《2015《复习方略》高中物理(沪科版)一轮复习课件：热点专题突破系列(六)电阻测量的几种方法_ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015《复习方略》高中物理(沪科版)一轮复习课件：热点专题突破系列(六)电阻测量的几种方法_ppt课件（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热点专题突破系列(六) 电阻测量的几种方法,【热点概述】测量电阻实验,能够检验学生对基本仪器的使用,对电学基本规律的掌握,还能够培养学生的发散思维能力和创新意识。因此电阻测量实验是高考命题的热点和重点。尤其是新课改的今天,更要求培养学生知识迁移的能力,下面具体介绍常见的测量电阻的思路。,1.常见的测量方法： (1)伏安法;(2)安安法;(3)伏伏法;(4)半偏法;(5)替代法。 2.规律应用： (1)部分电路欧姆定律; (2)串、并联电路的特点; (3)闭合电路欧姆定律。,3.考查角度： (1)选取实验器材,设计实验电路; (2)连接实物电路图,推导规律表达式; (3)图像数据分析和实验误差分
2、析。,【热点透析】 一、伏安法电路图特点：大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻应用内接法测量),(2)如图是测量Rx的实验器材实物图, 图中已连接了部分导线。请根据在 (1)问中所选的电路图,补充完成图中 实物间的连线。 (3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流 表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示,可得该电阻 的测量值Rx= = (保留两位有效数字)。,(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是 。(选填选项前的字母) A.电流表测量值小于流经Rx的电流值 B.电流表测量值大于流经Rx的电流值 C.电压表
3、测量值小于Rx两端的电压值 D.电压表测量值大于Rx两端的电压值,(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是 。,【规范解答】(1)由于电源电动势为4V,15 V的电压表量程太大, 读数误差太大,故电压表应选C;当电压表满偏时,电路中的最大 电流约为Im= =0.6A,电流表应选B;又因为 =600 =40, 电流表应外接,故电路应选甲。 (2)根据电路图甲进行实物连接,如图所示。,(3)根据电表读数I=0.50A,U=2.60V,则被测电阻为Rx= =5.2。 (4)甲图中
4、电流表测量的是流过被测电阻与电压表的电流之 和,故B正确;乙图中电压表测量的是被测电阻与电流表的电 压之和,故D正确。 (5)由于随着滑片的移动,Rx两端的电压增大,说明电路中电流 增大,变阻器接入电路的电阻减小,设变阻器的最大电阻为R, 单位长度电阻丝阻值为k,则Rx两端的电压为U= 由 此得随x的增大,U增大,但不是简单的线性关系,又当x=0时,U最 小,且U= 0,随x的增大,电压的变化加快,故A正确。,答案：(1)B C 甲 (2)见规范解答图 (3)5.2 (4)B D (5)A,二、安安法 若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电 阻来使用。 1.如图甲所示,当两电表
5、所能测得的最大电压接近时,如果已知 A1的内阻R1,则可测得A2的内阻R2=,2.如图乙所示,当两电表的满偏电压UA2UA1时,A1串联一定值 电阻R0后,同样可测得A2的内阻R2=,【例证2】(2014桂林模拟)有一根细而均匀的导电材料样品,截面为同心圆环,如图a所示,此样品长L约为3cm,电阻约为100,已知这种材料的电阻率为,因该样品的内径太小,无法直接测量。现提供以下实验器材： A.20等分刻度的游标卡尺 B.螺旋测微器 C.电流表A1(量程50 mA,内阻的准确值r1为100) D.电流表A2(量程100 mA,内阻r2大约为40) E.滑动变阻器R1(010,额定电流为2 A) F
6、.直流电源E(12V,内阻很小) G.导电材料样品R2(长L约为3cm,电阻R2约为100) H.开关S,导线若干,请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题： (1)用游标卡尺测得该样品的长度如图b甲所示,其示数L=;用螺旋测微器测得该样品的外径如图b乙所示, 其示数D= 。,(2)在虚线框中画出设计的实验电路图,并标明所选器材的 符号。(3)请写出样品的内径d的表达式 (若用 到题目中未给出的符号,须加以注释)。,【规范解答】(1)游标卡尺示数为30.35mm;螺旋测微器示数为3.2053.208 mm。 (2)本题没有给定电压表,但电流表A1内阻已知,可以
7、当作电压表使用,据此设计测量电路部分;另外,为了尽可能精确地测量,控制电路部分应采用分压式。设计电路图如图所示。,(3)设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,则 I1r1=(I2-I1)R2 由电阻定律R2= 由几何知识S= (D2-d2) 联立以上各式解得d= 答案：(1)30.35mm 3.206 mm (2)见规范解答图 (3)d= (其中I1、I2为电流表A1、A2的读数),三、伏伏法 若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻 来使用。 1.如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1, 则可测出V2的内阻R2= 2.如图乙所示,两电表的满偏电流IV1IV
8、2时,V1并联一定值电 阻R0后,同样可得V2的内阻R2=,【例证3】(2014烟台模拟)(1)某同学用螺旋测微器测量 一铜丝的直径,螺旋测微器的示数如图甲所示,该铜丝的直 径为 mm。,(2)如图乙所示为一电学实验的实物连线图。该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500)。图中两个电压表量程相同,内阻都很大。实验步骤如下：,调节电阻箱,使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近;将滑动变阻器的滑片调到最右端。 合上开关S。 将滑动变阻器的滑片向左端滑动,使两个电压表指针都明显偏转。 记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2。 多次改变滑动变阻器滑片的位置,记下V1和V2的多组读数U1和U2。 求R
