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文档简介
第45讲创新思维测量电阻常用的5种方法及定值电阻的妙用
目录
01课标达标练.....................................................................1
题型01伏安法测电阻.......................................................................1
题型02差值法测电阻.......................................................................7
题型03半偏法测电阻.....................................................................14
题型04等效法测电阻.....................................................................19
题型05电桥法测电阻.....................................................................23
题型06定值电阻的作用...................................................................28
02核心突破练....................................................................33
03真题溯源练....................................................................59
01
1.某实验小组需测量一未知电阻股的阻值,先用多用电表欧姆挡进行粗测,将选择开关旋转到欧姆挡“xl0〃
位置,正确操作后发现指针的偏转角过大,则需将选择开关旋转到欧姆挡"〃(填"xl〃或〃X100”)位置;
重新欧姆调零后测得的待测电阻人的阻值如图甲所示,其阻值约为0
甲
⑵为了得到其更精确的阻值,实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约1。)
B.电流表A2(量程3A,内阻&2=()♦5。)
C.电压表V1(量程15V,内阻&=10kD)
D.电压表V2(量程3V,内阻R、,2=2kC)
E.滑动变阻器"(最大阻值500Q)
F.滑动变阻器&(最大阻值5Q;
G.定值电阻R=2kfl
H.电源E=6V
I.开关、导线若干
要求实验中尽可能准确地测量飞』勺阻值,请回答卜列问题:
①在所给的器材中,应选的电流表是,滑动变阻器是(填写仪器对应的选项);
②画出所选器材与电源、导线、开关组成的电路图,并标明仪器后的字母代号一;
③调节滑动变阻器滑片,记录多组数据,作出U-/图像(电压表的示数为U,电流表的示数为/)如图乙
所示,由图可计算出待测电阻的阻值为Q(保留到小数点后一位)。
【答案】(1)xl11.0/11
(2)AF10.0
【详解】(1)偏转角太大说明示数太小,则倍率太大,应调小倍率,因此倍率应调为“xl”,重新欧姆
调零后测得的待测电阻的阻值为ll.OQo
E
⑵⑴⑵估算最大电流/=F=0.55A
可知电流表应选A-电压表V1同程太大,因此应选V?串联定值电阻R,改装成量程为6V的电压表,由于
要精确测量电阻,尽可能多测量数据,则应采用分压电路,滑动变阻器应选宠2,便于调节。
⑶电流表A1内阻未知,而电压表V?内阻已知,则应采用电流表外接法,设计电路如图所示:
⑷由电路图可知(/-(-)%=(~(RV2+R)
"v2
整理得u=-—/
,f,JRvz+R+R,
由「七远小于&2及R,则可化简得U=4书/
AV2+A
由图乙可知,斜率"0Q=5Q
中向乙JM,।Rg+R0.5-D
解得凡=10.0。
2.某实验小组用电压表V(量程为3V、内阻约为3kQ)、电流表A(量程为10mA、内阻约为2。)、定值电
阻,凡(阻值为100。)、滑动变阻器R、电源、开关及导线等器材测量电阻尺的限值(约为300。)。
⑴两位同学采用不同的实验进行测量。
A同学用如图中所示的内接法测量,得到多组电压表示数U和电流表示数/的数据,根据每组数据计算出对
应的电阻,再求出电阻的平均值作为待测电阻尺的测量值;
B同学用如图乙所示的外接法测量,根据测得的数据,作出U-1图线,然后算出图线的斜率h将女作为待
测电阻尺的测量值。
关于A、B两同学测得的结果,(填"A〃或"B")同学的测量结果更精确,测量值(填"大于""等
于〃或"小于")真实值。
⑵为了准确测量号的阳值,C同学设计了如图丙所示的电路进行实验,操作步骤如下:
①正确连接实验电路后,调节滑动变阻器R的滑片至左端;
