高中物理 模块八 恒定电流 考点3.1 电阻的测量试题.doc

考点3 电学实验考点3.1 电阻的测量一、电阻测量的六种方法1伏安法电路测量部分:电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压u测uxua电压表分流i测ixiv电阻测量值r测rxrarx测量值大于真实值r测rx测量值小于真实值适用条件rarxrvrx(2)伏安法测电阻的电路选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若rx较小，宜采用电流表外接法；若rx较大，宜采用电流表内接法临界值计算法rx时，用电流表内接法实验试探法：按图4接好电路，让电压表的一根接线柱p先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法电路控制部分：滑动变阻器的两种接法：滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较两种接法的电路图负载r上电压的调节范围ue0ue负载r上电流的调节范围i0i两种接法的适用条件(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻器的最大电阻还小)(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大)2安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用(1)如图甲所示，当两电流表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻r1，则可测得的内阻r2.(2)如图乙所示，当两电流表的满偏电压ua2ua1时，如果已知的内阻r1，串联一定值电阻r0后，同样可测得的电阻r2.3伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用(1)如图甲所示，两电压表的满偏电流接近时，若已知的内阻r1，则可测出的内阻r2r1.(2)如图乙所示，两电压表的满偏电流iv1iv2时，若已知的内阻r1，并联一定值电阻r0后，同样可得的内阻r2.4等效法测电阻如图所示，先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上，读出电流表示数i；然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为i，则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值5比较法测电阻如图所示，读得电阻箱r1的阻值及、的示数i1、i2，可得rx.如果考虑电流表内阻的影响，则i1(rxra1)i2(r1ra2)6半偏法测电流表内阻电路图如图所示步骤：(1)断开s2，闭合s1，调节r0，使的示数满偏为ig；(2)保持r0不变，闭合s2，调节电阻箱r，使的示数为；(3)由上可得rar.特别提醒当r0ra时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时r0才足够大，闭合s2时总电流变化才足够小，误差才小二实验器材选取(1)原则：安全；精确；操作方便(2)具体要求电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流干电池中电流一般不允许超过0.6 a.用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上从便于操作的角度来考虑，限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器，分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器考点3.1.1 伏安法测电阻1. 电阻额定电压为3 v(阻值大约为10 )为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材a电流表a1(量程300 ma，内阻约1 ) b电流表a2(量程0.6 a，内阻约0.3 )c电压表v1(量程3.0 v，内阻约3 k) d电压表v2(量程5.0 v，内阻约5 k)e滑动变阻器r1(最大阻值为50 ) f滑动变阻器r2(最大阻值为500 )g电源e(电动势4 v，内阻可忽略) h开关、导线若干(1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表_电压表_滑动变阻器_(2)应采用的电路图为下列图中的_【答案】(1)ace(2)b2. 测一个阻值约为25 k的电阻，备有下列器材：a电流表(量程100 a，内阻2 k) b电流表(量程500 a，内阻300 )c电压表(量程10 v，内阻100 k) d电压表(量程50 v，内阻500 k)e直流稳压电源(电动势15 v，允许最大电流1 a)f滑动变阻器(最大电阻1 k，额定功率1 w)g电键、导线若干(1)电流表应选_，电压表应选_(2)画出测量rx的原理图【答案】(1)bc(2)电流表内接，分压式接法如下图所示3. 小明对2b铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图21是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2b铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到ui图上，如图22所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的(3)请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_ .【答案】(1)(2)(3)用“”表示的数据连线时，1.2(1.11.3均可)，用“”表示的数据连线时，1.6(1.51.7均可)4. 