2024屆高考物理三輪沖刺精微專題－第04講 以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)

第頁（共4頁）第4講以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)1．了解基本儀器使用與讀數(shù)；知道串并聯(lián)電路的規(guī)律，并會(huì)進(jìn)行電表改裝。2．掌握測電阻的原理及常用的方法?？枷?基本儀器使用與讀數(shù)1．電流表和電壓表量程精確度讀數(shù)規(guī)則電流表0～3A0.1A與刻度尺一樣，采用1/10估讀，讀數(shù)規(guī)則較簡單，只需要精確值后加一估讀數(shù)即可電壓表0～3V0.1V電流表0～0.6A0.02A估讀位與最小刻度在同一位，采用1/2估讀電壓表0～15V0.5V估讀位與最小刻度在同一位，采用1/5估讀2.多用電表的讀數(shù)及使用(1)電流的流向電流從電表的“＋”插孔(紅表筆)流入，從“－”插孔(黑表筆)流出，即“紅進(jìn)、黑出”．(2)“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)”“機(jī)械零點(diǎn)”在表盤刻度左側(cè)“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；“歐姆零點(diǎn)”在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕．(3)歐姆表刻度不均勻的原因當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0(即歐姆調(diào)零)，使靈敏電流計(jì)滿偏，Ig＝eq\f(E,Rg＋R0＋r)，此時(shí)中值電阻R中＝Rg＋R0＋r，當(dāng)兩表筆接入電阻Rx時(shí)，I＝eq\f(E,Rg＋R0＋r＋Rx)，電阻Rx與電路中的電流相對(duì)應(yīng)，但不是線性關(guān)系，故歐姆表刻度不均勻．3．電表的“三用”如果知道電表的內(nèi)阻，電流表、電壓表就既可以測電流，也可以測電壓，還可以作為定值電阻來用，即“一表三用”。[例1]如圖所示為電壓表和電流表的刻度盤示意圖，指針位置分別如圖甲、乙所示．（1）若使用的是0～3V量程的電壓表，讀數(shù)為________V．若使用的是0～15V量程的電壓表，讀數(shù)為________V。（2）若使用的是0～0.6A量程的電流表，讀數(shù)為______A．若使用的是0～3A量程的電流表，讀數(shù)為________A。（3）如圖丙所示，電阻箱的讀數(shù)為________?！敬鸢浮?1)1.68(1.67～1.69均正確)8.4(8.3亦可)(2)0.462.30(3)530.0Ω考向2以測電阻為核心的實(shí)驗(yàn)1．測量電阻類實(shí)驗(yàn)的基本思路電阻測量首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材的不同而靈活選用“伏安法”(又分為內(nèi)接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等測量電路。從供電方式上又可分為限流電路和分壓電路。2．定值電阻的作用在高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，常以定值電阻的合理使用為背景來命題。求解這類問題的關(guān)鍵是必須弄清定值電阻在設(shè)計(jì)電路中的主要作用，一般來說，定值電阻有三種作用：[例2]某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，可以同時(shí)測量電壓表V的內(nèi)阻和電流表G的內(nèi)阻。可供選用的儀器有：

A．內(nèi)阻約3kΩ的待測電壓表V，量程B．內(nèi)阻約500Ω的待測電流表G，量程C．定值電阻R（阻值已知）D．電阻箱E.滑動(dòng)變阻器（）F.滑動(dòng)變阻器（）G.電源電動(dòng)勢，內(nèi)阻忽略不計(jì)H.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）為了準(zhǔn)確測量電壓，電流表的內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（選填“”或“”）。（2）實(shí)驗(yàn)中電阻箱的示數(shù)如圖乙所示，則。（3）閉合S1前，將滑動(dòng)變阻器的滑片Р調(diào)到（選填“a”或“b”）處。（4）將單刀雙擲開關(guān)撥到1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得V和G有明顯的讀數(shù)，分別為、；再將單刀雙擲開關(guān)撥到2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變陽阻器，使得V和G有明顯的讀數(shù)，分別為、，則電壓表V的內(nèi)阻，電流表G的內(nèi)阻。（均選用、、、，R和R0表示）【答案】2500.0a【詳解】（1）[1]由于滑動(dòng)變阻器采用了分壓式接法，滑動(dòng)變阻器的總阻值應(yīng)當(dāng)選擇小一些的，則滑動(dòng)變阻器選擇最大阻值為50Ω，即選擇R2。（2）[2]根據(jù)題圖乙所示可以知道該電阻箱可以精確到0.1Ω，則讀數(shù)為R0=2500.0Ω（3）[3]為了確保電路的安全，閉合S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最左端即a處。（4）[4][5]將單刀雙擲開關(guān)撥到1時(shí)，有將里刀雙擲開關(guān)撥到2，有聯(lián)立解得；考向3電表的改裝類型電路圖原理把電流表改裝為電壓表U＝Ig（Rg＋R）擴(kuò)大電流表量程I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)把電流表改裝為歐姆表R內(nèi)＝R中＝eq\f(E,Ig)Rx＝eq\f(E,I)－R內(nèi)[例3]在“把電流表改裝為電壓表”的實(shí)驗(yàn)中，測電流表G的內(nèi)阻時(shí)備有下列器材：A．待測電流表（量程1mA，內(nèi)阻約幾十歐）B．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0~100Ω）C．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0~20kΩ）D．電阻箱（0~999Ω）E.電阻箱（0~9999Ω）F.電源（電動(dòng)勢15V，有內(nèi)阻）G.開關(guān)，導(dǎo)線