②闭合S2、s,,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表和电压表指针有明显偏转,记下两表的示数小G:
③保持滑动变阻器R的滑片不动,断开记下此时两表的示数八、力,则待测电阻(=0(用
人、a、J4表示)
【答案】(1)A大于(2)一口丁|二
【详解】(1)⑴测量电阻R,的阻值(约为300C),电压表V内阻约为3k。)、电流表A内阻约为2Q、
因
4
/?;=9X10>/?V/?A=6000
即待测电阻为大电阻,采用内接法可以减小系统误差,故A同学的测量结果更精确;
⑵按图甲测电阻,由于电流表的分压作用,使得电压的测量值大于待测电阻的真实电压,根据欧姆定律可
知,则得到待测电阻段的测量值洛大于真实值o
(2)按图丙测电阻R,,根据实验步骤及电路图可得电流表与电阻&串联部分的阻值为R=}断开S2,根
据欧姆定律可得凡=牛-R联立解得&=双泸4
,2/1/2
3.学习小组想测量某电阻的阻值尺。
(1)先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电阻阻值3下述步骤合理的顺序是:(填数字序号)。
①把待测电阻连接到红、黑表笔间
②红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,让指针指到0。处
③把选择开关调到欧姆挡合适的咯率
④读取测得的电阻值
⑤把选择开关拨到“OFF〃挡
图1
(2)若选择开关为“xlO〃挡,指针示数如图1所示,则测得的电阻为Qo
(3)接下来用图2所示的电路精确地测量该电阻的阻值凡。&是定值电阻,滑动变阻器最大阻值有20c
和2000。供选择,为了方便调节,应选择最大限值为。的滑动变阻器。
(4)电路连接完成后,测量步骤如下:
①先把滑动变阻器的滑片P移到最(填"左〃或"右”)端,然后闭合开关”S2;
②缓慢移动滑动变阻希的滑片P,使电流表、电压表指针指在合适的位置,记录两表的不数人4;
③断开开关S2,电流表的示数(填“变大〃或"变小〃),向(填"左"或"右〃)移动滑动变阻器滑片,
使电流表的示数仍为/,记录电压表的示数5,则待测电阻的阻值凡=(用八5、%表示);
(5)该电流表内阻对电阻的测量值(填“铲或"没有")影响。
【答案】③②①④⑤14020左变小右片4没有
【详解】(1)⑴先用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电阻阻值;应先把选择开美调到欧姆挡合适的倍率;
然后红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,让指针指到0Q处;接着把待测电阻连接到红、黑表笔间,读取测
得的电阻值;最后把选择开关拨到"OFF〃挡。故步骤合理的顺序是:③②①④⑤。
(2)⑵若选择开关为。10"挡,指针示数如图1所示,则测得的电阻为
14xl0Q=140Q
(3)⑶由于电路图中滑动变阻器采用分压接法,为了方便调节,应选择最大阻值为20Q的滑动变阻器。
(4)①⑷为了保证电表的安全,先把滑动变阻器的滑片P移到最左端,然后闭合开关S1、S2;
③⑸断开开关S?,支路多串联(,则电流表的示数变小;
⑹应向右移动滑动变阻器滑片,使得电压表示数变大,电流表的示数仍为/,记录电压表的示数。2;
⑺设电流表内阻为《,根据欧姆定律可得}="+®牛=R&+凡+凡可得待测电阻的阻值为%=与产
(5)⑻由以上分析可知,该电流表内阻对电阻的测量值没有影响。
4.(2025・广东江.门♦一模)小J•同学对实验室中的线圈(如图1所示)产生了浓厚兴趣,决定利用用伏安
法测量线圈电阻,实验电路如图2所示.实验室能够提供卜.列实验器材:
&
图।图2
A.干电池两节,每节电动势约1.5V,内阻未知
B.直流电压表Y(()~3V),内阻约5kC
C.直流电压表V2(0~15V),内阻约25kC
D.直流电流表A1(0~0.6A),内阻约为0.2。
E.直流电流表A?(O~3A),内阻约为O.O5C
F.滑动变阻器(,阻值范围(()~5夏)
G.滑动变阻器凡,阻值范围(0~100。)
H.导线和开关
(1)为了选择合适器材,在测量之前通过欧姆表粗测该线圈的电阻,下列测电阻的操作顺序正确的是
A.欧姆调零、机械调零、选择挡位、表笔接触线圈两端、读数
B.选择挡位、机械调零、欧姆调零、表笔接触线圈两端、读数
C.选择挡位、欧姆调零、机械调零、表笔接触线圈两端、读数
D.机械调零、选择挡位、欧姆调零,表笔接触线圈两端、读数
(2)经过正确操作,选择“xl〃挡位时,多用电表指针如图3,则该线圈的电阻为—C.
图3
(3)图2中,为了能够更精确测量,则电压表选择,安培表选择,滑动变阻器选择(以
上结果全部填写仪器前的字母代号)
(4)结合上一问选择的实验器材,某次实验中电压表示数如图4所示,则电压为V.
