1、高中物理伏安法测电阻专题 全国卷1、某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为.为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(用表示)的电阻A电源(电动势为，内阻不计)B电压表(量程为0，内阻约为2k)?C电压表(量程为0，内阻约为6k)D电流表(量程为0，内阻约为1)?E电流表(量程为0，内阻约为)F滑动变阻器(最大阻值10，额定电流?G滑动变阻器(最大阻值1k，额定电流H定值电阻(阻值为3)? I开关S一个，导线若干（1）如下图所示是该实验小组用螺旋测微器
2、对铜芯线直径的某次测量，其读数是_mm. （2）实验时电压表选_，电流表选_，滑动变阻器选_(只填代号) （3）为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中 （4）某次测量时，电压表示数为，电流表示数为，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为：_.答案：(1) （2分）? (2) B （2分），D（2分） ，F （2分）（3）电路图如下图（电流表外接法+滑动变阻器分压式或限流式均可）（3分）（4）（3分）试题分析: （1）由图螺旋测微器可知，固定刻度所示为，可动刻度示数为=，螺旋测微器示数为+=.(2)电源电动势为，电压表应选(量程为0，内阻约为2k）,即选B；通过电线的最大电
3、流约为，为准确测量，电流表应选电流表（量程为0，内阻约为1），即选D，为方便实验操作，应选最大阻值减小的滑动变阻器，则选F.(3)由于，则选用电流表外接法；滑动变阻器选用分压式或限流式均可待测电电阻较小，为保证电路安全，待测电阻应串联一个保护电阻，电路图如图所示(4)铜芯材料电阻，则电阻率.伏安法测电阻（二）伏安法测电阻(1)电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RA?RxRV?Rx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，
4、测量值偏小)(2)伏安法测电阻的电路选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法临界值计算法：Rx时，用电流表外接法Rx时，用电流表内接法实验试探法：按上图接好电路，让电压表接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法2典例分析：例1.基础知识1.已知电流表的内阻约为，电压表内阻约为10k，若待测电阻约为5，用伏安法测其电阻，应采用电流表_外_接法，测量值 小 真实值；若待
5、测电阻约为500，用伏安法测其电阻时，应采用电流表_内_法，测量值 大 真实值。2用伏安法测某一电阻时，如果采用如图4所示的甲电路，测量值为R1 ，如果采用乙电路，测量值为R2 ，那么R1 、R2与真实值R之间满足关系（ D ） AR1RR2 BRR1R2 CR1RR2 DRR1R23用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。如所用电压表内阻为5000，电流表内阻为。（1）当测量100左右的电阻时，宜采用 内 电路；（2）现采用甲电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、 A,则此电阻的测量值为 20 ， 真实值为 。（3）现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10
6、 V、 A,则此电阻的测量值为 20 ，真实值为 25 。4一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（a）（b）两种电路各测一次，用（a）图所测数据为，用（b）图测得的数据是， ，由此可知，用_a_图测得Rx的误差较小，测量值 Rx=_1000_。5.图所示的是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，那么( AD )A.若电压表示数有显着变化，测量R的值时，S应接aB.若电压表示数有显着变化，测量R的值时，S应接bC.若电流表示数有显着变化，测量R的值时，S应接aD.若电流表示数有显着变化，测量R的值时，S应接b例2：一只小灯泡，标有“
7、3 V, W”字样现要描绘小灯泡03 V的伏安特性曲线实验器材有：A最大阻值为10 的滑动变阻器 B电动势为6 V、内阻约为 的电源C量程为 A、内阻约为 的电流表A1D量程为3 A、内阻约为 的电流表A2E量程为3 V、内阻约为6 k的电压表V1F量程为15 V、内阻约为10 k的电压表V2 G开关、导线若干(1)电压表应选用_；电流表应选用_(将选项代号的字母填在横线上)(2)在该实验中，设计了如下图所示的四个电路为了减小误差，应选取的电路是_(将选项代号的字母填在横线上)(3)以下是该实验的操作步骤：A将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路B调节滑动变阻器触头的位置，
8、保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分阻值最大C闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数(U，I)，移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组(U，I)值，共测出12组数据D按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线指出以上步骤中存在错误或不妥之处并修改：_答案：(1)EC(2)C(3)步骤B不妥，应为：闭合开关前应使变阻器与小灯泡并联部分的电阻为零步骤D有错，应为：按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来演练1(2011兰州模拟)某同学测绘标有“ V, A”小电珠的电功率随电压变化的图象，要使小电珠两端电压从0至 V连续变化，为了使测量尽可能地
9、准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有()A电流表：量程0 A，内阻约为1 B电流表：量程03 A，内阻约为 C电压表：量程06 V，内阻约为2 k D电压表：量程015 V，内阻约为 kE滑动变阻器：阻值范围020 ，额定电流2 AF滑动变阻器：阻值范围02 k，额定电流 A G电池组：电动势6 V，内阻约为1 (1)选用的器材代号为_；(2)画出电路图；(3)根据实验测量的数据描出PU图线，如右图所示，则小电珠在 V电压下的电阻值R_ .解析：(1)根据小电珠的额定电压为 V，额定电流为 A，电流表选择A，电压表选择C.由于使小电珠两端电压由0至 V连续变化，应采用分压电路，滑动变阻器
