高考物理一轮练习电阻的测量导学案

第二章恒定电流

【课题】§2.9电阻日勺测量

【学习目标】

1.会应用伏安法内接法与外接法测电阻，会分析两种方法日勺误差

来源

2.知道滑动变阻器有限流式接法与分流式接法，并会应用两种

方法

【知识要点】

一、伏安法测电阻

U

1.原理：根据欧姆定律R=丁，只要测量出待测电阻R*两端日勺

电压u及流过日勺电流I即可.

2.测量器材：电流表、电压表

3.电流表日勺内接法与外接法日勺比拟

内接法外接法

电路图

1」J

也

Rr

电流表分压电压表分流

误差原因

U^=Ux+UAI测=Ix+IV

U测

U测

R测一［测一

R测=1^虾=欣+

电阻测量值RxRV

RA>Rx

Rx+RV<Rx

测量值大于真实值

测量值小于真实值

适用条件RA«RxRV»Rx

第1页

适用于测量大电阻小电阻

⑵两种电路日勺选择

①阻值比拟法：先将待测电阻日勺估计值与电压表、电流表内阻

进展比拟，假设Rx较小，宜采用电流表外接法；假设Rx较大，宜

采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大，小外偏小”.

②临界值计算法：

当Rx<y及时，用电流表外接法.

当R、>产《时，用电流表内接法.

③实验试探法：按如下图接好电路，让电压表日勺一根接线柱P先

后与a、b处接触一下，如果电压表日勺示数有较大日勺变化，而电流表

日勺示数变化不大，那么可采用电流表外接法；如果电流表日勺示数有

较大日勺变化，而电压表日勺示数变化不大，那么可采用电流表内接

法.

二、滑动变阻器日勺限流式接法与分压式接法

1.两种接法比拟

方式内容限流接法分压接法比照说明

两种接法日勺电路R串、并联关系不

ab

图ELb同

RE

负载R上电压调分压接法调节范

R+RO0<U<E

节范围围大

<U<E

负载R上电流调EEE分压接法调节范

节范围R+RO&IWROWI&R围大

闭合S前触头位都是为了保护电

b端a端

置路元件

2.两种接法日勺适用条件

第2页

(1)限流式接法适合测量阻值小日勺电阻(与滑动变阻器总电阻相比

相差不多或比滑动变阻器日勺总电阻还小).因为Rx小，限流式中滑

动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大.

(2)分压式接法适合测量阻值较大日勺电阻(比滑动变阻器日勺总电阻

大).因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压日勺分配，移动滑动触

头电压变化明显，便于调节

3.两种接法日勺选择原那么

(1)在两种电路均可使用日勺情况下，应优先采用限流式接法，因

为限流式接法电路简单、耗能低.

(2)假设采用限流式不能控制电流满足实验要求，即不管怎样调

节滑动变阻器，待测电阻上日勺电流(或电压)都会超过电流表(或电压

表)日勺量程，或超过待测电阻日勺额定电流，那么必须选用分压式接

法.

(3)假设待测电阻日勺阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限

流电路中，滑动变阻器日勺滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻

上日勺电流或电压变化范围不够大，不利于屡次测量求平均值，此

时，应改用分压式接法.

(4)假设实验中要求电压从零开场连续可调，那么必须采用分压

式接法.

【典型例题】

一、伏安法测电阻

【例题1】(2021•福建理综)如下图是一旬/钓走

第3页

侍测电阻&

些准备用来测量待测电阻Rx阻值日勺实验器材，器材及其规格列表如

下:

待测电阻Rx阻值在90。Q〜1000Q之间

电源E具有一定内阻，电动势约9.0V

电压表VI量程2.0V,内阻门=1。。0。

电压表V2量程5.0V,内阻r2=2500Q

电流表A量程3.0A,内阻r=0.10Q

滑动变阻器R最大阻值约100Q,额定电流。.5A

开关S、导线假设干

为了能正常进展测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表

日勺读数大于其量程日勺一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较

明显日勺变化.请用实线代表导线，在所给日勺实验器材图中选择假设

干适宜日勺器材，连成满足要求日勺测量Rx阻值日勺电路.

【例题2]（2021•天津理综）某同学测量阻值约为25kQ日勺电阻

Rx,现备有以下器材:

A.电流表（量程100MA,内阻约2k

B.电流表（量程500MA,内阻约

300Q)

C.电压表（量程15V,内阻约100kQ）

D.电压表（量程50V,内阻约500kQ）

E.直流电源（20V,允许最大电流1A）

第4页

F.滑动变阻器（最大值1kQ,额定功率1W）

G.电键与导线假设干

电流表应选,电压表应选.（填字母代

号）

该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进展，

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

上存在日勺问题：

①—；

②.

