2026届高考物理冲刺复习+测量电阻常用的几种方法

2026届高考物理冲刺复习测量电阻常用的几种方法方法一伏安法测电阻1.原理:伏安法是利用电流表、电压表与滑动变阻器的组合测量电阻的方法,是电阻测量的基础方法,是高考考查的热点。它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情境下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。3.特点:大内小外(测大电阻时应用内接法测量,内接法测量值偏大;测小电阻时应采用外接法测量,外接法测量值偏小)。[例1]【伏安法】

(2024·山东潍坊模拟)某实验小组通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0～50Ω,额定电流2A),开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(0～3A,内阻约0.025Ω)B.电流表(0～0.6A,内阻约0.125Ω)C.电压表(0～3V,内阻约3kΩ)D.电压表(0～15V,内阻约15kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用

,电压表应选用

(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的

(选填“甲”或“乙”)。

BC甲(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线。【答案及解析】

(2)根据甲电路连接实物图,如图所示。5.2(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是

;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是

。(填选项前的字母)

A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值BD【解析】

(4)甲电路中电流表外接,实验误差来源于电压表的分流,流过待测电阻的电流小于电流表的示数,故A错误,B正确;乙电路中电流表采用内接法,实验误差来源于电流表分压,电压表测量值大于Rx两端的电压值,故C错误,D正确。(5)若用RV、RA分别表示电压表和电流表的内阻,R测表示待测电阻的测量值,若选用(1)问中甲电路,待测电阻的真实值可表示为

;若选用(1)问中乙电路,待测电阻的真实值可表示为

(用RV、RA、R测表示)。

R测-RA方法二差值法测电阻1.电压表差值法(伏伏法)(如图所示)2.电流表差值法(安安法)(如图所示)[例2]【伏伏法】(2024·山西大同二模)由于实验室没有提供电流表,某实验小组利用两个电压表测量电阻Rx的阻值。实验小组设计如图1所示的电路图进行实验:(1)请根据电路图连接图2中的实物图。【答案及解析】(1)根据电路图,实物连接如图所示。(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移动到最

(选填“左”或“右”)端。右【答案及解析】(2)闭合开关S前,为了保护电表安全,滑动变阻器的滑片移动到最右端。(3)闭合开关S,适当调节滑动变阻器的滑片,记录电压表V1、V2的示数U1、U2。(4)重复步骤(3),测量多组U1和U2的值。(5)根据测量数据作出U2-U1的关系图线如图3所示,求得直线的斜率为k,可以得到Rx=

(用斜率k和定值电阻R0表示)。

(6)因电压表V1、V2非理想电表,用该方法测得的Rx阻值与其真实值相比

(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。

偏小[例3]【安安法】(2024·江西南昌开学考试)为测定待测电阻Rx的阻值(约为200Ω),实验室提供如下器材,电池组E:电动势3V,内阻不计;电流表A1:量程0～15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0～300μA,内阻为1000Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0～20Ω,额定电流2A;定值电阻R2:阻值为9000Ω,额定电流10mA;定值电阻R3:阻值为200Ω,额定电流0.1A;开关S、导线若干。实验中要求准确地测量Rx的阻值,请回答下列问题。(1)正确选取器材,在图甲方框内画出测量Rx阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号。(2)调节滑动变阻器R1,两电流表的示数如图乙所示,可读出电流表A1的示数是

mA,电流表A2的示数是

μA,则待测电阻Rx的阻值是

Ω(结果保留3位有效数字)。

8.0150191方法三半偏法测电表电阻1.电流表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤。①先断开S2,再闭合S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流表读数等于其量程Im;(3)误差分析。①测量值偏小:RA测=R2<RA真。②原因分析:当闭合S2时,总电阻减小,实际总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的内阻小,而我们把R2的阻值当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值非常大的滑动变阻器R1,满足R1≫RA。2.电压表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤。①将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于其量程Um;(3)误差分析。①测量值偏大:RV测=R2>RV真。③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值较小的滑动变阻器R1,满足R1≪RV。R1[例4]【半偏法测电流表内阻】(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)。(1)RM应选

,RN应选

。

R2【解析】(1)根据半偏法的测量原理可知,RM与微安表头内阻相当,当闭合S2之后,变阻器上方的电流应基本不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微,故RM应选R1,RN应选R2。(2)根据电路图,请把实物连线补充完整。【答案及解析】(2)根据电路图,实物图连线如图所示。(3)下列操作顺序合理排列是

。

①将变阻器滑动头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阻值;③断开S2,闭合S1,调节滑动头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。①③②④【解析】(3)实验操作中,应在闭合开关前,调节变阻器滑动头,使测量电路短路,即滑动头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,保证滑动头P不动,调节RM,使微安表半偏,并读出RM的阻值,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。(4)如图丙是RM调节后面板,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。

