2026届高考物理一轮总复习提能训练练案52专题强化十五测量电阻的其他五种方法

这是一份2026届高考物理一轮总复习提能训练练案52专题强化十五测量电阻的其他五种方法，共7页。
待测电阻Rx，阻值约为100 Ω；
电源E，电动势约为6.0 V，内阻可忽略不计；
电流表A1，量程为0～50 mA，内阻R1为20 Ω；
电流表A2，量程为0～300 mA，内阻R2约为4 Ω；
定值电阻R0，阻值为20 Ω；
滑动变阻器R，最大阻值为10 Ω；
开关S，导线若干。
(1)测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的eq \f(1,3)，试在方框中画出测量电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的字母标注)。
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx＝____________。
[答案] (1)见解析图丙 (2)eq \f(I2－I1,I1)R0－R1
[解析] (1)在尝试设计电路中，很容易设计出图甲所示的测量电路，当电流表A2的读数为量程的eq \f(1,3)，即100 mA时，通过电流表A1的电流超过电流表A1的量程，所以不满足实验要求。
另一种测量电路如图乙所示，电流表A1和待测电阻的串联阻值约是120 Ω，和定值电阻R0的比约为6∶1，通过电流表A2的最大电流值接近电流表A2的量程最大值，所以这个电路符合要求，然后连接滑动变阻器来进行调节测量多组数据即可。最终的电路图如图丙所示。
(2)根据串、并联电路电压、电流特点有I1(R1＋Rx)＝(I2－I1)R0，整理可得Rx＝eq \f(I2－I1,I1)R0－R1。
2．电流表A1的量程为0～200 μA、内电阻约为500 Ω，现要测量其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下：
电流表A2：与A1规格相同；
滑动变阻器R1：阻值0～20 Ω；
电阻箱R2：阻值0～9 999 Ω；
保护电阻R3：阻值约为3 kΩ；
电源：电动势E约1.5 V、内电阻r约2 Ω。
(1)如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。
(2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤。
a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到________(选填“最大”或“最小”)。
b．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I。
c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1内电阻r＝________。
[答案] (1)见解析图 (2)a.最大
c．再次为I(或仍为I) R0
[解析] (1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示。
(2)a.实验前R2应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表的内电阻。
3．(2024·湖北襄阳市第三中学期末)要测量一个量程为3 V的电压表V1的内阻(约为几千欧)，除了待测电压表，提供的器材还有：
A．电阻箱R(最大阻值9 999.9 Ω)
B．滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)
C．滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)
D．量程为6 V的电压表V2(内阻约为几千欧)
E．直流电源E(电动势4 V)
F．开关一个，导线若干
(1)小王同学根据提供的器材，设计了如图甲所示电路。电路中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，电阻箱的电阻调为零，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.5 V，若此时电阻箱的示数为500 Ω，则电压表的内阻为________。
(2)小李同学设计了如图乙所示的电路，实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，闭合开关S，调节滑动变阻器，同时调节电阻箱，使两个电压表均有合适的示数，若电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电阻箱的阻值为R，则电压表V1的内阻为________。
(3)分析可知，________(填“小王”或“小李”)同学的测量结果存在系统误差。
[答案] (1)R1 2 500 Ω (2)eq \f(U1R,U2－U1)
(3)小王
[解析] (1)题图甲电路采用半偏法测电压表内阻，实验中认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，但实际情况是由于并联部分的电阻增大造成分压略微增大，从而造成系统误差，为了能尽量减小这一误差，需要滑动变阻器负责分压部分的电阻远小于支路电阻，所以滑动变阻器应选择阻值较小的R1；
根据分压原理可知，电压表V1的内阻为RV1＝eq \f(2.5,3－2.5)×500 Ω＝2 500 Ω。
(2)根据题图乙电路可得eq \f(U1,RV1)＝eq \f(U2－U1,R)，可得电压表V1的内阻为RV1＝eq \f(U1R,U2－U1)。
(3)小王同学的测量结果存在系统误差，当改变电阻箱的电阻时，电压表和电阻箱串联支路的总电压变大，则当电压表的示数为2.5 V时，电阻箱两端实际电压大于0.5 V，则有RV1测>RV1真，由题图乙电路图可知小李同学的实验结果不存在系统误差。
4.某同学采用如图所示电路测量电阻Rx的值，其中R0是一定值电阻，R是一个长度较长的滑动变阻器，长度为L，G为检流计(电流为0时，指针指向表盘正中间，电流从B流向P时，指针向左偏转)，据图回答下列问题：
(1)在滑动变阻器的滑片P从左向右滑动的过程中，指针逐渐向________(填“左”或“右”)偏转。
(2)调节滑动变阻器的滑片，当检流计Ⓖ中电流为0时，滑片P距离滑动变阻器最左端的长度为L0，则待测电阻Rx＝________(用题目中的字母表示)。
(3)在(2)的条件下，待测电阻Rx的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
[答案] (1)左 (2)eq \f(L0R0,L－L0) (3)等于
[解析] (1)电源左端为正极，电流从高电势的位置流向低电势的位置，当滑动变阻器的滑片P处于最左端时与电源正极直接相连，电势高于B点，此时电流从P点流向B点，此时指针在表盘右侧，当滑动变阻器的滑片P处于最右端时与电源负极直接相连，电势低于B点，此时电流从B点流向P点，此时指针在表盘左侧，故滑动变阻器的滑片P从左向右滑动的过程中，指针逐渐向左偏转。
(2)根据电阻的决定式可知，电阻与长度成正比，可用滑动变阻器接入电路的长度表示电阻，当检流计G中电流为0时，P点与B点电势相等，Rx与滑动变阻器左侧分得的电压相等，根据串、并联电路规律有eq \f(Rx,R0＋Rx)＝eq \f(L0,L)，解得Rx＝eq \f(L0R0,L－L0)。
(3)当检流计G中电流为0时，相当于检流计断路，内阻对待测电阻测量值没有影响，则待测电阻Rx的测量值等于真实值。
5．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RT(实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧)；
电源E(电动势1.5 V，内阻r约为0.5 Ω)；
电阻箱R(阻值范围0～9 999.99 Ω)；
滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；
滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω)；
微安表(量程100 μA，内阻等于2 500 Ω)；
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：
①按图示连接电路；
②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。
(2)请用笔画线代替导线，将实物图乙(不含温控装置)连接成完整电路。
(3)某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6 000.00 Ω，该温度下热敏电阻的测量值为________Ω(结果保留到个位)，该测量值________(填“大于”或“小于”)真实值。
(4)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] (1)R1 (2)见解析 (3)3 500 大于 (4)减小
[解析] (1)由于滑动变阻器采用了分压式接法，故应选用最大阻值较小的滑动变阻器R1；
(2)实物图连线如图所示；
(3)某温度下，微安表指针满偏时，有Ig＝eq \f(U,RT＋RA)；在该温度下，当微安表指针半偏时，不考虑系统误差，可知eq \f(1,2)Ig＝eq \f(U,RA＋RT＋R)，故R＝RA＋RT，解得RT＝3 500 Ω；但由于断开S2，电阻箱R接入电路，使滑动变阻器并联部分两端电压U变大，故eq \f(1,2)Ig＝eq \f(U′,RA＋RT＋R)(U′>U)，因此RA＋RT＋R>2(RT′＋RA)，即RT′