2020年高考回归复习—电学实验之电桥法测电阻 含答案.docx

1、高考回归复习电学实验之电桥法测电阻1李明同学想要测量某个未知电阻R1,他的手边共有仪器如下:一个电阻箱R、一个滑动变阻器R0、一个灵敏电流计G、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现苦恼之余去寻求物理老师的帮助老师首先给了他一道习题要求他思考:(1)如图甲,在a、b之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值,当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是_(2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以下步骤很快就测出了Rx按图乙接好电路,调节_,P为滑动变阻器的滑片,当G表示数为零时

2、,读出此时变阻箱阻值R1;将Rx与变阻箱R互换位置,并且控制_不动,再次调节_,直至电桥再次平衡时,读出此时变阻箱阻值R2;由以上数据即可得Rx的阻值,其大小为Rx=_2如图甲所示电路称为惠斯通电桥，当通过灵敏电流计G的电流Ig=0时，电桥平衡，可以证明电桥的平衡条件为：图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电阻Rx的电路原理图，其中R是已知电阻, S是开关，G是灵敏电流计，AC是一条粗细均匀的长直电阻丝，D是滑动头，按下D时就使电流计的一端与电阻丝接通，L是米尺(1)简要说明测量Rx的实验步骤，并写出计算Rx的公式；(2)如果滑动触头D从A向C移动的整个过程中，每次按下D时，流过G的电流总是比前依

3、次增大，已知A、C间的电阻丝是导通的，那么，电路可能在哪里出现断路了3惠斯通电桥是电学实验中测电阻的一个常用方法.是在1833年由Samuel Hunter Christie发明，1843年由查理斯惠斯登改进及推广的一种测量工具它用来精确测量未知电阻器的电阻值，惠斯登桥可以获取颇精确的测量如图1就是一个惠斯通电桥电路图（1）在图1中，在a、b之间搭一座“电桥”，调节四个变阻箱R1、R2、R3、R4的阻值，当G表为零时（此时也称为“电桥平衡”），4个电阻之间的关系是：_（2）我们现在想要测量某个未知电阻Rx，实验室有如下器材：A一个电阻箱R B一个滑动变阻器R0 C一个灵敏电流计G D一个不计内

4、阻的恒定电源E E.开关、导线若干根据惠斯通电桥测量电阻的原理设计了如图2所示电路进行实验，有以下实验操作：A、按图2接好电路，调节_，P为滑动变阻器的滑头，当G表示数为零时，读出此时变阻箱阻值R1 =200;B、将Rx与变阻箱R互换位置，并且控制_不动，再次调节_，直至电桥再次平衡时，读出此时变阻箱阻值R2=800;C、由以上数据即可得Rx的阻值，其大小为Rx=_4实验老师指导小明和小华用一种更加精确的方法测量某金属丝的电阻，实验电路如图1所示，老师告诉他们，这样的电路在物理学中叫“电桥”老师提供的实验器材有：电源（电动势约为3V，内阻不可忽略），电阻箱R0（最大阻值9999），定值电阻R1

5、200，R2500，灵敏电流计G（0刻度在表盘正中央），待测金属丝，开关S，导线若干，刻度尺（1）部分操作步骤如下：按电路图连接电路；闭合电键s，调节R0，使灵敏电流计读数为零，记下R0的读数（2）若某次实验中，当灵敏电流计读数为零时，R0的读数如图2所示，则此次实验测得的电阻阻值Rx_（3）老师加大了实验难度，提出假如R1、R2阻值未知，在不添加和更换任何电路元件的前提下，如何继续使用电桥测出Rx_（写出必要的步骤和需要测量、记录的物理量，同时物理量用相应的字母表示）（4）写出（2）的结果表达式Rx_（用测量、记录的物理量的字母表示）5某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻Rx的阻值。电路中