(5)实验中,电压表示数为U,电流表示数为/,若已知电压表内阻为Rv,则待测电阻的阻值R产(用
物理符号表示)
TJD
【答案】D6BDF1.70/1.71/1.72
【详解】(1)⑴用欧姆表粗测测电阻的操作顺序是:先机械调零、然后选择合适的挡位、调节欧姆调零旋
钮进行欧姆调零,表笔接触线圈两端、读数,故选D。
(2)[2]该线圈的电阻为6xlQ=6d
(3)⑶⑷⑸电源电压为3V,则电压表选择B;电路中的最大电流为
3
/=-A=0.5A
6
则安培表选择D,为方便调节,则滑动变阻器选择F。
(4)[6]电压表的最小刻度为0QV,则读数为1.70V:
(5)[7]待测电阻的阻值
„UUUR
R=——=---------=-------i-V
'%/_£.iR、,-u
观型IL02差值法测电阻
5.(2025・天津北辰•三模)某同学利用下述器材,要测量阻值大约30。一段电阻丝的电阻:
A、电源石(电动势约4V)
B、电压表V1(量程为。〜5V,内阻约4kH)
C、电压表V2(量程为0〜IV,内阻约ikC)
D、定值电阻与,阻值为10C
E、滑动变阻器R(最大阻值5。)
F、开关一个,导线若干。
⑴他设计如图1所示电路图,请根据电路图把图2中的实物图补充完整:
(2)通过调节滑动变阻器,测量得到多组V1和V2的示数4、U21并作出图3所示图像,该图
像的斜率为左,则待测金属丝电阻凡=—(用凡、攵等字母表示),该测量值—(填〃大
于”“等于〃或〃小于〃)真实值。
【答案】(1)
⑵(k-l)R)大于
【详解】(1)根据电路图连接实物图,如图所示
U,U,-U,
(2)⑴根据串并联电路的特点有亍=I.-
所以有
可知在U1—U2图像中斜率k=午/
“0
解得R,=(左一1)4
u、u「u、
[2]根据电路得到的关系式寸=弋厂是不考虑电压表V2分流的情况下等到的结果,即
N)J
U-U
凡=受”中的电流/测<%,所以(测>4真。
6.(2025•山东青岛•三模)某同学要用一气敏电阻制作甲醛气体浓度报警器。首先通过实验获
得气敏电阻。(随甲醛浓度¥变化的关系,为此他设计了如图甲所示电路。实验可供选择的
器材如下:
A、电源石(电动势6V,内阻不计)
B、电压表匕(量程3V,内阻为2kQ)
C、电压表匕(量程6V,内阻约为5kQ)
D、滑动变阻器用(最大阻值10Q,额定电流0.2A)
E、滑动变阻器R?(最大阻值2kQ,额定电流0.2A)
F、开关、导线若干
⑴在图甲电路中,滑动变阻器应选择—(选填器材前序号);
⑵根据实验测得数据,描绘出的4一〃图像如图乙所示。当甲醛浓度为安全上限时,电压表匕、
匕读数分别为2.30V、5.29V,则甲醛安全浓度上限为—kg/m3;
⑶该同学利用该气敏电阻设干了如图丙所示的报警电路,用来检测室内甲醉是否超标。电路
中蜂鸣器的电阻可视为无穷大,电源电动势区=6.0V(内阻不计),接通电路后当蜂鸣器两
端电压达到4.5V时报警,则扁的阻值为—kQ(保留2位有效数字)。要使报警器在甲醛浓
度更低时报警,则应将凡一(选填“调大〃"调小〃或”不变〃)。
【答案】⑴D
(2)l.()xl()-7
⑶0.87调小
【详解】(1)在图甲电路中,采用的是滑动变阻器的分压接法;为了能更好地调节电压,滑
动变阻器的总电阻应远小于与它并联部分的电阻,滑动变阻器应选择总电阻较小的。
故选择Do
(2)根据串并联电路的特点可得气敏电阻两端的电压U==5.29V-2.30V=2.99V
U23()
通过气敏电阻的电流/=U*A=0.00115A
/\V1zuuu
U999
由欧姆定律可得气敏电阻的阻值Rq=-=—:—Q=2600。
IS皿115
则从图乙中可查得当凡/=260()。时,甲醛安全浓度上限为1.0xl(y7kg/n?
