实验19 测元器件的阻值（4大核心考点+7大创新考法）-【实验攻略】2025年高考物理必考实验重难点突破

实验19 测元器件的阻值 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）实验原理与方法 ①欧姆定律核心应用 ②测量电路的优化设计 ③控制电路的动态调节 2）器材选择原则与操作规范 ①电表选择的三重标准 ②滑动变阻器的适配策略 ③操作流程的关键步骤 3）误差来源与改进方案 ①系统误差的修正方法 ②偶然误差的控制策略 ③创新测量方法拓展 3）典型问题与解决策略 ①电表内阻未知时的应对 ②特殊元件的测量技巧 ③在路电阻的检测方法 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）测小灯泡的电阻 2）半偏法测电流表的内阻 3）比例法测铝导线的电阻 4）利用恒流源测未知电阻 5）测金属的电导 6）测电流表和电压表的内阻 7）测微安表的内阻 05 分层强化训练 1.复杂电路元件分析 结合混联电路、非线性元件（如二极管、热敏电阻）考查阻值测量方法，要求学生通过图像分析动态电阻变化规律。 涉及多表联用技术（如电压表与电流表配合测量非线性元件的伏安特性）。 2.数字化测量技术 利用传感器和计算机实时采集数据，通过拟合曲线精确计算阻值（如使用 Origin 软件进行多项式拟合）。 考查虚拟仿真实验平台的操作能力，如在模拟电路中调节参数并观察阻值变化。 3.故障诊断与创新设计 通过阻值异常反推电路故障（如短路、断路），设计改进方案消除接触电阻影响。 结合新材料特性（如石墨烯、超导材料）设计新型阻值测量方案。 一、实验原理与方法 1.欧姆定律核心应用 基于的基本原理，通过测量电压 U 和电流 I 计算阻值。需注意电表内阻对测量结果的影响，通过合理选择电路减小系统误差。 2.测量电路的优化设计 （1）电流表内接法（如下图甲）： 适用条件：待测电阻Rx＞＞RA（RA为电流表内阻），电流表分压可忽略。 误差分析：测量值R测＝Rx＋RA，导致结果偏大。 （2）电流表外接法（如上图3乙）： 适用条件：待测电阻Rx<<RV（RV为电压表内阻），电压表分流可忽略。 误差分析：测量值，导致结果偏小。 （3）试触法选择：通过观察电表示数变化幅度确定接法（电流变化显著选内接，电压变化显著选外接）。 3.控制电路的动态调节 （1）限流接法（如下图）： 特点：电流调节范围至 ，节能但无法从零调起。 适用场景：无特殊电压要求，且R滑 ≈ Rx。 （2）分压接法（如下图）： 特点：电压调节范围 0 至 E，适合需要从零开始测量或 R滑<<Rx 的情况。 适用场景：非线性元件测量、需多组数据拟合曲线。 二、器材选择原则与操作规范 1.电表选择的三重标准 （1）安全性：确保Imax≤ I表量程 且Umax≤U表量程。 （2）准确性：指针偏转超过满刻度的 1/3，优先选择小量程（如 0-0.6A 电流表）。 （3）内阻匹配：内接法要求Rx >>RA，外接法要求Rx<< RV。 2.滑动变阻器的适配策略 （1）限流接法：选 R滑 ≈ Rx，确保电流调节灵敏。 （2）分压接法：选，便于电压精细调节。 （3）额定电流：变阻器允许电流需大于电路最大电流（如 0.6A）。 3.操作流程的关键步骤 （1）电路连接：分压接法滑片初始置零位，限流接法置最大位，避免短路。 数据采集： （2）线性元件：取 3-5 组数据，每组间隔均匀。 （3）非线性元件：加密测量点（如每 0.2V 记录一次），关注临界点（如额定电压）。 （4）异常处理：若电流突增或电压跳变，立即断电检查是否短路或接触不良。 三、误差来源与改进方案 1.系统误差的修正方法 电表内阻补偿： 内接法修正：R真＝R测－RA。 外接法修正：。 温度效应控制：采用脉冲式供电或低温环境测量，减少焦耳热影响。 2.偶然误差的控制策略 多次测量取平均：每组数据重复测量 3 次，减小读数误差。 图像法处理数据：绘制 \(U-I\) 曲线，取斜率平均值（线性元件）或逐点计算（非线性元件）。 3.创新测量方法拓展 替代法：用电阻箱替代待测电阻，保持电路状态不变，直接读取阻值。 安阻法 / 伏阻法：仅用电流表（或电压表）和电阻箱，通过或图像求解。 电桥法：利用惠斯通电桥平衡条件，消除电表内阻影响。 四、典型问题与解决策略 1.电表内阻未知时的应对 （1）若无法确定RA 或RV，通过试触法判断电路接法。 （2）结合多组数据拟合 \(U-I\) 曲线，利用斜率与截距反推电表内阻。 2.特殊元件的测量技巧 （1）电容器内阻：断电后测量，避免残留电荷干扰。 （2）半导体器件：采用恒流源供电，研究非线性伏安特性。 3.在路电阻的检测方法 （1）断电后使用欧姆表粗测，或通过节点电压法分析工作状态。 （2）结合电路结构，利用分压、分流关系间接计算阻值。 【例1】（2022·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）。 （2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。 A．将选择开关置于“”位置 B．将选择开关置于“”位置 C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” （3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 （选填选项前的字母）。 A．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路 【例2】（2022·山东·高考真题）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材： 干电池E（电动势1.5V，内阻未知）； 电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）； 电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）； 定值电阻R0（阻值为150Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）； 待测电阻Rx； 开关S，导线若干。 测量电路如图所示。 （1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为 （填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为 Ω。 （2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为 Ω。 （3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值 （填“有”或“无”）影响 【变式1】测小灯泡的电阻 1．（2025·浙江·二模）小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡，他对这个灯泡进行研究，先用欧姆表档进行测量，正确操作后发现指针如图甲所示，小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻，找到了下列器材： A．量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ B．量程为10mA的电流表，内阻为6Ω C．滑动变阻器R1（0—10Ω） D．滑动变阻器R2（0—100Ω） E.电阻箱R（999.9Ω） F.电源3V 开关及导线若干 (1)小刘同学发现电流表的量程太小，想改装成量程为40mA的电流表，则电流表与电阻箱 （填并联或串联），阻值为 Ω。 (2)若要求电压从0开始测量，滑动变阻器选 （填器材前的字母） (3)根据所选器材，把实物连接图乙补充完整。 (4)根据所测量的数据，画出图线如图丙所示，若已知图线的斜率为k，则灯泡的电阻为 Ω 【变式2】 半偏法测电流表的内阻 2．（24-25高二上·四川南充·期末）按要求填空： (1)半偏法测电流表内阻的电路如图甲，图中器材参数如下： 待测电流表A（量程） 滑动变阻器（最大阻值） 电阻箱（最大阻值） 电源E（电动势为，内阻很小） 测量方法是：先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏；保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，此时电阻箱的示数为．则电流表A内阻的测量值为 。 (2)将该电流表A改装成量程为的电流表，应给电流表A （选填“串联”或“并联”）一个电阻，改装后的电流表的内阻为 。 (3)测量一节废旧干电池的电动势E和内阻r，利用改装后的电流表和其它实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录多组数据，画出图像为一条直线（如图丙），由图中数据计算出该电池的电动势 V，内阻 （结果均保留三位有效数字）。 【变式3】比例法测铝导线的电阻 3．（2024·湖南永州·一模）已知铝的电阻率在20℃时约为，一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线，长度为，小明根据所学的知识，通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下： (1)剥掉导线一端的绝缘层，用螺旋测微器测量铝导线的直径，示数如图甲所示，则铝导线的直径 mm； (2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式， （用表示）； (3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有：电池组（电动势为3V），滑动变阻器，额定电流2A）、定值电阻（阻值为，额定电流2A）、两个相同电流表和（内阻为，刻度清晰但没有刻度值，连接电路时，两电流表选用相同量程）、开关和导线若干；闭合前，滑动变阻器的滑片应调到 （选填“端”或“端”）。闭合S调节滑动变阻器，使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格，偏转格，有，则这捆铝导线的电阻 ，该实验在原理上测量值 真实值。（填大于、或等于、或小于） 【变式4】利用恒流源测未知电阻 4．（2024·湖南岳阳·模拟预测）如图（a）所示，恒流源输出的电流大小与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关、，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 (1)请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式 。（结果用题中的字母表示）为了获得关于、I两个量的相关函数图像为直线，若以为纵坐标，则横坐标应为 。（结果用题中的字母表示） (2)某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，那么在选择电源与滑动变阻器时，电源应尽量选择电动势 （填“偏大”或“偏小”）一些，滑动变阻器应尽量选择总电阻 （填“偏大”或“偏小”）些，可以减少误差。 【变式5】测金属的电导 5．（2024·河南·模拟预测）电导是描述导体导电性能的物理量，电导数值上等于电阻的倒数，符号是G，单位是西门子（S）。为得到某段金属丝的电导G与哪些因素有关，在控制实验室温度不变的条件下，某组同学进行了实验。 (1)实验器材有电源（电动势约为1.5V，内阻不可忽略）、滑动变阻器、完全相同的电流表A1和A2（量程0～0.6A，内阻）、电阻箱R（最大阻值）、定值电阻（可供选择的阻值有和两种）。按照如图方式连接好电路。闭合开关S，调节滑动变阻器至合适阻值，调节电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数，分别记为I1、I2，记录此时电阻箱的阻值R；为了较好地完成该实验，应选阻值为 的定值电阻；金属的电导表达式 （用、R、RA、I1、I2表示）； (2)更换同种材料，不同规格的金属丝，分别测量电导，将实验数据汇总如下： 导线直径d（mm） 1 2 3 2 2 2 导线长度l（mm） 500 500 500 400 250 100 电导G（S） 0.25 1.00 2.25 1.25 2.00 5.00 根据表中数据可得，电导G与 成正比，与 成反比（均用表格中的物理量符号表示）； (3)为了测量不同金属的导电性能，该组同学更换适当测量电路，对直径分别为1mm、长度为100cm的不同金属导线进行进一步测量，测量不同金属丝电压U和电流I数据汇总如下： 金属 铜 铝 铁 钨 导线两端电压U/（V） 0．017 0.015 流过导线的电流I（A） 0.05 0.1 0.15 0.2 根据表中数据可得，该段钨线电导 S（保留3位有效数字），四种金属中，金属 的导电性能最好。 【变式6】测电流表和电压表的内阻 6．（2024·青海·模拟预测）某实验小组利用如图甲所示的电路图，测量电压表的内阻RV和电流表的内阻RA．已知定值电阻的阻值为R0，闭合开关后，调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R，电压表、电流表的示数分别为U、I，多测几组U、I、R的对应数据，根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示（图中a、b均已知）。 (1)根据图甲，用笔画线代替导线，补全图丙中的实物图 。 (2)闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的 （填“左”或“右”）端，关系图线的表达式为 （用RV、RA、R0、U、I表示）。 (3)由图乙可知， ， （用R0、a、b表示）。 【变式7】测微安表的内阻 7．（2024·河北保定·二模）实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下： A．微安表G（满偏电流为150μA，内阻未知）； B．滑动变阻器（0~5Ω，允许通过的最大电流为2A）； C．滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A）； D．电源E（电动势约为6V）； E．电阻箱R（最大阻值为9999Ω）； F．开关两个，导线若干。 (1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。 (2)滑动变阻器应选择 （填“B”或“C”）。 (3)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至 （填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为 Ω。 (4)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需 （填“串”或“并”）联一个 Ω（保留两位小数）的定值电阻。 (5)测量微安表G的内阻时，在设计上存在系统误差，这会导致（4）中电流表的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 1．（2025·陕西·二模）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为0.6A的电流表。小组同学先测量电流表的内阻，提供的实验器材有： A．电流表（量程为6mA，内阻约为90Ω）； B．电流表（量程为9mA，内阻约为400Ω）； C．定值电阻（阻值为20Ω）； D．定值电阻（阻值为200Ω）； E.滑动变阻器R（阻值为0~10Ω）； F.一节干电池E； G.开关S及导线若干。 (1)图中的电阻R0应选用 （填“C”或“D”）。 (2)将如图所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。 (3)正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数I1和的示数I2，测得电流表的内阻为100Ω，给电流表 （填“串”或“并”）联一个阻值为 Ω（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表改装成量程为0.6A的电流表。 2．（2024·陕西西安·模拟预测）某兴趣小组在实验室练习使用多用电表，并对其原理进行探究。 (1)为了探测图1所示黑箱中的元件，同学们先研究多用电表欧姆挡内部的部分原理图，如图2所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。机械调零后，若将选择开关旋至“×10”将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图3所示，则该电阻的阻值为 Ω。 (2)选择开关旋至“×10”，调零后多用电表的总内阻为 Ω，将另一电阻接入红、黑表笔间，指针指在满偏刻度的处，则另一电阻的阻值为 Ω。 (3)黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在图1虚线框中画出黑箱中的电阻连接的可能方式（一种即可）。 (4)同学们还用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，表笔与二极管的两极连接后，发现电表指针几乎不偏转；对调红、黑表笔后，发现指针有明显偏转。