2023届高考物理一轮实验专题：伏安法测量未知电阻(word版含答案)

2023届高考物理一轮实验专题：伏安法测量未知电阻
1．（2022·福建·漳州立人学校模拟预测）某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。

现有器材为：电源、电流表（量程0.6A ）、电压表（量程3V ）、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。

实验步骤如下：
（1）用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲用笔画线代替导线将电路补充完整_____；
（2）将图丙中滑动变阻器的滑片P 滑到_____端（填“e ”或“f ”），闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据；
（3）根据测量数据在U I -坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a 和b ，a 线是采用图_____（选填“甲”或“乙”）电路测得的结果。

（4）为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量。

得到对应的U I -图线c ，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值。

（5）相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为100%δ=
⨯测量值-真实值
真实值。

由步骤（3）和（4）
可得图线a 的相对误差为δ=_____%（保留三位有效数字）。

2．（2022·福建福州·模拟预测）在防范新冠肺炎疫情过程中，体温计发挥了重要作用。

厦门中学生助手实验兴趣小组同学利用身边的实验器材，将热敏电阻作为测温探头，制作了电路图如图甲的简易金属测温计。

（1）由于定值电阻R0的具体电阻值未知，实验小组同学采用如图乙所示的电路（图甲和图乙中的电压表均为同一电压表，量程为3V，电压表内阻未知，表盘刻度如图丙所示），用伏安法测出R0的测量值为
30Ω，该测量值与真实值相比_______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）；
（2）图甲中的电源电动势为6V，内阻不计，图中的R T为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图丁所示。

则制作的简易温度计40°C应该标在图丙电压表刻度盘上_______V的位置上；
（3）分析整个实验过程，在仅考虑系统误差的情况下，用该测温计所测得的体温值与实际体温值相比
_____（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

3．（2022·天津·二模）某同学欲测定一个电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电压表（量程3V，内阻约为几千欧）
B．电流表（量程1mA）。

C．电流表（量程1A）
D．滑动变阻器（0~50Ω）
E．电源（1.5V的干电池2节）
F．开关及导线若干
（1）请在下面的线框内设计测量电路，要求测量数据（电压和电流）均从零开始________。

（2）电流表应选用___________（填“B”或“C”），理由是________。

（3）下表是此次实验中测得的8组数据，请在图中所示的坐标纸上描点画出U-I图线________，根据所画出的U-I图线可得电压表的内阻为___________kΩ（结果保留两位有效数字）。

4．（2022·广东·模拟预测）某实验小组为尝试用“附加电阻法”测量一未知电阻Rx，其电路设计如图所示。

（1）其实验步骤为：
a.按电路图将器材连接好，其中R1为附加的定值电阻，Rx为待测电阻；
b.S2断开，闭合S1，调节变阻器R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I1、U1；
c.保持变阻器R不变，再闭合S2，记下___________；
d.待测电阻Rx=___________。

（2）实验小组中一同学认为若最终结果中减去电流表内阻R A可使结果更精确，这种说法对吗？试分析一下___________。

（3）实验中，尝试更换几个不同阻值的R1进行实验，发现若R1过大，其实验结果与前几次有明显不同，试简述其误差成因___________。

5．（2022·广东茂名·模拟预测）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，
某同学利用下列方法测量其常温下的阻值。

（1）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作指针偏转如图甲所示。

实验小组应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出热敏电阻阻值；
（2）实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后，用以下的器材精确测量它的阻值。

A．电源（E=5V，内阻约为1Ω）
A（0~5mA，内阻约为5Ω）
B．电流表
1
C．电流表2A（量程0.6A，内阻约为1Ω）
V（0~5V，内阻约为3kΩ）
D．电压表
1
V（0~15V，内阻约为10kΩ）
E.电压表
2
F.滑动变阻器R（0~10Ω，允许通过的最大电流为10mA）
G.开关
H.导线
℃为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值，电流表选_______，电压表选_______；（选填元件前面的序号）
℃下列电路图设计合理的是_______。

（选填“乙”或“丙”）
（3）已知热敏电阻T R与温度的关系如下表所示：
利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丁所示，图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可
忽略），报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压低于6.0V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为60℃，则图中电阻箱R的阻值应为_______Ω。

测试发现温度达到55℃时报警器就开始报警，则应______（选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。

6．（2022·安徽·三模）某实验兴趣小组为了测一个电阻R的阻值，他们先用欧姆表“×10”挡进行测量如图所示。

为了更精确地测量其电阻，实验室给出了以下器材：
℃电流表G1（0~50mA，内阻r1＝3Ω）；℃电流表G2（0~100mA），内阻r2约为10Ω）；
℃定值电阻R1（R1＝15Ω）；℃滑动变阻器R2（0~5Ω）；
℃干电池（1.5V），内阻不计：℃开关S及导线若干。

