《安徽省濉溪县第二中学高考物理第8章电学实验电阻的测量方法(二)(第3课时)复习导学案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《安徽省濉溪县第二中学高考物理第8章电学实验电阻的测量方法(二)(第3课时)复习导学案(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、电阻的测量方法(二)【学习目标】(在学习完本节课后检查检查自己学习目标是否完成)1、掌握半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理,及误差分析。【重点、难点】重点:半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理 难点: 误差分析【电阻的测量方法】2、半偏法:由于电表内阻的存在,半偏法适合用于测量表头的内阻(1)、限流电路:电路如图所示,此电路一般用于测量内阻较小的表头内阻,如灵敏电流计的内阻。原理:R2支路与G支路电阻相同时流过的电流相同。操作过程:打开S2,R1调至最大值,闭合S1;调节R1使电流表达到满偏值Im;闭合S2,保持R1值不变,调节R2使电流表示数半偏;读出R2的数值,即R2=Rg误差分析:因R
2、2的接入,电路的总电阻变小,总电流大于满偏电流Im,所以,流经R2的电流大于流经电流表G的电流,则,R2Rg,所以,测量值偏小。由上分析知R1与Rg的比值越大,实验的误差越小,所以,提高电源的电动势可以减小实验误差。请你回答这是为什么? 你还能提出几个减小误差的方法? (2)、分压电路:电路如图所以,此电路一般用于测量内阻较大的表头内阻,如电压表的内阻。原理:R1的数值与RV的数值相等时,分得电压相等操作过程:R置于a端,R1调至0;闭合S,调节R使电压表示数达到满偏值Um;保持R值不变,调节R1,使电压表示数半偏;读出R1的值,即,R1=Rv误差分析:因R1的接入,Pe两端的电阻增大,电压U
3、Pe增大,大于电压表的满偏值Um,则,R1两端电压大于Um/2,则,R1Rv,即测量值偏大。使用阻值较小的滑线变阻器;提高电源电动势可以减小实验误差。请你回答这是为什么? 【规律训练题】:1、(2007全国高考)有一电流表A,量程为1mA,内阻rg 约为100。要求测量其内阻。可选用的器材有:电阻箱Ro,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2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,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A满偏;c合上S2,
4、调节R1使A半偏,此时可以认为A的内阻Rg=R1试问:(i)在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_。(ii)认为内阻rg=R1,此结果与rg的真实值相比_。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)答案:()R0 甲 E2 ()偏小。2:(2010北京卷)()某同学要把一个量程为200A的直流电流计G,改装成量度范围是04的直流电压表。她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg,其中电阻0约为k。为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源应选用_,电阻器1应选用_,电阻器2应选用_(选填器材前的字母)电源(电动势1.5)电源(
5、电动势6)电阻箱(0999.9)滑动变阻器(0500)电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(05.1 k)电位器(051 k)该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是_,_,_,_,最后记录1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母) 闭合闭合调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度如果所得的的阻值为300.0,则图中被测电流计G的内阻g的测量值为_,该测量值_实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
6、答案:(1)B C FB C A E300 略小于串 19.7(2)如右图所示3.0 0.50 27.03、一只量程为1V,内阻Rv约为900的电压表是由小量程电流表改装而成的,现在要测量它的内阻,实验室提供了以下可供选择的器材:A、待测电压表VB、滑动变阻器:最大阻值l000,额定电流1AC、滑动变阻器:最大阻值10,额定电流1AD、电阻箱:最大阻值999.9,阻值最小改变量0.1nE、电阻箱:最大阻值99.9,,阻值最小改变量0.1F电池组:电动势约3V,内阻约1G导线和开关若干(1)为了用半偏法测量该电压表的内阻,某同学设计了两种电路:如图2-3-6所示的甲和乙,要使测量较精确,应选择图
7、_所示的电路在器材的选择上,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,滑动变阻器应选_,电阻箱应选_(用器材前的序号字母表示)(乙、C、D )(2)用半偏法测量该电压表内阻的实验步骤:闭合电键S1和S2,调节滑动变阻器R使电压表满偏;断开S2,保持R不变,调节_,使电压表_;读出此时电阻箱的阻值R0,即为电压表内阻。( R0、半偏)4、(皖北协作区2012高三联考)为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如图所示的实验电路其中:A1是待测电流表,量程为300A,内阻约为100;A2是标准电流表,量程为200A,R1是电阻箱,阻值范围是0999.9;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为
