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微专题 75 测电阻的几种常见方法
1.除了伏安法测电阻外还有等效替代法、半偏法、电桥法、伏伏法、安安法等测电阻方法。
2.分析电路连接方式,弄清实验原理或写出原理式是解决问题的关键。
1.(2024·云南昆明一中阶段练习)为了测量电压表V 的内阻,某同学在实验室中找到了下列
1
器材:
待测电压表V(2 V,内阻约为2 kΩ),
1
电压表 V(6 V,内阻约为2 kΩ),
2
电压表V(1.5 V,内阻约为1 500 Ω)
3
定值电阻R=40 Ω,
1
定值电阻R=4 kΩ,
2
滑动变阻器R,最大阻值为5 Ω
3
电源E(电动势6 V,内阻不计),开关,导线若干,请选择合适的实验器材,设计出测量电
路。
(1)为使测量结果尽可能精确,要求所有电表的读数不小于满偏刻度的三分之一,实验中除
了待测电表外,还需要选择的电表是________(填代号),定值电阻应选择________(填代号);
(2)请在虚线框中画出测量电压表V 的内阻的电路图;
1
(3)若电压表V 、V 的读数用U 、U 表示,则待测电压表的内阻为___________(用所选用器
1 2 1 2
材的读数和物理量表示);
(4)仅考虑系统误差,该测量值___________真实值。(选填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 (1)V R (2)见解析图 (3) (4)等于
2 2
解析 (1)将定值电阻与待测电压表V 串联,用另一块电压表测出总电压,待测电压表与定
1
值电阻分得的电压之比就等于电阻之比,为了使电压表尽可能接近满偏,电压表选 V ,定
2
值电阻选R。
2
(2)滑动变阻器采用分压式接法,如图所示
(3)由于电压表V 与R 串联,满足=,可得R =
1 2 V1
(4)由于V 两端的电压和R 两端的电压测量准确,没有系统误差,因此测量值等于真实值。
1 2
2.(2024·江西省联考)某实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为20 Ω的电阻R 的阻值,
x
图中R 为标准电阻,阻值为R=16 Ω;V、V 为理想电压表,S为开关,R为滑动变阻器,
0 0 1 2
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料E为电源,采用如下步骤完成实验。回答下列问题:
(1)按照图甲所示的实验原理图在图丙中连接好实物图。
丙
(2)实验开始之前,将滑动变阻器的滑片置于________(选填“最左端”“最右端”或“中
间”)。闭合开关S,改变滑片的位置,记下两电压表的示数分别为 U 、U ,则待测电阻的
1 2
表达式为R=________(用U、U、R 表示)。
x 1 2 0
(3)为了减小偶然误差,改变滑片的位置,多测几组U 、U 的值,作出的U -U 图像如图乙
1 2 1 2
所示,图像的斜率为k=________(用R、R 表示),可得R=________ Ω。
0 x x
答案 (1)见解析图 (2)最右端 R (3) 18
0
解析 (1)实物图如图所示
(2)为了电路安全,防止电流过大,闭合开关前,将滑片置于最右端;由串联电路的电流相
等,再结合欧姆定律可得=,整理可得待测电阻R=R
x 0
(3)由R=R,可得U=U,则U-U 图像的斜率k=,结合k=,R=16 Ω,综合可得R=
x 0 1 2 1 2 0 x
18 Ω。
3.(2024·湖南株洲市联考)某物理兴趣小组的同学利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及
灵敏电流计设计了一个测量电阻R 的方案,实验电路如图甲所示。
x
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型,并依量角器直径两端点裁剪好;
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件;
③将电阻箱的阻值调至R ,并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动,当灵敏电流计的
1
示数为零时,停止移动金属夹,此时从量角器上读出OA与OK间的夹角θ(单位为弧度);
1
④改变电阻箱的阻值,重复步骤③,测得多组(θ,R)值;
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图乙所示。
根据分析,试回答下列问题:
(1)某次调节电阻箱的示数如丙图所示,则此时电阻箱接入电路的电阻为________ Ω;
(2)已知乙图中图像与纵轴的截距为-b,由此可求得R=________,若考虑电流计的内阻,
x
R 的测量值________(填“有”或“无”)系统误差;
x
(3)实验时,当金属夹K调至某位置时,该小组的同学因为观察不仔细,认为灵敏电流计的
读数已经为零,实际上,灵敏电流计还有从K到P的电流,那么此时测出R 的值与真实值
x
相比________(填“偏小”“相等”或“偏大”)。
答案 (1)596.0 (2) 无 (3)偏小
解析 (1)电阻箱的示数为5×100 Ω+9×10 Ω+6×1 Ω+0×0.1 Ω=596.0 Ω。
