新教材适用2024版高考物理一轮总复习第9章恒定电流专题强化8电阻测量的五种方法课件

第九章恒定电流专题强化八电阻测量的五种方法全国高考与部分省市的高考物理试卷中，电学实验经常考查电阻测量的原理与方法，除了伏安法外，下面总结了电阻测量的另外几种常用思路和方法。方法一、等效替代法1．电流等效替代该方法的实验步骤如下：

(1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。(3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。(5)电路可以是限流电路，根据实际情况也可以是分压电路。(6)该实验也可以测电表内阻。2．电压等效替代该方法的实验步骤如下：(1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。(3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。(5)该实验常用于小电阻的测量，用限流式或分压式电路均可。(6)该实验也可测电表内阻。(2023·四川省绵阳高三模拟)目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度>0.8mg/mL”。一兴趣小组现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。提供的器材有：A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx；B．直流电源(电动势为6V，内阻不计)；C．电压表(量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用)；D．电阻箱(最大阻值为999.9Ω)；E．定值电阻R1(阻值为20Ω)；F．定值电阻R2(阻值为10Ω)；G．单刀双掷开关一个，导线若干。例1(1)图乙是酒精测试仪电路图；(2)电路中R应选用定值电阻___(填R1或R2)；(3)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：①电路接通前，先将电阻箱调为40.0Ω，然后开关向___(填“c”或“d”)端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_________mg/mL；R2c0.1②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”。当电阻箱调为______Ω时，电压表指针满偏，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_________mg/mL；③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。100.8

(2023·山东高三专题练习)某同学采用如图甲所示的电路测定未知电阻Rx，其中R1、R2为定值电阻，R0为电阻箱，G为灵敏电流计，实验步骤如下：(1)实验前，先用多用电表粗测Rx的阻值，用“×100”挡时发现指针偏转角过小他应换用_______挡(选填“×10”或“×1k”)；(2)按图甲将图乙中的实物连线补充完整；[答案]

见解析例2×1k(3)闭合开关，调整电阻箱的阻值，当电阻箱读数为R0时，灵敏电流计G的示数为零，此时A、B两点电势______(填“相等”或“不相等”)，测得Rx＝________(用R1、R2、R0表示)；(4)实验中有同学怀疑R1、R2所标读数不准确，于是他在(3)中读出电阻箱的阻值R0后，将电路中的电阻箱和Rx互换位置，再次调整电阻箱的阻值。当电阻箱的读数为R0′时，灵敏电流计G的示数再次为零，则Rx＝_______(用R0、R0′表示)。相等[解析](1)实验前，先用多用电表粗测Rx的阻值，用“×100”挡时发现指针偏转角过小，说明电阻太大，应用更大挡位，故应换用×1k挡位；(2)按图甲将图乙中的实物连线补充完整，如图(2023·辽宁模拟预测)某同学设计了一个测量未知电阻的实验，实验器材如下：A．电源(电动势约为12V，内阻不计)B．待测电阻RxC．电流表A1(量程为0.6A，内阻约为10Ω)D．电流表A2(量程为3A，内阻约为2Ω)E．电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)F．保护电阻R0＝10Ω；G．开关、导线若干。例3设计电路，并按照如下操作步骤进行测量。(1)按照如图1所示的电路图组装实验仪器，进行实验。将电流表___(填写项目序号)安装在②位置，另一个电流表则安装在①位置。(2)将R调整为适当阻值，闭合开关S，记录两个电流表的读数分别I1、I2及R的阻值。D(3)调节电阻箱，改变R的阻值，测量并记录多组数据。(4)利用图像处理实验数据，得到如图2所示的图线。(5)由图像可知，该一次函数图像斜率为k、纵轴截距为b，则待测电阻的阻值为___，电流表①的内阻为___(以上两空用题中所给符号表示)，待测电阻测量值______真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。等于(2023·湖北高三模拟)实验小组的同学要用所学的电学知识较准确地测量一捆铜线的长度。他们设计了如图甲所示的电路来较准确测量这捆铜线的电阻Rx，图中a、b之间连接这捆铜线；V1和V2可视为理想电压表；R为阻值范围是0～999.9Ω的电阻箱；E为电源；R0为定值电阻；S为开关。采用如下步骤完成实验：例4(1)先用螺旋测微器测量该铜线的直径d＝1.200mm；(2)按照图甲所示的实验原理电路图连接电路，请你将实物图补充完整；[答案]

