高中物理电学实验——电阻的测量.doc

1、学习必备欢迎下载高中物理电学实验一一电阻的测量1. （2016 全国II , 23, 9分）某同学利用图甲所示电路测量 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 0）,滑动变阻器 Ri（最大阻值50 Q ）,滑动变阻器R2（最大阻值5kQ）,直流 电源E（电动势3 V）,开关1个，导线若干.实验步骤如下: 按电路原理图甲连接线路;将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图甲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

2、的阻值.回答下列问题:（1）实验中应选择滑动变阻器（填 “Ri” 或 “R2” ）.（2）根据图甲所示电路将图乙中实物图连线.乙（3）实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 Q,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 Q （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）.A . 100 u A B. 250 u A C. 500 nA D. 1 mA1 .【解析】(1)本实验原理是当变阻箱阻值为零时，电压表满偏，Umax = 2.5 V，而当电阻 箱取某一阻值RO时，电压表示数变为U2,则电阻箱两端电压

3、Ul= Umax U2 ,即可求出通U1乙过电压表的电流，1= 而，这个理论成立的前 提是电阻箱阻值变化前后，电压表与电阻箱两 端电压保持不变，这就要求滑动变阻器阻值较 小，故选Ri .(2)如图所示.(3)根据原理可知 U2 = 2V, Ui=UmaxU2= 0.5 V, Ro = 63O.O Q, I =口二 Rv=Ro I =2 520 Q.u 2.5 V(4)当电压表满偏时，满偏电流Imax= max-1 mA, D正确.Rv 2520Q【答案】(1)R1 (2)连线见解析图(3)2 520 (4)D2 . (2016 江理综，浙22, 10分)某同学用伏安法测量导体的电阻， 现有量程

4、为3 V, 内阻约为3kQ的电压表和量程为0.6A、内组约为0.1 Q的电流表.采用分压电 路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的 Ri,其阻值约为5 Q.1阻值的最优连接方式为导线连接 (填“a”或"b”)、导线连接测R(填 "c"或 "d").一一衽所接线测得实筋数据如如 用作图法求得的阻值为R2的边长是Ri的10,若测R2的阻值，则最优的连线应选 (填选项).A.连接a,连接cB.连接a,连接dC.连接b,连接cD.连接b,连接d2 .【解析】(1)由于待测电阻Rxv卢京，电流表应外接，所以导线 应该接a； 滑动变阻器采用分压

5、式接法，导线应接d.(2)用作图法求解Rx时，注意描点连线应为一条过原点的直线，使直线穿过尽可能 多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，U-I图线的斜率等于待测电阻的阻 值.由图线可得R=4.5 Q .2.82.41.65 1.20.80.40.00.0 0.1 0,2 0304 0.5 0.6i/A(3)根据电眼定律Ri和R2的阻值相等，因此1Ri，可次计算出题图中两个电阻S测量R2的电阻时，电路接法与测量 Ri相同即可，B正确.【答案】 (l)a d (2)图见解析；4.54.7(3)B3 .(2016 江苏物理，10, 8分)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温 度t的变化关

6、系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Q, R随t的升高而增大.实 验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度.实验时闭合S,先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度ti，t2,和电流表的相应示数Ii, b,.然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为11，12，分别记下电阻箱相应的示数Ri，R2，.电近箱(1)有以下两电流表，实验电路中应选用 .A .量程0100 mA,内阻约2 QB.量程00.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Q调节至10.0 Q,需旋转图中电阻箱的旋钮 的，正确的操作顺序是.将旋钮a由“0旋”转至“1"

7、将旋钮b由“9旋”转至“0”将旋钮c由“9旋”转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表：温度t()20.040.060.080.0100.0阻值R( Q )9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在方格纸上作出 Rt图象.R /O由图线求得R随t的变化关系为R=Q.1.53.【解析】（1）电路中的最大电流1= 10 A =150 mA,无法达到0.6 A电流表的14. （2015 新课标全国H, 23, 9分）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

8、3 000 0）,电阻箱Ro（最大阻值为99 999.9 Q ）,滑动变阻器Ri（最大阻值100 Q ,额定电流2 A）,电源E（电动势6V,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.（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RL ,与电压表内阻的真实值Rv相比，RvRv（填“ > “"=”或“ <”）,主要理由是4 .【解析】 实验电路图如图所示.（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Si、S2,调节R1，使电压表的 指针满偏；保持滑

9、动变阻器滑片的位置不变，断开S2,调节电阻箱R。使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻.（3）断开S2 ,调节电阻箱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R。两端的电压大于电压表的半偏电压，故Rv' >Rv.【答案】（1）图见解析（2）见解析（3）>；理由见解析提能力1 .伏安法测电阻 （1）电流表的内、外接法对比误差原因电流表分压U 测=Ux+Ua电压表分流I 测=Ix+ Iv电阻测量值误差校正适用条件U测测 =Rx+RaI测>R测量值大于真实值U=-RaIA已知）（RRa x，测大电阻U 测 RxRv测二

