2024届一轮复习新人教版 小专题(十三)　测量电阻常用的几种方法 课件（55张）

小专题(十三)测量电阻常用的几种方法提升关键能力突破考点方法一伏安法测电阻1.原理:伏安法是利用电流表、电压表与滑动变阻器的组合测量电阻的方法,是电阻测量的基础方法,是高考考查的热点。它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情境下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。3.特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻时应用内接法测量,外接法测量值偏小,测小电阻时应采用外接法测量)。[例1]某同学先后用多用电表和伏安法测量一个未知电阻Rx的阻值。(1)该同学选用倍率为“×100”的电阻挡时,指针位置如图甲所示;他应选用倍率为

(选填“×1”或“×10”)的电阻挡再次测量,当其选择合适的倍率后,指针位置如图乙所示,则所测电阻的阻值为

Ω。

解析:(1)选用倍率为“×100”的电阻挡测量,指针偏角太大,说明所选挡位太大,要较准确的测量该电阻的阻值,应选择“×10”电阻挡,重新进行欧姆调零,然后再测电阻;按正常顺序操作后,指针的位置如题图乙所示,则该电阻的阻值为7×10Ω=70Ω。答案:(1)×10

70[例1]某同学先后用多用电表和伏安法测量一个未知电阻Rx的阻值。(2)为更精确测量其阻值,该同学采用了伏安法。实验室备有下列实验器材:A.电压表V1(量程0～3V,内阻约为15kΩ)B.电压表V2(量程0～15V,内阻约为75kΩ)C.电流表A1(量程0～250mA,内阻约为0.2Ω)D.电流表A2(量程0～50mA,内阻约为1Ω)E.滑动变阻器R(最大阻值150Ω)F.电池组E(电动势为3V,内阻不计)G.开关S,导线若干为减小实验误差,电压表应选用

,电流表应选用

(填器材前面的字母),实验电路应选

(选填“丙”或“丁”)。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确,则电阻的测量值

(选填“大于”“小于”或“等于”)其真实值,原因是

。

答案:(2)A

D丁小于电压表分流方法二伏伏法测电阻伏伏法又称电压表差值法,是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。(1)条件:电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。(2)技巧:已知内阻值的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用,这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。[例2]某同学想要测定一个定值电阻Rx的阻值(2kΩ左右),实验室提供的实验器材如下:电流表A1(量程为0～200mA,内阻RA1=8Ω)电流表A2(量程为0～0.6A,内阻RA2=4Ω)电压表V1(量程0～3V,内阻RV1=13kΩ)电压表V2(量程0～5V,内阻RV2=5kΩ)滑动变阻器R1(最大允许通过电流1.5A,最大阻值50Ω)滑动变阻器R2(最大允许通过电流0.3A,最大阻值3kΩ)待测定值电阻Rx电源E(电动势约15V,内阻较小但不可忽略),单刀开关S,导线若干回答下列问题:(1)该同学先用多用电表欧姆挡的“×100Ω”挡位对待测电阻Rx的阻值进行粗测,正确操作后,读数如图所示,则Rx=

kΩ(结果保留2位有效数字)。

解析:(1)欧姆表的读数为Rx=22×100Ω=2.2kΩ。答案:(1)2.2

[例2]某同学想要测定一个定值电阻Rx的阻值(2kΩ左右),实验室提供的实验器材如下:电流表A1(量程为0～200mA,内阻RA1=8Ω)电流表A2(量程为0～0.6A,内阻RA2=4Ω)电压表V1(量程0～3V,内阻RV1=13kΩ)电压表V2(量程0～5V,内阻RV2=5kΩ)滑动变阻器R1(最大允许通过电流1.5A,最大阻值50Ω)滑动变阻器R2(最大允许通过电流0.3A,最大阻值3kΩ)待测定值电阻Rx电源E(电动势约15V,内阻较小但不可忽略),单刀开关S,导线若干回答下列问题:(2)实验要求Rx两端的电压能从零开始调节,实验中滑动变阻器应选用

