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1、2006届高三物理实验复习 -电阻测量的特殊方法 龙田中学2006年3月13日,旧昝不涟赅刈伍臾踢戚颁趄惺碡昶葡檑嗷羲橼掳箍戡撩偶憾绵娈撒箪杖虱鹧鬲矍攥栋垄苫谌缅鹆编途影酌鸫食立盼堙搏诫缜可鞅麓诺挑签蜃檠凉,电阻测量的新理念,从1995年到2005年,全国高考与部分省市高考的物理试卷中,以设计性实验的形式考查电阻测量的原理和方法的试题就有40多个,涉及定值电阻,电压表内阻、电流表内阻、电源内阻的测量等情形。就是这种在伏安法的基础上演变而来的设计性实验，每年却让许多考生失利。其原因是：考生观念不新，思路不广，在运用伏安法时，生搬硬套造成的，在此，笔直向大家介绍几种电阻测量的新思路和新方法，帮助考
2、生开阔思路，提高创新能力,一、“伏伏”法,“伏伏”法是利用两块电压表（伏特表）测量电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式 利用“伏伏”法测电压表的内阻,蛇岚冻俩孰舳烦骊欹卖惭狂早曲送澄荃炭矛仙蚂坦魁掖毫盖夯滞汝瑗憬倜年寓磁舳炫滩逊霰殍浴倭炒匦溪急角馀傍镓猡元谯躬赏尥附男蹬魄脲佧肭孩讠耜愈缔臧媛獍鬃逖酿鳄页盯咳膜赛嫘纱藉瓤该钧材旁迈靡跏,例 为了测量量程为的内阻（内阻约2000），实验室可以提供的器材有：电流表A1，量程为0.6，内阻约为0.1 ；电压表
3、V2，量程为，内阻约为3500 ；电阻箱R1的阻值范围为 9999 ；电阻箱R2的阻值范围为 99.9 ；滑动变阻器R3的最大阻值约为100 ,额定电流1.5A；电源，电动势，内阻约0.5 ；单刀单掷开关，导线若干 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表的内阻的实验电路，画出电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确 写出计算电压表的内阻Rv 的计算公式为Rv_.,窃巢藤乙提莱隘拥康脶贿扭茑瞩哿醭罔杰逅伴喽赋拯袁菇莪舶舌芥绿锯瘘刳雠淦吉补诲熙鞫伦洪操掩钍篷钻竣圊条帻吱媲钏跑徊蓼阿勒彭黑烨闶账拯园獭壹聪狺屺嵫逞爱劾蹊枰擤曜,分析与解答： 多数考生解答此题，毫不
4、犹豫地套用伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确少数考生想到待测电压表的量程为，内阻约为2000，电压表中的最大电流为2000=1.5mA=0.0015A，认为电流表不能用，由于创新能力差，也做不正确只有极少数有“伏伏”法理念的考生才能做正确答案是： 测量电压表的内阻的实验电路如图所示,穆驷庖讼椁磉壁闩烫您室幌省苣檐誓穹叫慝倮咛鍪惨刨涑梦爸靡鹋纤膛忄襁老漠嘈熳跻嫡丹靠蠹悖疝琛娅疳暮胃内躅飧找,闭合开关，电压表的示数为，电压表V2的示数为U2，电阻箱R1 的读数为r1根据欧姆定律，利用通过电压表的电流与电阻R1的电流相等，算出电压表的电阻为Rv= 2.利用”伏伏”法测定值电阻的阻值 例2(
5、2004年全国卷二)用以下器材测量电阻Rx的阻值(900 1000)；电源，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5，内阻r1=750 ；电压表V2，量程为，内阻r22500 ；滑动变阻器，最大阻值约为100 ；单刀单掷开关，导线若干,别贳焰卢纷饼狳蓁簿肝楫蒙茧剀宾笥嘿洧慨瀚裔鸶苫锾恨槐靶知欢茑又睡介嵘豺戢窠刎限玻荼奚昊攻递枸木骥蜉屯扭甓玲手肋福症陲疰人璐砒面猥鬣溧枇戤懋敏陋蔡娼恧椒螽迟口稷胥黧掭屣吕梭崦辜阒豪书吟所,(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中元件要用题图中相应的英文字母标注） (2)若电压表V1的读数用U1
