1、题型四、内阻相关计算题型四、内阻相关计算2考点梳理自测考法必研突破首页该类试题主要考查欧姆定律在串并联电路中的应用,运用串联分压和并联分流原理解决实际问题。3考点梳理自测考法必研突破首页例题实验室使用的电压表一般是由小量程的电流计G串联一分压电阻改装而成的。改装前必须先测量电流计G的内阻Rg,在滑动变阻器接入电阻R远大于Rg时,我们可以采用图甲所示电路测量其内阻。合上S1,调节R使电流计G满偏;再合上S2,调节R1使电流计G半偏,此时可以认为电流计G的内阻Rg=R1。这就是“半偏法”测电流计G的内阻,实验测得Rg=200。4考点梳理自测考法必研突破首页(1)已知电流计G指针偏转到最大刻度时满偏
2、电流值Ig=500 A,则电流计G指针偏转到最大刻度时满偏电压Ug为多大;(2)小明将其改装成量程(03 V)的电压表V,如图乙,则定值电阻R的阻值为多大;(3)半偏法测电流计G内阻Rg是否准确,若不准确,比真实值偏大还是偏小。答案:(1)0.1 V(2)5 800(3)半偏法测电流计G内阻Rg不准确,测得值比真实值偏小5考点梳理自测考法必研突破首页(3)由题可知,再合上S2时,R1与电流并联了,电路的总电阻变小,干路上的电流变大,因此电流计半偏时,流过R1的电流会大于电流计电流,即R1的电阻会小于电流计的电阻,也就是说测量值会略小于真实值。方法指导本题考查了欧姆定律、功率、电功率的计算,电动
3、机的正常工作时将电能转化为机械能和内能,是非纯电阻电路,计算中要注意公式的适用范围。6考点梳理自测考法必研突破首页1.在实际电路中电流表、电压表的内阻不能忽略。某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx,他先将电压表、电流表按图a的方法连接在电源电压恒定的电路中,测得电压表、电流表的示数分别为3.0 V、3.0 mA。接着在同一电路中,他又将同一电压表、电流表按图b的方法连接,测得电压表、电流表的示数分别为2.9 V,4.0 mA。(1)求出电流表的内阻RA。(2)根据已知条件准确计算待测电阻Rx的阻值。7考点梳理自测考法必研突破首页答案:(1)25(2)975 解析:(1)图a中,电压表测量电阻Rx
4、和电流表的总电压,即电源电压,电流表测通过电阻Rx的电流,电压表的示数为3.0 V,所以电源电压U=3.0 V,即UA+Ux=3.0 V,图b中,电压表测量电阻Rx两端的电压,电流表测量电阻Rx和电压表的总电流,电压表的示数为2.9 V,即Ux=2.9 V,所以电流表分得的电压UA=U-Ux=3.0 V-2.9 V=0.1 V,而IA=4.0 mA,(2)电源电压U=3.0 V,图a中电流I=3.0 mA,即RA+Rx=1 000,则待测电阻Rx的真实值Rx=1 000-RA=1 000-25=975。8考点梳理自测考法必研突破首页2.实际测量中所使用的电流表和电压表是由小量程电流表改装而成的
5、。一只小量程电流表满偏电流Ig=3 mA,内阻为Rg=100。将小量程电流表与两定值电阻R1、R2按图乙的电路图连接起来,已知R1=0.5,R2=24.5,S是一只单刀双掷开关。(1)计算小量程电流表满偏时两端的电压Ug。(2)将S与接线柱b端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电流表,计算其最大量程I。(3)将S与接线柱c端相连,此时虚线框内的部分相当于一个电压表,计算其最大量程U。9考点梳理自测考法必研突破首页答案:(1)0.3 V(2)0.6 A(3)15 V解析:(1)小量程电流表满偏时通过的电流Ig=3 mA=0.003 A,=0.3 V;(2)将S与接线柱b端相连,G与R1并联,电流