此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。 3．（2024·天津滨海新·三模）为了精确测量阻值约为120欧姆的待测电阻的阻值，实验室提供了如下器材： A．待测电阻 B．电压表V（量程、内阻） C．电流表（量程、内阻） D．电流表（量程、内阻） E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.电阻箱 H.电源（电动势、内阻不计）、开关，导线若干 (1)该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成量程的电压表，应 （填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为 ； (2)实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在虚线框中，并标出所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号 ； 某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值 （用已知物理量的字母表示）。 4．（2024·江苏南通·模拟预测）某小组为探究滑动变阻器的限流特性，设计如图甲所示电路，选取不同的滑动变阻器 R，研究滑片 P滑动过程中通过定值电阻电流的变化情况。 （1）按照图甲，请用笔画线代替导线，将图乙中实物电路补充完整 。 （2）图乙中A、B分别为滑动变阻器电阻丝的左、右两端，闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于 端选填“A”或“B” （3）已知电源电动势为E、内阻不计，定值电阻为，电流表内阻不计，滑动变阻器的总电阻为R，L为A、B间的长度，l为B、P间的长度，取，改变滑片P的位置，记录不同l时的电流I及对应的 （4）实验中，选用三个最大阻值不同的滑动变阻器分别接入电路，描点作出图像如图丙所示，根据图线拟合的函数关系为，其中可表示为 ，k可表示为 选用E、、R表示 （5）采用限流式电路测量一阻值与相近的未知电阻，由图丙可知，应选择 选填“”、“2”或“20”对应的滑动变阻器，理由是 。 5．（2024·安徽芜湖·三模）某同学为精确测量某金属导体的电阻，设计了如图甲所示的电路图。图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1和A2均为电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属导体，另有导线若干。 具体的实验操作如下： A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材； B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S； C．调整R3，并反复调整R1和R2使灵敏电流计的示数为零，测得此时A1的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1； D．实验完毕，整理器材。 (1)电路中需要两个量程为0~6A的电流表，但实验室提供的器材中，只有量程为0~0.3A、内阻为20Ω的电流表。现将量程为0~0.3A的电流表扩充为0~6A量程，则应该并联一个阻值 Ω的电阻。如图丙所示为某次测量时改装后的电流表表盘指针位置，则此时的电流读数为 (2)待测金属导体Rx的阻值为 （用所测物理量来表示）；电流表A1、A2的内阻对测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 6．（2024·湖北·模拟预测）数字多用电表测量直观、快捷、准确，目前已在很多应用场合逐渐取代指针式多用电表。数字多用电表的核心部件是一块高精度的直流数字电压表表头，其内阻极大，测量误差很小。对数字表头进行适当改装，可以实现多量程数字电压表、数字电流表、数字欧姆表的功能。现有一块量程为200mV的直流数字电压表表头，内阻为10MΩ。 (1)用图甲所示的电路将其改装为量程为2V的数字电压表。若，则 kΩ（保留两位有效数字）。 (2)按照上述方法改装后，电压表的内阻明显变小了，会在测量时影响被测电路，从而带来误差。若要使改装后的电压表内阻仍为10MΩ，则 MΩ， MΩ（均保留两位有效数字）。 (3)图乙是将数字电压表表头改装为双量程数字电流表的电路。开关S接b触点时，对应的电流表量程为 A，电流表内阻为 Ω。 7．（2024·河北·三模）小明设计如图甲所示的电路来测量电阻的阻值。可用实验器材： 干电池E（电动势为，内阻可忽略）； 电流表mA（量程为，内阻为） 定值电阻（阻值为）； 滑动变阻器R（最大阻值为）； 待测电阻； 开关、导线若干。 (1)断开所有开关，按图甲连接好电路，将滑动变阻器R的滑片移到 （填“a”或“b”）端。闭合开关S和，调节滑动变阻器R的滑片到某位置，电流表示数如图乙所示，此时电流表的示数为 ；滑动变阻器接入电路的阻值应为 。 (2)保持开关S闭合，断开开关，再闭合开关，保持滑动变阻器R的滑片的位置不变，此时电流表的示数为，则的测量值为 。 8．（2024·山西阳泉·三模）如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，做成一种超薄柔性导电薄膜，已知该材料在室温下的电阻率为，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。 （1）如图乙用多用电表“”挡粗测其电阻约为 ，如图丙用游标卡尺测量涂层的长度 ，宽度。 （2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值： ①电源E（电动势为、内阻约为） ②电压表V（量程、内阻约为） ③电流表G（量程、内阻） ④滑动变阻器（阻值范围），滑动变阻器（阻值阻值范围） ⑤定值电阻（阻值），定值电阻（阻值） ⑥导线若干，开关一只 （3）测量时为尽可能减小实验误差，请在图丁虚线框中设计测量电路图，并在图中仪器图例旁标明所选仪器符号。 （4）经测量，该电阻阻值为，则该涂层上下总厚度为 （用题目所给的物理量符号表示）。 9．（2024·江西·模拟预测）利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻，并将其改装成量程为0~1mA的电流表，实验室提供以下器材： A．微安表（量程为，内阻约为5000Ω）； B．微安表（量程为，内阻约为2000Ω）； C．定值电阻（阻值为5000Ω）； D．滑动变阻器（阻值范围为0~20Ω）； E．干电池E（电动势约为1.5V，内阻很小）； F．开关S及导线若干。 (1)按如图甲所示的实验电路进行测量，测得的示数为，的示数为，改变滑动变阻器的滑片的位置，得到多组和的数值，以为纵坐标、为横坐标，画出的图像为过原点、斜率为k的直线，则微安表的内阻 （用k、表示）； (2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为0~1mA的电流表，用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.63mA时，微安表的示数如图乙所示，其示数为 ，则改装后的电流表实际量程为0~ mA。 10．（2024·辽宁丹东·一模）某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材有：干电池（电动势，内阻未知）；电流计G（量程为1mA，内阻为900Ω）；定值电阻（阻值为150Ω）；电阻箱（阻值为0~999.9Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；待测电阻；开关，导线若干；测量电路如图所示。 (1)由于电流计G的量程太小，需要将其改装为10mA的量程，则应将的阻值调节为 Ω。 (2)断开，将开关拨到1处并将R的滑片调到阻值最大端。闭合，调节R的滑片位置，使电流计G示数为0.5mA。保持滑片的位置不变，再将拨到2处，电流计G示数变为0.6mA，则的测量值为 Ω。 (3)电源持续使用后，电动势降低，内阻变大，则的测量值将会 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．（2024·四川·模拟预测）表头电阻主要指表头线圈的电阻，它是电表改装的重要参量之一。由于表头允许通过的最大电流很小，其内阻通常采用半偏法进行测量，实验电路如图甲所示，实验室提供的器材如下： A．