【高考物理】一轮复习：专题强化练（2025版创新设计）16、专题强化练十六　测量电阻的其他几种方法

这是一份【高考物理】一轮复习：专题强化练（2025版创新设计）16、专题强化练十六　测量电阻的其他几种方法，共9页。试卷主要包含了0 kΩ)；，0 V，内阻不计)；，5 A)，5 V，内阻不计)等内容，欢迎下载使用。


甲
电压表V1(量程0～3 V，内阻r1＝3.0 kΩ)；
电压表V2(量程0～5 V，内阻r2＝5.0 kΩ)；
滑动变阻器R；
待测定值电阻Rx；
电源E(电动势6.0 V，内阻不计)；
开关和导线若干。
操作步骤如下：
(1)闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于________(选填“左端”“中间”或“右端”)。
(2)调节滑动变阻器，两电压表V1、V2读数分别为U1、U2，并读取多组数据，在坐标纸上描点，连线如图乙所示。当电压表V1示数为3 V时，通过电阻Rx的电流大小为________A；依据图像数据可以得出Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字)。
(3)若电压表V1实际电阻小于3.0 kΩ，则电阻Rx的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
乙
图1
2.某实验小组要测量一个量程为0～1 V的电压表的内阻，实验室提供的器材如下：
待测电压表V(量程0 ～1 V，内阻约为1 500 Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，额定电流2 A )
滑动变阻器R2(最大阻值为2 kΩ，额定电流0.5 A)
电源E1(电动势1.5 V，内阻不计)
电源E2(电动势4.5 V，内阻不计)
电阻箱R(0～999 Ω)
开关两个、导线若干
该实验小组根据实验电路图操作步骤如下：
图2
①按电路图连接电路，开关闭合前，将滑动变阻器的滑片移至最右端，电阻箱调到最大值；
②闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的指针指到满刻度；
③断开S2，保持S1闭合，滑动变阻器位置不变，调整电阻箱的阻值，发现无论如何都调不到电压表指针半偏，最后只好调至电压表指针指到满刻度的三分之二；
④读出电阻箱的阻值R，得出电压表的阻值。
(1)补全电路图，注意：滑动变阻器的滑片移至最右端时，电压表示数为零。
(2)电压表的阻值RV＝________ 。
(3)为了使测量比较准确，滑动变阻器应选______ ，电源应选________ (均填入器材所对应的符号)。
(4)用该方法测出的电压表内阻R测和电压表真实内阻R真的大小关系为R测________ (填“大于”“等于”或“小于”)R真，这种误差源于系统误差。
3.(2024·江苏连云港市高三检测)某同学用如图3甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。已知电源电动势为4.5 V，内阻为1.5 Ω，电压表满偏电压为3 V，定值电阻R0＝3.5 Ω，电阻箱R最大阻值为99.9 Ω。
(1)将S2接1，闭合开关S1前，该同学首先将电阻箱的阻值调到最大，这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的。
(2)多次改变电阻箱R的阻值，得到对应电压表的示数U如下表，请根据实验数据在图乙中作出U－R关系图像。
图3
(3)断开S1将S2接2，再闭合S1，电压表示数为1.60 V，利用(2)中测绘的U－R图像可得Rx＝__________Ω，考虑到电压表为非理想电表，则Rx测量值____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(4)为了更方便地测量多种未知电阻，图甲虚线框中电路可作为欧姆表使用，电压表表盘改动后正确的是________。
4.(2024·江西高三校联考)某实验小组用图4甲所示的电路来测量阻值约为20 Ω的电阻Rx的阻值，图中R0为标准电阻，阻值为R0＝16 Ω；V1、V2为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题：
图4
(1)按照图甲所示的实验原理图在图5中接好线路图。
图5
(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”)位置。合上开关S，改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为U1、U2，则待测电阻的表达式为Rx＝________(用U1、U2、R0表示)。
(3)为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组U1、U2的值，作出的U1－U2图像如图乙所示，图像的斜率为k＝________(用R0、Rx表示)，可得Rx＝________Ω。
5.为了测定电阻的阻值，实验室提供下列器材：待测电阻R(阻值约100 Ω)、滑动变阻器R1(0～100 Ω)、滑动变阻器R2(0～10 Ω)、电阻箱R0(0～9 999.9 Ω)、理想电流表A(量程50 mA)、直流电源E(3 V，忽略内阻)、导线、开关若干。
某同学设计图6甲所示的电路进行实验。
(1)请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；
(2)滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)；
