3.4 电阻的串联和并联(重难点专练)物理粤教版必修第三册
2026-07-27
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第四节 电阻的串联和并联 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.38 MB |
| 发布时间 | 2026-07-27 |
| 更新时间 | 2026-07-27 |
| 作者 | 听雨 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58974212.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“题型-方法-思维”三维架构系统整合电阻串并联知识,通过等效替代、模型拆分等科学思维方法,构建从电路参量计算到实验创新的完整解题体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|串并联混联计算|5题|等效电路分析、整体局部联动|串联分压/并联分流→混联等效化简→欧姆定律应用|
|电表改装计算|5题|表头满偏临界分析、模型拆分|表头参数→串并联改装原理→误差分析|
|滑动变阻器动态分析|5题|电路需求匹配法、局部→整体推导|限流/分压电路特征→动态变化规律→实验电路选择|
|创新测电阻实验|5题|等效替代、电桥平衡思想|伏安法拓展→替代法/半偏法→实验数据处理|
内容正文:
3.4电阻的串联和并联
题型01 串并联、混联电路参量计算
题型02 灵敏电流计改装电表计算
题型03 滑动变阻器接法选择与动态分析
题型04 创新方法测电阻实验分析
▌题型01 串并联、混联电路参量计算
1.核心知识点
串联分压、并联分流规律;总电阻计算公式;混联电路等效化简原则;欧姆定律。
2.解题方法
画出等效电路,由内向外等效;先整体求解总电阻、总电流,再逆向求解各支路电压、电流;优先使用分压、分流比例简化计算。
3.解题思维
等效替代思想;整体局部联动分析。
1.(2026·北京丰台·一模)如图所示为两个量程的电压表,量程为0~3V和0~15V。实验发现:0~3V量程下,电压表两端施加3V电压时,表头恰好满偏;0~15V量程下,电压表两端施加15V电压时,表头未达到满偏。现要通过调整电阻或对该电压表进行校准。下列操作可行的是________。
A.仅增大的阻值 B.仅减小的阻值
C.仅增大的阻值 D.仅减小的阻值
【答案】D
【详解】根据串联电路的特点
时,
现要使I增大,只能减小的阻值。
故选D。
2.(25-26高二上·广西贵港·阶段检测)在如图所示的电路中,灯泡上标有的字样,电阻为为为。当间连接的电压时,灯泡的电阻不随温度的变化而改变。下列判断正确的是( )
A.灯泡的实际功率为 B.上的电流为
C.电路间消耗的总功率为 D.2秒内,通过的电量为
【答案】A
【详解】A.灯泡的电阻为
所以,
所以,
实际功率为,故A正确;
B.因为,,故B错误;
C.因为,
所以,故C错误;
D.2秒内,通过的电量为,故D错误。
故选A。
3.(25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测)如图所示的电路中,定值电阻分别为和,现在、两点间加12V的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A.、间的总电阻为 B.和两端的电压比为
C.流过和的电流比为 D.和两端的电压比为
【答案】D
【详解】A.该电路是、和并联后再和串联,并联的总电阻为
解得,则、间的总电阻为,A错误;
B.和并联关系,则两端的电压比为,B错误;
C.和并联,两端的电压相等,则流过和的电流比,C错误;
D.和串联,电流相等,故和两端的电压比为,D正确。
故选D。
4.(多选)(24-25高二上·甘肃临夏·期末)如图所示,电阻R1 = R4 = 3 Ω,R2 = R3 = 6 Ω,电流表为理想电流表,在A、B两端加上恒定电压UAB = 12 V,则以下说法正确的是( )
A.R1与R3两端的电压相等 B.通过R3与R4的电流相等
C.流过电流表的电流方向向上 D.流过电流表的电流大小为1 A
【答案】AD
【详解】A.电流表为理想电流表,电阻R1与R3并联,则R1与R3两端的电压相等,故A正确;
B.R1与R3并联的等效电阻
电阻R2与R4并联的等效电阻
等效电阻R13与R24串联,则电压
各电阻上的电流大小为
,,,
可知,通过R3与R4的电流不相等,故B错误;
CD.结合上述可知,流过电流表的电流
方向向下,故C错误,D正确。
故选AD。
5.(多选)(22-23高二上·新疆塔城·阶段检测)如图所示的电路,电阻、不为零,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若定值,当增加时,AB间的总电阻变大
C.当时,AB间的总电阻接近,且比大
D.若、不变,再给AB间并联一个不为零的电阻,总电阻将减小
【答案】BD
【详解】A.两个电阻并联,电压相等,根据
若,则,故A错误;
B.若定值,当增加时,根据
可得间的总电阻变大,故B正确;
C.当时,根据得
AB间的总电阻接近,且比小,故C错误;
D.若不变,再给间并联一个不为零的电阻
根据,可知总电阻将减小,故D正确。
故选 BD。
▌题型02 灵敏电流计改装电表计算
1.核心知识点
表头Ig、Rg;并联电阻分流改装电流表;串联电阻分压改装电压表;改装电表误差成因。
2.解题方法
以表头满偏为临界状态,利用串并联电压、电流关系列式,计算分压/分流电阻;区分表头元件与改装后整体电表。
3.解题思维
模型拆分思维,把组合电路当作新电表模型分析。
1.(24-25高二上·河北保定·期中)如图所示,将一只满偏电流为100 mA、内阻为30Ω的表头改装成测量电流、电压两用的电表,已知,。下列说法正确的是( )
A.接 Oa 端是电流表,量程为500 mA
B.接 Ob端是电压表,量程为15 V
C.接 Oa 端是电流表,量程为120 mA
D.接 Ob端是电压表,量程为 3 V
【答案】B
【详解】AC.用Oa两端时是电流表,量程为
故AC错误;
BD.用Ob两端时是电压表,量程为
故B正确,D错误。
故选B。
2.(2025·广东珠海·一模)某科技小组欲修复一个量程为的电流表,操作过程如下:
(1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示,其中为电流表负接线柱,、为其余两个接线柱,请根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整__________。选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是__________。(选填“”或“”)
(2)取出表头,发现表头完好无损,用标准电表测出表头满偏电流为。接着测量表头的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到__________端(选填“”或“”),先闭合开关,调节滑动变阻器使表头指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值使表头指针半偏,此时电阻箱的示数为,则表头的内阻为__________,表头的内阻测量值__________真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)经检测除损坏外,其余元件均完好,已知,,请根据电流表的量程,推算需用__________电阻替换。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2) /10 小于
