高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)——電阻的測量.doc

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)一一電阻的測量1. （2016 全國II , 23, 9分）某同學(xué)利用圖甲所示電路測量 量程為2.5 V的電壓表的內(nèi)阻（內(nèi)阻為數(shù)千歐姆）,可供選擇 的器材有：電阻箱R（最大阻值99 999.9 0）,滑動(dòng)變阻器 Ri（最大阻值50 Q ）,滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值5kQ）,直流 電源E（電動(dòng)勢3 V）,開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)步驟如下: 按電路原理圖甲連接線路;將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對應(yīng)的位 置，閉合開關(guān)S； 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V,記下電阻箱

2、的阻值.回答下列問題:（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器（填 “Ri” 或 “R2” ）.（2）根據(jù)圖甲所示電路將圖乙中實(shí)物圖連線.乙（3）實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的電阻箱阻值為630.0 Q,若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上 的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為 Q （結(jié)果保留到個(gè)位）.（4）如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為（填正確答案標(biāo)號(hào)）.A . 100 u A B. 250 u A C. 500 nA D. 1 mA1 .【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)原理是當(dāng)變阻箱阻值為零時(shí)，電壓表滿偏，Umax = 2.5 V，而當(dāng)電阻 箱取某一阻值RO時(shí)，電壓表示數(shù)變?yōu)閁2,則電阻箱兩端電壓

3、Ul= Umax U2 ,即可求出通U1乙過電壓表的電流，1= 而，這個(gè)理論成立的前 提是電阻箱阻值變化前后，電壓表與電阻箱兩 端電壓保持不變，這就要求滑動(dòng)變阻器阻值較 小，故選Ri .(2)如圖所示.(3)根據(jù)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)當(dāng)電壓表滿偏時(shí)，滿偏電流Imax= max-1 mA, D正確.Rv 2520Q【答案】(1)R1 (2)連線見解析圖(3)2 520 (4)D2 . (2016 江理綜，浙22, 10分)某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻， 現(xiàn)有量程

4、為3 V, 內(nèi)阻約為3kQ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)組約為0.1 Q的電流表.采用分壓電 路接線，圖甲是實(shí)物的部分連線圖，待測電阻為圖乙中的 Ri,其阻值約為5 Q.1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接 (填“a”或"b”)、導(dǎo)線連接測R(填 "c"或 "d").一一衽所接線測得實(shí)筋數(shù)據(jù)如如 用作圖法求得的阻值為R2的邊長是Ri的10,若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應(yīng)選 (填選項(xiàng)).A.連接a,連接cB.連接a,連接dC.連接b,連接cD.連接b,連接d2 .【解析】(1)由于待測電阻Rxv盧京，電流表應(yīng)外接，所以導(dǎo)線 應(yīng)該接a； 滑動(dòng)變阻器采用分壓

5、式接法，導(dǎo)線應(yīng)接d.(2)用作圖法求解Rx時(shí)，注意描點(diǎn)連線應(yīng)為一條過原點(diǎn)的直線，使直線穿過盡可能 多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，U-I圖線的斜率等于待測電阻的阻 值.由圖線可得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)根據(jù)電眼定律Ri和R2的阻值相等，因此1Ri，可次計(jì)算出題圖中兩個(gè)電阻S測量R2的電阻時(shí)，電路接法與測量 Ri相同即可，B正確.【答案】 (l)a d (2)圖見解析；4.54.7(3)B3 .(2016 江蘇物理，10, 8分)小明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究某一金屬電阻的阻值R隨溫 度t的變化關(guān)

6、系.已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 Q, R隨t的升高而增大.實(shí) 驗(yàn)電路如圖所示，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度.實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合S,先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度ti，t2,和電流表的相應(yīng)示數(shù)Ii, b,.然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為11，12，分別記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)Ri，R2，.電近箱(1)有以下兩電流表，實(shí)驗(yàn)電路中應(yīng)選用 .A .量程0100 mA,內(nèi)阻約2 QB.量程00.6 A,內(nèi)阻可忽略(2)實(shí)驗(yàn)過程中，要將電阻箱的阻值由9.9 Q調(diào)節(jié)至10.0 Q,需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕 的，正確的操作順序是.將旋鈕a由“0旋”轉(zhuǎn)至“1"

