熱點(diǎn)十電學(xué)實(shí)驗(yàn)“電阻的測量”是高中教材中一個重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，一直是高考物理實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)。電阻的測量實(shí)驗(yàn)?zāi)苋婵疾殡妼W(xué)中電壓表、電流表的使用與讀數(shù)，歐姆表的原理及應(yīng)用，電路的選擇，實(shí)驗(yàn)方法的選擇，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法等。雖然該實(shí)驗(yàn)題目年年翻新，角度也經(jīng)常變化，但實(shí)驗(yàn)試題中涉及的基本知識和實(shí)驗(yàn)技能的要求仍然立足于教材實(shí)驗(yàn)，即運(yùn)用已學(xué)過的原理解決新的問題?？枷蛞粶y電阻或電阻率(2018全國卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1(a)所示的電路探究在25 80 范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值(25 時的阻值)為900.0 ；電源E(6 V，內(nèi)阻可忽略)：電壓表V(量程150 mV)；定值電阻R0(阻值20.0 )，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 )：電阻箱R2(阻值范圍0999.9 )：單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2。實(shí)驗(yàn)時，先按圖(a)連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80 。將S2與1端接通。閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表讀數(shù)仍為U0；斷開S1，記下此時R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 。實(shí)驗(yàn)得到的R2t數(shù)據(jù)見下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題：(1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到_(填“a”或“b”)端；(2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并做出R2t曲線；圖1(3)由圖(b)可得到RT在25 80 范圍內(nèi)的溫度特性。當(dāng)t44.0 時，可得RT_；(4)RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示，該讀數(shù)為_則手心溫度為_。答案(1)b(2)如圖(3)450(4)620.033.0考向二測電源的電動勢和內(nèi)阻某同學(xué)利用如圖2甲所示電路來測量一節(jié)干電池的電動勢和電阻，實(shí)驗(yàn)時共記錄了5組電壓表和電流表的示數(shù)(電表均視為理想電表)，并繪得如圖乙所示的UI圖線。圖2(1)由圖線可知該干電池的電動勢E_V，電阻r_。(2)該同學(xué)選用的滑動變阻器標(biāo)有“10 2.5 A”字樣，實(shí)驗(yàn)時將滑片從左端緩緩向右移動，記錄第1組數(shù)據(jù)(I10.27 A，U11.35 V)時滑片大約移動了_。A1/4長度B1/3長度C1/2長度 D2/3長度(3)改變滑動變阻器接入電路的阻值，直到電源輸出功率達(dá)到最大，請在圖乙上畫出表示最大輸出功率的“面積”圖。解析(1)根據(jù)干電池的UI圖線可得該干電池的電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r 。(2)記錄第1組數(shù)據(jù)時電流I10.27 A，U11.35 V，由歐姆定律可得滑動變阻器接入電路部分電阻為5.0 ，滑片大約移動了1/2長度，選項(xiàng)C正確。(3)當(dāng)外電阻Rr 時電源的輸出功率最大，其電流I1.125 A，對應(yīng)路端電壓UEIr0.75 V，作出平行于橫軸的直線U0.75 V和平行于縱軸的直線I1.125 A，這兩條直線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電源最大輸出功率的“面積”圖，如圖所示。答案(1)1.5(2)C(3)如解析圖中陰影所示考向三電學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)太空探測器在探索宇宙過程中，由太陽能電池板給它提供能源。光明中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室有一塊太陽能電池板，當(dāng)有光照射它時(作為電源)，其路端電壓與總電流的關(guān)系圖像如圖3甲中的曲線所示；若沒有光照射它時，相當(dāng)于一個只有電阻的電學(xué)器件、無電動勢。物理實(shí)驗(yàn)探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)方法，探究該太陽能電池板在沒有光照射時的伏安特性曲線，利用電壓表(內(nèi)阻約3 k)、電流表(內(nèi)阻約100 )測得的多組數(shù)據(jù)作出的圖像如圖甲中曲線所示。圖3(1)分析曲線可知，該電池板作為電阻器件時的阻值隨通過電流的增大而_(填“增大”或“減小”)，若所設(shè)計的是電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)將圖乙中電壓表另一端a接在_點(diǎn)(填“b”或“c”)；(2)圖乙電路中a端接好后還少接了一根導(dǎo)線，請在圖乙中畫出；(3)分析曲線可知，該電池板作為電源時的電動勢約為_V，若把它與阻值為1 k的定值電阻連接構(gòu)成一個閉合電路，在有光照射的情況下，該太陽能電池板的效率約為_%(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。