(选填“R1”或“R2”),并采用

(选填“限流”或“分压”)接法。

解析:(2)实验要求Rx两端的电压能从零开始调节,所以必须采用分压接法。为了方便调节电路,实验中滑动变阻器应选用R1。答案:(2)R1分压[例2]某同学想要测定一个定值电阻Rx的阻值(2kΩ左右),实验室提供的实验器材如下:电流表A1(量程为0～200mA,内阻RA1=8Ω)电流表A2(量程为0～0.6A,内阻RA2=4Ω)电压表V1(量程0～3V,内阻RV1=13kΩ)电压表V2(量程0～5V,内阻RV2=5kΩ)滑动变阻器R1(最大允许通过电流1.5A,最大阻值50Ω)滑动变阻器R2(最大允许通过电流0.3A,最大阻值3kΩ)待测定值电阻Rx电源E(电动势约15V,内阻较小但不可忽略),单刀开关S,导线若干回答下列问题:(3)请选择合适的器材进行电路设计来完成对待测电阻Rx的测量,要求尽可能测量多组数据,电表能有较大的偏转,并在虚线框中画出完整的实验电路原理图。答案:(3)图见解析[例2]某同学想要测定一个定值电阻Rx的阻值(2kΩ左右),实验室提供的实验器材如下:电流表A1(量程为0～200mA,内阻RA1=8Ω)电流表A2(量程为0～0.6A,内阻RA2=4Ω)电压表V1(量程0～3V,内阻RV1=13kΩ)电压表V2(量程0～5V,内阻RV2=5kΩ)滑动变阻器R1(最大允许通过电流1.5A,最大阻值50Ω)滑动变阻器R2(最大允许通过电流0.3A,最大阻值3kΩ)待测定值电阻Rx电源E(电动势约15V,内阻较小但不可忽略),单刀开关S,导线若干回答下列问题:(4)根据设计的实验电路可求得Rx=

。(可用U1、U2、I1、I2、RA1、RA2、RV1、RV2这些符号表示)

方法三安安法测电阻安安法又称电流表差值法,是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。(1)条件:电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。(2)技巧:已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表使用,这是设计电路中的常用技巧,也是高考的热点之一。(3)原理:电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,电流表A1的内阻为r1。则:①图甲中,根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻r1。②图乙中,根据电路知识有I1(r1+Rx)=(I2-I1)R0,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻r1。[例3](2023·辽宁大连模拟)某实验小组要测一个定值电阻Rx的准确阻值,实验室提供的器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约200Ω)B.电流表A1(量程为0～1mA,内阻约为300Ω)C.电流表A2(量程为0～10mA,内阻约为30Ω)D.定值电阻R0(阻值为30Ω)E.电阻箱R1(阻值范围内0～9999.9Ω)F.滑动变阻器R2(阻值范围为0～500Ω)G.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小)H.开关S及导线若干(1)小组同学先测出电流表A1的内阻,将其改装为电压表,再测未知电阻的阻值。图a给出了测电流表A1内阻的部分实验电路图,实验要求电流表A2的读数从零开始连续变化,请将图a的电路图补充完整。解析:(1)由于实验要求电流表A2的读数从零开始连续变化,所以滑动变阻器应采用分压式接法,如图甲所示。答案:(1)见解析图甲[例3](2023·辽宁大连模拟)某实验小组要测一个定值电阻Rx的准确阻值,实验室提供的器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约200Ω)B.电流表A1(量程为0～1mA,内阻约为300Ω)C.电流表A2(量程为0～10mA,内阻约为30Ω)D.定值电阻R0(阻值为30Ω)E.电阻箱R1(阻值范围内0～9999.9Ω)F.滑动变阻器R2(阻值范围为0～500Ω)G.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小)H.开关S及导线若干(2)图a所示的电路中,电流表A1和A2的读数分别为I1和I2,根据所测数据描绘出I1-I2图像如图b所示,由图像可知电流表A1的内阻为

Ω。

答案:(2)270

[例3](2023·辽宁大连模拟)某实验小组要测一个定值电阻Rx的准确阻值,实验室提供的器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约200Ω)B.电流表A1(量程为0～1mA,内阻约为300Ω)C.电流表A2(量程为0～10mA,内阻约为30Ω)D.定值电阻R0(阻值为30Ω)E.电阻箱R1(阻值范围内0～9999.9Ω)F.滑动变阻器R2(阻值范围为0～500Ω)G.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小)H.开关S及导线若干(3)如果将电流表A1改装成量程为0～1.5V的电压表,需要串联的电阻箱R1的阻值R1′=

