電阻的測(cè)量培優(yōu)目標(biāo)：1．知道滑動(dòng)變阻器的工作原理。2．能運(yùn)用伏安法測(cè)電阻，解決實(shí)際問(wèn)題。3．能運(yùn)用一些方法測(cè)電阻，解決實(shí)際問(wèn)題。 考點(diǎn)1　伏安法測(cè)電阻一、電流表的內(nèi)接法和外接法1．兩種接法的比較　　　接法比較內(nèi)容　 　內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)：UV＝UR＋UA＞UR電流表示數(shù)：IA＝IRR測(cè)＝＝R＋RA＞＝R電壓表示數(shù)：UV＝UR電流表示數(shù)：IA＝IR＋IV＞IRR測(cè)＝＝＜＝R誤差來(lái)源電流表分壓作用電壓表分流作用兩種電路的選擇R越大，UR越接近UV，R測(cè)越接近R，該電路適合測(cè)大電阻，當(dāng)R?RA時(shí)選用R越小，IR越接近IA，R測(cè)越接近R，該電路適合測(cè)小電阻，當(dāng)R?RV時(shí)選用口訣大內(nèi)大小外小2．內(nèi)接法和外接法的選擇(1)直接比較法：適用于R、RA、RV的大小大致可以估計(jì)時(shí)，當(dāng)R?RA時(shí)，采用內(nèi)接法；當(dāng)R?RV時(shí)，采用外接法。即大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”。(2)公式計(jì)算法：當(dāng)R＞時(shí)，用內(nèi)接法；當(dāng)R＜時(shí)，用外接法；當(dāng)R＝時(shí)，兩種接法效果相同。(3)試觸法：適用于R、RA、RV的阻值大小都不確定的情況，如圖所示，把電壓表的接線端分別接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化。若電流表的示數(shù)變化明顯，說(shuō)明電壓表的分流對(duì)電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法；若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大，所以應(yīng)選用外接法。(4)已知電流表內(nèi)阻用內(nèi)接法，已知電壓表內(nèi)阻用外接法。【典例1】　在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx的阻值約為200 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖(a)(b)所示，若將圖中測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。圖(a)　　　　圖(b)[解析]　由題意可知：＝＝20，＝＝10，則＞，故電流表采用內(nèi)接法時(shí)誤差較小，則Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，但由于電流表采用內(nèi)接法，電壓的測(cè)量值偏大，由歐姆定律可知，電阻Rx1測(cè)量值大于真實(shí)值；圖(b)采用電流表外接法，由于電壓表的分流使電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，測(cè)量值Rx2小于真實(shí)值。[答案]　Rx1　大于　小于二、滑動(dòng)變阻器的分壓式和限流式1．滑動(dòng)變阻器的兩種接法及其作用　　　　兩種接法比較內(nèi)容　　　　限流接法分壓接法電路(圖中R為負(fù)載電阻，R0為滑動(dòng)變阻器)閉合開(kāi)關(guān)前滑片位置滑動(dòng)觸頭在最左端，即保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大滑動(dòng)觸頭在最左端，即開(kāi)始時(shí)R兩端的電壓為零負(fù)載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍U～U0～U通過(guò)負(fù)載的電流調(diào)節(jié)范圍～0～2．兩種接法的特點(diǎn)(1)限流式接法耗能低，但電壓調(diào)節(jié)范圍小。(2)分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍大，并且可從零開(kāi)始變化。【典例2】　某同學(xué)在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中：甲　　　　　　　　　　乙(1)(多選)所用各元件及規(guī)格如圖甲所示，電路已連接好一部分，關(guān)于剩余電路的連接正確的是________。A．M端應(yīng)與b接線柱相連B．M端應(yīng)與a接線柱相連C．N端與c接線柱相連，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到最左端D．N端與d接線柱相連，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到最右端(2)該同學(xué)連接好電路后，采用正確的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，測(cè)繪的小燈泡伏安特性曲線如圖乙所示，電壓U＝2.5 V時(shí)，小燈泡電阻為_(kāi)_______Ω。[解析]　(1)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)該采用電流表外接電路，滑動(dòng)變阻器用分壓電路，則M端應(yīng)與a接線柱相連；N端與c接線柱相連或者N端與d接線柱相連，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到最左端故選B、C。(2)電壓U＝2.5 V時(shí)，讀出電流為0.2 A，則小燈泡電阻為R＝＝12.5 Ω。[答案]　(1)B、C　(2)12.5 考點(diǎn)2　測(cè)電阻的其他常用方法1．替代法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)中，閉合S1，S2接a，調(diào)節(jié)R′，使兩電表均有適當(dāng)?shù)氖緮?shù)，并記下電流表A的示數(shù)I；S2接b，保持R′不變，調(diào)節(jié)R使電流表A的示數(shù)仍為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R0，則待測(cè)電流表Ax的內(nèi)阻r＝R0。若測(cè)電壓表的內(nèi)阻，把圖中待測(cè)電流表?yè)Q成待測(cè)電壓表即可，實(shí)驗(yàn)步驟同上。【典例3】　為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖1所示的電路。