2012高考物理二輪復習專項突破講義：伏安法測電阻（人教版）

1、伏安法測電阻伏安法測電阻伏安法測電阻伏安法測電阻（一）（一）伏安法測電阻的原理伏安法測電阻的原理 例例1 例例2 （二）（二）滑動變阻器的使用滑動變阻器的使用 1. 滑動變阻器的兩種主要連接方式滑動變阻器的兩種主要連接方式2. 滑動變阻器的作用滑動變阻器的作用3. 分壓接法和限流接法的比較：分壓接法和限流接法的比較：（三）（三）伏安法測電阻的電路伏安法測電阻的電路（四）例題（四）例題 例例3 例例4 例例5 例例6伏安法測電阻的原理伏安法測電阻的原理：RX=UX IX . 注意注意U、 I、 R三個量必須是三個量必須是同一段同一段電路中的量，由于電路中的量，由于電流表和電壓表都有內(nèi)阻，因此，一

2、定產(chǎn)生誤差。電流表和電壓表都有內(nèi)阻，因此，一定產(chǎn)生誤差。 1. 電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法AVRxIA=IX UV=UX+UA UXR測測= UV IA = RX+ RA RX = UX / IX 小結(jié)內(nèi)接法：電流為真實值，電壓偏大小結(jié)內(nèi)接法：電流為真實值，電壓偏大, 測量值大于真實值測量值大于真實值, 當當RX RA 時，時， R測測RX 2. 電流表外接法：電流表外接法：AVRxUV=UX IA=IX+IV IXR測測= UV IA = RX RV （RX+ RV ） RX = UX / IX 小結(jié)外接法：電壓為真實值，電流偏大小結(jié)外接法：電壓為真實值，電流偏大, 測量值小于真實值測量值小于

3、真實值 當當RX RV 時，時， R測測RX 例例1. 用內(nèi)阻為用內(nèi)阻為3000的電壓表和內(nèi)阻為的電壓表和內(nèi)阻為10的電流表的電流表測電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是測電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是，電流表的示數(shù)都是0.2A，則，則R1的測量值為的測量值為 ，真實值是，真實值是 ，R2的測量值為的測量值為 ，真實值是，真實值是 。AVR2AVR1甲甲乙乙300 290300333 練習練習. 用伏安法測電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接用伏安法測電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接法，測得某電阻法，測得某電阻Rx的阻值分別為的阻值分別為 R1 和和R2 ，則

4、所測，則所測的測量值和真實值的測量值和真實值Rx之間的關系是之間的關系是 （ ） （A）R1 RxR2 （B） R1 RxR2 （C）R1R2Rx （D）R1R2RxA例例2、利用伏安法測電阻時，若不知待測電阻?？伞⒗梅卜y電阻時，若不知待測電阻?？刹捎孟率龇椒ㄟx擇正確電路以減小誤差。可將儀器采用下述方法選擇正確電路以減小誤差?？蓪x器按下圖接好，并空出伏特表的一個接頭按下圖接好，并空出伏特表的一個接頭P，將，將P分別分別與與a，b 兩點接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，兩點接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，則則P 應接在應接在處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則則P

5、 應接在應接在 處。處。解：解：安培表示數(shù)變化安培表示數(shù)變化顯著顯著，說明被測電阻較大，可跟伏特表，說明被測電阻較大，可跟伏特表內(nèi)阻相比。內(nèi)阻相比。 因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P 應接在應接在b 處。處。 RabPVA而當伏特表示數(shù)變化而當伏特表示數(shù)變化顯著顯著，說明被測電阻較小可跟安培表，說明被測電阻較小可跟安培表內(nèi)阻相比。內(nèi)阻相比。 因此采用外接法可以減小誤差，因此采用外接法可以減小誤差，P 應接在應接在a 處。處。ab三、滑動變阻器的使用三、滑動變阻器的使用ABCD串聯(lián)限流電路串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路并聯(lián)分壓電路分壓器分壓器1. 滑動變阻器的滑動變阻器的兩種

