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例題精講 · 第 00797 題 · 重新調零隻改內阻,不改刻度,讀數偏差就從這裡來

以自編示意多用電錶參數(滿偏電流 100 μA、電池 1.50 V)為材料,求中值電阻與半偏電流,回代電池老化到 1.35 V 後重新調零、仍按舊刻度讀 15.0 kΩ 被測電阻時的示值偏差。

00797題號全 1000 篇 · 第 第133輪 / 第133冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 物理實驗

一、考點定位與做題順序

歐姆擋的刻度不是線性的:中值電阻等於該擋調零後的歐姆內阻,即 R中 = E/Ig;指針半偏時被測電阻恰好等於 R中。理解這一點,電池老化帶來的讀數偏差就能算出來,而不是隻背「要重新調零」。

自編示意表頭滿偏電流 Ig = 100 μA、電池電動勢 E = 1.50 V;老化後 E′ = 1.35 V。器件參數均為自編示意,不代表真實型號。

二、逐題精講

題1

題1 求中值電阻與半偏電流,並寫出歐姆刻度關係式。

解析

調零後歐姆內阻 R中 = E/Ig = 1.50/(100×10⁻⁶) = 15.0 kΩ。被測 Rx = R中 時電流為滿偏的一半,即 50.0 μA,指針正落刻度中點,故稱中值電阻。

歐姆刻度關係為 Rx = R中·(Ig/I − 1)。由 I = E/(R中 + Rx) 與 R中 = E/Ig 聯立即得,說明刻度只由 R中 標定。

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

採分點 R中 2 分、半偏電流 1 分、刻度式 2 分、聯立說明 1 分。

易錯點 把中值電阻當成表頭內阻,或以為半偏時 Rx 是 R中 的兩倍。

題2

題2 電池老化到 1.35 V 後重新調零,仍用舊刻度測一隻真實 15.0 kΩ 電阻,讀數是多少、偏高多少?

解析

重新調零後 R中′ = E′/Ig = 1.35/(100×10⁻⁶) = 13.5 kΩ。此時迴路電流 I = 1.35/(13.5 kΩ + 15.0 kΩ) = 47.37 μA。

舊刻度按 R中 = 15.0 kΩ 標定,代入得 Rx讀 = 15.0×(100/47.37 − 1) = 16.67 kΩ,比真實 15.0 kΩ 偏高 11.1%。偏差來自「刻度未隨 R中′ 重標」,不是被測電阻變了。

答案 讀得 16.67 kΩ,偏高 11.1%;根因是重新調零改了內阻卻沒改刻度。

採分點 新內阻 1 分、電流 2 分、舊刻度回代 2 分、偏差 1 分、根因 1 分。

易錯點 寫成「重新調零後讀數就準了」,忽略刻度仍是舊的。

三、規律小結與對照表

狀態電池電動勢歐姆內阻 R中測 15.0 kΩ 時電流
新電池1.50 V15.0 kΩ50.0 μA
老化後重新調零1.35 V13.5 kΩ47.37 μA
舊刻度示值—仍按 15.0 kΩ16.67 kΩ
偏差——偏高 11.1%

小結:R中 = E/Ig 是歐姆擋的標尺;重新調零隻把內阻改成 R中′,不重標刻度就會系統性偏高,讀數偏差按舊刻度式回代。

四、自測清單

  • 能寫出 R中=E/Ig
  • 能說明半偏時 Rx=R中
  • 能算老化後的新內阻
  • 能聯立求迴路電流
  • 能按舊刻度回代示值
  • 能指出偏差來自刻度未重標
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):歐姆擋中值電阻、分壓帶載、雙縫插片、化曲為直、最小二乘剔除與多普勒測速相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招物理·歐姆擋中值電阻:電池老化後舊刻度還準不準
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