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文档简介

2026届高考物理冲刺复习测电阻的其他几种方法方法

差值法测电阻

电流表差值法电压表差值法设计思想已知内阻的电流表可作电压表使用,在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表已知内阻的电压表可作电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表电路原理图

电流表差值法电压表差值法基本原理通过定值电阻R0的电流I0=I2-I1,电流表A1两端的电压U1=(I2-I1)R0可测物理量(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图。解析为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,即为流过定值电阻R0的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内阻。由于电源电压较大,若滑动变阻器采用限流式接法,电路中的最小电流大约为50

mA,大于电流表量程,且为了测量多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,实验电路原理图如图所示。答案见解析图(2)某次测量中,微安表的示数为90.0μA,电流表的示数为9.00mA,由此计算出微安表内阻Rg=

Ω。

答案990例2(2025·福建泉州模拟)实验室有一电流表Ax,其刻度清晰,但没有示数。某同学设计了实验方案测量其量程和内电阻,实验电路如图甲,可供使用的实验器材如下:A.待测电流表AxB.标准电流表A0(量程0~3A,内电阻未知)C.电阻箱R0(阻值范围0~999.9Ω)D.滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)E.滑动变阻器R2(最大阻值为2kΩ)F.电源E(电动势约4V,内电阻忽略不计)G.开关S和导线若干(1)滑动变阻器应选择

(选填器材前的字母代号)。

解析由题图甲电路图可知,滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器应选D。答案D(2)请在图乙实物图中,用笔画线把电路连接完整。解析实物连线如图。答案见解析图

答案0.60

0.20方法

“半偏法”测电阻

测量电路操作步骤误差分析减小误差的方法电流表半偏法选电动势较大的电源E,选阻值非常大的滑动变阻器R0,满足R0≫RA

测量电路操作步骤误差分析减小误差的方法电压表半偏法①滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大;②闭合S1、S2,调节R0,使

指针指到满偏刻度;③断开S2,保持R0不变,调节R,使

表指针指到满刻度的一半;④由上得RV=R选电动势较大的电源E,选阻值较小的滑动变阻器R0,满足R0≪RV例3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V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关两个,导线若干。 (1)图中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。解析因滑动变阻器阻值较小,所以选择滑动变阻器的分压接法。实验电路如图所示。答案见解析图(2)根据设计的电路,写出实验步骤:

解析移动滑动变阻器R1的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;②闭合开关S1、S2,调节R1滑片使电压表的指针满偏;③保持R1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;④读取电阻箱所示的电阻值,该值即为所测电压表的内阻。答案见解析

(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(选填“>”“=”或“<”),主要理由是

解析断开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R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV'>RV(其他合理说法同样给分)。答案>见解析例4实验小组找到一刻度清晰的微安表G,其满偏电压不到0.5V,该小组同学决定测量该微安表的内阻,可供选择器材如下:A.微安表G(满偏电流为150μA,内阻未知);B.滑动变阻器R1(0~5Ω,允许通过的最大电流为2A);C.滑动变阻器R2(0~10Ω,允许通过的最大电流为1A);D.电源E(电动势约为6V);E.电阻箱R(最大阻值为9999Ω);F.开关两个,导线若干。(1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。解析按照电路图连接实物如图所示。答案见解析图(2)滑动变阻器应选择

(选填“B”或“C”)。

解析滑动变阻器采用分压式接法,为了提高实验精度,滑动变阻器应选总阻值较小的,即选B。答案B(3)实验过程:将滑动变阻器的滑片移至

(选填“左”或“右”)端,合上开关S1、S2,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使微安表指针满偏;保持滑片位置不变,仅断开开关S2,调节电阻箱使微安表指针半偏,此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示,则微安表的内阻为

Ω。

解析闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至左端;微安表指针满偏后,断开开关S2,可认为滑片与电源负极间的电压保持不变,微安表指针半偏时,电阻箱两端的电压与微安表两端的电压相等,微安表的内阻为2

400

Ω。答案左2400(4)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表,需

(选填“串”或“并”)联一个

Ω(保留2位小数)的定值电阻。

解析若将该微安表改装为量程为0.6

A的电流表,则需并联一个定值电阻,设该电阻的阻值为R,则有(I-Ig)R=IgRg解得R=0.60

Ω。答案并0.60(5)测量微安表G的内阻时,在设计上存在系统误差,这会导致(4)中电流表的测量值

(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

解析断开开关S2,电路中的总电阻变大,滑片与电源负极间的电压略大于微安表的满偏电压,微安表指针半偏时,电阻箱两端的电压略大于微安表两端的电压,故微安表内阻的测量值大于真实值,这会导致改装后的电流表的测量值大于真实值。答案大于方法

