2023年新高考二轮复习 物理实验：电阻的测量 专题训练（含解析）

2023年新高考二轮复习

物理实验：电阻的测量 专题训练（含解析）

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、实验题

1.  某兴趣小组使用如图电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关系，其中为电阻箱，是阻值为的定值电阻，是太阳能电池，是电流表量程，内阻

实验中若电流表的指针位置如题图所示，则电阻箱两端的电压是______。保留位有效数字

在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压与电阻箱的电阻之间的关系如图中的曲线所示。不考虑电流表和电阻消耗的功率，由该曲线可知，点对应的太阳能电池的输出功率是____。保留位有效数字

在另一更大光照强度下，测得关系如图中的曲线所示。同样不考虑电流表和电阻消耗的功率，与曲线相比，在电阻相同的情况下，曲线中太阳能电池的输出功率______选填“较小”、“较大”，由图像估算曲线中太阳能电池的最大输出功率约为_____。保留位有效数字

2.  小明同学根据图的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数，从而得到多个的值，作出图像，如图中图线所示。

在实验中使用的是______选填“”或“”的滑动变阻器。
在某次测量时，电压表的指针位置如图所示，量程为，则读数______。
已知合金丝甲的横截面积为，则合金丝甲的电阻率为______结果保留位有效数字。
图中图线是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝甲的横截面积______选填“大于”、“等于”或“小于”合金丝乙的横截面积。

3.  某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图所示。选用的器材有：限温开关手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于时自动断开，之后不能自动闭合；保温开关当锅内温度高于时自动断开，温度低于时自动闭合；电饭煲的框架结构如图所示。自备元件有：加热电阻丝阻值为，用于加热煮饭；限流电阻和，阻值均为：指示灯和，当电流低于时可视为熄灭；保险丝。

按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是______多选。

A.按下，和均发光

B.当锅内温度高于时，自动断开，和均发光

C.保温过程中，自动在闭合、断开状态之间交替切换

D.当锅内温度低于时，自动闭合，发光，熄灭

简易电饭煲制作完成后，试用时始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是______填写各步骤前的字母。

A.将选择开关旋转到“”位置

B.将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点

C.调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度

D.测量指示灯两端的阻值

E.将选择开关置于位置或交流电压最高挡

操作时，将多用电表两表笔与两端接触，若指针如图所示，可判断是______断路损坏；若指针如图所示，可判断是______断路损坏。用电路中的元件符号表示

4.  弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：
装置安装和电路连接
如图所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹、的导线接入如图所示的电路中。

导电绳拉伸后的长度及其电阻的测量
将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录、间的距离，即为导电绳拉伸后的长度。
将滑动变阻器的滑片滑到最右端。断开开关，闭合开关，调节，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
闭合，电压表的示数______选填“变大”或“变小”。调节使电压表的示数仍为，记录电流表的示数，则此时导电绳的电阻______用、和表示。
断开，增大导电绳拉伸量，测量并记录、间的距离，重复步骤和。
该电压表内阻对导电绳电阻的测量值______选填“有”或“无”影响。
图是根据部分实验数据描绘的图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻为，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为______，即为机械臂弯曲后的长度。

5.  某同学想测量一未知电阻的阻值，粗测其阻值大约为，现要较准确地测量其电阻，有如下器材：

电压表量程，内阻约为；

电流表量程，内阻约为；

滑动变阻器最大阻值为；

电源电动势为，内阻可忽略不计；

开关及导线若干。

实验电路图应选用___________。

A. B.      
C. D.

请把实物连接图中缺少的两根导线补全(    )

该同学发现实验室中还有一块内阻约为、量程的电流表，此实验中用电流表___________填“”或者“”进行实验会使测量更准确。

6.  如图所示为某实验小组制作的简易多用电表，该多用电表有量程分别为和的双量程电流表、量程为和的双量程电压表和欧姆表。器材参数如下：电源电动势约，内阻约，改装后量程为的电流表等效内阻为，电阻箱和的最大阻值均为。
 

该实验小组按图正确连接好电路，其中表笔应为   填“红”或“黑”表笔。

选择旋钮接通   填“”“”“”“”或“”为量程是的电压表。

选择旋钮接通，表笔A、短接，调整电阻箱的阻值，记录不同阻值和对应毫安表的示数，当为时，毫安表示数为；当为时，毫安表示数为，根据上述数据可得电源电动势   ，内阻   。保留位有效数字

