全国通用高考物理考点一遍过专题40实验：电阻的测量含解析

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1、专题40 实验：电阻的测量1基本实验要求（1）实验原理根据电阻定律公式知道可用伏安法测出电阻Rx。（2）实验器材被测电阻，直流电源（4 V），电流表（00.6 A），电压表（03 V），滑动变阻器（50 ），开关，导线若干。（3）实验步骤接好用伏安法测电阻的实验电路。把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。计算出导体的电阻。（4）电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测=UxUA电压表分流I测=IxIV电阻测量值=RxRARx测量值大于真实值Rx

2、测量值小于真实值适用条件RARxRVRx2规律方法总结（1）伏安法测电阻的电路选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。临界值计算法Rx时，用电流表内接法。实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则可采用电流表内接法。（2）注意事项电流表外接法：本实验中被测电阻的阻值较小，故采用电流表外接法。电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免电阻温度过高，导致有

3、些电阻在实验过程中变大。（3）误差分析若为内接法，电流表分压。若为外接法，电压表分流。长度和直径的测量。3仪器选择的基本思路（1）优先考虑安全因素各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流（或电压）。实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算）。如：用伏安法作出标有“6 V，0.6 W”字样的小灯泡的UI图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V。（2）考虑读数误差因素一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差。（3）仪器选择的一般步骤A首先选择唯一性的器材；B粗画电路图（暂不接电流

4、表和电压表）；C估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。4电阻测量方法荟萃（1）伏安法：电路图特点：大内小外（内接法测量值偏大，测大电阻应用内接法测量）（2）安安法若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2=。如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2UA1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2=。（3）伏伏法若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。如图甲所示，两电表的满偏电流接近时

5、，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2=R1。如图乙所示，两电表的满偏电流IV1IV2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2=。（4）比较法测电阻如图所示，测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2，可得Rx=。如果考虑电表内阻的影响，则I1(RxRA1)=I2(R1RA2)。（5）半偏法测电流表内阻电路图如图所示步骤：断开S2，闭合S1，调节R0，使表满偏为I0；保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为；由上可得RA=R。特别提醒：当R0RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且阻值的测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化

6、才足够小，误差才小。欲用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A电池组（3 V，内阻约为1 ）B电流表（03 A，内阻约为0.012 5 ）C电流表（00.6 A，内阻约为0.125 ）D电压表（03 V，内阻约为3 k）E电压表（015 V，内阻约为15 k）F滑动变阻器（020 ，额定电流1 A）H开关、导线（1）上述器材中，电流表应选用的是_；电压表应选用的是_（填写器材的字母代号）。（2）实验电路应采用电流表_接法（填“内”或“外”）。【参考答案】（1）C D （2）外（2）因待测电阻阻值约为5 ，电流表内阻约为0.125 A，电压表内阻

7、约为3 k，待测电阻相对于电压表内阻来说很小，故为小电阻，应选用电流表外接法。1某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电流表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。（1）电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）（2）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在

8、的问题：_；_。【答案】（1）BC （2）电流表应采用内接的方法 滑动变阻器应采用分压器方式的接法【解析】电学实验选择仪器的一般步骤如下：根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25k，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选

9、择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。（2）根据本题解析的第、两条原则可知电路图的问题为：电流表应采用内接的方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法。2如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10 ），R1是电阻箱（099.9 ），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势10 V，内阻很小）。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：（i）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；（ii）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调滑动变阻器R，使A1示数I1=0.1

10、5A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。（iii）重复步骤（ii），再侧量6组R1和I2；（iv）将实验洲得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表：A电流表（03 mA，内阻为2.0 ）B电流表（03 mA，内阻未知）C电流表（00.3 A，内阻为5.0 ）D电流表（00.3 A，内阻未知）A1应选用 ，A2应选用 。测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1=0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。在坐标纸上画出R1与I2的关系图。根据以上实验得出Rx = 。【答案】D C 变大 关