图中电源电动势为e，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，s为单刀双掷开关，r为待测电阻当s向电压表一侧闭合时，电压表读数为u1，电流表读数为i1；当s向r一侧闭合时，电流表读数为i2.根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻r_.根据图所给出的电路，在图的各器件实物图之间补画出连接的导线【答案】(1)100重新调零(2)r连线如图5. 某兴趣小组要精确测定额定电压为3 v的节能灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时电阻约500 。实验室提供的器材有：a电流表a(量程：03 ma，内阻ra15 )b定值电阻r11 985 c滑动变阻器r(010 )d电压表v(量程：012 v，内阻rv1 k)e蓄电池e(电动势为12 v，内阻r很小)f开关s一个g导线若干(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的_。(2)选择正确电路进行实验，若电压表的示数用u表示，电流表的示数用i表示，写出测量节能灯电阻的表达式rx_(用题目中给的相应字母表示)。当电流表中的电流强度i_ma时，记下电压表的读数u并代入表达式，其计算结果即为节能灯正常工作时的电阻。【答案】(1)c(2)1.5考点3.1.2 等效替代法测电阻1.某同学测量圆柱体的电阻按图连接电路后，实验操作如下：(1)将滑动变阻器r1的阻值置于最_处(填“大”或“小”)；将s2拨向接点1，闭合s1，调节r1，使电流表示数为i0；将电阻箱r2的阻值调至最_(填“大”或“小”)；将s2拨向接点2；保持r1不变，调节r2，使电流表示数仍为i0，此时r2阻值为1 280 ；(2)由此可知，圆柱体的电阻为_ .【答案】(1)大大(2)1 2802.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5 v)，毫安表(1 ma)，电阻箱(09 999 )，电键，导线等器材该同学设计的实验电路如图737(a)所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开k2，闭合k1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为i11.00 ma，记录电流值，然后保持电阻箱阻值不变，断开k1，闭合k2，此时电流表示数为i20.80 ma，记录电流值由此可得被测电阻的阻值为_.经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图 (b)所示的实验电路，实验过程如下：断开k1，闭合k2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为i；断开k2，闭合k1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为r0.由此可测出rx_.【答案】375相同r0考点3.1.3 安安法测电阻3.现要测量电流表g1的内阻，给出下列器材：电流表g1(量程5 ma，内阻r1约为150 )电流表g2(量程10 ma，内阻r2约为100 )定值电阻r1100 定值电阻r210 滑动变阻器r3(0200 )干电池e(1.5 v，内阻未知)单刀单掷开关s导线若干(1)定值电阻选_；(2)如图23所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号； (3)若选测量数据中的一组计算r1，所用的表达式为r1_，式中各符号的意义是_.【答案】(1)r1(2)电路图如图所示(3)i1、i2分别表示电流表g1、g2的读数，r1表示定值电阻r1的阻值4. 用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材(代号)与规格如下：电流表a1(量程300 ma，内阻r15 )；标准电流表a2(量程300 ma，内阻r2约为5 )；待测电阻r1(阻值约为100 )；滑动变阻器r2(最大阻值10 )；电源e(电动势约为10 v，内阻r约为1 )；单刀单掷开关s，导线若干(1)要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号(2)实验中，需要直接测量的物理量是_，用测的量来表示待测电阻r1阻值的计算公式是r1_.【答案】(1)实验电路如图所示(2)两电流表a1、a2的读数为i1、i2，待测电阻r1阻值的计算公式是r1.5. 现要测量某一电压表的内阻给定的器材有：待测电压表v(量程2 v，内阻约4 k)；电流表ma(量程1.2 ma，内阻约500 )；直流电源e(电动势约2.5 v，内阻不计)；固定电阻3个：r14 000 ，r210 000 ，r315 000 ；开关及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半(1)试从3个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图(要求电路中各器材用题给定的符号标出)(2)电路接通后，若电压表的示数为u，电流表的示数为i，则电压表内阻rv_.【答案】 (1) (2)6. 某同学为了测电流表a1的内阻r1的精确值，有如下器材：器材名称器材代号器材规格电流表电流表电压表定值电阻滑动变阻器滑动变阻器电源a1a2vr0r1r2e量程300 ma，内阻约为5 量程600 ma，内阻约为1 量程15 v，内阻约为3 k5 010 ，额定电流为1 a0250 ，额定电流为0.3 a电动势为3 v，内阻较小导线、电键若干(1)要求电流表a1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差在图虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号(2)若选测量数据中的一组来计算电流表a1的内阻r1，则所用电流表a1的内阻r1表达式为r1_；式中各符号的意义是_【答案】(1)(2)r1r0i2、i1分别为某次实验时电流表a2、a1的示数，r0是定值电阻的电阻大小7. 