(2)由题意可知,此方法是电桥法测电阻,当电流计示数为零时,R与R 串联,R与AK并联
x
同时R 与BK并联,所以有IR=IR ,IR=IR ,化简可得=,=,可得被测电阻的阻值
x 1 2 AK 1 x 2 BK
为R==,整理得=-,由此可得R=,则R 与灵敏电流计的内阻无关,故若考虑电流计
x x x
的内阻,R 测量值无系统误差。
x
(3) 若使灵敏电流计示数为零,则需减小 θ(或增大电阻箱阻值R),由R=知,此时测出R
x x
的值小于真实值。
4.(2023·湖南省模拟)小聪同学想扩大电流表A 的量程,他先用如图甲所示的电路测量电流
1
表A 的内阻,可提供的实验器材如下:
1
A.直流电源E(电动势满足要求,内阻很小);
B.电流表A(量程为200 μA,内阻约为500 Ω);
1
C.电流表A(量程为300 μA,内阻约为120 Ω);
2
D.标准电流表A(量程为0.6 A);
0
E.定值电阻(阻值为100 Ω);
F.定值电阻(阻值为1 kΩ);
G.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω,额定电流为2 A);
H.开关S,导线若干。
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料(1)用笔画线代替导线,根据图甲电路补充完成图乙中实物间的连线。
(2)定值电阻R 应选用______(填“E”或“F”)。
0
(3)在电路连接以及定值电阻选用均正确的情况下,调节滑动变阻器的滑片,多次测量,得
到待测电流表A 的示数I 和电流表A 的示数I 的多组数据,以I 为横坐标、I 为纵坐标作
1 1 2 2 1 2
出I -I 图像,如图丙所示。根据图丙可得,待测电流表A 的内阻R =______Ω。(结果保
2 1 1 A1
留三位有效数字)。
(4)为了将电流表 A 改装成量程为 0.6 A 的电流表 A,应对电流表 A 并联一个阻值为
1 1
______Ω(结果保留两位有效数字)的定值电阻。
(5)将标准电流表A 与电流表A串联,对A进行校准。若当A 的示数为0.50 A时,A 的示
0 0 1
数为160 μA,则A的实际量程为______ A(结果保留三位有效数字)。
答案 (1)见解析图 (2)F (3)480 (4)0.16 (5)0.625
解析 (1)根据电路图,连接实物如图所示
(2)根据I R =(I -I )R,解得R=≈ Ω=1 kΩ,因此定值电阻R 应选用F。
m1 A1 m2 m1 0 0 0
(3)根据IR =(I-I)R,解得I=I,结合题图丙有k==,解得R =480 Ω
1 A1 2 1 0 2 1 A1
(4)根据0.200 mA×480 Ω=(600 mA-0.200 mA)R ,解得R =0.16 Ω
并 并
(5)根据0.160 mA·R ′=(500-0.160) mA·R ,0.200 mA·R ′=(I-0.200 mA)R ,解得I
A1 并 A1 0 并 0
=625 mA=0.625 A。
5.(2024·江西省宜丰中学月考)某同学要测量一个微安表 (量程为0~500 μA)的内阻。可供
选择器材有:
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料A.电源(电动势6 V,内阻较小)
B.电压表(量程0~3 V,内阻约几千欧姆)
C.电阻箱(0~999.9 Ω)
D.电位器(可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~1.5 kΩ)
E.电位器(0~15 kΩ)
该同学设计了如图的电路进行实验。连接后,主要操作步骤如下:
①开关K和K 处于断开状态 ;
1
②将电位器R和电阻箱R 调至最大值。闭合开关K,调节电位器R,让微安表达到满偏,此
1
时电压表示数为2.00 V;
③闭合开关K ,调节电位器R和电阻箱R ,让微安表达到半偏,此时电阻箱的示数为300.0
1 1
Ω,电压表的示数为2.50 V。完成下列填空:
(1)电位器R应该选择__________。
(2)由实验数据可知电压表的内阻为R =________, 微安表的内阻为R =________;
V A
(3)若电压表在制造过程中,由于分压电阻的误差,使得示数比真实值偏大,则由此造成微
安表内阻的测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
答案 (1)E (2)4 000 Ω 450 Ω (3)等于
解析 (1)由电路图知,电压表串联在电路中,由于电压表内阻较大,所以电位器应选择大
阻值的,故选E;
(2)当K 断开时,微安表与电压表串联,微安表达到满偏,所以电压表内阻R ===4 000 Ω
1 V
关注公众号《黑洞视角》获取更多资料闭合开关K,微安表达到半偏,可求电压表的电流为I== A=625 μA
1
根据并联电路的电流规律,可求电阻箱的电流为I =I-I ′=625 μA-250 μA=375 μA
R1 A
电阻箱两端的电压U =I R,所以微安表的内阻R ==450 Ω
R1 R1 1 A
(3)由于分压电阻的误差,使得电压表示数比真实值偏大,但等比例变化并不改变两次测量
电压表示数的比值,又R =(-1)R,故测量值等于真实值。
A 1
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