04 專題十五　測量電阻的其他幾種方法-2026版高考物理一輪復(fù)習(xí)

《全品選考復(fù)習(xí)方案》專題十五測量電阻的其他幾種方法伏安法的拓展應(yīng)用(差值法)1.[2021·浙江6月選考]小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值.(1)因電表內(nèi)阻未知,用如圖?甲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,將滑動變阻器的滑片P移至合適位置.單刀雙擲開關(guān)K擲到1,電壓表的讀數(shù)U1=1.65V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)I1=0.33~0.34A;將K擲到2,電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2=1.75V,I2=0.33A.由此可知應(yīng)采用電流表外(填“內(nèi)”或“外”)接法.

(2)完成上述實驗后,小李進一步嘗試用其他方法進行實驗:①器材與連線如圖丙所示,請在虛線框中畫出對應(yīng)的電路圖;[答案]如圖所示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)如圖丙所示,則待測電阻Rx=5Ω.此方法有(填“有”或“無”)明顯的實驗誤差,其理由是電阻箱的最小分度與待測電阻比較接近(或其他合理解釋).

[解析](1)開關(guān)接1時,電流表讀數(shù)為0.33A;由于開關(guān)接1和接2時,電壓表示數(shù)的變化比較明顯,說明該電阻比較小,所以電流表內(nèi)阻的分壓比較明顯,因此適合采用外接法.(2)電路圖如圖所示,該電路采用的是替換法測電阻,當(dāng)電阻箱與未知電阻阻值一樣時,電流表的讀數(shù)相同,所以未知電阻大小為5Ω,由于電阻箱的最小分度與待測電阻大小接近,所以無法細調(diào),很難做到電流表讀數(shù)前后兩次精確一致,有明顯實驗誤差.半偏法測電表內(nèi)阻2.某實驗小組利用圖甲所示的電路測量電流表A的內(nèi)阻,可選用的器材有:A.待測電流表A(量程0~1mA,內(nèi)阻rg約100Ω)B.電阻箱R1(最大阻值為999.9Ω)C.電阻箱R2(最大阻值為99999.9Ω)D.電源E1(電動勢約為6V)E.電源E2(電動勢約為12V)F.開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)按圖甲連接電路,閉合開關(guān)S1前,應(yīng)將R2調(diào)到最大阻值;合上開關(guān)S1,調(diào)節(jié)R2,使電流表滿偏.

(2)再閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)R1,使電流表半偏,此過程中R2應(yīng)保持不變.

(3)實驗中R1的示數(shù)如圖乙所示,則所測電流表的內(nèi)阻rg=85.6Ω.

(4)關(guān)于實驗測量誤差的分析正確的是BC(填選項前的字母).

A.測得的電流表內(nèi)阻偏大B.測得的電流表內(nèi)阻偏小C.為減小測量誤差,應(yīng)選擇電動勢大的電源D.為減小測量誤差,應(yīng)選擇電動勢小的電源[解析](1)為了保護電路元件,應(yīng)使閉合開關(guān)S1之后,電路中電流最小,所以閉合開關(guān)S1前,應(yīng)將R2調(diào)到最大阻值.(2)本實驗采用半偏法測電阻,閉合開關(guān)S2后,調(diào)節(jié)R1,使電流表半偏,此過程要控制干路電流盡可能不變,所以R2應(yīng)保持不變.(3)當(dāng)電流表半偏時,可認為通過R1和電流表的電流近似相等,所以rg=R1=85.6Ω.(4)本實驗采用半偏法測電流表內(nèi)阻,認為在閉合開關(guān)S2并調(diào)節(jié)R1使電流表半偏后干路電流不變,但R1接入電路后,電路總電阻減小,干路電流會增大,所以當(dāng)電流表半偏時,通過R1的實際電流大于Ig2,則此時R1的阻值小于rg,即測得的電流表內(nèi)阻偏小,故A錯誤,B正確;根據(jù)前面分析可知,R2接入電路的阻值越大,閉合開關(guān)S2并調(diào)節(jié)R1使電流表半偏后,干路電流的變化越小,系統(tǒng)誤差越小,在電流表滿偏電流一定的情況下,要滿足上述條件,應(yīng)選擇電動勢大的電源,故C正確,D等效替代法測電阻3.某同學(xué)用如圖甲所示電路測量未知電阻Rx的阻值.已知電源電動勢約為4.5V,內(nèi)阻約為1.5Ω,電壓表滿偏電壓為3V,定值電阻R0=3.5Ω,電阻箱R的最大阻值為99.9Ω.(1)將S2接1,閉合開關(guān)S1前,該同學(xué)首先將電阻箱的阻值調(diào)到最大,這樣操作是錯誤(選填“正確”或“錯誤”)的;