【能力训练】

1.•某同学用伏安法测一个未知电阻日勺

阻值，他先将电压表接在a点，读得两表

示数分别为U]=3.0V,\=3.0mA,然

后将电压表改接在b点，读得两表示数分..,

别为U=2.9V,I2=4.0mA,如下图，由此可知电压表应接到

点误差较小，测得R值应为Q

2.〔2021松江期末质量监测〕.〔8分〕太阳能是一种清洁、绿色

能源.在上海举办日勺2021年世博会上，大量使用了太阳能电池.太阳

能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以

视为一个电学器件.某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没

有光照时〔没有储存电能〕日勺LU特性.所用的器材包括：太阳能电

池，电源E,电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R,开关S及

第5页

导线假设干.

〔1〕为了描绘出完整日勺LU特性曲线，在图a中A处接传

感器，B处接

传感器，并将图（a）连成完整日勺实验电路图.

⑵该实验小组根据实验得到日勺数据，描点绘出了如图（b）日勺I-U

图像，图中PQ为过P点日勺切线.由图可知，当电压小于2.00V时，

太阳能电池日勺电阻________〔选填“很大”或"很小”〕；当电压为

2.80V时，太阳能电池日勺电阻约为Q.

3〔2021湖北三市期末联考〕.实际电流表有内阻，现在要测量实

际电流表厂日勺内阻.供选择日勺仪器如下：

Gr

11

A.待测电流表G（0〜5柿，内阻约300Q）B.电流表

G（。〜1。叱内阻约10向

2

C.电压表V]（量程6V,内阻未知）D.电压表V?（量程

15V,内阻未知）

E.滑动变阻器p（0I。。。。）F.滑动变阻器

RUTUUU

3

尺（0〜500。）

4

G.定值电阻J300Q）H.定值电阻0（10Q）—

KK

12

I.直流电源但=3V,r=0.5Q）J.电键S及导线假

设干.

〔1〕请选择适宜日勺器材设计实验电路，并把电路图画在方

框中（图中标明所选器材）

〔2〕根据测量所得物理量，电流表G日勺内阻「=♦

11

4.〔2021景德镇第一次质量检测〕、有一只电阻Rx,其阻值大约在

40-50Q之间，需要进一步测定其阻值.现有日勺Q〕

伏特表V〔量程0—10V,内阻约—,v_20KQ]

第6J―^Kg>-P

I_Hi_

图1

毫安表A】（量程0—50mA,内阻约20Q）----0-

—1—

毫安表A2（量程0—300mA,内阻约4Q）

®2

滑动变阻器R1〔0一1。。。，额定流1A）

滑动变阻器R2（0—17。。。额定电流）

电键一只，导线假设干.

有两种可供选择日勺电路如图1与图2所示.试验中要求多测几组电

流、电压日勺值.

①.为了实验能正常进展并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要

便于调节，在试验中应选

图所示日勺电路;应选代号为日勺毫安表与代号为日勺

滑动变阻器.该实验日勺系统误差主要是由—引起日勺,这个因

素总是使实验日勺测量值比真实值偏二

②.假设所用日勺毫安表日勺准确电阻值，那么应选用图——所示

日勺电路进展测量.

5.12021四川宜宾第一次调研〕、用以下器材测量待测电阻日勺

X

阻值：

待测电阻R阻值约为1OOQ1t

电源电动势E约为6.0V、内阻忽略不L.四

计；

K

电流表1：量程300mA、内阻\约为4Q;------5

电流表2量程50mA、内阻r=20Q;

:2

定值电阻R°：阻值为20Q；

第7页

滑动变阻器R最大阻值为10Q;

单刀单掷开关S、导线假设干.

测量电阻RX日勺电路图如图10所示：

(1)电路图中日勺电流表A1应该选择电流表(填“1”或

“2”〕，开关S闭合前，滑动变阻器R滑片P应该移到端(填

"A"、"B"或"无要求"〕・

(2)假设某次测量中电流表A］日勺示数为§电流表A2日勺示数为

I,那么由量与测得量表示R日勺表达式为R

2xx

例题答案:

1.【答案】测量Rx阻值日勺电路如图

解析由于待测电阻约为1。。0Q,滑动

变阻器阻值为100Q,且要使电表读数有

较明显日勺变化，因此滑动变阻器应采用分压

接法，由于加在待测电阻日勺最大电流约为

10mA,显然3A日勺电流表不能用，因此将

VI当作电流表使用.由于VI表日勺电压能够

测量，故采用VI表内接法.

2.【答案】BC①电流表应采用内接法.②滑动变阻

器应采用分压式接法.

E20

解析最大电流I=K_=Z5XTU3A=8。。MA,故电流表应选

mx

B.电源电动势20V,电压表D日勺量程为5。V,测量误差过大，故

应选C.

①R。="爪俨丫=勺0.3义500kQ=kQ<R,故电流表

X

应采用内接法.

第8页

②由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多，为了便于调节

与为了保证电表日勺平安，滑动变阻器应采用分压式接法.

反应训练

能力训练答案

1.【答案】a1000

解析两种接法中两表示数变化分别为：

AU=|U-U|=3.0V-2.9V=0.1V

12

Al=|I】一