2024年高考物理第一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化練習(xí)試題：強(qiáng)化十三　測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)和測(cè)量方法

專題強(qiáng)化十三測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)和測(cè)量方法

命題點(diǎn)一測(cè)量電路與控制電路的選擇

1.電壓表和電流表的內(nèi)、外接法

⑴兩種接法比較

內(nèi)接法外接法

_@

電路圖

--(A)—(=1----

尺

電流表分壓U?=電壓表分流

誤差原因

%+UA/測(cè)=2r+N

D5.

U測(cè)RxR\

R測(cè)—J—RA1

/測(cè)我惻一/測(cè)一R+Rv

電阻測(cè)量值

>R.\<Rx

測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值小于真實(shí)值

適用條件RA?RXRv?Rx

適用于測(cè)量大阻值電阻小阻值電阻

(2)電流表兩種接法選擇

①阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若心

較小，宜采用電流表外接法；若較大，宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單概括為“大

內(nèi)偏大，小外偏小”。

②臨界值計(jì)算法：Rx<y/RvRA時(shí),用電流表外接法；RX>W?VRA時(shí),用電流表內(nèi)

接法。

圖1

③實(shí)驗(yàn)試觸法：按圖1所示接好電路，讓連接電壓表的導(dǎo)線P先后與。、"處接

觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，說明電流

表分壓更明顯，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電

壓表的示數(shù)變化不大，說明電壓表分流更明顯，則可采用電流表內(nèi)接法。

2.滑動(dòng)變阻器兩種連接方式

（1）滑動(dòng)變阻器兩種接法的對(duì)比

限流接法分壓接法對(duì)比說明

R

電路圖aR,b串、并聯(lián)關(guān)系不同

"S~11-------

負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)

RE忘u&E

范圍（不計(jì)電源內(nèi)R+RoOWUWE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大

阻）

負(fù)載火上電流調(diào)節(jié)

0郊p

范圍（不計(jì)電源內(nèi)分壓電路調(diào)節(jié)范圍大

及十RoA

阻）

閉合S前滑片位置b端a端都是為保護(hù)電路元件

（2）滑動(dòng)變阻器必須接成分壓電路的幾種情況

①要求電壓表能從零開始讀數(shù)。

②當(dāng)待測(cè)電阻區(qū)>>/?（滑動(dòng)變阻器的最大阻值）時(shí)。

③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電

流。

（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通

常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗能少，優(yōu)先使用限接法。

【例11在設(shè)計(jì)“伏安法測(cè)小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，要思考以下兩個(gè)問題：

（1）電流表內(nèi)接還是外接？

如圖2所示，某同學(xué)采用試接的方法，讓電壓表的一端接在A點(diǎn)，另一端先后接

到8點(diǎn)和C點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)無明顯變化，說明

小燈泡的阻值與（填寫“電流表”或“電壓表”）的阻值接近，應(yīng)選擇電

流表（填寫“內(nèi)接”或“外接”）的電路。

Ir?-

圖2

（2）如何選擇滑動(dòng)變阻器？

I0I

MAAN

圖3

有三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，它們的最大阻值分別是R=20C,7?2=200Q,R3=

1750Qo將它們分別接入圖3所示電路。保持M、N間電壓恒定，從左向右移動(dòng)

滑片P,研究小燈泡兩端的電壓。與滑片的滑動(dòng)距離L

（滑片從左向右滑動(dòng)的最大距離為〃））的關(guān)系，如圖4所示中“義”為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)描出的點(diǎn)，請(qǐng)你結(jié)合如圖4所示判斷該實(shí)驗(yàn)中選擇哪一種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器最

合適______，并簡(jiǎn)要說明理由。

L/L,L/LoL/Lo

R]=20OR2=200(1&=1750(1

甲乙丙

圖4

答案（1）電流表外接（2）用理由見解析

解析（1）如圖2所示，讓電壓表的一端接在A點(diǎn)，另一端先后接到8點(diǎn)和C點(diǎn),

觀察兩次電表的示數(shù)變化，電壓表示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)無明顯變化,

