電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：伏安法測電阻 課件【知識(shí)建構(gòu)+高效助教】高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

11.4電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)-伏安法測電阻要點(diǎn)電表量程的選擇（安全、精確）游標(biāo)卡尺和螺旋測微器、電表讀數(shù)測量電路的選取和誤差分析分壓式限流式接法以及滑動(dòng)變阻器的選擇電路圖與實(shí)物圖的連接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理一、電表的使用和讀數(shù)1、選擇合適量程:使得測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度要盡可能大,一般要求超過量程1/3以上,但又不能超過量程。2、使用事項(xiàng)1、使用前應(yīng)先進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整(機(jī)械調(diào)零)2、紅表筆插“+”插孔,黑表筆插“-”插孔3、紅表筆接電勢(shì)高處,黑表筆接電勢(shì)低處,

即電流從紅表筆進(jìn)表,從黑表筆出表估讀規(guī)則(1)最小分度是“1,0.1,0.01,…”時(shí),估讀到最小分度的(最小分度后面加一位)(2)最小分度是“2,0.2,0.02,…”時(shí),估讀到最小分度的(最小分度后面不加)(3)最小分度是“5,0.5,0.05,…”時(shí),估讀到最小分度的(最小分度后面不加)電表所選量程測量值0~3V0~15V0~3A0~0.6A實(shí)物圖連接（1）限流式接法VARX實(shí)物圖連接（2）分壓式接法VARX伏安法測電阻常見的電路圖AVRxAVRx測量電路控制電路供電電路測量電路：電流表內(nèi)接和外接。控制電路：滑動(dòng)變阻器限流式和分壓式接法。測量值：電流表的內(nèi)接和外接AVRX電流表內(nèi)接AVRX電流表外接偏大大電阻，適用范圍：誤差：偏小小電阻，學(xué)習(xí)新知——如何判斷大電阻還是小電阻

如圖，有一未知電阻Rx，為了較準(zhǔn)確地測出電阻值，利用試觸法得到兩組數(shù)據(jù)，接a時(shí)得到數(shù)據(jù)為6V、0.15A，接b時(shí)得到數(shù)據(jù)為5.8V、0.2A，那么該電阻測得較為準(zhǔn)確的數(shù)值及它與真實(shí)值比較的情況是（）A．29Ω，大于真實(shí)值 B．40Ω，大于真實(shí)值C．29Ω，小于真實(shí)值 D．40Ω，小于真實(shí)值BAVRX

滑動(dòng)變阻器限流式和分壓式接法ARxARx限流式分壓式可調(diào)的電壓范圍：U0≤Ux≤Um可調(diào)的電壓范圍：0≤Ux≤UmARxV限流式接法的實(shí)物連線分壓式接法的實(shí)物連線順序AVRx小試牛刀——2016年10月浙江學(xué)考節(jié)選“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)，要求采用分壓電路、電流表外接。小王的連線如圖所示，閉合開關(guān)前請(qǐng)老師檢查，老師指出圖中標(biāo)示的5根連線有2處錯(cuò)誤，錯(cuò)誤連線是

；小王正確連線后，閉合開關(guān)s前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片C移到

（填“A”或“B”）。①②③④⑤①和④AVRx滑動(dòng)變阻器的選則原則中學(xué)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器特點(diǎn)：阻值大的滑動(dòng)變阻器，陶瓷管直徑更大。但滑片左右可移動(dòng)的范圍相近。不同滑動(dòng)變阻器，電阻改變的次數(shù)差不多。具體實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)撨x擇哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器呢？限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇待測電阻:10ΩA.滑動(dòng)變阻器1ΩB.滑動(dòng)變阻器10ΩC.滑動(dòng)變阻器100ΩD.滑動(dòng)變阻器1000Ω問：用哪個(gè)滑動(dòng)變阻器更合適？（提示：滑動(dòng)變阻器都只改變了10次）AVRx學(xué)習(xí)新知——限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇RUx05.000.14.950.24.900.34.850.44.810.54.760.64.720.74.670.84.630.94.5914.55待測電阻10Ω滑動(dòng)變阻器1ΩAVRx限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇待測電阻10Ω滑動(dòng)變阻器10ΩRUx05.0014.5524.1733.8543.5753.3363.1372.9482.7892.63102.50AVRx限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇待測電阻10Ω滑動(dòng)變阻器100ΩRUx05.00102.50201.67301.25401.00500.83600.71700.63800.56900.501000.45AVRx限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇待測電阻10Ω滑動(dòng)變阻器1000ΩRxUx05.001000.452000.243000.164000.125000.106000.087000.078000.069000.0510000.05AVRx限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇理想情況：電壓可調(diào)節(jié)范圍大，讀數(shù)區(qū)分明顯?；瑒?dòng)變阻器規(guī)格越大，電壓變化范圍越大?；瑒?dòng)變阻器越規(guī)格小，電壓變化越線性（均勻）。綜合考慮范圍和區(qū)分度情況。限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇待測電阻10Ω，滑動(dòng)變阻器15Ω結(jié)論：限流式電路中滑動(dòng)變阻器的選擇：和待測電阻差不多，或者略大?；瑒?dòng)變阻器分壓式接法的選取原則待測電阻10Ω滑動(dòng)變阻器1Ω滑動(dòng)變阻器10Ω滑動(dòng)變阻器100Ω滑動(dòng)變阻器1000Ω問：用哪個(gè)滑動(dòng)變阻器更合適？（提示：滑動(dòng)變阻器都只改變了10次）ARx學(xué)習(xí)新知——滑動(dòng)變阻器分壓式接法的選取原則結(jié)論：滑動(dòng)變阻器越小，電壓變化越線性。選取原則：和待測電阻差不多（考慮到節(jié)能）。ARxV學(xué)習(xí)新知總結(jié)：一、滑動(dòng)變阻器選取的原則：應(yīng)和待測電阻差不多。限流式：差不多或者略大。分壓式：差不多，略大略小均可以（變阻器相對(duì)越小時(shí)，調(diào)節(jié)越線性）二、以下情況必須選擇分壓式1、待測電阻的電壓需要從0V開始變化。2、題目暗示需要較大范圍或較多的數(shù)據(jù)。3、提供的滑動(dòng)變阻器都比待測電阻小得多。

