最新高考物理恒定電流4電阻的測量

1、 最專業(yè)的中小學(xué)教學(xué)資源共享平臺2012高考復(fù)習(xí) 電學(xué)部分 精講精練恒定電流4 電阻的測量【課標(biāo)要求】1理解運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行電阻的測量2理解安培表、伏特表內(nèi)阻對測量造成的系統(tǒng)誤差3掌握一些特殊測量電阻的方法 【知識精要】1伏安法：根據(jù)歐姆定律，用伏特表、安培表測出電阻兩端電壓和通過電阻的電流，求出電阻值伏安法測量電阻有兩種基本電路：內(nèi)接法和外接法內(nèi)接法和外接法比較：比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差原因電流表測量結(jié)果準(zhǔn)確，電壓表測量結(jié)果偏大，原因為電流表的分壓作用。電壓表測量結(jié)果準(zhǔn)確，電流表測量結(jié)果偏大，原因是電壓表的分流作用測量結(jié)果 (偏大)（偏?。┻m用條件如何選擇為減小測量誤差，可先

2、將待測電阻的粗約值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若，則可視為小電阻，用外接法，測量結(jié)果偏??；若，則可視為大電阻，用內(nèi)接法，測量結(jié)果偏大。2測量時如何選擇儀器的規(guī)格選擇儀器，一要注意儀器的安全，二要使電表指針有較大偏轉(zhuǎn)，三要便于操作。例如：待測電阻r，約為10，額定功率為2w電阻允許通過的電流：p=i2r，約為0.45a，兩端電壓最大為4.5v電源選擇：若供選電源有：1個電動勢為1.5v的干電池，蓄電池一組，其電動勢為6.0v，1個電動勢為10v的電源1.5v電源、電壓太低，產(chǎn)生電流太小，不易讀準(zhǔn)確，10v電源，太高，電流較大，容易超過電阻額定功率，故選6.0電源為好直流電壓表的選擇：電壓表量程

3、應(yīng)略大于5.0v為好，但不能過大例如，電壓表v1：量程10v，內(nèi)阻10k，v2，量程30v，內(nèi)阻30k,選v1即可直流安培表的選擇：安培表量程應(yīng)大于0.5a，不宜太大例如：安培表a1量程為0.6a內(nèi)阻0.5，a2量程3.0a，內(nèi)阻0.1選a1即可3滑動變阻器的使用如圖所示，把b與c接入電路，起控制電路電流作用，當(dāng)滑動頭p從右端向左移動過程，滑動變阻器電阻逐漸減小注意實驗開始時應(yīng)將滑動頭p至于右端d。如果把變阻器c、d接線柱與電源連接，c與b與用電器相連。用電器與cp間電阻并聯(lián)，用電器與cp間電壓相等，改變p的位置改變用電器兩端電壓，實現(xiàn)調(diào)制電壓作用。當(dāng)滑線變阻器總電阻為r0，負(fù)載電阻為r，變阻

4、器cp間電阻為r時,cp間總電阻，若rr/,無論p在什么位置，rcp=r,負(fù)載電壓ur的大小只由r決定,即，所以，可看成負(fù)載上的電壓與r成正比,比較理想的分壓作用因此實驗中選擇滑動變阻器時，在通過變阻器實際電流小于變阻器額定電流（或電壓）的條件下，盡量選用變阻器總阻值小的變阻器做分壓電路使用。4幾種測量電阻的方法：1用電壓表和已知阻值的定值電阻r0來測量待測電阻的阻值：（1）用電壓表和定值電阻來測量待測電阻的阻值這種方法的原理是串聯(lián)電路的分壓原理其典型的電路圖如圖，分別用電壓表測量出定值電阻r0和待測電阻rx的電壓u0和ux，因為串聯(lián)電路的電流處處相等，故而有：，所以可得但是這種方法需要連接兩