回答下列问题：
（1）多用电表欧姆挡的读数为_________Ω；
（2）在下面方框里画出实验电路原理图________；
（3）若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2。

则被测电阻的大小R＝__________（用已知和测量物理量的符号）。

7．（2022·安徽省宣城中学二模）某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R。

的阻值及电源的电
动势和内阻。

（1）根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整_______；
（2）实验时用U 1、U 2、I 分别表示电表V 1、V 2、A 的读数，定值电阻0R 的计算表达式是：0R =_______（用测得的物理量表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R 0的值_______（填“大于”、“等于”“小于”）实际值；
（3）将滑动变阻器的滑片P 移动到不同位置时，记录了U 1、U 2、I 的一系列值。

实验小组在同一坐标上分别作出1U I -、2U I -图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是_______图线（填“1U I -”或“2U I -”）。

若用该图线来求电源电动势E 和内阻r ，且电表V 2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是_______。

8．（2022·重庆·模拟预测）新冠疫情期间，测温仪器广泛使用。

小王同学想利用某金属热电阻制作一个简易测温仪器。

（1）图1中的两条斜线表示金属热电阻的阻值Rt 随温度t 的变化关系，其中一条为理论值，另一条为该同学用图2所示电路测量的值，则___________（填“℃”或“℃”）为理论值。

（2）现用一节干电池（电动势为1.5V，内阻为1Ω）、电流表（量程0～10mA，内阻为12Ω）、滑动变阻器、开关及导线若干，按图3所示电路图连接实物。

闭合开关，调节滑动变阻器，使温度为0℃时电流表满偏，则按图1中理论值可以算出，此时滑动变阻器连入电路的阻值为________Ω；保持滑动变阻器的滑
片位置不动，温度改变后，电流表示数达到满偏电流的3
5
，则按图1中理论值可以算出，此时的温度为
___________℃。

（3）利用上述方法，可以将电流表刻度线改成温度刻度线，则温度刻度线是_________（填“均匀”“左疏右密”或“左密右疏”）的。

（4）该测温仪使用较长时间后，干电池电动势减小，内阻增大，则测量结果___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

9．（2022·辽宁·一模）力敏电阻被广泛应用于汽车电子，医疗设备以及工业机器人等领域，现有一型号为F S R408的力敏电阻（视为纯电阻），它的电阻值随着表面所受压力的增大而减小，已知其工作电压为
4V，作用力范围：0.2N~20N，电阻阻值在一百多欧到几千欧之间变化；小明同学计划测定该力敏电阻在受到0.2N和20N压力时的具体阻值，实验器材见下表：
小明同学设计如下实验电路：
（1）a应选取__________，b应选取__________；
（2）在某个测量环节中，小明给F S R408施加0.2N压力的时候，开关S2需要处于_________（填“断开”或“闭合”）状态；
（3）在给FSR408施加0.2N压力时，若电压表读数为“2.00V”，电流表读数为“2.00mA”，对应的阻值为________；
（4）在给FSR408施加20N压力时，若电压表读数为“2.00V”，电流表读数为“2.00mA”，对应的阻值为________Ω。

10．（2022·甘肃·模拟预测）在新冠肺炎疫情防控时期，测体温已成为一种必要的防控手段，在温度计紧缺的情况下，某同学自己利用身边的实验器材，将热敏电阻作为测温探头，制作了一个电路图如图甲所示的简易金属测温计。

现有实验器材：
A．电源E（电动势9V，内阻不计）；
B．电流表A：量程0～100mA，内阻约10Ω；
C．电压表V1：量程0～3V，内阻约为2kΩ；
D．电压表V2：量程0～15V，内阻约为10kΩ；
E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F．滑动变阻器R2：最大阻值为2kΩ；
G．定值电阻Rx：阻值约为100Ω
H．热敏电阻电阻R T：电阻与温度关系图象如图乙所示；
I．开关、导线若干。

（1）为了尽可能准确的测定Rx，该同学采用E2=3V的电源设计了以下四种测量Rx的实验电路图，其中最合理的是________。

（2）所选实验电路图中的电压表应选择_______，滑动变阻器应选择______。

（填写器材前的序号） （3）该同学在一次实验测量中，电流表读数为12mA ，电压表指针位置如下图所示，电压表的读数为______V ，测定值电阻Rx =______Ω。

（4）图甲中选用E 1=9V 的电源，制作为测温计读数盘的电压表应该选择________（填写器材前的序号）；若（1）中第℃问所测得Rx ，即为多次测量的平均值，这图甲电压表中电压值为______V 的位置标上37℃。