电源（电动势为12V，内阻忽略不计） B．开关S、和导线若干 C．微安表G（0~500μA） D．电压表V（0~12.0V） E．电阻箱（0~9999.9Ω） F．电阻箱（0~9999.9Ω） G．滑动变阻器（0~20Ω） H．滑动变阻器（0~20kΩ） （1）同学们首先进行了电压表的改装，只闭合开关S，适当调节滑动变阻器和电阻箱阻值，以改变AC两点间的电压，使通过表头的电流恰为满偏电流； （2）闭合开关，在保持AC两点间的电压和不变的情况下，调节电阻箱的阻值，使表头示数为250μA，此时电阻箱的示数为3.0kΩ。为满足实验要求，滑动变阻器应选择 （填选项前的字母符号），微安表的内阻为 ；此时表头内阻测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）表头内阻真实值； （3）按照测量的微安表G的内阻，将其改装成量程为3V的电压表需要将串联的电阻箱的阻值调整为 kΩ； （4）为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，在图乙进行了如下操作：将电源接入电路，两表笔断开，闭合开关S，调节滑动变阻器，使指针指在“3V”处，此处对应阻值刻度为；再保持滑动变阻器阻值不变，在两表笔之间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为 kΩ。 12．（2024·江西·一模）某实验室现有的电学器材如下： 两节干电池E（电动势为3.0V，内阻未知） 电流表A（量程为10mA，内阻为90Ω） 定值电阻R0（阻值为400Ω） 滑动变阻器R（最大阻值为200Ω） 单刀双掷开关S 导线若干 某同学利用现有器材，设计了一个测量未知定值电阻的实验，测量电路图如图甲所示。 (1)用笔画线代替导线，请在答题卡上按照电路图甲，将实物图乙连接成完整电路 (2)实验时，先断开开关，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端；然后将单刀双掷开关S掷到2，调节滑片到某位置，此时电流表指针如图丙所示，读数为 mA再保持滑片的位置不变，将单刀双掷开关S掷到1，此时电流表指针指在满刻度处。若不考虑电池内阻，则的测量值为 Ω。 (3)本实验中若考虑电池内阻，的测量值与不考虑电池内阻时的测量值相比将__________. A．变大 B．变小 C．不变 D．无法比较 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验19 测元器件的阻值 目 录 01 新高考命题热点 02 核心考点综述 1）实验原理与方法 ①欧姆定律核心应用 ②测量电路的优化设计 ③控制电路的动态调节 2）器材选择原则与操作规范 ①电表选择的三重标准 ②滑动变阻器的适配策略 ③操作流程的关键步骤 3）误差来源与改进方案 ①系统误差的修正方法 ②偶然误差的控制策略 ③创新测量方法拓展 3）典型问题与解决策略 ①电表内阻未知时的应对 ②特殊元件的测量技巧 ③在路电阻的检测方法 03 典型真题精练 04 创新实验新考法 1）测小灯泡的电阻 2）半偏法测电流表的内阻 3）比例法测铝导线的电阻 4）利用恒流源测未知电阻 5）测金属的电导 6）测电流表和电压表的内阻 7）测微安表的内阻 05 分层强化训练 1.复杂电路元件分析 结合混联电路、非线性元件（如二极管、热敏电阻）考查阻值测量方法，要求学生通过图像分析动态电阻变化规律。 涉及多表联用技术（如电压表与电流表配合测量非线性元件的伏安特性）。 2.数字化测量技术 利用传感器和计算机实时采集数据，通过拟合曲线精确计算阻值（如使用 Origin 软件进行多项式拟合）。 考查虚拟仿真实验平台的操作能力，如在模拟电路中调节参数并观察阻值变化。 3.故障诊断与创新设计 通过阻值异常反推电路故障（如短路、断路），设计改进方案消除接触电阻影响。 结合新材料特性（如石墨烯、超导材料）设计新型阻值测量方案。 一、实验原理与方法 1.欧姆定律核心应用 基于的基本原理，通过测量电压 U 和电流 I 计算阻值。需注意电表内阻对测量结果的影响，通过合理选择电路减小系统误差。 2.测量电路的优化设计 （1）电流表内接法（如下图甲）： 适用条件：待测电阻Rx＞＞RA（RA为电流表内阻），电流表分压可忽略。 误差分析：测量值R测＝Rx＋RA，导致结果偏大。 （2）电流表外接法（如上图3乙）： 适用条件：待测电阻Rx<<RV（RV为电压表内阻），电压表分流可忽略。 误差分析：测量值，导致结果偏小。 （3）试触法选择：通过观察电表示数变化幅度确定接法（电流变化显著选内接，电压变化显著选外接）。 3.控制电路的动态调节 （1）限流接法（如下图）： 特点：电流调节范围至 ，节能但无法从零调起。 适用场景：无特殊电压要求，且R滑 ≈ Rx。 （2）分压接法（如下图）： 特点：电压调节范围 0 至 E，适合需要从零开始测量或 R滑<<Rx 的情况。 适用场景：非线性元件测量、需多组数据拟合曲线。 二、器材选择原则与操作规范 1.电表选择的三重标准 （1）安全性：确保Imax≤ I表量程 且Umax≤U表量程。 （2）准确性：指针偏转超过满刻度的 1/3，优先选择小量程（如 0-0.6A 电流表）。 （3）内阻匹配：内接法要求Rx >>RA，外接法要求Rx<< RV。 2.滑动变阻器的适配策略 （1）限流接法：选 R滑 ≈ Rx，确保电流调节灵敏。 （2）分压接法：选，便于电压精细调节。 （3）额定电流：变阻器允许电流需大于电路最大电流（如 0.6A）。 3.操作流程的关键步骤 （1）电路连接：分压接法滑片初始置零位，限流接法置最大位，避免短路。 数据采集： （2）线性元件：取 3-5 组数据，每组间隔均匀。 （3）非线性元件：加密测量点（如每 0.2V 记录一次），关注临界点（如额定电压）。 （4）异常处理：若电流突增或电压跳变，立即断电检查是否短路或接触不良。 三、误差来源与改进方案 1.系统误差的修正方法 电表内阻补偿： 内接法修正：R真＝R测－RA。 外接法修正：。 温度效应控制：采用脉冲式供电或低温环境测量，减少焦耳热影响。 2.偶然误差的控制策略 多次测量取平均：每组数据重复测量 3 次，减小读数误差。 图像法处理数据：绘制 \(U-I\) 曲线，取斜率平均值（线性元件）或逐点计算（非线性元件）。 3.创新测量方法拓展 替代法：用电阻箱替代待测电阻，保持电路状态不变，直接读取阻值。 安阻法 / 伏阻法：仅用电流表（或电压表）和电阻箱，通过或图像求解。 电桥法：利用惠斯通电桥平衡条件，消除电表内阻影响。 四、典型问题与解决策略 1.电表内阻未知时的应对 （1）若无法确定RA 或RV，通过试触法判断电路接法。 （2）结合多组数据拟合 \(U-I\) 曲线，利用斜率与截距反推电表内阻。 2.特殊元件的测量技巧 （1）电容器内阻：断电后测量，避免残留电荷干扰。 （2）半导体器件：采用恒流源供电，研究非线性伏安特性。 3.在路电阻的检测方法 （1）断电后使用欧姆表粗测，或通过节点电压法分析工作状态。 （2）结合电路结构，利用分压、分流关系间接计算阻值。 【例1】（2022·北京·高考真题）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）。 （2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。 A．将选择开关置于“”位置 B．将选择开关置于“”位置 C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” （3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 （选填选项前的字母）。 A．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路 【答案】 甲 ADCB C 【解析】（1）[1]因为待测电阻约为，而 故为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图； （2）[2]测量过程中应该先选择合适挡位，根据题意选择“”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“”挡，故顺序为ADCB。 （3）[3]闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，故选C。 【例2】（2022·山东·高考真题）某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材： 干电池E（电动势1.5V，内阻未知）； 电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）； 电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）； 定值电阻R0（阻值为150Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）； 待测电阻Rx； 开关S，导线若干。 