2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 电表内外接、滑动变阻器连接方式的选择（含解析）新人教版选修3-1

2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 电表内外接、滑动变阻器连接方式的选择（含解析）新人教版选修3-1

电表内外接、滑动变阻器连接方式的选择 ‎ 高考频度：★★★☆☆‎ 难易程度：★★★☆☆‎ 为描绘“2.5 V，‎0.3 A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供有：电源（电动势6.0 V，内阻不计）；滑动变阻器（总电阻20）；电压表（有3 V、15 V两个量程）；电流表（有‎0.6 A、‎3 A两个量程）；开关一个、导线若干。‎ ‎（1）为较准确地测量数据描绘出图线，请你帮该同学选择仪表的适当量程完成实验。电压表应选择的量程是 V，电流表应选择的量程是 A。在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用 （选填“内接”或“外接”）法。滑动变阻器的连接方式应采用 （选填“分压式”或“限流式”）。‎ ‎（2）用笔画线当导线，将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最 端（选填“左”或“右”）。‎ ‎（3）若该小灯泡正常发光时的电阻为R1，小灯泡发光很暗时的电阻为R2，则R1与R2的大小关系为：R1 R2（选填“大于”“等于”或“小于”）。‎ ‎【参考答案】（1）3 0.6 外接 分压 （2）如图所示 右 （3）大于 ‎【试题解析】（1）因为小灯泡两端的额定电压为2.5 V，所以选用的电压表量程应为0~3 V，小灯泡的额定电流为‎0.3 A，所以选用的电流表为0~‎0.6 A量程，因为小灯泡的电阻减小，所以电流表的分压较大，故采用电流表外接法；实验中需要描绘图线，电压需要从零开始，故滑动变阻器采用分压接法。‎ ‎（2）为了保护电路安全，滑动变阻器应接最大阻值处，即触头移动到右端，如答案图所示。‎ ‎（3）小灯泡的电阻随着温度的升高而升高，正常发光时的温度大于发光较暗时的温度，所以 ‎【规律总结】‎ 电流表内外接法的选择 ‎（1）定量判断法：若已知待测电阻的大致阻值，电流表的内阻，电压表的内阻，则当时，选用内接法；当时，选用外接法；当时，两种接法均可。可简单记为“大内偏大，小外偏小”。‎ ‎（2）试触法：如图所示接好电路，让电压表的一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化较小，则可采用电流表外接法；如果电流表示数变化较大，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。‎ 滑动变阻器的限流式接法与分压式接法的比较 限流式 分压式 对比说明 两种接法电路图（不计电源内阻）‎ 串、并联关系不同 负载R上电压调节范围 ‎ ‎ 分压电路调节范围大 负载R上电流调节范围 分压电路调节范围大 闭合S前滑片位置 b端 a端 都是为了保护负载 额定条件下电路总功率 ‎ ‎ 分压电路消耗较多 如图所示为滑动变阻器示意图，下列说法中正确的是 ‎①a和b串联接入电路中，P向右移动时电阻增大 ‎②b和d串联接入电路中，P向右移动时电阻减小 ‎③b和c串联接入电路中，P向右移动时电阻增大 ‎④a和c串联接入电路中，P向右移动时电阻增大。‎ A．①② B．②③ C．①③ D．②④‎ ‎（2020·安徽省定远重点中学）如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是 A．c和d B．a和c C．b和c D．a和b ‎ 一个未知电阻Rx，阻值大约为10 kΩ~20 kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：‎ 电压表V1（量程3 V、内阻约为3 kΩ）‎ 电压表V2（量程15 V、内阻约为15 kΩ）‎ 电流表A1（量程200 μA、内阻约为100 Ω）‎ 电流表A2（量程‎0.6 A、内阻约为1 Ω）‎ 电源E（电动势为3 V）‎ 滑动变阻器R（最大阻值为200 Ω）‎ 开关S ‎（1）在实验中电压表选 ，电流表选 。（填V1、V2，A1、A2）‎ ‎（2）为了尽可能减小误差，电流表最好用 （填“内”“外”）接法，滑动变阻器用 （填“分压式”或“限流式”）。‎ ‎（2020·贵州省思南中学高三下学期周测试）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如下的实验电路，已知小灯泡的规格为“12 V， 5 W”。‎ ‎（1）闭合电建前，应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到______（填“a”或“b”）端。根据连接好的实物图，调节滑动变阻器，记录多组电压表和电流表的读数，作出的图线如图甲中实线所示，由图线分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”或“减小”）。若某次电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为____W（保留两位有效数字）。‎ ‎（2）若图像中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）才是其真实的伏安特性曲线。