专题强化14 测电阻的创新方法(专项训练)(天津专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-10-08
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内容正文:
专题强化14 测电阻的创新方法
目 录
模拟·基础演练 1
⌛题型01 半偏法测电表的内阻 1
⌛题型02 等效替代法与电桥法 6
⌛题型03 双电表法与安阻、伏阻法 11
⌛题型04 伏安法的改进与系统误差补偿 15
⌛题型05 多用电表与欧姆表的原理和使用 19
⌛题型06 特殊元件与新材料电阻(率)的测量 23
重难·创新演练 28
真题·实战演练 37
模拟·基础演练
考查重点:半偏法(含改进与误差分析);等效替代法、电桥法(平衡比较法);双电表法、安阻法与伏阻法;伏安法的改进与系统误差补偿;多用电表与欧姆表的读数、改装与倍率选择;特殊元件与新材料电阻(率)的测量
⌛题型01 半偏法测电表的内阻
1.(25-26高三上·山西大同·阶段检测)甲同学利用图甲所示的方法测量灵敏电流计G(量程为)的内阻,相关器材参数如下:
(1)按图甲所示电路图连接实物电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(填“”或“”);
(2)甲同学的测量方法是:先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计的指针满偏;保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使电流计的指针示数为满偏的,电阻箱的示数如图乙所示,则电流计内阻的测量值是______。(结果保留三位有效数字)
(3)实际上电阻箱的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流计内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)为提高实验精度,下列措施可行的是______。
(5)乙同学又找来一块电流表,将图甲改造为图丙所示电路,乙同学的测量方法是:闭合开关、,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表的示数为电流计G的3倍,记下此时电阻箱的阻值为,则电流计内阻的测量值为______(用表示),乙同学的测量______(填“有”或“没有”)系统误差。
A.电源(电动势,内阻忽略)
B.滑动变阻器(阻值)
C.电阻箱
D.开关两个,导线若干
A.更换电动势较小的电源
B.更换电动势较大的电源
C.更换阻值较大的滑动变阻器
【答案】(1)
(2)
(3)小于
(4)B
(5) 没有
【详解】(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于端,滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路安全。
(2)根据电阻箱读数,电流计的指针示数是满偏的,此时电阻箱的电流为电流计满偏电流的,因电阻箱的示数为,根据并联电路规律可知,电流计的内阻测量值为。
(3)闭合后,总电阻减小,则总电流增大,通过电阻箱的真实电流偏大,导致电流计内阻的测量值小于真实值。
(4)AB.选用电动势较大的电源,使表的指针满偏时滑动变阻器接入电路的电阻增大,当接入时,电路总电流的变化减小,电流表指针半偏时的阻值更接近于电流表内阻,从而减小实验误差,故A错误,B正确。
C.若电动势不变,满偏所需的接入阻值固定,更换更大最大阻值的滑动变阻器,接入阻值不变,不能减小误差,故C错误。
故选B。
(5)[1][2]同学乙操作中让电流表的示数为电流计的倍,则电阻箱的电流是电流计电流的倍,由于并联两端电压相等,则电流计的内阻测量值为,该方法直接测出了干路电流,不需要近似总电流不变,因此同学乙的测量没有系统误差。
2.(25-26高二上·安徽芜湖·期末)某实验小组利用图甲所示电路测量电流表A的内阻,可选用的器材有:
E.电源(电动势约为)
F.电键、导线若干
(1)按图甲电路,闭合电键前,应将调到最大,合上电键,调节使电流表满偏;
(2)再闭合电键,保持不变,调节,使电流表半偏
(3)实验中的示数如图乙所示,被测电流表的内阻______
(4)关于实验测量误差的分析正确的是______;
(5)若要将已测内阻的电流表改装成量程为1V的电压表,则与其连接的电阻阻值为_____。
A.待测电流表A(量程内阻约100Ω)
B.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
C.电阻箱(最大阻值为99999.9Ω)
D.电源(电动势约为)
A.测得的电流表内阻偏小
B.测得的电流表内阻偏大
C.为减小测量误差应选择电动势小的电源
D.为减小测量误差应选择电动势大的电源
【答案】85.6 AD 914.4
【详解】(3)[1]当电流表半偏时,可认为通过和电流表的电流近似相等,所以
(4)[2]AB.本实验采用半偏法测电流表内阻,是建立在忽略闭合开关并调节使电流表半偏后干路电流不变这一基础上进行测量的,但实际情况是接入电路后,电路总电阻减小,干路电流会增大,所以当电流表半偏时,通过的实际电流大于则此时的阻值小于,即测得的电流表内阻偏小,故A正确,B错误;
CD.根据前面分析可知,接入电路的阻值越大,闭合开关并调节使电流表半偏后,干路电流的变化越小,系统误差越小,在电流表满偏电流一定的情况下,要满足上述条件,应选择电动势大的电源,故C错误,D正确。
故选AD。
(5)[3]根据电表改装原理可知与电流表连接的电阻阻值为
3.(24-25高二下·海南海口·阶段检测)某物理兴趣小组用图甲所示的电路测量电流表G(量程为1mA)的内阻,可用的器材有:
E.电阻箱
F.开关两个,导线若干
(1)小组同学选用上述器材中的A、C、E、F进行实验,以下是主要的实验步骤,请将步骤补充完整:
①按图甲所示电路图连接实物电路;
②闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“a”或“b”);
③闭合开关,调节,使电流表指针偏到满刻度处;
④保持不变,闭合开关,调节使电流表指针偏到满刻度的一半处,记下此时的值;
⑤断开开关,整理器材。
(2)若步骤④中,电阻箱的示数如图乙所示,则电流表内阻的测量值是______Ω。
(3)实际上,步骤④中的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流表指针半偏时,的值______(填“大于”“等于”或“小于”)电流表内阻的真实值。
A.电源(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源(电动势6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器(阻值)
D.滑动变阻器(阻值)
【答案】(1)b
(2)248.5
(3)小于
【详解】(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于端,滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路安全。
(2)根据电阻箱读数
保持不变,闭合开关,调节使电流表指针偏到满刻度的一半处,在误差范围内有
电流表与电阻箱并联,电压相等,则有
(3)闭合后,总电阻减小,则总电流增大,通过电阻箱的真实电流大于0.5mA,即
根据
解得
可得
4.(25-26高三上·河北邢台·期末)物理兴趣小组的同学们在实验室找到一个微安表,同学们想测一下该表的内阻,并将它改装成量程为的电压表。可供选择的器材有:
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
该小组成员首先利用如图所示的电路测量微安表内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接电路;
②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,断开开关;
③调节滑动变阻器,使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关;
⑤调节电阻箱,使微安表半偏;
⑥记录电阻箱的阻值。
请回答以下问题:
(1)滑动变阻器应该选择___________(填“”或“”)。
(2)微安表半偏时电阻箱的阻值为,这样测量微安表内阻,测量值与真实值相比___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)将微安表与电阻箱串联进行改装,电阻箱的阻值应调到___________。
(4)将改装后的电压表与标准电压表并联,接入另一电路,标准电压表示数为,微安表示数为,则应该___________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值来调整改装电压表。
A.电源(电动势,内阻可忽略);
B.待测微安表(量程为,内阻约为);
C.电阻箱(最大阻值为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
【答案】(1)
(2)偏小
(3)27010
(4) 增大
【详解】(1)本实验是半偏法测表头内阻,实验原理要求滑动变阻器总阻值远大于微安表内阻,才能保证闭合后干路电流近似不变,减小实验误差。微安表内阻约,因此选择最大阻值的。
(2)因为闭合后,并联电阻箱,总电阻减小,干路总电流增大,大于原来的满偏电流,所以流过电阻箱的电流大于微安表的半偏电流,根据并联电压相等,电阻箱阻值小于微安表真实内阻,所以测量值偏小。
(3)微安满偏电流
改装为的电压表,总内阻满足
已知微安表内阻测量值,因此需要串联的电阻为
(4)标准电压表示数为(即实际电压为),按改装设计,对应微安表电流应为
现在电流为,说明相同实际电压下电流偏大,由可知,改装后电压表总内阻偏小,因此需要增大电阻箱的阻值,增大总内阻,完成校准。
⌛题型02 等效替代法与电桥法
5.(25-26高三上·湖北黄冈·阶段检测)电学实验中除偶然误差外,还有系统误差,现要测定某表头的内阻可把它等效为理想电流表与电阻的串联,某学生测量表头内阻的电路如图所示,供选择的仪器如下:
待测表头(,约);
电压表(,内阻约);
电压表(,内阻约);
电阻箱();
滑动变阻器();
干电池();
开关和单刀双掷开关及导线若干。
(1)电压表应选______;
(2)测量时,先闭合,扳至端,调节滑动变阻器,使待测表头指针指示某刻度稳定,电压表指针指在某一刻度值;
(3)然后保持滑动头位置不变,断开,将电阻箱的阻值置于零值,扳至端后,再闭合,逐渐调节电阻箱的阻值,使电压表指针______;
(4)读出电阻箱指示的阻值,则表头的内阻______;
(5)若用待测表头改装成量程为的电压表,所需串联的电阻阻值为______。
【答案】 仍在原来的刻度值 R
【详解】[1]电源为一节干电池,电压约,故电压表应选择
[2]本实验采用的是等效替代法,核心思想是保持电路总电流不变,用电阻箱替代表头,使电压表读数与替代前一致,则电阻箱的阻值等于表头内阻。
因此,扳至端后,再闭合,逐渐调节电阻箱的阻值,使电压表指针仍在原来的刻度值
[3]在替代法中,保持滑动变阻器的滑片位置不变,电源电压恒定,两次电压表读数相同,说明两次回路总电流相同。第一次电压表测量的是表头两端电压,第二次电压表测量的是电阻箱两端电压,两者相等且电流相同,故电阻箱阻值等于表头内阻
[4]要改装成量程为的电压表,应串联一个大电阻,使串联后的总电压等于
表头满偏电流为,满偏时表头两端电压为,串联电阻承担剩余电压,由串联电路规律
解得
6.(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期末)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为,内阻大约为)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器(其中一个阻值为,另一个阻值为);电阻箱(最大阻值为);电源(电动势约为);单刀开关和。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)在下图中将实物连线补充完整_____。
(2)完成下列填空:
①图中滑动变阻器的阻值为_____(选填“15”或“2000”)。
②为了保护微安表,开始时应将的滑片滑到接近电路图(a)中滑动变阻器的_____(选填“左”或“右”)端对应的位置;将滑动变阻器的滑片置于中间位置附近。
③将电阻箱的阻值置于,接通。将的滑片置于适当位置,再反复调节的滑片的位置。最终使得接通前后,微安表的示数保持不变,这说明接通前与所在位置的电势_____(选填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱和微安表位置对调后,其他条件保持不变,发现将电阻箱的阻值置于时,在接通前后,微安表的示数也保持不变。则待测微安表的内阻为_____。
(3)为了提高测量微安表内阻的精度,应调节上的分压,尽可能使微安表读数接近_____。
【答案】(1)
(2) 15 左 相等 1740
(3)
【详解】(1)实物连线如图所示