(3)0.10
【详解】(1)[1]根据实物连接图,电路图补充如下:
[2]改装大量程电流表需要并联小电阻,接接线柱并联的电阻小,所以量程大,选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是。
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路中阻值最大,滑片应移到端。
[2]根据电阻测量的半偏法思想,表头的内阻等于电阻箱接入电路的阻值,所以表头的内阻为。
[3]测量表头G的内阻时,闭合开关之后,电路总电阻减小,干路电流会略大于,则通过电阻箱的电流大于,由并联电路分流特点,则测量表头G的内阻比实际值偏小。
(3)根据串并联电路规律有
代入数据解得
所以需要用0.10电阻替换。
3.(2023·广东深圳·模拟预测)某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表(量程为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻约为);
C.定值电阻(阻值为);
D.定值电阻(阻值为);
E.滑动变阻器R;
F.一节新的干电池E;
G.开关S及导线若干。
(1)图甲中的电阻应选用______(填“C”或“D”)。
(2)根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线。( )
(3)正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组的示数和的示数,将对应的数据在坐标系中描点,作出图像如图丙所示,的内阻为______(结果保留三位有效数字)。
(4)给串联一个阻值为______(结果保留三位有效数字)的定值电阻,可将改装成量程为的电压表V。
(5)用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时,的示数为,则V的实际量程为______V(结果保留三位有效数字)。
【答案】 C 300 14.7 15.5
【详解】(1)[1]当电流表A1、A2满偏时,A1并联的电阻约为
图甲中的电阻应选用C;
(2)[2]根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线如图所示
(3)[3]根据串并联电路特点和欧姆定律有
整理得
根据图像可得
代入数据解得
(4)[4]将改装成量程为的电压表,需要串联的电阻为
(5)[5]当的示数为时,的示数为,当的示数为时,的示数为
则V的实际量程为
4.(2024·广东深圳·一模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到_________(填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节_________,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为_________Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前_________Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值_________。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
【答案】 a端 滑动变阻器 10 0.025 偏小
【详解】(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器接入电路电阻应最大保护电路,即滑片应移到a端。
[2]实验过程中,先闭合开关,调节滑动变阻器,直至表头G指针满偏。
[3]再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时认为干路电流仍为,则有
由图2可得
(3)[4]由图3,根据欧姆定律有
解得
(4)[5]由于步骤(2)测电阻时,实际干路电流大于,则通过电阻箱的电流大于,则电阻箱电阻小于表头G的内阻,即所测表头G的内阻偏小,则修复后的电表实际量程大于,则电表测量出的电流值比实际值偏小。
5.(24-25高三上·安徽·开学考试)某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值)
B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择________(选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为________;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表________(选填“串”或“并”)联一个阻值为________的电阻(保留两位有效数字)。
【答案】(1)A
(2) 75.0 小于
(3) 并 0.25
【详解】(1)当电流表满偏时电流为2mA,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[1]闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为2mA,保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,回路中总电流为2mA,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联,导致干路上电流变大,当电流表示数为1mA,则流过变阻箱的电流大于1mA,这样导致测量值小于真实值。
(3)[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,由并联电阻分流作用可知,则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍,则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍,所以并联的电阻阻值
▌题型03滑动变阻器接法选择与动态分析
1.核心知识点
限流电路:电压不能调至0;分压电路:电压0~E连续可调;两种电路适用条件。
2.解题方法
实验设计题根据“电压是否需要从零调节”选择电路;动态分析按:局部电阻变化→总电阻→总电流→各元件电压电流顺序推导。
3.解题思维
需求匹配思维,根据实验目标选择电路结构。
1.(23-24高二上·河北石家庄·期中)电学实验中测量电阻的阻值时,电流表有两种接法,如图甲、乙所示;滑动变阻器控制电路,调节待测电阻的电压、电流时也有两种接法,如图丙、丁所示。关于电路图说法正确的是( )
A.甲图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
B.乙图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