11．（2022·甘肃·一模）小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。

现有一个量程为0.6 A 的电流表、一个电池组（电动势E 不大于4.5 V 、内阻r 未知）、一个阻值为R 0的定值电阻、一个阻值为R 1的定值电阻（用作保护电阻），开关S 和导线若干。

他设计了如图（a ）所示的电路，实验步骤如下：
第一步℃把5个待测电阻分别单独接入A 、B 之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R 。

第二步℃取下待测电阻，在A 、B 之间接入定值电阻R 0，记下电流表的示数I 0。

第三步℃取下定值电阻R 0，将n 个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A 、B 之间，记下串联待测电阻的个数n 与电流表对应示数In 。

请完成如下计算和判断℃ （1）根据上述第二步，01I 与R 0、R 1、E 、r 的关系式是0
1
I =___________。

（2）定义011
n
Y I I =
-，则Y 与n 、R 、R 0、E 的关系式是Y=__________。

（3）已知R 0=12.0Ω，实验测得I 0=0.182 A ，得到数据如下表℃
根据上述数据作出Y n -图像，如图（b ）所示，可得R=______Ω（保留2位有效数字），同时可得
E=______V（保留2位有效数字）。

（4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值_______影响（选填“有"或“无"）。

12．（2022·吉林·东北师大附中模拟预测）小岩同学将废弃不用的玩具电源拆开，发现内部有一个变压器，她想在不拆变压器绕线的前提下测量其初级线圈的直流电阻，先用多用电表欧姆挡测得阻值约400Ω，然后再用伏安法精确测量其直流电阻。

现有器材如下：
电流表A1（量程20mA，内阻r1约为3Ω，读数记为I1）；
电流表A2（量程5mA，内阻r2=20Ω，读数记为I2）；
电压表V（量程15V，内阻RV约为15KΩ，读数记为U）；
定值电阻R1=580Ω；
定值电阻R2=1180Ω；
滑动变阻器R（0~1000Ω）；
蓄电池E（电动势6V，内阻很小）、开关、导线若干。

（1）小岩利用以上的部分器材设计了如图1所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地方：
___________。

（2）请利用提供的器材在图2的方框中画出改进后的电路图，并标出各器材的代号_________。

（3）测量初级线圈的电阻表达式为RL=___________（本结果均用题中所给的字母表示）。

（4）关于实验操作下列说法正确的是___________。

A．如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最左端
B．调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数
C．实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1
13．（2022·四川攀枝花·二模）电阻Rx的电阻值在3 kΩ-5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
电压表V（量程3 V，内阻约为30 kΩ）
电流表A1（量程100 μA，内阻约为100 Ω）
电流表A2（量程1 mA，内阻约为10 Ω）
滑动变阻器R（最大电阻500 Ω）
电源E（电动势4 V）
开关S
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题
（1）电路中电流表应选用上述器材中的___________（填写字母代号）；
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应靠近___________（选填“a”或“b”）端；
（3）请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物连接补充完整___________；
（4）实验中得到的I-U图线如图丙中的实线d所示，电阻Rx的测量值为___________ kΩ。

（5）由于本实验存在误差，你认为电阻Rx的真实I-U图线应为图丙中图线___________（选填“c” 或“e”）。

（6）某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V内阻的电路，请在右面方框内画出该同学修改部分的电路，并在图中标出所选用的器材___________。

14．（2022·福建省南安第一中学模拟预测）某同学拿到一光敏电阻，其上参数“额定电压6V”可以看清，另外暗电阻（无光照时电阻）阻值是5kΩ还是6kΩ分辨不清，该同学想要测定其暗电阻阻值和亮电阻阻
值（有光照时电阻）的准确数值，已知该型号光敏电阻暗电阻阻值为亮电阻阻值的20~30倍，可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：
电压表1V（量程03V，内阻等于3kΩ）；
电压表2V（量程015V，内阻等于15kΩ）；
电流表1A（量程03mA，内阻等于12Ω）；
A（量程00.6A，内阻等于0.1Ω）；
电流表2
滑动变阻器1R（010Ω，额定电流3A）；
滑动变阻器2R（01kΩ，额定电流0.5A）；
定值电阻3R（阻值等于1Ω）；
定值电阻4R（阻值等于10Ω）；
定值电阻5R（阻值等于3kΩ）；
电源E（15V
E ，内阻不计）。

该同学设计了实验电路，如图所示。

（1）电压表选取的是___________，滑动变阻器选取的是___________；
（2）在测量暗电阻阻值时，开关2S处于___________（填“断开”或“闭合”）状态；
（3）测量暗电阻阻值时，若电压表读数为“3.00V”，电流表读数为“2.00mA”，则暗电阻阻值为
___________Ω；
（4）测量亮电阻阻值时，若电压表读数为“3.00V”，电流表读数为“2.00mA”，则亮电阻阻值为
___________Ω。

