2025年高考物理一輪總復習課件 第10章 專題強化13 測量電阻的其他五種方法

第十章恒定電流專題強化十三測量電阻的其他五種方法核心考點·重點突破提能訓練練案[49]核心考點·重點突破1安安法測電阻(能力考點·深度研析)電路如圖：(2022·全國甲卷)某同學要測量微安表內阻，可利用的實驗器材有：電源E(電動勢1.5V，內阻很小)，電流表(量程10mA，內阻約10Ω)，微安表(量程100μA，內阻Rg待測，約1kΩ)，滑動變阻器R(最大阻值10Ω)，定值電阻R0(阻值10Ω)，開關S，導線若干。(1)將圖中所示的器材符號連線，畫出實驗電路原理圖；(2)某次測量中，微安表的示數為90.0μA，電流表的示數為9.00mA，由此計算出微安表內阻Rg＝__________Ω。[解析]

(1)題中給出的滑動變阻器的最大阻值只有10Ω，滑動變阻器采用分壓接法，為了精確得到微安表兩端的電壓，可將微安表與定值電阻并聯(lián)，通過電流關系得到電壓。(2)由并聯(lián)電路規(guī)律可得IGRg＝(I－IG)R0，解得Rg＝990Ω。990[答案]

(1)如圖所示2伏伏法測電阻(能力考點·深度研析)電路如圖：

用以下器材可測量電阻Rx的阻值。待測電阻Rx，阻值約為600Ω；電源E，電動勢約為6.0V，內阻可忽略不計；電壓表V1，量程為0～500mV，內阻r1＝1000Ω；電壓表V2，量程為0～6V，內阻r2約為10kΩ；電流表A，量程為0～0.6A，內阻r3約為1Ω；定值電阻R0，R0＝60Ω；滑動變阻器R，最大阻值為150Ω；開關S一個，導線若干。(2)若選擇測量數據中的一組來計算Rx，則由已知量和測量物理量計算Rx的表達式為Rx＝______________，式中各符號的意義是________。(所有物理量用題中代表符號表示)[答案]

(1)見解析圖(2)各符號意義見解析3等效替代法測電阻(能力考點·深度研析)如圖甲、乙所示，先將單刀雙擲開關接到1，調節(jié)R2，使電表指針指在適當位置讀出電表示數；然后將單刀雙擲開關接到2，保持R2阻值不變，調節(jié)電阻箱的阻值，使電表的讀數仍為原來記錄的讀數，則電阻箱的讀數即等于待測電阻的阻值。

[解析]

(1)電路連線如圖所示。(2)①將S撥向接點1，閉合S1，調節(jié)R0，使標準電壓表V0指針偏轉到適當位置，記下此時標準電壓表V0的讀數U；②然后將S撥向接點2，保持R0不變，調節(jié)R，使標準電壓表V0讀數仍為U，記下此時R的讀數；③多次重復上述過程，計算R讀數的平均值，即為待測電壓表V內阻的測量值。[答案]

(1)見解析圖(能力考點·深度研析)4半偏法測電表的內阻說明(1)半偏法測電流表的內阻時，只有當R1?RA(R1?R2)時，RA測≈RA。R1?RA、R1?R2為選器材提供依據，即R1應選阻值較大的；在安全范圍內電源應選電動勢較大的。(2)半偏法測電壓表的內阻時，只有當R3?RV(R3?R4)時，RV測≈RV。同理，R3?RV、R3?R4也為選器材提供依據，即R3應選阻值較小的；在安全范圍內，電源應選電動勢較大的。?考向1半偏法測量電流表內阻(2023·海南卷)用如圖所示的電路測量一個量程為100μA，內阻約為2000Ω的微安表頭的內阻，所用電源的電動勢約為12V，有兩個電阻箱可選，R1(0～9999.9Ω)，R2(0～99999.9Ω)。(1)RM應選______，RN應選______；(2)根據電路圖，請把實物連線補充完整；R1R2(3)下列操作順序合理排列是____________：①將變阻器滑動頭P移至最左端，將RN調至最大值；②閉合開關S2，調節(jié)RM，使微安表半偏，并讀出RM阻值；③斷開S2，閉合S1，調節(jié)滑動頭P至某位置再調節(jié)RN使表頭滿偏；④斷開S1、S2，拆除導線，整理好器材①③②④(4)如圖是RM調節(jié)后面板，則待測表頭的內阻為____________，該測量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實值。1998.0Ω小于(5)將該微安表改裝成量程為2V的電壓表后，某次測量指針指在圖示位置，則待測電壓為_________V(保留3位有效數字)。(6)某次半偏法測量表頭內阻的實驗中，S2斷開，電表滿偏時讀出RN值，在滑動頭P不變，S2閉合后調節(jié)電阻箱RM，使電表半偏時讀出RM，若認為OP間電壓不變，則微安表內阻為________(用RM、RN表示)1.30[解析]

(1)根據半偏法的測量原理可知，RM與R1相當，當閉合S2之后，變阻器上方的電流應基本不變，就需要RN較大，對下方分壓電路影響甚微。故RM應選R1，RN應選R2。(2)根據電路圖連接實物圖有(3)根據半偏法的實驗步驟應為①將變阻器滑動頭P移至最左端，將RN調至最大值；③斷開S2，閉合S1，調節(jié)滑動頭P至某位置再調節(jié)RN使表頭滿偏；②閉合開關S2，調節(jié)RM，使微安表半偏，并讀出RM阻值；④斷開S1、S2，拆除導線，整理好器材。(4)根據RM調節(jié)后面板讀數為1998.0Ω。當閉合S2后，原電路可看成如下電路(5)將該微安表改裝成量程為2V的電壓表，則需要串聯(lián)一個電阻R0，則有U＝Ig(Rg＋R0)此時的電壓讀數有U′＝I′(Rg＋R0)，其中U＝2V，Ig＝100μA，I′＝65μA聯(lián)立解得U′＝1.30V。[答案]

(2)見解析圖?考向2半偏法測量電壓表內阻

某同學利用如圖甲所示電路測量量程為2.5V的電壓表V的內阻(內阻為數千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動變阻器R1：(最大阻值50Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動勢3V)，開關1個，導線若干。實驗步驟如下：①按電路原理圖連接線路；②將電阻箱阻值調節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖中最左端所對應的位置，閉合開關S；③調節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數為2.00V，記下電阻箱的阻值?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中應選擇滑動變阻器______(填“R1”或“R2”)。(2)根據圖甲所示的電路將圖乙中實物圖連線。R1(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認為調節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內阻為________Ω。(結果保留到個位)(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為______。(填選項字母)A．100μA

B．250μAC．500μA D．1mA2520D[解析]

(1)本實驗測電壓表的內阻，實驗中電壓表示數變化不大，則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大，故需要滑動變阻器的最大阻值較小，故選R1可減小實驗誤差。(2)滑動變阻器采用分壓式接法，連接實物電路如圖所示。(3)電壓表和電阻箱串聯(lián)，兩端電壓分別為2.00V和0.50V，則RV＝4R＝2520Ω。[答案]

(2)見解析圖(能力考點·深度研析)5電橋法測電阻

某探究小組利用半導體薄膜壓力傳感器等元件設計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內阻無窮大)。(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數如圖(b)所示，對應的讀數是__________Ω；(2)適當調節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數為0，此時，RF的阻值為_________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次將0.5g的標準砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小)，讀出電壓傳感器示數U，所測數據如下表所示：次數123456砝碼質量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV0571151682202801000根據表中數據在圖(c)上描點，繪制U－m關系圖線；(4)完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，