(3)[1]当蜂鸣器两端电压达到4.5V时报警,即叫两端的电压为4.5V,则凡)两端的电压为
Up=6.0V-4.5V=1.5V
Ro1.5
由电阻之比等于电压之比蕾二石
可得小=,«/=0.87k。
R
[r2n从图乙可知甲醛浓度越低,气敏电阻(越小;根据串联电路分压规律。
Rq+
要使报警器在甲醛浓度更低时报警(U仍为4.5V),则应将小调小。
7.(2024•广东•二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表V1的内阻,其量程为3V,内阻
大约为2k。,除此以外提供的器材有:
A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计)
B.电压表V2(量程15V,内阻约为5kC)
C.电流表A1(量程0.6A,内阻约为5Q)
D.滑动变阻器飞(阻值范围为0~10。)
E.滑动变阻器与(阻值范围为
F.定值电阻用=5kC
G.定值电阻凡=500。
H.开关一个,导线若干
⑴实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的同时方便电路调节,滑动变阻器应
选择,实验所需的另一个电表应选择,定值电阻应选择(均选填器材前的字母代号);
⑵请在虚线框内阀出实验电路图
⑶将电压表V1的示数记为q,将另一个电表的示数记为X?,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组q、
x2的值后建立坐标系,绘制乂2-1图像,拟合得到线性图像的斜率为丸则电压表V1的内阻R,,,=(用
k、R)表示。
【答案】⑴DBF
【详解】(1)[1]⑵⑶为了精确测量和方便电路调节,电路控制部分应该采用分压接法,因此滑动变阻器选
总限值小的飞,即选择D;电流表因为量程太大,无法使用,因此另一个电表应该选择V?,即选择B;由
于X、&两者量程差别较大,为了能够更好使用,需要给串联一个分压电阻,再和V?并联,根据电压分
配关系,分压电阻选择即定值电阻应选择F。
(2)根据(1)问分析,实验电路图如图所示
X,-U\
~~r~R-5
整理得
可知x?-q图像的斜率为
可得
8.某物理兴趣小组欲将电流表Ai改装成量程为3V的电压表。
(1)小组同学先测量电流表4的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表Ai(量程为1mA,内阻约为90Q);
B.电流表Az(量程为1.5mA,内阻约为400C):
C.定值电阻(阻值为200Q);
D.定值电阻(阻值为20。);
E.滑动变阻器A(阻值为;
F.一节新的干电池£
G.开关S及导线若干。
①图中的电阻R”应选用(填"C"或"D〃);
②将如图所示的器材符号连线,并画出实验电路的原理图:
③正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组A1的示数//和A2的示数七测得电流
表Ai的内阻为lOOQo
(2)给电流表Ai串联一个阻值为kQ(结果保留两位有效数字)的定值电阻,可将电流表A】改装
成量程为3V的电压表V;
(3)用标准电压表V。与电压表V并联进行校准。当Vc的示数为1.4V时,电流表4的指针恰好半偏,则
电压表V的实际量程为V(结果保留两位有效数字)。
【答案】C2.92.8
【详解】(1)①口]图中的电阻身若选择D,则当A?满偏时,Ai电流为1.5mAx而由。0.27mA则Ai指
针偏转角度过小,则应选用C;
②[2]实验电路的原理图
(2)将电流表Ai改装成量程为3V的电压表V,则给电流表Ai串联的定值阻值为
1(x)C=2.9kQ
ICT?\
(3)用标准电压表Vo与电压表V并联进行校准。当V。的示数为1.4V时,电流表Ai的指针恰好半偏,则
电压表V的实际量程为1.4Vx2=2.8V
9.某同学想用一支新HB铅笔笔芯(粗细均匀)的电阻来探索石墨的导电性。
3U、N
丙
⑴先用多用电表直接测量笔芯的电阻,先把选择开关调至欧姆“K1”挡,测量结果如图甲所示,则该铅笔笔
芯的电阻为Q。
⑵该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻,他从实验室找到如下器材:
A.电源E:电动势约为3.0V;
B.电压表V1:量程为0~3.0V,内阻4=3(X)OC;
C.电压表V?:量程为0~2.0V,内阻4=2000C;
D.滑动变阻器飞:最大阻值为5Q;
E.滑动变阻器&:最大阻值为1000;
F.定值电阻K:叫二40。;
G.定值电阻凡:凡=4C;
开关S、导线若干。
①为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻号的阻值,根据实验室提供的仪器,他设计图乙所示的电路,图
中电压表〃应选用—,定值电阻应选用—,滑动变阻器应选用—o(均填仪器前面对应的字母)