7、將旋鈕b由“9旋”轉(zhuǎn)至“0”將旋鈕c由“9旋”轉(zhuǎn)至“0”(3)實(shí)驗(yàn)記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表：溫度t()20.040.060.080.0100.0阻值R( Q )9.610.411.112.112.8請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出 Rt圖象.R /O由圖線求得R隨t的變化關(guān)系為R=Q.1.53.【解析】（1）電路中的最大電流1= 10 A =150 mA,無法達(dá)到0.6 A電流表的14. （2015 新課標(biāo)全國H, 23, 9分）電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍.某同學(xué)利用這一事實(shí)測量電壓表的內(nèi)阻（半偏法），實(shí)驗(yàn)室提供的 器材如下：©待測電壓表（量程3 V,內(nèi)阻約為

8、3 000 0）,電阻箱Ro（最大阻值為99 999.9 Q ）,滑動(dòng)變阻器Ri（最大阻值100 Q ,額定電流2 A）,電源E（電動(dòng)勢6V,內(nèi)阻不計(jì)），開關(guān) 2個(gè)，導(dǎo)線若干.（1）虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整.（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟： （3）將這種方法測出的電壓表內(nèi)阻記為RL ,與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值Rv相比，RvRv（填“ > “"=”或“ <”）,主要理由是4 .【解析】 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示.（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支 路分壓最??；閉合開關(guān)Si、S2,調(diào)節(jié)R1，使電壓表的 指針滿偏；保持滑

9、動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R。使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻.（3）斷開S2 ,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分 得的電壓也增大；此時(shí)R。兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故Rv' >Rv.【答案】（1）圖見解析（2）見解析（3）>；理由見解析提能力1 .伏安法測電阻 （1）電流表的內(nèi)、外接法對比誤差原因電流表分壓U 測=Ux+Ua電壓表分流I 測=Ix+ Iv電阻測量值誤差校正適用條件U測測 =Rx+RaI測>R測量值大于真實(shí)值U=-RaIA已知）（RRa x，測大電阻U 測 RxRv測二

10、 R I 測 Rx+Rv<K測量值小于真實(shí)值X- RvU測R v測u測R Iv已知）（RRv x，測小電阻(2)電流表內(nèi)、外接法的選擇依據(jù)計(jì)算法看倍數(shù)關(guān)系：根據(jù)題給數(shù)據(jù)估算.若 +上，即r2x>Rv Ra ,則應(yīng)采用內(nèi)Ra RxRx Rv 2接法；若展示X,即RxVRvRa,則應(yīng)采用外接法.試觸法看相對變化：按圖接好電路，用電壓表的一根接頭P先后與a、b處試 觸.若電流表“相對變化”明顯，則說明電壓表分流作用較大，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；若電壓表“相對變化”明顯，則說明電流表分壓作用較大，應(yīng)采用電流表 外接法.(3)滑動(dòng)變阻器的限流、分壓接法的對比分壓接法0 % &P初位置電壓

11、調(diào)節(jié)范圍b端ERRx+ Rp WUxWE電流調(diào)節(jié)范圍相對優(yōu)點(diǎn) 電路結(jié)構(gòu)簡單，能耗較低OWUxW EEOWIkW x -R待測電阻Rx兩端電壓或電流能從零開始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍最大(4)滑動(dòng)變阻器分壓、限流接法的選擇依據(jù)滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)選限流接 法.但以下三種情況必須采用分壓接法：要使待測元件的電壓(或電流)從零(或很小值)開始連續(xù)調(diào)節(jié)，必須采用分壓接法；如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表或電阻元件允許的最大電流(或電壓)較小,學(xué)習(xí)必備歡迎下載采用限流接法時(shí)，實(shí)際電流（或電壓）都會(huì)超過允許的最大電流（或電壓），為了保護(hù) 電表或電阻元件免受損壞，必須采用分壓接

12、法；若所用的滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于待 測電阻阻值，采用限流接法時(shí)，待測電阻上的電流（或電壓）變化很小，不利于多次測量求平均值或用圖象法處理數(shù)據(jù)，應(yīng)選 擇分壓接法.2 .等效替代法測電阻步驟如下：如圖所示，S接1,調(diào)節(jié)R2,讀出裳示數(shù)s為I； S接2, R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱Ri,使裳示數(shù)仍*-l / T 2為I.由上可得Rx=Ri.丁該方法的優(yōu)點(diǎn)是消除了電表引起的系統(tǒng)誤差對測量的L u-F影響，缺點(diǎn)是電阻箱的阻值不能連續(xù)變化，測量誤差較大.的實(shí)驗(yàn)中，待測電阻Rx約為200 Q ，電壓表的內(nèi)阻 R 約為2 k。，電流表 ®的內(nèi)阻約為10。，測量電路中HS>電流表的連接方式如圖甲或圖乙

