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1、1 测量电阻的四种特殊方法测量电阻的四种特殊方法 一 等效替代法测电阻一 等效替代法测电阻 方法解读方法解读 等效替代法测电阻 测量某电阻 或电流表 电压表的内阻 时 用电阻箱替 换待测电阻 若二者对电路所起的作用相同 如电流或电压相等 则待测电阻与电阻箱是等 效的 1 电流等效替代 该方法的实验步骤如下 1 按如图电路图连接好电路 并将电阻箱 R0的阻值调至最大 滑动变阻器的滑片 P 置 于 a 端 2 闭合开关 S1 S2 调节滑片 P 使电流表指针指在适当的位置 记下此时电流表的示 数为 I 3 断开开关 S2 再闭合开关 S3 保持滑动变阻器滑片 P 位置不变 调节电阻箱 使电 流表的
2、示数仍为 I 4 此时电阻箱连入电路的阻值 R0与未知电阻 Rx的阻值等效 即 Rx R0 2 电压等效替代 该方法的实验步骤如下 1 按如图电路图连好电路 并将电阻箱 R0的阻值调至最大 滑动变阻器的滑片 P 置于 a 端 2 闭合开关 S1 S2 调节滑片 P 使电压表指针指在适当的位置 记下此时电压表的示 2 数为 U 3 断开 S2 再闭合 S3 保持滑动变阻器滑片 P 位置不变 调节电阻箱使电压表的示数 仍为 U 4 此时电阻箱连入电路的阻值 R0与未知电阻 Rx的阻值等效 即 Rx R0 针对练习 针对练习 1 某同学准备把量程为 0 500 A 的电流表改装成一块量程为 0 2
3、0 V 的电压表 他为了能够更精确地测量电流表的内阻 设计了如图甲所示的实验电路 图中各 元件及仪表的参数如下 A 电流表 G1 量程 0 1 0 mA 内电阻约 100 B 电流表 G2 量程 0 500 A 内电阻约 200 C 电池组 E 电动势 3 0 V 内电阻未知 D 滑动变阻器 R 0 25 E 电阻箱 R1 总阻值 9 999 F 保护电阻 R2 阻值约 100 G 单刀单掷开关 S1 单刀双掷开关 S2 1 实验中该同学先合上开关 S1 再将开关 S2与 a 相连 调节滑动变阻器 R 当电流表 G2有某一合理的示数时 记下电流表 G1的示数 I 然后将开关 S2与 b 相连
4、保持 不变 调节 使电流表 G1的示数仍为 I 时 读取电阻箱的读数 r 2 由上述测量过程可知 电流表 G2内阻的测量值 rg 3 若该同学通过测量得到电流表 G2的内阻为 190 他必须将一个 k 的电阻 与电流表 G2串联 才能改装为一块量程为 2 0 V 的电压表 4 该同学把改装的电压表与标准电压表 V0进行了核对 发现当改装的电压表的指针刚 好指向满刻度时 标准电压表 V0的指针恰好如图乙所示 由此可知 该改装电压表的误差 3 为 解析 1 当电流表 G2有某一合理的示数时 记下电流表 G1的示数 I 然后将开关 S2 与 b 相连 保持滑动变阻器 R 阻值不变 调节 R1 使电流
5、表 G1的示数仍为 I 时 读取电阻 箱的读数 r 2 电流表 G2的内阻与电阻箱的阻值相同 为 r 3 将电流表改装成电压表要串联电阻分压 串联的阻值为 R U Ig r g 3 81 k 4 由题图乙可得 标准电压表 V0的示数为 1 90 V 由此可知 该改装电压表的误差为 2 0 1 90 1 90 100 5 26 答案 1 滑动变阻器 R 阻值R1 2 r 3 3 81 4 5 26 2 某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻 Rx的阻值 1 完成下列实验步骤中的填空 闭合开关 S1 断开开关 S2 调节电阻箱 R 和滑动变阻器 R 使电流表指针指向 一个适当的位置 记下此时 和电
6、阻箱的阻值 R1 此时电阻箱的读数如图乙 所示 闭合开关 S2 保持滑动变阻器的滑片位置不变 然后 使 记下此时电阻箱的读数 R2 此时电阻箱的读数如图丙所示 2 在步骤 中电阻箱的读数为 R1 在步骤 中电阻箱的读数为 R2 4 3 电阻 Rx的阻值为 Rx 解析 1 略 2 由图乙和图丙可知 R1 60 R2 80 3 由于 R1加上 Rx在电路中所起的作用与 R2相同 电流表指针指示同一位置 则有 R1 Rx R2 故有 Rx R2 R1 80 60 20 答案 1 电流表的示数 I 调节电阻箱 R 的电阻电流表的示数仍然为 I 2 60 80 3 20 3 为了测量一微安表头 A 的内