11、系图象如图所示 31关系图象如图由欧姆定律，解得，由图象的斜率可求，即带入数据解得Rx=31 （Rx=3032 均合理）。在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中，待测合金丝Rx的电阻约为6 。提供的仪器有：A电压表V（内阻约为10 k，量程为3 V）B电流表A1（内阻约为3 ，量程为0.6 A）C电流表A2（内阻约为0.1 ，量程为3 A）D滑动变阻器R（阻值为05 ，额定电流为2 A）E电源E（电动势为5 V，内电阻为1 ）F一个开关、若干导线（1）要求较准确地测出其阻值，电流表应选_。（填序号）（2）某同学根据以上仪器，按图连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔

12、在图中画一条线对电路进行修改，使电流表示数变化范围变宽。（3）考虑到电路中所用电表不是理想电表，其测量结果比真实值偏_（填“大”或“小”）。【参考答案】（1）B （2）见解析 （3）小【详细解析】（1）由Im=0.5 A，则电流表选A1，则选B。（2）使电流表示数变化范围变宽可采用分压式，如下图。（3）外接法电阻测量值偏小。1小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。（1）图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图2所示。在图中，由电流表外

13、接法得到的数据点是用_（填“”或“”）表示的。（3）请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_。【答案】（1）如图1所示 （2） （3）如图2所示（用“”连线求得电阻约为1.11.3 ；用“”连线求得电阻约为1.51.7 ）【解析】（2）因用电流表的外接法，电压的测量值偏小，同一电流值，电压值较小，由图知得到的数据点是用“”表示的；（3）电流表的外接法测量数据为用“”表示的，可求其连线直线的斜率约为1.11.3 ；用“”连线求得电阻约为1.51.7 。2在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表V的内阻约为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测量电路中电流

14、表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。【答案】Rx1 大于 小于测量值Rx1大于真实值；因为，U=UR，IIR，则，即测量值Rx2小于真实值。图（a）是测量电阻Rx的原理图。学生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A（内阻不计），标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm。根据原理图连接图（b）的实物图

15、。断开S2，合上S1；调节电源输出电压为3.0 V时，单位长度电阻丝的电压u= V/cm。记录此时电流表A1的示数。保持S1闭合，合上S2；滑动c点改变ac的长度L，同时调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤记录的值相同，记录长度L和A2的示数I。测量6组L和I值，测量数据已在图（c）中标出，写出Rx与L、I、u的关系式Rx= ；根据图（c）用作图法算出Rx= 。【参考答案】连线如图所示 0.1 6【详细解析】找最长支路，最后将S2、A2、Rx并入即可。断开S2，合上S1，电阻丝两端的电压为3 V，则金属丝单位长度的电压为。由于安培表A1的示数不变，因此ac段单位长度上的电压不变，Rx两端

16、的电压为Lu，根据欧姆定律有，那么，作出坐标纸上的图象，则图象的斜率，求得。1在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 k，电流表的内阻约为10 ，滑动变阻器的最大阻值为20 ，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。（1）根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为Rx=_（保留2位有效数字）。（2）在方框中画出实验电路图。（3）将实物连接成实验电路。【答案】（1）见解析 （2）见解析 （3）见解析根据公式，可得电阻约为：2.2 k2.6 k（2）电路图是采用电流表内接法，滑动变阻器分压式接法，电路如图所示

17、。（3）根据电路图连接实物图如下：2在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 k，电流表的内阻约为10 。选择能够尽量减小误差的电路图连线进行实验，所得各组数据均用实心圆点标在图上。（1）根据各点表示的数据画出IU图线；（2）由图线得出待测电阻的阻值为 ；（3）根据上面的信息在下图画出此实验的电路连线。【答案】（1）根据各点表示的数据画出IU图线（图1） （2）由图线得出待测电阻的阻值为2.50.2 W （3）根据上面的信息在下图画出此实验的电路连线（见解析图3）。图1【解析】（1）（2）用直线将各点相连接，注意误差较大的点要约去；如图所示；由U=IR可知，图象（3）根据原理图，先画

18、出滑动变阻器与电源支路，再将电流表和待测电阻并联在滑动变阻器一侧，最后将电压表并入；注意导线不能交叉；且要注意选择接线柱；如图3所示；1在用欧姆表测电阻的实验中，用“10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是A这个电阻值很小B这个电阻值很大C为了把电阻测得更准确一些，应换用“1”挡，重新测量D为了把电阻测得更准确一些，应换用“100”挡，重新测量2伏安法测电阻的方法有图示的甲、乙两种电路，电压表、电流表均非理想电表，下列说法正确的是A两种电路接法完全等效B按甲电路连法，测得值偏小C若待测电阻的阻值很大，用甲电路测量误差较小D若待测电阻的阻值很小，用甲电路测量误差较小3