5、次電路，而考試時一般都要求我們采用一次接線，這時我們可以采用如圖的電路圖當(dāng)開關(guān)斷開時，我們可以用電壓表測出定值電阻兩端的電壓u0，當(dāng)開關(guān)閉合時，我們可以用電壓表測量出電源的電壓u，按上面的分析，我們可以得到： 。當(dāng)然，一次接線還有其它的接法，你能自己完成嗎？另外，近來有的省市將單刀雙擲開關(guān)引入了試題，這時我們可以采用如右圖的電路圖。當(dāng)開關(guān)擲向時，電壓表測量的是r0兩端的電壓u0；當(dāng)開關(guān)擲向2時，電壓表測量的是rx兩端的電壓ux故有：（2）用電流表和已知阻值的電阻r0測量待測電阻的阻值：用電流表和定值電阻r0來測量待測電阻rx的阻值這種方法的原理是并聯(lián)電路的分流原理其典型的電路圖如圖，用電流表分

6、別測量出通過r0和rx的電流io和ix，因為并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，所以有，故而有： 顯然，如果只有一個開關(guān)和電流表，這種方法需要采用兩次接線，請同學(xué)們仿照上面電壓表的例子自己完成一次接線或用單刀雙擲開關(guān)與電流表測量電阻的電路圖。另外，用電流表和定值電阻測量待測電阻的阻值還有一種方法：先將定值電阻單獨(dú)接入電路，讀出這時電流表的讀數(shù)i1，然后再將定值電阻與待測電阻串聯(lián)接入電路，讀出這時電流表的讀數(shù)i2因為電源電壓不變，所以有：,因此有。（3）用等效法測量電阻如圖所示電路就是用等效法測量電阻的一種實驗電路其中rx是待測電阻，r是滑動變阻器，r0是電阻箱（電阻箱的最大電阻值大于rx）其實驗步驟

7、如下：（1）按照電路圖連接好電路，在閉合開關(guān)前，將滑動變阻器r的滑片p置于滑動變阻器的阻值最大端，并且將電阻箱r0的阻值調(diào)至最大；（2）閉合開關(guān)s；（3）閉合開關(guān)s2，調(diào)節(jié)滑動變阻器r的滑片p，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，記下此時電流表的示數(shù)i；（4）先斷開開關(guān)s2，再閉合開關(guān)s1，保持滑動變阻器r的電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱r0的阻值，使電流表的示數(shù)仍為i，讀出此時電阻箱的阻值，則它就是我們測得的待測電阻的阻值。當(dāng)然，用等效法測量電阻也可以不用電流表而用電壓表，具體做法請大家獨(dú)立思考?！久麕燑c(diǎn)撥】例1：如圖所示的電路中，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為10v和0.1a，那么待測電阻rx的測量值比真實值_

8、，真實值為_(電流表的內(nèi)阻為0.2)解析：此電路為伏特表外接法，電壓表的測量值偏大，據(jù)歐姆定律，測量值r偏大測量值ru/i10/0.1100實際上是電流表內(nèi)阻和待測電阻之和，因此真實值為1000.299.8點(diǎn)評：在分析伏安法測電阻的誤差問題時，關(guān)鍵是判斷誤差到底是出于電壓表還是電流表的讀數(shù)，然后根據(jù)相關(guān)的知識求解即可。例2：如圖，用伏安法測電阻時，如果不知道待測電阻的大概值時，為了選擇正確的電路以減少誤差，可將電壓表一個接頭分別在a、b兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表讀數(shù)沒有顯著變化，則p應(yīng)接在_處；如果伏特表讀數(shù)沒有顯著變化，則p應(yīng)接在_處。解析：若p從a移到b時，安培表讀數(shù)沒有顯著變化，說明伏特表

9、的分流不明顯，待測電阻r是小電阻，p應(yīng)接在a處；若p從a移到b時，伏特表讀數(shù)沒有顯著變化，說明電流表的分壓不明顯，待測電阻r是大電阻，p應(yīng)接在b處。例3：(2011天津模擬)用伏安法測一個阻值約為12的電阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，下列器材中應(yīng)選用的是_a電池組(6v，內(nèi)阻很小)b電流表(03a，內(nèi)阻是0.0125)c電流表(00.6a，內(nèi)阻0.0125)d電壓表(03v，內(nèi)阻3k)e電壓表(06v，內(nèi)阻6k)f滑動變阻器(0201a)g滑動變阻器(02000.3a)h電鍵、導(dǎo)線解析：電表的選擇既要考慮最大量程，又要考慮電表讀數(shù)變化的明顯，電路的連接要考慮安培表的內(nèi)接或外接，滑動變阻器的連接要考

