gè)滑動(dòng)變阻器RoC.一個(gè)靈敏電流計(jì)GD一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻的恒定電源eE.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干根據(jù)惠斯通電橋測(cè)量電阻的原理設(shè)計(jì)了如圖2所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有以下實(shí)驗(yàn)操作：A、按圖2接好電路，調(diào)節(jié),P為滑動(dòng)變阻器的滑頭，當(dāng)G表示數(shù)為零時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值Ri=200n；B、將Rx與變阻箱R互換位置，并且控制—不動(dòng)，再次調(diào)節(jié),直至電橋再次平衡時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值R2=800C;C、由以上數(shù)據(jù)即可得Rx的阻值，其大小為Rx=.3.李明同學(xué)想要測(cè)量某個(gè)未知電阻Ri,他的手邊共有儀器如下:一個(gè)電阻箱火、一個(gè)滑動(dòng)變阻器Ro、一個(gè)靈敏電流計(jì)G、一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻的恒定電源E、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干。他首先想到用伏安法或者電表改裝知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)電路，但發(fā)現(xiàn)由于儀器缺乏無(wú)法實(shí)現(xiàn)。苦惱之余去尋求物理老師的幫助。老師首先給了他一道習(xí)題要求他思考：(1)如圖甲，在4、b之間搭一座“電橋”，調(diào)節(jié)四個(gè)變阻箱小、氏、R3、&的阻值，當(dāng)G表為零時(shí)(此時(shí)也稱(chēng)為“電橋平衡”),4個(gè)電阻之間的關(guān)系是o(2)聰明的李明馬上想到了改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn),他按照以卜.步驟很快就測(cè)出了Rx匚按圖乙接好電路，調(diào)節(jié).P為滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)G表示數(shù)為零時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值處；匚將以與變阻箱區(qū)互換位置，并且控制不動(dòng)，再次調(diào)節(jié)—，直至電橋再次平衡時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值長(zhǎng)工0由以上數(shù)據(jù)即可得氐的阻值，其大小為&=_。.某實(shí)驗(yàn)小組為了較準(zhǔn)確測(cè)量阻值約為20c的電阻R-實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.待測(cè)定值電阻尺:阻值約20CB,定值電阻Ri：阻值30CC.定值電阻心：阻值20。普電流表G：量程3mA,0刻度在表盤(pán)中央，內(nèi)阻約50。E.電阻箱用：最大阻值999.99QE直流電源E,電動(dòng)勢(shì)1,5V,內(nèi)阻很小G滑動(dòng)變阻器處（20Q,0.2A）H.單刀單擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)等該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖，連接好電路，并進(jìn)行下列操作。（1）閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表示數(shù)適當(dāng)。（2）若靈敏電流計(jì)G中的電流由C流向。再調(diào)節(jié)電阻箱小，使電阻箱用的阻值（選填“增大”或“減小”），直到G中的電流為（填“滿(mǎn)偏”、“半偏”或"0”）。（3）讀出電阻箱連入電路的電阻夫3,計(jì)算出反。用油、&、％表示&的表達(dá)式為Rx= .某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路圖來(lái)測(cè)量電流表（量程2mA,內(nèi)阻約為200C）的內(nèi)阻，除待測(cè)電流表、L5V的電源、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外，還有下列可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：A.定值電阻&B.定值電阻小C.滑動(dòng)變阻器后（最大阻值為20Q）D.滑動(dòng)變阻器處（最大阻值為1000Q）E.電阻箱R、（最大阻值為999.9Q）E靈敏電流計(jì)G（內(nèi)阻很小可忽略）（1）為確保安全，精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)選用（填寫(xiě)器材前對(duì)應(yīng)的字母）。（2）用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路圖o（3）在閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)擲（填%”或?”）