(2)[1]滑动变阻器采用分压式接法,为了方便调节,要选择阻值较小的滑动变阻器,滑片滑动时,电压变化越均匀,越有利于实验的进行,故的阻值为;
[2]为了保护微安表,通过微安表的电流应从零逐渐增大,当滑片C滑到滑动变阻器的最左端时,通过微安表的电流为零,所以开始时,滑片C应滑到滑动变阻器的左端对应的位置;
[3]接通前后,微安表的示数保持不变,则微安表两端的电压不变,又因为微安表右端电势在接通前后保持不变,所以说明接通前B与D所在位置的电势相等;
[4]设微安表内阻为,设滑片D两侧电阻分别为和,由B与D所在位置的电势相等可知
同理,当和微安表对调时,仍有
联立可得
(3)为了提高测量微安表内阻的精度,应调节上的分压,尽可能使微安表接近满量程,即微安表读数接近。
7.(24-25高一下·湖南衡阳·期中)李明同学想要测量某个未知电阻,他的手边共有仪器如下∶一个电阻箱R、一个滑动变阻器、一个灵敏电流计、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干。他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理老师的帮助。老师首先给了他一道习题要求他思考:
(1)如图甲,在之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱的阻值,当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是________。
(2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以下步骤很快就测出了。
①按图乙接好电路,调节电阻箱R,固定为滑动变阻器的滑片位置不动,当G表示数为零时,读出此时电阻箱阻值;
②将与电阻箱R互换位置,并且控制滑动变阻器的滑片位置不动,再次调节电阻箱R,直至电桥再次平衡时,读出此时电阻箱阻值;
③由以上数据即可得的阻值,其大小为________。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图可知,要使G中电流为零,其两端的电势差为零,则由串并联电路的规律可知,
有
解得
(2)由题意可知,李明采用电桥平衡法进行实验;故应调节R,使G表中电流为零,此时读出,则与Rx的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值;
控制P不动,使两边电阻的比值不变。互换Rx与变阻箱R;再次调节R,使电流计读数为零,有Rx与的比值等于滑动变阻器左右两边电阻的比值;
根据题意有
解得
8.(25-26高三上·广东肇庆·期中)如图甲所示,某中学科技兴趣小组的同学设计了一种测电阻阻值的实验电路。定值电阻,为灵敏电流计,把一段长度、阻值的直均匀电阻丝紧贴在刻度尺的刻度线上,电阻丝端与刻度尺0刻度线对齐,电路中两点间可接待测电阻,金属滑片始终与电阻丝接触良好。主要实验步骤如下:
①如图乙所示,在甲电路中、两点间接一电阻箱,使金属滑片停在刻度尺上的位置坐标为,调整电阻箱的阻值,当灵敏电流计的示数为零时,记录此时电阻箱的阻值,并把此阻值记录在刻度尺上坐标为处;
②使金属滑片依次停在刻度尺上的位置坐标为1.00cm、1.50cm、2.00cm、…、7.50cm、8.00cm,改变电阻箱的阻值,重复步骤①;
③把电路中、两点间的电阻箱换成待测电阻,使金属滑片从端沿电阻丝向端逐渐移动,当灵敏电流计的示数为零时,便可读出的粗略值。
根据以上实验过程,回答下列问题:
(1)刻度尺上的位置坐标为所对应的被测电阻的阻值为_____(保留一位小数);
(2)若考虑电流计的内阻,的测量值_____(填“有”或“无”)系统误差;
(3)刻度尺上电阻标度的零刻度在_____(填“M”或“N”)端;刻度尺上电阻标度值随刻度坐标_____(填“均匀”或“非均匀”)变化;
(4)实验时,当金属滑片调至某位置时,灵敏电流计还有从到的电流,为使灵敏电流计的示数为零,金属滑片应向_____(填“左移”或“右移”)。
【答案】(1)25.0
(2)无
(3) M 非均匀
(4)左移
【详解】(1)根据电桥法
其中,,
联立可得
当时,代值可得
(2)该实验通过电桥法来测得待测电阻的阻值大小,若考虑电流计的内阻,测量时通过电流计的电流为0,所以不影响实验结果。
(3)[1]由(1)可知,待测电阻
当时,
所以刻度尺上电阻标度的零刻度在M端。
[2]由(1)可知,待测电阻
设
则
可知与x不呈线性关系,则刻度尺上电阻标度值随刻度坐标非均匀变化。
(4)根据电源的正负极可以判断,通过MN的电流方向是由N到M,所以N端的电势高于M端的电势,灵敏电流计中有从到的电流,说明P点的电势高于Q点的电势,为使灵敏电流计的示数为零,应将P向电势低的方向移动,即向左侧M端方向移动。
⌛题型03 双电表法与安阻、伏阻法
9.(24-25高一下·河南洛阳·阶段检测)实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻的阻值,图中为标准电阻,阻值为 ;、为理想电压表,S为开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成实验。回答下列问题:
(1)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于______(填“最左端”、“最右端”或“中间”)位置。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为、,则待测电阻的表达式为 ______(用、、表示)。
(2)为了减小偶然误差,改变滑片的位置,多测几组、的值,作出的图像如图乙所示,图像的斜率为 ______(用、表示),可得 ______Ω。
【答案】(1) 最右端
(2) 20
【详解】(1)[1]为了电路安全,防止电流过大,闭合开关前,将滑片置于最右端位置。
[2]由串联电路电流相等结合欧姆定律可得
整理可得待测电阻
(2)[1]根据上述分析可知
整理可得
则图像的斜率
根据题意,由图乙可得
又有
联立解得
10.(25-26高二上·新疆省直辖县级单位·期末)用如图甲所示的电路来测量电流表的电阻,电流表接在干路上,两个阻值均为的电阻均为保护电阻,电阻箱接入阻值的范围足够大,如图乙是所提供的实验器材,合上开关,记录电流表、及电阻箱的值、、.调节电阻箱的接入值,记录多组、、的相应值。由实验数据做出的关系图像如图丙所示,完成下列问题:
(1)请画线代替导线补全实物图乙;
(2)图丙的纵轴截距为_________,若图丙的斜率为,则电阻_________;
(3)实验过程中若电流表内阻不能忽略,则的测量值_________(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。
【答案】(1)
(2) 1
(3)无误差
【详解】(1)画线代替导线补全实物图乙如下
(2)由欧姆定律可得
则图丙的表达式为
由图可知,图像的纵截距为1,斜率为
可得
(3)由上述分析可知,实验过程中无论电流表内阻忽略或不忽略,对的测量值都无影响,且的测量值与真实值相等,实验没有误差。
11.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)某物理实验小组要测量一个阻值约为25Ω的定值电阻的阻值,利用下列实验器材设计了如图甲所示的电路。
E.直流电源(电动势E=12V,内阻不计);
F.导线若干,开关一个,不同阻值的定值电阻若干。
(1)电路图中电流表A应选择_______(填“”或“”),为了尽可能减小实验误差,定值电阻R选用_______(填字母序号)最合适;
(2)测得多组电流表A的示数和电流表B的示数,并作出-图像如图乙所示,图像的斜率为k,定值电阻R和电流表A的总阻值用表示,可知该定值电阻的阻值=_______(用、k字母表示)。
A.被测电阻;
B.电流表(量程为0~100mA,内阻=2Ω);
C.电流表(量程为0~0.6A,内阻=0.5Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为5Ω);
A.10Ω
B.120Ω
C.500Ω
【答案】(1) B
(2)
【详解】(1)[1]由图可知,电路图中电流表A与定值电阻串联,相当于电压表,所以应选择量程较小的电流表;
[2]由于电源电动势为12V,则改装电压表的量程应与电源电动势近似相等,即
解得
故选B。
(2)根据欧姆定律可得
整理可得
根据题意可得
所以
12.(专题18 电学实验 -学易金卷:3年(2021-2023)高考1年模拟物理真题分项汇编(江苏专用))某实验小组要精确测定额定电流为的纯电阻电灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有:
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器
H.蓄电池(电动势为,内阻很小)
I.开关一个
(1)甲同学先进行电流表,和电压表的读数练习,其正确的读数分别为________、________。
(2)乙同学设计了如图电路测量电灯电阻。
①请你帮他选择合适的器材,电表1应选________,定值电阻应选________。(均填写器材前的字母代号)
②测量电灯电阻的表达式为________。(用物理量的字母表示)
③实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到________时,其对应的结果为电灯正常工作时的电阻。
A.电流表(量程为,内阻约为,读数记为)
B.电流表(量程为,内阻约为,读数记为)
C.电压表(量程为,内阻约为,读数记为)
D.电压表(量程为,内阻,读数记为)
【答案】(1)
(2) C E
【详解】(1)[1][2]根据电流表和电压表的读数规则,可知电流表的读数为,电压表的读数为。
(2)①[1][2]定值电阻只能选择E(F太小,起不到分压的效果);电表2选择D(因为其他电流表量程太大或太小,测量都不准确),所以灯泡正常工作时,电路两端的电压大约为,故电表1选择C。
②[3]由闭合电路欧姆定律得
可得
③[4]灯泡正常工作的电流为,所以此时电表2的示数为
⌛题型04 伏安法的改进与系统误差补偿
13.(24-25高三·全国·二轮复习)伏安法测电阻无论是外接法还是内接法,由于电压表的分流或电流表的分压作用,都会引起系统误差。若采用如图甲所示的电路进行电流补偿,在保持滑动变阻器R的滑片不动的情况下,通过调节滑动变阻器的滑片,可使电流计G的读数为0。
(1)分析此电路能有效消除系统误差的原因:①当电流计G的读数为0时,a、b两点的电势________(选填“相等”或“不相等”),所以电压表V的读数就是________(选填“”或“”)上的电压;②因电流计G中无电流通过,所以电流表A的读数就是流过______的电流,这样就消除了由于________(选填“电压表分流”或“电流表分压”)而产生的系统误差。
(2)本实验采用的电源电动势为3.0 V,内阻约为 0.2 Ω,电流表A(量程为0~250 mA,内阻为 1.0 Ω),若待测电阻的阻值约为10 Ω,电压表(量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ),电压表(量程为0~5 V,内阻约为2 kΩ),则电压表应选用________(填符号);滑动变阻器(0~1 000 Ω,允许通过的最大电流为1.0 A)和滑动变阻器(0~20 Ω,允许通过的最大电流为3.0 A),应选________(填符号)作为较适宜。
(3)正确连接电路后,闭合开关S前,滑动变阻器R的滑片应置于________(选填“最左端”“最右端”或“中间位置”)。逐渐向另一端移动滑动变阻器R的滑片以实现多次测量,每次都反复调节滑动变阻器的滑片,使电流计G的读数为零,测得多组数据如下表所示。请在图乙中的坐标纸上描出各点,并作出U-I关系曲线_____,可求出电阻=________ Ω。
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.1
2.4
电流I/mA
101
118
149
182
210
241
【答案】(1) 相等 电压表分流
(2)
(3) 最右端 10
【详解】(1)[1]当电流计的读数为零时,说明、两点之间没有电势差,因此、两点的电势相等。
[2]电压表测量的是点与右侧公共端之间的电压,由于、两点等势,因此电压表的读数等于待测电阻两端的电压。
[3]电流计中无电流通过,电流表与待测电阻中的电流相等,所以电流表的读数就是通过的电流。
[4]电压表的分流电流不经过电流表,因此消除了由于电压表分流而产生的系统误差。
(2)[1]电源电动势为,待测电阻两端的电压不超过,为提高读数精度,电压表应选量程为的。
[2]实验电流不超过,两个滑动变阻器的允许电流均满足要求;实验中需要在较小阻值范围内连续调节,的总电阻过大、调节不够精细,因此应选总电阻较小的作为。
(3)[1]闭合开关前,应使待测电路分得的电压最小,以保护电流表和待测电阻,因此滑动变阻器的滑片应置于最右端。
[2]
[3]根据欧姆定律有
因此图线的斜率等于待测电阻,即
取图线上相距较远的两点代入数据解得
14.(2026·甘肃天水·一模)学校物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)根据图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在最________(填“上”或“下”)端。闭合开关后,将开关接a,调节滑动变阻器,使毫安表的示数为某一值I。