为了测量电阻rx的阻值，实验室备有下列器材：a待测电阻rx，阻值约为200 b直流电源，电动势约为3 v，内电阻约为0.5 c电流表a1，量程10 ma，内阻r80 d电流表a2，量程20 ma，内阻约为30 e定值电阻r0180 f滑动变阻器r，最大阻值为20 ，额定电流1.0 ag单刀单掷开关一个，导线若干(1)为尽量准确地测出rx阻值，甲、乙、丙三位同学设计了三种实验电路，如图7621所示，你认为正确的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)(2)开始实验时，在合上开关s前，滑动变阻器的滑动触头应置于_端(填“a”或“b”)(3)按所选的电路进行测量，读出电流表a1的示数为i1，电流表a2的示数为i2.推导出计算rx的表达式为rx_.【答案】(1)乙(2)b(3)考点3.1.4 伏伏法测电阻1. 用以下器材测量电阻rx的阻值(9001 000 )：电源e，具有一定内阻，电动势约为9.0 v；电压表v1，量程为1.5 v，内阻r1750 ；电压表v2，量程为5 v，内阻r22 500 ；滑动变阻器r，最大阻值约为100 ；单刀单掷开关s，导线若干(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的字母标注)(2)若电压表v1的读数用u1表示，电压表v2的读数用u2表示，则由已知量和测得量表示rx的公式为rx_.【答案】(1)测量电阻rx的实验电路如图所示(2)电压表v1的示数为u1，电压表v2的示数为u2，电压表v1的内阻为r1，根据串联、并联电路的规律，算出rx的电阻为rx.如图所示，要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：a待测电压表v(量程3 v，内阻未知) b电流表a(量程3 a，内阻0.01 )c定值电阻r(阻值2 k，额定电流50 ma) d蓄电池e(电动势略小于3 v，内阻不计)e多用电表f开关k1、k2，导线若干2. 有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用100 倍率，操作方法正确若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是_ .(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是_，合理的理由是_.(3)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：_.(4)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻rv_.【答案】(1)3 000(2)丙乙图中电流表的示数太小，误差太大丙图中r的值与电压表阻值接近，误差小(3)闭合k1，再闭合k2，读得电压表示数u1；再断开k2，读得电压表示数u2.(其他表述正确也可)(4)rvr.考点3.1.5 半偏法测内阻1.某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻他设计了一个用标准电流表g1来校对待测电流表g2的满偏电流和测定g2内阻的电路，如图所示已知g1的量程略大于g2的量程，图中r1为滑动变阻器，r2为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_a合上开关s2b分别将r1和r2的阻值调至最大c记下r2的最终读数d反复调节r1和r2的阻值，使g1的示数仍为i1，使g2的指针偏转到满刻度的一半，此时r2的最终读数为re合上开关s1f调节r1使g2的指针偏转到满刻度，此时g1的示数为i1，记下此时g1的示数(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的g2内阻的测量值与其真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”)(3)若要将g2的量程扩大为i，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在g2上并联的分流电阻rs的表达式，rs_.【答案】(1)befadc(2)相等(3)r2. 电学实验中经常需要测量电阻的阻值(1)测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 v40 w”的灯泡，它正常工作时的电阻为_ .若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值_(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值a220 v交流电源b单刀双掷开关一个c电阻箱一个(0999.9 ，额定电流0.5 a)d定值电阻一个(0.5 k，额定电流0.3 a)e交流电流表一个(00.3 a)请在虚线框内画出电路原理图【答案】(1)1 210小于(2)3.甲同学要把一个量程为200 a的直流电流计，改装成测量范围是04 v的直流电压表(1)按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻r0约为1 k.