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表V1的示数q和电流表v?的示数u?,根据测得的多组数
据描绘出图像,如图丙所示,则笔芯电阻的阻值凡二-Q(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)19/19.0
(2)CFD20
【详解】(1)欧姆表盘为多用电表最上面弧线所示刻度,根据图甲中表盘示数可读得该铅笔笔芯的电阻
/?=19X1Q=I9Q
(2)⑴⑵⑶电压表测R.v和刈的总电压,电压表。测R。两端的电压,为使金属电阻阻值的测量结果尽
量准确,图中。应选用量程小的V2,人应选用量程大的Vi;滑动变阻器采用分压式接法,应选用最大阻值
较小的滑动变阻器,即Q。内串联电路的分压规律有京式中%=2V,“=3V,4=19。解得
KoK
凡=38。
故定值电阻应选用。故电压表a应选用C,定值电阻应选用F,滑动变阻器应选用D。
⑷由串联电路的分压规律有/解得6=丁与4由图丙可知%=会解得4=20。
怎+Kx3
观型IL03半偏法测电阻
10.(2025・辽宁•三模)某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻尺与定值电阻凡
的阻值。现有的实验器材如下:
A.待测电压表(量程0~3V,《未知)
B.待测电阻尺((约为1000Q)
C.滑动变阻滞%(0〜5Q1A)
D.滑动变阻器&(0〜5(X)Q1A)
E.电阻箱鸟(°〜9999.9。)
F.电源(电动势为3V,内阻不计);
G.开关,导线若干。
⑴根据实验电路,为尽可能精确测量,滑动变阻器应该选用。(填器材前字母序号)
⑵该小组选定实验器材后进行了如下操作:
①先将电阻箱R调至零,先后闭合开关S?,S,,调节Rp,至电压表读数恰好如图乙所示,
此时电压表示数为V;
②断开开关S2;
③调节电阻箱R,记录此时电压表示数U与电阻箱示数R;
④多次改变电阻箱R阻值,重复步骤③;
⑤根据图像法科学分析、计算结果。
⑶该小组同学根据所测数据作出"一尺图像如图丙所示,图形的斜率为A,与纵轴的截距为人
根据该图像可计算出电压表内阻凡=,待测电阻(=o(用Kh表示)
【答案】⑴C
(2)2.00
1
⑶R、=—R=b——
v2kA2~k
【详解】(1)由题图可知,电路的控制电路采用的是分压式接法,为了保证误差尽可能的小,
应选用总阻值小的滑动变阻器Rpi
故选C。
(2)量程为3V的电压表最小分度值为0.1V,所以其读数为U=2.00V。
(3)[1][2]由欧姆定律可知,电压表示数U与电阻箱阻值R的关系有2.00=〃+4(/?+&)
11R1
整理有一=----Rn+—x+-
U2R、2/?v2
1,1,41
结合题图可知,对于一一R图像,有人二彳7厂,〃=苛+不
整理可得%=],6=卜一[;
2k\Z)k
11.(2025•河南•三模)某同学用如图甲所示电路来测量一个量程lOOpA.内阻约1500Q的微安
表的内阻。实验步骤如下:将滑动变阻器的滑片尸移至最左端,将・。R,v调至最大值;闭合S-
断开S2,调节滑动变阻器的滑片尸至某位置,再调节Rv使微安表满偏;再闭合开关02,调
节凡,使微安表半偏,并读出R”阻值;断开加、S2,拆除导线,整理好器材。
⑴实验室提供的两个电阻箱分别是Ri(0~9999.9Q)和R/0〜99999.90),则R”应
选________O
(2)根据图甲所示电路图,请把图乙中的实物连线补充完整
⑶实验中,若认为OP间电压不变,则微安表内阻凡=(用Rw和RN表示)
⑷将该微安表改装成量程为3V的电压表后,某次测量指针指在图丙所示位置,则待测电压
U=V(保留三位有效数字)
【答案】⑴凡
R“RN
(3)-
R「RM
(4)1.80
【详解】(1)RM与微安表并联,目的是让微安表从满偏到半偏,它的阻值应该和微安表的
内阻差不多,所以RM应选择用。
(2)根据电路图,实物连线如图所示
(3)S?断开时,OP间的电压为U=/R(/?R+RN)
(J\
rr”.七
S2闭合后,OP间的电压U-RR+$+—RN
联立解得埠=R^RN
人一RM
(4)将该微安表改装成量程3V的电压表后,每小格为0.3V,根据图丙可知,待测电压
t/=1.80V
12.(2025•山东•模拟预测)某同学准备将一个量程为IV、内阻未知的电压表改装成一个电流
表,在改装前需要先测量电压表的内阻。实验器材有:
A.电压表V(量程为IV,内阻约为lkQ)
B.滑动变阻器R。(最大阻值为10Q)
C.电阻箱R(阻值0~9999.9。)
D.电源E(电动势为3V,内阻不可忽略)
E.开关、导线若干
—<£)—0~•
改装标准
电流表电流表
丙
⑴该同学设计了如图甲所示的电路图,实验步骤如下:
①按照电路图连接电路(保持开关S断开);
②将电阻箱A的阻值调节为3将滑动变阻器R。的滑片滑动到最左端,闭合开关S;