(2)保持滑动变阻器的滑片不动,将开关接b,调节电阻箱,使________,记录此时电阻箱的阻值如图乙所示。
(3)测得未知电阻的阻值为________Ω,该测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)上
(2)毫安表的示数为I
(3) 3608 等于
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器采用限流式接法,滑片要调到上端,使接入电路电阻最大,保护电路。
(2)保持滑动变阻器滑片不动,将接b,调节电阻箱,使毫安表的示数仍为I。原理:电路总电阻不变,则。
(3)[1][2]电阻箱读数
替代法中,两次电路状态完全相同,电流一样,所以
测量值等于真实值。
15.(24-25高三·全国·一轮复习)某实验小组为了测量某定值电阻的阻值,使用的实验器材如下:
E.开关、导线若干
(1)按图甲连接好电路,调整电源电压且保持不变。闭合开关,将单刀双掷开关拨向接线柱1,电压表V的读数如图乙所示,其读数为_______;然后再将开关拨向接线柱2,电压表V的读数为。
(2)实验小组的同学把电压表当作理想电表处理,根据串联电路中电压与电阻的关系,得出_______(计算结果保留4位有效数字);由于电压表内阻的影响,这个测量值和真实值相比会_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(3)该实验小组通过思考又设计出另一种实验电路,来测定定值电阻的阻值,并验证实验中电流表对实验结果的影响,除毫安表(量程,内阻)外,电阻和定值电阻均为之前实验中的器材。
(4)按如图丙连接好电路,调整电源电压且保持不变。将开关拨向接线柱2,毫安表的读数为,如果把毫安表当作理想电表处理,将开关拨向接线柱1时,通过计算可知毫安表的读数应为_______;考虑毫安表内阻的影响,毫安表的测量值相比当作理想电表算出的值_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
A.电压表V(量程为,阻值大约为)
B.待测电阻
C.定值电阻
D.学生电源(电压可调且恒定,内阻不计)
【答案】 相等 偏大
【详解】[1]电压表的量程为,分度值为,读数时要估读到分度值的下一位,图乙指针指在刻度处,因此电压表的读数为
[2]根据串联电路中电压与电阻的关系有
解得
[3]若考虑电压表内阻的影响,当开关拨向接线柱1时,电压表和待测电阻并联的总电阻为,则二者分得电压为
同理,当开关拨向接线柱2时,电压表和定值电阻分得电压为
两式相比则有,故测量值与真实值相等。
[4]电源电动势不变,则两次测量满足
解得
[5]拨向2时,回路总电阻为,真实电源电压
拨向1时,回路总电阻为,毫安表测量到的真实电流
因此,即毫安表的测量值相比当作理想电表算出的值偏大。
16.(26-27高三上·湖北·阶段检测)一学习小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、刻度尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为_______mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与相等。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S;
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_______;(结果用、、表示)
(4)用刻度尺测得金属丝长度,则待测金属丝所用材料的电阻率_______;(结果用、、、和表示)
(5)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果_____(填“有”或“无”)影响。
【答案】0.150/0.149/0.151 无
【详解】[1]螺旋测微器固定刻度示数为0 mm,可动刻度读数为,最终读数为。
[2]电压表内阻极大,可认为不分流。K接1时,电压表测待测金属丝两端电压;K接2时,电压表测与待测金属丝的总电压。
由于和待测金属丝串联,两端的电压为,因此串联电流。
[3]待测金属丝的电阻;根据电阻定律,金属丝横截面积
联立可得。
[4]本实验的测量原理基于串联电路的电压关系,两次切换开关时,电路的总结构、串联电流均未发生变化,电源内阻的影响被完全抵消,因此对电阻率的测量结果无影响。
⌛题型05 多用电表与欧姆表的原理和使用
17.(26-27高三上·湖南邵阳·开学考试)(1)某同学想测量量程为的电压表的内阻,该同学先用多用电表电阻“”挡测量,测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,需要将多用电表挡位调到电阻__________________(填“”或“”)挡;再次将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零;测量时,多用电表指针指示的位置如图甲所示,由此可以得到电压表的内阻为__________________。
(2)该同学为了精准测量,设计了如图乙所示的电路,实验可供选择的器材如下:
待测电压表
电源(电动势)
电压表(量程,内阻约)
定值电阻(阻值为)
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关,导线若干
①在图乙电路中,滑动变阻器应选择__________________(填“”或“”);
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表、待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻__________________(用、和表示);
③为了减小测量的误差,移动滑动变阻器的滑片,多次记录电压表、的读数分别为、,以为纵坐标,为横坐标,作出关系图像,图像的斜率为,则可得待测电压表内阻__________________(用和表示)。
【答案】(1) 1600
(2)
【详解】(1)[1]测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,需要将多用电表挡位调到电阻“”挡(易错点:用多用电表电阻挡位测量电阻时,初始指针在最大刻度处)。
[2]测量时,多用电表指针指示的位置如题图甲所示,由此可以得到电压表的内阻为
(2)[1]根据题图乙所示的电路可知,滑动变阻器采用的是分压式接法,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器,即;
[2]通过待测电压表的电流大小与通过定值电阻的电流大小相同为,根据欧姆定律得待测电压表的内阻为
[3]整理,可得
斜率
化简得待测电压表内阻
18.(24-25高三下·河南开封·期中)(1)图1是一个多量程多用电表的简化电路图。当选择开关S旋到相应的位置时,可用来测量电流,其中S旋到____位置时,其量程较小。将多用电表选择开关旋到“×100”欧姆挡,测量其电阻,正确操作后表盘指针如图2所示,其示数为____Ω。
(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材∶
电压表(量程0~3V,内阻=3.0kΩ);
电压表(量程0~5V,内阻=5.0kΩ);
滑动变阻器R;
待测定值电阻;
电源E(电动势6.0V,内阻不计);
开关和导线若干。
操作步骤如下∶
①如图甲所示,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于____(填“左端”“中间”或“右端”);
②调节滑动变阻器,两电压表、读数分别为、,读取多组数据,在坐标纸上描点、连线如图乙所示,当电压表示数为3V时,通过电阻的电流大小为____A;依据图像数据可以得出的阻值为____Ω;(保留三位有效数字)
③若电压表实际内阻小于3.0kΩ,则电阻的测量值与真实值相比____(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1) 2 1900
(2) 左端 1.82×1(1.79×1~1.86×1均可) 偏大
【详解】(1)[1] 当选择开关S旋到1或2位置时,由于表头和电阻并联,所以该多用电表为电流表,用来测量电流,并联的分流电阻阻值越大,量程越小,由题图1可知,接2时与表头并联的电阻阻值较大,所以量程较小;
[2] 由多用电表选择开关旋到“×100”欧姆挡,则测量电阻的示数为19×100 Ω=1 900 Ω
(2)[1] 滑动变阻器采用分压式接法,所以闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于左端,使电压表读数为零;
[2] 根据电路图可知电阻与电压表串联,由欧姆定律可知通过电阻的电流大小为
[3] 根据电路图可得
整理可得,根据随变化的图像可得斜率
则有
整理可得(1.79×1~1.86×1均可)
[4] 若电压表实际内阻小于3.0 kΩ,则使得随变化的图像斜率增大,从而根据计算得到电阻阻值偏大,故电阻的测量值与真实值相比偏大。
19.(25-26高二下·湖南永州·期中)某实验小组自制了“×1”“×10”“×100”三个挡位的欧姆表,设计的电路如图所示,电路中电源的电动势,电流计的量程为,为电阻箱,为滑动变阻器。
(1)红表笔应接________(填“”或“”)插孔。
(2)已知开关闭合,且电阻箱的阻值调至,完成欧姆调零后,电路对应的是“×10”挡位,则电流计的内阻为________。
(3)为切换至“”挡位,需将开关________(填“断开”或“闭合”)且电阻箱的阻值需调至________,欧姆调零完成后该挡位下欧姆表的内阻为________。
【答案】(1)F
(2)49.5
(3) 闭合 0.5 15
【详解】(1)根据多用电表中欧姆表的改装与内部构造原理,内部电源的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连。由题干电路图可知,电源的负极(短线端)与接线柱相连,因此红表笔应接插孔。
(2)欧姆表不并联电阻、即开关断开时,仅由灵敏电流计改装,此时对应“”挡位,满偏电流为,根据闭合电路欧姆定律该挡位下欧姆表的内阻为
代入数据解得
由此可知该欧姆表表盘的中值刻度为15。当闭合开关时,电阻箱与灵敏电流计并联,当对应“”挡位时,欧姆表的内阻变为,此时欧姆表的满偏电流为
代入数据解得
根据并联电路的分流原理有
代入数据解得
(3)[1]为切换至“”挡位,欧姆表的内阻应变为,此时欧姆表对应的满偏电流为
代入数据解得
由于满偏电流变大,需要并联更小阻值的电阻进行分流,因此需将开关保持闭合状态。 [2]根据并联电路的分流规律有
代入数据解得
因此为切换至该挡位,电阻箱的阻值需调至。
[3]根据欧姆表的工作原理,欧姆调零完成后,该挡位下欧姆表的内阻即等于其对应的中值电阻,为。
20.(26-27高三上·陕西咸阳·阶段检测)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻时应该将多用电表的红表笔与待测电压表的________(填“正极”或“负极”)相连。测量时,将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置,指针位置如图甲所示,则粗测得到的该电压表内阻为________Ω。
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图乙所示的电路,其中滑动变阻器应选________(填“”或“”)。
(3)测量得到电压表的示数,电压表V的示数,则待测电压表内阻_______(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) 负极 1600
(2)
(3)1.60
【详解】(1)[1]由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红表笔与待测电压表的“负极”相连;
[2]将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置,测得该电压表的内电阻为
(2)图乙所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
(3)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
⌛题型06 特殊元件与新材料电阻(率)的测量
21.(2026·海南海口·一模)现有一合金制成的细圆柱体,为测量该合金的电阻率,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)由图甲读得圆柱体的直径为_________,由图乙读得圆柱体的长度为_________。
(2)为准确测量(阻值约为)的电阻值,该同学设计了如图丙所示的电路,可供选择的实验器材有:
E.滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
F.滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
G.电池E(电动势为,内阻很小)
H.开关及若干导线