6、主要連接方式：兩種主要連接方式：RXRA BC (D)RXR（1）保護電表不受損壞；）保護電表不受損壞；（2）改變電流電壓值，多測量幾次，求）改變電流電壓值，多測量幾次，求R X 的的 平均值，減少誤差。平均值，減少誤差。 2. 變阻器的作用變阻器的作用分壓接法分壓接法的優(yōu)點是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。的優(yōu)點是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。限流接法限流接法的優(yōu)點是：電路連接簡便，的優(yōu)點是：電路連接簡便， 附加功率損耗較小。附加功率損耗較小。 3.分壓接法和限流接法的比較：分壓接法和限流接法的比較： a.當兩種接法均可滿足實驗要求時，一般選限流接法當兩種接法均可滿足實驗要求時，一

7、般選限流接法 b. 當負載電阻當負載電阻Rx 較小，變阻器總阻值較小，變阻器總阻值R 較大是較大是Rx 的幾倍時，的幾倍時，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法 c. 當負載電阻當負載電阻Rx 較大是較大是R 的幾倍時，變阻器總阻值的幾倍時，變阻器總阻值R 較小，較小，限流接法對電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法限流接法對電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法 d. 當要求電壓從當要求電壓從0 變起，一定用分壓接法變起，一定用分壓接法限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍UURRRXX0UXXRURRUXRU0 限流器電路，限流

8、器電路， 安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法 RXRARXAV 限流器電路限流器電路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV 分壓器電路分壓器電路， 安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法 RXRAAVRX 分壓器電路分壓器電路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVVARX伏安法測電阻的電路例例4.在用伏安法測電阻的實驗中在用伏安法測電阻的實驗中,所用電壓表的內(nèi)阻約所用電壓表的內(nèi)阻約為為20千歐千歐,電流表的內(nèi)阻約為電流表的內(nèi)阻約為10歐歐,選擇能夠盡量減小選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進行實驗誤差的電路圖接線進行實驗,讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓讀得的各組數(shù)據(jù)用實心圓點標于坐標圖上點標于坐標圖上(如右圖所示

9、如右圖所示). (1)根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線圖線,由此求得該電由此求得該電阻的阻值阻的阻值Rx= 歐歐(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字). (2)畫出此實驗的電路原理圖畫出此實驗的電路原理圖.2.4103mAvRx 大電阻用大電阻用內(nèi)接法，變阻器內(nèi)接法，變阻器用分壓器接法，用分壓器接法，電路圖如圖示電路圖如圖示.(2)答：答：01.0 2.0 3.01.00.51.5U(伏伏)I(毫安毫安)例例3 3：有一個電阻有一個電阻Rx，其阻值大約是，其阻值大約是25 25 k ，可供選，可供選擇的器材是：擇的器材是：電流表電流表A1 (0-1001 (0-100A,

10、2 , 2 k) )電流表電流表A2 (0-5002 (0-500A, 300), 300)電壓表電壓表V1 (0-101 (0-10V, 100 , 100 k）電壓表電壓表V2 (0-502 (0-50V, 500 , 500 k）直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 E （1515V，1 1A）滑動變阻器滑動變阻器 R (1 (1k, 1, 1W) )電鍵電鍵K K和若干根導線和若干根導線 試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐?，使測量盡可試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐?，使測量盡可能準確，并畫出電路圖，再將如圖示的實物連線。能準確，并畫出電路圖，再將如圖示的實物連線。解：解：1電壓表、電流表的選擇電壓表

11、、電流表的選擇例例3 3若滑動變阻器用限流接法，若滑動變阻器用限流接法，電路中的最小電流為電路中的最小電流為 Imin = 15V /26K = 0.577mA=577A，RXVA25K15V1K 超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓器接法。分壓器接法。VARX25K15V1K若電壓表選若電壓表選V2(50V),因為電源電壓因為電源電壓15V不足其量程不足其量程 的的1/3，所以，所以電壓表應選電壓表應選V1（10V）。由于用分壓器接法時，電阻由于用分壓器接法時，電阻R RX X 中的最大電流為中的最大電流為 Imax= 10V /25K = 0.4mA

12、 = 400A，所以所以電流表選電流表選A2（500 A ）。2滑動變阻器的選擇滑動變阻器的選擇 滑動變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，滑動變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，為了使電流電壓有較明顯的變化， 在在限流電路限流電路中，一般滑動變阻器的阻值中，一般滑動變阻器的阻值 R（35）RX 在在分壓器電路分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值中，一般滑動變阻器的阻值 R（1/31/5）RX 在本題中不要求選擇滑動變阻器。在本題中不要求選擇滑動變阻器。3.安培表內(nèi)接法和外接法的選擇安培表內(nèi)接法和外接法的選擇 因為因為 RX = 25K RA = 300 所以采用所以