說明小燈泡的阻值與電流表的限值接近，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇電流表外接的

電路。

（2）由圖示圖線可知，滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)相等長(zhǎng)度，圖甲所示圖線電壓變化范

圍小，方便實(shí)驗(yàn)操作，另外兩圖線電壓變化范圍大，不方便操作，因此應(yīng)選擇電

阻凡。

命題點(diǎn)二電阻測(cè)量的“三種”方法

:方法1“伏安法”測(cè)電阻

1.電路圖：外接法、內(nèi)接法。

2.特點(diǎn)：大內(nèi)小外（內(nèi)接法測(cè)量值偏大，測(cè)大電阻時(shí)應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量，外接法測(cè)

量值偏小，測(cè)小電阻時(shí)應(yīng)采用外接法測(cè)量）。

【真題示例2】（2021?浙江6月選考，19）小李在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量一電阻R的阻值。

⑴因電表內(nèi)阻未知，用如圖5所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連

線后，合上開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到

L電壓表的讀數(shù)t/i=1.65V,電流表的示數(shù)如圖6所示，其讀數(shù)/1=A；

將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為5=1.75V,/2=0.33A。由此可知應(yīng)

采用電流表（填“內(nèi)”或“外”）接法。

（2）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小李進(jìn)一步嘗試用其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

①器材與連線如圖7所示，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖;

②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊，記錄電流表讀數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊,

調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖7所

示。則待測(cè)電阻R產(chǎn)此方法（填“有”或“無”）明顯的實(shí)驗(yàn)誤

差，其理由是_________________________________________________________

答案（1）0.34（0.33~0.34）外（2）①見解析圖②5有電阻箱的最小分度與

待測(cè)電阻比較接近（或其他合理解釋）

解析（1）由電流表的表盤上指針指示的位置可知電流表讀數(shù)為0.34A；電壓表示

數(shù)的百分比示數(shù)為〃i=W^^X100%=5.7%,電流表示數(shù)變化的百分比為

034—033

72=-034-X100%=2.9%,電壓表的示數(shù)變化更明顯，說明電流表電阻較大，

應(yīng)采用外接法。

（2）①電路圖如圖所示

②兩次實(shí)驗(yàn)中電路電流相同，據(jù)/=知&=Ro,電阻箱讀數(shù)

心+廠+旦RA+7"+RO

即為待測(cè)電阻阻值，即Rr=5Q；電阻箱的最小分度和待測(cè)電阻阻值接近，這樣

測(cè)得的限值不夠精確，如待測(cè)電阻阻值為5.4Q,則實(shí)驗(yàn)只能測(cè)得其為R=5Q,

誤差較大。

:方法2“半偏法”測(cè)電阻

【真題示例3】（2021?山東卷，14）熱敏電阻是傳感器中經(jīng)常使用的元件，某學(xué)習(xí)

小組要探究一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。可供選擇的器材有：

待測(cè)熱敏電阻RT（實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，阻值約幾百歐到幾千歐）;

電源E（電動(dòng)勢(shì)1.5V,內(nèi)阻r約為0.5Q）；

電阻箱R（阻值范圍0?9999.99Q）；

滑動(dòng)變阻器品（最大阻值20Q）；

滑動(dòng)變阻器&（最大阻值2000Q）；

微安表（量程100gA,內(nèi)阻等于2500Q）；

開關(guān)兩個(gè)，溫控裝置一套，導(dǎo)線若干。

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖8所示的測(cè)量電路，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖示連接電路；

②閉合Si、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，使微安表指針滿偏；

③保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱，使微安表指針半偏；

④記錄此時(shí)的溫度和電阻箱的阻值。

回答下列問題：

(1)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量熱敏電阻的阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填“心”或

(2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在實(shí)物圖9(不含溫控裝置)連接成完整電路。

圖9

(3)某溫度下微安表半偏時(shí)，電阻箱的讀數(shù)為6000.00Q,該溫度下熱敏電阻的測(cè)

量值為。(結(jié)果保留到個(gè)位)，該測(cè)量值________(填“大于”或“小于”)

真實(shí)值。

(4)多次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)習(xí)小組繪制了如圖10所示的圖像。由圖像可知，該熱敏電阻