10、 R I 测 Rx+Rv<K测量值小于真实值X- RvU测R v测u测R Iv已知）（RRv x，测小电阻(2)电流表内、外接法的选择依据计算法看倍数关系：根据题给数据估算.若 +上，即r2x>Rv Ra ,则应采用内Ra RxRx Rv 2接法；若展示X,即RxVRvRa,则应采用外接法.试触法看相对变化：按图接好电路，用电压表的一根接头P先后与a、b处试 触.若电流表“相对变化”明显，则说明电压表分流作用较大，应采用电流表内接法；若电压表“相对变化”明显，则说明电流表分压作用较大，应采用电流表 外接法.(3)滑动变阻器的限流、分压接法的对比分压接法0 % &P初位置电压

11、调节范围b端ERRx+ Rp WUxWE电流调节范围相对优点 电路结构简单，能耗较低OWUxW EEOWIkW x -R待测电阻Rx两端电压或电流能从零开始调节，调节范围最大(4)滑动变阻器分压、限流接法的选择依据滑动变阻器的两种连接方式各有优缺点，两种接法均能满足实验要求时选限流接 法.但以下三种情况必须采用分压接法：要使待测元件的电压(或电流)从零(或很小值)开始连续调节，必须采用分压接法；如果实验所提供的电压表、电流表或电阻元件允许的最大电流(或电压)较小,学习必备欢迎下载采用限流接法时，实际电流（或电压）都会超过允许的最大电流（或电压），为了保护 电表或电阻元件免受损坏，必须采用分压接

12、法；若所用的滑动变阻器阻值远小于待 测电阻阻值，采用限流接法时，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，应选 择分压接法.2 .等效替代法测电阻步骤如下：如图所示，S接1,调节R2,读出裳示数s为I； S接2, R2不变，调节电阻箱Ri,使裳示数仍*-l / T 2为I.由上可得Rx=Ri.丁该方法的优点是消除了电表引起的系统误差对测量的L u-F影响，缺点是电阻箱的阻值不能连续变化，测量误差较大.的实验中，待测电阻Rx约为200 Q ，电压表的内阻 R 约为2 k。，电流表 ®的内阻约为10。，测量电路中HS>电流表的连接方式如图甲或图乙

13、所示，结果由公式RU=f计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rxi乙和Rx2,则（填“Rxl”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rxi（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量 值Rx2（填“大于”“等于”或“小于”）真实值.【解析】 由于 Rx赤瓦，利用内接法即题图甲误差更小，更接近待测电阻的Urx + Ura真实值.测量值Rxi= I =Rx+Ra,即Rxi大于真实值.测量值Rx2= Irx+Iv , 即rx2小于真实值.【答案】Rxi大于小于口©2（2016 福建漳州八校第二次联考）LED绿色照明技术已经走进我们

14、的生 活.某实验小组要精确测定额定电压为 3 V的LED灯正常工作时的电阻，已知该 灯正常工作时电阻大约500 Q,电学符号与小灯泡电学符号相同.学习必备欢迎下载实验室提供的器材有:A .电流表Ai（量程为0至50 mA,内阻Rai约为3 Q）B.电流表A 2（量程为0至3 mA,内阻Ra2=15Q）C,定值电阻Ri=697 QD.定值电阻R2 = l 985 QE.滑动变阻器R（0至20 Q）一只F.电压表V（量程为0至12 V,内阻Rv=lkQ）G.蓄电池E（电动势为12 V,内阻很小）H.开关S 一只，导线若干（1）如图所示，请选择合适的器材，电表 1为,电表2为,定值 电阻为.（填写器

15、材前的字母编号）（2）将电路图补充完整.写出测量灯正常工作时的电阻表达式：x=（填字母，电流表Ai、（3）LEDR电流表A2和电压表V的读数分别用、12、U表示），当表达式中的（填 字母）达到,记下另一电表的读数代入表达式，此状态得到的电阻为LED灯正常工作时的电阻.【解析】（1）该灯的额定电压为3 V,故所给的电压表F不能直接并联在灯的两端测量电压，可把内阻已知的电流表B与一定值电阻串联改成一个量程较小的电压表，串联的定值电阻应为D,则改装后的电压表的量程为U = l2 2+RA2 =（R ） 6 VU额u额能满足实验的要求.LED灯的工作电流为r =6 mA,流经电表2的电流为4 + R2

