2023届高考物理二轮复习讲义：物理实验——电阻的测量

电阻的测量

本专题主要考查伏安法测电阻、半偏法测电表电阻和用欧姆表测电阻等。电阻的测量既是电学实验的基础，又能体现电学知识的综合，其次能很好的考查学生对实验原理的理解、实验器材的选择、实验操作过程的掌握、数据处理及误差分析、自主设计实验等能力的全方位考查。故电阻的测量一直是高考的重点、难点和热点。

 伏安法测电阻

一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为3V，内阻很大），电流表A（量程为1mA，内阻为300Ω），电源E（电动势约为4V，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选10Ω或1.5kΩ），定值电阻R0（阻值可选75Ω或150Ω），开关S，导线若干。

（1）要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；

（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为______（填“10Ω”或“1.5kΩ”）的滑动变阻器，R0应选阻值为______（填“75Ω”或“150Ω”）的定值电阻；

（3）测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时Rx两端的电压为______V，流过Rx的电流为_____mA，此组数据得到的Rx的阻值为______Ω（保留3位有效数字）。

在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约6V，内阻约1Ω），待测电阻Rx（阻值小于10Ω），电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），单刀开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。

回答下列问题：

（1）闭合开关S1前，滑动变阻器的滑片P应滑到___________（填“a”或“b”）端；

（2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将S2拨向___________（填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是___________（填正确选项前的标号）；A．电流表分压        B．电压表分流        C．电源内阻分压

（3）实验时，若已知电流表的内阻为1.2Ω，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将S2拨向___________（填“c”或“d”）；读得电压表的示数为2.37V，电流表的示数为0.33A，则Rx＝___________Ω（结果保留两位有效数字）。

1．电流表内、外接的选择（1）两种接法的比较

	内接法	外接法
电路图
误差原因	电流表分压U测＝Ux＋UA	电压表分流I测＝Ix＋IV
电阻测量值	R测＝＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值	R测＝＝＜Rx 测量值小于真实值

（2）两种接法的选择

①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。②临界值计算法Rx＜时，用电流表外接法；Rx＞时，用电流表内接法。

③实验试探法：按如图所示接好电路，

让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。

2．滑动变阻器分压式与限流式接法的选择

（1）必须采用分压式接法的三种情况：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器阻值太小，不能起到限流的作用；③限流式接法不能获取有区分度的多组数据。

（2）“以小控大用分压，相差无几用限流”

①当采用分压式接法时，一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器。

②当采用限流式接法时，一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器。

 电表电阻的测量

某学习小组用如图甲所示的电路测量电流表A1的内阻，实验仪器有：

待测电流表A1（量程3mA，内阻约3Ω）电流表A2（量程6mA，内阻约1Ω）

直流电源E（电动势1.5V，内阻不计）滑动变阻器R1（0～2000Ω，额定电流0.5A）

电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）该学习小组采用的主要实验步骤如下：