ADE某同學(xué)測量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：A．電流表(量程100μA，內(nèi)阻約2kΩ)；B．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約300Ω)；C．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約100kΩ)；D．電壓表(量程50V，內(nèi)阻約500kΩ)；E．直流電源(20V，允許最大電流1A)；

F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1kΩ，額定功率1W)；G．開關(guān)和導(dǎo)線若干。電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________。(填字母代號(hào))該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路，為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測量誤差盡量減小，實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路，指出電路在接線上存在的問題：BC在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V、電流為0.3A。

部分連線的實(shí)物照片如圖甲所示，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上完成實(shí)物連接圖；用伏安法測量一定值電阻的實(shí)驗(yàn)，所用的器材及規(guī)格如下：待測電阻Rx(約5Ω)直流毫安表(量程0－0.6A，內(nèi)阻約2Ω)直流電壓表(量程0－3V，內(nèi)阻約5kΩ)直流電源(輸出電壓3V，內(nèi)阻可不計(jì))滑動(dòng)變阻器(0－20Ω，允許最大電流1A)電鍵一只，導(dǎo)線若干(1)根據(jù)所給器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)電路，并在圖甲和圖乙中補(bǔ)畫出正確的連接線．(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到_____側(cè)．(3)如圖丙某次測量過程中電壓表的讀數(shù)_____V，電流表的讀數(shù)________A.(4)使用這個(gè)電路測量電阻值________．(選填“偏大”或“偏小”)解析：(1)由圖可知，本題中采用分壓接法，因待測電阻阻值與電流表的內(nèi)阻接近，屬于小電阻，故應(yīng)采用電流表外接法；根據(jù)實(shí)物圖得出對(duì)應(yīng)的電路圖如圖所示．(2)為了實(shí)驗(yàn)安全，開始時(shí)應(yīng)使測量電路兩端的電壓為零；故滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右側(cè)．(3)電流表采用0.6A的量程，最小分度為0.02A，故讀數(shù)為0.42A；電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，故讀數(shù)為2.26V.(4)因測量電路采用電流表外接法，因?yàn)殡妷罕淼姆至?，使電流表示?shù)偏大，由歐姆定律可知，測量值偏?。鸢福?1)見解析圖(2)右(3)2.26

0.42

(4)偏小在做“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若待測金屬絲的電阻約為5Ω，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，提供以下器材：A．電池組(電動(dòng)勢(shì)約3V)B．電流表(3A，內(nèi)阻約0.0125Ω)C．電流表(0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)D．電壓表(3V，內(nèi)阻約4kΩ)E．電壓表(15V，內(nèi)阻約15kΩ)F．滑動(dòng)變阻器(0～20Ω，允許最大電流1A)G．滑動(dòng)變阻器(0～2000Ω，允許最大電流0.3A)H．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器應(yīng)分別選取________、________和________．(填寫儀器前字母代號(hào))(2)測電阻時(shí)，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時(shí)，應(yīng)采用電流表________(選填“內(nèi)”或“外”)接法，測量值比真實(shí)值偏________(選填“大”或“小”)．自我檢測為研究額定電壓為2.5V的某電阻(額定電壓下的阻值約2200Ω)的伏安特性曲線，做了如下實(shí)驗(yàn)：(1)為描繪該電阻的伏安特性曲線，提供的器材如下：A．毫安表mA(量程2mA，內(nèi)阻約30Ω)B．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．滑動(dòng)變阻器R1(阻值0～10kΩ，額定電流0.5A)D．滑動(dòng)變阻器R2(阻值0～10Ω，額定電流2A)E．直流電源(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約0.2Ω)F．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填器材前的字母)．(2)如圖LS1-3所示的實(shí)物電路中部分導(dǎo)線已連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整．

2．(1)D

(2)如圖所示在“測定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,需要伏安法測電阻，測得接入電路的金屬絲的長度為l，橫截面的直徑為d，已知其電阻大約為25Ω.(1)在用伏安法準(zhǔn)確測其電阻時(shí)，有下列器材供選擇，除必選電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V)、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選(填代號(hào)，下同)________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．電流表A1(量程40mA，內(nèi)阻約0.5Ω)電流表A2(量程10mA，內(nèi)阻約0.6Ω)電壓表V1(量程6V，內(nèi)阻約30kΩ)電壓表V2(量程1.2V，內(nèi)阻約20kΩ)滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω)滑動(dòng)變阻器R2(0～2kΩ)請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖．2．(1)A1

V2

R1如圖所示某同學(xué)測量阻值約為

25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：A．電流表(量程100μA，內(nèi)阻約

2kΩ)；B．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約

300Ω)；C．電壓表(量程1