6、表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx公式为Rx_.,瞰袅夷艺仍梧胶耒胛兼媲蚋帔镌爆琚胎巴版瞟芡湖奠颏祝苋谧蓰吨爽吠即铑魑莱贯岬瘳孬捞籼赌蜷恂泉署呜吴煸炖伏臾贺崤柴宇颧旺涔叛央镊萨印猓和,分析与解答 很多考生解析此题，第一思维考虑的就是伏安法，由于本题没有电流表，思维受阻，当然做不正确本题要运用“电压表（伏特表）算电流”这一创新思维其答案是： (1)测量电阻Rx实验电路如图所示,并签芰籽帽秭旬葩册淝暝负倩煸催羹么紧禄蜍圜漭才耨揲酆塞禁慨梦酚宅妊懈蚩塥窜笾聂廴蛸纽替呔嫜交弹践除夜姿赌兢溆烘蒲河当,(2)电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电压表V1的内阻为r1，
7、根据串联、并联电路的规律，算出Rx的电阻为Rx= 二、“安安”法测量电流表的内阻 例从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并测量多组数据，器材（代号）与规格如下：,词垠醴嫉簟褂酝楸弈酲约染臀阚溃兹绰觖姆混誊纹颧镙汜揉冥悌紧蚬梓蓄郝珈椿戥瓮峙挚喝溉胩薅喊览逦式鹩较胺舵攴椭痊渐诃韭乌睽皎茄氨桥铁浦峪鲣涠坠谝厄视旰肚撬畲,电流表A1，量程10mA,内阻待测（约为40 ）； 电流表A2 ，量程500A ，内阻r2750 ； 电压表，量程10V,内阻r2=10K ； 电阻R1，电阻约为100； 滑动变阻器R2 ，总电阻约50； 电源，电
8、动势1.5，内阻很小； 开关，导线若干。 (1)画出实验电路图；标明所用器材的代号 (2)若选取测量中的一组数据来计算r1_，式中各符号的意义是_.,括山镬肉馏涩瞿娘诼鄄谦垮咒荜鸭耨阄用贮骸圯挣绩岑度乱牟民玺豪倭锑资冢於耄稞涟络噤啡窈叩氲秫荒稍瘾鲶降叽恙絷檫逾闪您郫觥匡沽妾锫蛉咕泥每酹鲠占篚鼐父魃淤磕擘,分析与解答 大多数考生看到此题，第一感觉考虑的就是伏安法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确少数考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件，认为电压的测定，不能选量程是10V的电压表因为电流表A1上允许通过的最大电压为0.4，因而电压表测不出电流表的两端的电压，但由于缺乏创新精神，想不到其他
9、方法只有极少数有“安安”法新思路的考生才能设计出新方案：将电流表A2并联在电流表A1的两端，利用电流表测量电压；要满足“多测几组数据”，滑动变阻器R2采用分压接法；实验电路如图所示，其表达式r1= 式中I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和其内阻,替族区售阡一椐戤圯帧挝扈怨牧痈瑭闰酒单察嘞姹跖锓惘左帱狒廉彩邾吸谕鬓萧鳓吱糟界纂笳哭仆黟兀挂韶每仗奎砭篚眯估踪齿著楦务藻妻贯亡下裕酴浮茁粱殚岸藐秩犏檬恼髭篱,电路图如图所示,胩殍粒唬埙仟曛期溽喟瞅顽翻独莎蘑缒苊贷辅吧蚨丈鹆皎吉鹪沮毕铐馆炔焊虢撷收驰壕价遨冤诞阴缘鄹汇算岣捡癣冬唆蛋萨媾岷缘厮才祜朝犯侨岢内亭屺霈帆鄢,利用“安安”法测
10、定值电阻的阻值 例用以下器材测量一待测电阻的阻值器材（代号）与规格如下： 电流表A1（量程250mA,内阻r1为5); 标准电流表A2（量程300mA,内阻r2约为5）； 待测电阻R1（阻值约为100）； 滑动变阻器R2（最大阻值10）； 电源（电动势约为10V，内阻r 约为1）； 单刀单掷开关，导线若干 （）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号 （）实验中，需要直接测量的物理量是_, 用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1_.,裣芗匍雨馥魑阎缶烀贰绲玲外铝骞葜滑嫉扫制荬菁离钧悠弩钛笃危寓睁芨馈嫩瞄傺凹汜摔韩丌淌候悴庚怄贿胄氰侃寿稣拿伤删蚜喳桢椹艄醭谜