13、所示，結(jié)果由公式RU=f計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù).若將圖甲和圖乙中電路測得的電阻值分別記為Rxi乙和Rx2,則（填“Rxl”或“Rx2”）更接近待測電阻的真實(shí)值，且測量值Rxi（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值，測量 值Rx2（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值.【解析】 由于 Rx赤瓦，利用內(nèi)接法即題圖甲誤差更小，更接近待測電阻的Urx + Ura真實(shí)值.測量值Rxi= I =Rx+Ra,即Rxi大于真實(shí)值.測量值Rx2= Irx+Iv , 即rx2小于真實(shí)值.【答案】Rxi大于小于口©2（2016 福建漳州八校第二次聯(lián)考）LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們

14、的生 活.某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為 3 V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，已知該 燈正常工作時(shí)電阻大約500 Q,電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同.學(xué)習(xí)必備歡迎下載實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:A .電流表Ai（量程為0至50 mA,內(nèi)阻Rai約為3 Q）B.電流表A 2（量程為0至3 mA,內(nèi)阻Ra2=15Q）C,定值電阻Ri=697 QD.定值電阻R2 = l 985 QE.滑動(dòng)變阻器R（0至20 Q）一只F.電壓表V（量程為0至12 V,內(nèi)阻Rv=lkQ）G.蓄電池E（電動(dòng)勢為12 V,內(nèi)阻很?。〩.開關(guān)S 一只，導(dǎo)線若干（1）如圖所示，請選擇合適的器材，電表 1為,電表2為,定值 電阻為.（填寫器

15、材前的字母編號(hào)）（2）將電路圖補(bǔ)充完整.寫出測量燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式：x=（填字母，電流表Ai、（3）LEDR電流表A2和電壓表V的讀數(shù)分別用、12、U表示），當(dāng)表達(dá)式中的（填 字母）達(dá)到,記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式，此狀態(tài)得到的電阻為LED燈正常工作時(shí)的電阻.【解析】（1）該燈的額定電壓為3 V,故所給的電壓表F不能直接并聯(lián)在燈的兩端測量電壓，可把內(nèi)阻已知的電流表B與一定值電阻串聯(lián)改成一個(gè)量程較小的電壓表，串聯(lián)的定值電阻應(yīng)為D,則改裝后的電壓表的量程為U = l2 2+RA2 =（R ） 6 VU額u額能滿足實(shí)驗(yàn)的要求.LED燈的工作電流為r =6 mA,流經(jīng)電表2的電流為4 + R2

16、R= 1.5 mA,則流經(jīng)電表1的電流最大值為（6 mA+1.5 mA） =7.5 mA,測量該電流 Ug時(shí)可選用內(nèi)阻已知的電壓表F,流經(jīng)F的最大電流為Rv=12mA,故表1選F,表 2選B,定值電阻選D.（2）該實(shí)驗(yàn)的滑動(dòng)變阻器的最大阻值只有20 Q,故選用分壓接法，電路圖如圖所z5.LEDu(3)燈泡兩端的電壓UL=l2(RA2 + R2),流經(jīng)它的電流Il= Rv-l2,故燈泡的電阻RUl I2 (R2 + R2)一U2,當(dāng)表達(dá)式中的12達(dá)到1.5 mA時(shí)，該燈達(dá)到額定電壓，此Rv-b狀態(tài)得到的電阻為該燈正常工作時(shí)的電阻.L ( RA? + R2)【答案】(1)F B D (2)圖見解析

17、(3)v I2RI2 1.5 mA方法電表的非常規(guī)接法測電阻1.伏伏法測電阻若的內(nèi)阻Rvi已知，則可用如圖甲所示的電路測電|5心'且R _U2-U11XX=Ui RviU2Ui Rvi.Ui©"1=11 Rx A甲2.安安法測電阻若的內(nèi)阻Rai已知，則可用如圖乙所示的電路測電阻Ii RaiRx,且 Rx J? 一11.說明：圖甲和圖乙中，電壓表和電流表的 “內(nèi)接”和“外接”并不是為了減小系統(tǒng)誤差，而是從量程的大小、能否準(zhǔn)確測量等因素考慮的.3.電阻箱當(dāng)成電表使用)電阻箱當(dāng)成電壓表：如圖甲所示，可測得電流表(11 12)R的內(nèi)阻RA2 =.圖12中利用電阻箱R測得表兩

