第9章 专题提升13 电阻的测量 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理
2026-08-12
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摘要:
**基本信息**
聚焦电阻与电表内阻测量,系统整合伏安法、半偏法等6类实验方法,构建“原理-器材-误差”三阶解题逻辑,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|
|----|-----------|----------|----------|
|电阻测量|题3、4|多用电表粗测→伏安法(分压式)→替代法,双电压表测高阻|欧姆定律→串并联规律→电路设计(器材匹配)|
|电表内阻测定|题1、2、5|半偏法(电流计/毫安表)、电桥平衡法,误差补偿技巧|电表改装原理→电流分配关系→系统误差分析|
|实验误差分析|题1-5|内接法偏大、半偏法偏小,电源内阻无影响判断|测量值与真实值比较→误差来源(电路结构/仪器参数)|
内容正文:
1.(2026·陕西山西青海宁夏联考)实验室有两只完全相同的电流表,量程均为0~0.6 A,但内阻未知,同学们为了测定其内阻,设计了如下实验,实验电路图如图1所示。
(1)请根据电路图完成图2中实物图连线。
(2)同学们按照如下操作进行实验:
a.将滑动变阻器滑片置于最左端,断开K2,闭合K1;
b.闭合K2,反复调节R1、R2,使电流表A1的示数为0.3 A,A2的示数为0.4 A;
c.此时电阻箱的读数如图3所示,则R2=____________Ω。
(3)电流表的内阻r=____________Ω。
(4)本实验所测得的电流表内阻__________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
解析:(1)根据电路图连接实物图如图所示。
(2)电阻箱的读数R2=6.0 Ω。
(3)根据欧姆定律可得r==2.0 Ω。
(4)由以上分析可知,电流表内阻的测量值准确。
答案:(1)图见解析 (2)6.0 (3)2.0 (4)准确
2.某同学要将毫安表G(量程为0~3 mA,内阻在100 Ω~900 Ω之间)改装。他先测量出毫安表的内阻,然后对电表进行改装,可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器R1(0~20 Ω);
B.滑动变阻器R2(0~2 kΩ);
C.电阻箱R(0~9 999.9 Ω);
D.电源E1(电动势约为1.5 V);
E.电源E2(电动势约为6 V);
F.开关、导线若干。
具体实验步骤如下:
①按如图甲所示的电路原理图连接电路;
②将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关 S1、断开开关 S2后调节滑动变阻器的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③保持滑动变阻器滑片的位置不变,闭合开关 S2,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的指针偏转到量程的三分之二位置;
④记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用________,滑动变阻器应选用________。(均填器材前的字母)
(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为320 Ω,则毫安表G内阻的测量值Rg=________Ω,与毫安表内阻的真实值Rg′相比,Rg________(选填“>”“=”或“<”)Rg′。
(3)用该毫安表[内阻取第(2)问测得的Rg]按正确的步骤改装成电阻表,并测量标准电阻Rx的阻值,如图乙所示,理论上其测量结果______(选填“>”“=”或“<”)标准电阻Rx的实际阻值。
解析:(1)当开关 S2闭合后,电路总电阻减小,总电流变大,则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之二位置时,通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的一半,会产生误差,为了使开关 S2闭合后电路总电阻变化较小,滑动变阻器应选用阻值较大的R2,要想毫安表能调节到满偏,则所用电源的电动势应该较大,即选用电源E2。
(2)因为通过电阻箱的电流等于通过毫安表电流的一半,所以电阻箱的阻值等于毫安表G内阻的2倍,如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为320 Ω,那么毫安表G内阻的测量值Rg=160 Ω,实际上通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的一半,所以毫安表内阻的真实值偏大,即Rg<Rg′。
(3)测量时对电阻表进行欧姆调零,表头的内阻的误差不影响电阻表的内阻,所以Rx的测量值等于Rx的真实值。
答案:(1)E B (2)160 < (3)=
3.(2026·安徽省一模)某同学想测量某未知电阻Rx的阻值。
(1)用多用表的电阻挡先粗测电阻Rx的阻值,他选择的倍率为“×1 k”,测量时指针如图所示,则待测电阻的阻值为____________kΩ。
(2)该同学想精确测量该未知电阻的阻值,要求电表示数可以从0开始调节,设计如下实验。
实验器材:
A.电压表V1(量程0~1 V,内阻r1为5 kΩ);
B.电压表V2(量程0~3 V,内阻r2约为10 kΩ);
C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻r3约为5 Ω);