16、R= 1.5 mA,则流经电表1的电流最大值为（6 mA+1.5 mA） =7.5 mA,测量该电流 Ug时可选用内阻已知的电压表F,流经F的最大电流为Rv=12mA,故表1选F,表 2选B,定值电阻选D.（2）该实验的滑动变阻器的最大阻值只有20 Q,故选用分压接法，电路图如图所z5.LEDu(3)灯泡两端的电压UL=l2(RA2 + R2),流经它的电流Il= Rv-l2,故灯泡的电阻RUl I2 (R2 + R2)一U2,当表达式中的12达到1.5 mA时，该灯达到额定电压，此Rv-b状态得到的电阻为该灯正常工作时的电阻.L ( RA? + R2)【答案】(1)F B D (2)图见解析

17、(3)v I2RI2 1.5 mA方法电表的非常规接法测电阻1.伏伏法测电阻若的内阻Rvi已知，则可用如图甲所示的电路测电|5心'且R _U2-U11XX=Ui RviU2Ui Rvi.Ui©"1=11 Rx A甲2.安安法测电阻若的内阻Rai已知，则可用如图乙所示的电路测电阻Ii RaiRx,且 Rx J? 一11.说明：图甲和图乙中，电压表和电流表的 “内接”和“外接”并不是为了减小系统误差，而是从量程的大小、能否准确测量等因素考虑的.3.电阻箱当成电表使用)电阻箱当成电压表：如图甲所示，可测得电流表(11 12)R的内阻RA2 =.图12中利用电阻箱R测得表两

18、端的电压为(Il -I2)R,起到了测电压的作用.(2)电阻箱当成电流表：如图乙所示，若已知R及Rv,可测得干路电流=看/图中电阻箱与电压表配合使用，起到了测电流的作用步II过模拟1. (2015 河南开封二模)某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻 Rx：电源E,适当量程的电流表、电压表各一只(电流表有内阻，电压表内阻不是无限大)，滑动变阻器R、Rp，开关Si、S2,导线若干.他设计如图甲所示的电路测量电阻Rx的值，并有效地消除了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差.甲乙实验步骤如下：A.先闭合Si，断开S2,调节R和Rp,使电流表和电压表示数合理，记下两表示数为11、Ui；B.闭合S2,调节R

19、p,记下电流表和电压表示数为 12、U2.(1)请你帮他按电路图在实物图乙上连线；(2)指出上述步骤B中错误的做法并进行改正：z写出用测量数据表示被测电阻 Rx的表达式： 1.【解析】 电路连接如图所示.（2）先闭合Si、断开S2,调节R和Rp,使电流表和电压表示数合理，记下两表示数11、Ui，设电压表内阻为Rv，则七，Ui Rp Rv步骤B应保持Rp不变，闭合S2,记下电流表和电压表示数 上、U2,则乜=4 -U2 Rp RvH-，所以 Rx=Urfcfe. Rx1-2 U2 1U1U2S2 U1I2U2I1x的阻值（阻值约为200 Q ）,ui I【答案】（1）图见解析 （2）应保持Rp不

20、变，闭合 . 山东济南一模 用伏安法测定一个待测电阻 2 （2016）实验室提供如下器材：电池组E（电动势3 V,内阻不计）电流表A 1 （量程015 mA,内阻约为100 0）E电流表A2 （量程0300 nA,内阻为2 000 Q） 滑动变阻器Ri（阻值范围020 Q,额定电流2 A） 电阻箱R2 （阻值范围。9 999。，额定电流1 A） 开关S、导线若干 要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题:（1）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，需将电阻箱阻 值调到（2）在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号；调节滑动变阻器1 ,两表的示

21、数如图所示，可读出电流表 Ai的示数是（3）R,电流表2的示数是nA,测得待测电阻Rx的阻值是mAA(1)改装后电压表量程是2.【解析】3 V,因为Ig(Rg + R)= U,则电阻箱阻值R(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻 器应采用分压接法.待测电阻阻值约为200 Q,电流表A 1内阻约为100 Q ,电压表内阻Rv= 2 000 Q + 8 000 Q = 10 000 Q, Rx2<RaRv，电流表应采用外接法，电路图如图所示.(3)由图示可知，电流表Ai的示数为8.0 mA,电流表A2的示数是150 u A；待测电阻两端电压U = l2 v=150X10 6X1

22、0 000 V=1.5 V,R测得待测电阻Rx= u= I： l3 Q = Q 或 X= u F91 Q.Ii 8X10187.5 R n-12【答案】(1)8 000(2)图见解析(3)8.0 150 187.5(或 191) 3. (2015 广西四校调研)某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法:(1)用多用电表粗测：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为义Ik, X 100、X 10、XI,该同学选择义100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大 (指针位置如图中虚线所示).为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应 该进行的主要操作步骤：两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0。处.重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是 Q .（2）为了尽量准确测该电阻，现