新教材適用2024版高考物理一輪總復習第9章恒定電流專題強化8電阻測量的五種方法課件

第九章恒定電流專題強化八電阻測量的五種方法全國高考與部分省市的高考物理試卷中，電學實驗經(jīng)?？疾殡娮铚y量的原理與方法，除了伏安法外，下面總結(jié)了電阻測量的另外幾種常用思路和方法。方法一、等效替代法1．電流等效替代該方法的實驗步驟如下：

(1)按如圖電路圖連接好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動變阻器的滑片P置于a端。(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當?shù)奈恢?，記下此時電流表的示數(shù)為I。(3)斷開開關(guān)S2，再閉合開關(guān)S3，保持滑動變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I。

(4)此時電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。(5)電路可以是限流電路，根據(jù)實際情況也可以是分壓電路。(6)該實驗也可以測電表內(nèi)阻。2．電壓等效替代該方法的實驗步驟如下：(1)按如圖電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動變阻器的滑片P置于a端。(2)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當?shù)奈恢?，記下此時電壓表的示數(shù)為U。(3)斷開S2，再閉合S3，保持滑動變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)仍為U。(4)此時電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。(5)該實驗常用于小電阻的測量，用限流式或分壓式電路均可。(6)該實驗也可測電表內(nèi)阻。(2023·四川省綿陽高三模擬)目前國際公認的酒駕標準是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”，醉駕標準是“酒精氣體濃度>0.8mg/mL”。一興趣小組現(xiàn)要組裝一個酒精測試儀，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，此傳感器的電阻Rx隨酒精氣體濃度的變化而變化，規(guī)律如圖甲所示。提供的器材有：A．二氧化錫半導體型酒精傳感器Rx；B．直流電源(電動勢為6V，內(nèi)阻不計)；C．電壓表(量程為3V，內(nèi)阻非常大，作為濃度表使用)；D．電阻箱(最大阻值為999.9Ω)；E．定值電阻R1(阻值為20Ω)；F．定值電阻R2(阻值為10Ω)；G．單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。例1(1)圖乙是酒精測試儀電路圖；(2)電路中R應(yīng)選用定值電阻___(填R1或R2)；(3)為便于識別，按照下列步驟調(diào)節(jié)此測試儀：①電路接通前，先將電阻箱調(diào)為40.0Ω，然后開關(guān)向___(填“c”或“d”)端閉合，將電壓表此時指針對應(yīng)的刻度線標記為_________mg/mL；R2c0.1②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數(shù)不斷變大，按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上“電壓”刻度線標為“酒精濃度”。當電阻箱調(diào)為______Ω時，電壓表指針滿偏，將電壓表此時指針對應(yīng)的刻度線標記為_________mg/mL；③將開關(guān)向另一端閉合，測試儀即可正常使用。100.8

(2023·山東高三專題練習)某同學采用如圖甲所示的電路測定未知電阻Rx，其中R1、R2為定值電阻，R0為電阻箱，G為靈敏電流計，實驗步驟如下：(1)實驗前，先用多用電表粗測Rx的阻值，用“×100”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過小他應(yīng)換用_______擋(選填“×10”或“×1k”)；(2)按圖甲將圖乙中的實物連線補充完整；[答案]

見解析例2×1k(3)閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，當電阻箱讀數(shù)為R0時，靈敏電流計G的示數(shù)為零，此時A、B兩點電勢______(填“相等”或“不相等”)，測得Rx＝________(用R1、R2、R0表示)；(4)實驗中有同學懷疑R1、R2所標讀數(shù)不準確，于是他在(3)中讀出電阻箱的阻值R0后，將電路中的電阻箱和Rx互換位置，再次調(diào)整電阻箱的阻值。當電阻箱的讀數(shù)為R0′時，靈敏電流計G的示數(shù)再次為零，則Rx＝_______(用R0、R0′表示)。相等[解析](1)實驗前，先用多用電表粗測Rx的阻值，用“×100”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過小，說明電阻太大，應(yīng)用更大擋位，故應(yīng)換用×1k擋位；(2)按圖甲將圖乙中的實物連線補充完整，如圖(2023·遼寧模擬預測)某同學設(shè)計了一個測量未知電阻的實驗，實驗器材如下：A．電源(電動勢約為12V，內(nèi)阻不計)B．待測電阻RxC．電流表A1(量程為0.6A，內(nèi)阻約為10Ω)D．電流表A2(量程為3A，內(nèi)阻約為2Ω)E．電阻箱R(阻值范圍0～999.9Ω)F．保護電阻R0＝10Ω；G．開關(guān)、導線若干。例3設(shè)計電路，并按照如下操作步驟進行測量。(1)按照如圖1所示的電路圖組裝實驗儀器，進行實驗。將電流表___(填寫項目序號)安裝在②位置，另一個電流表則安裝在①位置。(2)將R調(diào)整為適當阻值，閉合開關(guān)S，記錄兩個電流表的讀數(shù)分別I1、I2及R的阻值。D(3)調(diào)節(jié)電阻箱，改變R的阻值，測量并記錄多組數(shù)據(jù)。(4)利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得到如圖2所示的圖線。(5)由圖像可知，該一次函數(shù)圖像斜率為k、縱軸截距為b，則待測電阻的阻值為___，電流表①的內(nèi)阻為___(以上兩空用題中所給符號表示)，待測電阻測量值______真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。等于(2023·湖北高三模擬)實驗小組的同學要用所學的電學知識較準確地測量一捆銅線的長度。他們設(shè)計了如圖甲所示的電路來較準確測量這捆銅線的電阻Rx，圖中a、b之間連接這捆銅線；V1和V2可視為理想電壓表；R為阻值范圍是0～999.9Ω的電阻箱；E為電源；R0為定值電阻；S為開關(guān)。采用如下步驟完成實驗：例4(1)先用螺旋測微器測量該銅線的直徑d＝1.200mm；(2)按照圖甲所示的實驗原理電路圖連接電路，請你將實物圖補充完整；[答案]