10、慮采用分壓式還是限流式。答案：acefh圖甲圖乙例4：如圖為測量電阻的電路，為待測電阻r的阻值已知，r為保護(hù)電阻，阻值未知電源e的電動勢未知均為單刀雙擲開關(guān)a為電流表，其內(nèi)阻不計。（1）按圖甲所示的電路，在圖乙的實物圖上連線。（2）測量的步驟為：將向d閉合向_閉合，記下電流表讀數(shù)，再將向c閉合，向_閉合，記表讀數(shù)。計算的公式是。解析：欲測定未知電阻，應(yīng)設(shè)法得到它兩端的電壓和通過它的電流因題目中未提供電壓表，故不可能直接測量得出，只能用間接測量的辦法來代替為此，實驗時可將與已知電阻r并聯(lián)，用電流表先測出通過已知電阻r的電流i，由uir便可求出兩端電壓因r與并聯(lián)故u亦即待測電阻兩端電壓然后再用電流

11、表測出通過的電流，根據(jù)，便可求出由以上分析知，本實驗的電路原理圖如圖所示實驗時先將電流表與已知電阻r串聯(lián)(圖中實線位置)，測出電流i，然后再將電流表改為與串聯(lián)(圖中虛線位置)，測出電流，最后，由，求出(實驗時也可先將電流表接在虛線位置測出，再改為接在實線位置測出i)原題電路圖及實物圖中提供的兩個單刀雙擲開關(guān)的作用，正是為了在不拆開電路和不拆下電流表的前提下，直接將電流表由圖中實線(或虛線)位置轉(zhuǎn)換到虛線(或?qū)嵕€)位置上，當(dāng)分別接通a、d時，測出的是通過的電流；分別接通b、c時，測出的是通過r的電流。答案：（）按圖所示的電路，在實物圖上連線，如圖所示（）測量的步驟為：將向d閉合，向a閉合，記下電

12、流表讀數(shù)再將向c閉合，向b閉合，記下電流表讀數(shù)(注意：是流過的電流，是流過r的電流)計算的公式是：點(diǎn)評：本題是一設(shè)計性物理實驗，解答這類實驗問題時，必須認(rèn)真分析實驗的設(shè)計原理，搞清實驗電路的結(jié)構(gòu)，明確實驗所提供的器材的作用(如題中兩個單刀雙擲開關(guān)的作用，已知電阻及電流表的作用等)，及實驗的操作方法與步驟，然后運(yùn)用實驗中學(xué)過的有關(guān)方法及有關(guān)知識加以分析，并完成題目要求其中，正確理解實驗原理的是解決此類問題的關(guān)鍵設(shè)計性物理實驗，著重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，創(chuàng)造性解決問題的能力它是近幾年高考試題的一個新特點(diǎn)，在今后的高考中將繼續(xù)堅持這一命題方向不變，應(yīng)予以高度重視【及時反饋】1如圖，若考慮電壓表和電流

13、表的內(nèi)阻影響，用兩表讀數(shù)算出的r測u/i（）a比r的真實值大b比r的真實值小c引起誤差的原因是i偏小d引起誤差的原因是u偏小2在測金屬電阻率的實驗中，為什么采用安培表的外接法來測金屬絲的電阻？3如圖，滑動變阻器r1的最大阻值是200，r2為200，ab兩端間的電壓為8v，當(dāng)開關(guān)s斷開時，移動滑動頭p，r2兩端可獲得電壓的范圍值為_v；當(dāng)開關(guān)s閉合時，移動滑動頭p，r2兩端可獲得電壓的范圍值為_v4用伏安法較準(zhǔn)確的測定一個阻值約為100的電阻，所給的器材規(guī)格如下：a電流表(00.6a，內(nèi)阻0.1)；b電壓表(06v，內(nèi)阻5k)；c電池(4.5v，內(nèi)阻不計)；d滑動變阻器(050，1a)；e開關(guān)一個，f導(dǎo)線若干在用圖象法求rx中，試畫出所采用的電路圖5(2011珠海模擬)用伏安法測量某一電阻rx阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻rx（阻值約5，額定功率為1w）電流表a1（量程00.6a，內(nèi)阻0.2）電流表