圖10

答案(l)7?i(2)見解析圖(3)3500大于

⑷減小

解析(1)用半偏法測(cè)量熱敏電阻的阻值，盡可能讓該電路的電壓在S2閉合前、后

保持不變；由于該支路與滑動(dòng)變阻器左側(cè)部分電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的阻值越小，

S2閉合前、后并聯(lián)部分電阻變化越小，從而并聯(lián)部分的電壓值變化越小，故滑動(dòng)

變阻器應(yīng)選火1。

(2)電路連接圖如圖所示

(3)微安表半偏時(shí)，該支路的總電阻為原來的2倍，即AT+RA=R=6000.00。，

可得RT=3500Q。

當(dāng)斷開S2,電路的總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律，干路電流減小，路端電

壓增大，并聯(lián)部分的電壓增大，電阻箱分壓大于原并聯(lián)電壓的一半，即電阻箱的

電阻大于熱敏電阻和微安表的總電阻，因此熱敏電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大。

(4)由于是InRT—4圖像，當(dāng)溫度T升高時(shí)，/減小，從圖中可以看出InRT減小,

從而RT減小，因此熱敏電阻隨溫度的升高逐漸減小。

:方法3“替代法”測(cè)電阻

1.實(shí)驗(yàn)原理(如圖11)

R,2

圖11

2.實(shí)驗(yàn)步驟

S先與2連接，記錄?的示數(shù)，再與1連接，調(diào)節(jié)R值使0的示數(shù)與原值相等，

則Rx=R。

3.說明

對(duì)?的要求，只要有刻度且不超過量程即可，與指針是否超;無關(guān)，因?yàn)殡娏鞅硎?/p>

數(shù)不參與運(yùn)算。

【例4】(2021?天津紅橋區(qū)質(zhì)量調(diào)查)在某校開展的科技活動(dòng)中，為了較準(zhǔn)確的測(cè)出

一個(gè)未知電阻的阻值Rr,現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、電阻箱R1、滑動(dòng)

變阻器及、單刀單擲開關(guān)Si、單刀雙擲開關(guān)S2、電源和導(dǎo)線若干。

(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出你所選器材的代碼。

(2)寫出主要的實(shí)驗(yàn)操作步驟：

答案(1)見解析(2)見解析

解析(1)電流表A讀數(shù)不準(zhǔn)確，故讀出的電流大小沒有實(shí)際意義，不能根據(jù)歐姆

定律/=系求電壓和電阻，由等效替代法求待測(cè)電阻的大小，分別將待測(cè)電阻和電

阻箱與電流表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，如圖所示。

⑵將Si閉合，S2置于上端，記下電流表指針?biāo)肝恢茫籗2置于下端，調(diào)節(jié)Ri的

阻值，使電流表指針指在原位置，則待測(cè)電阻&=凡。

命題點(diǎn)三電表改裝問題

1.主要類型

用靈敏電流計(jì)改裝為較大量程的電流表、電壓表和多用電表。

2.改裝原理

(1)電流表的改裝利用了并聯(lián)電路分流的原理。

(2)電壓表的改裝利用了串聯(lián)電路分壓的原理。

【例5】(2021.天津市等級(jí)考模擬)某同學(xué)欲將量程為200piA的電流表G改裝成電

壓表。

圖12

(1)該同學(xué)首先采用如圖12所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量該電流表的內(nèi)阻心,圖中4、上

為電阻箱。他按電路圖連接好電路，將尺的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)Si后，他

應(yīng)該正確操作的步驟是。

①記下上的阻值；

②調(diào)節(jié)品的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；

③閉合S2,保持7?i不變，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；

(2)如果按正確操作步驟測(cè)得R2的阻值為500C,則小的電阻值大小為(填

寫字母代號(hào))；

A.250QB.500Q

C.750QD.1000Q

(3)這種方式測(cè)得的電流表G的內(nèi)阻比實(shí)際內(nèi)阻偏(填''大"或“小”)；

(4)為把此電流表改裝成量程為0?2V的電壓表，應(yīng)選一個(gè)阻值為Q的

電阻與此電流表串聯(lián)。

答案(1)②③①(2)B(3)小(4)9500

解析(1)根據(jù)電路圖判斷此為半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，先斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱R,

