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,由欧姆定律可得,题图甲中电阻的测量值$R_甲=\frac{U_R+U_A}{I_R}>\frac{U_R}{I_R}$。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$R_乙=\frac{U}{I_R+I_V}<\frac{U}{I_R}$。所以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】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,由欧姆定律可得,题图甲中电阻的测量值$R_甲=\frac{U_R+U_A}{I_R}>\frac{U_R}{I_R}$。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$R_乙=\frac{U}{I_R+I_V}<\frac{U}{I_R}$。所以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】
要解决本题,需明确伏安法测电阻的两种接法(电流表内接法、外接法)的误差来源及适用场景:图甲为电流表内接法,电压表测电阻和电流表的总电压,电流表测电阻的真实电流;图乙为电流表外接法,电流表测电阻和电压表的总电流,电压表测电阻的真实电压。结合欧姆定律分析测量值与真实值的关系,判断各选项正误。
【解析】
1. 分析图甲(电流表内接法):
电压表的示数$U$是待测电阻$R$和电流表内阻$R_A$的总电压,电流表的示数$I$是通过待测电阻的真实电流。根据欧姆定律,测量值$R_甲=\frac{U}{I}=\frac{U_R+U_A}{I}=R+R_A$。由于电流表内阻$R_A$很小,当待测电阻$R$较大时,$R_A$对总电阻的影响极小,测量值接近真实值,误差小,因此内接法适合测量较大电阻。
2. 分析图乙(电流表外接法):
电流表的示数$I$是通过待测电阻$R$和电压表内阻$R_V$的总电流,电压表的示数$U$是待测电阻两端的真实电压。根据欧姆定律,测量值$R_乙=\frac{U}{I}=\frac{U}{I_R+I_V}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$。由于电压表内阻$R_V$很大,当待测电阻$R$较小时,$R_V$对总电流的影响极小,测量值接近真实值,误差小,因此外接法适合测量较小电阻。
3. 选项判断:
A选项:图甲(内接法)适合测量较大电阻,误差减小,符合上述分析,正确;
B选项:图乙(外接法)适合测量较小电阻,而非较大电阻,错误;
C选项:图甲测量值$R_甲=R+R_A$,比真实值偏大,而非偏小,错误;
D选项:图乙测量值$R_乙=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,比真实值偏小,而非偏大,错误。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电阻、内接法外接法误差分析
【点评】
本题考查伏安法测电阻的核心误差分析,需掌握两种接法的测量值与真实值的差异,以及适用的电阻范围,是电学实验的重点考点,需结合欧姆定律理解误差来源。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需明确伏安法测电阻的两种接法(电流表内接法、外接法)的误差来源及适用场景:图甲为电流表内接法,电压表测电阻和电流表的总电压,电流表测电阻的真实电流;图乙为电流表外接法,电流表测电阻和电压表的总电流,电压表测电阻的真实电压。结合欧姆定律分析测量值与真实值的关系,判断各选项正误。
【解析】
1. 分析图甲(电流表内接法):
电压表的示数$U$是待测电阻$R$和电流表内阻$R_A$的总电压,电流表的示数$I$是通过待测电阻的真实电流。根据欧姆定律,测量值$R_甲=\frac{U}{I}=\frac{U_R+U_A}{I}=R+R_A$。由于电流表内阻$R_A$很小,当待测电阻$R$较大时,$R_A$对总电阻的影响极小,测量值接近真实值,误差小,因此内接法适合测量较大电阻。
2. 分析图乙(电流表外接法):
电流表的示数$I$是通过待测电阻$R$和电压表内阻$R_V$的总电流,电压表的示数$U$是待测电阻两端的真实电压。根据欧姆定律,测量值$R_乙=\frac{U}{I}=\frac{U}{I_R+I_V}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$。由于电压表内阻$R_V$很大,当待测电阻$R$较小时,$R_V$对总电流的影响极小,测量值接近真实值,误差小,因此外接法适合测量较小电阻。
3. 选项判断:
A选项:图甲(内接法)适合测量较大电阻,误差减小,符合上述分析,正确;
B选项:图乙(外接法)适合测量较小电阻,而非较大电阻,错误;
C选项:图甲测量值$R_甲=R+R_A$,比真实值偏大,而非偏小,错误;
D选项:图乙测量值$R_乙=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,比真实值偏小,而非偏大,错误。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电阻、内接法外接法误差分析
【点评】
本题考查伏安法测电阻的核心误差分析,需掌握两种接法的测量值与真实值的差异,以及适用的电阻范围,是电学实验的重点考点,需结合欧姆定律理解误差来源。
【难度系数】
0.5
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