第10章 6. 实验12 测量电阻的几种方法（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

**基本信息** 聚焦电阻测量核心方法，通过分层典例构建“基础伏安法-误差消除-特殊电路”的系统性训练体系，渗透科学思维与探究素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |伏安法测量|2题（第1、2题）|“内大外小”判断内外接、电表内阻误差消除法|从基本伏安法原理到误差分析，推导内外接适用条件及改进电路| |特殊方法测量|2题（第3、4题）|平衡法、分压控制与半偏法|结合传感器应用，拓展电阻测量在非理想电路中的迁移，构建“原理-误差-创新”逻辑链|

实验12　测量电阻的几种方法 1.(2025甘肃,12,9分)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5 V)两节,电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ),电流表(量程0.3 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。 (1)首先设计如图1所示的电路。 ①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将S2的c、d端接入电路; ②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　端(填“a”或“b”);  ③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接　　　　端(填“c”或“d”)。  (2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图2所示的电路。 ①请在图2中补充连线将电压表接入电路; ②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id,则待测电阻阻值Rx=　　　　(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。  1.答案　(1)①如图甲所示　②b　③c (2)①如图乙所示　②- 解题导引　(1)“内、外接法”测电阻:测量电阻时,电流表内外接的电路图如图所示,开关接在c点为“电流表外接法”,开关接在d点为“电流表内接法”,电压表示数变化明显,说明待测电阻Rx相对电流表内阻较小,根据“内大外小”,电流表需采用外接法。 (2)消除实验误差电路原理:改进电路原理图如图所示,单刀双掷开关接c端时,电压表测量待测电阻和电流表总电压,电流表测量流过待测电阻的电流,可以计算待测电阻和电流表的总电阻;开关接d端时,电压表测量电流表两端电压,可以计算电流表的内阻,进而计算待测电阻的阻值。 解析　(1)①S2的c端接电流表的负接线柱,开关拨到与c连通时电流表外接;d端接电流表的正接线柱,开关拨到与d连通时电流表内接,具体连线如答案图甲所示。 ②为防止超过电表量程,闭合S1前,滑动变阻器在电路中应接入最大的阻值,故应将滑片置于b端。 ③题述现象说明电压表的分流很小,所以测量电阻时应采用电流表外接法,S2应接c端。 (2)①为消除实验中电表引入的误差,即消除电流表的分压带来的影响,可用电压表测出电流表与滑动变阻器共同的分压,具体连线如答案图乙所示。 ②S2接c端时,=Rx+RA+RP,S2接d端时,=RA+RP,故Rx=-。 2.(2025云南,12,10分)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt1000型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知,Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1~ 0.3 mA之间,在0~ 100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。 完成下列填空: (1)由图(a)可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加　　　　Ω;  (2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是　　　　(填“甲”或“乙”),保护电阻R应选　　　　(填“R1”或“R2”);  　　 图(b) (3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图(c)所示,该示数为　　　　μA,则所测温度为　　　　℃(计算结果保留2位有效数字)。  2.答案　(1)3.85　(2)乙　R1　(3)62.0　51 解析　(1)由图(a)知,温度由0 ℃升至100 ℃ 铂电阻的阻值由1.000×103 Ω增加到1.385×103 Ω 则可得= Ω/℃=3.85 Ω/℃ (2)对于图(b)甲,有=Rx+RA2 由于RA2未知,所以无法测出铂电阻阻值Rx 对于图(b)乙,有=Rx RA1已知,故选乙,由第(3)问知I2=295 μA=2.95×10-4 A 电路总电阻R总==≈16.9 kΩ R总=R+RA2+,RA2约为1 kΩ 并联阻值约为1 kΩ,则R≈14.9 kΩ,故选R1 (3)60~70 μA分为10格,每一小格为1 μA 示数为62.0 μA Rx== Ω≈1 197 Ω 由第(1)问知=3.85 Ω/℃ 可知t== ℃≈51 ℃ 3.(2023湖南,12,9分)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置,其电路如图(a)所示,R1、R2、R3为电阻箱,RF为半导体薄膜压力传感器,C、D间连接电压传感器(内阻无穷大)。 (1)先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是　　　Ω;  (2)适当调节R1、R2、R3,使电压传感器示数为0,此时,RF的阻值为　　　　(用R1、R2、R3表示);  (3)依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读出电压传感器示数U,所测数据如表所示: 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压U/mV 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图(c)上描点,绘制U-m关系图线; (4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0,电压传感器示数为200 mV,则F0大小是　　　　N(重力加速度取9.8 m/s2,保留2位有效数字);  (5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1,此时非理想毫伏表读数为200 mV,则F1　　　　F0(填“>”“=”或“<”)。  3.答案　(1)1 000　(2)　(3)见解析 (4)0.018(0.017或0.018)　(5)> 解析　(1)欧姆表选择“×100”挡,由题图(b)可知读数为1 000 Ω。 (2)由题图(a)可知,要使电压传感器示数为0,上、下两条支路中R1和R2的分压应相等,即=,可得RF=。 (3)根据题表中数据描点作图,注意使图线通过尽量多的点,如图所示。 (4)由图可得200 mV的电压对应砝码的质量约为1.8 g,则F0=mg≈0.018 N。 (5)非理想毫伏表测得的电压偏小,即要达到相同的电压,所需压力会偏大,则F1>F0。 4.(2025浙江1月,14-Ⅲ,5分)某同学研究半导体热敏电阻Rt(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度变化的规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表(3 V,50 kΩ),滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω),开关、导线若干。 (1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器选　　　　(选填“A”或“B”)。  (2)正确连线,实验操作如下: ①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关S1。 ②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V;再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃,则温度t1下Rt=　　　　Ω(保留三位有效数字)。  ③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下Rt的阻值。 (3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻Rt的简要方案。 4.答案　(1)A　(2)157　(3)见解析 解析　(1)题目要求cd两端电压在实验中基本不变,即滑动变阻器滑片移动时,cd段并联部分的电压稳定性高。滑动变阻器A阻值远小于热敏电阻阻值(几百欧姆),采用分压式接法时,cd段与滑动变阻器左端并联电阻的阻值近似等于滑动变阻器左端并联部分的阻值,其两端电压受负载(热敏电阻或电阻箱)变化影响小,故选A【点拨:滑动变阻器选择遵循“小电阻控大电阻用分压式,以保证电压稳定”的原则,当负载电阻远大于滑动变阻器总阻值时,分压式接法能更稳定地控制电压】。 (2)当开关S2切换到a时,调节滑动变阻器滑片P使电压表示数U0=2.50 V;当将开关S2切换到b时,电阻箱调至R1=200.0 Ω,电压表示数U1=1.40 V;根据分压原理,可得=,代入数据可得Rt≈157 Ω。 (3)采用半偏法,将电阻箱接入电路的阻值调至0,开关S2切换到a,调节滑动变阻器滑片P使电压表示数为U0;将开关S2切换到b,调节电阻箱的阻值,当电压表的示数为时,记录电阻箱的阻值R0;则Rt的阻值等于R0。 学科网（北京）股份有限公司 $