测量电路如图所示。 （1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为 （填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为 Ω。 （2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为 Ω。 （3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值 （填“有”或“无”）影响 【答案】 A1 60 100 无 【解析】（1）[1]若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为 由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1。 [2]当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有 计算出 R = 60Ω （2）[3]断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有 代入数据有 Rx = 100Ω （3）[4]若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有 联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。 【变式1】测小灯泡的电阻 1．（2025·浙江·二模）小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡，他对这个灯泡进行研究，先用欧姆表档进行测量，正确操作后发现指针如图甲所示，小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻，找到了下列器材： A．量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ B．量程为10mA的电流表，内阻为6Ω C．滑动变阻器R1（0—10Ω） D．滑动变阻器R2（0—100Ω） E.电阻箱R（999.9Ω） F.电源3V 开关及导线若干 (1)小刘同学发现电流表的量程太小，想改装成量程为40mA的电流表，则电流表与电阻箱 （填并联或串联），阻值为 Ω。 (2)若要求电压从0开始测量，滑动变阻器选 （填器材前的字母） (3)根据所选器材，把实物连接图乙补充完整。 (4)根据所测量的数据，画出图线如图丙所示，若已知图线的斜率为k，则灯泡的电阻为 Ω 【答案】(1) 并联 2 (2)C (3) (4) 【解析】（1）[1]并联可以分流，要扩大电流表的量程，需并联一个定值电阻； [2]根据并联电路的特点及欧姆定律可得 代入数据解得，并联电阻的阻值为 （2）实验要求电压从0开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为了便于实验调节，应选用规格较小的滑动变阻器，故选，即选C。 （3）由于电流表的内阻已知，故电流表采用内接法，结合上述分析可知，滑动变阻器采用分压式接法，电路连接情况如下 （4）根据欧姆定律可得 其中， 整理可得 故在图像中，其斜率为 解得 【变式2】 半偏法测电流表的内阻 2．（24-25高二上·四川南充·期末）按要求填空： (1)半偏法测电流表内阻的电路如图甲，图中器材参数如下： 待测电流表A（量程） 滑动变阻器（最大阻值） 电阻箱（最大阻值） 电源E（电动势为，内阻很小） 测量方法是：先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏；保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，此时电阻箱的示数为．则电流表A内阻的测量值为 。 (2)将该电流表A改装成量程为的电流表，应给电流表A （选填“串联”或“并联”）一个电阻，改装后的电流表的内阻为 。 (3)测量一节废旧干电池的电动势E和内阻r，利用改装后的电流表和其它实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录多组数据，画出图像为一条直线（如图丙），由图中数据计算出该电池的电动势 V，内阻 （结果均保留三位有效数字）。 【答案】(1)99.0 (2) 并联 0.99 (3) 1.13 10.3 【解析】（1）断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏，电流为，保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，表中电流为 ，由于电阻箱与电流表A并联，所以认为电阻箱中电流为 电流表A内阻等于此时电阻箱的阻值为 （2）[1]将电流表A改装成大量程的电流表应该并联一个分流电阻。 [2]如图 改装后的电流表的内阻为 （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，有 可得 图像的斜率为 可得 图像的纵截距为 可得 【变式3】比例法测铝导线的电阻 3．（2024·湖南永州·一模）已知铝的电阻率在20℃时约为，一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线，长度为，小明根据所学的知识，通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下： (1)剥掉导线一端的绝缘层，用螺旋测微器测量铝导线的直径，示数如图甲所示，则铝导线的直径 mm； (2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式， （用表示）； (3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有：电池组（电动势为3V），滑动变阻器，额定电流2A）、定值电阻（阻值为，额定电流2A）、两个相同电流表和（内阻为，刻度清晰但没有刻度值，连接电路时，两电流表选用相同量程）、开关和导线若干；闭合前，滑动变阻器的滑片应调到 （选填“端”或“端”）。闭合S调节滑动变阻器，使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格，偏转格，有，则这捆铝导线的电阻 ，该实验在原理上测量值 真实值。（填大于、或等于、或小于） 【答案】(1)2.254/2.255/2.256/2.257 (2) (3) 端 1.5 等于 【解析】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以铝导线的直径为 （2）根据电阻定律可得 所以 （3）[1] 为保护电路，闭合S前，滑动变阻器应全部接入电路，所以滑片应调到“a端”； [2] 设电流表每格的电流为I，则 [3] 由于电流表内阻已知，所以该实验在原理上不存在系统误差，即测量值等于真实值。 【变式4】利用恒流源测未知电阻 4．（2024·湖南岳阳·模拟预测）如图（a）所示，恒流源输出的电流大小与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关、，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 (1)请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式 。（结果用题中的字母表示）为了获得关于、I两个量的相关函数图像为直线，若以为纵坐标，则横坐标应为 。（结果用题中的字母表示） (2)某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，那么在选择电源与滑动变阻器时，电源应尽量选择电动势 （填“偏大”或“偏小”）一些，滑动变阻器应尽量选择总电阻 （填“偏大”或“偏小”）些，可以减少误差。 【答案】(1) (2) 偏大 偏大 【解析】（1））[1]根据并联分流原理 得 [2]整理得 可知，横坐标为。 （2）[1]为提高电路的稳定性，电源应选择电动势偏大一些。 [2]总电阻较大的滑动变阻器具有更高的电阻范围和更精细的调节能力，则滑动变阻器应尽量选择总电阻偏大一些。 【变式5】测金属的电导 5．