③调节滑动变阻器&的滑片,使电压表示数为1.0V;
④保持滑动变阻器册)的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时
电阻箱R的阻值为l.OkQ;
⑤断开开关S。
在步骤④中,电压表内阻的测量值为—kQ,电压表内阻的真实值—(选填“大于〃”等于〃
或"小于〃)测量值。
(2)把甩压表改装成有两个量程的电流表,其量程分别为0.6A和1A,设计的电路图如图乙所示,
在使用1A量程测量电流时,导线应接在一(选填"A、B〃或"A、C〃)接线柱上。
⑶根据所测电压表内阻和量程计算定值电阻的阻值R/及按照图乙所示电路进行改装。要
对改装后量程为0.6A的电流表进行校准,把改装后的电流表与标准电流表串联后接入电路中,
如图丙所示,当标准电流表读数为0.2A时•,该改装的电流表读数—(选填“大于〃〃等于〃或〃小
于“)0.2A。
【答案】(1)1.0小于
(2)A、B
(3)大于
【详解】(1)⑴调节滑动变阻器Ro的滑片,使电压表示数为1.0V;保持滑动变阻器Ro的滑
片位置不变,调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的阻值为l.OkQ,
由于电压表与电阻箱串联,电流相等,且电压相等,所以电阻相等,即电压表内阻的测量值为
l.OkQ;
[2]调节电阻箱的阻值,则总电阻变大,干路电流减小,内阻和滑动变阻器右部分电压减小,
电阻箱和电压表的总电压变大,即大于IV,当电压表的示数为0.5V时,电阻箱两端的实际电
压大于0.5V,由于它们串联,所以电阻箱的电阻大于电压表的内阻,故电压表的实际阻值小
于测量值。
(2)根据电流表的改装特点可知,若分流电阻越小,则电流表星程越大,所以在使用1A星
程测量电流时,导线应接在A、B接线柱上。
(3)由于电压表的实际内阻偏小,故可知改装后的电流表量程偏小,即当选择0.6A量程时指
针指在0.2A刻度时此时流过电流表的实际电流小于0.2A,即改装的电流表刻度上指示的读数
大于实际值,故当用标准电流表与其串联时,当标准电流表读数为0.2A时,改装的电流表显
示的读数大于0.2A。
13.(2025•河北张家口•三模)热敏电阻经常用于温控电路中,图甲为某科技小组探究热敏电阻
温度特性的探究电路,热敏电阻R,处在虚线所示的温控室中。
⑴实验前,将电阻箱R的阻值调到(填”最大〃或〃最小〃);实验时,记录温控室的温度
3将S2拨到1,闭合尖,调节电阻箱,使电流表的示数为/o,此时电阻箱示数为Ro;将S2拨
到2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为/。,记录此时电阻箱的示数Q,则热敏电阻的阻值
RT=o
⑵上述测量过程中,由于电流表内阻不可忽略,会导致热敏电阻的测量值_____(填〃大于〃”等
于”或〃小于〃)真实值。本实验测量误差产生的原因是___________O
⑶多次改变温控室的温度,重复上述实验过程,测得多组热敏电阻在不同温度/下对应的电阻
值作出Rr-/图像,如图乙所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而
(填"增大"或〃减小”)°
乙
⑷现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中,当它产生的热量与向周围环境散发的热量达到平
衡时,热敏电阻的温度稳定在某一值上且满足关系式其中左是散热系数,
,是热敏电阻的温度,,。是周围环境温度,/为电流。已知/=500mA,/。=15。(2,
)t=2.5W/℃,结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在________团(保留2位有效数字)。
【答案】⑴最大RJ-Ro
⑵等于不产生误差
⑶减小
(4)40
【详解】(1)[1]实验前,将电阻箱R的阻值调到最大;
⑵两次电流相等,则电路的电阻相等,则&+R尸Q,即热敏电阻的阻值/?尸R/-Roc
(2)上述测量过程中,由于电流表内阻不可忽略,由于两次电流相等,则表达式为
RA+RO+R『RA+RI
可知热敏电阻的测量值等干真实值,不会产牛误差。
(3)由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(4)由题意可知,电阻的散热功率表示为之=尸(=攵(,一]0)
其中/二500mA=0.5A,ro=15℃,)t=2.5W/℃,则有R尸10015团)Q
在Rr-t图像中做出如图所示的图线。
RMX100Q)
据其与理论图线的交点即可求得:该电阻的温度大约稳定在4O0o
14.(2025•山西晋中•三模)某实验小组同学认为电子秤中的传感涔的敏感元件就是一个压敏电
阻,于是他们决定利用压敏电阻自己制作一个简易的电子秤。他们从实验室中找到了如下器材:
A.电阻箱R/(阻值范围1~9999Q)
B.压敏电阻后,其电阻与压力的关系如图1所示
C.电池(电动势£>3V,内阻厂=1Q)
D.灵敏电流计(量程0~5mA,内阻&=200Q)
E.开关和导线若干
他们在压敏电阻的上方放置了一个质量为〃zo=2OOg的塑料板作为电子秤盘,设计了如图2所示
的电路原理图,重力加速度g取lOm/s?。
600
5(x)
)4(x
3
020
00
刈电子秤盘
(1)实验中将灵敏电流计的刻度盘换成能准确读出质量的刻度盘,单位为kg,则灵敏电流计满
偏时,读得的是_______(填"最大〃或"最小〃)可秤质量。
⑵为了有效利用图1的数据,要求压敏电阻的最大承受压力不超过12N,则电阻箱的连入电阻
应调为Q,此时电子秤的刻度盘上应标注的最大测量值为kg(最后一空结果保
留2位有效数字)。
⑶按(2)中要求调好电阻箱,秤盘不放物体,闭合开关,将此时灵敏电流计指针所指刻度标
记0(kg),则其对应电流示数为mA(结果保留2位有效数字)。
⑷电子秤内的电池组用久了内阻增大,电动势不变,且未重新调零。由该电子秤的设计原理
可知,电池组内阻的增大使得电子秤的测量值_______(填〃大于〃〃小于〃或〃等于〃)真实值。
【答案】(1)最大
(2)3491.0
⑶2.6
(4)小于
【详解】(1)由图1可知,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,故物体的质量越大,灵敏
电流计的示数越大,即灵敏电流计满偏时,读得的是最大可秤物体的质量。
(2)⑴由图1可知b二12N时,&=50。
E
灵敏电流计满偏时,电路中的总阻值为底=—=600Q
所以4+R?+r+乂=Rg=600。
代入数据解得电阻箱的连入电阻大小N=349。
F—12-0.2x10
⑵由题意可知,此时物体的质量加=-------=----------kg=1.0kg
g10
(3)由题可知,此时压敏电阻受到的压力玲=%)g=0.2xl0N=2N
结合图1可知,压敏电阻的阻值大小为R2=600。
根据闭合电路的欧姆定律可知,此时灵敏电流计的电流
/-—_______E______—________3________AAC/A/triAA
一4+&+〃+&-349+600+1+200~,
(4)根据上述分析可知,当电源甩动势不变,而内阻增大时,由于没有进行调零,即变阻箱
及其它电阻的总阻值变大,对应得电流变小,故电子秤的测量值小于真实值。
15.(2025•广东肇庆•模拟预测)用图甲所示电路测量常温下纯净水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管
侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右活塞固定,
左活塞可自由移动,实验过程如下:
2
(1)按图甲连接电路,电源为理想电源,内阻不计;R为电阻箱,幻、&为两个阻值相同的定值电阻,V】、
V2为两个量程相同的理想电压表。
(2)不同水柱长度L及其电阻R的测量。
①用10分度游标卡尺测量玻璃管的内径d,示数如图乙所示,则仁mm;
②向玻璃管内注满纯净水,并用刻度尺测量水柱长度L;
③把S拨至111位置,记录电压表0示数;
④把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表Vi示数相同,记录电阻箱的阻值R;则此
时玻璃管内水柱的电阻Rx=;
⑤根据测量数据,可得纯净水的电阻率〃为。(用&、d、L表示)
⑥改变玻璃管内水柱长度,重复实验,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R
⑦断开S,整理好器材。
(3)在实验中,导致水柱的电阻R的测量值与实际值有偏差的原因(写出一种原因即可)
【答案】13.7R尸=月空1见解析
4L
【详解】⑴根据游标卡尺的读法可知,玻璃管的内径为"二於丽+:、。」!!!!”1,?!™!!
[2]根据串联电路分压的特点可知,S拨到1位置和S拨到2位置,两电阻R/、R2分担的电压相等,而电源
电压不变,两定值电阻的阻值相等,故待测电阻阻值的大小等于电阻箱的阻值,即R,=R。
⑶根据电阻定律可知凡“总
解得小等C
[4]导线和导电活塞有电阻;两电压表读数的偶然误差;电阻箱精确度导致的测量偏差;通电过程中水
温升高导致的测量偏差等。(写出一种原因即可
敢型(L05电桥法测电阻
16.(2025•山东•模拟预测)某同学希望利用惠斯通电桥测量室温下某钢丝样品的电阻,实验器
材如下:
A、恒压电源E(电动势2.5V,内阻未知)
B、电阻箱Ri(0-9999.9Q)
C、电阻箱氏(0~9999.9Q)
D、简易电阻箱R(0-999Q)
E、检流计G(・30To//A,内阻约100。)
F、待测柱状铜丝R(20。左右)
G、点按开关S。(在按下时导通)
⑴按图示连接电路,电桥测铜丝电阻的实验操作步骤为:③,—,—,—(填写数字编