6、两个定值电阻R1=1000、R2=2000，R3为电阻箱（阻值范围0999.9），G为灵敏电流计。(1)具体操作步骤如下请依据原理图连接实物图_；闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达到平衡；求得电阻Rx=_。(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_。6（1）测一金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图所示，可知该金属丝的直径为_mm。（2）如图所示的电路叫“惠斯通电桥”，利用它可以更加精确的测量电阻，Rx为待测电阻，R1、R2是两个阻值已

7、知的定值电阻，R0是电阻箱，G是灵敏电流计，具体操作步骤如下：a按电路图连接电阻；b闭合电键K，调节R0，使灵敏电流计读数为零，记下R0的读数；c将R0代入， ，计算出Rx的结果。若某次实验中，R1、R2两个电阻阻值分别为200和50，当灵敏电流计度数为零时，R0的读数如图，则此次实验测得的电阻阻值Rx=_；假如R1、R2阻值未知，在不添加和更换任何电路元件的前提下，如何继续使用“惠斯通电桥”测出Rx？（写出必要的步骤和需要测量、记录的物理量）_；写出的结果表达式Rx=_。7某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10k，额定电功率为0.1W的电阻Rx，现有以下实验器材可以选择：A电流表A1（量程为

8、1mA，内阻约为100） B电流表A2（量程为3mA，内阻约为20）C电压表V1（量程为10V，内阻约为50k）D电压表V2（量程为30V，内阻约为100k）E.直流电源E（电动势为9V，内阻约为1）F.滑动变阻器R1（20，1A）G.开关、导线若干（1）为了方便并能多次测量使结果尽可能精确，电流表应选_，电压表应选_，（填器材前面的序号）；（2）根据所选器材在方框内设计并画出电路图_；（3）若操作、读数、计算均无误，考虑到电表内阻影响，_（填大于、等于或小于）；（4）为避免电表内阻的影响，小组成员提出用新的器材提出另外的方案如图所示，连接好电路后，闭合开关S1，调节各可变电阻，使得开关S2由

9、断开到闭合，灵敏电流计G指针无偏转，并记录此时电压表示数U和电流表示数I，则待测电阻=_，该方案中若从系统误差分析，_（填大于、等于或小于）。8某同学设计了如图甲所示的电路图，测量某金属圆柱的电阻现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表A1的量程为100mA，内阻为r112，另外一个电流表A2的量程为200mA。（1）现将量程为100mA的电流表A1扩充为200mA，则应该并联一个阻值R_的电阻。（2）图中E为学生电源，G为灵敏电流计，A是用量程为100mA的电流表改装后的电流表，A2为量程为200mA的电流表R1为电阻箱R2与R3均为滑动变阻器，R0为定值电阻，

10、S为开关，Rx为待测金属圆柱，实验操作如下：A按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；B将滑动变阻器R2的滑片滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；C调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A1的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；D实验完毕，整理器材。反复调整R1和R2使灵敏电流计G示数为零的目的是_；某次测量时量程为100mA的电流表A1的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为_mA。（3）待测金属圆柱Rx的阻值为_(用所测物理量的字母表示)。（4）电流表A1、A2的内阻对测量结果_(填“有”或“无”)

11、影响。9某实验小组为了较准确测量阻值约为20的电阻Rx，实验室提供的器材有：A待测定值电阻Rx：阻值约20 B 定值电阻R1：阻值30 C定值电阻R2：阻值20D电流表G：量程3mA，0刻度在表盘中央，内阻约50E. 电阻箱R3：最大阻值999.99F.直流电源E，电动势1,5V，内阻很小G滑动变阻器R2(20 ，0. 2 A)H.单刀单掷开关S，导线等该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作（1）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当（2）若灵敏电流计G中的电流由C流向D再调节电阻箱R3，使电阻箱R3的阻值_（选填“增大”或“减小”），直到G中的电流为_(填“满偏”、“半偏