Ω。

答案:(3)1230.0[例3](2023·辽宁大连模拟)某实验小组要测一个定值电阻Rx的准确阻值,实验室提供的器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约200Ω)B.电流表A1(量程为0～1mA,内阻约为300Ω)C.电流表A2(量程为0～10mA,内阻约为30Ω)D.定值电阻R0(阻值为30Ω)E.电阻箱R1(阻值范围内0～9999.9Ω)F.滑动变阻器R2(阻值范围为0～500Ω)G.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小)H.开关S及导线若干解析:(4)在图c中,通过Rx的电流的测量值等于真实值,但由于电流表A2的分压,使Rx两端电压的测量值比真实值偏大,从而使Rx的测量值比真实值偏大。为了测得待测电阻Rx的准确值,可将电流表A2外接,如图乙所示,此时通过待测电阻Rx的电流等于电流表A2的读数与电流表A1的读数之差。答案:(4)偏大见解析图乙电流表A2的读数与电流表A1的读数之差方法四半偏法测电阻1.电流表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤。①先断开S2,再闭合S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流表读数等于其量程Im;(3)误差分析。①测量值偏小:RA测=R2<RA真。②原因分析:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值非常大的滑动变阻器R1,满足R1≫RA。2.电压表半偏法(电路图如图所示)(1)实验步骤。①将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑片,使电压表读数等于其量程Um。(3)误差分析。①测量值偏大:RV测=R2>RV真。③减小误差的方法:选电动势较大的电源E,选阻值较小的滑动变阻器R1,满足R1≪RV。[例4][电流表半偏法]可选用器材:A.电阻箱甲,最大阻值为99999.9Ω。B.电阻箱乙,最大阻值为2kΩ。C.电源E,电动势约为6V,内阻不计。另外有开关2个,导线若干,量程为0～1mA的电流表。现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg。(1)实验步骤的顺序为

。

①合上S1,调节R,使表A满偏②合上S2,调节R1,使表A半偏,则rg=R1③断开S1、S2,将R调到最大答案:(1)③①②解析:(1)半偏法测电流表内阻的步骤为③断开S1、S2,将R调到最大;①合上S1,调节R,使表A满偏;②合上S2,调节R1,使表A半偏,则rg=R1。[例4][电流表半偏法]可选用器材:A.电阻箱甲,最大阻值为99999.9Ω。B.电阻箱乙,最大阻值为2kΩ。C.电源E,电动势约为6V,内阻不计。另外有开关2个,导线若干,量程为0～1mA的电流表。现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg。(2)可变电阻R1应选择A、B中的

(选填“A”或“B”)。为使结果尽可能准确,可变电阻R应选

(选填“A”或“B”)。

答案:(2)B

A[例4][电流表半偏法]可选用器材:A.电阻箱甲,最大阻值为99999.9Ω。B.电阻箱乙,最大阻值为2kΩ。C.电源E,电动势约为6V,内阻不计。另外有开关2个,导线若干,量程为0～1mA的电流表。现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg。(3)认为内阻rg=R1,此结果与rg的真实值相比

(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。

答案:(3)偏小①按电路原理图a连接线路。②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S。③调节滑动变阻器,使电压表满偏。④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器

(选填“R1”或“R2”)。

答案:(1)R1解析:(1)本实验测电压表的内阻,实验中滑动变阻器的分压变化不大,则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大,故需要滑动变阻器的最大阻值较小,故选R1可减小实验误差。①按电路原理图a连接线路。②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S。③调节滑动变阻器,使电压表满偏。④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(2)根据图a所示电路将图b中实物图连线。答案:(2)图见解析解析:(2)滑动变阻器为分压式接法,实物图连线如图所示。①按电路原理图a连接线路。②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S。③调节滑动变阻器,使电压表满偏。④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为

Ω(结果保留到个位)。

答案:(3)2520解析:(3)电压表和电阻箱串联,两端电压分别为2.00V和0.50V,则RV=4R=2520Ω。①按电路原理图a连接线路。②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S。③调节滑动变阻器,使电压表满偏。④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。回答下列问题:(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为

