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例题精讲 · 第 00797 题 · 重新调零只改内阻,不改刻度,读数偏差就从这里来

以自编示意多用电表参数(满偏电流 100 μA、电池 1.50 V)为材料,求中值电阻与半偏电流,回代电池老化到 1.35 V 后重新调零、仍按旧刻度读 15.0 kΩ 被测电阻时的示值偏差。

00797题号全 1000 篇 · 第 第133轮 / 第133册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

欧姆挡的刻度不是线性的:中值电阻等于该挡调零后的欧姆内阻,即 R中 = E/Ig;指针半偏时被测电阻恰好等于 R中。理解这一点,电池老化带来的读数偏差就能算出来,而不是只背「要重新调零」。

自编示意表头满偏电流 Ig = 100 μA、电池电动势 E = 1.50 V;老化后 E′ = 1.35 V。器件参数均为自编示意,不代表真实型号。

二、逐题精讲

题1

题1 求中值电阻与半偏电流,并写出欧姆刻度关系式。

解析

调零后欧姆内阻 R中 = E/Ig = 1.50/(100×10⁻⁶) = 15.0 kΩ。被测 Rx = R中 时电流为满偏的一半,即 50.0 μA,指针正落刻度中点,故称中值电阻。

欧姆刻度关系为 Rx = R中·(Ig/I − 1)。由 I = E/(R中 + Rx) 与 R中 = E/Ig 联立即得,说明刻度只由 R中 标定。

答案 R中=15.0 kΩ,半偏电流 50.0 μA;Rx = R中·(Ig/I − 1)。

采分点 R中 2 分、半偏电流 1 分、刻度式 2 分、联立说明 1 分。

易错点 把中值电阻当成表头内阻,或以为半偏时 Rx 是 R中 的两倍。

题2

题2 电池老化到 1.35 V 后重新调零,仍用旧刻度测一只真实 15.0 kΩ 电阻,读数是多少、偏高多少?

解析

重新调零后 R中′ = E′/Ig = 1.35/(100×10⁻⁶) = 13.5 kΩ。此时回路电流 I = 1.35/(13.5 kΩ + 15.0 kΩ) = 47.37 μA。

旧刻度按 R中 = 15.0 kΩ 标定,代入得 Rx读 = 15.0×(100/47.37 − 1) = 16.67 kΩ,比真实 15.0 kΩ 偏高 11.1%。偏差来自「刻度未随 R中′ 重标」,不是被测电阻变了。

答案 读得 16.67 kΩ,偏高 11.1%;根因是重新调零改了内阻却没改刻度。

采分点 新内阻 1 分、电流 2 分、旧刻度回代 2 分、偏差 1 分、根因 1 分。

易错点 写成「重新调零后读数就准了」,忽略刻度仍是旧的。

三、规律小结与对照表

状态电池电动势欧姆内阻 R中测 15.0 kΩ 时电流
新电池1.50 V15.0 kΩ50.0 μA
老化后重新调零1.35 V13.5 kΩ47.37 μA
旧刻度示值—仍按 15.0 kΩ16.67 kΩ
偏差——偏高 11.1%

小结:R中 = E/Ig 是欧姆挡的标尺;重新调零只把内阻改成 R中′,不重标刻度就会系统性偏高,读数偏差按旧刻度式回代。

四、自测清单

  • 能写出 R中=E/Ig
  • 能说明半偏时 Rx=R中
  • 能算老化后的新内阻
  • 能联立求回路电流
  • 能按旧刻度回代示值
  • 能指出偏差来自刻度未重标
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):欧姆挡中值电阻、分压带载、双缝插片、化曲为直、最小二乘剔除与多普勒测速相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招物理·欧姆挡中值电阻:电池老化后旧刻度还准不准
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