19、下图是用电压表和电流表测电阻的部分电路，Rx为待测电阻。如果考虑到电表内阻对测量结果的影响，则A电压表示数大于Rx两端的实际电压B电压表示数小于Rx两端的实际电压CRx的测量值大于真实值DRx的测量值小于真实值4某同学在做多用电表测电阻的实验中：（1）测量某电阻时，用10 挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_挡（填1 或100 ），换挡后，在测量前要先_。（2）如图多用电表所示：A测某电阻时，若用的是“1”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_；B测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为_mA；C测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为_V。5（1）用多用电表的

20、欧姆挡测电阻。机械调零、欧姆调零后，用“”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是_。A被测电阻值很大B被测电阻值很小C为了把电阻值测得更准一些，应换用“”挡，重新欧姆调零后再测量D为了把电阻值测得更准一些，应换用“”挡，重新欧姆调零后再测量（2）用电压表、电流表、滑动变阻器可测量一节蓄电池（电动势约为2.0V）的电动势和内阻，实验所用器材如图所示。请在方框内画出电路图，并将左侧的实物图连接成所需的实验电路_；某同学在做该实验时，调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如下表所示。请在右侧的坐标纸中作出该电池的UI图象，并根据图象得出：电池的电动势E=_V，内阻r=_

21、。6在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 ，电压表V的内阻约为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式Rx=计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 （选填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。若电压表V的内阻为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测电阻Rx的阻值应采用 （选填“内接法”“外接法”或“内外接均可以”）求得真实值（忽

22、略读数误差）。7有一个待测电阻R的阻值约为7.5 ，现要精确测量该待测电阻的阻值。有下列器材供选用：A电压表（03 V，内阻未知）B电流表（03 A，内阻约为0.5 ）C电流表（0100 mA，内阻为4.0 ）D定值电阻R0=1.0 E滑动变阻器（10 ，2 A）F滑动变阻器（1 k，0.5 A）G学生电源（直流4 V），还有电键一个，导线若干（1）实验中所用电流表应选用 （填“B”或“C”）。（2）实验中所用滑动变阻器选用 （填“E”或“F”）。（3）实验时要求精确测量待测电阻R的值，测量电压从零开始多取几组数据，请在虚线方框中画出满足实验要求的测量电路图。（4）某同学根据实验得到某组数据为

23、电压表示数为160 V，电流表示数为400 mA，由此数据可得待测电阻Rx= 。（结果保留两位有效数字）8（1）在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中_。A在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测（2）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中，现备有以下器材：A干电池1节B滑动变阻器（050 ）C电压表（03 V）D电压表（015 V）E电流表（00.6 A）F电流表（03 A）其中电压表应选_，电流表应选_。（填写字母序号即可）如图是根据

24、实验数据画出的UI图象。由此可知这个干电池的电动势E=_V，内电阻r=_。9用伏安法测电阻的实验中提供了如下器材：待测电阻Rx，（约200 ）；直流毫安表（量程020 mA，内阻约50 ）；直流电压表（量程03 V，内阻约5 k）；直流电源（输出电压3 V，内阻可不计）；滑动变阻器（阻值范围010 ，允许最大电流1 A）；电键一个，导线若干条。实验要求最大限度的减小误差，则毫安表的连接应选择_（填“内接”或“外接”）的连接方式；滑动变阻器的连接应选择_（填“限流”或“分压”）的连接方式。10用多用电表测电阻时：（1）在某次测量中，实验操作正确，选择开关的位置如图（a）所示，表头刻度和指针位置如

25、图（b）所示，则被测电阻的阻值为 。（2）若继续用该表测量另一阻值约为的电阻，则应将选择开关旋至倍率为_挡，并在测量电阻前先进行欧姆调零操作，测量结束后，应将选择开关旋至off或交流电压最高挡。11某同学设计了一个既可以测电阻由可以测电动势和内阻的实验电路，如图甲所示，实验室提供了一下实验器材：电源E（电动势为6 V，内阻约为1 ）定值电阻R0（阻值约为5 ）电流表A（量程30 mA，内阻约为0.5 ）电流表B（量程0.6 A，内阻约为1 ）电压表C（量程8 V，内阻约为5 k）电压表D（量程4 V，内阻约为3 k）滑动变阻器F（阻值010 ）滑动变阻器G（阻值0500 ）根据题中所给信息，请

