2025年高考物理二轮复习第九章　电路及其应用 专题强化十六　测量电阻的其他几种方法课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习

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理解差值法、半偏法、等效替代法、电桥法等测电阻的方法，会利用电学实验知识探究创新实验方案。
方法二　“半偏法”测电阻
方法一　“差值法”测电阻
方法三　“替代法”测电阻
方法四　“电桥法”测电阻
例1 学校物理兴趣小组设计如图3所示电路来测量一电阻Rx的阻值。其中R0是定值电阻，R是电阻箱。
解析　为保护电路，闭合开关前，电阻箱R的阻值应调至最大值。答案　最大值　
(2)用RA1、RA2表示电流表的内阻，待测电阻Rx的表达式为________(用题目中所给或所测物理量表示)。
(4)考虑到电流表的内阻，由图乙求得的电阻值______________(填写“偏大”“偏小”或“没有系统误差”)。解析　图线斜率与电流表内阻无关，求得的电阻值没有系统误差。答案　没有系统误差
(4)测量结果：RA测＝R2＜RA。(5)误差分析：当闭合S2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。
例2 (2023·海南卷，15)用如图6甲所示的电路测量一个量程为100 μA、内阻约为2 000 Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12 V，有两个电阻箱可选，R1(0～9 999.9 Ω)，R2(0～99 999.9 Ω)(1)RM应选________，RN应选________；
解析　根据半偏法的测量原理可知，当闭合开关S2之后，通过RN的电流应基本不变，就需要RN较大，对RM分压电路影响甚微，故RM应选R1，RN应选R2。答案　R1　R2　
(2)根据电路图甲，请把实物图乙连线补充完整；
解析　按实验原理图依次连接实物电路，如图所示。
(3)下列操作顺序合理排列是：________；①将滑动变阻器滑片P移至最左端，将RN调至最大值；②闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM的阻值；③断开S2，闭合S1，调节滑片P至某位置再调节RN使表头满偏；④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材解析　闭合开关前，需要调节滑动变阻器滑片，使测量电路短路，即滑片P移至最左端，然后断开S2、闭合S1，使微安表达到满偏，接着闭合S2，保证滑片P不动，调节RM，使微安表半偏，最后断开所有开关，拆除导线，整理器材。故正确的操作顺序是①③②④。答案　①③②④　
(4)如图丙是RM调节后的面板，则待测表头的内阻为________，该测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
答案　1 998 Ω　小于　
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后，某次测量指针指在图丁所示位置，则待测电压为________V。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN的值，在滑片P不变的情况下，S2闭合后调节电阻箱RM，使电表半偏时读出RM，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为________(用RM、RN表示)。
如图7所示，先让S掷向1，调节R2，使电表指针指在适当位置读出电表示数；然后将S掷向2，保持R2阻值不变，调节电阻箱R1的阻值，使电表的读数仍为原来记录的读数，则R1的读数即等于待测电阻的阻值。
例3 某实验小组用如图8甲所示的电路来测量未知电阻R0以及电源的电动势E和内阻r，已知电路中的电流表的内阻为r0，先将单刀双掷开关与1连接，记下电流表的读数为I1，接着将单刀双掷开关与2连接，调节电阻箱的阻值，直到电流表的读数为I1，记下电阻箱的读数为R，保持电阻箱的阻值为R不变，单刀双掷开关与2连接，再用一根导线将1、2连接，稳定后记下电流表的读数为I2，回答下列问题：
(1)用笔画线代替导线将图乙中的器材参照图甲连接起来。
解析　按照图甲的电路图连接实物图如图所示。
(2)本实验测得电阻R0的阻值为________，采用的方法为________(填“半偏法”“安阻法”或“等效替代法”)。
解析　开关与1相连，外电路只接有待测电阻；开关与2相连，外电路只接有电阻箱。如果两种情况下电路中电流相同，则说明待测电阻R0的阻值等于电阻箱R的阻值，该方法称为等效替代法。
答案　R　等效替代法　
(3)本实验可得电源的电动势为E＝________，内阻为r＝________。
(1)操作：如图9甲所示，实验中调节电阻箱R3，使灵敏电流计G的示数为0。(2)原理：当IG＝0时，有UAB＝0，则UR1＝UR3，UR2＝URx；电路可以等效为如图乙所示。
例4 实验室有一个灵敏电流计G1，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：待测灵敏电流计G1灵敏电流计G2电流表A：(量程为1 mA、内阻约为100 Ω)定值电阻R1：(阻值为200 Ω)定值电阻R2：(阻值为400 Ω)电阻箱R：(0～9 999.9 Ω，最小调节量0.1 Ω)滑动变阻器R3：(最大电阻2 000 Ω，额定电流1.5 A)直流电源：电动势1.5 V，内阻不计开关一个，导线若干。该小组设计的实验电路图如图10，连接好电路，并进行下列操作。
(1)闭合开关调节滑动变阻器使电流表A示数适当。(2)若灵敏电流计G2中的电流由a流向b，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值________(选填“增大”或“减小”)，直到G2中的电流为0。
解析　灵敏电流计G2中的电流由a流向b，说明a点电势比b点电势高，增大电阻箱R接入电路的阻值，当a、b两点电势相等时，流过G2的电流为0。答案　增大　
(3)读出电阻箱连入电路的电阻为1 000 Ω，电流表A的示数为0.7 mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig＝________μA，内阻Rg＝________Ω(保留3位有效数字)。
由图示电路图可知IG1＋I1＝IA已知IA＝0.7 mA解得IG1＝0.2 mA灵敏电流计G1满偏刻度30格，灵敏电流计的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流为
1.(2024·广东深圳市高三月考)某同学采用如图1甲所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下：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”)。
答案　(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。
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.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：
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。答案　(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。
(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。
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.(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。
(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________。
答案　(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
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.(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：
(1)按照图甲所示的实验原理图在图5中接好线路图。
(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。
(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
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”)；
(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。