使電流表達(dá)到滿偏，然后閉合S2,保持R不變，調(diào)節(jié)電阻箱及使電流表半偏，

記下此時(shí)R2的阻值即為電流表的內(nèi)阻，故正確的操作步驟為②③①。

(2)電阻箱和電流表并聯(lián)，電流表電流變?yōu)闈M刻度的一半，說明電阻箱分走一半電

流，所以二者電流相等，則及的阻值即為電流表的內(nèi)阻，B正確。

⑶當(dāng)S2閉合時(shí)，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時(shí)電

流表半偏，所以流經(jīng)R2的電流比電流表所在支路的電流大，則R2的電阻比電流

表的電阻小，而我們把及的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測(cè)得的電流表的內(nèi)阻偏小。

(4)電流表改裝為電壓表，那么改裝后的量程為U=/g(&+R)

代入數(shù)據(jù)解得H=9500Q。

提北素養(yǎng)能4

1.(2021?四川瀘州市第二次教學(xué)質(zhì)量診斷)某實(shí)驗(yàn)小組在設(shè)計(jì)測(cè)量阻值約為200Q

的定值電阻R,時(shí)，可供選擇的器材如下：

電源及電動(dòng)勢(shì)約為3.0V,內(nèi)阻;?約5C；

電流表A：量程為0?0.6A,內(nèi)阻-A約為2Q；

電壓表Vi：量程為0?0.5V,內(nèi)阻力=1000。；

電壓表V2：量程為0?3V,內(nèi)阻r2約為5kQ；

定值電阻R),有四種規(guī)格供選：10Q、50Q、500。、1000Q；

滑動(dòng)變阻器尺最大阻值為50C,額定電流1A；

單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)在下面四種方案中，因電表內(nèi)阻的不確定而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確測(cè)量的是(選

填圖中的字母序號(hào))；

(2)綜合考慮電表內(nèi)阻及量程帶來的影響，該小組設(shè)計(jì)了如圖13所示的電路。在

閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于最(選填“左端”或“右端”)；

為了保證兩只電壓表的讀數(shù)都不小于其量程的;，定值電阻Ho的規(guī)格應(yīng)選擇

Q(選填“10”“50”“500”或“1000”)；

圖13

(3)請(qǐng)根據(jù)(2)中的電路圖，寫出計(jì)算R的理論表達(dá)式區(qū)=(如涉及電壓表

和電流表的示數(shù)分別對(duì)應(yīng)用5、5、/表示，電表內(nèi)阻和定值電阻分別對(duì)應(yīng)用八、

「2、「A、R)表不)。

43riRo(Ui-U\)

答案(1)BC(2)左端50(3)s5+Ro)

解析(1)由于電壓表Vi內(nèi)阻已知，則該電壓表不僅能準(zhǔn)確測(cè)量電壓，也能準(zhǔn)確

測(cè)量通過它的電流，根據(jù)歐姆定律由A方案可得R二一%,則A方案能準(zhǔn)確測(cè)

量；由B方案可得R=—也，由于正不確定，則B方案不能準(zhǔn)確測(cè)量；由C方

案可得&=-L，由于「A不確定，則C方案不能準(zhǔn)確測(cè)量；由D方案可得R.

=絲沙，則D方案能準(zhǔn)確測(cè)量，故選B、Co

r\

(2)該電路為分壓式控制電路，電壓應(yīng)從0開始變化，所以滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該

置于最左端。根據(jù)串聯(lián)電路電阻分壓的特點(diǎn)，為了保證兩只電壓表的讀數(shù)都不小

于其量程的/定值電阻Ho的規(guī)格應(yīng)選擇約為待測(cè)電阻的《的，所以選50c的。

ggL—p-日UxU2~U\n/?o(U2~~U\)

(3)根據(jù)歐姆定律可得^=T=Th~ih=U\(n+/？0)°

7T+瓦

2.(2021?江西省4月教學(xué)質(zhì)檢)某同學(xué)準(zhǔn)備將量程/g=500|_iA,內(nèi)阻以約為200Q

的電流表G改裝成量程為2V的