見解析(3)將電阻箱R調(diào)節(jié)到適當?shù)淖柚?，閉合開關(guān)S，記下此時電阻箱的阻值R、電壓表V1的示數(shù)U1、電壓表V2的示數(shù)U2，則這捆電線的阻值表達式為Rx＝____________(用R、U1、U2表示)；(4)改變電阻箱的阻值R，記下多組R、U1、U2的示數(shù)，計算出每一2.60(5)已知這捆銅線材料的電阻率為ρ＝2.00×10－8Ω·m，則這捆銅線的長度為L＝__________________m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。[解析](2)按照實驗原理電路圖連接實物圖如圖1.47×102

方法五、半偏法(1)實驗原理(如圖)(2)實驗步驟①R1調(diào)至阻值最大，閉合S1，調(diào)R1的阻值使

示數(shù)達到滿偏值。②保持R1阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2使

示數(shù)達到滿偏值一半，同時記錄R2的值。③RA＝R2。(2023·海南?？谀M預測)利用半偏法來測量電流表A內(nèi)電阻的電路如圖1所示。電路接好之后滑動變阻器調(diào)至最大值，兩個開關(guān)K和K1都斷開。(1)閉合開關(guān)K，逐漸減小滑動變阻器阻值，同時觀察電流表的指針擺動情況，當電流表指針滿偏時，不再調(diào)整滑動變阻器觸頭；例5(2)閉合開關(guān)K1，然后調(diào)整電阻箱的阻值，同時觀察電流表的指針擺動情況，直到電流表指針______，如果此時電阻箱的讀數(shù)為R0，則電流表電阻的測量值為______。由于系統(tǒng)誤差的影響，使得電流表內(nèi)阻的測量值與真實值相比_______(填“偏大”或“偏小”)；(3)為了消除(2)中的系統(tǒng)誤差造成的影響，讓測量更精確一些，可改用如圖2所示的電路測量電流表A的電阻，當電阻箱的讀數(shù)為R1時，電流表A和A1讀數(shù)分別為I和I1，則這種情況下電流表電阻的測量值為__________。半偏R0偏小[解析](2)利用半偏法測電阻，要求K1閉合之前電流表滿偏，要求K1閉合之后調(diào)整電阻箱阻值，使電流表半偏，不考慮總電流的變化，此時電流表上的電流和電阻箱上電流相等，都等于總電流一半，則電流表內(nèi)阻等于電阻箱電阻，因此電流表電阻的測量值為R0。由于閉合K1之后總電流稍有增大，電流表半偏時的電流小于總電流的一半，所以電阻箱電阻稍小于電流表內(nèi)阻，所以測量結(jié)果偏小?！矊ｎ}強化訓練〕1．(2022·山東卷)某同學利用實驗室現(xiàn)有器材，設(shè)計了一個測量電阻阻值的實驗。實驗器材：干電池E(電動勢1.5V，內(nèi)阻未知)；電流表A1(量程10mA，內(nèi)阻為90Ω)；電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻為30Ω)；定值電阻R0(阻值為150Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為100Ω)；待測電阻Rx；開關(guān)S，導線若干。測量電路如圖所示。A160100無2．(2023·河南南陽高三階段練習)某同學設(shè)計了如下的電路測量電壓表內(nèi)阻，R為能夠滿足實驗條件的滑動變阻器，R′為電阻箱，電壓表量程合適。實驗的粗略步驟如下：B(2)此實驗電壓表內(nèi)阻的測量值與真實值相比______(選填“偏大”“偏小”或“相等”)；(3)如實驗測得該電壓表內(nèi)阻為8500Ω，要將其量程擴大為原來的倍，需串聯(lián)_____________Ω的電阻。偏大17003．(2021·浙江6月高考卷)小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值。(1)因電表內(nèi)阻未知，用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后，合上開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1，電壓表的讀數(shù)U1＝1.65V，電流表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)I1＝____________A；將K擲到2，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2＝1.75V，I2＝0.33A。由此可知應(yīng)采用電流表___(填“內(nèi)”或“外”)接法。0.34外(2)完成上述實驗后，小李進一步嘗試用其他方法進行實驗：①器材與連線如圖3所示，請在虛線框中畫出對應(yīng)的電路圖；[答案]

電路如圖所示②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊，記錄電流表讀數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖3所示，則待測電阻Rx＝___Ω。此方法，___(填“有”或“無”)明顯的實驗誤差，其理由是_________________________________________________________。5有電阻箱的最小分度與待測電阻比較接近(或其他合理解釋)[解析](1)電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以讀數(shù)為0.34A；開關(guān)K接2時與比接1時相比，電壓變化較大，而電流變