15．（2022·广东·模拟预测）在测定电阻Rx值的实验中，某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。

（1）实验电路设计：设计如图甲所示的电路测定电阻Rx的值。

（2）实验实物连接：按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图补充完整
___________。

（3）实验操作设计：
℃断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移动到最___________端，将滑动变阻器R2的滑片移动到最___________端（均选填“右”或“左”）；
℃闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录这时的电压表和电流表的示数U1和I1；
℃保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录这时的电压表和电流表的示数U2和I2；
℃断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。

（4）实验数据处理：被测电阻Rx的表达式为Rx=___________，将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。

（5）实验误差分析：经分析，该实验中电阻的测量值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

16．（2022·甘肃·模拟预测）如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器，其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，其长度和横截面积都发生变化，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化、再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。

(1)请说明拉力感应电阻丝的电阻随拉力增大而增大的原因是_______________。

(2)某研究小组找到了一根拉力敏感电阻丝L R ，其电阻随拉力变化的图你如图乙所示，再按丙图设计了一个简易的“吊秤”，电路中电源电动势E 约为15V 。

内阻约为2Ω；灵敏电流表满偏电流为10mA ，内阻约为5Ω；R 为电阻箱，最大限值为9999Ω；R 接在A 、B 两接线柱之间，通过光滑绝缘滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作：
A ．滑环不吊重物时，调节电阻箱R ，当电流为某一示数I 时，读出电阻箱的读数为1R ；
B ．滑环吊起待测重物时，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；
C ．调节电阻箱，使电流表示数仍然为I ，读出电阻箱的读数为2R ，则拉力敏感电阻丝电阻增加量为________。

(3)设L R F -的图像斜率为k ，截距为b ，则待测重物的重力G 的表达式为G =____________（用以上测得物理量表示）
(4)研究小组中一位同学受欧姆表原理启发，将灵敏电流表重新刻度标记重物的重力，则标记重力示数的刻度盘__________ （填“均匀”或“不均匀”）；呈现出__________特点。

17．（2022·黑龙江实验中学模拟预测）将--根“220V 1000W”的电炉丝拉直后（导体长度不变）等分成六段分给六个小组，用以测量该材料的电阻率。

部分实验过程如下：
(1)在测量其直径时某小组用游标卡尺如图1，读数为_____________mm ；另一小组用螺旋测微器如图2，读数为_____________mm 。

(2)各组均用伏安法测量分得电阻丝的电阻x R ，所用器材的规格为：电流表A （量程0.6A ，内阻约0.1Ω）
、电压表V （量程3V ，内阻约1500Ω）、滑动变阻器R （0~5Ω）、电源E （电动势3V ，内阻0.5
Ω）。

为了尽可能减小误差，应选用电路图_____________。

A．B．C．D．
(3)把六个小组测得的电阻值全部相加，总和比
2
220
1000
Ω小，原因可能是_____________（回答一条即可）。

18．（2022·山西·太原五中二模）某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。

(1)电路设计
设计如图所示的电路测定电阻Rx的值。

(2)实物连接
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。

( )
(3)操作设计
℃断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；
℃闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；
℃保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；
℃断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。

(4)数据处理
被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。

(5)误差分析
在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

参考答案：
1． e 甲 27.8（2.70-2.79）
2． 偏小 1.80（1.8也可得分） 相等
3． B 电压表内阻较大，则电流表中的电流远小于1A 4.0
4． 两表的读数I 2、U 2 12
12
x U U R I I =
- 5． ×100 B D 丙 80 调小
6． 20
11121
()
I r R I I +- 7．
12
U U I
- 大于 1U I - 电压表1V 分流 8． I 37 250 左密右疏 大于 9． R 1 V 1 断开 4000 160 10． A C E 1.20 100 C 1.80
11．
10R R r E
++ 0R nR
E - 2.0 4.0 无
12． 电压表量程过大（电压表没有改装） 22212
()
L I r R R I I +=
- C
13． A 2 a 4 c
14． 1V 1R 断开 6000 240
15． 左 右
12
12
U U I I - 等于 16． 电阻丝变长，横截面积减小 12R R - 122()
cos R R k
θ- 不均匀 刻度盘靠近电流零刻度一侧刻度较密，另一侧较疏
17． 0.65 0.650 D “测量时的温度低于电阻丝正常工作时的温度，其电阻小于正常工作时的电阻”或“各组实验中电阻丝接入电路的长度之和小于原来电阻丝的总长度”
18． 左
12
12
U U I I - 等于。