18、端的電壓為(Il -I2)R,起到了測電壓的作用.(2)電阻箱當(dāng)成電流表：如圖乙所示，若已知R及Rv,可測得干路電流=看/圖中電阻箱與電壓表配合使用，起到了測電流的作用步II過模擬1. (2015 河南開封二模)某同學(xué)用下列器材測量一電阻絲的電阻 Rx：電源E,適當(dāng)量程的電流表、電壓表各一只(電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無限大)，滑動(dòng)變阻器R、Rp，開關(guān)Si、S2,導(dǎo)線若干.他設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路測量電阻Rx的值，并有效地消除了因電壓表和電流表內(nèi)阻而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差.甲乙實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.先閉合Si，斷開S2,調(diào)節(jié)R和Rp,使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為11、Ui；B.閉合S2,調(diào)節(jié)R

19、p,記下電流表和電壓表示數(shù)為 12、U2.(1)請你幫他按電路圖在實(shí)物圖乙上連線；(2)指出上述步驟B中錯(cuò)誤的做法并進(jìn)行改正：z寫出用測量數(shù)據(jù)表示被測電阻 Rx的表達(dá)式： 1.【解析】 電路連接如圖所示.（2）先閉合Si、斷開S2,調(diào)節(jié)R和Rp,使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)11、Ui，設(shè)電壓表內(nèi)阻為Rv，則七，Ui Rp Rv步驟B應(yīng)保持Rp不變，閉合S2,記下電流表和電壓表示數(shù) 上、U2,則乜=4 -U2 Rp RvH-，所以 Rx=Urfcfe. Rx1-2 U2 1U1U2S2 U1I2U2I1x的阻值（阻值約為200 Q ）,ui I【答案】（1）圖見解析 （2）應(yīng)保持Rp不

20、變，閉合 . 山東濟(jì)南一模 用伏安法測定一個(gè)待測電阻 2 （2016）實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電池組E（電動(dòng)勢3 V,內(nèi)阻不計(jì)）電流表A 1 （量程015 mA,內(nèi)阻約為100 0）E電流表A2 （量程0300 nA,內(nèi)阻為2 000 Q） 滑動(dòng)變阻器Ri（阻值范圍020 Q,額定電流2 A） 電阻箱R2 （阻值范圍。9 999。，額定電流1 A） 開關(guān)S、導(dǎo)線若干 要求實(shí)驗(yàn)中盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，請回答下面問題:（1）將電流表A2與電阻箱串聯(lián)，改裝成一個(gè)量程為3.0V的電壓表，需將電阻箱阻 值調(diào)到（2）在方框中完整畫出測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號(hào)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器1 ,兩表的示

21、數(shù)如圖所示，可讀出電流表 Ai的示數(shù)是（3）R,電流表2的示數(shù)是nA,測得待測電阻Rx的阻值是mAA(1)改裝后電壓表量程是2.【解析】3 V,因?yàn)镮g(Rg + R)= U,則電阻箱阻值R(2)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，滑動(dòng)變阻 器應(yīng)采用分壓接法.待測電阻阻值約為200 Q,電流表A 1內(nèi)阻約為100 Q ,電壓表內(nèi)阻Rv= 2 000 Q + 8 000 Q = 10 000 Q, Rx2<RaRv，電流表應(yīng)采用外接法，電路圖如圖所示.(3)由圖示可知，電流表Ai的示數(shù)為8.0 mA,電流表A2的示數(shù)是150 u A；待測電阻兩端電壓U = l2 v=150X10 6X1

22、0 000 V=1.5 V,R測得待測電阻Rx= u= I： l3 Q = Q 或 X= u F91 Q.Ii 8X10187.5 R n-12【答案】(1)8 000(2)圖見解析(3)8.0 150 187.5(或 191) 3. (2015 廣西四校調(diào)研)某同學(xué)為了測定一只電阻的阻值，采用了如下方法:(1)用多用電表粗測：多用電表電阻擋有4個(gè)倍率：分別為義Ik, X 100、X 10、XI,該同學(xué)選擇義100倍率，用正確的操作步驟測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大 (指針位置如圖中虛線所示).為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，請你補(bǔ)充完整下列依次應(yīng) 該進(jìn)行的主要操作步驟：兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在0。處.重新測量并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖中實(shí)線所示，測量結(jié)果是 Q .（2）為了盡量準(zhǔn)確測該電阻，現(xiàn)