端，然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使待測(cè)表的示數(shù)適當(dāng)后再不移動(dòng)滑片，只調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)當(dāng)&=400。時(shí)靈敏電流計(jì)的示數(shù)正好為零；將電阻箱和待測(cè)電流表位置互換，其他不動(dòng)，再次調(diào)節(jié)R=100C時(shí)靈敏電流計(jì)的示數(shù)又正好為零，由此可知待測(cè)電流表的內(nèi)阻為參考答案1.(1)如圖所示;【解析】1.(1)如圖所示;【解析】(1)根據(jù)原理圖連接實(shí)物圖如圖所示;11.CJ.2.871.50(2)1、實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器人、花，當(dāng)電流表示數(shù)為0時(shí)，說(shuō)明電流表兩端電勢(shì)差為零，故電路中B點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢(shì)相等；11、為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，必須嚴(yán)格控制B、C兩點(diǎn)電流為零，如果電流表A3的量程相比與電路中的電流太大，會(huì)造成BC中有電流，但是讀不出來(lái)，顯示為零，所以應(yīng)選擇量程非常小的，故選C；111、根據(jù)電路規(guī)律可知，第一次實(shí)驗(yàn)中，路端電壓為U=L60+l.00=2.60V,干路電流為/=100+80=180mA=0」8A；第二次實(shí)驗(yàn)中有U'=0.78+1.76=2.54V,干路電流為r=180.0+40.0=220.0niA=0.22A；由閉合電路歐姆定律可知E=U+Ir,E=U，+/>,聯(lián)立解得石=2.87匕r=1.50Q.【點(diǎn)睛】該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，即利用等勢(shì)法求解，要求3c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，即無(wú)電流通過(guò)BC,所以在選擇A3時(shí)一定要選擇量程非常小的電流表，然后利用電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合閉合回路歐姆定律，求解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.. R1R4=R2R3RPR400c【解析】(1)由圖可知，要使G中電流為零，其兩端的電勢(shì)差為零；則由串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，上下兩電路中電阻的比值相等；即一定有號(hào)=?，解得%R4=R2%；(2)由題意可知采用電橋平衡法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：故應(yīng)調(diào)節(jié)R,使G表中電流為零，此時(shí)讀出變阻箱的阻值殳=200。，則R5與q的比值等于滑動(dòng)變阻器左右兩邊電阻的比值；應(yīng)控制P不動(dòng)，使兩邊電阻的比值不變：互換&與變阻箱R；再次調(diào)節(jié)R,使電流計(jì)讀數(shù)為零，讀出變阻箱的阻值7?6=800。，則也有比值等于左右兩邊電阻的比值；根據(jù)題意有答=等,解得見(jiàn)=Rx%Jr?=V200x800=40on.【點(diǎn)睛】根據(jù)電橋的平衡，分析出電阻關(guān)系，是惠斯通電橋測(cè)電阻的原理。根據(jù)此原理就可以設(shè)計(jì)測(cè)電阻的步驟，并完成實(shí)驗(yàn)。本題跳出常規(guī)，著眼素質(zhì)，恰到好處的“變”，但只要認(rèn)真分析題意就可以找出實(shí)驗(yàn)的具體方法和依據(jù)：這也是近幾年實(shí)驗(yàn)考查一個(gè)新的走向，考生需要多關(guān)注此類(lèi)試題.凡%=&&；R；P；R；網(wǎng)友"【解析】【詳解】(1)由圖可知，要使G中電流為零，其兩端的電勢(shì)差為零；則由串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，上下兩電路中電阻的比值相等；即一定有：消=廣，解得：&&=工&;(2)二由題意可知，李明采用電橋平衡法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：故應(yīng)調(diào)節(jié)R，使G表中電流為零，此時(shí)讀出Ri,則4與網(wǎng)的比值等于滑動(dòng)變阻器左右兩邊電阻的比值：□應(yīng)控制產(chǎn)不動(dòng)，使兩邊電阻的比值不變；互換&與變阻箱凡再次調(diào)節(jié)R使電流計(jì)讀數(shù)為零；則也有比值等于左右兩邊電阻的比值：R.R、 匚根據(jù)題意有：寸=京，解得:凡二J^瓦。

4.增大【解析】【詳解】（2）本實(shí)驗(yàn)采取電橋法測(cè)電阻，所以當(dāng)電流由C流向D,說(shuō)明C點(diǎn)電勢(shì)高，所以應(yīng)該增大電阻箱用的阻值使回路電阻增大，電流減小，。點(diǎn)電勢(shì)降低，直到。、。兩點(diǎn)電勢(shì)相同，電流計(jì)中電流為零。（3）根據(jù)C、。兩點(diǎn)電勢(shì)相同，可得：/6=/'尺，/《=/'&,聯(lián)立解得R.十^bb200【解析】（1）由于電源電動(dòng)勢(shì)較小，而兩個(gè)滑動(dòng)變