（2024·河南·模拟预测）电导是描述导体导电性能的物理量，电导数值上等于电阻的倒数，符号是G，单位是西门子（S）。为得到某段金属丝的电导G与哪些因素有关，在控制实验室温度不变的条件下，某组同学进行了实验。 (1)实验器材有电源（电动势约为1.5V，内阻不可忽略）、滑动变阻器、完全相同的电流表A1和A2（量程0～0.6A，内阻）、电阻箱R（最大阻值）、定值电阻（可供选择的阻值有和两种）。按照如图方式连接好电路。闭合开关S，调节滑动变阻器至合适阻值，调节电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数，分别记为I1、I2，记录此时电阻箱的阻值R；为了较好地完成该实验，应选阻值为 的定值电阻；金属的电导表达式 （用、R、RA、I1、I2表示）； (2)更换同种材料，不同规格的金属丝，分别测量电导，将实验数据汇总如下： 导线直径d（mm） 1 2 3 2 2 2 导线长度l（mm） 500 500 500 400 250 100 电导G（S） 0.25 1.00 2.25 1.25 2.00 5.00 根据表中数据可得，电导G与 成正比，与 成反比（均用表格中的物理量符号表示）； (3)为了测量不同金属的导电性能，该组同学更换适当测量电路，对直径分别为1mm、长度为100cm的不同金属导线进行进一步测量，测量不同金属丝电压U和电流I数据汇总如下： 金属 铜 铝 铁 钨 导线两端电压U/（V） 0．017 0.015 流过导线的电流I（A） 0.05 0.1 0.15 0.2 根据表中数据可得，该段钨线电导 S（保留3位有效数字），四种金属中，金属 的导电性能最好。 【答案】(1) 1 (2) l (3)13.3 铜 【解析】（1）[1]根据 其中，故选择。 [2]根据并联电路电压相等，可得 解得 （2）[3][4]根据表格前三列数据可知，电导G与成正比，与l成反比。 （3）[5] 该段钨线电导 [6] 电导是描述导体导电性能的物理量，由表中数据可得铜的G最大，则铜的导电性能最好。 【变式6】测电流表和电压表的内阻 6．（2024·青海·模拟预测）某实验小组利用如图甲所示的电路图，测量电压表的内阻RV和电流表的内阻RA．已知定值电阻的阻值为R0，闭合开关后，调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R，电压表、电流表的示数分别为U、I，多测几组U、I、R的对应数据，根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示（图中a、b均已知）。 (1)根据图甲，用笔画线代替导线，补全图丙中的实物图 。 (2)闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的 （填“左”或“右”）端，关系图线的表达式为 （用RV、RA、R0、U、I表示）。 (3)由图乙可知， ， （用R0、a、b表示）。 【答案】(1) (2) 左 (3) b 【解析】（1）由电路图可知，连接的实物图如图所示 （2）[1]为防止烧坏电表，电表两端的电压应从零开始，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的接入阻值应达最大值。 [2] 根据闭合电路的欧姆定律 整理得 （3）[3]图像的纵截距为 可得 [4]图像的斜率为 解得 【变式7】测微安表的内阻 7．（2024·河北保定·二模）实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下： A．微安表G（满偏电流为150μA，内阻未知）； B．滑动变阻器（0~5Ω，允许通过的最大电流为2A）； C．滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A）； D．电源E（电动势约为6V）； E．电阻箱R（最大阻值为9999Ω）； F．开关两个，导线若干。 (1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。 (2)滑动变阻器应选择 （填“B”或“C”）。 (3)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至 （填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为 Ω。 (4)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需 （填“串”或“并”）联一个 Ω（保留两位小数）的定值电阻。 (5)测量微安表G的内阻时，在设计上存在系统误差，这会导致（4）中电流表的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1) (2)B (3) 左 2400 (4) 并 0.60 (5)大于 【解析】（1）按照电路图连接实物如图所示。 （2）滑动变阻器采用分压式接法，为了提高实验精度，滑动变阻器应选总阻值较小的，即选B。 （3）[1]闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至左端，可以保护电路。 [2]微安表指针满偏后，断开开关，可认为滑片与电源负极间的电压保持不变，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压与微安表两端的电压相等，微安表的内阻为2400Ω。 （4）[1]将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需并联一个定值电阻。 [2]根据 解得 （5）断开开关，电路中的总电阻变大，滑片与电源负极间的电压略大于微安表的满偏电压，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压略大于微安表两端的电压，故微安表内阻的测量值大于真实值，这会导致改装后的电流表的测量值大于真实值。 1．（2025·陕西·二模）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为0.6A的电流表。小组同学先测量电流表的内阻，提供的实验器材有： A．电流表（量程为6mA，内阻约为90Ω）； B．电流表（量程为9mA，内阻约为400Ω）； C．定值电阻（阻值为20Ω）； D．定值电阻（阻值为200Ω）； E.滑动变阻器R（阻值为0~10Ω）； F.一节干电池E； G.开关S及导线若干。 (1)图中的电阻R0应选用 （填“C”或“D”）。 (2)将如图所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。 (3)正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数I1和的示数I2，测得电流表的内阻为100Ω，给电流表 （填“串”或“并”）联一个阻值为 Ω（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表改装成量程为0.6A的电流表。 【答案】(1)D (2) (3)并 1.0 【解析】（1）当两电流表均满偏时有 解得 因此电阻R0应选用D。 （2）滑动变阻器变阻器阻值较小，需采用分压式接法，电流表与定值电阻并联可求出电流表两端的电压，电流表测量通过电流表与定值电阻的总电流，故实验电路的原理图如图所示 （3）[1]将电流表改装成电压表需要给电流表并联一个定值电阻； [2]根据串、并联电路特点有 解得 2．（2024·陕西西安·模拟预测）某兴趣小组在实验室练习使用多用电表，并对其原理进行探究。 (1)为了探测图1所示黑箱中的元件，同学们先研究多用电表欧姆挡内部的部分原理图，如图2所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。机械调零后，若将选择开关旋至“×10”将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图3所示，则该电阻的阻值为 Ω。 (2)选择开关旋至“×10”，调零后多用电表的总内阻为 Ω，将另一电阻接入红、黑表笔间，指针指在满偏刻度的处，则另一电阻的阻值为 Ω。 (3)黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为5Ω，2、3之间的电阻为10Ω，1、3之间的电阻为15Ω，在图1虚线框中画出黑箱中的电阻连接的可能方式（一种即可）。 (4)同学们还用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，表笔与二极管的两极连接后，发现电表指针几乎不偏转；对调红、黑表笔后，发现指针有明显偏转。