(2)多次改變電阻箱R的阻值,得到對應(yīng)電壓表的示數(shù)U如下表,請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖乙中作出U?R關(guān)系圖像:電阻R/Ω1.02.04.06.08.010.0電壓U/V0.751282.002.452.763.00[答案]如圖所示(3)斷開S1,將S2接2,再閉合S1,電壓表示數(shù)為1.60V,利用(2)中測繪的U?R圖像可得Rx=2.8(2.7~2.9都給分)Ω,考慮到電壓表為非理想電表,則Rx測量值等于(選填“大于”“小于”或“等于”)真實值;

(4)為了更方便地測量多種未知電阻,圖甲虛線框中電路可作為電阻表使用,電壓表表盤改動后正確的是C(填選項字母).

A BC D[解析](1)當(dāng)電阻箱電阻調(diào)到最大時,閉合開關(guān)S1,電壓表兩端電壓為U=ERmr+R0+Rm=(2)做出U?R圖像如圖;(3)電壓表示數(shù)為1.60V,利用(2)中測繪的U?R圖像可得Rx=2.8Ω,該方法為等效替代法,則電壓表內(nèi)阻對Rx的測量無影響,Rx的測量值等于真實值;(4)設(shè)虛線內(nèi)電路兩端接電阻為R',則兩端電壓U=ER'r+R0+R'=Er+R0R'+1,則R'與U是非線性關(guān)系,將電壓表刻度改為電阻刻度時,刻度分布不均勻,結(jié)合U?R圖像可知,電阻較大時,當(dāng)電阻變化相等,電壓變化越小,即電阻的刻度為右密左疏,當(dāng)電壓表滿偏時,即3=電橋法測電阻4.在研究金屬電阻阻值與溫度的關(guān)系時,為了能夠較準確地測出金屬電阻的阻值,設(shè)計了如圖所示的電路.除了金屬電阻Rx外,還提供的實驗器材有:學(xué)生電源E,靈敏電流計G.滑動變阻器R、RS,定值電阻R1、R2,電阻箱R0,開關(guān)S,控溫裝置,導(dǎo)線若干.①按照電路圖連接好電路后,將R0調(diào)至適當(dāng)數(shù)值,R的滑片調(diào)至最右端.RS的滑片調(diào)至最下端,閉合開關(guān)S;②把R的滑片調(diào)至適當(dāng)位置,調(diào)節(jié)R0,并逐步減小RS的阻值,直到RS為零時,電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),記錄R0的阻值和Rx的溫度;③多次改變溫度,重復(fù)實驗;④實驗完畢,整理器材.根據(jù)上述實驗回答以下問題:(1)上述②中,電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時,a點電勢等于(選填“大于”“等于”或“小于”)b點電勢.

(2)用R0、R1、R2表示Rx,Rx=

R1R2R(3)本實驗中RS的作用為保護電流計.

(4)若只考慮系統(tǒng)誤差,用該方法測得的Rx的阻值等于(選填“大于”“等于”或“小于”)Rx的真實值.

[解析](1