号);
①氏按S。,同时调整R的阻值,至检流计指针指向0刻度线为止;
②调整R阻值至点按S。后检流计指针不发生明显跳动(即通过检流计的电流接近于0);
③调整电阻箱至为=2000.0Q,&=100.00并保持不变;
④调整R阻值至此二400。;
⑤调整R阻值至K)=800Q;
⑥闭合
⑵实验操作结束后简易电阻箱阻值为H=348Q,则测得铜丝样品的电阻值为Rx=—Q;
⑶实验操作中,调整简易电阻箱的阻值为R。的目的是:—;
⑷实验中,若在检流计示数4>0时读数R,测得的电阻值R与真实值相比—(选填〃偏大〃〃偏
小〃或〃不变〃)。
【答案】⑴④⑥②
(2)17.4
⑶防止通电后检流计电流过大导致损坏
⑷偏小
R,
【详解】(1)⑶根据电桥原理可知U=常
解写&=400Q
则操作步骤应为③④⑥②。
RR
(2)根据法=丁
K
1<2x
解得R,=17.4。
(3)调整简易电阻箱的阻值为扁的目的是防止通电后检流计电流过大导致损坏
(4)检流计示数/8>0时读数A,则电流计方向下的电流,上面支路的电流较大,可见测得的
电阻值以与真实值相比偏小。
17.(2025・辽宁沈阳•模拟预测)某同学利用所学知识探究热敏电阻的阻值随温度变化的关系。
器材如下:热敏电阻吊,电源(电动势为七,内阻不计;、电阻箱3个(期、&、4)、灵敏
电流计、数字电压表、温度计、加热装置、开关、导线若干。
图⑶
(1)实验步骤如下:
①按图(a)连接好电路,在A、8间接入灵敏电流计,将热敏电阻放入加热装置,并保持温
度恒定,闭合开关;
②调节电阻箱R/、R2、氐,使灵敏电流计示数为零,则此时A、8两点电势(选填“相
等〃、〃不相等〃),电桥处于平衡状态,记录此时电阻箱R/、&、R3的阻值分别为R/o、R2。、
R3G,则热敏电阻的阻值R尸(用R/o,&o,力0表示)。
(2)该同学发现当热敏电阻的阻值发生变化时,需要重新调节电桥平衡,操作繁琐,故重新设
计了实验:
①将4、B间的灵敏电流计取下,改用数字电压表(可视为理想电表)测量A、B间电压U.;
②保持R/。、R20、以。不变,开启加热装置,缓慢升高到一定温度并保持不变,当电压表示数
稳定,记录此时温度计示数六52团和电压表示数U,s=0.40V,若QO=R3O=1000Q、型尸1500Q、
E=6.0V,则热敏电阻的阻值用二O(结果保留3位有效数字):
③重复上述实验,缓慢升高温度,每隔一定时间记录一次温度计的示数,和电压表的示数UAB;
④根据实验数据,算出热敏电阻的阻值入,绘制出热敏电阻阻值与温度的关系曲线如图(b)。
⑤当温度从52回升高少许后,电压表的示数将(选填"增大〃"减小"或"不变。
【答案】⑴相等-4-^
«10
⑵1.14X103增大
【详解】(1)[1]调节电阻箱期、&、R3,使灵敏电流计示数为零,此时电桥处于平衡状态,
说明两点间电势相同,故电势差为零;
[2]根据欧姆定律可得供=勺
“20%
化简得《="外
(2)[1]由题意可知,设通过R/的电流为通过我&的电流为/2。根据并联电路电流的分
(
配与电阻成反比的关系有'p°=-y
“30+N
设电源负极的电势为零,A、B两点之间的电势差。48=/遂20-4凡
E6.0
根帚欧姆定律乙二A=0.0024A
+夫201000+1500
联立解得凡=1.14x103。
⑵温度从52回升高少许后,根据图像所示,热敏电阻值变小。根据欧姆定律可知,热敏电阻支
路的电流变大。电阻R3两端电压变大,B点电势降低。由于电动势不变,电阻阳、R2不变。A
点电势不变,则A3两点之间的电势差增大,电压表示数将增大。
18.(2025•辽宁•模拟预测)某实验小组为了测量某种材料制成电阻丝的电阻率,进行了如下操
作。
⑴用多用电表粗测电阻丝的阻值。当用“X1O〃倍率的欧姆挡测量时,发现指针偏转角度过小,
为了更准确地测量该电阻丝的阻值,需将多用电表切换到〃—〃(填〃xl〃或〃X1OO〃)挡,并重
新进行—(填“机械调零〃或〃欧姆调零〃),然后进行测量时指针位置如图(a)所示,则测
得的电阻丝的阻值为0
⑵通过实验准确计算电阻丝的阻值。将被测电阻丝(接入图(b)所示的电路中,用、&、&
均为电阻箱,C、。间连接电压传感器(内阻无穷大)。适当调节三个电阻箱的阻值,使电压
传感器的示数为0,此时R,的阻值为一(用飞、&和R?表示)。
⑶测量电阻丝长度和直径,计算电阻率。如图(c)所示,用螺旋测微器测量电阻丝的直径时,
将电阻丝放在测砧和测微螺杆之间的夹缝中,然后调节瞟旋测微器上三个部件的先后顺序是.
(二真字母A、B、C),由图(c)可知,测得该电阻丝的直径为〃=—mm,之后测得电阻丝
的长度为/,则其电阻率的表达式为夕=—(用小/和(表示)。
【答案】(1)xlOO欧姆调零1300
R四
⑵昔
A2
j2
(3)BAC0.400上—
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