(填正确答案标号)。

A.100μA B.250μAC.500μA D.1mA答案:(4)D方法五等效替代法测电阻如图所示,先让S与1连接,调节R2,使电表指针指在适当位置读出电表示数;再将S与2连接,保持R2阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电表的读数仍为原来记录读数,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。[例6](2022·山东济南模拟)某学习小组利用NTC热敏电阻制作了一台检测仪,可以方便快速地检测是否发烧(额头温度t≥37.3℃视为发烧),实验器材如下:NTC热敏电阻R(35℃到40℃范围内阻值约为几千欧姆)毫安表(量程为0～0.6mA,内阻约3Ω)滑动变阻器R2(最大阻值200Ω)滑动变阻器R3(最大阻值6000Ω)电阻箱R4(阻值范围0～999.99Ω)电源(电动势E=3V,内阻不计)单刀双掷开关导线若干实验电路如图所示(1)该学习小组先测量恒定温度下NTC热敏电阻的阻值。先将单刀双掷开关S掷于1处,调节滑动变阻器,使毫安表的示数为0.40mA;再将单刀双掷开关S掷于2处,调节电阻箱,当毫安表的示数为

mA时,电阻箱的读数等于NTC热敏电阻的阻值。

答案:(1)0.40解析:(1)根据闭合电路欧姆定律,依题意,在电源相同的情况下,当电流相同时,电路总电阻也相同;所以要使电阻箱的读数即为NTC热敏电阻的阻值,在电路其他部分不变的情况下,当毫安表的示数仍为0.40mA时即可。[例6](2022·山东济南模拟)某学习小组利用NTC热敏电阻制作了一台检测仪,可以方便快速地检测是否发烧(额头温度t≥37.3℃视为发烧),实验器材如下:NTC热敏电阻R(35℃到40℃范围内阻值约为几千欧姆)毫安表(量程为0～0.6mA,内阻约3Ω)滑动变阻器R2(最大阻值200Ω)滑动变阻器R3(最大阻值6000Ω)电阻箱R4(阻值范围0～999.99Ω)电源(电动势E=3V,内阻不计)单刀双掷开关导线若干实验电路如图所示(2)改变温度,多次测量得到不同温度下NTC热敏电阻的阻值,实验数据如下表所示。温度t(℃)35363737.3383940阻值R(kΩ)3.983.393.002.902.742.552.44(3)该实验中滑动变阻器应选用

(选填“R2”或“R3”)。

答案:(3)R3

解析:(3)从实验中可知待测电阻为几千欧,且电路中滑动变阻器为限流接法,考虑到调节的有效性,限流式接法中应选择阻值与待测电阻接近的滑动变阻器;其次电动势为3V、电流表最大读数为0.60mA,考虑到滑动变阻器对电路的保护作用,结合题意选择R3较为合适,故选R3。[例6](2022·山东济南模拟)某学习小组利用NTC热敏电阻制作了一台检测仪,可以方便快速地检测是否发烧(额头温度t≥37.3℃视为发烧),实验器材如下:NTC热敏电阻R(35℃到40℃范围内阻值约为几千欧姆)毫安表(量程为0～0.6mA,内阻约3Ω)滑动变阻器R2(最大阻值200Ω)滑动变阻器R3(最大阻值6000Ω)电阻箱R4(阻值范围0～999.99Ω)电源(电动势E=3V,内阻不计)单刀双掷开关导线若干实验电路如图所示(4)调节电阻箱的阻值为1900Ω,将单刀双掷开关S掷于2处,调节滑动变阻器,使毫安表的读数为0.60mA;将单刀双掷开关S掷于1处,37.3℃对应毫安表的刻度为

mA,当毫安表示数小于此刻度时说明

(选填“发烧”或“没有发烧”)。

答案:(4)0.50没有发烧解析:(4)依题意,单刀双掷开关S掷于2处时,有3V=(1900Ω+R滑)×0.6×10-3A,单刀双掷开关S掷于1处时,有3V=(2900Ω+R滑)×I联立解得I=0.50mA;从实验表格中可知,温度越低,NTC阻值越大,电流表示数越小,所以当毫安表示数小于0.50mA时,说明低于37.3℃,没有发烧。方法六电桥法测电阻(1)操作:如图所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0。[例7](2022·湖南永州三模)一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻,进行了如下实验:(1)使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“×10”挡,经正确操作后,指针指示如图甲,为了使测量的结果更准确,该同学应该选择欧姆挡

(选填“×1”或“×100”