“替代法”测电阻1.实验原理图例5(2025·江苏如东高级中学模拟)图甲为一多用电表,由量程为1mA的电流表改装而成,该电流表的内阻约100Ω,多用电表内有一节干电池(电动势1.5V,内阻约1Ω)。现测量电流表的内阻及多用电表“×10”欧姆挡的内阻。 (1)开始实验时,首先需要调节图甲中的旋钮

(选填“A”或“B”),进行多用电表的机械调零。

解析A为机械调零旋钮,B为欧姆调零旋钮,若要进行机械调零,则需调节旋钮A。答案A(2)用图乙所示电路测量量程为1mA的电流表的内阻,电源电动势为1.5V,电源内阻约1Ω,滑动变阻器R(0~2kΩ),其中定值电阻R0和电压表应分别选用

(选填器材前的代号)。

A.定值电阻R0(3.0kΩ)B.定值电阻R0(6.0kΩ)C.电压表V(量程0.6V,内阻3.0kΩ)D.电压表V(量程3V,内阻4.0kΩ)

答案A

D(3)用图丙所示电路测量多用电表欧姆表“×10”挡的内阻,其中电源电动势E=1.5V,内阻r已知。电路连接后,多用电表的红表笔应接在

(选填“a”或“b”)。下列操作步骤的正确顺序为

①将选择开关旋转到欧姆挡“×10”位置②将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”③将单刀双掷开关S接1,电阻箱调节到阻值为R0时,电流表的读数为I0④将单刀双掷开关S接2,电流表的读数为I0⑤把多用电表的选择开关旋转到交流电压最高挡,拆除电路,整理器材解析该实验用的是等效替代法测电阻,将选择开关旋转到欧姆挡“×10”位置,接着将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0

Ω”,然后将单刀双掷开关S接2,记录电流表的读数为I0,接着将单刀双掷开关S接1,电阻箱调节到阻值为R0时,使电流表的读数仍为I0,最后把多用电表的选择开关旋转到交流电压最高挡,拆除电路,整理器材,因此正确的实验操作顺序应该是①②④③⑤;而欧姆表的欧姆挡利用的是多用电表的内置电源,当将选择开关置于欧姆挡时就接通了内置电源,此时黑表笔与内置电源的正极相连,红表笔与内置电源的负极相连,而根据电路图可知,b端连接的是电流表的负接线柱,因此红表笔应接在b端。答案b

①②④③⑤(4)以上实验操作测得的多用电表“×10”欧姆挡的内阻为

,该测量值

(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

解析外部电源和内置电源有相同的内阻,因此可知欧姆表“×10”挡的内阻为R内=R0+r,此种方法所测电阻等于真实值。答案R0+r等于方法

电桥法测电阻实验电路图实验原理例6(2025·江苏南京二模)某同学利用如图甲所示的电路测量一待测电阻(约为200Ω)的阻值。可使用的器材有:滑动变阻器R1(0~20Ω)、滑动变阻器R2(0~500Ω)、电阻箱R0(最大阻值为999.9Ω)、灵敏电流计G、电阻丝、电源E、开关S、导线若干。(1)按原理图甲将实物图乙中的连线补充完整。解析电路连线如图。答案见解析图(2)完成下列填空:①滑动变阻器R

应选用

(选填“R1”或“R2”)。

②将电阻箱R0的阻值置于225Ω,将R的滑片置于适当位置,接通S,再反复调节电阻丝上滑片P的接入位置。某次调节时发现电流计G中有从A流向B的电流,应将滑片P向

(选填“左”或“右”)移动,直至电流计示数为0。

解析(2)①滑动变阻器R是分压式接入电路的,故应选用阻值较小的R1。②某次调节时发现电流计G中有从A流向B的电流,说明A点电势高于B点,因电阻丝上左端电势高于右端电势,则应将滑片P向左移动,直至电流计示数为0。答案

(2)①R1

②左③将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调,其他条件保持不变,发现将R0的阻值置于196Ω时,在接通S后,电流计的示数也为0。则待测电阻的阻值为