C.丙图中滑动变阻器属于分压接法,丁图中滑动变阻器属于限流接法
D.若,且要求的电压有较大的调节范围,则选用丁图较好
【答案】D
【详解】A.甲图是电流表内接法,误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使,故A错误;
B.乙图是电流表外接法,误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使,故B错误;
CD.丙图中滑动变阻器属于限流接法,丁图中滑动变阻器属于分压接法,若,且要求的电压有较大的调节范围,应采用分压接法,即选用丁图较好,故C错误,D正确。
故选D。
2.(21-22高三上·北京·期末)如图所示,滑动变阻器的最大阻值是R1,定值电阻的阻值是R2,A、B两端的电压恒定为U,R2两端的电压用U2表示,则( )
A.开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
B.开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
C.若R1比R2小很多,开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
D.若R1比R2小很多,开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
【答案】C
【详解】A.开关S断开时,滑片P在a处,R2两端的电压最大,为U,滑片P在b处,R2两端的电压最小,为。A错误;
B.开关S闭合时,滑片P在a处,R2两端的电压最大,为U,滑片P在b处,R2被短路,两端的电压最小,为0。U2从U变化到0。B错误;
C.开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量为
由于R1比R2小很多,所以
C正确;
D.开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量为
D错误。
故选C。
3.(2021·辽宁·高考真题)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
【答案】 2 A 减小
【详解】(1)[1]微安表的内阻,满偏电流,串联后改装为的电压表,所以满足
代入数据解得
(2)[2]开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移动到2端,这样测量电路部分的分压为0,便于检测改装后的电表。
(3)[3]开关闭合,调节滑动变阻器,电表示数变化不明显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数,若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。
故选A。
(4)[4]标准电压表的示数为,若改装电压表也为,此时微安表的示数为
但此时微安表示数为,说明的阻值偏大,所以应该减小的阻值。
4.(25-26高二上·北京西城·期中)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
【答案】(1) F B D
(2)0.549/0.550/0.551
(3)乙
(4)BC
(5)
【详解】(1)[1]尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器使用分压接法,滑动变阻器使用总阻值较小的,所以选F;
[2]电源电动势为3V,电压表选B;
[3]电路中的最大电流,电流表选D;
(2)螺旋测微器读数分两部分:固定刻度与活动刻度。观察图中固定刻度部分有0毫米线,和上方的半毫米线,这部分读数为 0.5mm,活动刻度部分的读数为0.05mm,再估计一位:0.050mm,两部分合起来,最终的读数为 0.5mm+0.050mm=0.550mm。
(3)[1]电压有较大的调节范围,滑动变阻器用分压接法,被测电阻为小电阻,用电流表外接法,所以选乙图电路;
(4)用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差,B正确;
实验采用电流表外接电路测电阻,测量值比真实值偏小,由可知,电阻率的测量值也偏小,C正确。
故选BC。
(5)根据 , ,可得
由图像斜率可得,
联立可得
5.(24-25高三下·广东·期末)某教师为提升自身实验操作水准,利用假期在实验室练习利用半偏法测量电压表的内阻。实验室提供以下器材:
电池(电动势约为4V,内阻可忽略不计);
滑动变阻器A(阻值范围为);
滑动变阻器B(阻值范围为);
电阻箱(最大阻值为);
待测电压表(量程为,内阻约为);
开关及导线若干。
(1)该教师设计了如图所示的电路图,滑动变阻器应选择__________(选填“A”或“B”);
(2)正确连接电路后进行如下操作:
①把滑动变阻器的滑片P滑到__________(选填“a”或“b”)端,并将电阻箱的阻值调到零,闭合开关;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;
③保持开关S闭合、滑动变阻器滑片的位置不变,调整电阻箱的阻值,当电阻箱阻值为时,电压表的指针指在满刻度的处,即可认为该电压表的内阻为
(3)该电压表的实际内阻__________(选填“大于”“小于”或“等于”) ;
(4)该教师通过录像分析实验操作时,发现在开关S闭合前,电阻箱阻值并未调到零,阻值为,后续操作均正确,则该电压表内阻应为__________(用、表示)。
【答案】(1)B
(2)
(3)小于
(4)
【详解】(1)选滑动变阻器总电阻值小的更容易控制分压,误差小,故选B。
(2)①开始时,将滑动变阻器的滑片P滑到端,可使并联部分的电压为零,更安全,故选a。
(3)此实验的误差来自于,设计实验时认为调整电阻箱的阻值时,并联部分电压是不变的,即
但实际上,调整电阻箱的阻值时,并联部分电阻增大,并联部分电压也增大,即
由于此时电压表两端电压
电阻箱分得的电压
所以电压表的实际内阻小于。
(4)开始时,电阻箱阻值并未调到零,阻值为,满偏时并联部分电压为
半偏时并联部分电压为
两次并联部分电压不变,解得
▌题型04 创新方法测电阻实验分析
1.核心知识点
利用串并联等压、等流条件间接测电阻;电桥平衡条件;替代法原理;半偏法实验条件与误差;电表读数规范。
2.解题方法
识别实验原理,寻找电路等量关系;抓住平衡临界条件;规范读取测量仪表数据。
3.解题思维
等效思想、平衡思想,不拘泥标准伏安法测量模型。
1.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)某兴趣小组欲精确测量一电子元件的阻值(约为),实验室提供如下实验器材:
A.电源E(电动势为9V,内阻约为);
B.电流表A1(量程为0~15mA,内阻为);
C.电流表(量程为0~100mA,内阻为);
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.开关S,导线若干。
(1)小组设计如图所示的电路图,其中滑动变阻器应选用______(填器材前序号)
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在______(填“M”或“N”)端。当开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录多组电流表的示数、电流表的示数,描点作出了图像,图像为直线,已知图线的斜率为,则该电子元件的阻值______(用R、、k表示)。