9、x的平均值。,回答下列问题： ()根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中 电阻箱的符号为 ,滑动变阻器的符号为 ,其余器材 用通用的符号表示。()不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的公式为。 ()考虑电压表内阻的影响,用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的公式为 。,【规范解答】(1)螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm,可动 刻度部分读数为0.092 mm,所以所测铜丝直径为4.592 mm。 (2)()不计电压表内阻,根据串联分压原理,有：()考虑电压表内阻影响时,则R0与V1的内阻的并联电阻与Rx与 V2的内阻的并联电阻串联分压,即 解
10、得：,答案：(1)4.592 (2)()电路原理图如图所示()Rx= (),四、半偏法测电流表内阻 电路图如图所示步骤： (1)断开S2,闭合S1,调节R0,使A满偏为I0; (2)保持R0不变,闭合S2,调节R,使A读数为 (3)由上可得RA=R。,【例证4】(2012天津高考)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。,(1)实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为 (填步骤的字母代
11、号); A.合上开关S2 B.分别将R1和R2的阻值调至最大 C.记下R2的最终读数 D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r E.合上开关S1 F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数,(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”); (3)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS= 。,【规范解答】(1)为了保护电流表,合上开关S1之前,应使R1、R2的阻值调至最
12、大;测G2的满偏电流时利用串联电路电流相等的特点,在S2断开的情况下通过读出G1的读数来获得;测G2内阻时利用串、并联电路的特点,通过R2与G2的电流相等时,两者的电阻相同,即可通过R2的阻值求出G2的内阻。根据以上分析可知,合理的顺序应为：BEFADC。,(2)从实验设计的原理看,由于G1的读数等于G2的读数加上通过 R2的电流,所以当G2读数等于G1读数的一半时,G2的读数一定等 于通过R2的电流,此时R2的阻值一定等于G2的内阻,即G2的内阻 为r。 (3)G2与RS并联后,当G2的指针满偏时,通过RS的电流为(I-I1), 此时RS两端的电压为I1r,由欧姆定律可知,RS的阻值为 答案
13、：(1)BEFADC (2)相等 (3),五、等效替代法测电阻 如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值。,【例证5】(2011新课标全国卷)为了 测量一微安表头A的内阻,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
14、将S拨向接点2,调节 ,使 , 记下此时RN的读数; (3)多次重复上述过程,计算RN读数的 ,此即为待测微安表头内阻的测量值。,【规范解答】(1)将S拨向接点1,接通S1,通过调节滑动变阻器R0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时A0(或标准电流表)的读数I;(2)然后将S拨向接点2,保持R0不变,调节电阻箱RN,使A0(或标准电流表)的读数仍为I,记下此时RN的读数,在实验期间,用RN代替了A表,而标准电流表A0的读数不变,故此RN的读数就是待测表A的内阻;(3)为提高精确度,实验时要多次重复上述过程,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 A0(或标
15、准电流表) (2)RN A0(或标准电流表)的读数仍为I (3)平均值,【热点集训】 1.(2012海南高考)图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E 为电源,R为已知电阻,Rx为待测电阻, 可视为理想电压表, S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关。,(1)当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表读数为U1;若S1、S2均向右闭合,电压表读数为U2。由此可求出Rx= 。 (2)若电源电动势E=1.5V,内阻可忽略;电压表量程为1V,R=100。此电路可测量的Rx的最大值为 。,【解析】(1)由于是理想电压表,该表接入电路后不会影响电路 的电流。S1、S2向左闭合,电压表读数是Rx两端电
16、压,由欧姆定 律得U1=IRx,S1、S2向右闭合,电压表读数是R两端电压,U2=IR, 由以上两式得Rx= (2)当S1、S2向左闭合,且电压表的读数为其量程1V,即Rx两端电 压U1=1V,此时的Rx阻值为最大,R两端电压为U2=E-U1=0.5V,电路 中电流I= =510-3A, Rxmax= =200。 答案：(1) (2)200,2.(2011天津高考)某同学测量阻值约为25k的电阻Rx,现备有下列器材： A.电流表(量程100A,内阻约2k); B.电流表(量程500A,内阻约300); C.电压表(量程15V,内阻约100k); D.电压表(量程50V,内阻约500k); E.直流电源(20V,允许最大电流1 A); F.滑动变阻器(最大阻值1k,额定功率1W); G.电键和导线若干。 电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号),