13、采用安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法例例3 34分壓電路和限流電路的選擇分壓電路和限流電路的選擇 分壓電路分壓電路可以使待測電阻上的電壓從零調(diào)可以使待測電阻上的電壓從零調(diào)到最大值，連線較復雜，分壓電路消耗的額外到最大值，連線較復雜，分壓電路消耗的額外功率大；功率大；限流電路限流電路對電壓的調(diào)節(jié)范圍較小但對電壓的調(diào)節(jié)范圍較小但連線簡單，限流電路消耗的額外功率小連線簡單，限流電路消耗的額外功率小 我們可根據(jù)這兩種電路的特點，按照實驗我們可根據(jù)這兩種電路的特點，按照實驗要求進行選擇。要求進行選擇。 在上面例題中，如果用限流電路，因待測在上面例題中，如果用限流電路，因待測電阻值是滑動變阻器總阻值的電阻值是滑動

14、變阻器總阻值的25倍，所以變阻倍，所以變阻器對電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很小這里我們器對電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很小這里我們應該應該選用選用調(diào)節(jié)作用范圍大的調(diào)節(jié)作用范圍大的分壓器電路分壓器電路例例3 3解答解答: : 根據(jù)上述分析，選擇電流表和電壓表應為：根據(jù)上述分析，選擇電流表和電壓表應為： 電流表電流表 A1 (0-100A, 2 k) 電流表電流表 A2 (0-500A, 300) 電壓表電壓表 V1 (0-10V, 100 k） 電壓表電壓表 V2 (0-50V, 500 K ） 選擇接法：電流表用選擇接法：電流表用 ，變阻器用，變阻器用 ，內(nèi)接法內(nèi)接法分壓器接法分壓器接法畫出實驗電路圖如下

15、：畫出實驗電路圖如下：A2V1RX25K=15V1K 實物圖連線如圖示：實物圖連線如圖示：+RXVA AV例例5 用伏安法測量金屬導線的電阻用伏安法測量金屬導線的電阻R，試把圖中給出，試把圖中給出的器材連接成測量的器材連接成測量R的合適的電路。圖中安培表的量的合適的電路。圖中安培表的量程為程為0.6A，內(nèi)阻接近，內(nèi)阻接近1，伏特表的量程為，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻，內(nèi)阻為幾為幾K ；電源的電動勢為；電源的電動勢為6V，變阻器的阻值為，變阻器的阻值為020 。在閉合電鍵前，變阻器滑動觸點應處于正確。在閉合電鍵前，變阻器滑動觸點應處于正確位置。位置。解：解：金屬導線的電阻不大，安培表應外接，變阻器

16、金屬導線的電阻不大，安培表應外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-例例6(2011江蘇卷江蘇卷T11)某同學利用如圖某同學利用如圖8.21所示的實驗所示的實驗電路來測量電阻的阻值電路來測量電阻的阻值(1)將電阻箱接入將電阻箱接入a、b之間，閉合開關適當調(diào)節(jié)滑動變之間，閉合開關適當調(diào)節(jié)滑動變阻器阻器R后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值R，得到，得到一組電壓表的示數(shù)一組電壓表的示數(shù)U與與R的數(shù)據(jù)如下表：的數(shù)據(jù)如下表：如圖8.21電阻電阻R/w w5.010.015.025.035.0電壓電壓U/V1.001.501.802.142.32請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出U-R關系圖象關系圖象(2)用待測電阻用待測電阻Rx替換電阻箱，替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為讀得電壓表示數(shù)為2.00 V利用利用(1)中測繪的中測繪的U-R圖象可得圖象可得Rx=_ w w.(3)使用較長時間后，電池的電動勢使用較長時間后，電池的電動勢可認為不變，但內(nèi)阻增大若仍用本實驗裝置和可認為不變，但內(nèi)阻增大若仍用本實驗裝置和(1)中中測繪的測繪的U-R圖象測定某一電阻，則測定結(jié)果將圖象測定某一電阻，則測定結(jié)果將_(選填選