【答案】(1)E
(2) M
【详解】(1)由图可知,滑动变阻器采用了分压式接法,需要测量的范围更大,而滑动变阻器阻值越小,调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选最大值较小的,故滑动变阻器应选用E;
(2)[1]为保护并联部分电路中的仪器,故在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处在M处;
[2]根据欧姆定律可得
变形得
故图像的斜率为
解得
2.(2025·湖南长沙·模拟预测)某同学为了测量电压表的内阻,实验室提供了下列实验器材:
待测电压表(量程为300mV,内阻约为1kΩ)
电源E(电动势为1.5V,内阻为2Ω)
电阻箱(0~9999.9Ω)
滑动变阻器R0(0~20Ω,1A)
定值电阻R1=60Ω
定值电阻R2=1300Ω
(1)根据实验器材设计了如图甲所示电路图,定值电阻应选择_______(填“”或“”)。
(2)先调节滑动变阻器滑片至左端,电阻箱接入电路阻值为零,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表满偏,保持滑动变阻器滑片不动,再调节电阻箱阻值为时电压表半偏,则电压表的内阻为________,用此方法测出的电压表内阻比实际值偏________(填“大”或“小”)。
(3)之后将此电压表改装成量程3V的电压表,并用标准表进行校对,实验电路如图乙所示。校准过程中,改装表示数总是略大于标准表,则应该将电阻箱阻值调________(填“大”或“小”),若改装表的表头读数为300mV时,标准电压表的读数为1.8V,此时电阻箱示数为4000Ω,为了消除误差,则电阻箱接入阻值应为________Ω。
【答案】(1)R1
(2) R0 大
(3) 大 7200
【详解】(1)滑动变阻器的总电阻为20Ω,要使电压表满偏时,滑动变阻器与定值电阻二者分担的电压分别是0.3V和1.2V,当时,滑动变阻器部分的电压过小,当时,滑动变阻器部分的电压合适,因此定值电阻应选择R1。
(2)[1]由于滑动变阻器阻值较小,可以控制电压表和电阻箱两端总电压近似不变,电压表的示数为半偏时,电阻箱示数即等于电压表的内阻,故电压表内阻为;
[2]电阻箱接入电路后,电阻箱和电压表两端电压增大,当电压表的示数为半偏的时候,电阻箱分担的电压大于半偏的电压值,因此电阻箱的电阻大于电压表的内阻,故测量值偏大。
(3)[1]改装表的示数偏大,即电压表分担的电压过大,根据串联分压原则应适当将电阻箱阻值调大;
[2]设消除误差后,电阻箱接入电路的电阻为,此时电路中的电流
电压表的真正电阻
根据电表改装原理
联立解得Rx=7200Ω
3.(2024·广东·二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表的内阻,其量程为3V,内阻大约为2kΩ,除此以外提供的器材有:
A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计)
B.电压表(量程15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1500Ω)
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
(1)实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的,同时方便电路调节,滑动变阻器应选择______,实验所需的另一个电表应选择______,定值电阻应选择______(均选填器材前的字母代号);
(2)请在虚线框内画出实验电路图______;
(3)将电压表的示数记为,将另一个电表的示数记为,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组、的值后建立坐标系,绘制图像,拟合得到线性图像的斜率为k,则电压表的内阻______(用k、R)表示。
【答案】(1) D B F
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2][3]为了精确测量和方便电路调节,电路控制部分应该采用分压接法,因此滑动变阻器选总阻值小的,即选择D;电流表因为量程太大,无法使用,因此另一个电表应该选择,即选择B;由于、两者量程差别较大,为了能够更好使用,需要给串联一个分压电阻,再和并联,根据电压分配关系,分压电阻选择,即定值电阻应选择F。
(2)根据(1)问分析,实验电路图如图所示
(3)根据欧姆定律有
整理得
可知图像的斜率为
可得
4.(2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1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,电流表的示数如图2所示,其读数___________A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。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它方法进行实验:
①器材间连线如图3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3所示。则待测电阻___________。此方法___________(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是___________。
【答案】 0.34 见解析 外 5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)
【详解】(1)[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为
电流表的百分比变化为
因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法
(2)①[3]电路图如图
②[4]两次实验中电路电流相同,因此可有
可得
读数可得
[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4Ω,则实验只能测得其为,误差较大。
5.(23-24高二下·广西南宁·期末)某同学要探究光敏电阻阻值随光照强度变化的规律,实验电路如图甲所示。
实验器材如下:
A.待测光敏电阻Rx(日光下阻值约几千欧)
B.标准电阻R1(阻值为10Ω)
C.标准电阻R2(阻值为4Ω)
D.灵敏电流计G(量程为300μA,a端电势高于b端电势,电流计向左偏转,b端电势高于a端电势,电流计向右偏转)
E.电阻箱R3(0~9999Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.电源(电动势3.0V,内阻约为0.2Ω)
H.开关,导线若干
(1)①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于_________(填“A”或“B”)端。
②多次调节滑动变阻器和电阻箱,使电流计指针稳定时指向中央零刻线位置。电阻箱示数如图乙所示,电阻箱接入电路的阻值R3=__________Ω。
