1、千变万化的测电阻考查题电阻的测量一直是高考的命题热点,从基本仪器的应用、电路的选择、实物的连线到电路的设计,原理的创新,真可谓千变万化,因此,研究考查测电阻问题的特点及发展趋势,对指导复习备考有着现实的意义。一、 基本仪器应用的考查 多用电表、电压表、电流表、电阻箱、滑动变阻器等是电阻测量中的基本仪器,他们的灵活运用是考查的重点。考查的角度主要有:仪器的选择:如电压表、电流表量程的选择,滑动变阻器最大值的选择;仪器的操作:如多用表电阻档的操作、电阻箱的的应用;仪器的连接:如多用电表、电压表、电流表的极性,滑动变阻器的连接等。例:(2003 年安徽春季高考题)根据试题要求填空或作图。( 1)图
2、1 为多用电表的示意图,其中 S、K、T 为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为 2030 的定值电阻,测量的某些操作步骤如下:调节可调部件 ,使电表指针停在 位置;调节可调部件 K,使它的尖端指向 位置;将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 ,使电表指针指向 位置。(2)在用多用表测量另一电阻的阻值时,电表的读数如图 2 所示,该电阻的阻值为 。(4)该电阻是由电阻丝绕成的,为了求得该电阻线材料的电阻率,需用螺旋测微器测量电阻丝的直径,结果如图 3,其读数为 。解析:此题考查的就是多用电表电阻档的操作问题。使用多用电表时,测量前应先检查指针是否停在左端的“0”
3、位置,如果没有,应用小螺丝刀;轻轻转动表盘下中间部位的调整螺丝,使指针指零。使用多用电表测电阻时,应将选择开关 K 选装到电阻档,则表内的欧姆表电路就被接通,而题目中所给的中值电阻约为 15 ,当测电阻值时,指针位于中值电阻附近时,读数准确。使用欧姆表测电阻时,应先将红、黑表笔接触,看表针是否指在右端的“0”位置,如果没有,应当转动欧姆表调零旋钮 T,使指针指向右端的“0”位置。(2)图 2 中,选择开关尖端旨在 挡“1k”位置,故相应的电阻值为20.0k 。(3)现有固定刻度尺读出整的毫米数为 0.5mm(半毫米刻度线已露出),再由可动刻度读出毫米小数 0.200 mm,注意螺旋测微器的精确
4、度是 0.01 mm,同时要估读一位。则读数=固定刻度毫米数+ 可动刻度格数(含估读格数)0.01 mm,故图 3 的读数为 0.700mm.。所以答案为:(1)S,左端的 “0” 挡的“1” T,右端的“0”(2)20.0K(写成 20k 给分)(3)0.700mm二、 伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律。由 R=U/I 可知,只要知道通过待测电阻的电流及待测电阻两端的电压,即可求得该电阻的阻值,所以伏安法测电阻必须同时具备电流表和电压表。这是教材中的一个学生分组实验 对它的考查主要集中在电路的选择上,即电流表内接还是外接的误差控制电路的选择,限流电路还是分压电路的电压控制电路
5、的选择,但有时也会有创新。例:(1997 年全国高考题)某电压表的内阻在 20 千欧50 千欧之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材: 待测电压表 V(量程 3V) 电流表 A1(量程 200A ) 电流表 A2(量程 5mA) 电流表 A3(量程 0.6A) 滑动变阻器 R(最大阻值 1K) 电源 (电动势 4V) 电键 K。(1)所提供的电流表中,应选用_(填写字母代号)。 (2)为了尽量减小误差,要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出)。解析:通过电压表的示数,可以知道电压表两端的电压,如果把它和一个电流表串联就可知道流过它的电流,所以
6、应采用伏安法测电阻,这是伏安法测电阻的一个创新。由于电动势 E=4V,电压表内阻最大值约为 50K,故电流最小值为 80A,A 2、A 3 的量程太大,故选 A1。由于 RV 在 20 K50 K 之间,远大于滑动变阻器的阻值 1K,故应接成分压电路,如下图所示。三、 根据串并联电路特点测电阻串联电路,正比分压;并联电路,反比分流。所以,若已知电阻 R1 和两电阻的端电压 U1、 U2 或通过的电流 I1、 I2, 就可应用串联电路或并联电路的特点求得电阻 R2。例:图1为测量电阻的电路R x为待测电阻R的阻值已知R为保护电阻,阻值未知电源E的电动势未知K 1、K 2均为单刀双掷开关A为电流表
7、,其内阻不计(1)按图1所示的电路,在图2的实物图上连线(2)测量R x的步骤为:将K 2向d闭合,K 1向_闭合,记下电流表读数I 1再将 K2向c闭合,K 1向_闭合,记电流表读数 I2计算R x的公式是R x=_解析:利用电流表分别测出电阻R和电阻R X的电流,由于R已知,R和R X并联,所以就可以应用并联电路反比分流来求出R X。答案:(1)如下图:四、 替代法如果已知电阻与待测电阻在电路中产生的效果相同,那么待测电阻的阻值就与已知电阻的阻值相等。例:(97 年上海高考题)某同学用以下器材测量电阻: 安培计、 电阻箱、 单刀双掷电键(这种电键在掷刀 a 倒向 b 时 ab接通,倒向 c