上述器材中,A处电流表应选择_____(填“”或“”);定值电阻应选择_____(填“”或“”);滑动变阻器应选择_____(填“”或“”)。
(3)调节滑动变阻器,测得多组电流表的示数和电流表的示数,并作出图像如图丁所示,图像的斜率为。测得细圆柱体的长度为,直径为,已知定值电阻阻值为、电流表的内阻为,则该细圆柱体的电阻率_____________(用、、、、、的字母表示)。
A.电流表(量程为,内阻约为)
B.电流表(量程为,内阻)
C.定值电阻
D.定值电阻
【答案】(1) //
(2)
(3)
【详解】(1)[1] 螺旋测微器的精度为,所以该圆柱体的直径为
[2] 20分度的游标卡尺精度为,所以该圆柱体的长度为
(2)[1][2]电路中电源电动势为,因题中没有提供电压表,故需要将电流表与的定值电阻串联,改装成一个电压表,其量程为
该量程与所用电源匹配,所以定值电阻应选择,电流表应选择。
[3]由题图丙可知,滑动变阻器采用分压式接法,故滑动变阻器应选用最大阻值较小的,调节时电压变化更均匀,操作更方便。
(3)由题图丙可知,两端的电压满足
流过的电流
故的电阻率满足
结合图丁可知图像的斜率
联立得
22.(26-27高三上·安徽芜湖·阶段检测)截面半径为r的圆柱形绝缘材料侧面镀有一层电阻率为ρ的导电材料(厚度远小于 r),某实验小组想测量这个镀层的厚度。
(1)用游标卡尺测圆柱体的长度,测量的示数如图甲所示,则圆柱体的长度L=___________mm;
(2)用欧姆表粗测圆柱体镀层沿长度方向的电阻,调节好欧姆表后,将选择开关拨到“×1”挡后,接着进行___________,后将圆柱体镀层沿长度方向接入两表笔间,示数如图乙所示,则粗测镀层的电阻为___________Ω;
(3)要精确测量镀层沿长度方向的电阻,实验室提供的器材有:
电源E(电动势1.5V,内阻不计);电流表Ⓐ(量程200mA,内阻未知);电流表Ⓐ(量程1mA,内阻 );定值电阻 (电阻为1900Ω);滑动变阻器 R(最大阻值5Ω);开关S和导线若干。
为了尽可能减小实验误差并采用双安法测电阻,请在图丙所示的方框内画出实验电路图______。按正确的实验操作调节滑动变阻器,测得多组电流表Ⓐ、Ⓐ的示数、,以为纵轴作图像,得到图像的斜率为k,由此得到镀层沿长度方向的电阻=___________(用已知及测得的物理量表示);求得镀层的厚度近似为d=___________(用、L、r、ρ表示)。
【答案】(1)42.40
(2) 欧姆调零 12
(3)
【详解】(1)圆柱体的长度
(2)[1]选择挡位后接着进行欧姆调零;
[2]由图乙可知,粗测电阻为12Ω。
(3)[1]将内阻已知的电流表Ⓐ(量程1mA)与定值电阻R₀串联改装成量程为2 V的电压表,由于电流表Ⓐ(量程200mA)内阻未知,采用电表Ⓐ外接构成测量电路,由于滑动变阻器的最大阻值明显小于被测电阻,控制电路采用滑动变阻器分压接法,电路图如图所示
[2]根据欧姆定律及串、并联电路特点,得
得到
结合题意
解得
[3]由电阻定律,得
解得
23.(25-26高二上·山西运城·期末)液晶显示器的主要材料是ITO导电玻璃。某同学欲设计实验测量一个ITO导电玻璃样品(长,宽)的电阻率。样品示意图如图甲所示,厚度未知。实验步骤如下,请完成下列问题:
(1)先用螺旋测微器测量导电玻璃的厚度d,示数如图乙所示,其厚度______mm。
(2)用多用电表测电阻时,将选择开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接到待测电阻两端,指针偏转角度如图丙所示,则应选______(选填“”“”或“”)挡进行测量。
(3)为了更准确地测量该导电玻璃的阻值,该同学设计了一个方案,部分电路如图丁,已知定值电阻,请在答题卡上补全电路图,并标出所选元件对应的电学符号。
①电流表(量程为30mA,内阻约为)
②电流表(量程为10mA,内阻为)
(4)在实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图戊所示,则该电阻的阻值为______。
(5)此种导电玻璃的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)//
(2)×1
(3)
(4)12
(5)/
【详解】(1)螺旋测微器的精确度为,玻璃丝的直径为
考虑估读误差,读数可取、、
(2)开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,测电阻发现指针偏转过大,说明待测电阻是小电阻,应改用“”挡。
(3)因电流表内阻已知,将其与定值电阻进行串联可改装成电压表,故电路补全后如图所示
(4)由欧姆定律可知待测电阻
根据图像代入数据化简得
图戊中图线斜率
可知
(5)该导电玻璃的电阻满足
其中,,
代入解得
考虑误差及数据保留,此种导电玻璃的电阻率或
24.(24-25高二上·福建泉州·阶段检测)某小组测量一粗细均匀的金属丝的电阻率.
(1)用刻度尺测出该金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得该金属丝的直径d
(2)用图所示电路测量该金属丝的电阻为已知阻值的定值电阻,为一段粗细均匀的电阻丝;
(3)闭合开关S,调整触头D的位置,使D与接触时,电流表G中有从C流向D的电流,要使电流表G中电流为零,需将D向___________(选填“A”“B”)端移动;电流表G中电流为零时,用刻度尺测出,则电阻___________,由此可知该金属丝的电阻率___________(用题给物理量符号表示).
【答案】A
【详解】(1)[1]电流表中的电流由流向,说明点电势高于点电势。要使电流表中的电流为零,应提高点电势,即将点向端移动。
故选A。
[2]电流表示数为零时,,两点等势,根据两支路的电势关系有
解得
[3]金属丝的横截面积为
由电阻定律有
解得
重难·创新演练
设题创新:用电位差计原理检测电缆接地故障点;以电阻丝线夹找平衡点测量热敏电阻的阻值—温度特性;电阻箱与电阻丝比例法测阻值并讨论指针偏转方向;无刻度电压表的内阻与量程的双未知量求解;旋转开关多挡位电路的实物连线与故障判断;废旧示波器电路板上未知电阻的精确测量与误差分析
25.(23-24高三·全国·自主招生)为了检查电缆中一根导线由于损坏而通地的地方,可以使用如图所示的电路。为一粗细均匀的电阻丝,接触器H可以在上滑动,当接触器H与B端距离为时,电流计G中无电流通过,试求电缆损坏之处P离检查处B的距离x。已知长为,电缆长为,其中和段电阻略去不计。
【答案】
【详解】电缆线是多股互相绝缘的导线,是一条绝缘导线,又是一条绝缘导线,检查时连接,示意图如图所示
其中和分别表示段和段电缆线上的电阻,和分别表示电阻丝上和段上的电阻。
因为电桥平衡,故有
根据电阻与导线长度成正比,可将上式化为,即
得
26.(26-27高三上·湖北武汉·阶段检测)晓丹同学在研究热敏电阻的特性时,利用如图甲所示的电路测量了不同温度下热敏电阻的电阻值,其中G为零刻度位于正中央的灵敏电流计,实验时调节电阻丝线夹c的位置,直到灵敏电流计的指针指在正中央,电阻丝的粗细均匀。
(1)为了保证用电器的安全,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于最________(选填“左”或“右”)端;
(2)用笔画线代替导线,根据电路图甲将图乙中的实物图连线;
(3)某次测量时,若a、c两点间的距离为,c、b两点间的距离为,定值电阻的阻值为,则热敏电阻的阻值________;
(4)通过改变环境的温度,测量了在不同温度下热敏电阻的阻值,并通过记录的多组实验数据描绘了如图丙所示的图像,通过分析,晓丹同学利用该热敏电阻设计了一报警装置,电路图如图丁所示,已知电源的电动势为、内阻为,欲使环境的温度等于60℃且回路中的电流大于等于50mA时报警装置开始启动,则此时电阻箱的阻值应调节为R=________ Ω,如果保持报警电流50 mA不变仅提高报警温度,则电阻箱R的阻值应________(选填“调大”“不变”或“调小”)。
【答案】(1)右
(2)
(3)
(4) 158 调大
【详解】(1)为了保证用电器的安全,开关闭合前,滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大,则滑片应位于最右端。
(2)根据电路图连接实物图如下
(3)设通过电阻的电流为,通过电阻丝的电流为。则,,,
由于灵敏电流计的指针指在正中央,即灵敏电流计中无电流,则,
设金属丝单位长度电阻为,则,
联立解得
(4)[1][2]由图丙可知,环境温度等于60℃时。由闭合电路欧姆定律得
解得
由可知,如果保持报警电流50 mA不变,仅提高报警温度即减小热敏电阻阻值,则电阻箱R的阻值应调大。
27.(2025·辽宁·模拟预测)某物理兴趣小组的同学采用电阻箱、一根粗细均匀的电阻丝、灵敏电流计、滑动变阻器、开关、电池等元器件来测量定值电阻的阻值。已知电流从灵敏电流计的红接线柱进入时,灵敏电流计指针向右偏转。
(1)该小组的同学们已经连接了部分电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求滑动变阻器采用分压接法)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于___________(填“左端”“中间”或“右端”)。
(3)某次实验中,若电阻箱的各个旋钮位置如图所示,则电阻箱读数为___________Ω。
(4)实验时,连接灵敏电流计的滑动头左、右两侧电阻丝的长度之比为时,灵敏电流计指针稳定指向中央零刻度线,此时电阻箱读数为R,则待测电阻的阻值为___________,之后若将连接灵敏电流计的滑动头向右滑动,则灵敏电流计指针将___________(填“向左偏转”“向右偏转”或“不动”)。
【答案】(1)
(2)左端
(3)150
(4) 1.5R 向左偏转
【详解】(1)根据题述要求滑动变阻器采用分压接法,用笔画线代替导线,电路连接完整如图所示。
(2)开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于测量电路电压最小处,即左端。
(3)根据电阻箱读数规则,则电阻箱读数为0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω
(4)[1]此实验的原理是电桥法,灵敏电流计指针稳定指向中央零刻度线,说明灵敏电流计两端电势相等。设待测电阻中电流为,电阻丝中电流为 ,则有
解得
[2]之后若将连接灵敏电流计的滑动头向右滑动,则灵敏电流计黑接线柱电势升高,电流从黑接线柱进入,灵敏电流计指针将向左偏转。
28.(2025·甘肃白银·模拟预测)某学习小组要测量一只表盘上只有刻度线但没有标电压值的电压表的内阻和量程。
(1)该小组同学先用多用电表粗测电压表的内阻。将选择开关置于欧姆挡“”倍率时,欧姆调零后进行测量,指针所指的位置如图甲所示,则其读数为________。
(2)为了更精确地测量电压表的内阻及量程,该小组同学设计了如图乙所示的电路图。实验室可供选用的实验器材有:
B电流表A(量程为,内阻为
E.电源(电动势为,内阻不计)
F.开关,导线若干
(3)正确连接电路后进行实验。
①开关闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于最左端,再把电阻箱的阻值调到最大。
②将开关和闭合,调节滑动变阻器的滑片P使电压表指针偏转到满偏刻度。
③保持滑动变阻器的滑片P不动,将开关断开,仅调节电阻箱的阻值,使电压表指针偏转到满偏刻度的一半,此时电阻箱的读数为,电流表的读数为。
④由以上数据可知,电压表的内阻________,电压表的量程________V(结果保留两位小数)。对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,电压表内阻的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,电压表量程的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
A.被测电压表V(有50条刻度线)
C.电阻箱(阻值范围为
D.滑动变阻器(最大阻值为
【答案】1600 1590/1590.0 5.09 大于 大于
【详解】[1]选择开关置于欧姆挡倍率,欧姆刻度盘指针指向16的位置,其读数为
[2]将开关断开,电压表指针偏转到满偏刻度的一半,说明电阻箱和电流表两端的电压之和与电压表两端的电压相等,所以电压表的内阻
[3]电压表的量程
[4][5]将开关断开后,电压表所在支路的电阻变大,造成支路分得的电压变大,此时电压,电压表的示数为原来量程的一半,电流表和电阻箱分得的电压大于的一半,即电流表和电阻箱的总阻值大于电压表的内阻,所以电压表内阻的测量值大于其真实值,量程的测量值也大于其真实值。
29.(26-27高三·全国·一轮复习)在如图甲所示的电路中,====100 Ω,与均为滑动变阻器,最大阻值均为100 Ω,且可进行读数。电源电动势E=3 V,电流表A的量程为0~30 mA,旋转开关可接1~4触点。
(1)将图乙所示的实物图连接完整。
(2)某时刻电流表读数如图丙所示,电流为___________ mA。
(3)将开关闭合,指向1处,滑片调至最右端,表笔a、b短接,调节,让电流表读数为(2)中的值,记为I0.然后将接入a、b间,发现拨至1和2处时,电流表A的示数均小于,拨至3处时,电流表A的示数大于,则的阻值位于___________(选填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”)Ω之间。
