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微点突破 5 定值电阻在电路中的主要作用
目标要求 1.理解定值电阻在电学实验电路中有可以作为保护电阻、可以结合电流电压表
作为测量电阻、可以扩大电流电压表量程等作用。2.会利用定值电阻按照实验要求设计实验
电路。
(1)保护作用：保护电表，保护电源。
(2)测量作用：已知电压的定值电阻相当于电流表，已知电流的定值电阻相当于电压表，主
要有如图所示两种情况：
图甲中流过电压表V 的电流I＝；
2 2
图乙中电流表A 两端的电压U＝(I－I)R；
2 2 1 2
(3)扩大作用：测量电路中用来扩大电表量程；当待测电阻过小时，可串联定值电阻用来扩
大待测量。
例1 某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
A．待测锂电池(电动势E约为3.9 V，内阻r约为2 Ω，最大电流I ＝0.6 A)；
m
B．电压表V(量程0～3 V，内阻约为几千欧)；
C．电阻箱R(0～99.9 Ω)；
1
D．定值电阻R＝4.5 Ω；
2
E．定值电阻R＝45 Ω；
3
F．开关S一个，导线若干。
(1)该小组成员设计了如图甲所示电路。为了防止调节电阻箱过程中电池烧坏且方便测量，
定值电阻R 应选取____________(选填“R”或“R”)。
0 2 3
(2)多次改变电阻箱的阻值R ，读出电压U，根据测得的数据作出－图像，如图乙所示，则
1
电源电动势E＝________ V，r＝________ Ω(结果均保留2位有效数字)。
答案 (1)R (2)4.0 1.9
2
解析 (1)为了确保电源安全，电路总电阻的最小值约为 R ＝＝ Ω＝6.5 Ω，由于锂电池内
min
阻r约为2 Ω，则接入的定值电阻值约为6.5 Ω－2 Ω＝4.5 Ω，即为了防止调节电阻箱过程中
电池烧坏且方便测量，定值电阻R 应选取R。
0 2(2)多次改变电阻箱的阻值R，读出电压U，
1
根据U＝E－I(r＋R)＝E－(r＋R)，
2 2
变形有＝＋·，
结合题图乙有＝0.25 V－1，
＝ Ω·V－1
解得E＝4.0 V，r＝1.9 Ω。
例2 要精确测量电流表A 的内阻r，实验室提供的器材有：
1 1
电流表A(量程为150 mA，内阻约为10 Ω)
1
电流表A(量程为300 mA，内阻约为5 Ω)
2
电压表V(量程为15 V，内阻约为3 kΩ)
定值电阻R(阻值为10 Ω)
0
滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流为2 A)
1
滑动变阻器R(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)
2
电源E(电动势为3 V，内阻较小)
电键，导线若干
(1)有人拟将电压表V和待测电流表A 并联接入电压合适的测量电路中，测出A 的电压和电
1 1
流 ， 再 计 算 出 r 。 该 方 案 实 际 上 不 可 行 ， 其 最 主 要 的 原 因 是
1
_______________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)若实验时要求电流表A 的示数从零开始变化，且能测出多组数据，尽可能准确地测量出
1
电流表A 的内阻r。请在虚线方框中画出实验电路图，并在图中标出所用器材的代号。
1 1
(3)若选取测量数据中的一组来计算电流表 A 的内阻r ，则r ＝________，式中各符号的意
1 1 1
义是________________________________________________________________________。
答案 (1)电压表V不能准确测出电流表A 两端电压 (2)见解析图 (3)或
1
I、I 分别表示电流表A、A 的读数，R 为10 Ω
1 2 1 2 0
解析 (1)电压表的满偏电压为15 V，根据电表的读数在半偏左右读数最准确，但此电路中
电源电压为3 V，远小于电压表的读数要求，即两者并联时，电压表的读数过小，所以该方
案不可行。
(2)电流表A 的示数从零开始变化，且能测出多组数据，滑动变阻器只有用分压接法才能办
1
到，电压表不能用，要再用一个电流表测电流，由U＝IR求得电压，代替电压表的作用，电路如图：
(3)根据电路图，设通过电流表A 、A 的电流分别为I 、I ，R 为定值电阻，电阻R 两端的
1 2 1 2 0 0
电压与电流表A 的电压相等，即U ＝U ＝(I －I)R ，通过电流表A 的电流由表盘读出大
1 A1 R0 2 1 0 1
小为I，根据R＝，代入解得r＝＝。
1 1
例3 (2020·山东卷·14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电
源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；
电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；
定值电阻R(阻值2 Ω)；
1
定值电阻R(阻值5 Ω)；
2
开关一个，导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近
满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙
所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。(单选，
填正确答案标号)
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方
案，重新测量得到的数据如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52请根据实验数据，回答以下问题：
①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图
像。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R”或“R”)。
1 2
③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁所示实物图连接成完整电路。
答案 (1)B (2)①见解析图(a) ②R
1
③见解析图(c)
解析 (1)电压表示数的变化范围小，原因是外电阻的阻值远大于电源内阻，选项B正确。
(2)①根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示。
②由图像可知E＝1.55 V，U＝0时I＝0.59 A，
故r′＝≈2.63 Ω，
由于2 Ω