D.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω);
E.滑动变阻器R2(最大阻值为6 kΩ);
F.电源E(电动势约为3 V,内阻不计);
G.开关S,导线若干。
完成下列填空:
①滑动变阻器选____________(填写器材前的选项序号)。
②在虚线框中画出设计的实验电路,并标注所选器材的符号。
③由实验电路得到未知电阻Rx阻值的表达式为Rx=____________(用已知量和所选电表测得的物理量的字母表示,电表V1、V2、A的示数可用U1、U2、I表示)。
解析:(1)选择的倍率为“×1 k”,根据题图可知待测电阻的阻值为11×1 kΩ=11 kΩ。
(2)①要求电表示数可以从0开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法,选最大阻值较小的滑动变阻器更便于测量,故滑动变阻器选D。
②计算流过待测电阻的最大电流Im==≈0.3 mA,而电流表量程为0~0.6 A,相差很大,故电流表不能使用,该题选择利用两个电压表测电阻,实验电路图如图所示。
③待测电阻Rx两端的电压为U2-U1,流过Rx的电流为,故阻值Rx==r1。
答案:(1)11 (2)①D ②图见解析 ③r1
4.测量电阻阻值有多种方法。
(1)甲同学用多用电表电阻挡直接测量待测电阻Rx的阻值。某次测量时,多用电表表盘指针如图甲所示。已知他选用电阻挡的倍率为“×100”,则Rx的测量值为________Ω。
(2)乙同学用图乙所示的电路测量待测电阻Rx的阻值。某次实验,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则电阻Rx的测量值为________。若不考虑偶然误差,该测量值与Rx的真实值相比________(选填“偏小”或“偏大”)。
(3)丙同学用图丙所示的电路测量待测电阻Rx的阻值。操作步骤如下:①先将开关S接1,调节滑动变阻器R1,读出电流表的示数I;②再将开关S接2,保持R1不变,调节电阻箱R2,使电流表的示数仍为I,记下此时电阻箱的阻值为R0,则Rx的测量值为________;电流表内阻对测量结果________(选填“有”或“无”)影响。
(4)丁同学用如图丁所示的电路,测量电流计内阻Rg的阻值。操作步骤如下:①先闭合开关S1,调节R1,使电流计指针满偏;②再闭合开关S2,保持R1不变,调节R2使得电流计指针半偏,记下此时R2的值为R0′,则Rg的测量值为________;若不考虑偶然误差,电流计内阻的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值。
解析:(1)选用电阻挡的倍率为“×100”,则Rx的测量值Rx=6×100 Ω=600 Ω。
(2)某次实验,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则电阻测量值Rx=,题图乙电路中的电流表采用内接法,误差来源于电流表的分压,使得电压表读数大于待测电阻的真实电压,则该测量值与Rx的真实值相比偏大。
(3)先将开关S接1时,根据闭合电路欧姆定律可得I=,再将开关S接2时,根据闭合电路欧姆定律可得I=,可知Rx的测量值为R0;电流表内阻对测量结果无影响。
(4)先闭合开关S1,调节R1,使电流计指针满偏,则有I总=Ig=,再闭合开关S2,保持R1不变,调节R2使得电流计指针半偏,记下此时R2的值为R0′,则有
I总′=≈I总=Ig
则有IgRg=(I总′-Ig)R0′≈IgR0′
可知Rg的测量值为R0′;
若不考虑偶然误差,由
I总′=>I总==Ig
则有IgRg真=(I总′-Ig)R0′>IgR0′
可得Rg真>R0′,则电流计内阻的测量值小于其真实值。
答案:(1)600 (2) 偏大 (3)R0 无
(4)R0′ 小于
5.(2026·甘肃省一模)某兴趣小组想要较精确地测量灵敏电流计G1的内阻Rg,实验室中可供利用的器材有:
待测灵敏电流计G1(量程0~1 mA,内阻约300 Ω)
灵敏电流计G2(量程0~2 mA,内阻约200 Ω)
定值电阻R1(阻值为400 Ω)
定值电阻R2(阻值为600 Ω)
电阻箱R(0~999.9 Ω)
直流电源(电动势为1.5 V)
开关一个,导线若干。
该小组设计的实验电路图如图所示。连接好电路,并进行实验。
(1)实验时,先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值,闭合开关。减小电阻箱的阻值时,观察到灵敏电流计G2的示数也减小,则此时b点电势比a点电势________(选填“高”或“低”)。
(2)继续减小电阻箱的阻值,当G2的示数为0时,电阻箱的示数为450.9 Ω,G1的示数为0.80 mA,则G1的内阻Rg=________Ω。
(3)该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果________(选填“有”或“没有”)影响。
解析:(1)实验时,先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值,闭合开关,再减小电阻箱的阻值时,a点电势降低,由于发现G2的示数也减小,故通过G2的电流方向由a到b,则此时b点电势比a点电势低。
(2)当G2的示数为0时,电阻箱的示数为450.9 Ω,则有=,可得G1的内阻Rg=R=×450.9 Ω=300.6 Ω。
(3)根据=可知该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果没有影响。
答案:(1)低 (2)300.6 (3)没有
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