8. 我们常把电流表看作导线,把电压表所在位置看作断路,实际上电流表和电压表都有电阻。电流表的电阻很小,接近于导线的电阻;电压表的电阻很大,大约为几千欧,在实际情况下,其所在位置不能看作断路。用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法正确的是(

A.图甲适合测量较大的电阻,误差会减小
B.图乙适合测量较大的电阻,误差会减小
C.若考虑图甲中电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.若考虑图乙中电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
A
)A.图甲适合测量较大的电阻,误差会减小
B.图乙适合测量较大的电阻,误差会减小
C.若考虑图甲中电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.若考虑图乙中电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
答案
8. A 【解析】题图甲电路中,电流表采用内接法,题图乙电路中,电流表采用外接法。题图甲中,电压表测得的电压是待测电阻器两端的电压与电流表两端的电压之和,待测电阻器两端的电压测量值偏大,而通过的电流测量值准确,由$I=\dfrac{U}{R}$可得,题图甲中电阻的测量值$R_甲=\dfrac{U_R+U_A}{I_R}>\dfrac{U_R}{I_R}$。题图乙中,电流表测得的电流是通过待测电阻器的电流与通过电压表的电流之和,通过待测电阻器的电流测量值偏大,而待测电阻器两端的电压测量值准确,由欧姆定律可得,题图乙中电阻的测量值$R_乙=\dfrac{U}{I_R+I_V}<\dfrac{U}{I_R}$。显然题图甲电路的电阻测量值大于真实值,题图乙电路的电阻测量值小于真实值,C、D错误。测量较大阻值的电阻时,采用题图甲,电流表分压很小,误差较小;测量较小阻值的电阻时,采用题图乙,电压表分流很小,误差较小,A正确,B错误。
解析
【分析】
首先明确图甲为电流表内接法,图乙为电流表外接法。解题思路:先确定两种接法中电压表、电流表的测量对象,推导电阻测量值与真实值的关系,再结合待测电阻大小判断误差大小,进而分析各选项的正误。
【解析】
1. 区分接法:图甲中电流表与待测电阻串联,电压表并联在电流表和待测电阻两端,属于电流表内接法;图乙中电压表与待测电阻并联,电流表测待测电阻和电压表的总电流,属于电流表外接法。
2. 推导测量值:
内接法(甲):电压表测电流表和待测电阻的总电压,即$U_{测}=U_R+U_A$,电流表测待测电阻的真实电流$I_{测}=I_R$,因此测量值$R_甲=\frac{U_{测}}{I_{测}}=\frac{U_R+U_A}{I_R}=R+R_A$,测量值大于真实值$R$。
外接法(乙):电流表测待测电阻和电压表的总电流,即$I_{测}=I_R+I_V$,电压表测待测电阻的真实电压$U_{测}=U_R$,因此测量值$R_乙=\frac{U_{测}}{I_{测}}=\frac{U_R}{I_R+I_V}$,测量值小于真实值$R$。
3. 判断适用场景:待测电阻较大时,电流表内阻$R_A$相对$R$很小,内接法的电流表分压误差小,适合测大电阻;待测电阻较小时,电压表内阻$R_V$相对$R$很大,外接法的电压表分流误差小,适合测小电阻。
4. 分析选项:A选项符合内接法的特点,正确;B选项错误;C选项内接法测量值偏大,错误;D选项外接法测量值偏小,错误。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电阻、内接法外接法、欧姆定律
【点评】
本题考查伏安法测电阻的误差分析,核心是理解两种接法中电表的测量对象,推导测量值与真实值的关系,掌握不同接法的适用场景,是电学实验的基础考点,需熟练掌握原理。
【难度系数】
0.5
首先明确图甲为电流表内接法,图乙为电流表外接法。解题思路:先确定两种接法中电压表、电流表的测量对象,推导电阻测量值与真实值的关系,再结合待测电阻大小判断误差大小,进而分析各选项的正误。
【解析】
1. 区分接法:图甲中电流表与待测电阻串联,电压表并联在电流表和待测电阻两端,属于电流表内接法;图乙中电压表与待测电阻并联,电流表测待测电阻和电压表的总电流,属于电流表外接法。
2. 推导测量值:
内接法(甲):电压表测电流表和待测电阻的总电压,即$U_{测}=U_R+U_A$,电流表测待测电阻的真实电流$I_{测}=I_R$,因此测量值$R_甲=\frac{U_{测}}{I_{测}}=\frac{U_R+U_A}{I_R}=R+R_A$,测量值大于真实值$R$。
外接法(乙):电流表测待测电阻和电压表的总电流,即$I_{测}=I_R+I_V$,电压表测待测电阻的真实电压$U_{测}=U_R$,因此测量值$R_乙=\frac{U_{测}}{I_{测}}=\frac{U_R}{I_R+I_V}$,测量值小于真实值$R$。
3. 判断适用场景:待测电阻较大时,电流表内阻$R_A$相对$R$很小,内接法的电流表分压误差小,适合测大电阻;待测电阻较小时,电压表内阻$R_V$相对$R$很大,外接法的电压表分流误差小,适合测小电阻。
4. 分析选项:A选项符合内接法的特点,正确;B选项错误;C选项内接法测量值偏大,错误;D选项外接法测量值偏小,错误。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电阻、内接法外接法、欧姆定律
【点评】
本题考查伏安法测电阻的误差分析,核心是理解两种接法中电表的测量对象,推导测量值与真实值的关系,掌握不同接法的适用场景,是电学实验的基础考点,需熟练掌握原理。
【难度系数】
0.5
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