8、4V,内阻不计;Sl是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关(1)根据图示电路的实物图,请在下面虚线框中画出实验电路图(2)请将该同学的操作补充完整:连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最_(填“左端”或“右端”);将开关S2扳到接点a处,接通开关sl;调节滑动变阻器R2,使电流表A2的示数为150A;将开关S2扳到接点b处,_,使电流表A2的示数仍为150A;若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示,则待测电流表A1的内阻Rg_(3)在上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置,都要保证两只电流表的安全在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用_(填写阻值前相应的字母)A、200 k B、20 k
9、 C、15 k D、150k5、(2014安徽省高考压轴卷)某同学设计了如图丁所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻(几千欧),实验室提供直流电源的电动势为6V,内阻忽略不计;请完成图戊的实物连接;在该实验中,认为当变阻器的滑片P不动时,无论电阻箱的阻值如何增减,两点间的电压保持不变;请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是:_;A.变阻器A(0-2000,0.1A)B.变阻器B(0-20,1A)C.变阻器C(0-5,1A)连接好线路后,先将变阻器滑片P调到最_端,并将电阻箱阻值调到_(填“0”或“最大”),然后闭合电键S,调节P,使电压表满偏,此后滑片P保持不动;调节变阻箱的阻值,记录电压
10、表的读数;最后将电压表读数的倒数与电阻箱读数R描点,并画出图已所示的图线,由图象得,待测电压表的内阻值为_。(保留两位有效数字) . 【答案】.连线如图 .B .左,0 .3.0103(3.0k)【解析】认为当变阻器的滑片P不动时,无论电阻箱的阻值如何增减,两点间的电压保持不变,变阻器需满足,C答案电流不满足,所以选择B.从保护电路角度。所以填 “左,0”。. 两点间的电压保持不变,则,变形得:根据图像的斜率和截距,即可求出。3、等效替代法测电阻利用电阻的等效性,即:在特定情况下,如果一个未知电阻在电路中所产生的效果与一个已知电阻相同,则可认为这两个电阻的阻值相等,为了使已知电阻能与未知电阻产
11、生相同的效果(阻值相同),一般用电阻箱作为已知电阻。用等效替代法测电阻时为了能够在未知电阻与电阻箱之间切换,一般要用到单刀双掷开关(有时用两个单刀开关),因此,在题目提供的器材中,如果有单刀双掷开关(或两个单刀开关)以及电阻箱时,应优先考虑用等效替代法【规律训练题】:1、要测出一个未知电阻Rx的阻值(阻值约为4),现有如下器材:读数不准的电流表A(满偏电流约为0.6A),滑动变阻器R(最大阻值20),电阻箱R1(最大阻值99.9),电源E1(电动势为2V,内阻不计),电源E2(电动势为6V,内阻不计),单刀单掷开关K1,单刀双掷开关K2,导线若干现要求尽量精确地测量Rx的阻值(1)某同学经过分
12、析确定用等效替代法请你说出不能使用伏安法的理由 该同学设计了两个实验电路图,用哪个效果较好,说出理由 (2)完成下列实验步骤,并排出合理的顺序 A、闭合K1,B、将K2与R1接通,C、调节R1的阻值,使电流表指针指在原来的位置,D、将K2与Rx接通,记下电流表指针所指位置;E、记下R1的值;则Rx的值为 。 (3)使用电压表能进行等效替代测电阻吗?若能请你设计一个电路。以上我们学习了测电阻的常用的三种方法,其它的方法同学们注意总结。【解析】本题提供的一个读数不准的电流表,所以无法直接读出读数,因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻(1)根据实验所给器材,有如图2-3-8所示两种电路可以测
13、出Rx;由于乙图所示电路中,调节R1时,电流表变化更加明显,因此测量准确度更高,且电路乙比较简洁,故应选用乙图所示电路(2)主要步骤:闭合K1,将K2与Rx接通,记下电流表指针所指位置;将K2与R1接通,调节R1的阻值,使电流表指针指在原来的位置,记下R1的值;则Rx=R1【发散拓展】若用如图2-3-9所示电路测量Rx时,其主要实验步骤为:闭合K1,将K2与Rx接通,调节滑动变阻器使电压表有较大的示数,并记录;将K2与R1接通,调节R1的阻值,使电压表的示数与相同,记下R1的阻值;则Rx=R14、用惠斯通电桥测电阻。此法是一种精度很高的测量方法,其电路如图所示,R1为电阻箱,R3、R4为已知阻值的定值电阻,Rx为待测电阻,如果电路中满足R1/ Rx= R3/ R4,则电流表中电流为0,当然如果把电流表换成电压表示数同样为0(只是误差较大),利用这一关系我们可以测出电阻Rx。【规律训练题】:1、用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值,G是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表G的电流为零时,测得MP=L1,PN=L2,则Rx的阻值为A. B.C. D. 答案:C解析:当通过电流表的电流为零时,说明