见解析(3)将电阻箱R调节到适当的阻值，闭合开关S，记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2，则这捆电线的阻值表达式为Rx＝____________(用R、U1、U2表示)；(4)改变电阻箱的阻值R，记下多组R、U1、U2的示数，计算出每一2.60(5)已知这捆铜线材料的电阻率为ρ＝2.00×10－8Ω·m，则这捆铜线的长度为L＝__________________m(结果保留三位有效数字)。[解析](2)按照实验原理电路图连接实物图如图1.47×102

方法五、半偏法(1)实验原理(如图)(2)实验步骤①R1调至阻值最大，闭合S1，调R1的阻值使

示数达到满偏值。②保持R1阻值不变，闭合S2，调节R2使

示数达到满偏值一半，同时记录R2的值。③RA＝R2。(2023·海南海口模拟预测)利用半偏法来测量电流表A内电阻的电路如图1所示。电路接好之后滑动变阻器调至最大值，两个开关K和K1都断开。(1)闭合开关K，逐渐减小滑动变阻器阻值，同时观察电流表的指针摆动情况，当电流表指针满偏时，不再调整滑动变阻器触头；例5(2)闭合开关K1，然后调整电阻箱的阻值，同时观察电流表的指针摆动情况，直到电流表指针______，如果此时电阻箱的读数为R0，则电流表电阻的测量值为______。由于系统误差的影响，使得电流表内阻的测量值与真实值相比_______(填“偏大”或“偏小”)；(3)为了消除(2)中的系统误差造成的影响，让测量更精确一些，可改用如图2所示的电路测量电流表A的电阻，当电阻箱的读数为R1时，电流表A和A1读数分别为I和I1，则这种情况下电流表电阻的测量值为__________。半偏R0偏小[解析](2)利用半偏法测电阻，要求K1闭合之前电流表满偏，要求K1闭合之后调整电阻箱阻值，使电流表半偏，不考虑总电流的变化，此时电流表上的电流和电阻箱上电流相等，都等于总电流一半，则电流表内阻等于电阻箱电阻，因此电流表电阻的测量值为R0。由于闭合K1之后总电流稍有增大，电流表半偏时的电流小于总电流的一半，所以电阻箱电阻稍小于电流表内阻，所以测量结果偏小。〔专题强化训练〕1．(2022·山东卷)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：干电池E(电动势1.5V，内阻未知)；电流表A1(量程10mA，内阻为90Ω)；电流表A2(量程30mA，内阻为30Ω)；定值电阻R0(阻值为150Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)；待测电阻Rx；开关S，导线若干。测量电路如图所示。A160100无2．(2023·河南南阳高三阶段练习)某同学设计了如下的电路测量电压表内阻，R为能够满足实验条件的滑动变阻器，R′为电阻箱，电压表量程合适。实验的粗略步骤如下：B(2)此实验电压表内阻的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；(3)如实验测得该电压表内阻为8500Ω，要将其量程扩大为原来的倍，需串联_____________Ω的电阻。偏大17003．(2021·浙江6月高考卷)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U1＝1.65V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝____________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75V，I2＝0.33A。由此可知应采用电流表___(填“内”或“外”)接法。0.34外(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；[答案]

电路如图所示②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关掷到右边，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Rx＝___Ω。此方法，___(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是_________________________________________________________。5有电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释)[解析](1)电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以读数为0.34A；开关K接2时与比接1时相比，电压变化较大，而电流变