12、”或“0”)（3）读出电阻箱连入电路的电阻R3，计算出Rx 用R1、R2、R3表示Rx的表达式为Rx=_10某小组用惠斯通电桥测量电阻的阻值：方案一：如图（a）所示，先闭合开关，然后调整电阻箱的阻值，使开关闭合时，电流表的示数为零。已知定值电阻、的阻值，即可求得电阻。(1)实验中对电流表的选择，下列说法正确的是_A电流表的零刻度在表盘左侧B电流表的零刻度在表盘中央C电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小(2)若实验中未接入电流表，而其它电路均已连接完好，调节电阻箱，当，则、两点的电势的关系满足_（选填“”、“”或“=”）。方案二：在方案一的基础上，用

13、一段粗细均匀的电阻丝替代、，将电阻箱换成定值电阻，如图（b）所示。(3)闭合开关，调整触头的位置，使按下触头时，电流表的示数为零。已知定值电阻的阻值，用刻度尺测量出、，则电阻_。(4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图（b）中的定值电阻换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为；然后将电阻箱与交换位置，保持触头的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表的示数为零，此时电阻箱的读数记为，则电阻_。11利用如图甲所示的电路可以较为准确地测出待测电阻Rx的阻值。其中R1为一较长的粗细均匀电阻丝，Rx为待测电阻，R0为电阻箱，a为电表。其测量步骤如下:根据图甲的电路图连接电路:将R0调到

14、某一数值，滑片P与金属丝某位置连接。闭合开关S1，试触开关S2，观察电表a的偏转情况；适当左右移动滑片P的位置，直至闭合开关S2时，电表a的指针不发生偏转；测出滑片左右电阻丝的长度L1和L2，读出此时电阻箱接入电路的阻值R0。(1)根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图连接成完整电路_；(2)为了测量更准确，图甲中的电表a选以下的哪个电表更合适_。A量程为3V、精度为0.1V、内阻为3000欧的电压表B量程为0.6A、精度为0.02A、内阻为60欧的电流表C量程为30A、精度为1A、内阻为100欧的灵敏电流计(3)如果电表a的电流方向由M流向P时，指针向右偏转。则当指针向右偏转时，

15、可以通过以下哪些操作使指针不发生偏转_。A适当增大电阻箱R0的阻值B适当减小电阻箱R0的阻值C将滑片P向左移动适当的距离D将滑片P向右移动适当的距离12某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量实验室提供的器材有：两个相同的待测电源（内阻r1）电阻箱R1（最大阻值为999.9）电阻箱R2（最大阻值为999.9）电压表V（内阻约为2k）电流表A（内阻约为2）灵敏电流计G，两个开关S1、S2主要实验步骤如下：按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、3

16、0.6、28.2；反复调节电阻箱R1和R2（与中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V回答下列问题：（1）步骤中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差UAB=_V；A和C两点的电势差UAC=_V；A和D两点的电势差UAD=_V；（2）利用步骤中的测量数据可以求得电压表的内阻为_，电流表的内阻为_；（3）结合步骤步骤的测量数据电源的电动势E为_V，内阻r为_13学习小组正在进行“测量某金属导体电阻率”的实验取该金属制成的一个“圆柱形”导体，用游标卡尺测量其长度L、用螺旋测微器测量其直径d，如图所示请读出长度L和直径d，L=_cm

17、，d=_mm设“圆柱形”导体的电阻为Rx，接入如图所示的电路中请将以下实验步骤补充完整：第一步：闭合开关S前先将滑动变阻器R的滑动头P滑到最_端（填“左”或“右”）；第二步：调节电阻箱R2，使其处于某一适当值；第三步：闭合开关S，移动滑动头，使电流计G有适当的读数；第四步：调节R2，_；第五步：读出R2，可得：Rx=_；（用R1、R2、R3表示）第六步：用d、L、R1、R2、R3表示电阻率 _14测电阻有很多种方法：(1)用伏安法测金属丝电阻存在系统误差为了减小系统误差，有人设计了如图所示的实验方案其中Rx是待测电阻，R是电阻箱，R1、R2是已知阻值的定值电阻合上开关S，灵敏电流计的指针偏转将