将选择旋钮接通，将红、黑表笔短接，调节电阻箱的阻值，使电流表达到满偏，然后红、黑表笔分别接通的两端，指针指在表盘中央刻度，则此时   。

7.  某同学要将一小量程电流表满偏电流为，内阻为改装成有两个量程的电流表，设计电路如图所示，其中定值电阻，。

当开关接端时，该电流表的量程为___________；

当开关接端时，该电流表的量程比接在端时___________填“大”或“小”

该同学选用量程合适的电压表内阻未知和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用___________填“甲”或“乙”电路可修正由电表内阻引起的实验误差。(    )

8.  某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源电动势，内阻很小，电流表量程，内阻约，微安表量程，内阻待测，约，滑动变阻器最大阻值，定值电阻阻值，开关，导线若干。
在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，由此计算出微安表内阻______。
 

9.  饮酒驾车，害人害己。目前查酒驾的常用办法是测量驾驶员呼出的气体酒精浓度，依据国家酒驾、醉驾处罚标准，驾驶员呼出的气体酒精浓度大于小于等于是酒驾，大于是醉驾。某实验小组要利用一种二氧化锡半导体气体酒精传感器组装一个气体酒精测试仪，现有器材如下：

A.二氧化锡半导体酒精传感器；

B.电压表量程为，内阻非常大，作为浓度表使用；

C.直流电源电动势为，内阻不计；

D.电阻箱最大阻值为；

E.定值电阻阻值为；

F.定值电阻阻值为；

G.单刀双掷开关一个，导线若干。

该传感器电阻随气体酒精浓度的变化而变化，具体数据见下表：

请根据上表数据在坐标系中描绘出关系曲线。

图乙是该小组设计的酒精测试仪的电路图，为使伏特表不超量程，图乙的定值电阻应该选择______或。

该实验小组首先按照下列步骤标注此测试仪刻度：开关向端闭合，逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“气体酒精浓度”，若电阻箱调为，电压表指针对应的刻度应标注为______；以此类推，逐一标注后再将开关向端闭合，测试仪即可正常使用。

一同学将标注好的酒精测试仪靠近某瓶口，发现电压表读数为，则测得的酒精浓度为______。

10.  一物理兴趣小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：

使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经正确操作后，指针指示如图甲，为了使测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡______档选填“”“”。
使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，测量结果会______选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图乙所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A.待测电阻
B.灵敏电流计
C.定值电阻
D.电阻箱
E.粗细均匀的电阻丝在电路中的段长
F.滑动变阻器
G.电源
H.刻度尺
I.线夹、开关以及导线若干
在闭合开关前，将线夹大致夹于电阻丝中部位置，滑片应置于端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片至某一位置，然后不断调节线夹所夹的位置，直到灵敏电流计示数为零，测出此时段电阻丝长度，则______用、、表示，代入数据得______。
为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻换成电阻箱，并按照中的操作，当灵敏电流计系数为零时，电阻箱的阻值为；然后将电阻箱与交换位置，保持线夹的位置不变，调节电阻箱，再次使灵敏电流计示数为零，此时电阻箱的阻值为，则电阻______用、表示。

11.  某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：

干电池电动势，内阻未知；

电流表量程，内阻为；

电流表量程，内阻为；

定值电阻阻值为；

滑动变阻器最大阻值为；

待测电阻；

开关，导线若干。

测量电路如图所示。

断开开关，连接电路，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为_______填“”或“”；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________。

断开开关，保持滑片的位置不变。用替换，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则的测量值为________。

本实验中未考虑电池内阻，对的测量值_________填“有”或“无”影响

12.  热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：

待测热敏电阻实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧；
电源电动势，内阻约为；
电阻箱阻值范围；
滑动变阻器最大阻值；
滑动变阻器最大阻值；
微安表量程，内阻等于；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
按图示连接电路；
闭合、，调节滑动变阻器滑片的位置，使微安表指针满偏；
保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用______ 填“”或“”。
请用笔画线代替导线，在图丙中将实物图不含温控装置连接成完整电路。

某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为______ 结果保留到个位，该测量值______ 填“大于”或“小于”真实值。
多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐______ 填“增大”或“减小”。