(4)现将拨于___________处,调为55 Ω时,A的示数恰为,则=___________ Ω。
(5)下列哪些问题会造成本次实验误差___________。
A.电流表A的内阻被忽略
B.电源内阻被忽略
C.读数不准确
D.电流表读数比偏大
【答案】(1)
(2)16.0
(3)100~200
(4) 2 145
(5)CD
【详解】(1)根据电路图所连的实物图如图所示。
(2)根据电流表的读数规则可知,电流为16.0 mA。
(3)分析电路结构,电源、电流表、、在干路上,在上方支路上,其余部分在下方支路上。分析可知,下方支路电阻越大,则电路总电阻越大,干路电流越小,电流表A的示数越小。结合题目知,与指向1处,表笔a、b短接,电流表示数为相比,将接入a、b间,拨至1处,电流表示数小于时,下方支路电阻++++>+++
拨至2处有+++>+++
拨至3处,电流表示数大于时,下方支路电阻++<+++
联立得100Ω<<200Ω
(4)[1][2]结合(3)问分析可知=55Ω
A的示数为时,设下方支路左侧总电阻为R左,则有R左++=+++
其中100Ω<<200Ω
解得145Ω<R左<245Ω
所以应拨于2处,R左=+=200Ω
解得=145Ω
(5)由(3)(4)问分析可知,电流表内阻和电源内阻均不会造成实验误差,读数不准确和电流表读数比偏大均会造成实验误差。
故选CD。
30.(24-25高三·全国·三轮复习)某实验小组对学校的废旧示波器的电路板产生了浓厚的兴趣,经观察发现掉落了一个电阻(标称100Ω),他们用以下实验器材来测量该电阻的阻值,所用测量器材如下:
E.滑动变阻器R(最大阻值约为20Ω);
F.电源E(电动势约为5V,内阻很小);
G.开关S及导线若干。
为了能够利用上述器材尽可能精确地测量出待测电阻的阻值,并使电表的读数尽可能大,请你完成下列填空:
(1)请在虚线框内将电路图补充完整,并标上器材名称_______。
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器R的滑片并记录出电表的读数,若三电表读数分别记录为电流表A的读数I,电压表的读数,电压表的读数。
(3)该实验小组中甲同学利用读出的数据计算该电阻的阻值______。(用I、、、中的几个表示)
(4)该实验小组中的乙同学用图像法计算该电阻的阻值,已知该同学描绘的两电表的读数的图像为一条过原点的斜率为的一条直线,则该同学测得该电阻的阻值______。(用k、表示)
(5)两同学测得的电阻值与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
A.电流表A(量程为0~3A,内阻约0.5Ω);
B.电压表(量程为0~3V,内阻约2000Ω);
C.电压表(量程为0~4.5V,内阻约3000Ω);
D.定值电阻(阻值为200Ω);
【答案】 偏大
【详解】[1]电源电动势为,待测电阻的标称阻值为,即使将待测电阻直接接在电源两端,通过它的电流也仅约为
电流表量程为,指针偏转过小,不能准确测量,因此采用电压表和定值电阻间接测量电流。由可知,将与串联后,两端电压约为串联支路总电压的,因此用量程为的电压表测量两端电压,用量程为的电压表测量与两端的总电压,可使两只电压表的指针均有较大偏转。由于滑动变阻器的最大阻值远小于,应采用分压接法。
电路连接为:滑动变阻器采用分压接法接在电源两端,滑片与一个固定端作为输出端;与串联后接在分压输出端之间;电压表并联在两端,电压表并联在与组成的串联支路两端。
[2]忽略电压表内阻的影响,待测电阻两端的电压为
通过定值电阻和待测电阻的电流为
根据欧姆定律有
解得
[3]由于且图线斜率,图像应以为横轴、为纵轴。由测量公式可得
整理得
由图像斜率可得
解得
[4]电压表并联在两端,其内阻并非无穷大,因此待测电阻中的实际电流等于流过和电压表的电流之和,即
计算时却将作为待测电阻中的电流,使所取电流小于实际电流,因此计算得到的电阻值大于真实值,故测量值偏大。
真题·实战演练
高频考点:半偏法与等效替代法测电表内阻、电桥法(平衡比较法)测电阻、伏安特性与内阻对测量结果的影响、金属丝与铅笔芯电阻率的测量
31.(2025·天津·高考真题)某同学用伏安法测量电阻的阻值(约为)。除滑动变阻器、电源(电动势为,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择:
(1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选___________,电流表应选___________(均填器材前的字母代号);
(2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线___________内部断开(填图中导线编号);
(3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为,若考虑电压表内阻的影响,则阻值的表达式为___________。
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
【答案】(1) A C
(2)6
(3)
【详解】(1)[1]电源电动势为3V,为了减小误差,电压表选用量程为3V的A;
[2]流过电阻的最大电流约为
为了减小误差,电流表选用量程为0.6A的C。
(2)电流表和电压表示数都为零,在不可能是4、5导线内部断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线6内部断开。
(3)根据电路图可得
整理可得
则
可得
32.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该置于_____端(填“”或“”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器,发现灵敏电流表指针向端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大”或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、、三个电阻不完全相同时∶
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
A.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
【答案】(1) D 增大 423
(2) A
【详解】(1)①[1]为了保护灵敏电流表G,闭合开关前,应使测量电路(电桥)两端的电压最小,故滑片应置于D端。
②[2]由题意可知,电流从A端流入时指针向A端偏转。图乙中G指针向B端偏转,说明B端电势高。要使G指零,需增大或减小。根据电路图可知,增大可使分压减小,升高,故应调节电阻箱使阻值增大。
③[3]图乙为电桥电路,平衡时满足
已知a、b、c为三个完全相同的电阻,代入平衡条件解得
(2)①[1]当a、b、c不完全相同时,为了消除电阻阻值不准确带来的系统误差,可采用交换法。即交换比例臂电阻的位置。原平衡条件为
交换a和b、c的位置后,新平衡条件为
两式相乘可消去和,解得
故选A。
②[2]由上述分析可知
33.(2025·全国卷·高考真题)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则___________元件两端的电压,___________元件的电阻;将电流表外接,则___________流过元件的电流,___________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是__________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),测量电阻的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图__________。按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则___________(用和表示)。
【答案】(1) 大于 大于 大于 小于
(2) 非线性 减小
(3)
【详解】(1)[1][2]若将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
[3][4]将电流表外接,电压表与元件并联,电压表的示数为元件两端的真实电压,而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流,所以I大于流过元件的电流。根据可知,此时U为真实值,I偏大,所以小于元件的电阻。
(2)[1]根据线性元件与非线性原件的定义由图(a)可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件。
[2]根据,在伏安特性曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻,随着电流的增加,曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大,其倒数逐渐减小,所以元件的电阻减小。
(3)[1]将电流表与并联,再与电流表、定值电阻串联接入电路。电路图如图所示
[2]根据并联电路电压相等有
可得
34.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
【答案】(1)a
(2)0.377/0.376/0.378
(3)
(4)甲
【详解】(1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.5V的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3)由图可知,当表笔分别连a、c接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则
当表笔分别连a、b接点时测得是元件两端的电压和电流,则
由于
所以相同电流情况下,
故图(b)中乙是曲线。
(4)由题意可知,图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与曲线更接近。
35.(2026·海南·高考真题)某实验小组测量一合金金属丝的电阻率,实验器材有:电源(电动势,内阻约为),电压表(量程~,内阻约为),电流表(量程~,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值为),待测金属丝,刻度尺,螺旋测微器,开关,导线若干,实验电路如图(a)所示。
回答下列问题:
(1)按实验电路图(a)将图(b)的实物电路连接完整。
(2)用刻度尺测得接入电路的金属丝的有效长度,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(c)所示,该读数________mm,三次测量后得到的平均值恰好与相等。
(3)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组电压和电流的值如表1所示,根据表1的数据在图(d)的坐标纸上补齐数据点,并作出图线。
表1
(4)由图像可求出所测金属丝的电阻________,电阻率________(结果均保留2位有效数字)。
(5)如果某同学在连接实物电路时误接成如图(e)所示的电路。结合(4)中求得的金属丝阻值,若取电源内阻为,电流表内阻为,当滑动变阻器滑片滑到某一位置时,金属丝发热功率最小,该最小功率为________(结果保留2位有效数字)。
U/V
0.99
1.26
1.51
1.74
1.99
2.25
I/A
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
【答案】(1)
(2)0.500
(3)
(4) 5.0
(5)0.37
【详解】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)螺旋测微器的读数为
(3)根据描点法可得图线如图所示
(4)[1]根据图像可求出所测金属丝的电阻
[2]根据电阻定律
其中
代入数据可得
(5)根据题图可知图(e)电路中,滑动变阻器的滑片将自身分为两部分,并联后再与、电流表串联,设滑动变阻器一部分阻值为,另一部分阻值为,并联后等效阻值为,由数学知识可知当时,等效阻值最大,此时等效阻值为,电路中总电阻最大,流过的电流最小为
金属丝发热功率最小为
代入数据可得
36.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【详解】(1)读数为
(2)根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
(3)根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
(4)干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
37.(2026·浙江·高考真题)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
A.
B.
C.
D.