10、阻值不宜太大，应选E；(2)小电珠正常发光时的电阻R 16 ；R?RV，因此选用安培表外接电路，电路如右图所示；(3)由图象可得小电珠在 V电压时功率为 W，故此时小电珠的电阻为R .答案：(1)ACEG(2)如解析图所示(3)例3：有一待测电阻R，其阻值在1 0001 100 之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：电压表V(量程015 V，内电阻约20 k)电流表A1(量程030 mA，内电阻约20 )电流表A2(量程0300 mA，内电阻约40 )滑动变阻器R1(最大阻值为20 ，额定电流为1 A)滑动变阻器R2(最大阻值为300 ，额定电流为 A)直流电源E(电动势为9 V、内电
11、阻约为 ) 开关及导线若干实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则()(1)电流表应选用_(填实验器材的代号)(2)滑动变阻器应选用_(填实验器材的代号)(3)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是_图解析：本题考查了电阻的测量实验(1)本实验中的电流不会超过I A9 mA，为了测量的精确，电流表应选择A1.(2)连接电路时使用分压接法，滑动变阻器应选阻值小的，选R1.(3)本实验要求电流表读数从零开始变化，所以滑动变阻器应选用分压接法选择丙图，本题难度中等答案：(1)A1(2)R1
12、(3)丙演练2。热敏电阻是传感电路中常用的电子元件现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏电阻的阻值为45 ，热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：A电流表A1，量程 A，内阻约1 B电流表A2，量程3 A，内阻约2 C电压表V1，量程15 V，内阻约15 k D电压表V2、量程3 V，内阻约5 kE滑动变阻器R1(0100 ) F滑动变阻器R2(020 )G电源E(3 V，内阻可忽略) H盛有热水的水杯(图中未画出)I开关、导线若干(1)实验中应选用的电流表为_(填“A1”或“A2”)，应选用的电
13、压表为_(填“V1”或“V2”)，应选用的滑动变阻器为_(填“R1”或“R2”)(2)在方框中画出实验电路原理图，要求测量误差尽可能小(3)根据电路原理图，在实物图上连线解析：(1)由于电源电动势为3 V，则电压表应选V2，常温下待测热敏电阻的阻值为45 ，再加电流表内阻，由闭合电路欧姆定律可知电路中最大电流小于 A，故电流表应选A1；本实验研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整，故滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选R2.(2)设计电路图时，由于电流表内阻与热敏电阻阻值相差不大， 故电流表采用外接法，如图所示答案：(1)A1V2R2(2)如图所示 (3)如图所
14、示三规律总结：实物图连线技术1. 对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。2. 对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。实物连线的总思路 分压（滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端）画出电路图连滑动变阻器 限流（一般连上一接线柱和下一接线柱）（两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 电
15、表的正负接线柱连接总回路： 总开关一定接在干路中 导线不能交叉课外训练：6在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材：A小灯泡 V, W) B直流电源(电动势 V，内阻约 )C电流表(量程0500 mA，内阻约 ) D电压表(量程05 V，内阻约5000 )E滑动变阻器R1(05 ，额定电流2 A) F滑动变阻器R2(050 ，额定电流1 A)G开关一个，导线若干如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的_，应选用的滑动变阻器是_。7用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx：范围在58，额定功率1W B.电流表A1：量程0（内阻）C.
16、电流表A2：量程03A（内阻） D.电压表V1：量程03V（内阻3K）E.电流表V2：量程015V（内阻15k） F.滑动变阻器R：0100G.蓄电池：电动势12V H.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选 ，电压表应选 ，并画出电路图。8一阻值约为30k的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值，备选器材有：A电源（E=16V，r=2） B电源（E=3V，r=）C电压表（量程015V，内阻50k） D电压表（量程03V，内阻10k）E电流表（量程0500A，内阻500） F电流表（量程01mA，内阻250）G滑动变阻器（阻值0200） H开关一只，导线若干（1）从上面器材中
17、选出合适的器材 （用字母表示）（2）画出实验电路图。9欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材： A.电池组（3 V,内阻1） B.电流表（03 A,内阻）C.电流表（0 A,内阻） D.电压表（03 V,内阻3 k）E.电压表（015 V,内阻15 k） F.滑动变阻器（020,额定电流1 A）G.滑动变阻器（02 000,额定电流 A） H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是 ；（填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表 接法；（填“内”或“外”）（3）设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I= A，U= V。（4）为使
18、通过待测金属导线的电流能在0 A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路。10已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量电阻丝的电阻时选用，为了较准确的测量，并保证器材安全，应选用的器材有 （只填字母）A电源（E=6V） B电压表（量程015V，内阻30k） C电压表（量程03V，内阻6k）D电流表（量程0，内阻） E电流表（量程03A，内阻）F滑动变阻器（阻值020，额定电流为2A） G滑动变阻器（阻值01k，额定电流为） H开关一只，导线若干画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路。答案：7 B D（外接法，限流式 因为滑动变阻器R10 Rx） 8 ACEGH （内接法，分压式）9.（1）ACDFH （2）外 （3） （外接法，分压式。若采用限流式F的最大阻值为20，电阻丝上的电压范围为2-3V，范围窄；而G的阻值太大，不便于调节）