（1）若采用如圖所示電路測定電流表G的內(nèi)阻，并要求有較高的精確度，以上器材中，應(yīng)選用，應(yīng)選用（用器材前的英文字母表示）。（2）實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行的步驟有：A．合上開關(guān)B．合上開關(guān)C．將的阻值調(diào)到最大D．調(diào)節(jié)的阻值，使電流表指針滿偏E.調(diào)節(jié)的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處F.記下的阻值并斷開G.按上圖所示連接好實(shí)驗(yàn)電路以上步驟，合理的順序是G、C、、E、F（用步驟前的英文字母表示）。（3）若在步驟F中讀得的阻值是，則電流表內(nèi)阻，若要將該電流表改裝成量程是6V的電壓表，則表的刻度盤上原0.4mA處應(yīng)改寫成V，因使用半偏法測量表頭內(nèi)阻存在的系統(tǒng)誤差，而使得改裝后的電壓表測量值比真實(shí)值。（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）【答案】CDA、D、B402.4偏小【詳解】（1）[1]當(dāng)待測電流表滿偏時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得可知滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用C；[2]由于待測電流表阻值約幾十歐，則電阻箱應(yīng)選用阻值較小的D。（2）[3]實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行的步驟順序應(yīng)為：按上圖所示連接好實(shí)驗(yàn)電路，將的阻值調(diào)到最大；合上開關(guān)，調(diào)節(jié)的阻值，使電流表指針滿偏；合上開關(guān)，調(diào)節(jié)的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處，記下的阻值并斷開；故合理的順序是G、C、A、D、B、E、F。（3）[4]若在步驟F中讀得的阻值是，則電流表內(nèi)阻為[5]若要將該電流表改裝成量程是6V的電壓表，應(yīng)與電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，則有解得則表的刻度盤上原0.4mA處對(duì)應(yīng)的電壓為[6]使用半偏法測量表頭內(nèi)阻，當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度一半處時(shí)，電路總電流大于電流表滿偏電流，則通過電阻箱的電流大于滿偏電流的一半，則有可得可知表頭內(nèi)阻的測量值偏小，根據(jù)可知因使用半偏法測量表頭內(nèi)阻存在的系統(tǒng)誤差，而使得改裝后的電壓表測量值比真實(shí)值偏小。1．測繪小燈泡的伏安特性曲線、探究導(dǎo)體電阻與其影響因素、測定小燈泡的電功率，都要用到伏安法，需用電壓表測量元件的電壓，用電流表測量電流．2．電流表內(nèi)接法與外接法的比較電流表內(nèi)接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋I(xiàn)V電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx測量值大于真實(shí)值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx測量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx3.滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法(1)兩種接法的比較限流式接法分壓式接法兩種接法的電路圖負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E(2)滑動(dòng)變阻器兩種接法的選擇①“以小控大用分壓，相差無幾用限流”a．當(dāng)采用分壓式接法時(shí)，一般應(yīng)選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動(dòng)變阻器．b．當(dāng)采用限流式接法時(shí)，一般應(yīng)選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動(dòng)變阻器．②必須采用分壓式接法的三種情況：(ⅰ)要求電壓從零開始變化；(ⅱ)滑動(dòng)變阻器阻值太小，不能起到限流的作用；(ⅲ)限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù)．4．等效替代法(1)電流等效替代(如圖)(2)電壓等效替代(如圖)1．某同學(xué)在做“用多用電表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中：(1)測量某電阻時(shí)，用“×10Ω”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏角過大，他應(yīng)該換用“________”(填“×1Ω”或“×100Ω”)擋，換擋后，在測量前要先進(jìn)行________．(2)某次使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中，多用電表指針的位置如圖所示，①如果使用的是直流“2.5V”的電壓擋，則讀數(shù)為______V；②如果使用的是“×100Ω”的電阻擋，則讀數(shù)為________Ω；③如果使用的是直流“10mA”的電流擋，則讀數(shù)為____mA.【答案】(1)×1Ω歐姆調(diào)零(2)①0.80②3.0×103③3.22． 3．某興趣小組設(shè)計(jì)了測量鹽水電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：電源（電動(dòng)勢恒定，內(nèi)阻可忽略）；毫安表mA（量程，內(nèi)阻可忽略）；電阻（阻值）、（阻值）、（阻值）和（阻值）；開關(guān)和；裝有耐腐蝕電極板和溫度計(jì)的有機(jī)玻璃樣品池；導(dǎo)線若干。請完成下列實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。（1）電路連接圖（a）為實(shí)驗(yàn)原理圖．在圖（b）的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，只有一端的導(dǎo)線還未連接，該導(dǎo)線應(yīng)接到的（填“左”或“右”）端接線柱

（2）鹽水電導(dǎo)率和溫度的測量①測量并記錄樣品池內(nèi)壁的長寬高．在樣品池中注滿待測鹽水②閉合開關(guān)，開關(guān)，毫安表的示數(shù)為，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過樣品池的電流為③開關(guān)，毫安表的示數(shù)為，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過樣品池的電流為④斷開開關(guān)，測量并記錄鹽水的溫度（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算得到樣品池兩電極板間待測鹽水的電阻為，進(jìn)而可求得該溫度時(shí)待測鹽水的電導(dǎo)率?！敬鸢浮坑?/p>