第9章 素养提升课(9) 测量电阻的“4种方法”（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

素养提升课(九)　测量电阻的“4种方法” 提升点一　等效替代法测电阻(多维细研类) 测量某电阻时，电路的其它部分保持不变的前提下，若仅用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流相等或电压相等)，则电阻箱此时连入的阻值与待测电阻是等效的。故此时电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。常见有两种情况：电流的“等效替代”和电压的“等效替代”。 考向1　电流的“等效替代” 1．按如图所示的电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 2．闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 3．断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。 4．此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。 (2021·广东高考)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 (1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0 Ω”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。 (2)再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器R1的滑片滑到____(选填“a”或“b”)端。将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01。闭合开关S，调节滑动变阻器R1，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和R01。断开开关S，再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节R0和R1，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02，断开开关S。 ②实验中记录的阻值R01________R02(选填“大于”“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值RT＝________。 解析：　(1)选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 (2)①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端； ②因两次电压表和电流表的示数相同，因为R01＝R02＋RT，即 RT＝R01－R02，可知R01大于R02。 答案：　(1)短接　减小　(2)①b　②大于R01－R02 考向2　电压的“等效替代” 1.按如图所示的电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 2．闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 3．断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。 4．此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。 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55 Ω) B．定值电阻R0(阻值为16 Ω) C．电压表V1(0～3 V，内阻很大，可看成理想电压表) D．电压表V2(0～15 V，内阻很大，可看成理想电压表) E.滑动变阻器R1(5 Ω，2 A) F．滑动变阻器R2(50 Ω，2 A) G．蓄电池(电动势4.0 V，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) (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2.8 V。 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1.6 V。 (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________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。 解析：　(1)由于电动势为4.0 V，15 V量程的电压表量程太大，因此选用量程为3 V的电压表；最大阻值为5 Ω的滑动变阻器会使得被测电阻两端的电压超过3 V的电压表量程，因此不能选用，只能选用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器。 (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。 (3)根据闭合电路的欧姆定律，单刀双掷开关掷于“1”的位置时＝，即＝，单刀双掷开关掷于“2”的位置时＝，即＝，联立解得Rx＝56 Ω。 (4)蓄电池的内电阻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。 答案：　(1)C