(2)待测光敏电阻R计算公式为_________(用R1,R2,R3表示)。
(3)该同学找到该光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像如图丙所示,则上述实验中光强强度为_________cd;
(4)若保持电阻箱阻值不变,增大光照强度,则电流计指针________(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
【答案】(1) A 2400
(2)
(3)2.0
(4)向右
【详解】(1)[1]闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片移到A端。保证电键闭合后滑动电阻器的输出电压为零,保护用电器;
[2]根据图乙得出电阻箱的阻值为2400Ω。
(2)[3]当电流计指针指向中央零刻线位置时,电流计两端电势相等,有
得
(3)[4]由(2)可知
Ω=6000Ω
由丙图可知光照强度为2.0cd
(4)[5] 若增加光照强度,则变小,,b端电势高于a端电势,电流计向右偏转。
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3.4电阻的串联和并联
题型01 串并联、混联电路参量计算
题型02 灵敏电流计改装电表计算
题型03 滑动变阻器接法选择与动态分析
题型04 创新方法测电阻实验分析
▌题型01 串并联、混联电路参量计算
1.核心知识点
串联分压、并联分流规律;总电阻计算公式;混联电路等效化简原则;欧姆定律。
2.解题方法
画出等效电路,由内向外等效;先整体求解总电阻、总电流,再逆向求解各支路电压、电流;优先使用分压、分流比例简化计算。
3.解题思维
等效替代思想;整体局部联动分析。
1.D
2.A
3.D
4.AD
5.BD
▌题型02 灵敏电流计改装电表计算
1.核心知识点
表头Ig、Rg;并联电阻分流改装电流表;串联电阻分压改装电压表;改装电表误差成因。
2.解题方法
以表头满偏为临界状态,利用串并联电压、电流关系列式,计算分压/分流电阻;区分表头元件与改装后整体电表。
3.解题思维
模型拆分思维,把组合电路当作新电表模型分析。
1.B
2.【答案】(1)
(2) /10 小于
(3)0.10
【详解】(1)[1]根据实物连接图,电路图补充如下:
[2]改装大量程电流表需要并联小电阻,接接线柱并联的电阻小,所以量程大,选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是。
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路中阻值最大,滑片应移到端。
[2]根据电阻测量的半偏法思想,表头的内阻等于电阻箱接入电路的阻值,所以表头的内阻为。
[3]测量表头G的内阻时,闭合开关之后,电路总电阻减小,干路电流会略大于,则通过电阻箱的电流大于,由并联电路分流特点,则测量表头G的内阻比实际值偏小。
(3)根据串并联电路规律有
代入数据解得
所以需要用0.10电阻替换。
3.【答案】 C 300 14.7 15.5
【详解】(1)[1]当电流表A1、A2满偏时,A1并联的电阻约为
图甲中的电阻应选用C;
(2)[2]根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线如图所示
(3)[3]根据串并联电路特点和欧姆定律有
整理得
根据图像可得
代入数据解得
(4)[4]将改装成量程为的电压表,需要串联的电阻为
(5)[5]当的示数为时,的示数为,当的示数为时,的示数为
则V的实际量程为
4.【答案】 a端 滑动变阻器 10 0.025 偏小
【详解】(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器接入电路电阻应最大保护电路,即滑片应移到a端。
[2]实验过程中,先闭合开关,调节滑动变阻器,直至表头G指针满偏。
[3]再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时认为干路电流仍为,则有
由图2可得
(3)[4]由图3,根据欧姆定律有
解得
(4)[5]由于步骤(2)测电阻时,实际干路电流大于,则通过电阻箱的电流大于,则电阻箱电阻小于表头G的内阻,即所测表头G的内阻偏小,则修复后的电表实际量程大于,则电表测量出的电流值比实际值偏小。
5.【答案】(1)A
(2) 75.0 小于
(3) 并 0.25
【详解】(1)当电流表满偏时电流为2mA,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[1]闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为2mA,保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,回路中总电流为2mA,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联,导致干路上电流变大,当电流表示数为1mA,则流过变阻箱的电流大于1mA,这样导致测量值小于真实值。
(3)[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,由并联电阻分流作用可知,则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍,则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍,所以并联的电阻阻值
▌题型03滑动变阻器接法选择与动态分析
1.核心知识点
限流电路:电压不能调至0;分压电路:电压0~E连续可调;两种电路适用条件。
2.解题方法
实验设计题根据“电压是否需要从零调节”选择电路;动态分析按:局部电阻变化→总电阻→总电流→各元件电压电流顺序推导。
3.解题思维
需求匹配思维,根据实验目标选择电路结构。
1.D
2.C
3.【答案】 2 A 减小
【详解】(1)[1]微安表的内阻,满偏电流,串联后改装为的电压表,所以满足
代入数据解得
(2)[2]开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移动到2端,这样测量电路部分的分压为0,便于检测改装后的电表。
(3)[3]开关闭合,调节滑动变阻器,电表示数变化不明显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数,若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。
故选A。
(4)[4]标准电压表的示数为,若改装电压表也为,此时微安表的示数为
但此时微安表示数为,说明的阻值偏大,所以应该减小的阻值。
4.【答案】(1) F B D
(2)0.549/0.550/0.551
(3)乙
(4)BC
(5)
【详解】(1)[1]尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器使用分压接法,滑动变阻器使用总阻值较小的,所以选F;
[2]电源电动势为3V,电压表选B;
[3]电路中的最大电流,电流表选D;
(2)螺旋测微器读数分两部分:固定刻度与活动刻度。观察图中固定刻度部分有0毫米线,和上方的半毫米线,这部分读数为 0.5mm,活动刻度部分的读数为0.05mm,再估计一位:0.050mm,两部分合起来,最终的读数为 0.5mm+0.050mm=0.550mm。