答案和解析

1.；
；
较大； 

【解析】根据电流表读数规则，电流表读数是，则电阻箱两端的电压为

点对应的电压，电阻，太阳能电池的输出功率为。

与曲线相比，在电阻相同的情况下，曲线中太阳能电池的电压较大，由可知，曲线中太阳能电池的输出电功率较大；
由曲线可知，太阳能电池电动势为，图像的斜率表示电流，输出功率为，当电阻大于以后电流几乎为零可知输出功率很小，最大值不在大于以后取得；而当图像成直线时可知电流是恒定的，此时电压越大输出功率越大，因此输出功率最大值应该在阻值之间取得，分别代入，，，估算功率可得，，，，因此可知最大功率在电阻取得，约为。

2.；均可；均可；小于。 

【解析】解：由实验原理可知，而由图像可知待测电阻最大约为，为了使电压表有明显的读数变化，则滑动变阻器的阻值不能太大，为方便实验操作，在实验中使用的是的滑动变阻器。
电压表量程是，由图所示表盘可知，其分度值为，示数为。
由欧姆定律与电阻定律得：，则
由图所示图象可知，图象的斜率，
代入数据解得：
图象可知，图象的斜率，则合金丝的横截面积
由图示图象可知
图线是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联获得的，则
可得，两合金丝的电阻率相同，则，即合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
根据电压表量程确定其分度值，根据指针位置读出其示数。
应用电阻定律求出合金丝的电阻率。
根据图示图象比较两合金丝电阻大小，然后与电阻定律比较电阻率大小关系。
理解实验原理是解题的前提，应用欧姆定律与电阻定律求出图象的函数表达式，根据图示图象可以解题。
 

3.
；      ；    

【解析】按下后支路被短路，则不会发光，A错误；

B.当锅内温度高于时，断开，而要温度降到以下时才会闭合，则此时可能发光，此时电路中与和的串联部分并联，并联的整体再和、串联，则回路中并联的整体电阻  ；  

则回路总电阻  

则回路总电流

则一定发光，此时并联的整体的电压为    

则流过的电流为

则流过的电流小于，则熄灭，B错误；

C.由题知，在锅内温度高于时自动断开，锅内温度降到以下时自动闭合，C正确；

D.当锅内温度低于时，自动闭合，支路被短路，则不会发光，此时电路中与和的串联部分并联，则此时流过的电流为

则此时流过的电流大于，则发光，D正确。

故选CD。

多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指什指到零刻度机械调零；将选择开关旋转到“”位置选档；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点欧姆调零；测量指示灯两端的阻值测量；将选择开关置于位置或交流电压最高挡关闭多用电表。

故正确顺序为。

由于使用时始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明、、、均正常，如图可看出两端有左右的电阻，则说明始终不亮的原因是断路损坏。

由于使用时始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明、、、均正常，如图可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于  此时选用的是“”档则说明灯泡正常，则说明始终不亮的原因是断路损坏。

4.变小   无   

【解析】解：闭合，电路总电阻减小，总电流增加，内电阻与滑动变阻器上电压增加，所以电压表示数减小；由于电压表示数为，所以闭合后，定值电阻上电流仍为，那么流过上电流为
根据欧姆定律得：；根据电阻测量值表达式，所以该电压表内阻对导电绳电阻的测量值无关，根据图可知导电绳拉伸后的长度为。
故答案为：变小；；无；
闭合，电路总电阻减小，总电流增加，内电压增加，外电压减小；根据欧姆定律即可求解。
本题考查电路的动态分析，伏安法测电阻，注意对实验原理的理解。
 

5.；实物电路图如图所示； 

【解析】

【分析】
根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路。
根据实验电路图连接实物电路图。
根据电表内阻从减小实验误差的角度分析答题。
理解实验原理是解题的前提与关键，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法然后选择实验电路图；要掌握实验器材的选择原则。
【解答】
由题意可知，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法；待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，应选择图所示实验电路图。
根据图所示实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示。

电流表采用内接法，电流表的内阻小于电流表的内阻，为减小实验误差，电流表应选A。  

6.黑；；；  ；。 

【解析】根据欧姆表的内部结构可知，黑表笔连接欧姆表内部电源的正极，即表笔为黑表笔；

选择开关接通或为电压表，根据电压表的改装原理可知的量程小于，则选择旋钮接通为量程是的电压表；

根据闭合电路欧姆定律：

代入数据解得：，

中值电阻为电流满偏一半时外接电阻，则

解得：

故答案为：黑；；；  ；。

欧姆表的电流是红表笔进表，黑表笔出表。根据闭合电路欧姆定律分析即可。
本题是欧姆表工作原理及结构的考查，中等难度。
 

7.      大      乙 

【解析】由图可知当接时，和串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为

此时和的电流为

所以总电流为

即量程为。

当开关接端时，由图可知和电流表串联之后，再和并联，由于和电流表并联支路的电阻变小，当电流表满偏时，流过的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在端时大。