【答案】(1) b 最左侧
(2)199
(3) 6.02 B
(4) 不合理 阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【详解】(1)[1]本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端。
[2]开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
(2)图线的斜率
从图中取最大刻度点时,可得总阻值为
减去已知的电流表内阻,得到
(3)[1]主尺读数为60mm,游标尺第2条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为
[2]金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式
[3]代入数值估算可得
故选B。
(4)[1][2]不合理
阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
38.(2025·浙江·高考真题)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压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;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下_____(保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,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的简要方案。
【答案】(1)A
(2)157
(3)见解析
【详解】(1)要使得cd两端电压在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A;
(2)由电路可知
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱与热敏电阻两端电压之和保持不变,先让接a,记录此时电压表读数为U,然后让接b,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为U,记录此时电阻箱的阻值,热敏电阻的阻值就等于此时电阻箱的阻值。
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专题强化14 测电阻的创新方法
目 录
模拟·基础演练 1
⌛题型01 半偏法测电表的内阻 1
⌛题型02 等效替代法与电桥法 6
⌛题型03 双电表法与安阻、伏阻法 11
⌛题型04 伏安法的改进与系统误差补偿 15
⌛题型05 多用电表与欧姆表的原理和使用 19
⌛题型06 特殊元件与新材料电阻(率)的测量 23
重难·创新演练 28
真题·实战演练 37
模拟·基础演练
考查重点:半偏法(含改进与误差分析);等效替代法、电桥法(平衡比较法);双电表法、安阻法与伏阻法;伏安法的改进与系统误差补偿;多用电表与欧姆表的读数、改装与倍率选择;特殊元件与新材料电阻(率)的测量
⌛题型01 半偏法测电表的内阻
1.(25-26高三上·山西大同·阶段检测)甲同学利用图甲所示的方法测量灵敏电流计G(量程为)的内阻,相关器材参数如下:
(1)按图甲所示电路图连接实物电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(填“”或“”);
(2)甲同学的测量方法是:先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计的指针满偏;保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使电流计的指针示数为满偏的,电阻箱的示数如图乙所示,则电流计内阻的测量值是______。(结果保留三位有效数字)
(3)实际上电阻箱的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流计内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)为提高实验精度,下列措施可行的是______。
(5)乙同学又找来一块电流表,将图甲改造为图丙所示电路,乙同学的测量方法是:闭合开关、,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表的示数为电流计G的3倍,记下此时电阻箱的阻值为,则电流计内阻的测量值为______(用表示),乙同学的测量______(填“有”或“没有”)系统误差。
A.电源(电动势,内阻忽略)
B.滑动变阻器(阻值)
C.电阻箱
D.开关两个,导线若干
A.更换电动势较小的电源
B.更换电动势较大的电源
C.更换阻值较大的滑动变阻器
2.(25-26高二上·安徽芜湖·期末)某实验小组利用图甲所示电路测量电流表A的内阻,可选用的器材有:
E.电源(电动势约为)
F.电键、导线若干
(1)按图甲电路,闭合电键前,应将调到最大,合上电键,调节使电流表满偏;
(2)再闭合电键,保持不变,调节,使电流表半偏
(3)实验中的示数如图乙所示,被测电流表的内阻______
(4)关于实验测量误差的分析正确的是______;
(5)若要将已测内阻的电流表改装成量程为1V的电压表,则与其连接的电阻阻值为_____。
A.待测电流表A(量程内阻约100Ω)
B.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
C.电阻箱(最大阻值为99999.9Ω)
D.电源(电动势约为)
A.测得的电流表内阻偏小
B.测得的电流表内阻偏大
C.为减小测量误差应选择电动势小的电源
D.为减小测量误差应选择电动势大的电源
3.(24-25高二下·海南海口·阶段检测)某物理兴趣小组用图甲所示的电路测量电流表G(量程为1mA)的内阻,可用的器材有:
E.电阻箱
F.开关两个,导线若干
(1)小组同学选用上述器材中的A、C、E、F进行实验,以下是主要的实验步骤,请将步骤补充完整:
①按图甲所示电路图连接实物电路;
②闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“a”或“b”);
③闭合开关,调节,使电流表指针偏到满刻度处;
④保持不变,闭合开关,调节使电流表指针偏到满刻度的一半处,记下此时的值;
⑤断开开关,整理器材。
(2)若步骤④中,电阻箱的示数如图乙所示,则电流表内阻的测量值是______Ω。
(3)实际上,步骤④中的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流表指针半偏时,的值______(填“大于”“等于”或“小于”)电流表内阻的真实值。
A.电源(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源(电动势6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器(阻值)
D.滑动变阻器(阻值)
4.(25-26高三上·河北邢台·期末)物理兴趣小组的同学们在实验室找到一个微安表,同学们想测一下该表的内阻,并将它改装成量程为的电压表。可供选择的器材有:
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
该小组成员首先利用如图所示的电路测量微安表内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接电路;
②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,断开开关;
③调节滑动变阻器,使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关;
⑤调节电阻箱,使微安表半偏;
⑥记录电阻箱的阻值。
请回答以下问题:
(1)滑动变阻器应该选择___________(填“”或“”)。
(2)微安表半偏时电阻箱的阻值为,这样测量微安表内阻,测量值与真实值相比___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)将微安表与电阻箱串联进行改装,电阻箱的阻值应调到___________。
(4)将改装后的电压表与标准电压表并联,接入另一电路,标准电压表示数为,微安表示数为,则应该___________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值来调整改装电压表。
A.电源(电动势,内阻可忽略);
B.待测微安表(量程为,内阻约为);
C.电阻箱(最大阻值为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
⌛题型02 等效替代法与电桥法
5.(25-26高三上·湖北黄冈·阶段检测)电学实验中除偶然误差外,还有系统误差,现要测定某表头的内阻可把它等效为理想电流表与电阻的串联,某学生测量表头内阻的电路如图所示,供选择的仪器如下:
待测表头(,约);
电压表(,内阻约);
电压表(,内阻约);
电阻箱();
滑动变阻器();
干电池();
开关和单刀双掷开关及导线若干。
(1)电压表应选______;
(2)测量时,先闭合,扳至端,调节滑动变阻器,使待测表头指针指示某刻度稳定,电压表指针指在某一刻度值;
(3)然后保持滑动头位置不变,断开,将电阻箱的阻值置于零值,扳至端后,再闭合,逐渐调节电阻箱的阻值,使电压表指针______;
(4)读出电阻箱指示的阻值,则表头的内阻______;
(5)若用待测表头改装成量程为的电压表,所需串联的电阻阻值为______。
6.(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期末)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为,内阻大约为)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器(其中一个阻值为,另一个阻值为);电阻箱(最大阻值为);电源(电动势约为);单刀开关和。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)在下图中将实物连线补充完整_____。
(2)完成下列填空:
①图中滑动变阻器的阻值为_____(选填“15”或“2000”)。
②为了保护微安表,开始时应将的滑片滑到接近电路图(a)中滑动变阻器的_____(选填“左”或“右”)端对应的位置;将滑动变阻器的滑片置于中间位置附近。
③将电阻箱的阻值置于,接通。将的滑片置于适当位置,再反复调节的滑片的位置。最终使得接通前后,微安表的示数保持不变,这说明接通前与所在位置的电势_____(选填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱和微安表位置对调后,其他条件保持不变,发现将电阻箱的阻值置于时,在接通前后,微安表的示数也保持不变。则待测微安表的内阻为_____。
(3)为了提高测量微安表内阻的精度,应调节上的分压,尽可能使微安表读数接近_____。
7.(24-25高一下·湖南衡阳·期中)李明同学想要测量某个未知电阻,他的手边共有仪器如下∶一个电阻箱R、一个滑动变阻器、一个灵敏电流计、一个不计内阻的恒定电源E、开关、导线若干。他首先想到用伏安法或者电表改装知识来设计电路,但发现由于仪器缺乏无法实现。苦恼之余去寻求物理老师的帮助。老师首先给了他一道习题要求他思考:
(1)如图甲,在之间搭一座“电桥”,调节四个变阻箱的阻值,当G表为零时(此时也称为“电桥平衡”),4个电阻之间的关系是________。
(2)聪明的李明马上想到了改进自己的实验,他按照以下步骤很快就测出了。
①按图乙接好电路,调节电阻箱R,固定为滑动变阻器的滑片位置不动,当G表示数为零时,读出此时电阻箱阻值;
②将与电阻箱R互换位置,并且控制滑动变阻器的滑片位置不动,再次调节电阻箱R,直至电桥再次平衡时,读出此时电阻箱阻值;
③由以上数据即可得的阻值,其大小为________。
8.(25-26高三上·广东肇庆·期中)如图甲所示,某中学科技兴趣小组的同学设计了一种测电阻阻值的实验电路。定值电阻,为灵敏电流计,把一段长度、阻值的直均匀电阻丝紧贴在刻度尺的刻度线上,电阻丝端与刻度尺0刻度线对齐,电路中两点间可接待测电阻,金属滑片始终与电阻丝接触良好。主要实验步骤如下:
①如图乙所示,在甲电路中、两点间接一电阻箱,使金属滑片停在刻度尺上的位置坐标为,调整电阻箱的阻值,当灵敏电流计的示数为零时,记录此时电阻箱的阻值,并把此阻值记录在刻度尺上坐标为处;
②使金属滑片依次停在刻度尺上的位置坐标为1.00cm、1.50cm、2.00cm、…、7.50cm、8.00cm,改变电阻箱的阻值,重复步骤①;
③把电路中、两点间的电阻箱换成待测电阻,使金属滑片从端沿电阻丝向端逐渐移动,当灵敏电流计的示数为零时,便可读出的粗略值。
根据以上实验过程,回答下列问题:
(1)刻度尺上的位置坐标为所对应的被测电阻的阻值为_____(保留一位小数);
(2)若考虑电流计的内阻,的测量值_____(填“有”或“无”)系统误差;
(3)刻度尺上电阻标度的零刻度在_____(填“M”或“N”)端;刻度尺上电阻标度值随刻度坐标_____(填“均匀”或“非均匀”)变化;
(4)实验时,当金属滑片调至某位置时,灵敏电流计还有从到的电流,为使灵敏电流计的示数为零,金属滑片应向_____(填“左移”或“右移”)。
⌛题型03 双电表法与安阻、伏阻法
9.(24-25高一下·河南洛阳·阶段检测)实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻的阻值,图中为标准电阻,阻值为 ;、为理想电压表,S为开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成实验。回答下列问题:
(1)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于______(填“最左端”、“最右端”或“中间”)位置。合上开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为、,则待测电阻的表达式为 ______(用、、表示)。
(2)为了减小偶然误差,改变滑片的位置,多测几组、的值,作出的图像如图乙所示,图像的斜率为 ______(用、表示),可得 ______Ω。
10.(25-26高二上·新疆省直辖县级单位·期末)用如图甲所示的电路来测量电流表的电阻,电流表接在干路上,两个阻值均为的电阻均为保护电阻,电阻箱接入阻值的范围足够大,如图乙是所提供的实验器材,合上开关,记录电流表、及电阻箱的值、、.调节电阻箱的接入值,记录多组、、的相应值。由实验数据做出的关系图像如图丙所示,完成下列问题:
(1)请画线代替导线补全实物图乙;
(2)图丙的纵轴截距为_________,若图丙的斜率为,则电阻_________;
(3)实验过程中若电流表内阻不能忽略,则的测量值_________(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。