其中：圖1A1是待測(cè)電流表，量程為300 μA，內(nèi)阻約為100 Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200 μA；R1是電阻箱，阻值范圍0～999.9 Ω；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)。(1)根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)谙旅鎸?shí)物圖(圖2)中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。圖2　　　　　　　　　圖3(2)連接好電路，將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150 μA；然后將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使A2的讀數(shù)仍為150 μA。若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖3所示，電阻箱R1的阻值是________Ω，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg＝________Ω。[解析]　(1)根據(jù)原理圖從電源的正極出發(fā)，逐步連接實(shí)物如圖：(2)電阻箱的阻值大小，讀數(shù)為：(10 000×0＋1 000×0＋100×0＋10×8＋1×6＋0.1×3)Ω＝86.3 Ω。電阻箱表示的阻值大小等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻，所以電流表的內(nèi)阻為86.3 Ω。[答案]　(1)圖見(jiàn)解析　(2)86.3　86.32．半偏法測(cè)電阻半偏法測(cè)兩種電表內(nèi)阻的比較項(xiàng)目電流半偏法電壓半偏法電路圖實(shí)驗(yàn)步驟先斷開(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏，然后閉合S2接上電阻箱，并調(diào)節(jié)它使電流表半偏，由于總電流幾乎不變，電流表和R2上各有一半電流通過(guò)(R1>Rg)，意味著它們電阻相等，此時(shí)讀出電阻箱的電阻，即為電流表的內(nèi)阻Rg＝R2先閉合S，調(diào)節(jié)電阻箱R2＝0，再調(diào)節(jié)R1使電壓表指針滿偏，保持變阻器電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電壓表指針半偏，記下R2的值。若RV?R1，則有RV＝R2誤差分析R測(cè)量＜R真實(shí)R測(cè)量＞R真實(shí) 【典例4】　某物理興趣小組要將一個(gè)內(nèi)阻未知的電流表改裝成量程為3 V的電壓表，為此他們用圖示電路測(cè)定該電流表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室可提供的器材如下：A．電流表G：滿偏電流為3 00 μA，內(nèi)阻未知；B．干電池E：電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻未知；C．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值約為5 kΩ，額定電流為1 AD．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值為16 kΩ，，額定電流為0.5 AE．電阻箱R0：0～9 999.9 ΩF．開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干(1)滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________(選填“C”或“D”)，將開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，連接好實(shí)物圖，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻達(dá)到最大后，閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表G的示數(shù)為200 μA。(2)閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時(shí)電流表G的示數(shù)為100 μA，則電流表G的內(nèi)阻r＝________Ω。若僅考慮系統(tǒng)誤差，則測(cè)量值比實(shí)際值略________(選填“偏大”或“偏小”)。(3)為將該電流表改裝成量程為3 V的電壓表，需串聯(lián)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω。[解析]　(1)由圖可知，本實(shí)驗(yàn)中采用半偏法確定電流表內(nèi)阻，為了減小并聯(lián)電阻箱后對(duì)電流的影響，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較大的D。(2)閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時(shí)，電流表G的示數(shù)為100 μA，則說(shuō)明電流表半偏，電阻箱分流100 μA，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，電流表G的內(nèi)阻為100 Ω。當(dāng)S2閉合時(shí)，電阻箱R0和Rg并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值R并<Rg，而電阻R不變，所以S2閉合后的干路電流比閉合前的總電流要大，即電流大于Ig，而此時(shí)電流表支路的電流等于Ig，那么電阻箱R0支路的電流要大于Ig，那么其電阻肯定要小于Rg。所以，用此方法測(cè)量的電流表內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值要偏小。(3)根據(jù)改裝原理可知，要將電流表改裝成電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)大電阻，為R＝ Ω－100 Ω＝9 900 Ω。[答案]　(1)D　(2)100　偏小　(3)9 900 

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3 實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量

版本： 人教版 (2019)

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