第33讲　实验：特殊方法测电阻（替代法、半偏法测、电桥法测电阻）-【划重点】2024年高考物理一轮复习精细讲义

第33讲　实验：特殊方法测电阻 ——划重点之精细讲义系列 考点一 替代法测电阻 1.电流替代法 实验步骤： (1)按如图电路图连接好电路，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。 2．电压替代法 实验步骤： (1)按如图电路图连好电路，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。 【典例1】金属热电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某兴趣小组用金属热电阻制作简易的测温仪。    （1）为了测量热敏电阻的阻值随温度变化的关系，该小组设计了如图甲所示的电路，他们的实验步骤如下： ①先将单刀双掷开关S掷向1，调节金属热电阻的温度，记下电流表的相应示数； ②然后将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 ，记下电阻箱相应的示数； ③逐步升高温度，每一温度下重复步骤①②； ④根据实验测得的数据，作出了金属热电阻的阻值随温度t变化的图像如图乙所示 （2）某同学用上述金属热电阻连接成如图丙所示电路，制作一简易的测温仪。其中电源电动势，内阻，理想电压表满偏电压为15V，定值电阻 ①为了使金属热电阻在0°C时电压表满偏，电阻箱R应该调成 Ω。 ②仅改变环境温度，当理想电压表示数为10V时，温度为 ③该测温仪使用较长时间后，电源电动势减小，内阻变大，导致测量结果 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【典例2】实验室提供了以下器材，让学生设计实验电路测定电压表内阻RV1和电阻Rx的阻值： a．待测电压表V1(量程0～1 V，内阻RV1约1 kΩ)和待测电阻Rx(阻值约2 kΩ) b．电压表V2(量程0～3 V，内阻RV2约4.5 kΩ) c．毫安表mA(量程0～20 mA，内阻约50 Ω) d．微安表μA(量程0～50 μA，内阻约200 Ω ) e．滑动变阻器R f．电阻箱R1(总阻值9 999.9 Ω) g．电源E(电动势6 V，内阻不计) h．开关S1、单刀双掷开关S一个和导线若干 (1)为了扩大电压表V1的量程，必须精确测定其内阻，实验小组设计的部分实验电路如图所示，请根据可用器材，完成虚线框内部分电路的设计，并画在虚线框内； (2)根据你的设计和相应操作，用两电压表示数及对应其他量，表示待测电压表V1的内阻RV1＝________； 待测电阻Rx＝________.(用两电压表示数U1、U2及对应电阻箱阻值R1表示) 【典例3】(2021·浙江)小李在实验室测量一电阻R的阻值． (1)因电表内阻未知，用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接．正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置．单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图乙所示，其读数I1＝________ A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A．由此可知应采用电流表________(填“内”或“外”)接法． (2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验： ①器材与连线如图丙所示，请在虚线框中画出对应的电路图； ②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图丙所示．则待测电阻Rx＝________ Ω.此方法________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是________________________． 【典例4】现要组装一个酒精测试仪，它利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度＜0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”。提供的器材有： A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx B．直流电源（电动势为4V，内阻不计） C．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用） D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω） E．定值电阻R1（阻值为50Ω） F．定值电阻R2（阻值为10Ω） G．单刀双掷