26、回答以下问题（1）电流表应选_，滑动变阻器应选_；（选填器材代号）（2）该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，其数据如表所示：I（A）0.300.350.400.450.500.55U1（V）5.685.615.575.515.485.40U2（V）1.441.691.912.162.392.62根据表中数据求得定值电阻R0=_（保留两位有效数字），其测量值_真实值（填、Rx，若待测电阻的阻值很大，用甲电路测量误差较小，故B错误，C正确；乙图是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小；当待测电阻阻值比电压表内

27、阻小得多时，用乙图所示电路，电压表分流少，则测量值的误差越小，故D错误；故选：C。【名师点睛】该题中用伏安法测电阻的两种常用电路分别是电流表内接法和电流表外接法，电流表内接法测得的电阻值大，电流表外接法测得的电阻值偏小；该知识点既可以说是属于记忆性的知识，也可以记住分析的方法。4（1）1 欧姆调零 （2）17.0 46 23.0【解析】（1）指针偏角过大，说明待测电阻阻值较小，为了准确要换1挡，然后重新调零。（2）若用的是“1”挡测电阻，读数为17.01=17.0 ，若用的是100 mA的量程测电流，读数为46 mA，若用的是50 V量程测电压，读数为23.0 V。5（1）AC （2）电路图，

28、实物图 2.03 0.09【解析】（1）欧姆表的零刻度在表盘的右侧，用“100”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，可知电阻值很大，为准确测量电阻阻值，需换用大挡，即“1 k”挡换挡后要重新进行欧姆调零，然后再重新测量电阻阻值，故AC正确，BD错误。故选AC。（2）伏安法测电源电动势与内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示。 根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，故电动势为2.03 V；图象的斜率表示内电阻，故；【名师点睛】在闭合电路欧姆定律实验中，要注意实

29、验中的数据分析方法；根据闭合电路欧姆定律及图象可以得出电动势和内电阻，这是本实验中考查的热点。6Rx1 大于 小于 外接法，所以电流表应用内接法，即Rx1更接近真实值；根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为：，即测量值大于真实值；采用外接法时，真实值应为：，即测量值小于真实值。若电压表V的内阻为2 k，电流表A的内阻约为10 ，测电阻Rx的阻值应采用外接法。【名师点睛】应明确：电流表内外接法的选择方法是：当满足时，电流表应用外接法，此时测量值小于真实值；当满足时，电流表应用内接法，此时测量值大于真实值。7（1）C （2）E （3）如图 （4）7.2【解析】（1）电路中可能出现的最大电流，可

30、见电流表B的量程过大，直接用电流表C量程过小；故可用该电流表C与定值电阻并联，此时改装成的电流表量程为；（2）滑动变阻器要用分压电路，故选用阻值较小的E；（3）电路图如图所示：（4）当电流表示数为40.0 mA时，此时通过Rx的电流；Rx两端电压为：；则待测电阻。【名师点睛】此题是关于伏安法测电阻的问题；关键是对仪器的选择，电流表的量程大小不适当，故应该选择电表的改装问题。8（1）AD （2）C E 1.40 0.67干电池的电动势为1.5 V，故电压表应选C，电流表应选E即可。根据U=EIr可知，UI图象的截距的关于电源的电动势，则E=1.40 V；内阻。9外接 分压【解析】由于待测电阻满足，所以电流表应用外接法；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻，所以变阻器应采用分压式接法。【名师点睛】本题的关键是明确当满足时，电流表应用外接法，满足时，电流表应用内接法；当滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法。10（1） （2）【名师点睛】本题考查了欧姆表使用注意事项与读数，要掌握欧姆表的使用方法、注意事项与读数方法，难度不大。11（1）B F （2）4.8 Rx时，用电流表外接电路；当满足RxRA时，用电流表内接电路。注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：“一上两下”。能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。