解析(1)由圖線可知，無光照時太陽能電池板的阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，所以采用電流表內(nèi)接法，即a端接b點(diǎn)。(2)描繪伏安特性曲線要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，即滑動變阻器要采用分壓式接法，故應(yīng)該將滑動變阻器右端與電源正極用導(dǎo)線相連，如圖1所示。(3)太陽能電池板的電動勢由圖線與縱軸的交點(diǎn)直接讀出，即2.75 V；在題圖甲中作1 k電阻的伏安特性曲線如圖2所示，圖線與圖線的交點(diǎn)即電路的工作點(diǎn)，其坐標(biāo)為(1.80,1.80)，電池板的效率100%100%100%100%65%。答案(1)減小b(2)如解析圖1所示(3)2.75651某物理興趣小組的同學(xué)要測定某電阻Rx的阻值，通過討論，決定采用下列方法來測定。(1)方法一：用多用電表測量首先，選用歐姆表“1”擋進(jìn)行粗測，正確操作后，表盤指針如圖4甲所示，則該電阻的測量值為Rx_。圖4(2)方法二：用伏安法測量所用的部分器材：電壓表V(03 V，內(nèi)阻約3 k)；電流表A(00.6 A，內(nèi)阻約2 )，分析下列問題。他們設(shè)置了如圖乙、圖丙所示的兩種電路圖，為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)選用_(填“圖乙”或“圖丙”)作為測量電路；請根據(jù)它們所選的電路將圖5甲所示的實(shí)物圖連接好；他們選擇了正確的電路后，通過測量，根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的UI圖像，根據(jù)圖像，可得Rx_。圖5(3)方法三：等效替代法某同學(xué)設(shè)計了如圖6所示的測量電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下所示：A按圖6連接好實(shí)驗(yàn)電路B保持開關(guān)S2斷開，將開關(guān)S1閉合，然后調(diào)節(jié)電阻箱R和滑動變阻器R，待電路穩(wěn)定后電阻箱讀數(shù)R1如圖7所示，記下此時電壓表的示數(shù)C閉合開關(guān)S2，保持滑動變阻器的滑片位置不變，然后調(diào)節(jié)電阻箱的電阻，使電壓表的讀數(shù)與步驟B中的示數(shù)相同，此時電阻箱的讀數(shù)R226 。在步驟A中電阻箱的讀數(shù)為R1_；由以上實(shí)驗(yàn)測得電阻Rx的阻值為Rx_。解析(1)歐姆表讀數(shù)刻度盤讀數(shù)倍率，讀數(shù)是Rx7 。(2)由于待測電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，所以電流表使用外接法，故選圖乙作為測量電路；所連實(shí)物圖如圖所示；UI圖像的斜率表示電阻的阻值，由所作的圖像可知，圖像的斜率為k6.25，故被測電阻的限值為Rx6.25 。(3)在步驟B中電阻箱的讀數(shù)為R120 ；由于R1與Rx串聯(lián)在電路中所起的作用與R2相同(電壓表指針指示同一位置)，則有R1RxR2，故有RxR2R1。由題意可知R120 ，R226 ，故被測電阻的阻值為RxR2R126 20 6 。答案(1)7(2)圖乙如解析圖所示6.25(3)2062(1)某實(shí)驗(yàn)小組在“測定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖8所示，則它們的讀數(shù)依次是_mm、_A、_V。圖8(2)已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器阻值范圍為010 ，電流表內(nèi)阻約為幾歐，電壓表內(nèi)阻約20 k，電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電動勢E4.5 V，內(nèi)阻較小。則以下電路圖中_(選填字母代號)電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用的最佳電路，但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實(shí)值偏_(選填“大”或“小”)。圖9(3)若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA2.0 ，那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是上圖中的_電路(選填字母代號)電路，此時測得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx_(用題中字母代號表示)。解析螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為49.90.01 mm0.499 mm，金屬絲直徑為0.5 mm0.499 mm0.999 mm。電流表讀數(shù)為0.42 A，電壓表讀數(shù)為2.23 V。(2)因RVRx(Rx 5.3 )，測量電路采用電流表外接法，故最佳電路為甲電路，此時測量結(jié)果因電壓表的分流而偏小。(3)若已知電流表內(nèi)阻時，最佳電路為乙電路，由歐姆定律得RxRA，那么RxRA。答案0.999(0.9981.000 mm間均可)0.422.23(2.222.24間均可)(2)甲小(3)乙RA3(1)多用電表的歐姆擋有三個倍率，分別是1、10、100。用10擋測量某電阻Rx時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到_擋。如果換擋后立即用表筆連接待測電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是_，若補(bǔ)上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值是_ .