11.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)某物理实验小组要测量一个阻值约为25Ω的定值电阻的阻值,利用下列实验器材设计了如图甲所示的电路。
E.直流电源(电动势E=12V,内阻不计);
F.导线若干,开关一个,不同阻值的定值电阻若干。
(1)电路图中电流表A应选择_______(填“”或“”),为了尽可能减小实验误差,定值电阻R选用_______(填字母序号)最合适;
(2)测得多组电流表A的示数和电流表B的示数,并作出-图像如图乙所示,图像的斜率为k,定值电阻R和电流表A的总阻值用表示,可知该定值电阻的阻值=_______(用、k字母表示)。
A.被测电阻;
B.电流表(量程为0~100mA,内阻=2Ω);
C.电流表(量程为0~0.6A,内阻=0.5Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为5Ω);
A.10Ω
B.120Ω
C.500Ω
12.(专题18 电学实验 -学易金卷:3年(2021-2023)高考1年模拟物理真题分项汇编(江苏专用))某实验小组要精确测定额定电流为的纯电阻电灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有:
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器
H.蓄电池(电动势为,内阻很小)
I.开关一个
(1)甲同学先进行电流表,和电压表的读数练习,其正确的读数分别为________、________。
(2)乙同学设计了如图电路测量电灯电阻。
①请你帮他选择合适的器材,电表1应选________,定值电阻应选________。(均填写器材前的字母代号)
②测量电灯电阻的表达式为________。(用物理量的字母表示)
③实验时,不断改变滑动变阻器的阻值,当电表2的示数达到________时,其对应的结果为电灯正常工作时的电阻。
A.电流表(量程为,内阻约为,读数记为)
B.电流表(量程为,内阻约为,读数记为)
C.电压表(量程为,内阻约为,读数记为)
D.电压表(量程为,内阻,读数记为)
⌛题型04 伏安法的改进与系统误差补偿
13.(24-25高三·全国·二轮复习)伏安法测电阻无论是外接法还是内接法,由于电压表的分流或电流表的分压作用,都会引起系统误差。若采用如图甲所示的电路进行电流补偿,在保持滑动变阻器R的滑片不动的情况下,通过调节滑动变阻器的滑片,可使电流计G的读数为0。
(1)分析此电路能有效消除系统误差的原因:①当电流计G的读数为0时,a、b两点的电势________(选填“相等”或“不相等”),所以电压表V的读数就是________(选填“”或“”)上的电压;②因电流计G中无电流通过,所以电流表A的读数就是流过______的电流,这样就消除了由于________(选填“电压表分流”或“电流表分压”)而产生的系统误差。
(2)本实验采用的电源电动势为3.0 V,内阻约为 0.2 Ω,电流表A(量程为0~250 mA,内阻为 1.0 Ω),若待测电阻的阻值约为10 Ω,电压表(量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ),电压表(量程为0~5 V,内阻约为2 kΩ),则电压表应选用________(填符号);滑动变阻器(0~1 000 Ω,允许通过的最大电流为1.0 A)和滑动变阻器(0~20 Ω,允许通过的最大电流为3.0 A),应选________(填符号)作为较适宜。
(3)正确连接电路后,闭合开关S前,滑动变阻器R的滑片应置于________(选填“最左端”“最右端”或“中间位置”)。逐渐向另一端移动滑动变阻器R的滑片以实现多次测量,每次都反复调节滑动变阻器的滑片,使电流计G的读数为零,测得多组数据如下表所示。请在图乙中的坐标纸上描出各点,并作出U-I关系曲线_____,可求出电阻=________ Ω。
电压U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.1
2.4
电流I/mA
101
118
149
182
210
241
14.(2026·甘肃天水·一模)学校物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)根据图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在最________(填“上”或“下”)端。闭合开关后,将开关接a,调节滑动变阻器,使毫安表的示数为某一值I。
(2)保持滑动变阻器的滑片不动,将开关接b,调节电阻箱,使________,记录此时电阻箱的阻值如图乙所示。
(3)测得未知电阻的阻值为________Ω,该测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
15.(24-25高三·全国·一轮复习)某实验小组为了测量某定值电阻的阻值,使用的实验器材如下:
E.开关、导线若干
(1)按图甲连接好电路,调整电源电压且保持不变。闭合开关,将单刀双掷开关拨向接线柱1,电压表V的读数如图乙所示,其读数为_______;然后再将开关拨向接线柱2,电压表V的读数为。
(2)实验小组的同学把电压表当作理想电表处理,根据串联电路中电压与电阻的关系,得出_______(计算结果保留4位有效数字);由于电压表内阻的影响,这个测量值和真实值相比会_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(3)该实验小组通过思考又设计出另一种实验电路,来测定定值电阻的阻值,并验证实验中电流表对实验结果的影响,除毫安表(量程,内阻)外,电阻和定值电阻均为之前实验中的器材。
(4)按如图丙连接好电路,调整电源电压且保持不变。将开关拨向接线柱2,毫安表的读数为,如果把毫安表当作理想电表处理,将开关拨向接线柱1时,通过计算可知毫安表的读数应为_______;考虑毫安表内阻的影响,毫安表的测量值相比当作理想电表算出的值_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
A.电压表V(量程为,阻值大约为)
B.待测电阻
C.定值电阻
D.学生电源(电压可调且恒定,内阻不计)
16.(26-27高三上·湖北·阶段检测)一学习小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、刻度尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为_______mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与相等。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S;
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_______;(结果用、、表示)
(4)用刻度尺测得金属丝长度,则待测金属丝所用材料的电阻率_______;(结果用、、、和表示)
(5)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果_____(填“有”或“无”)影响。
⌛题型05 多用电表与欧姆表的原理和使用
17.(26-27高三上·湖南邵阳·开学考试)(1)某同学想测量量程为的电压表的内阻,该同学先用多用电表电阻“”挡测量,测量电阻时发现多用电表指针偏转角度过小,需要将多用电表挡位调到电阻__________________(填“”或“”)挡;再次将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零;测量时,多用电表指针指示的位置如图甲所示,由此可以得到电压表的内阻为__________________。
(2)该同学为了精准测量,设计了如图乙所示的电路,实验可供选择的器材如下:
待测电压表
电源(电动势)
电压表(量程,内阻约)
定值电阻(阻值为)
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关,导线若干
①在图乙电路中,滑动变阻器应选择__________________(填“”或“”);
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表、待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻__________________(用、和表示);
③为了减小测量的误差,移动滑动变阻器的滑片,多次记录电压表、的读数分别为、,以为纵坐标,为横坐标,作出关系图像,图像的斜率为,则可得待测电压表内阻__________________(用和表示)。
18.(24-25高三下·河南开封·期中)(1)图1是一个多量程多用电表的简化电路图。当选择开关S旋到相应的位置时,可用来测量电流,其中S旋到____位置时,其量程较小。将多用电表选择开关旋到“×100”欧姆挡,测量其电阻,正确操作后表盘指针如图2所示,其示数为____Ω。
(2)为进一步精确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材∶
电压表(量程0~3V,内阻=3.0kΩ);
电压表(量程0~5V,内阻=5.0kΩ);
滑动变阻器R;
待测定值电阻;
电源E(电动势6.0V,内阻不计);
开关和导线若干。
操作步骤如下∶
①如图甲所示,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于____(填“左端”“中间”或“右端”);
②调节滑动变阻器,两电压表、读数分别为、,读取多组数据,在坐标纸上描点、连线如图乙所示,当电压表示数为3V时,通过电阻的电流大小为____A;依据图像数据可以得出的阻值为____Ω;(保留三位有效数字)
③若电压表实际内阻小于3.0kΩ,则电阻的测量值与真实值相比____(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
19.(25-26高二下·湖南永州·期中)某实验小组自制了“×1”“×10”“×100”三个挡位的欧姆表,设计的电路如图所示,电路中电源的电动势,电流计的量程为,为电阻箱,为滑动变阻器。
(1)红表笔应接________(填“”或“”)插孔。
(2)已知开关闭合,且电阻箱的阻值调至,完成欧姆调零后,电路对应的是“×10”挡位,则电流计的内阻为________。
(3)为切换至“”挡位,需将开关________(填“断开”或“闭合”)且电阻箱的阻值需调至________,欧姆调零完成后该挡位下欧姆表的内阻为________。
20.(26-27高三上·陕西咸阳·阶段检测)学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻时应该将多用电表的红表笔与待测电压表的________(填“正极”或“负极”)相连。测量时,将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置,指针位置如图甲所示,则粗测得到的该电压表内阻为________Ω。
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图乙所示的电路,其中滑动变阻器应选________(填“”或“”)。
(3)测量得到电压表的示数,电压表V的示数,则待测电压表内阻_______(结果保留3位有效数字)。
⌛题型06 特殊元件与新材料电阻(率)的测量
21.(2026·海南海口·一模)现有一合金制成的细圆柱体,为测量该合金的电阻率,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)由图甲读得圆柱体的直径为_________,由图乙读得圆柱体的长度为_________。
(2)为准确测量(阻值约为)的电阻值,该同学设计了如图丙所示的电路,可供选择的实验器材有:
E.滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
F.滑动变阻器(,允许通过的最大电流为)
G.电池E(电动势为,内阻很小)
H.开关及若干导线
上述器材中,A处电流表应选择_____(填“”或“”);定值电阻应选择_____(填“”或“”);滑动变阻器应选择_____(填“”或“”)。
(3)调节滑动变阻器,测得多组电流表的示数和电流表的示数,并作出图像如图丁所示,图像的斜率为。测得细圆柱体的长度为,直径为,已知定值电阻阻值为、电流表的内阻为,则该细圆柱体的电阻率_____________(用、、、、、的字母表示)。
A.电流表(量程为,内阻约为)
B.电流表(量程为,内阻)
C.定值电阻
D.定值电阻
22.(26-27高三上·安徽芜湖·阶段检测)截面半径为r的圆柱形绝缘材料侧面镀有一层电阻率为ρ的导电材料(厚度远小于 r),某实验小组想测量这个镀层的厚度。
(1)用游标卡尺测圆柱体的长度,测量的示数如图甲所示,则圆柱体的长度L=___________mm;
(2)用欧姆表粗测圆柱体镀层沿长度方向的电阻,调节好欧姆表后,将选择开关拨到“×1”挡后,接着进行___________,后将圆柱体镀层沿长度方向接入两表笔间,示数如图乙所示,则粗测镀层的电阻为___________Ω;
(3)要精确测量镀层沿长度方向的电阻,实验室提供的器材有:
电源E(电动势1.5V,内阻不计);电流表Ⓐ(量程200mA,内阻未知);电流表Ⓐ(量程1mA,内阻 );定值电阻 (电阻为1900Ω);滑动变阻器 R(最大阻值5Ω);开关S和导线若干。
为了尽可能减小实验误差并采用双安法测电阻,请在图丙所示的方框内画出实验电路图______。按正确的实验操作调节滑动变阻器,测得多组电流表Ⓐ、Ⓐ的示数、,以为纵轴作图像,得到图像的斜率为k,由此得到镀层沿长度方向的电阻=___________(用已知及测得的物理量表示);求得镀层的厚度近似为d=___________(用、L、r、ρ表示)。
23.(25-26高二上·山西运城·期末)液晶显示器的主要材料是ITO导电玻璃。某同学欲设计实验测量一个ITO导电玻璃样品(长,宽)的电阻率。样品示意图如图甲所示,厚度未知。实验步骤如下,请完成下列问题:
(1)先用螺旋测微器测量导电玻璃的厚度d,示数如图乙所示,其厚度______mm。
(2)用多用电表测电阻时,将选择开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接到待测电阻两端,指针偏转角度如图丙所示,则应选______(选填“”“”或“”)挡进行测量。
(3)为了更准确地测量该导电玻璃的阻值,该同学设计了一个方案,部分电路如图丁,已知定值电阻,请在答题卡上补全电路图,并标出所选元件对应的电学符号。
①电流表(量程为30mA,内阻约为)
②电流表(量程为10mA,内阻为)
(4)在实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图戊所示,则该电阻的阻值为______。
(5)此种导电玻璃的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
24.(24-25高二上·福建泉州·阶段检测)某小组测量一粗细均匀的金属丝的电阻率.
