(完整)■■高中物理測量電阻的方法大總結(jié)要點,推薦文檔

1、高中物理測量電阻的方法大總結(jié)太原市第十二中學(xué) 姚維明電阻的測量是恒定電路問題中的重點，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點。這就要求學(xué)生能夠熟練掌握恒定電路的基本知識,并能夠靈活運用電阻測量的六種方法，從而提高學(xué)生的綜合分析問題、解決問題的能力。一歐姆表測電阻1、歐姆表的結(jié)構(gòu)、原理它的結(jié)構(gòu)如圖 1,由三個部件組成：g 是內(nèi)阻為 rg、滿偏電流為 ig 的電流計。r 是可變電阻，也稱調(diào)零電阻，電池的電動勢為 e，內(nèi)阻為 r。歐姆檔測電阻的原理是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的。當(dāng)紅、黑表筆接上待測電阻 rx 時，由閉合電路歐姆定律可知：i = e/（r+rg+rx+r）= e/（r 內(nèi)+rx）由電流的表達(dá)式可知：通過

2、電流計的電流雖然不與待測電阻成正比，但存在一一對應(yīng)的關(guān)系，即測出相應(yīng)的電流，就可算出相應(yīng)的電阻，這就是歐圖 1姆表測電阻的基本原理。2使用注意事項：（1） 歐姆表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，待測電阻阻值越小，所以它的刻度與電流表、電壓表刻度正好相反，即左大右??；電流表、電壓表刻度是均勻的，而歐姆表的刻度是不均勻的，左密右稀，這是因為電流和電阻之間并不是正比也不是反比的關(guān)系。（2） 多用表上的紅黑接線柱，表示、兩極。黑表筆接電池的正極，紅表筆接電池的負(fù)極，電流總是從紅筆流入，黑筆流出。（3） 測量電阻時，每一次換檔都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零（4） 測量時，應(yīng)使指針盡可能在滿刻度的中央附近。（一般在中值刻度的 1/3

3、 區(qū)域）（5） 測量時，被測電阻應(yīng)和電源、其它的元件斷開。（6） 測量時，不能用雙手同時接觸表筆，因為人體是一個電阻，使用完畢，將選擇開關(guān)撥離歐姆檔，一般旋至交流電壓的最高檔或 off 檔。二伏安法測電阻1. 原理：根據(jù)部分電路歐姆定律。2. 控制電路的選擇控制電路有兩種：一種是限流電路（如圖 2）；另一種是分壓電路。（如圖 3）（1） 限流電路是將電源和可變電阻串聯(lián)，通過改變電阻的阻值，以達(dá)到改變電路的電流，但電流的改變是有一定范圍的。其優(yōu)點是節(jié)省能量；一般在兩種控制電路都可以選擇的時候，優(yōu)先考慮限流電路。（2）分壓電路是將電源和可變電阻的總值串聯(lián)起來，再從可變電阻的兩個接線柱引出導(dǎo)線。如圖

4、 3，其輸出電壓由 ap 之間的電阻決定，這樣其輸出電壓的范圍可以從零開始變化到接近于電源的電動勢。在圖 2下列三種情況下，一定要使用分壓電路： 要求測量數(shù)值從零開始變化或在坐標(biāo)圖中畫出圖線。 滑動變阻器的總值比待測電阻的阻值小得多。 電流表和電壓表的量程比電路中的電壓和電流小。3. 測量電路由于伏特表、安培表存在電阻，所以測量電路有兩種：即電流表內(nèi)接和圖 3電流表外接。3（1） 電流表內(nèi)接和電流表外接的電路圖分別見圖 4、圖 5圖 6圖 4圖 5r = u vi（2） 電流表內(nèi)、外接法的選擇，、已知 rv 、 ra 及待測電阻 rx 的大致阻值時若 rx rvrx，選用內(nèi)接法， rv，選用外

5、接法rarxrarx不知 rv 、 ra 及待測電阻 rx，采用嘗試法，見圖 6，當(dāng)電壓表的一端分別接在 a、b兩點時，如電流表示數(shù)有明顯變化，用內(nèi)接法；電壓表示數(shù)有明顯變化，用外接法。（3） 誤差分析：內(nèi)接時誤差是由于電流表分壓引起的，其測量值偏大，即 r 測 r 真；外接時誤差是由于電壓表分流引起的，其測量值偏小，即 r 測r 真。4. 伏安法測電阻的電路的改進(jìn)如圖 7、圖 8 的兩個測電阻的電路能夠消除電表的內(nèi)阻帶來的誤差，為什么？怎樣測量？00三伏伏法測電阻圖 7圖 8方法 1。u-u 法測電壓表的內(nèi)阻 rv 等效替換法把已知內(nèi)阻的電壓表 rv1 當(dāng)做電流表。電路：如圖 9 所示原理：

6、 r= u 2 ruv 2v 1圖 101圖 9圖 11圖 12方法 2。u-u 法測待測電阻 rx，把已知內(nèi)阻的電壓表 rv2 當(dāng)電流表。電路：如圖 10 所示原理r：= u1 r有系統(tǒng)誤差。uxv 22體驗 1、待測電壓表的內(nèi)阻 rv2rv 2= u 2ru - u012rx= u1 - u 2 ruv 22改進(jìn)：如圖 11 所示結(jié)論：沒有系統(tǒng)誤差體驗 2.待測電阻 rx改進(jìn)：如圖 12 所示方法 3.u-r 法測電阻（等效替換法）如果只用一只電壓表，用圖 3 所示的電路可以測出未知的阻值。具體的作法是先用電壓表測出x 兩端的電壓為x；再用這只電壓表測出定值電阻0 兩端的電壓為0。根據(jù)測得