图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。

8.； 

【解析】解：为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动变阻器采用分压式解法，实验电路原理图如图所示

某次测量中，微安表的示数为，电流表的示数为，根据串并联电路规律和欧姆定律得
解得：。
故答案为：图见解析
根据伏安法测电阻原理进行变式和已知元件设计电路；
根据串并联电路规律和欧姆定律求微安表内阻。
本题考查微安表内阻测定，测定电表内阻通常有两种方法：半偏法和伏安法，本实验是通过伏安法测电表内阻，关键要设计电路测出微安表两端电压和流过电流。
 

9. 见解析               
 

【解析】描点，用光滑曲线连接各点，如图所示

传感器电阻阻值最小时，电压表不会超过量程，根据欧姆定律：

代入数据可得：，故选。

当电阻箱调为，对应酒精浓度为，因此电压表指针对应的刻度应标为。

根据欧姆定律可得：

代入数据可得传感器电阻：，对应酒精浓度为。
故答案为： 见解析               

10.；不变；、、 

【解析】解：选择开关拨至欧姆挡“”挡，由图甲所示可知，指针偏转角度很大，说明倍率挡位选择较大，则为了使测量结果更准确，该同学应该选择欧姆挡“”挡；
使用一段时间，欧姆表电源的电动势没变，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则有：，由于满偏电流不变，电源的电动势不变，说明欧姆调零后欧姆表内阻不变，故测量结果不变；
由电桥法原理可知，当灵敏电流计示数为零时满足：
可得：，代入数据解得：
根据问的原理可知，交换位置前有：，交换位置后有：
联立可得：，所以解得：
故答案为：；不变；、、
欧姆表内部由电源，使用时选择合适的倍率，将红黑表笔短接进行欧姆调零，如果指针偏角过大说明指示电阻值偏小，要换用小倍率；
利用闭合电路欧姆定律判断电动势变小内阻变大时测量的误差；
根据电路的连接方式，用电桥法求解电阻。
灵敏电流计为零时，两边结点的电势相等，根据串联分压电阻之比等于电压之比，并联电路的电压相等使问题变得简单。
 

11.   
无 

【解析】

【分析】
本题考查电阻测量实验，涉及器材选用，数据处理及误差分析，其中器材选用要特别注意电表量程，并从实验原理出发决定选用合适器材，同时误差分析中，判断有无影响及会导致测量偏大偏小的判断上，杜绝感官判断，而须从实验原理出发，列出测量表达式，从而做出正确判断。
【解答】
若不考虑电源内阻，且在电源两端只接时，电路中的电流为，而后续实验中，需使电流表指针指在满刻度的处，故选用量程为的电流表。不考虑电表内阻，则有，即代入数值可知。
用替换，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则有，解得。
若考虑电池内阻，当电流表指针指在满刻度的处，则有，当电流表指针指在满刻度的处，则有，联立解得，其中定值电阻阻值已知，电流表内阻已知，根据，可解得与中不考虑内阻时滑动变阻器的阻值表达式相同，故是否考虑电池内阻对最后的测量值无影响。  

12. 如图所示： ，大于减小 

【解析】解：用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选；
电路连接图如图所示：


微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的倍，即热敏电阻和微安表的电阻之和与电阻箱阻值相等，有，可得：；

当断开，微安表半偏时，由于该支路电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大；
由于是图像，当温度升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
故答案为：
；
如图所示：

，大于；
减小。
用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器前半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，所以选择阻值小的滑动变阻器；
按照电路图实物连图即可；
在误差允许的范围内，微安表半偏时，说明热敏电阻和微安表的电阻之和与电阻箱阻值相等，列式求解即可；微安表半偏时，由于该支路电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来倍略大，再进一步分析测量值与真实值之间的关系；
直接从图像中分析随的变化即可。
本题考查半偏法测电阻的实验原理及器材的选择，半偏法是一种近似方法，即近似认为干路中的电流不变，但实际是变化了。要能根据原理去分析误差来源并能分析实际值与测量值之间的关系，对于实验题，掌握实验原理是解题的重中之重。