2021高考物理新高考版一轮习题：第八章 微专题58 “测电阻类实验”的拓展与创新(含解析)

1．伏安法测金属丝电阻时，电压不要求从0开始，仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法．金属丝电阻一般较小，电流表选用外接法．

2．实验要求电压必须从0开始变化时，滑动变阻器要用分压式接法．

3．仪器选择要首先保证安全，其次是保证精确，再次是操作简便，若选不到理想的仪器，其中几个相比较，选较好的．

1．(2019·山东临沂市2月质检)如图1所示，P是一根表面均匀地镀有薄层的电阻膜的PVC 管，其电阻R x约15 Ω.长度L约50 cm，直径D约10 cm，镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电金属圈MN.某同学根据提供的实验器材，设计了一个测定膜层厚度d的实验方案．实验器材如下：

图1

电流表A1：量程3.0 A，内阻约为0.1 Ω；

电流表A2：量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；

电压表V：量程3.0 V，内阻R V＝3.0 kΩ；

定值电阻R0：阻值3.0 Ω；

定值电阻R1：阻值1.0 kΩ；

定值电阻R2：阻值3.0 kΩ；

滑动变阻器R：阻值范围0～10 Ω；

电源E：电动势6.0 V，内阻不计；

毫米刻度尺、开关S及导线若干．

(1)为了测定膜层厚度d，该同学先测量出电阻膜的电阻，电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)．

(2)设计实验电路时要求在测量电阻时通过电阻的电流从零开始，请在方框中画出测量电路图．并在图中标明选用器材的符号．

(3)计算膜层厚度d＝________(用L、D、ρ、R等符号表示)．

2．(2019·安徽安庆市下学期第二次模拟)一课外实验小组想测量一个电压表的内阻，他们在实验室找到如下器材：

A．待测电压表V1(量程为0～2 V，内阻约2 kΩ)

B．标准电压表V2 (量程为0～9 V，内阻约4 kΩ)

C．标准电流表A (量程为0～0.6 A，内阻约0.5 Ω)

D．滑动变阻器R1(阻值范围：0～10 Ω)

E．定值电阻R2＝20 Ω

F．定值电阻R3＝2.0 kΩ

G．定值电阻R4＝2.3 kΩ

H．直流电源(内阻约1 Ω，电动势为12 V)

I．开关、导线若干

(1)为完成该实验，该实验小组希望实验结果尽可能准确，且要求电表指针超过满刻度的1 2，

除待测电压表、直流电源、滑动变阻器、开关和导线之外，该实验小组还选取了一个电表和两个定值电阻，选取的电表是________，两个定值电阻分别是________(两空均填器材前面的序号)．

(2)在方框中画出实验电路图．

(3)根据选用的器材，待测电压表V1的读数为U1，两定值电阻阻值分别为R和R′，另一个电表的读数为________(选填I1或U2)，由此得出，待测电压表内阻的表达式为________．3．(2020·辽宁葫芦岛市模拟)用以下器材尽可能准确地测量待测电阻R x的阻值．

A．待测电阻R x，阻值约为200 Ω；

B．电源E，电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计；

C．电流表A1，量程为0～10 mA，内电阻r1＝20 Ω；

D．电流表A2，量程为0～20 mA，内电阻约为r2≈8 Ω；

E．定值电阻R0，阻值R0＝80 Ω；

F．滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω；

G．滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω；

H．单刀单掷开关S，导线若干；

(1)为了尽可能准确地测量电阻R x的阻值，请你设计并在图2虚线框内完成实验电路图．

图2

(2)滑动变阻器应该选________(选填器材前面的字母代号)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端(选填“a”或“b”)；

(3)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R x的表达式为：R x＝________________.

4．(2019·广东肇庆市第二次统一检测)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0～50 mA)、直流电源E(3 V，内阻忽略)、导线若干、开关若干．

图3

(1)甲同学设计如图3(a)所示的电路进行实验．

①请在图(b)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________(选填字母代号即可)．

③实验操作时，先将滑动变阻器的滑动触头移到最________(选填“左”或“右”)端，再接通开关S ；保持S 2断开，闭合S 1，调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流I 1.

④断开S 1，保持滑动变阻器阻值不变，调整电阻箱R 0阻值在100 Ω左右，再闭合S 2，调节R 0阻值使得电流表读数为________时，R 0的读数即为电阻R 的阻值．

(2)乙同学利用电路(c)进行实验，改变电阻箱R 0的值，读出电流表相应的电流I ，由测得的数

据作出1I

－R 0图线如图(d)所示，图线纵截距为m ，斜率为k ，则电阻的阻值为________(用m 、k 表示)．

(3)若电源内阻是不可忽略的，则上述电路(a)和(c)，哪种方案测电阻更好？________，原因是____________________________________________________________________.

答案精析

1．(1)A 2 (2)见解析图

(3)ρL πRD

解析 (1)电路可能出现的最大电流为I m ＝E R x ＝615

A ＝0.4 A ，则电流表应选择A 2； (2)由于电压表的量程为3 V ，偏小，则可用与其内阻相同的定值电阻R 2串联分压；因串联后的电压表的内阻远大于待测电阻，可用电流表外接电路；滑动变阻器用分压电路；电路如图所示：

(3)根据R ＝ρL S ，其中S ＝πDd ，解得d ＝ρL πDR

. 2．(1)B FG (2)见解析图

(3)U 2 R V ＝U 1(R ＋R ′)U 2－U 1

解析 (1)电源电动势为12 V ，待测电压表的内阻约为2 kΩ，通过待测电压表的最大电流约为6 mA ，电流表量程为0.6 A ＝600 mA ，待测电流太小，不能用电流表测电流，因此电表应选择电压表，为测出两个待测电压表的电流，应把电阻F 、G 与待测电阻并联；

(2)串联电路电流相等，把待测电压表与定值电阻串联，可以求出通过待测电压表的电流，电源电动势大于电压表量程，为保护电表滑动变阻器应用分压式接法，实验电路如图所示：