(3)[1]电压有较大的调节范围,滑动变阻器用分压接法,被测电阻为小电阻,用电流表外接法,所以选乙图电路;
(4)用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差,B正确;
实验采用电流表外接电路测电阻,测量值比真实值偏小,由可知,电阻率的测量值也偏小,C正确。
故选BC。
(5)根据 , ,可得
由图像斜率可得,
联立可得
5.【答案】(1)B
(2)
(3)小于
(4)
【详解】(1)选滑动变阻器总电阻值小的更容易控制分压,误差小,故选B。
(2)①开始时,将滑动变阻器的滑片P滑到端,可使并联部分的电压为零,更安全,故选a。
(3)此实验的误差来自于,设计实验时认为调整电阻箱的阻值时,并联部分电压是不变的,即
但实际上,调整电阻箱的阻值时,并联部分电阻增大,并联部分电压也增大,即
由于此时电压表两端电压
电阻箱分得的电压
所以电压表的实际内阻小于。
(4)开始时,电阻箱阻值并未调到零,阻值为,满偏时并联部分电压为
半偏时并联部分电压为
两次并联部分电压不变,解得
▌题型04 创新方法测电阻实验分析
1.核心知识点
利用串并联等压、等流条件间接测电阻;电桥平衡条件;替代法原理;半偏法实验条件与误差;电表读数规范。
2.解题方法
识别实验原理,寻找电路等量关系;抓住平衡临界条件;规范读取测量仪表数据。
3.解题思维
等效思想、平衡思想,不拘泥标准伏安法测量模型。
1.【答案】(1)E
(2) M
【详解】(1)由图可知,滑动变阻器采用了分压式接法,需要测量的范围更大,而滑动变阻器阻值越小,调节时电表变化越明显,为方便实验操作,滑动变阻器应选最大值较小的,故滑动变阻器应选用E;
(2)[1]为保护并联部分电路中的仪器,故在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处在M处;
[2]根据欧姆定律可得
变形得
故图像的斜率为
解得
2.【答案】(1)R1
(2) R0 大
(3) 大 7200
【详解】(1)滑动变阻器的总电阻为20Ω,要使电压表满偏时,滑动变阻器与定值电阻二者分担的电压分别是0.3V和1.2V,当时,滑动变阻器部分的电压过小,当时,滑动变阻器部分的电压合适,因此定值电阻应选择R1。
(2)[1]由于滑动变阻器阻值较小,可以控制电压表和电阻箱两端总电压近似不变,电压表的示数为半偏时,电阻箱示数即等于电压表的内阻,故电压表内阻为;
[2]电阻箱接入电路后,电阻箱和电压表两端电压增大,当电压表的示数为半偏的时候,电阻箱分担的电压大于半偏的电压值,因此电阻箱的电阻大于电压表的内阻,故测量值偏大。
(3)[1]改装表的示数偏大,即电压表分担的电压过大,根据串联分压原则应适当将电阻箱阻值调大;
[2]设消除误差后,电阻箱接入电路的电阻为,此时电路中的电流
电压表的真正电阻
根据电表改装原理
联立解得Rx=7200Ω
3.【答案】(1) D B F
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2][3]为了精确测量和方便电路调节,电路控制部分应该采用分压接法,因此滑动变阻器选总阻值小的,即选择D;电流表因为量程太大,无法使用,因此另一个电表应该选择,即选择B;由于、两者量程差别较大,为了能够更好使用,需要给串联一个分压电阻,再和并联,根据电压分配关系,分压电阻选择,即定值电阻应选择F。
(2)根据(1)问分析,实验电路图如图所示
(3)根据欧姆定律有
整理得
可知图像的斜率为
可得
4.【答案】 0.34 见解析 外 5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其它合理解释)
【详解】(1)[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为
电流表的百分比变化为
因此可知电压表的示数变化更明显,说明电流表的分压更严重,因此不能让电流表分压,采用外接法
(2)①[3]电路图如图
②[4]两次实验中电路电流相同,因此可有
可得
读数可得
[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4Ω,则实验只能测得其为,误差较大。
5.【答案】(1) A 2400
(2)
(3)2.0
(4)向右
【详解】(1)[1]闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片移到A端。保证电键闭合后滑动电阻器的输出电压为零,保护用电器;
[2]根据图乙得出电阻箱的阻值为2400Ω。
(2)[3]当电流计指针指向中央零刻线位置时,电流计两端电势相等,有
得
(3)[4]由(2)可知
Ω=6000Ω
由丙图可知光照强度为2.0cd
(4)[5] 若增加光照强度,则变小,,b端电势高于a端电势,电流计向右偏转。
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3.4电阻的串联和并联
题型01 串并联、混联电路参量计算
题型02 灵敏电流计改装电表计算
题型03 滑动变阻器接法选择与动态分析
题型04 创新方法测电阻实验分析
▌题型01 串并联、混联电路参量计算
1.核心知识点
串联分压、并联分流规律;总电阻计算公式;混联电路等效化简原则;欧姆定律。
2.解题方法
画出等效电路,由内向外等效;先整体求解总电阻、总电流,再逆向求解各支路电压、电流;优先使用分压、分流比例简化计算。
3.解题思维
等效替代思想;整体局部联动分析。
1.(2026·北京丰台·一模)如图所示为两个量程的电压表,量程为0~3V和0~15V。实验发现:0~3V量程下,电压表两端施加3V电压时,表头恰好满偏;0~15V量程下,电压表两端施加15V电压时,表头未达到满偏。现要通过调整电阻或对该电压表进行校准。下列操作可行的是________。
A.仅增大的阻值 B.仅减小的阻值
C.仅增大的阻值 D.仅减小的阻值
2.(25-26高二上·广西贵港·阶段检测)在如图所示的电路中,灯泡上标有的字样,电阻为为为。当间连接的电压时,灯泡的电阻不随温度的变化而改变。下列判断正确的是( )
A.灯泡的实际功率为 B.上的电流为
C.电路间消耗的总功率为 D.2秒内,通过的电量为
3.(25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测)如图所示的电路中,定值电阻分别为和,现在、两点间加12V的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A.、间的总电阻为 B.和两端的电压比为
C.流过和的电流比为 D.和两端的电压比为
4.(多选)(24-25高二上·甘肃临夏·期末)如图所示,电阻R1 = R4 = 3 Ω,R2 = R3 = 6 Ω,电流表为理想电流表,在A、B两端加上恒定电压UAB = 12 V,则以下说法正确的是( )
A.R1与R3两端的电压相等 B.通过R3与R4的电流相等
C.流过电流表的电流方向向上 D.流过电流表的电流大小为1 A
5.(多选)(22-23高二上·新疆塔城·阶段检测)如图所示的电路,电阻、不为零,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若定值,当增加时,AB间的总电阻变大
