高中物理电学实验——电阻的测量

高中物理电学实验——电阻的测量

1．(2016·全国Ⅱ，23，9分)某同学利用图甲所示电路测

量量程为2.5 V的电压表的阻(阻为数千欧姆)，可供选择的

器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最

大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源

E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．

实验步骤如下：

①按电路原理图甲连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器，使电压表满偏；

④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2.00 V，记下电阻箱的阻值．

回答下列问题：

(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．

(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线．

(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的阻为________Ω(结果保留到个位)．

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．

A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA

1．【解析】(1)本实验原理是当变阻箱阻值为零时，电压表满偏，U max＝2.5 V，而当电阻箱取某一阻值R0时，电压表示数变为U2，则电阻箱两端电压U1＝U max－U2，即可求出通过电压

表的电流，I＝U

1

R

，这个理论成立的前提是电

阻箱阻值变化前后，电压表与电阻箱两端电压

保持不变，这就要求滑动变阻器阻值较小，故选R1.

(2)如图所示．

(3)根据原理可知U2＝2 V，U1＝U max－U2＝0.5 V，R0＝630.0 Ω，I＝U

1

R

，R V＝

U

2

I

＝2

520 Ω.

(4)当电压表满偏时，满偏电流I max＝U

max

R

V

＝

2.5 V

2 520 Ω

≈1 mA，D正确．

【答案】(1)R1(2)连线见解析图(3)2 520 (4)D

2．(2016·理综，22，10分)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V，阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、组约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 Ω.

(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)．

(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.

U/V0.400.80 1.20 1.60 2.00 2.40

I/A0.090.190.270.350.440.53

(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边

长是R1的

1

10

，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．

A．①连接a，②连接c

B．①连接a，②连接d

C．①连接b，②连接c

D．①连接b，②连接d

2．【解析】(1)由于待测电阻R x

(2)用作图法求解R x时，注意描点连线应为一条过原点的直线，使直线穿过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，U—I图线的斜率等于待测电阻的阻值．由图线可得R＝4.5 Ω.

(3)根据电阻定律R＝ρl

S

，可以计算出题图中两个电阻R1和R2的阻值相等，因此

测量R2的电阻时，电路接法与测量R1相同即可，B正确．

【答案】(1)a d(2)图见解析；4.5～4.7 (3)B

3．(2016·物理，10，8分)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大．实

验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度．

实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t

，…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使2

电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….

(1)有以下两电流表，实验电路中应选用________．

A．量程0～100 mA，阻约2 Ω

B．量程0～0.6 A，阻可忽略

(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱

的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是________．

①将旋钮a由“0”旋转至“1”②将旋钮b由“9”旋转至“0”

③将旋钮c由“9”旋转至“0”

(3)实验记录的t和R的数据见下表：

温度t(℃)20.040.060.080.0100.0

阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8

请根据表中数据，在方格纸上作出R—t图象．

由图线求得R 随t 的变化关系为R ＝________ Ω. 3．【解析】 (1)电路中的最大电流I ＝1.5

10

A ＝150 mA ，无法达到0.6 A 电流表的量程的1

3

，因此选用A.

(2)要将电阻箱的电阻值由9.9 Ω调为10.0 Ω，应注意电阻箱阻值不能为零，因此应先将a 旋钮由0调到1，顺序为①③②或①②③.

(3)图象如图所示，由图象可知，电阻R 与温度t 的关系为R ＝8.8＋12－8.8

80

t (Ω)＝0.04t ＋8.8(Ω)．

【答案】 (1)A (2)①③②(或①②③) (3)图

象见解析；0.04t ＋8.8(0.04t ＋8.6～0.04t ＋9.0都算对)

4．(2015·新课标全国Ⅱ，23，9分)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：

待测电压表(量程3 V ，阻约为3 000 Ω)，电阻箱R 0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E (电动势6 V ，阻不计)，开关2个，导线若干．

(1)虚线框为该同学设计的测量电压表阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．