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2012~2021十年高考汇编·专题19 电学实验一测量未知电阻的阻值（解析版）.doc
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专题19 电学实验一测量未知电阻的阻值（2012-2021）

1.（2021河北）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有；小灯泡（ ， ），直流电源（ ），滑动变阻器，量程合适的电压表和电流表，开关和导线若干，设计的电路如图1所示。


（1）根据图1，完成图2中的实物连线______；
（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是______（单项选择，填正确答案标号）；
A．电流表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在b端
（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到 图像，其中一部分如图3所示，根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为______ （保留三位有效数字）。

【答案】 (1). (2). C (3).
【解析】（1）[1]电流表负极与滑动变阻器的右端的 位置连接，如图

（2）[2]开关闭合，小灯泡闪亮一下后灯丝烧断，说明通过小灯泡的电流过大。
A．电流表内阻非常小，短路几乎不影响通过小灯泡的电流，与灯丝烧断无关，A错误；
B．滑动变阻器滑片接触不良，无电流通过小灯泡，B错误；
C．滑动变阻器的滑片开始时置于 端，小灯泡部分分压达到最大，通过电流最大，可能会烧断小灯泡灯丝，C正确；
故选C。
（3）根据小灯泡的伏安特性曲线可知在 点时的电压和电流分别为
，
根据欧姆定律 可知小灯泡的电阻为

2.（2021浙江）小李在实验室测量一电阻Rx的阻值。
（1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数 ，电流表的示数如图2所示，其读数 ___________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为 ， 。由此可知应采用电流表___________（填“内”或“外”）接法。
（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其它方法进行实验：
①器材间连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图___________；

②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻 ___________ 。此方法___________（填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是___________。

【答案】 (1). 0.34 (2). 见解析 (3). 外 (4). 5 (5). 有 (6). 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其它合理解释）
【解析】（1）[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A
[2]电压表的百分比变化为

电流表的百分比变化为

因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更严重，因此不能让电流表分压，采用外接法
（2）①[3]电路图如图


②[4]两次实验中电路电流相同，因此可有

可得

读数可得

[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为5.4Ω，则实验只能测得其为 ，误差较大。
3.（2021广东）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“ ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
（2）再按图连接好电路进行测量。


①闭合开关S前，将滑动变阻器 的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。
将温控室的温度设置为T，电阻箱 调为某一阻值 。闭合开关S，调节滑动变阻器 ，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和 。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节 和 ，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 。断开开关S。
②实验中记录的阻值 _____ （选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值 _____。
【答案】 (1). 短接 (2). 减小 (3). b (4). 大于 (5).
【解析】（1）[1][2]选择倍率适当 欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；
②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为

即

可知R01大于R02。
4.（2019海南）用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。实验室提供的器材为：待测电流表A（量程10mA，内阻约为 ），滑动变阻器 ，电阻箱R，电源E（电动势约为6V，内阻可忽略），开关 和 ，导线若干。

(1)根据实验室提供的器材，在图（a）所示虚线框内将电路原理图补充完整，要求滑动变阻器起限流作用____；
(2)将图（b）中的实物按设计的原理图连线____；
(3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格
① ，额定电流2A ② ，额定电流0.5A
实验中应该取___。（填“①”或“②”）
【答案】 (1). (2). (3). ②
【解析】(1)电路原理图如图；

(2)实物连线如图：

(3)待测电流表两端允许的最大电压为 ，当S2断开，电流表满偏时，滑动变阻器的阻值 ，故滑动变阻器选择②。
5.（2020海南）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表 （量程 ，内阻 ），电压表 （量程 ，内阻 ），滑动变阻器R（额定电流 ，最大阻值 ），待测定值电阻 ，电源E（电动势 ，内阻不计），单刀开关S，导线若干：
回答下列问题：
（I）实验中滑动变阻器应采用________接法（填“限流”或“分压”）；
（2）将虚线框中的电路原理图补充完整_____________；


（3）根据下表中的实验数据（ 、 分别为电压表 ﹑ 的示数），在图（a）给出的坐标纸上补齐数据点，并绘制 图像__________；
测量次数 1 2 3 4 5

1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

1.61 2.41 3.21 4.02 4.82


（4）由 图像得到待测定值电阻的阻值 ________ （结果保留三位有效数字）；
（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻 （阻值约为 ）的阻值，在不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图______。
【答案】 (1). 分压 (2). (3). (4). (5).
【解析】（1）[1] 电压表 和 串联在和 并联，并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻，为了调节变阻器时，电表示数变化明显，且能或者更多组数据，选择分压接法；
（2）[2]完整的电路图，如图所示


（3）[3]根据下表中的实验数据，绘制的 图像，如图所示


（4）[4]根据实验电路图，则有

变形得

则图线的斜率为

根据 图像可得斜率

则有

代入 ，解得
（5）[5]因待测电阻 （阻值约为 ）的阻值较小，若仍与电压表 串联，则所分得的电压过小，不利于测量，故待测电阻 与其中一个电压表并联，由于电源电动势只有6V，为让待测电阻分得较大电压，故待测电阻 应与电压表 并联，再与电压表 串联，故改进后的电路图，如图所示

6.（2020全国3）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，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。

(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和亳安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此时室温为_____℃（保留3位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50 ℃，则图中_________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_________kΩ（保留2位有效数字）。
【答案】 (1). (2). 1.8 (3). 25.5 (4). R1 (5). 1.2
【解析】(1)滑动变阻器由用分压式，电压表可是为理想表，所以用电流表外接。连线如图
(2)由部分电路欧姆定律得

(3)由该电阻的阻值随温度变化的曲线直接可读得：25.5℃。
(4)①温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时输出电压要升高，以触发报警，所以R1为热敏电阻。②由图线可知，温度为50℃时，R1 =0.8kΩ，由欧姆定律可得


代入数据解得 。
7.（2020全国2）某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A） 伏安特性。所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻Rg1=10.0 Ω），电流表A2（量程500 mA，内阻Rg2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图（a）所示。
（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。

（2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、Rg1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电流I=_______。为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。
I1/mA 32 55 85 125 144 173
I2/mA 171 229 299 379 424 470
根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。
（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小数）。

【答案】 (1). (2). (3). (4). 180 (5). 11.6 (6). 8.0
【解析】（1）根据电路图连接实物图如图所示

（2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有

②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为

③因为小灯泡的额定电压为3.6V，故根据题目中已知数据带入①中可知I1不能超过180mA；
（3）根据表中数据可知当I1=173mA时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V；流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为

（4）要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V，而电流表A1不能超过其量程200mA，此时结合①有

解得 ，即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于 。
8.（2020全国1）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：
（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。
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