C.当时,AB间的总电阻接近,且比大
D.若、不变,再给AB间并联一个不为零的电阻,总电阻将减小
▌题型02 灵敏电流计改装电表计算
1.核心知识点
表头Ig、Rg;并联电阻分流改装电流表;串联电阻分压改装电压表;改装电表误差成因。
2.解题方法
以表头满偏为临界状态,利用串并联电压、电流关系列式,计算分压/分流电阻;区分表头元件与改装后整体电表。
3.解题思维
模型拆分思维,把组合电路当作新电表模型分析。
1.(24-25高二上·河北保定·期中)如图所示,将一只满偏电流为100 mA、内阻为30Ω的表头改装成测量电流、电压两用的电表,已知,。下列说法正确的是( )
A.接 Oa 端是电流表,量程为500 mA
B.接 Ob端是电压表,量程为15 V
C.接 Oa 端是电流表,量程为120 mA
D.接 Ob端是电压表,量程为 3 V
2.(2025·广东珠海·一模)某科技小组欲修复一个量程为的电流表,操作过程如下:
(1)拆开电流表底座发现其内部结构如图甲所示,其中为电流表负接线柱,、为其余两个接线柱,请根据图甲在图乙中将电流表的电路图补充完整__________。选择的量程时,应接入电路的两个接线柱是__________。(选填“”或“”)
(2)取出表头,发现表头完好无损,用标准电表测出表头满偏电流为。接着测量表头的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到__________端(选填“”或“”),先闭合开关,调节滑动变阻器使表头指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值使表头指针半偏,此时电阻箱的示数为,则表头的内阻为__________,表头的内阻测量值__________真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)经检测除损坏外,其余元件均完好,已知,,请根据电流表的量程,推算需用__________电阻替换。(结果保留两位有效数字)
3.(2023·广东深圳·模拟预测)某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为的电压表。小组同学先用如图甲所示的电路测量电流表的内阻,提供的实验器材有:
A.电流表(量程为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻约为);
C.定值电阻(阻值为);
D.定值电阻(阻值为);
E.滑动变阻器R;
F.一节新的干电池E;
G.开关S及导线若干。
(1)图甲中的电阻应选用______(填“C”或“D”)。
(2)根据图甲,用笔画线代替导线,补充完成图乙中实物间的连线。( )
(3)正确连接线路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,获得多组的示数和的示数,将对应的数据在坐标系中描点,作出图像如图丙所示,的内阻为______(结果保留三位有效数字)。
(4)给串联一个阻值为______(结果保留三位有效数字)的定值电阻,可将改装成量程为的电压表V。
(5)用标准电压表与V并联进行校准。当的示数为时,的示数为,则V的实际量程为______V(结果保留三位有效数字)。
4.(2024·广东深圳·一模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到_________(填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节_________,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为_________Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前_________Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值_________。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
5.(24-25高三上·安徽·开学考试)某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值)
B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择________(选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为________;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值________真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表________(选填“串”或“并”)联一个阻值为________的电阻(保留两位有效数字)。
▌题型03滑动变阻器接法选择与动态分析
1.核心知识点
限流电路:电压不能调至0;分压电路:电压0~E连续可调;两种电路适用条件。
2.解题方法
实验设计题根据“电压是否需要从零调节”选择电路;动态分析按:局部电阻变化→总电阻→总电流→各元件电压电流顺序推导。
3.解题思维
需求匹配思维,根据实验目标选择电路结构。
1.(23-24高二上·河北石家庄·期中)电学实验中测量电阻的阻值时,电流表有两种接法,如图甲、乙所示;滑动变阻器控制电路,调节待测电阻的电压、电流时也有两种接法,如图丙、丁所示。关于电路图说法正确的是( )
A.甲图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
B.乙图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
C.丙图中滑动变阻器属于分压接法,丁图中滑动变阻器属于限流接法
D.若,且要求的电压有较大的调节范围,则选用丁图较好
2.(21-22高三上·北京·期末)如图所示,滑动变阻器的最大阻值是R1,定值电阻的阻值是R2,A、B两端的电压恒定为U,R2两端的电压用U2表示,则( )
A.开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
B.开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
C.若R1比R2小很多,开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
D.若R1比R2小很多,开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
3.(2021·辽宁·高考真题)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
4.(25-26高二上·北京西城·期中)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
5.(24-25高三下·广东·期末)某教师为提升自身实验操作水准,利用假期在实验室练习利用半偏法测量电压表的内阻。实验室提供以下器材:
电池(电动势约为4V,内阻可忽略不计);
滑动变阻器A(阻值范围为);
滑动变阻器B(阻值范围为);
电阻箱(最大阻值为);
待测电压表(量程为,内阻约为);
