专题67 电阻的测量.docx

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专题67电阻的测量

专题67电阻的测量

高考命题潜规则解密67：

伏安法测电阻实验

规则验证：

2012年海南物理第13题、2011江苏物理卷第11题、2011天津理综卷第9题（4）、2010新课标卷第23题

命题规律：

伏安法测电阻实验是高考考查的重点和热点，考查伏安法测电阻实验的试题，综合性强、难度中等。

典例1.（2012年海南物理第13题）图示电路可用来测量电阻的阻值。

其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，

可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。

（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。

由此可求出Rx=。

（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。

此电路可测量的Rx的最大值为Ω。

典例2.（2011江苏物理卷第11题）某同学利用如图2所示的实验电路来测量电阻的阻值。

（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。

适当调节滑动变阻器R’后保持其阻值不变。

改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

电阻R/Ω

5.0

10.0

15.0

25.0

35.0

45.0

电压U/V

1.00

1.50

1.80

2.14

2.32

2.45

请根据实验数据作出U-R关系图象。

（2）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。

利用

（1）中测绘的U-R图象可得Rx=_________Ω。

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。

若仍用本实验装置和

（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。

现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和

（1）中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？

典例3（2011天津理综卷第9题（4））某同学测量阻值约为25kΩ的电阻RX,现备有下列器材：

A.电流表（量程122μA,内阻约2kΩ）；

B.电流表（量程500μA,内阻约300Ω）；

C.电压表（量程15V,内阻约100kΩ）；

D.电压表（量程50V,内阻约500kΩ）；

E.直流电源（20V,允许最大电流1A）；

F.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；

G.电键和导线若干。

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的问题：

①___________________________________.

②___________________________________.

典例4.（2010福建卷）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下

为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。

请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。

典例5.（2008·四川理综·22）图为用伏安法测量电阻的原理图。

图中：

为电压表，内阻为4000Ω；

为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。

（1）当开关闭合后电压表读数U=1.6V，电流表读数I=2.0mA。

若将Rx=U/I作为测量值，所得结果的百分误差是。

（2）若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是。

（百分误差=

×100%）

典例6．（2007·上海物理）为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。

该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80mA，记录电流强度值。

由此可得被测电阻的阻值为____________。

经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。

为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：

断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为____________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。

由此可测出Rx＝___________。

【2012高考模拟题精选训练】

1．（2012年3月陕西宝鸡第二次质检）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．为了消除系统误差，某研究性学习小组设计了如图所示的测量电路．

（1）请完成下列操作过程：

第一步：

先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2合向a，然后闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。

第二步：

保持滑动变阻器滑动触头位置不变，单刀双掷开关S2合向b，调节滑动变阻器____，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2．（选填“R1”或“R2”）

（2）根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx=。

2.（2012年3月福州质检）某待测电阻Rx的阻值在80Ω~100Ω之间，现要测量其电阻的阻值，实验室提供如下器材：

A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=10Ω）

B．电流表A2（量程200mA，内阻r2约为2Ω）

C．电流表A3（量程0.6A，内阻r3约为0.2Ω）

D．定值电阻R0=30Ω

E．滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω）

F．电源E（电动势为4V）

G．开关s、导线若干

某同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图甲所示。

为保证测量时电流表读数不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：

M为；N为。

（填器材选项前相应的英文字母）

在下列实物图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余

的线路连接。

若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=。

3．（2012年3月兰州诊断）做测一金属电阻丝的电阻Rx的实验。

（1）某实验小组要用“伏安法”测量电阻丝的电阻Rx，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω，若采用图甲电路测量，则Rx的测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。

若Rx约为10Ω应采用（选“甲”或“乙”）的电路，误差会比较小。

（2）若该实验小组实验时，某次测量时电压表和电流表的示数如图所示，则电流表示数为A，电压表示数为V。

（3）该实验小组经过讨论，发现无论是用图甲或图乙测量，都不可避免产生电表内阻引起的系统测量误差，于是该实验小组又设计了如图所示的实验方案，利用该方案测量的主要实验步骤如下：

第一步：

将开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数为U1、I1。

①请你根据实验原理为该实验小组写出接下的第二步操作，并说明需要记录的数据：

；

②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=________；

③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差：

4.（2012年3月山东潍坊模拟）现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。

一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。

另有如下器材供选择：

A．量程为0—0.6A，内阻约为2Ω的电流表

B．量程为0—3A，内阻约为0.1Ω的电流表

c．量程为0—6V，内阻约为4kΩ的电压表

D．量程为0—15V，内阻约为50kΩ的电压表

E．阻值为0—10Ω．额定电流为lA的滑动变阻器

F．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器

①以上器材应选用．（填写器材前的字母）

②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．

③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的接线柱（填“正”或“负”）；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查．

5．（2012年3月青岛市高三一模）某同学利用如左图所示的实验装置，测量发光二极管D的正向电阻．其中两个固定电阻阻值分别为R1=7.5Ω、R2=6.0Ω．实验时，在闭合开关前，滑动变阻器的滑动端应置于位置（填：

M端、N端或中间），调节滑动变阻器，使二极管正向导通正常发光，此时，理想电流表和电压表的读数如右图所示，则二极管的正向电阻为Ω．

6．（2012北京海淀期末）用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为

W的电阻Rx的阻值，备用器材有：

①量程0~100μA，内阻约为500Ω的电流表A1

②量程0~500μA，内阻约为300Ω的电流表A2

③量程0~1V，内阻约为10kΩ的电压表V1

④量程0~15V，内阻约为100kΩ的电压表V2

⑤量程0~50V，内阻约为500kΩ的电压表V3

⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V

⑦滑动变阻器，阻值范围0~500Ω，允许最大电流1A。

⑧待测电阻Rx，开关和导线若干

（1）为了测量准确，电压表应选，电流表应选。

（填写仪器前的序号）

（2）在下图方框内画出实验电路图。

（3）若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R测_______R真（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

7．（2012江苏四市联考）某同学要测量一电阻Rx（阻值约18Ω）的阻值，实验室提供如下器材：

电池组E（电动势3V，内阻约1Ω）；电流表A（量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）；电压表V（量程0～3V，内阻约5kΩ）；电阻箱R（阻值范围0～99.99Ω，额定电流1A）；开关S，导线若干。

⑴为使测量尽可能准确，应采用下面给出的所示电路进行测量。

⑵下表中记录了电阻箱阻值R及对应电流表A、电压表V的测量数据I、U，请在坐标纸上作出

—

图象，根据图象得出电阻Rx的测量值为Ω。

次数

1

2

3

4

5

R/Ω

8

12

16

20

24

I/A

0.44

0.36

0.32

0.29

0.25

U/V

2.30

2.40

2.56

2.60

2.70

/Ω-1

0.19

0.15

0.12

0.11

0.09

/Ω-1

0.13

0.08

0.06

0.05

0.04

⑶此实验中电阻Rx的测量值与真实值相比（选填“偏大”或“偏小”）。

8．（2012年4月浙江宁波模拟）

（1）某同学用伏安法测电阻Rx，两测量电路图电流表分别为内接和外接，其他条件都相同，若用甲图电路，两表读数分别为2．00V和0．30A；若用乙图电路，两表读数为1．51V和0．31A．为了使测出的电阻值误差较小，实验应选用图所示电路。

选用此电路的测量值比真实值（偏大或偏小）

（2）下图给出了测量Rx所用的全部器材．请按照选好的电路用导线把所给器材连接起来，使之成为测量电路．注意两个电表要选用适当量程

（3）这位同学用选好的电路进行测量，数据记录如下。

请在坐标图中画出U—I图线，并求出Rx=。