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源e应选用_，电阻器r1应选用_，电阻器r2应选用_(填选项字母)a电源(电动势1.5 v)b电源(电动势6 v)c电阻箱(0999.9 )d滑动变阻器(0500 )e电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)f电位器(051 k)(2)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将r2的阻值调至最大后续的实验操作步骤依次是_，最后记录r1的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)a闭合s1b闭合s2c调节r2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度d调节r2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半e调节r1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半f调节r1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的r1的阻值为300.0 ，则如图中被测电流计的内阻rg的测量值为_ ，该测量值_实际值(选填“略大于”“略小于”或“等于”)(4)给电流计_联(选填“串”或“并”)一个阻值为_ k的电阻，就可以将该电流计改装为量程4 v的电压表【答案】(1)bcf(2)bcae(3)300.0略小于(4)串19.74. (2015新课标23)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程3 v，内阻约为3 000 )，电阻箱r0(最大阻值为99 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值100 ，额定电流2 a)，电源e(电动势6 v，内阻不计)，开关2个，导线若干(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(如图24)(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为rv，与电压表内阻的真实值rv相比，rv_rv(填“”、“”或“”)，主要理由是_【答案】(1)(2) 移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关s1、s2，调节r1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开s2，调节电阻箱r0，使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻(3)断开s2，调节电阻箱r0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时r0两端的电压大于电压表的半偏电压，故rvrv.5. 某同学为了测量一个量程为3 v的电压表的内阻，进行了如下实验(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图(1)所示，得出电压表的内阻为3.00103 ，此时电压表的指针也偏转了已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 v，则电压表的示数应为_v(结果保留两位有效数字)(2)为了更准确地测量该电压表的内阻rv，该同学设计了图(2)所示的电路图，实验步骤如下：a断开开关s，按图(2)连接好电路；b把滑动变阻器r的滑片p滑到b端；c将电阻箱r0的阻值调到零；d闭合开关s；e移动滑动变阻器r的滑片p的位置，使电压表的指针指到3 v位置；f保持滑动变阻器r的滑片p位置不变，调节电阻箱r0的阻值使电压表指针指到1.5 v位置，读出此时电阻箱r0的阻值，此值即为电压表内阻rv的测量值；g断开开关s.6. 实验中可供选择的实验器材有：a待测电压表b滑动变阻器：最大阻值2 000 c滑动变阻器：最大阻值10 d电阻箱：最大阻值9 999.9 ，阻值最小改变量为0.1 e电阻箱：最大阻值999.9 ，阻值最小改变量为0.1 f电池组：电动势约6 v，内阻可忽略g开关，导线若干按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用_(填“b”或“c”)，电阻箱中选用_(填“d”或“e”)电压表内阻rv的测量值r测和真实值r真相比，r测_r真(填“”或“小考点3.1.6 比较法测电阻1.(2016全国卷，23)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 v的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱r(最大阻值99 999.9 )，滑动变阻器r1(最大阻值50 )，滑动变阻器r2(最大阻值5 k)，直流电源e(电动势3 v)，开关1个，导线若干。实验步骤如下按电路原理图(a)连接线路；图(a)将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关s；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 v，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“r1”或“r2”)。(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。图(b)(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)。a100 a b250 a c500 a d1 ma【答案】(1)r1(2) (3)2 520(4)d2.如图甲所示是测量阻值约几十欧的未知电阻rx的原理图，r1是电阻箱(099.9 )，r是滑动变阻器，a1和a2是电流表，e是电源(电动势12 v，内阻忽略不计)。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，具体实验步骤如下：闭合s，调节滑动变阻器r和电阻箱r1，使a2示数i20.20 a，记下此时电阻箱的阻值r1和a1的示数i1；重复步骤且使a2示数仍为i20.20 a，测量多组r1和i1值；将实验测得的数据在坐标纸上描点，如图乙所示。根据实验回答以下问题：(1)现有四只供选用的电流表：a电流表(03 ma，内阻为2.0 )b电流表(03 ma，内阻未知)c电流表(00.3 a，内阻为10 )d电流表(00.3 a，内阻未知)请根据实验过程判断a1应选用_，a2应选用_(填写选项字母)。(2)在图乙中的坐标纸上画出r1与的关系图。(3)根据以上实验数据得出rx_