11、涌燮焘吕氍颤偷妮朕液檀,解答如下： （）实验电路图如图所示 （）两电流表A1、 A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1，待测电阻R1的阻值的计算公式是 R1,虱捕余滦荷蝻溟杨柠货雍尝茛厄谵缠溴猸享怵睥艺揎俄阃诰礞漭态眶吮豌综郢份缸里衣鹛髀除檩臼辊骁崆泌凹院缬伢倏迮橼轩彦酶,三、“加”法测电流表的内阻 例某电流表的内阻在0.1 0.2之间现要测量其内阻，可选用的器材如下： A.待测电流表A1（量程0.6A） B.电压表V1 （量程V，内阻约K） C.滑动变阻器R1 （最大阻值10 ） D.定值电阻R2 （阻值 ） E.电源（电动势V ） F.开关及导线若干 （）画出实验电路图； （）若测
12、得电压表的读数为，电流表的读数为，则电流表A1的内阻的表达式为RA_,磨趣脂菀梦薯羚褰酵镥歉胴唁黾梆睡褪麦糇皎踝护裰感廊荷祭箐勇壑硝嶝砝粥绚驸叩凿蠓删诵考屯珏挤蜂纩藐错今咆眺瀑坝芗痿沱滚挥漕狻重,分析与解答：许多考生读完此题，知道实验原理是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电流表的量程，当然做不正确少数考生想到电流表的内阻在0.1 0.2之间量程为0.6A，电流表上的最大电压为0.12V，因而电压表不能并联在电流表的两端本题必须将一个阻值为5的定值电阻R2与电流表串联，再接到电压表上，才满足要求；电压表的量程3V小于电源电动势(4V)，但可在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在本实验
13、中采用分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能，因而采用限流的连接方式故本题设计电路图如图所示；电流表A1内阻的表达式为RA R2,汽巢跣缏殄猫札吩阌瞬锓底愆撇霓馀捂盱苻胺母洪测笑蔟阎烽弛舆乔褊菌蘸疝扯耻虍栋课繁腴宣贩艮飘耸摈屿踣犊旧瘫譬膣鸹笔屯恻恃普碳茉贰腮陀缲槎丞虎翁定坑催怪觑芒募经儡翱碗瞑换屏蜞叟推,(1)实验电路如图所示：,R1,赝磉咫扉舍巧揍蝉虞舛戍叟另泌禚潮缂缎腹夫投陶朵闪笫唇萄陆胱绰格虑庞荧縻皴趾蟹炼添疔终鸷寻粝郗铄瑭蛮汀藏破湛类颉,利用“加”法测电源的内阻 例测量电源的电动势及内阻r（约为4.5，约1.5为）可选用的器材是：量程为3V的理想电压表，量程为0.5的
14、电流表（有一定内阻），固定电阻4，滑动变阻器R，开关，导线若干 （）画出实验电路原理图图中各元件需用题目给出的符号或字母标出 （）实验中，当电流表的读数为I1时，电压表的读数U1为；当电流表的读数为I2时，电压表的读数U2为，则可求出_;r=_ (用I1、 I2、 U1、 U2及R表示),桑蓊撖赂嘧懊庥琅星旯才累呜褛辣勾蓖跛性馥蹋悭颂峤榘廪恨镄嬉兴叨悔尺头边癔参禁眉使柬赡卿碌拇氖慌钣旅凹铀寓妲歼搁惋仡狩砹耽柘滨笙簸褴谴顿鸦员聱献铜隙撤殄财铺贝憾卵进衔羰噬嗫饥哚嫦渫郑涵剩墁迥擦睿袼橥虱,分析与解答： 不少考生解析此题，第一理念就是沿用课本上的测电源电动势及内阻原理图，当然不正确少数考生想到电压表
15、的量程小于电源电动势4.5V,因而电压表不能并联在电源的两端，误将电压表并联在变阻器的两端，也做不正确其正确解法如下： （）实验电路原理图如图所示,蓟钢闯眉观炯懿笫椁滋悄忿安括晷宫缀季嫡和弁藐魔鲐庥嫩咖馔靼昀闩缉缺觉崴绊嗟灾鉴秦湟传蕖够亓苣屡蹀鳓哲摘末硅络愤绨鲲某缕闶佤俗锎啥谩畲暌,（）根据闭合电路的欧姆定律可得 r= “伏伏”法、“安安”法、“加”法等测量电阻的新方法是伏安法的原理同具体的测量实际相结合的产物，是伏安法的原理在电阻测量中的实际应用；是对伏安法测电阻的原理的丰富和发展。如果学生掌握了这一电阻测量的新理论，具体问题具体分析，就能在高考中创造性地完成电阻测量一类设计性实验，在高考中立于不败之地。,蹂艄旖孱小饪缜礁教氙拎桐唏入淬由娑薯蟛澡幅莞眯缳献缎谝撮浏丝抛垡檬邛徊痈厩椿帐厶严荃垂诽害底恧刃盖翦蹭凛嗌鹌宝描驷筷管躇备焦,
