2011-2020年高考物理试卷分类汇编之0082.替代法和比较法测电阻（含答案及解析）
文档属性
| 名称 | 2011-2020年高考物理试卷分类汇编之0082.替代法和比较法测电阻（含答案及解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 417.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-11 11:14:43 | ||
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文档简介
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第82节 比较法和替代法测电阻
1.2011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：
⑴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；
⑵然后将S拨向接点2，调节_____，使____________，记下此时RN的读数；
⑶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
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，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E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω。此电路可测量的Rx的最大值为__________Ω。
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U2＝1V时，Rx两端的电压U1＝0.5V，由上式解得Rx＝50Ω。
当Rx两端的电压表满偏U1＝1V为时，R两端的电压U2＝0.5V，由上式解得Rx＝200Ω。所以此电路可测量的Rx的最大值为200Ω。
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；
（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：
1 2 3 4 5
U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44
U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49
U2/U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
（6）利用上述5次测量所得的平均值，求得 Ω。（保留1位小数）
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）×20.0Ω=48.2Ω。
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（10Ω），R1 是电阻箱（0～99.9Ω），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：
① 现有四只供选用的电流表：
A．电流表（0～3mA，内阻为2.0Ω）
B．电流表（0～3mA，内阻未知）
C．电流表（0～0.3A，内阻为5.0Ω
D．电流表（0～0.3A，内阻未知）
A1应选用 ，A2应选用 。
② 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”）。
③ 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。
④ 根据以上实验得出Rx = Ω。
【答案】：① D、C ② 变大 ③ 关系图线如图 ④ 31.3
【解析】①A1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(Rx＋RA2)I2＝(R0＋R1＋RA1)I1，整理后可得RA2＋Rx＝(R0＋R1＋RA1)，
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.
②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I1＝I－I2可知I1将增大。所以当R1减小时，要保持I1＝0.15 A，则需将滑动变阻器R接入电路的阻值变大．
③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：
④根据欧姆定律有(Rx＋RA2)I2＝(R0＋R1＋RA1)I1，
整理可得R1＝I2－(R0+RA1)，
即R1-I2图像的斜率，根据图像求出斜率为
，所以，可得Rx＝31 .3Ω.
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第82节 比较法和替代法测电阻
1.2011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：
⑴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；
⑵然后将S拨向接点2，调节_____，使____________，记下此时RN的读数；
⑶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
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，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E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω。此电路可测量的Rx的最大值为__________Ω。
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U2＝1V时，Rx两端的电压U1＝0.5V，由上式解得Rx＝50Ω。
当Rx两端的电压表满偏U1＝1V为时，R两端的电压U2＝0.5V，由上式解得Rx＝200Ω。所以此电路可测量的Rx的最大值为200Ω。
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；
（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：
1 2 3 4 5
U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44
U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49
U2/U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
（6）利用上述5次测量所得的平均值，求得 Ω。（保留1位小数）
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）×20.0Ω=48.2Ω。
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（10Ω），R1 是电阻箱（0～99.9Ω），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：
① 现有四只供选用的电流表：
A．电流表（0～3mA，内阻为2.0Ω）
B．电流表（0～3mA，内阻未知）
C．电流表（0～0.3A，内阻为5.0Ω
D．电流表（0～0.3A，内阻未知）
A1应选用 ，A2应选用 。
② 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”）。
③ 在坐标纸上画出R1与I2的关系图。
④ 根据以上实验得出Rx = Ω。
【答案】：① D、C ② 变大 ③ 关系图线如图 ④ 31.3
【解析】①A1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(Rx＋RA2)I2＝(R0＋R1＋RA1)I1，整理后可得RA2＋Rx＝(R0＋R1＋RA1)，
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.
②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I1＝I－I2可知I1将增大。所以当R1减小时，要保持I1＝0.15 A，则需将滑动变阻器R接入电路的阻值变大．
③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：
④根据欧姆定律有(Rx＋RA2)I2＝(R0＋R1＋RA1)I1，
整理可得R1＝I2－(R0+RA1)，
即R1-I2图像的斜率，根据图像求出斜率为
，所以，可得Rx＝31 .3Ω.
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