18、R调至阻值为R0时，灵敏电流计的示数为零由此可计算出待测电阻Rx=_；（用R1、R2、R0表示）(2)有同学利用图中的电路测量电流表A的内阻RA；图中R1和R2为电阻箱，S1和S2为开关已知电流表的量程为100mA，直流电源的内阻为r断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使电流表A满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为4.8时电流表A的示数为48.0mA忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得RA=_，该测量值与电流表内阻的真实值相比_（填“偏大”、“偏小”或“相等”）(3)利用“半偏法”也可以测量电压表的内阻，其电路原理图如图所示将滑动变阻器R的滑片P调至_（填“A”或

19、“B”）端，电阻箱R0的阻值调至_（填“零”或“最大”）；闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P使电压表满偏；保持滑动变阻器的滑片P不动，调节电阻箱R0的阻值使电压表半偏；记下电阻箱R0的示数若电阻箱R0的示数为3002，则电压表内阻的测量值为_该测量值与电压表的实际内阻相比_（填“偏大”、“偏小”或“相等”）15(9分)电压表改装前需要测量其内阻，测量电压表内阻的电路如图甲，所用电源为内阻可以忽略的干电池，定值电阻R1=8 000 ，R2=4 000 .（1）闭合S1，断开S2，调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的电压表示数U；（2）闭合S1，_，同样调节电阻箱R，记下多组R的大小及其对应的

20、电压表示数U；将以上两次测得的多组数据，分别在坐标纸上描点连线，得到如图乙中所示两条图线；（3）利用图线数据得出电源电动势E=_，求出电压表内阻Rv=_.两图线的交点的横坐标设为R0，还可用物理量符号R0、R1、R2表示Rv=_.判断断开S2时，所得数据描绘的是图线_.(选填“AB”或“CD”)（4）为了将该电压表的量程由03 V扩大到015 V，需要在电压表内_(选填“串”或“并”)联一个阻值为_的定值电阻16某实验小组的同学利用图甲所示的电路探究并联电路中各点电势的关系。已知R1=10，R2=20，R3=30，R4=40，电源的电动势为E=10V，内阻不计，且电源负极端接地。由此可得ab两

21、点电势差为Uab=_V，如果在ab两点间接一个电阻，则有电流从_点流向_点。(选填“a”或“b”)该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻Rx的阻值，其中R为电阻箱，G为灵敏电流计，请按图乙的实验原理图完成图丙中实物电路的连线_。实验时，先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1。闭合开关，反复调节滑动变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零；断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位置。闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值记为R2；则待测电阻的阻值为Rx=_。(用题中已知量的字母表示)参考答案1； R； P； R； 2(1)

22、Rx=R，步骤见解析 （2）BC断了3R1R4=R2R3 R P R 400 447 调节电阻箱R0，使灵敏电流计读数为零，记下R0的读数R01，保持电路其余部分不变，仅把电阻R1、R2位置互换（或把R0、Rx位置互换），调节电阻箱R0，使灵敏电流计读数为零，记下R0的读数R02 ； 5 370.4 电阻箱的阻值调节范围小 6 2545（25432547均可） 188 将电路中R1、R2位置互换，测量两次，记录R0读数分别为R01和R02 7A C 大于 等于 812 使和两端的电压相等（或电流计两端的a、b两点电势相等） 160 无 9增大 0 Rx= 10BC 11 C BC 120 12.0V -12.0V 1530 1.8 12.6V 1.5 1310.400cm 2.150mm 右 使电流计G中的电流为零 14 5.2 偏小 B 零 3002 偏大 15闭合S2 3.0 V 5000 AB 串 20 k 16 Uab=2V a b 如图所示: Rx=R1R2