图6
(3)实验操作时，先将滑动变阻器的滑动头移到________(选填“左”或“右”)端，再接通开关S；保持S2断开，闭合S1，调节R1使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流I1；
(4)断开S1，保持R1不变，调整电阻箱R0阻值在100 Ω左右，再闭合S2，调节R0阻值使得电流表读数为________时，R0的读数即为待测电阻R的阻值。
参考答案
专题强化练十六 测量电阻的其他几种方法
1.(1)左端 (2)1.00×10－3 1.82×103(1.79×103～1.86×103均对)
(3)偏大
解析 (1)为保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于左端。
(2)当电压表V1示数为3 V时，通过电阻Rx的电流大小为
I＝eq \f(U1,r1)＝1.00×10－3 A
根据实验电路图，有Rx＝eq \f(U2－U1,\f(U1,r1))
变形得U2＝eq \f(Rx＋r1,r1)U1
根据U2－U1图像可得斜率k＝eq \f(4.82－1.61,3.00－1.00)＝1.605
则有1.605＝eq \f(Rx＋r1,r1)
代入r1＝3.0 kΩ
解得Rx≈1.82×103 Ω。
(3)若电压表V1实际电阻小于3.0 kΩ，则计算出的通过电阻Rx的电流比真实值小，故电阻Rx的测量值与真实值相比偏大。
2.(1)见解析图 (2)2R (3)R1 E1 (4)大于
解析 (1)由于滑动变阻器的滑片移至最右端时，电压表示数为零，可知，控制电路中滑动变阻器采用分压式接法，则电路如图所示。
(2)闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器的滑片位置，使电压表的指针指到满刻度，表明此时控制电路输出电压为电压表的满偏电压UV，断开S2，保持S1闭合，滑动变阻器位置不变，调整电阻箱的阻值，调至电压表指针指到满刻度的三分之二，由于测量电路的电阻远远大于滑动变阻器的电阻，可以近似认为控制电路输出电压不变，仍然为电压表的满偏电压UV，则有eq \f(\f(2,3)UV,RV)＝eq \f(\f(1,3)UV,R)，解得RV＝2R。
(3)根据上述分析，开关S2闭合断开前后，近似认为控制电路输出电压不变，即电阻箱的接入对并联电阻的影响可以忽略，则需要满足RV≫R滑动，滑动变阻器选择总阻值小一些的，即滑动变阻器选择R1；由于待测电压表量程为0 ～1 V，为了确保电表安全，电源选择电动势为1.5 V的，即电源选择E1。
(4)根据上述可知，实验时，近似认为控制电路输出电压不变，即电阻箱的接入对并联电阻的影响可以忽略，但实际上，电阻箱接入后，并联部分电阻增大，则控制电路输出电压增大，即电阻箱两端实际电压大于电压表满偏电压的三分之一，而测量时按照电压表满偏电压的三分之一处理，即eq \f(\f(2,3)UV,RV)＝eq \f(\f(1,3)UV,R)
则测出的电压表内阻R测和电压表真实内阻R真的大小关系为R测大于R真。
3.(1)错误 (2)见解析图 (3)2.9 等于 (4)C
解析 (1)当电阻箱电阻调到最大时，闭合开关S1时，电压表两端电压为U＝eq \f(ERm,r＋R0＋Rm)＝eq \f(4.5×99.9,1.5＋3.5＋99.9) V≈4.29 V
超过了电压表的量程，则该操作错误。
(2)作出U－R图像如图。
(3)电压表示数为1.60 V，利用(2)中测绘的U－R图像可得Rx＝2.9 Ω，该方法为等效替代法，则电压表内阻对Rx的测量无影响，则Rx测量值等于真实值。
(4)设虚线框内电路两端接的电阻阻值为R′，则两端电压U＝eq \f(ER′,r＋R0＋R′)＝eq \f(E,\f(r＋R0,R′)＋1)，则R′与U是非线性关系，将电压表刻度改为电阻刻度时，刻度分布不均匀，结合U－R图像可知，当电阻较大，电阻变化相等时，电压变化越小，即电阻的刻度为右密左疏；当电压表满偏时，即3 V＝eq \f(4.5R′,1.5 Ω＋3.5 Ω＋R′)，解得R′＝10 Ω，故C正确。
4.(1)见解析图 (2)最右端 eq \f(U2,U1)R0 (3)eq \f(R0,Rx) 18
解析 (1)完整的电路连线图如图所示。
(2)为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑片置于最右端位置；
由串联电路的电流相等，再结合欧姆定律可得eq \f(U1,R0)＝eq \f(U2,Rx)
整理可得待测电阻Rx＝eq \f(U2,U1)R0。
(3)由Rx＝eq \f(U2,U1)R0，可得U1＝eq \f(R0,Rx)U2
则U1－U2图像的斜率k＝eq \f(R0,Rx)
结合k＝eq \f(2.4,2.7)，R0＝16 Ω
解得Rx＝18 Ω。
5.(1)见解析图 (2)R2 (3)左 (4)I1
解析 (1)连线如图。
(2)甲同学采用了分压电路及等效替代法测电阻，采用分压电路时滑动变阻器的阻值小于并联部分的电阻，便于实验调节，故选择R2。
(3)分压电路为保护并联部分电阻，应使并联部分电压从0开始，滑动头应处于左端。
(4)由于实验采用了等效替代法，必须满足两次实验的效果相同，即两次电流表的示数相同，即为I1。电阻R/Ω
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电压U/V
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00