7、阻 某同学设计了如图所示的电路 图中 A0是标准电 流表 R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻箱 S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关 E 是电池 完成下列实验步骤中的填空 1 将 S 拨向接点 1 接通 S1 调节 使待测表头指针偏转到适当位置 记下此时 的读数 I 2 然后将 S 拨向接点 2 调节 使 记下此时 RN的读数 3 多次重复上述步骤 计算 RN读数的 此即为待测微安表头内阻的测量值 解析 1 将 S 拨向接点 1 接通 S1 调节 R0使待测表头指针偏转到适当位置 记下此 时标准电流表读数 I 2 然后将 S 拨向接点 2 调节 RN 使标准电流表的读数仍为 I 记下此
8、时 RN的读数 3 多次重复上述过程 计算 RN读数的平均值 此即为待测微安表头内阻的测量值 答案 1 R0标准电流表 或 A0 2 RN标准电流表 或 A0 的读数仍为 I 3 平均值 4 小明用如图甲所示的电路测量电阻 Rx的阻值 约几百欧 R 是滑动变阻器 R0是电阻 箱 S2是单刀双掷开关 部分器材规格图乙中已标出 1 根据图甲实验电路 在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整 5 2 正确连接电路后 断开 S1 S2接 1 调节好多用电表 将两表笔接触 Rx两端的接线 柱 粗测其阻值 此过程中存在的问题 正确操作后 粗测出 Rx的阻值为 R 3 小明通过下列步骤 较准确测出 Rx的阻
9、值 将滑动变阻器的滑片 P 调至图甲中的 选填 A 或 B 端 闭合 S1 将 S2拨 至 1 调节变阻器的滑片 P 至某一位置 使电压表的示数满偏 调节电阻箱 R0 使其阻值 选填 大于 R 或 小于 R 将 S2拨至 2 保持变阻器滑片 P 的位置不变 调节电阻箱的阻值 使电压表再次满 偏 此时电阻箱示数为 R1 则 Rx 4 实验中 滑动变阻器有两种规格可供选择 分别是 R2 0 10 R3 0 5 000 为了减小实验误差 滑动变阻器应选 选填 R2 或 R3 解析 1 根据电路图连接实物图 如图所示 2 测量电阻时 要把电阻与其他元件断开 3 闭合开关前 将滑动变阻器的滑片 P 调至
10、图甲中的 A 端 使电压表示数都为零 调节电阻箱 R0 使其阻值小于 R 将 S2拨至 2 保持变阻器滑片 P 的位置不变 调 节电阻箱的阻值 使电压表再次满偏 则此时并联部分的电阻相等 Rx的阻值等于电阻箱 6 的阻值 即 Rx R1 4 由于电阻 Rx的阻值约几百欧 为方便调节 滑动变阻器应选 R3 答案 1 见解析图 2 待测电阻未与其他元件断开 3 A 小于 R R1 4 R3 二 电表半偏法测电阻二 电表半偏法测电阻 方法解读 方法解读 电表有着自己神奇的一面 那就是当它接入电路中时 可以显示自己的读 数 因此我们便可以利用它自身读数的变化 如半偏 巧妙地测量出它的内阻 半偏法常用于
11、 测量电表的内阻 对于半偏法测电表内阻有以下两种设置方法 一 电流表半偏法 1 实验步骤 1 按如图所示连接实验电路 2 断开 S2 闭合 S1 调节 R1 使电流表读数等于其量程 Im 3 保持 R1不变 闭合 S2 调节 R2 使电流表读数等于 1 2I m 然后读出 R2的值 若满足 R1 RA 则可认为 RA R2 2 实验条件 R1 RA 3 测量结果 RA测 R2RV 4 误差分析 当 R2的值由零逐渐增大时 R2与电压表两端的电压也将逐渐增大 因此电压表读数等 于 1 2U m时 R2两端的电压将大于 1 2U m 使 R2 RV 从而造成 RV的测量值偏大 显然半偏电 压法适于