Ω。

答案

210④某同学在对调电阻箱和待测电阻时,不小心将滑动电阻器的滑片移动了少许,对实验结果

影响(选填“有”或“无”)。

解析某同学在对调电阻箱和待测电阻时,不小心将滑动电阻器的滑片移动了少许,电阻丝两边的比例关系不变,则对实验结果无影响。答案无提升素养能力1.(2023·海南卷,15)用如图甲所示的电路测量一个量程为100μA、内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0~9999.9Ω),R2(0~99999.9Ω)甲(1)RM应选

,RN应选

(2)根据电路图甲,请把实物图乙连线补充完整。乙(3)下列操作顺序合理排列是

①将滑动变阻器滑片P移至最左端,将RN调至最大值;②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM的阻值;③断开S2,闭合S1,调节滑片P至某位置再调节RN使表头满偏;④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材(4)如图丙是RM调节后的面板,则待测表头的内阻为

,该测量值

(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

丙(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图丁所示位置,则待测电压为

V。

丁(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN的值,在滑片P不变的情况下,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为

(用RM、RN表示)。

甲乙解析(1)根据半偏法的测量原理可知,当闭合开关S2之后,通过RN的电流应基本不变,就需要RN较大,对RM分压电路影响甚微,故RM应选R1,RN应选R2。(2)按实验原理图依次连接实物电路,如图所示。(3)闭合开关前,需要调节滑动变阻器滑片,使测量电路短路,即滑片P移至最左端,然后断开S2、闭合S1,使微安表达到满偏,接着闭合S2,保证滑片P不动,调节RM,使微安表半偏,最后断开所有开关,拆除导线,整理器材。故正确的操作顺序是①③②④。甲乙

丁2.(2025·江苏镇江模拟)小明利用电流表设计电路测量未知电阻的阻值,其电路如图甲所示,其中R1为电阻箱,Rx为待测电阻。(1)根据图甲的电路图,用笔画线表示导线,完成实物图图乙的连接。(2)开关闭合前,为保证电路安全,滑动变阻器的滑片应置于

端(选填“a”或“b”)。

(3)某次实验时电阻箱如图丙所示,其读数为

Ω。

(5)若干电池长时间使用后内阻变大,按上述(4)中的方法测量电阻,其电阻测量值会

(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案(1)见解析图(2)a

(3)521

(4)500

(5)不变解析(1)根据图甲的电路图,实物图连接如下。(2)开关闭合前,为保证电路安全,滑动变阻器接入最大阻值,即滑动变阻器的滑片应置于a端。(3)读数为(1×1+2×10+5×100)

Ω=521

Ω。

3.某同学制作了一款测温计,该测温计的最高测温电路图如图甲所示,所使用器材:定值电阻R1为10Ω定值电阻R2为50Ω电阻箱R3(调节范围0~999.9Ω)金属热电阻R4电动势为36V的直流电源(内阻很小可忽略不计)电压表V(量程0~3V,内阻很大)开关,导线若干金属热电阻的阻值随温度变化图像如图乙所示,操作步骤如下:(1)先按图甲连接好电路,电压表的正接线柱应连接

(选填“a”或“b”),将传感器置于恒温箱中,将恒温箱温度调为180℃,调节R3的阻值为

Ω,此时电压表指针指到0刻线。

(2)降低恒温箱温度,电压表示数为1.2V时,恒温箱的温度为

(3)依次降低温度,将电压表刻度改为相应的温度刻度。该测温计能够测量的最低温度为

答案(1)b

30

(2)90℃

(3)0℃解析(1)R2=50

Ω与R1=10

Ω串联,R4与R3串联,再并联在36

V的直流电源两端,因180℃时电压表指针指到0刻线,即φa=φb,此后温度降低,热敏电阻R4的阻值变小,其分得的电压变小,则b点的电势升高,R1分得的电压不变,a点电势不变,故电压表的正接线柱应连接b;

4.(2025·江苏省锡中开学考试)水的硬度主要与水中溶解的钙、镁离子浓度有关,水的硬度也将影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率,检测员将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器,容器两端用固定的圆形金属电极密封(如图甲所示)。粗测水样电阻Rx约有几万欧姆。

已知容器金属电极间距离为L=10.00cm,用游标卡尺测量容器内直径时读数如图乙所示。(1)乙图中游标卡尺的读数是d=

cm。

(2)在测定水样电阻Rx后,水样的电阻率的

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