圖10(2)現(xiàn)要用伏安法進(jìn)一步測量待測電阻Rx的阻值，可供使用的器材如下：電流表A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.6 )；電流表A2(量程100 mA，內(nèi)阻約10 )；電壓表V1(量程15 A，內(nèi)阻約15 k)；電流表V2(量程3 V，內(nèi)阻約3 k)；滑動變阻器R1(05 )；滑動變阻器R2(0500 )；電源E(3 V，內(nèi)阻很小)；電源S、導(dǎo)線若干。要求測得結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)操作正確。所選電流表為_(選填“A1”或“A2”)在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖，并在電路圖中標(biāo)柱所選器材的代號。所測量的結(jié)果與真實(shí)值比較_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析(1)多用電表歐姆擋指針偏轉(zhuǎn)太大，應(yīng)換用小倍率1擋，使指針偏到中央附近，且應(yīng)先重新歐姆調(diào)零，表盤的讀數(shù)為21 。(2)電源電動勢3 V，選電壓表V2，通過電阻的最大電流Im A0.136 A，電流表選A1量程太大，指針最大達(dá)不到電流表處，誤差大，應(yīng)選A2。因Rx，電流表采用外接法，用伏安法則電阻Rx，如果限流式接法R1太小、R2太大，故滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接，應(yīng)接R1。電流表外接，電流測量偏大，則所測電阻偏小。答案(1)1歐姆調(diào)零21(2)A2如圖偏小4材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)可以測量壓力大小。如圖甲所示為某壓敏電阻在室溫下的F圖線，其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值，為了測量壓力F，需先測量壓敏電阻處于壓力中的阻值RF。請按要求完成下列實(shí)驗(yàn)。圖11(1)設(shè)計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測壓力大小約為0.41020.8102 N，不考慮壓力對電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如下：A壓敏電阻，無壓力時阻值R06 000 B滑動變阻器R，最大電阻值約200 C電流表A，量程2.5 mA，內(nèi)阻約30 D電壓表V，量程3 V，內(nèi)阻約3 kE直流電源E，電動勢3 V，內(nèi)阻很小F開關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)正確接線后，將壓敏電阻置于待測壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33 mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為_V。(3)此時壓敏電阻的阻值為_；結(jié)合圖甲可知待測壓力的大小F_N。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析(1)由于待測電阻較大，電流表采用內(nèi)接法，由于滑動變阻器R阻值比RF小的多，故滑動變阻器采用分壓式接法。(2)由電壓表的表盤刻度，可以讀出電壓表示數(shù)為2.00 V。(3)根據(jù)歐姆定律可以得到此時壓敏電阻的阻值為RF 1.5103 ；4，由圖像可以知道此時壓力為60 N。答案(1)如圖所示(2)2.00(3)1.5103605(2017唐山一模)為測量一未知電源電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖12所示電路，電路中所用到的器材規(guī)格如下：圖12待測電源：電動勢為46 V，內(nèi)阻為幾十歐姆；定值電阻：R010 ；定值電阻：R23 k；電阻箱R1：09 999 ；電壓表：量程03 V，內(nèi)阻RV3 k；開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)閉合開關(guān)后，將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大，記錄若干組電阻箱R1和電壓表的讀數(shù)；(2)第一次該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在UR1坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖13甲所示曲線。曲線與縱軸的截距為b10.8 V，虛線為圖中曲線的漸近線由圖可得電動勢E_V，內(nèi)阻r_ ；圖13(3)第二次該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線。得到如圖乙所示直線，直線與縱軸的截距為b20.4 V1，斜率k8.4 V1。由圖可得電動勢E_V，內(nèi)阻r_ ；(4)將兩次數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行對比，誤差較小的應(yīng)為第_(填“一”或“二”)次。解析(2)當(dāng)R1接近最大值時R外r，則此時的路端電壓近似等于電源的電動勢，因R2Rv，則U外4.8 V，故E4.8 V。當(dāng)R10時，R外10 ，而此時的路端電壓U外20.8 V1.6 V，據(jù)得r20 。(3)據(jù)閉合電路歐姆定律有E2Ur，變形得，結(jié)合圖像可知0.4 V1，8.4 V1，得E5.0 V，r21 。(4)在數(shù)據(jù)處理中，畫出的圖線為直線時，更容易找出對應(yīng)關(guān)系，可精確求解。答案(2)4.820(3)5.021(4)二