6、表的最大量程等于通过G和R1的最大电流之和,因并联电路中各支路两端的电压相等,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的最大量程I=Ig+I1=0.003 A+0.6 A=0.603 A0.6 A;10考点梳理自测考法必研突破首页(3)将S与接线柱c端相连时,G与R1并联后再与R2串联,电压表的量程等于并联部分的电压与R2两端的最大电压之和,由(2)可知,G与R1并联且通过G的电流最大时,并联部分的电压为Ug=0.3 V,电路的总电流I=0.603 A,因串联电路中各处的电流相等,所以,R2两端的电压U2=IR2=0.603 A24.5=14.773 5 V,电压表的量程U=Ug+
7、U2=14.773 5 V+0.3 V=15.073 5 V15 V。11考点梳理自测考法必研突破首页3.如图所示是一个电流表、电压表两用的电路,电流表G的满偏电流是100 mA,内阻是10。电阻R1=2,R2=50,S为单刀双掷开关。(1)当S开关接到a时,电流表改装成什么表?当电流表G满偏时,其量程是多少?(2)当S开关接到b时,电流表改装成什么表?当电流表G满偏时,其量程是多少?(3)当S开关接到b时,改装后的电表的内阻是多少?12考点梳理自测考法必研突破首页答案:(1)电流表0.6 A(2)电压表31 V(3)51.67 解析:(1)S接a时,电流表G与R1并联,电阻较小,改装成电流表
8、。已知表头G的量程是100 mA,内阻是10,根据欧姆定律可得,电流表G指针满偏,干路电流为I=I1+Ig=0.5 A+0.1 A=0.6 A;当电流表G满偏时,其量程是00.6 A;(2)当S接b时,电流表G与R1并联后再与R2串联,电阻较大,改装成电压表。电流表G指针满偏时,电流表G与R1并联的电压不变,即U=Ug=1 V,并联电路的总电流I=0.6 A,13考点梳理自测考法必研突破首页电路两端的最大总电压U总=U+U2=30 V+1 V=31 V,即电路相当于量程为31 V的电压表;14考点梳理自测考法必研突破首页4.干电池本身有一定的电阻,可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电
9、阻串联而成,如图甲所示。某校物理课外兴趣小组的同学想利用“伏安法测电阻”的方法对电源的内阻进行测量,他们设计了图乙所示的电路对一节干电池进行测量,闭合开关S,在滑动变阻器滑片P从B端滑到A端的过程中,电压表示数与电流表示数的对应关系图线如图丙所示。(图中电表均为理想电表)(1)请画出图乙对应的等效电路图。(2)请根据图丙的相关数据求出本节干电池的内阻r和电源电压U。15考点梳理自测考法必研突破首页答案:(1)电路图见解析(2)1 1.5 V解析:(1)根据题意可画出图乙对应的等效电路图,如图所示。(2)当滑片位于A端时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,等效电路如图。由图丙可知,电路中的最
10、大电流I大=1.5 A,16考点梳理自测考法必研突破首页当滑片位于B端时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,等效电路如图。由图丙可知,此时电路中的最小电流I小=0.5 A,电压表示数为1 V,即电阻R两端的电压为1 V,由得,1.5 Ar=1 V+0.5 Ar,解得r=1,将r=1 代入得,电源电压U=I大r=1.5 A1=1.5 V。17考点梳理自测考法必研突破首页5.利用小量程的电流表可以改装成一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。改装电路如图所示,将一只满偏电流Ig=200 A的灵敏电流计接在电路中,电源电压U=1.5 V。将a、b两点直接相连,调节滑动变阻器R,使灵敏电流计达到满偏电流,把“200 A”刻度线标位“0”。在测量过程中保持滑动变阻器阻值不变,当在a、b两点间接入R1时,灵敏电流计指针刚好指在刻度盘的中央。(1)求R1的阻值;(2)试分析在a、b两点间接入待测电阻Rx时,灵敏电流计的刻度线I与Rx间的关系。18考点梳理自测考法必研突破首页解析:(1)将a、b两点直接相连,调节滑动变阻器R,使灵敏电流计达到满偏电流,即U=1.5 V,Ig=200 A=210-4 A,