开关及导线若干。
(1)该教师设计了如图所示的电路图,滑动变阻器应选择__________(选填“A”或“B”);
(2)正确连接电路后进行如下操作:
①把滑动变阻器的滑片P滑到__________(选填“a”或“b”)端,并将电阻箱的阻值调到零,闭合开关;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;
③保持开关S闭合、滑动变阻器滑片的位置不变,调整电阻箱的阻值,当电阻箱阻值为时,电压表的指针指在满刻度的处,即可认为该电压表的内阻为
(3)该电压表的实际内阻__________(选填“大于”“小于”或“等于”) ;
(4)该教师通过录像分析实验操作时,发现在开关S闭合前,电阻箱阻值并未调到零,阻值为,后续操作均正确,则该电压表内阻应为__________(用、表示)。
▌题型04 创新方法测电阻实验分析
1.核心知识点
利用串并联等压、等流条件间接测电阻;电桥平衡条件;替代法原理;半偏法实验条件与误差;电表读数规范。
2.解题方法
识别实验原理,寻找电路等量关系;抓住平衡临界条件;规范读取测量仪表数据。
3.解题思维
等效思想、平衡思想,不拘泥标准伏安法测量模型。
1.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)某兴趣小组欲精确测量一电子元件的阻值(约为),实验室提供如下实验器材:
A.电源E(电动势为9V,内阻约为);
B.电流表A1(量程为0~15mA,内阻为);
C.电流表(量程为0~100mA,内阻为);
D.定值电阻;
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.开关S,导线若干。
(1)小组设计如图所示的电路图,其中滑动变阻器应选用______(填器材前序号)
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在______(填“M”或“N”)端。当开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录多组电流表的示数、电流表的示数,描点作出了图像,图像为直线,已知图线的斜率为,则该电子元件的阻值______(用R、、k表示)。
2.(2025·湖南长沙·模拟预测)某同学为了测量电压表的内阻,实验室提供了下列实验器材:
待测电压表(量程为300mV,内阻约为1kΩ)
电源E(电动势为1.5V,内阻为2Ω)
电阻箱(0~9999.9Ω)
滑动变阻器R0(0~20Ω,1A)
定值电阻R1=60Ω
定值电阻R2=1300Ω
(1)根据实验器材设计了如图甲所示电路图,定值电阻应选择_______(填“”或“”)。
(2)先调节滑动变阻器滑片至左端,电阻箱接入电路阻值为零,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表满偏,保持滑动变阻器滑片不动,再调节电阻箱阻值为时电压表半偏,则电压表的内阻为________,用此方法测出的电压表内阻比实际值偏________(填“大”或“小”)。
(3)之后将此电压表改装成量程3V的电压表,并用标准表进行校对,实验电路如图乙所示。校准过程中,改装表示数总是略大于标准表,则应该将电阻箱阻值调________(填“大”或“小”),若改装表的表头读数为300mV时,标准电压表的读数为1.8V,此时电阻箱示数为4000Ω,为了消除误差,则电阻箱接入阻值应为________Ω。
3.(2024·广东·二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表的内阻,其量程为3V,内阻大约为2kΩ,除此以外提供的器材有:
A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计)
B.电压表(量程15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1500Ω)
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
(1)实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的,同时方便电路调节,滑动变阻器应选择______,实验所需的另一个电表应选择______,定值电阻应选择______(均选填器材前的字母代号);
(2)请在虚线框内画出实验电路图______;
(3)将电压表的示数记为,将另一个电表的示数记为,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组、的值后建立坐标系,绘制图像,拟合得到线性图像的斜率为k,则电压表的内阻______(用k、R)表示。
4.(2021·浙江·高考真题)小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
(1)因电表内阻未知,用如图1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,电流表的示数如图2所示,其读数___________A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为,。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它方法进行实验:
①器材间连线如图3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3所示。则待测电阻___________。此方法___________(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是___________。
5.(23-24高二下·广西南宁·期末)某同学要探究光敏电阻阻值随光照强度变化的规律,实验电路如图甲所示。
实验器材如下:
A.待测光敏电阻Rx(日光下阻值约几千欧)
B.标准电阻R1(阻值为10Ω)
C.标准电阻R2(阻值为4Ω)
D.灵敏电流计G(量程为300μA,a端电势高于b端电势,电流计向左偏转,b端电势高于a端电势,电流计向右偏转)
E.电阻箱R3(0~9999Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.电源(电动势3.0V,内阻约为0.2Ω)
H.开关,导线若干
(1)①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于_________(填“A”或“B”)端。
②多次调节滑动变阻器和电阻箱,使电流计指针稳定时指向中央零刻线位置。电阻箱示数如图乙所示,电阻箱接入电路的阻值R3=__________Ω。
(2)待测光敏电阻R计算公式为_________(用R1,R2,R3表示)。
(3)该同学找到该光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像如图丙所示,则上述实验中光强强度为_________cd;
(4)若保持电阻箱阻值不变,增大光照强度,则电流计指针________(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
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