12、测量内阻较大的电压表的电阻 针对练习 针对练习 1 如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图 以下是备用仪器 A 待测电压表 3 V 内阻 1 500 左右 B 电源 E 4 V 2 A 内阻很小 C 电阻箱 0 999 9 D 电阻箱 0 9 999 9 E 滑动变阻器 0 20 3 A F 滑动变阻器 0 2 000 2 A 8 G 开关两个 导线若干 1 为保证测量精度 电阻箱应选 滑动变阻器应选 填代号 2 完善下列实验步骤 a 闭合开关 K2并将滑动变阻器的滑片调至 然后闭合开关 K1 b 调节滑动变阻器使电压表恰好满偏 c 使电压表的指针恰好指在中间刻度 半偏 此时电阻箱的 示数为
13、 R 那么 该电压表内阻的测量值为 测量值和真实值比较数值 选 填 偏大 偏小 或 相等 解析 1 在半偏法测电阻的实验中 电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近 故电 阻箱应选 D 而滑动变阻器采用分压式接法 为了调节方便 故滑动变阻器应选最大阻值较 小的 E 2 a 在测量数据时 电压要从较小数值开始变化 因而滑动变阻器开始时应在最左端 c 由于采用半偏法测量 因而应断开开关 K2 调节电阻箱的阻值 使电压表的指针恰好在中 间刻度 即半偏 由串联电路知识可知 电压相等 电流相等 因而电压表的内阻的测量值 为 R 但开关 K2断开 电阻增大 分压增大 而电压表示数为原来的一半时 电阻箱分压 要
14、略大于一半 故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要偏大 答案 1 DE 2 a 最左端c 断开开关 K2 调节电阻箱的阻值R偏大 2 有一电流表 A 量程为 1 mA 内阻 rg约为 100 要求测量其内阻 可选用的器材 有 电阻箱 R0 最大阻值为 99 999 9 滑动变阻器甲 最大阻值为 10 k 滑动变阻器乙 最大阻值为 2 k 电源 E1 电动势约为 2 V 内阻不计 电源 E2 电动势约为 6 V 内阻不 计 开关 2 个 导线若干 采用的测量电路图如图所示 实验步骤如下 a 断开 S1和 S2 将 R 调到最大 b 合上 S1 调节 R 使电流表 A 满偏 9 c 合上 S2 调
15、节 R1使电流表 A 半偏 此时可以认为电流表 A 的内阻 rg R1 试问 1 上述可供选择的器材中 可变电阻 R1应该选择 为了使测量尽量精确 可 变电阻 R 应该选择 电源 E 应该选择 2 认为内阻 rg R1 此结果与真实值相比 填 偏大 偏小 或 相等 解析 1 根据半偏法测电阻的原理 R1必须选 R0 由于电流表的电阻很小 要求 R 的 阻值很大 故 R 应选滑动变阻器甲 电源选择电动势较大的 E2 误差较小 2 根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得 合上 S1 调节 R 使电流表满偏 Ig E R rg 合上 S2 调节 R1使电流表半偏 电路中的总电流 I E R rgR1
16、rg R1 故 I Ig 通过电阻箱的电 流 I1 1 2I g 根据并联电路的特点知 rg R1 故认为内阻 rg R1 结果比真实值偏小 答案 1 R0滑动变阻器甲E2 2 偏小 三 安安法 伏伏法测电表的内阻三 安安法 伏伏法测电表的内阻 方法解读 方法解读 安安法 伏伏法测电表内阻的分析 实 验 原 理 1 安安法测电流表内阻 1 如图甲所示 将两电流表并联 根据 I1r1 I2r2求出电流表 或 的内阻 r1 或 r2 2 如图乙所示 将电流表与定值电阻 R0并联再与电流表串联 根据 I1r1 I2 I1 R0 求出的内阻 r1 该法又称为电流表差值法测电 流表内阻 2 伏伏法测电压表内阻 1 如图丙所示 将两电压表串联 根据U1 r1 U2 r2 求出电压表 或 10 的内阻 2 如图丁所示 将电压表与定值电阻 R0串联再与电压表并联 根据 U2 U1 U1 r1 R0 求出电压表的内阻 此法又称为电压表差值法 测电压表的内阻 方 法 分 析 方法电路实验条件实验结果 安安 法 图甲 的满偏电压相 等或差不多 r1 r2已知其一 r1 I2 I1r 2或 r2 I1 I2r
