(9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V 的电…——2016 高考物理第 10 题答案解析

2016_新课标II卷

2016 全国 第 10 题 解答题 区分题
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10.(9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V 的电压表 $\textcircled{\mathrm { V } }$ 的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱 R(最大阻值 99999.9Ω),滑动变阻器 ${ \sf R } _ { 1 }$ (最大阻值50Ω),滑动变阻器 ${ \sf R } _ { 2 }$ (最大阻值5kΩ),直流电源 E(电动势3V)。开关1个,导线若干。

实验步骤如下:

①按电路原理图(a)连接线路;

②将电阻箱阻值调节为 0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;

③调节滑动变阻器使电压表满偏;

④保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。

回答下列问题:

(1)实验中应选择滑动变阻器 $\underline { { \mathsf { R } } } _ { 1 }$ (填 $" \mathsf { R } _ { 1 } ^ { \prime \prime }$ 或 $" \mathsf { R } _ { 2 } ^ { \prime \prime } ,$ )。

(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。

(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为 2520 Ω(结果保留到个位)。

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为 D (填正确答案标号)。A. $1 0 0 \mu \mathsf { A }$ B.250μA C.500μA D.1mA。


图(a)


图(b)

参考答案

(1) $\mathsf { R } _ { 1 } \mathsf { \Omega }$; (2) 如图所示; (3) 2520; (4) D

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【考点】N6:伏安法测电阻

【专题】13:实验题;32:定量思想;43:推理法;535:恒定电流专题

【分析】(1)调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要几乎不变,故需要选择较小的变阻器;

(2)对照电路图连线,可以先连接电源、电键和变阻器,最后将电压表和电阻箱串联后并联上去;

(3)结合欧姆定律列式求解即可;

(4)电压表为表头与分压电阻串联而成,根据欧姆定律,用满偏电压除以电阻即可。

【解答】解:(1)调节电阻箱时需要滑动变阻器上的分压保持不变,需要电压表的电阻远大于变阻器的电阻,故变阻器选阻值小的,故选滑动变阻器 $\mathsf { R } _ { 1 } \mathrm { : }$ ;

(2)实物图连接如图所示:

(3)电压表和电阻箱整体分压不变,故:

$$ \mathrm{U} = \mathrm{U} ^ {\prime} + \frac {\mathrm{U} ^ {\prime}}{\mathrm{R} _ {\mathrm{V}}} \cdot \mathrm{R} $$

代入数据,有:

$$ 2. 5 = 2 + \frac {2}{R _ {\mathrm{V}}} \times 6 3 0 $$

解得:

$$ \mathrm{R_v} = 2520\Omega $$

(4)该表头的满刻度电流为: $1 = \frac { 2 . 5 V } { 2 5 2 0 \Omega } = 1 . 0 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathsf { A } = 1 \mathsf { m A }$ 故选D

故答案为:(1) $\mathsf { R } _ { 1 } \mathsf { \Omega }$ ;(2)如图所示;(3)2520;④D。

【点评】本题是半偏法测电阻原理的改编,关键是明确实验原理,结合欧姆定律进行分析,在变阻器选择上,要从减小系统误差的角度进行分析,不难。

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