1998.0Ω小于(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(结果保留3位有效数字)。

【解析】(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表,需要串联一个电阻R0,有U=Ig(Rg+R0),当指针指在图示位置时,则有U′=I′(Rg+R0),其中U=2V,Ig=100μA,I′=64μA,联立解得U′=1.28V。1.28(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值,在滑动头P不变,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)。

[例5]【半偏法测电压表内阻】某同学为测量电压表的内阻,实验室仅提供了以下仪器:A.待测电压表(量程为3V,内阻约为30kΩ)B.电源E1(电动势为6.0V,内阻不能忽略)C.电源E2(电动势为3.0V,内阻不能忽略)D.滑动变阻器R1(最大阻值为10kΩ)E.滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)F.电阻箱R′(满足实验要求)G.开关,导线若干该同学利用上述器材连接了如图电路后,进行了下述操作:①先将滑动变阻器R的滑片调到最左端,电阻箱R′的阻值调为零。②闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片,使电压表指针满偏。③保持滑动变阻器R的滑片不动,调节电阻箱R′,使电压表指针偏转到满刻度的一半,读出电阻箱R′的读数为29kΩ。(1)电源应选用

,滑动变阻器应选用

。(填写对应序号)

BE【解析】(1)由于电压表要满偏时达到3V,但由于电源内阻不能忽略,则其路端电压小于电源电动势,故电动势为3V的电源不能满足要求,故选电源电动势为6V的B;由于满偏和半偏时认为电压未变,故只有滑动变阻器远小于电压表内阻时才成立,故选择最大阻值为10Ω的E。(2)在虚线框中画出电路图。【答案及解析】(2)此实验是用半偏法测电压表的内阻,按实物连线画出电路图如图所示。(3)待测电压表内阻为

,测量值

(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

29kΩ大于【解析】(3)滑动变阻器保持不变,可以认为总电压不变,再调节电阻箱使电压表半偏,那么电阻箱的电压与电压表相同,所以RV=R箱=29kΩ。实际上,由于电阻箱与电压表串联后接入电路,电阻增加了,则滑动变阻器的分压将增大,这样当电压表半偏时,电阻箱的电压比电压表大,所以测量值大于真实值。方法四等效替代法测电阻测量某电阻(或电流表、电压表内阻)时,用电阻替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),则电阻箱与待测电阻是等效的。如图所示,开关S先接1,让待测电阻串联后接到电动势恒定的电源上,调节R2,使电表指针指在适当位置读出电表示数;然后开关S接2,将电阻箱串联后接到同一电源上,保持R2阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电表的读数仍为原来记录的读数,则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。[例6]如图所示的实验电路可以用来测量电阻,可供选用的实验器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约为55Ω)B.定值电阻R0(阻值为16Ω)C.电压表V1(0～3V,内阻很大,可看成理想电压表)D.电压表V2(0～15V,内阻很大,可看成理想电压表)E.滑动变阻器R1(5Ω,2A)F.滑动变阻器R2(50Ω,2A)G.蓄电池(电动势4.0V,内阻忽略不计)H.单刀双掷开关、导线等(1)要完成本实验且较准确地进行测量,电压表应该选用

,滑动变阻器应该选用

。(填器材前面的序号)

CF【解析】(1)由于电源电动势为4.0V,15V量程的电压表量程太大,因此选用量程为3V的电压表;最大阻值为5Ω的滑动变阻器会使得被测电阻两端的电压超过3V的电压表量程,因此不能选用,只能选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器。(2)实验步骤如下:①按照电路图连接实验器材,单刀双掷开关空置,把滑动变阻器触头滑到最左端。②将单刀双掷开关掷于“1”,调节滑动变阻器触头,使得电压表读数为2.8V。③将单刀双掷开关掷于“2”,

(选填“向左滑动”“向右滑动”或“不再滑动”)滑动变阻器触头,观察并记录电压表读数为1.6V。

不再滑动【解析】(2)根据实验原理,滑动变阻器的阻值R是不能改变的,否则就不能解出Rx的值,故滑动变阻器触头不再滑动。56(3)根据实验数据,被测电阻的测量值Rx=

Ω。

(4)由于蓄电池内阻r的存在,Rx测量值将

(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

【解析】(4)蓄电池的内阻r与滑动变阻器电阻可当作一个整体,则r的存在不影响Rx的值,即测量值等于真实值。等于方法五电桥法测电阻1.操作:如图甲所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流表G的示数为0。[例7](2023·湖南卷,12)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图甲所示,R1、R2、R3为电阻箱,RF为半导体薄膜压力传感器,C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。(1)先用电阻表“×100”挡粗测RF的阻值,示数如图乙所示,对应的读数是

Ω。

1000【解析】(1)电阻表读数为10×100Ω=1000Ω。(2)适当调节R1、R2、R3,使电压传感器示数为0,此时,RF的阻值为

(用R1、R2、R3表示)。

(3)依次将0.5g的标准砝码加载到