‎ 某兴趣小组为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量。实验室里准备了以下器材：‎ A．电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）；‎ B．电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）；‎ C．电压表（量程6V，内阻约30kΩ）；‎ D．电压表（量程15V，内阻约100kΩ）；‎ E．直流电源（15V，允许最大电流‎1 A）；‎ F．滑动变阻器（最大阻值1 00Ω，额定功率1 W）；‎ G．多用电表；‎ H．导线、电键若干。‎ ‎（1）首先用多用电表的欧姆挡（倍率为×1k）粗测其电阻，指针位置如图所示，其读数R= kΩ。‎ ‎（2）用伏安法尽可能精确地测量其电阻，电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）‎ ‎（3）在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图。‎ ‎（4）用伏安法测电阻时，电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是 。‎ A．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值 B．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值大于真实值 C．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值 D．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值大于真实值 ‎（2020·云南省玉溪市易门一中）（1）某同学对一个表头G进行改装，已知其满偏电流Ig=100 μA，内阻标称值Rg=900 Ω，先利用定值电阻R1将表头改装成一个1 mA的电流表，然后利用定值电阻R2再将此电流表改装成一个3 V的电压表V1（如图1所示）；则根据条件，定值电阻R1=___Ω，R2=____Ω。‎ ‎（2）改装完毕后，他用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表V2对此电压表从0开始全范围的刻度进行校准．滑动变阻器R有两种规格：‎ A：滑动变阻器（0~20 Ω）‎ B：滑动变阻器（0~2 kΩ）‎ 为了实验中电压调节方便，R应选用____（填A或B）。‎ ‎（3）完成图2中的校准电路图（要求：滑动变阻器的触头画在开始实验时的位置上）‎ ‎（4）由于表头G上的标称值Rg小于真实值，造成改装后电压表的读数会比标准电压表的读数___。（填“偏大”或“偏小”）‎ ‎【参考答案】‎ ‎【名师点睛】本题考查了滑动变阻器的原理和作用，能够正确判断当“一上一下”接入电路时哪一段电阻丝被连入电路中是本题的解题关键所在。‎ C 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的，连入电路时需要一上一下，若只接上面两个或只接下面两个均不能改变接入电路中电阻丝的长度，接b和a时或c、d，不能改变电阻，也就不能改变电流，故AD错误。接入电路中的接线柱是a和c时，滑动触片P向接线柱c移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流不断增大，故B错误。接入电路中的接线柱是b和c时，滑动触片P向接线柱c移动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路中的电流不断减小，故C正确。‎ ‎（1）V‎1 A1 （2）内 分压式 ‎（1）根据待测电阻的大小和电源的电动势大小，估测电路中的最大电流不会超过300 μA，故电流表选择A1，电压表选择V1。‎ ‎（2）由于所给滑动变阻器太小，待测电阻很大，因此该实验采用滑动变阻器的分压接法和电流表的内接法。‎ ‎（1）a 增大 （2）Ⅱ ‎（1）开始时应让测量部分电压为零，故开关应移到a端开始调节；由图可知图象的斜率越来越小，则说明电阻越来越大，小灯泡的电阻随温度的升高而增大；由电流表示数可知，电流大小为‎0.4 A，则由图可知，电压为6.0 V，故灯泡功率P=UI=6×0.4=2.4 W；‎ ‎（2）由于电流表采用外接法，由于电压表分流使电流表示数偏大，而电压表是准确的，故相同电压电流应偏小，故II为真实的图象。‎ ‎（1）20 （2）B D （3）电路如图所示 （4）AD ‎（1）欧姆表读数为R=20×1 kΩ=20 kΩ。‎ ‎（1）100 2 910 （2）A （3）如图所示 （4）偏小 ‎（1）由图示电路图可知：，‎ 改装后电流表内阻，‎ 把电流表改装成电压表，串联电阻：。‎ ‎（2）为方便实验操作滑动变阻器应选择最大阻值较小的A。‎ ‎（3）电压表从0开始全范围的刻度进行校准，滑动变阻器应选择分压接法，标准电压表与改装后的电压表并联，电路图如图所示：‎ ‎（4）表头G上的标称值Rg小于真实值，改装后的电流表内阻偏小，改装后的电压表串联电阻偏大，电压表内阻偏大，两电压表并联，由于改装后的电压表内阻偏大，通过改装电压表的电流偏小，改装后的电压表指针偏角较小，造成改装后电压表的读数会比标准电压表的读数偏小。‎