8、 时 ac 接通) 、 待测电阻、 电源、 限流电阻,如图所示,实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。(1)在图中完成电路的连接(其中有二条导线已连接好) 。(2)本实验中电键应先接通的是含有 (填“待测电阻”或“电阻箱” )的电路。用电键变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的 大小相同,这时待测电阻的值可以从 上读出。图解析:此题利用等效法测电阻,其特点是未知电阻的阻值可以从电阻箱上直接读出。从电路图上,我们也不难看出,单刀双掷开关控制了两个电路,一个是未知的,另一个是已知的。分别把它们接入电路,调节电阻箱,使两次产生的效果
9、(总电路的电流)相同, 这样待测电阻的阻值就等于电阻箱的阻值。答案:电路如下图所示待测电阻 电流 电阻箱五、 半偏法如果某一支路电阻的变化对电阻影响很小,就可以认为电路的总电阻不变,调节使并联电路一个支路的电流等于总电流的一半,那么另一个支路的电流也等于总电流的一半,两支路电阻相等。例:(2001 年全国高考)图 1 中 E 为电源,其电动势为 ,R 1为滑线变阻器,R 2为电阻箱,A 为电流表,用此电路,经以下步骤可近似得 A 的内阻RA:闭合 K1,断开 K2,调节 R1使电流表读数等于其量程 I0;保持 R1不变,闭合 K2,调节 R2,使电流表读数等于 I0/2,然后读出 R2的值,取
10、 RA (1)按图 1 所示电路在图 2 中所给的实物图中画出连接导线。(2)真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差,即 ,试导出它与电动势 ,电流表量程 I0及电流表内阻 RA的关系式。(3)若 I0=10mA,真实值 RA约为 30,要想使测量结果相对误差不大于 5%,电源电动势最小应为多少伏?图1为测量电阻的电路R x为待测电阻R的阻值已知R为保护电阻,阻值未知电源E的电动势未知K 1、K 2均为单刀双掷开关A为电流表,其内阻不计(1)按图1所示的电路,在图2的实物图上连线(2)测量R x的步骤为:将K 2向d闭合,K 1向_闭合,记下电流表读数I 1再将 K2向c闭合,K 1
11、向_闭合,记电流表读数 I2计算R x的公式是R x=_答案:(1)如图 (3分有任何错,给0分)(97 上海高考题)某同学用以下器材测量电阻: 安培计、 电阻箱、 单刀双掷电键(这种电键在掷刀 a 倒向 b 时 ab接通,倒向 c 时 ac 接通) 、 待测电阻、 电源、 限流电阻,如图 44所示,实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。(1)在图中完成电路的连接(其中有二条导线已连接好) 。(2)本实验中电键应先接通的是含有 (填“待测电阻”或“电阻箱” )的电路。用电键变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的 大小相同,这时
12、待测电阻的值可以从 上读出。图 44解析:(1)如图 45(2)待测电阻,电流(或安培计读数)电阻箱说明:此题利用等效法测电阻,其特点是未知电阻的阻值可以从电阻箱上直接读出。从电路图上,我们也不难看出,单刀双掷开关控制了两个电路,一个是未知的,另一个是已知的。此题介绍了一个基本器材:单刀双掷开关,它在作用上类似于电子线路中的门电路,在电子技术中有重要的应用。将成为考试的一个热点。1999 年高考中已证明了这一点,建议加强练习。用图 410 所示的电路测定未知电阻 xR的值。图中电源电动势未知,电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计,R 为电阻箱。(1)若要测得 xR的值,R 至少需要取 个不同的数
13、值。(2)若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针偏转角度与通过的电流成正比,则在用此电路测 x时,R 至少需要取 个不同的数值。(3)若电源内阻不可忽略,能否应用此电路测量 xR?答: A图 410将 RX 放入电源内等效为电源的内阻,故该实验变成了用一个电流表何以个电阻箱测电流的内阻的问题。(1) 根据闭合电路欧姆定律 E=I(R+RX)可知,改变 R 值,测出两个对应的电路中的电流值,即可解出方程求得 RX。故 R 值少需取两个不同的数值。(2) 若每一个的刻度未知,由于电流与格数成正比且每一格代表电流的数值相等,故 R 至少取两个值,并记下两个格数,由比例法可求出 RX。(3) 当电源内阻未知时,这样测出来的阻值是 RX+r,因 r 未知,故不能确定RX 的值。