電阻的測量培優(yōu)目標(biāo):1.知道滑動變阻器的工作原理。2.能運用伏安法測電阻,解決實際問題。3.能運用一些方法測電阻,解決實際問題。 考點1 伏安法測電阻一、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):UVURUAUR電流表示數(shù):IAIRRRRAR電壓表示數(shù):UVUR電流表示數(shù):IAIRIVIRRR誤差來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越接近R,該電路適合測大電阻,當(dāng)R?RA時選用R越小,IR越接近IA,R越接近R,該電路適合測小電阻,當(dāng)R?RV時選用口訣大內(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RRA、RV的大小大致可以估計時,當(dāng)R?RA時,采用內(nèi)接法;當(dāng)R?RV時,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)公式計算法:當(dāng)R時,用內(nèi)接法;當(dāng)R時,用外接法;當(dāng)R時,兩種接法效果相同。(3)試觸法:適用于RRA、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,觀察兩電表的示數(shù)變化。若電流表的示數(shù)變化明顯,說明電壓表的分流對電路影響大,應(yīng)選用內(nèi)接法;若電壓表的示數(shù)有明顯變化,說明電流表的分壓作用對電路影響大,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】 在伏安法測電阻的實驗中,待測電阻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,測量電路中電流表的連接方式如圖(a)(b)所示,若將圖中測得的電阻值分別記為Rx1Rx2,則________(選填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值,且測量值Rx1________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值,測量值Rx2________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值。圖(a)    圖(b)[解析] 由題意可知:=20,=10,則,故電流表采用內(nèi)接法時誤差較小,則Rx1更接近待測電阻的真實值,但由于電流表采用內(nèi)接法,電壓的測量值偏大,由歐姆定律可知,電阻Rx1測量值大于真實值;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,測量值Rx2小于真實值。[答案] Rx1 大于 小于二、滑動變阻器的分壓式和限流式1.滑動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為負載電阻,R0為滑動變阻器)閉合開關(guān)前滑片位置滑動觸頭在最左端,即保證滑動變阻器接入電路中的阻值最大滑動觸頭在最左端,即開始時R兩端的電壓為零負載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍UU0~U通過負載的電流調(diào)節(jié)范圍0~2.兩種接法的特點(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,并且可從零開始變化。【典例2】 某同學(xué)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中: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,開關(guān)閉合前,滑動變阻器滑片應(yīng)滑到最左端D.N端與d接線柱相連,開關(guān)閉合前,滑動變阻器滑片應(yīng)滑到最右端(2)該同學(xué)連接好電路后,采用正確的實驗方法和實驗步驟進行操作,測繪的小燈泡伏安特性曲線如圖乙所示,電壓U=2.5 V時,小燈泡電阻為________Ω。[解析] (1)測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,開關(guān)閉合前,滑動變阻器滑片應(yīng)滑到最左端故選B、C。(2)電壓U=2.5 V時,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2 測電阻的其他常用方法1.替代法測電阻實驗原理圖如圖所示,實驗中,閉合S1,S2a,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)IS2b,保持R′不變,調(diào)節(jié)R使電流表A的示數(shù)仍為I,記下此時電阻箱的阻值R0,則待測電流表Ax的內(nèi)阻rR0。若測電壓表的內(nèi)阻,把圖中待測電流表換成待測電壓表即可,實驗步驟同上。【典例3】 為了測定電流表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是滑動變阻器;R3是保護電阻;E是電池組,電動勢為4 V,內(nèi)阻不計;S1是單刀單擲開關(guān),S2是單刀雙擲開關(guān)。(1)根據(jù)電路圖,請在下面實物圖(圖2)中畫出連線,將器材連接成實驗電路。圖2         圖3(2)連接好電路,將開關(guān)S2扳到接點a處,接通開關(guān)S1,調(diào)整滑動變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150 μA;然后將開關(guān)S2扳到接點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)圖見解析 (2)86.3 86.32.半偏法測電阻半偏法測兩種電表內(nèi)阻的比較項目電流半偏法電壓半偏法電路圖實驗步驟先斷開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(R1>Rg),意味著它們電阻相等,此時讀出電阻箱的電阻,即為電流表的內(nèi)阻RgR2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RVR2誤差分析R測量R真實R測量R真實 【典例4】 某物理興趣小組要將一個內(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定該電流表的內(nèi)阻,實驗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:電動勢為3 V,內(nèi)阻未知;C.滑動變阻器R1:最大阻值約為5 kΩ,額定電流為1 AD.滑動變阻器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.開關(guān)兩個,導(dǎo)線若干(1)滑動變阻器R應(yīng)選用________(選填“C”或“D”),將開關(guān)S1、S2都斷開,連接好實物圖,使滑動變阻器接入電路的電阻達到最大后,閉合開關(guān)S1,移動滑動變阻器的滑片,使電流表G的示數(shù)為200 μA。(2)閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時電流表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,則測量值比實際值略________(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________Ω。[解析] (1)由圖可知,本實驗中采用半偏法確定電流表內(nèi)阻,為了減小并聯(lián)電阻箱后對電流的影響,滑動變阻器應(yīng)選擇總阻值較大的D。(2)閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為100 Ω時,電流表G的示數(shù)為100 μA,則說明電流表半偏,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,電阻箱R0Rg并聯(lián),并聯(lián)后總阻值R<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,用此方法測量的電流表內(nèi)阻的測量值比真實值要偏小。(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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