(1)用刻度尺测出该金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得该金属丝的直径d
(2)用图所示电路测量该金属丝的电阻为已知阻值的定值电阻,为一段粗细均匀的电阻丝;
(3)闭合开关S,调整触头D的位置,使D与接触时,电流表G中有从C流向D的电流,要使电流表G中电流为零,需将D向___________(选填“A”“B”)端移动;电流表G中电流为零时,用刻度尺测出,则电阻___________,由此可知该金属丝的电阻率___________(用题给物理量符号表示).
重难·创新演练
设题创新:用电位差计原理检测电缆接地故障点;以电阻丝线夹找平衡点测量热敏电阻的阻值—温度特性;电阻箱与电阻丝比例法测阻值并讨论指针偏转方向;无刻度电压表的内阻与量程的双未知量求解;旋转开关多挡位电路的实物连线与故障判断;废旧示波器电路板上未知电阻的精确测量与误差分析
25.(23-24高三·全国·自主招生)为了检查电缆中一根导线由于损坏而通地的地方,可以使用如图所示的电路。为一粗细均匀的电阻丝,接触器H可以在上滑动,当接触器H与B端距离为时,电流计G中无电流通过,试求电缆损坏之处P离检查处B的距离x。已知长为,电缆长为,其中和段电阻略去不计。
26.(26-27高三上·湖北武汉·阶段检测)晓丹同学在研究热敏电阻的特性时,利用如图甲所示的电路测量了不同温度下热敏电阻的电阻值,其中G为零刻度位于正中央的灵敏电流计,实验时调节电阻丝线夹c的位置,直到灵敏电流计的指针指在正中央,电阻丝的粗细均匀。
(1)为了保证用电器的安全,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于最________(选填“左”或“右”)端;
(2)用笔画线代替导线,根据电路图甲将图乙中的实物图连线;
(3)某次测量时,若a、c两点间的距离为,c、b两点间的距离为,定值电阻的阻值为,则热敏电阻的阻值________;
(4)通过改变环境的温度,测量了在不同温度下热敏电阻的阻值,并通过记录的多组实验数据描绘了如图丙所示的图像,通过分析,晓丹同学利用该热敏电阻设计了一报警装置,电路图如图丁所示,已知电源的电动势为、内阻为,欲使环境的温度等于60℃且回路中的电流大于等于50mA时报警装置开始启动,则此时电阻箱的阻值应调节为R=________ Ω,如果保持报警电流50 mA不变仅提高报警温度,则电阻箱R的阻值应________(选填“调大”“不变”或“调小”)。
27.(2025·辽宁·模拟预测)某物理兴趣小组的同学采用电阻箱、一根粗细均匀的电阻丝、灵敏电流计、滑动变阻器、开关、电池等元器件来测量定值电阻的阻值。已知电流从灵敏电流计的红接线柱进入时,灵敏电流计指针向右偏转。
(1)该小组的同学们已经连接了部分电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求滑动变阻器采用分压接法)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于___________(填“左端”“中间”或“右端”)。
(3)某次实验中,若电阻箱的各个旋钮位置如图所示,则电阻箱读数为___________Ω。
(4)实验时,连接灵敏电流计的滑动头左、右两侧电阻丝的长度之比为时,灵敏电流计指针稳定指向中央零刻度线,此时电阻箱读数为R,则待测电阻的阻值为___________,之后若将连接灵敏电流计的滑动头向右滑动,则灵敏电流计指针将___________(填“向左偏转”“向右偏转”或“不动”)。
28.(2025·甘肃白银·模拟预测)某学习小组要测量一只表盘上只有刻度线但没有标电压值的电压表的内阻和量程。
(1)该小组同学先用多用电表粗测电压表的内阻。将选择开关置于欧姆挡“”倍率时,欧姆调零后进行测量,指针所指的位置如图甲所示,则其读数为________。
(2)为了更精确地测量电压表的内阻及量程,该小组同学设计了如图乙所示的电路图。实验室可供选用的实验器材有:
B电流表A(量程为,内阻为
E.电源(电动势为,内阻不计)
F.开关,导线若干
(3)正确连接电路后进行实验。
①开关闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于最左端,再把电阻箱的阻值调到最大。
②将开关和闭合,调节滑动变阻器的滑片P使电压表指针偏转到满偏刻度。
③保持滑动变阻器的滑片P不动,将开关断开,仅调节电阻箱的阻值,使电压表指针偏转到满偏刻度的一半,此时电阻箱的读数为,电流表的读数为。
④由以上数据可知,电压表的内阻________,电压表的量程________V(结果保留两位小数)。对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,电压表内阻的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,电压表量程的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
A.被测电压表V(有50条刻度线)
C.电阻箱(阻值范围为
D.滑动变阻器(最大阻值为
29.(26-27高三·全国·一轮复习)在如图甲所示的电路中,====100 Ω,与均为滑动变阻器,最大阻值均为100 Ω,且可进行读数。电源电动势E=3 V,电流表A的量程为0~30 mA,旋转开关可接1~4触点。
(1)将图乙所示的实物图连接完整。
(2)某时刻电流表读数如图丙所示,电流为___________ mA。
(3)将开关闭合,指向1处,滑片调至最右端,表笔a、b短接,调节,让电流表读数为(2)中的值,记为I0.然后将接入a、b间,发现拨至1和2处时,电流表A的示数均小于,拨至3处时,电流表A的示数大于,则的阻值位于___________(选填“0~100”“100~200”“200~300”或“300~400”)Ω之间。
(4)现将拨于___________处,调为55 Ω时,A的示数恰为,则=___________ Ω。
(5)下列哪些问题会造成本次实验误差___________。
A.电流表A的内阻被忽略
B.电源内阻被忽略
C.读数不准确
D.电流表读数比偏大
30.(24-25高三·全国·三轮复习)某实验小组对学校的废旧示波器的电路板产生了浓厚的兴趣,经观察发现掉落了一个电阻(标称100Ω),他们用以下实验器材来测量该电阻的阻值,所用测量器材如下:
E.滑动变阻器R(最大阻值约为20Ω);
F.电源E(电动势约为5V,内阻很小);
G.开关S及导线若干。
为了能够利用上述器材尽可能精确地测量出待测电阻的阻值,并使电表的读数尽可能大,请你完成下列填空:
(1)请在虚线框内将电路图补充完整,并标上器材名称_______。
(2)闭合开关S后,调节滑动变阻器R的滑片并记录出电表的读数,若三电表读数分别记录为电流表A的读数I,电压表的读数,电压表的读数。
(3)该实验小组中甲同学利用读出的数据计算该电阻的阻值______。(用I、、、中的几个表示)
(4)该实验小组中的乙同学用图像法计算该电阻的阻值,已知该同学描绘的两电表的读数的图像为一条过原点的斜率为的一条直线,则该同学测得该电阻的阻值______。(用k、表示)
(5)两同学测得的电阻值与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
A.电流表A(量程为0~3A,内阻约0.5Ω);
B.电压表(量程为0~3V,内阻约2000Ω);
C.电压表(量程为0~4.5V,内阻约3000Ω);
D.定值电阻(阻值为200Ω);
真题·实战演练
高频考点:半偏法与等效替代法测电表内阻、电桥法(平衡比较法)测电阻、伏安特性与内阻对测量结果的影响、金属丝与铅笔芯电阻率的测量
31.(2025·天津·高考真题)某同学用伏安法测量电阻的阻值(约为)。除滑动变阻器、电源(电动势为,内阻不计)、开关、导线外,还有下列器材可供选择:
(1)为使测量尽量准确,实验中电压表应选___________,电流表应选___________(均填器材前的字母代号);
(2)该同学连接好的电路如下图所示,闭合开关后,电流表和电压表的读数均为零,经排查,发现电路中的七条导线中混进了一条内部断开的导线。为了确定哪条导线断开,该同学用多用电表的直流电压挡测量电源正极a与接线柱b间电压,读数为零;测量a与接线柱c间电压,读数不为零,则可以确定导线___________内部断开(填图中导线编号);
(3)更换导线后进行实验,该同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图所示,测得图中直线的斜率为k,已知电压表的内阻为,若考虑电压表内阻的影响,则阻值的表达式为___________。
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
32.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)在电阻阻值测量中常常会用到平衡比较法。某实验小组测量待测电阻的阻值。
(1)实验步骤如下∶
①图甲中,开关断开时灵敏电流表(零刻线在表盘正中间)的指针指向正中间,开关闭合时指针向端偏转。用图乙所示的电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该置于_____端(填“”或“”)。
②图乙中,是三个完全相同的电阻,为电阻箱,为待测电阻。闭合开关,调节滑动变阻器,发现灵敏电流表指针向端偏转,则此时应调节电阻箱使阻值_____(填“增大”或“减小”),使指零(指针指向正中间)。
③读得电阻箱的阻值为,则待测电阻的阻值为_____。
(2)当、、三个电阻不完全相同时∶
①用图乙所示电路按上述步骤使灵敏电流表G指零,读得的阻值记为,在不增加实验器材的前提下需增加实验步骤完成实验,该步骤为_____(单选,填正确答案标号)。
②按所选步骤读得的阻值记为,则待测电阻的阻值为_____(用、表示)。
A.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
B.将滑动变阻器的滑片向滑动,使重新指零,读阻值
C.交换“”和“、”的位置,调节电阻箱使重新指零,读阻值
33.(2025·全国卷·高考真题)用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则___________元件两端的电压,___________元件的电阻;将电流表外接,则___________流过元件的电流,___________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图(a)是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是__________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)利用电流表(内阻)、电流表(内阻未知)以及一个用作保护电阻的定值电阻(阻值未知),测量电阻的阻值。将图(b)中的器材符号的连线补充完整,完成实验电路原理图__________。按完整的实验电路测量,某次测量中电流表和的示数分别为和,则___________(用和表示)。
34.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
35.(2026·海南·高考真题)某实验小组测量一合金金属丝的电阻率,实验器材有:电源(电动势,内阻约为),电压表(量程~,内阻约为),电流表(量程~,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值为),待测金属丝,刻度尺,螺旋测微器,开关,导线若干,实验电路如图(a)所示。
回答下列问题:
(1)按实验电路图(a)将图(b)的实物电路连接完整。
(2)用刻度尺测得接入电路的金属丝的有效长度,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(c)所示,该读数________mm,三次测量后得到的平均值恰好与相等。
(3)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组电压和电流的值如表1所示,根据表1的数据在图(d)的坐标纸上补齐数据点,并作出图线。
表1
(4)由图像可求出所测金属丝的电阻________,电阻率________(结果均保留2位有效数字)。
(5)如果某同学在连接实物电路时误接成如图(e)所示的电路。结合(4)中求得的金属丝阻值,若取电源内阻为,电流表内阻为,当滑动变阻器滑片滑到某一位置时,金属丝发热功率最小,该最小功率为________(结果保留2位有效数字)。
U/V
0.99
1.26
1.51
1.74
1.99
2.25
I/A
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
36.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
37.(2026·浙江·高考真题)某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
A.
B.
C.
D.
38.(2025·浙江·高考真题)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)的阻值随温度规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(),电压表(),滑动变阻器R(A:“”或B:“”),电阻箱(),开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压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;
②开关切换到a,调节滑片P使电压表示数为;再将开关切换到b,电阻箱调至,记录电压表示数、调温箱温度。则温度下_____(保留三位有效数字):
③保持、滑片P位置和开关状态不变,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的简要方案。
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