此时与多用电表红色表笔相连的是二极管 （选填“正极”或“负极”）。 【答案】(1)70 (2)150 (3)300 (4)负 【解析】（1）欧姆表测电阻，阻值等于表盘刻度数乘以倍率，根据题意，结合图3，可知待测电阻为 （2）[1]根据题意可知，欧姆表中值电阻为 根据欧姆表工作原理可知，中值电阻等于欧姆表总内阻，故总内阻为 [2]设电源电动势为E，电流表满偏电流为，欧姆调零时，根据闭合欧姆定律得 设待测电阻为，根据题意，由闭合欧姆定律得 联立以上解得 （3）满足题意的情况有两种，情况1：1、2之间的电阻为，2、3之间的电阻为，则1、2之间为一个的定值电阻，2、3之间为两个的定值电阻串联；情况2：1、2之间为两个的定值电阻井联，2、3之间为一个的定值电阻。同时保证了1、3之间的电阻为，故如图所示 （4）欧姆表表笔与二极管两极接触，欧姆表指针明显偏转，说明此时电流从二极管正极流进，说明欧姆表黑表笔与二极管正极相连，故此时与多用电表红色表笔相连的是二极管的负极。 3．（2024·天津滨海新·三模）为了精确测量阻值约为120欧姆的待测电阻的阻值，实验室提供了如下器材： A．待测电阻 B．电压表V（量程、内阻） C．电流表（量程、内阻） D．电流表（量程、内阻） E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.电阻箱 H.电源（电动势、内阻不计）、开关，导线若干 (1)该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成量程的电压表，应 （填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为 ； (2)实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在虚线框中，并标出所选用“电流表”和“滑动变阻器”相应的符号 ； 某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值 （用已知物理量的字母表示）。 【答案】(1) 串联 600 (2) 【解析】（1）[1][2]把量程为1V电压表改装成量程的电压表，应串联电阻箱，由串联电路的特点可得 解得 （2）[1]实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，滑动变阻器采用分压器的接法，为了便于调节，滑动变阻器选用；电源电动势E=3V，通过待测电阻的电流约为 为了精确测量，所以电流表选A2；由于电压表的内阻已知，可以求出电压表的电流，所以为了减小实验误差，电流表应采用外接法；电路图如图 [2]某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，通过电压表的电流为 通过的电流为 则待测电阻的阻值 解得 4．（2024·江苏南通·模拟预测）某小组为探究滑动变阻器的限流特性，设计如图甲所示电路，选取不同的滑动变阻器 R，研究滑片 P滑动过程中通过定值电阻电流的变化情况。 （1）按照图甲，请用笔画线代替导线，将图乙中实物电路补充完整 。 （2）图乙中A、B分别为滑动变阻器电阻丝的左、右两端，闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于 端选填“A”或“B” （3）已知电源电动势为E、内阻不计，定值电阻为，电流表内阻不计，滑动变阻器的总电阻为R，L为A、B间的长度，l为B、P间的长度，取，改变滑片P的位置，记录不同l时的电流I及对应的 （4）实验中，选用三个最大阻值不同的滑动变阻器分别接入电路，描点作出图像如图丙所示，根据图线拟合的函数关系为，其中可表示为 ，k可表示为 选用E、、R表示 （5）采用限流式电路测量一阻值与相近的未知电阻，由图丙可知，应选择 选填“”、“2”或“20”对应的滑动变阻器，理由是 。 【答案】 A 2 选择此滑动变阻器，电流的变化比较明显 【解析】（1）[1]实物图如图所示 （2）[2]为了安全起见，闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于A端，使得全电路电阻达到最大，电流最小； （4）[3][4]根据图丙可知 根据电路结构及闭合电路欧姆定律得出 而 联立得出 故得出 （5）[5][6]因为待测电阻与相近，故应选择的滑动变阻器的起到有效的调节作用，应选择的对应的滑动变阻器。因为根据图丙可以看出选择此滑动变阻器，电流的变化比较明显。 5．（2024·安徽芜湖·三模）某同学为精确测量某金属导体的电阻，设计了如图甲所示的电路图。图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1和A2均为电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属导体，另有导线若干。 具体的实验操作如下： A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材； B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S； C．调整R3，并反复调整R1和R2使灵敏电流计的示数为零，测得此时A1的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1； D．实验完毕，整理器材。 (1)电路中需要两个量程为0~6A的电流表，但实验室提供的器材中，只有量程为0~0.3A、内阻为20Ω的电流表。现将量程为0~0.3A的电流表扩充为0~6A量程，则应该并联一个阻值 Ω的电阻。如图丙所示为某次测量时改装后的电流表表盘指针位置，则此时的电流读数为 (2)待测金属导体Rx的阻值为 （用所测物理量来表示）；电流表A1、A2的内阻对测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 【答案】(1) 1.05 4.4A (2) 无 【解析】（1）[1]将量程为0~0.3A的电流表扩充为0~6A量程，应该并联一个电阻，该电阻的阻值为 [2]根据电流表的读数规律，该读数为 （2）[1]由于灵敏电流计的示数为零，说明灵敏电流计上下的电势相同，则电阻箱和待测电阻的电势差相同，表明通过电阻箱的电流为I1，通过待测电阻的电流为I2，根据欧姆定律有 [2]轨迹上述测量待测电阻的表达式可知，电流表A1、A2的内阻对测量结果无影响。 6．（2024·湖北·模拟预测）数字多用电表测量直观、快捷、准确，目前已在很多应用场合逐渐取代指针式多用电表。数字多用电表的核心部件是一块高精度的直流数字电压表表头，其内阻极大，测量误差很小。对数字表头进行适当改装，可以实现多量程数字电压表、数字电流表、数字欧姆表的功能。现有一块量程为200mV的直流数字电压表表头，内阻为10MΩ。 (1)用图甲所示的电路将其改装为量程为2V的数字电压表。若，则 kΩ（保留两位有效数字）。 (2)按照上述方法改装后，电压表的内阻明显变小了，会在测量时影响被测电路，从而带来误差。若要使改装后的电压表内阻仍为10MΩ，则 MΩ， MΩ（均保留两位有效数字）。 (3)图乙是将数字电压表表头改装为双量程数字电流表的电路。开关S接b触点时，对应的电流表量程为 A，电流表内阻为 Ω。 【答案】(1)1.0 (2) 9.0 1.1 (3) 2 0.1 【解析】（1）量程为200mV的直流数字电压表表头，内阻为，改装成2V的电压表，其内阻很大，与并联总内阻约为，则电路可看成与串联，有 解得 （2）[1]若要使改装后的电压表内阻仍为10MΩ，电路为与并联的电压为200mV，再串联的总电压为2V，由串并联电路关系有 解得 [2]与的并联应满足 解得 （3）[1]开关S接b触点时，先串联的电阻，再并联的电阻，对应的电流表量程为 [2]电流表的内阻为 7．（2024·河北·三模）小明设计如图甲所示的电路来测量电阻的阻值。可用实验器材： 干电池E（电动势为，内阻可忽略）； 电流表mA（量程为，内阻为） 定值电阻（阻值为）； 滑动变阻器R（最大阻值为）； 待测电阻； 开关、导线若干。 (1)断开所有开关，按图甲连接好电路，将滑动变阻器R的滑片移到 （填“a”或“b”）端。闭合开关S和，调节滑动变阻器R的滑片到某位置，电流表示数如图乙所示，此时电流表的示数为 ；滑动变阻器接入电路的阻值应为 。 (2)保持开关S闭合，断开开关，再闭合开关，保持滑动变阻器R的滑片的位置不变，此时电流表的示数为，则的测量值为 。 【答案】(1) a 12.0 45 (2)25 【解析】（1）[1]滑动变阻器R是限流接法，因此闭合开关S和前，将滑动变阻器R的滑片移到接入电路的最大阻值处a端，以保证实验仪器的使用安全。 [2]由图乙所示，电流表的精确度为1mA，因此电流表的示数为12.0mA。 [3]闭合开关S和，电路中电流为12.0mA，由闭合电路欧姆定律可得 滑动变阻器接入电路的阻值应为 （2）保持开关S闭合，断开开关，再闭合开关，保持滑动变阻器R的滑片的位置不变，此时电流表的示数为，由闭合电路欧姆定律可得的测量值为 8．（2024·山西阳泉·三模）如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，做成一种超薄柔性导电薄膜，已知该材料在室温下的电阻率为，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。 （1）如图乙用多用电表“”挡粗测其电阻约为 ，如图丙用游标卡尺测量涂层的长度 ，宽度。 （2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值： ①电源E（电动势为、内阻约为） ②电压表V（量程、内阻约为） ③电流表G（量程、内阻） ④滑动变阻器（阻值范围），滑动变阻器（阻值阻值范围） ⑤定值电阻（阻值），定值电阻（阻值） ⑥导线若干，开关一只 （3）测量时为尽可能减小实验误差，请在图丁虚线框中设计测量电路图，并在图中仪器图例旁标明所选仪器符号。 （4）经测量，该电阻阻值为，则该涂层上下总厚度为 （用题目所给的物理量符号表示）。 【答案】 50 23.35 【解析】（1）[1]由图乙可知，电阻 [2]由图丙可知，涂层的长度 （3）[3]待测电阻约 电源电动势为 E= 电路中电流约 电流表G量程太小，应并联进行改装以便增大量程，由于电流表内阻、阻值已知，为准确测出待测电阻阻值，应采用电流表内接法，为多测几组实验数据，滑动变阻器应采用分压法，为实验方便，应使用滑动变阻器 （4）[4]根据电阻定律 得该涂层上下总厚度为 9．（2024·江西·模拟预测）利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻，并将其改装成量程为0~1mA的电流表，实验室提供以下器材： A．微安表（量程为，内阻约为5000Ω）； B．微安表（量程为，内阻约为2000Ω）； C．定值电阻（阻值为5000Ω）； D．滑动变阻器（阻值范围为0~20Ω）； E．干电池E（电动势约为1.5V，内阻很小）； F．开关S及导线若干。 (1)按如图甲所示的实验电路进行测量，测得的示数为，的示数为，改变滑动变阻器的滑片的位置，得到多组和的数值，以为纵坐标、为横坐标，画出的图像为过原点、斜率为k的直线，则微安表的内阻 （用k、表示）； (2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为0~1mA的电流表，用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.63mA时，微安表的示数如图乙所示，其示数为 ，则改装后的电流表实际量程为0~ mA。 【答案】(1) (2) 30 1.05 【解析】（1）根据欧姆定律可得 整理可得 可知的图像的斜率为 解得微安表的内阻为 （2）[1]当标准电流表A的示数为0.63mA时，微安表的示数如图乙所示，其示数为； [2]改装后当流过微安表的电流为时，改装后的表的总电流为0.63mA，则微安表表头的电流为时的电流即为其量程，则有 10．（2024·辽宁丹东·一模）某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材有：干电池（电动势，内阻未知）；电流计G（量程为1mA，内阻为900Ω）；定值电阻（阻值为150Ω）；电阻箱（阻值为0~999.9Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；待测电阻；开关，导线若干；测量电路如图所示。 (1)由于电流计G的量程太小，需要将其改装为10mA的量程，则应将的阻值调节为 Ω。 (2)断开，将开关拨到1处并将R的滑片调到阻值最大端。闭合，调节R的滑片位置，使电流计G示数为0.5mA。保持滑片的位置不变，再将拨到2处，电流计G示数变为0.6mA，则的测量值为 Ω。 (3)电源持续使用后，电动势降低，内阻变大，则的测量值将会 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)100 (2)100 (3)偏小 【解析】（1）将电流计G改装为10mA的量程，则有 可得 （2）改装后的电流表电阻为 开关拨到1处，闭合，调节R的滑片位置，使电流计G示数为0.5mA，则此时干路电流为 根据闭合电路欧姆定律可得 保持滑片的位置不变，再将拨到2处，电流计G示数变为0.6mA，则此时干路电流为 根据闭合电路欧姆定律可得 联立可得 （3）电源持续使用后，电动势降低，内阻变大，根据 由于代入计算的电动势偏大，可知的测量值将会偏小。 11．（2024·四川·模拟预测）表头电阻主要指表头线圈的电阻，它是电表改装的重要参量之一。由于表头允许通过的最大电流很小，其内阻通常采用半偏法进行测量，实验电路如图甲所示，实验室提供的器材如下： A．电源（电动势为12V，内阻忽略不计） B．开关S、和导线若干 C．微安表G（0~500μA） D．电压表V（0~12.0V） E．电阻箱（0~9999.9Ω） F．电阻箱（0~9999.9Ω） G．滑动变阻器（0~20Ω） H．滑动变阻器（0~20kΩ） （1）同学们首先进行了电压表的改装，只闭合开关S，适当调节滑动变阻器和电阻箱阻值，以改变AC两点间的电压，使通过表头的电流恰为满偏电流； （2）闭合开关，在保持AC两点间的电压和不变的情况下，调节电阻箱的阻值，使表头示数为250μA，此时电阻箱的示数为3.0kΩ。为满足实验要求，滑动变阻器应选择 （填选项前的字母符号），微安表的内阻为 ；此时表头内阻测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）表头内阻真实值； （3）按照测量的微安表G的内阻，将其改装成量程为3V的电压表需要将串联的电阻箱的阻值调整为 kΩ； （4）为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，在图乙进行了如下操作：将电源接入电路，两表笔断开，闭合开关S，调节滑动变阻器，使指针指在“3V”处，此处对应阻值刻度为；再保持滑动变阻器阻值不变，在两表笔之间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为 kΩ。 【答案】 G 3kΩ 小于 3 【解析】（2）[1]电路为分压式接法，选择最大阻值较小的滑动变阻器。故选G。 [2]电阻箱与表头并联电压相等，电流也相等，所以阻值也相等为3kΩ。 [3]并入电阻箱后，电阻减小，电流增大，流过电阻箱的电流大于250μA，测量结果偏小。 （3）[4]由 解得 （4）[5]当在3V时，接入的滑动变阻器阻值 两表笔之间接入电阻读数为1V时有 ， 联解，可得 12．（2024·江西·一模）某实验室现有的电学器材如下： 两节干电池E（电动势为3.0V，内阻未知） 电流表A（量程为10mA，内阻为90Ω） 定值电阻R0（阻值为400Ω） 滑动变阻器R（最大阻值为200Ω） 单刀双掷开关S 导线若干 某同学利用现有器材，设计了一个测量未知定值电阻的实验，测量电路图如图甲所示。 (1)用笔画线代替导线，请在答题卡上按照电路图甲，将实物图乙连接成完整电路 (2)实验时，先断开开关，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端；然后将单刀双掷开关S掷到2，调节滑片到某位置，此时电流表指针如图丙所示，读数为 mA再保持滑片的位置不变，将单刀双掷开关S掷到1，此时电流表指针指在满刻度处。若不考虑电池内阻，则的测量值为 Ω。 (3)本实验中若考虑电池内阻，的测量值与不考虑电池内阻时的测量值相比将__________. A．变大 B．变小 C．不变 D．无法比较 【答案】(1) (2) 5.0 100 (3)C 【解析】（1）由电路图连接实物，其实物图如图所示 （2）[1]电流表的精确度为0.5mA，由题图可知，其读数为 [2]若不考虑电源内阻，则开关接2位置时，有 当开关接到1位置时，有 结合之前的分析，解得 （3）若考虑电源内阻，设内阻为r，开关接2有 开关接1有 整理有 有上述分析可知，待测电阻的测量不受影响。 故选C。 【点睛】本题考查电阻的测量方法，要注意该实验中采用比较的方法设计测量电阻的电路，若是电阻箱，可以运用等效替代的方法设计。本题中没有电压表，不能用伏安法测量电阻，可以运用比较法进行设计，将待测电阻与定值电阻分别接入电路，保持变阻器的接入电路的电阻不变，读出电流，根据闭合电路欧姆定律得到待测电阻。 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$