7、的電壓值x、0 和定值電阻的阻值0，可計算出的值為： rx = u x ru00用這種方法測電阻時一只電壓表要連接兩次。圖 10方法 4.ur 法測電阻：（開關(guān)控制法）如果只用一個電壓表，并且要求只能連接一次電路，用圖 4 所示的電路可以測出未知的阻值。具體的作法是先閉合1，讀出電壓表的示數(shù)為1，再同時閉合1 和2，讀出這時電壓表的示數(shù)為。根據(jù)測得的電壓值1、2 和定值電阻的阻值0。=u1r根據(jù)分壓公式可計算出x 的值： rx四安安法測電阻u - u021方法一：等效法（電流表與定值電阻串聯(lián)當(dāng)做電壓表）如果只用一只電流表，用圖 6 所示的電路可以測出未知的阻值。先后用電流表測出通過0 和的電流

8、分別為0、x，根據(jù)測得的電流值0、x 和定值電阻的阻值 ，根據(jù)分流公式可計算出 的值為 r = i 0 ri0x0x方法二：替代法電路：用圖 7 所示的實驗電路也可以測出未知的阻值。方法：先閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為 i1，再斷開閉合，讀出這時電流表的示數(shù)為 i2。根據(jù)測得的電流值 i1、i2 和定值電阻的阻值0。根據(jù)分流公式可計算出的值： rx方法三：開關(guān)控制法= i1 r i 20電路：如果只用一個電流表，并且要求只能連接一次電路，用圖 8 所示的電路也可以測出未知x 的阻值。方法：具體的作法：是先閉合開關(guān) s1，讀出電流表的示數(shù)為 i，再同時閉合 s1、s2， 讀出這時電流表的示數(shù)為

9、i2。根據(jù)測得的電流值 i、i2 和定值電阻的阻值0。計算過程如下：設(shè)電源電壓為，當(dāng)只閉合 s1 時，根據(jù)歐姆定律的變形公式(x+),可得i（x0）；當(dāng)再同時閉合 s1、s2，0 被短路，這時有：i2x。聯(lián)立解方程組得方法四：安阻法如果只用一個電流表，并且要求只能連接一次電路，用圖 9 所示的電路也可以測出未知的阻值。具體的作法：把滑動變阻器的滑片 p 調(diào)至 a 端，讀出電流表的示數(shù)為 ia，再把滑動變阻器的滑片 p 調(diào)至 b 端，讀出這時電流表的示數(shù)為 ib。根據(jù)測得的電流值 ia、ib 和定值電阻的阻值ab。同樣可計算出的值：以上方法，需要測量兩次電流，所以也叫“安安法”；根據(jù)所給器材有電

10、流表和一個已知阻值的電阻0，所以又叫“安阻法”?？傊?，用伏安法測電阻的基本原理是測定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流。在缺少器材（電流表或電壓表）的情況下，我們可用間接的方法得到電壓值或電流值，仍然可以測量電阻的阻值。因此，在進(jìn)行實驗復(fù)習(xí)時要特別重視原理的理解，這是實驗設(shè)計的基礎(chǔ)。ab五橋式電路測電阻1. 原理：如圖 9 的電路稱為橋式電路，一般情況下，電流計中有電流通過，但滿足一定的條件時，電流計中會沒有電流通過，此時，稱為電橋平衡。處于電橋平衡時，圖中 a、b 兩點電勢相等，因此電路結(jié)構(gòu)可以看成： r1r2 和 r3r4 分別串聯(lián)，然后并聯(lián)；或 r1r3 和 r2r4 分別并聯(lián)，然后再串聯(lián)。

11、2. 電橋平衡的條件：r1r4=r2r3（自己推導(dǎo)）3. 測量方法圖 9如圖 10，連接電路，取 r1、r2 為定值電阻，r3 為可變電阻箱（能夠直接讀出數(shù)值），rx 為待測電阻。調(diào)節(jié) r3，使電流計中的讀數(shù)為零，應(yīng)用平衡條件，求出 rx。六半偏法測電阻1. 半偏法測電流表內(nèi)阻 圖 10g。s2r0 。s1r（1） 測量方法：電流表半偏法測電阻的電路圖如圖 11，r 為滑動變阻器，r0 為電阻箱，g 為待測電流表內(nèi)阻。實驗時，先合上 s1，斷開s2，調(diào)節(jié) r 使電流計的指針滿偏；再合上 s2，調(diào)節(jié) r0 使電流計的讀數(shù)為4圖 11滿刻度的一半，這時，電阻箱的數(shù)值即為電流計的內(nèi)阻。（注意：實驗前

12、，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；調(diào)節(jié) r0 時，r 不動）e（2） 測量原理：s2 打開時，設(shè)電流表滿偏電流 ig=，r + r + rg因為 rrg，rr，所以 ige/r，當(dāng) s2 閉合時，r0 和 rg 并聯(lián)，并聯(lián)后總阻值 r 并rgr，故 s2 閉合后，電路中總電流幾乎不變，即 ige/r，調(diào)節(jié) r0 使電流表半偏為 ig/2，所以流過 r0 的電流也為 ig/2，所以 r0=rg（3） 器材選擇：從上述原理可知，s2 打開與閉合，近似認(rèn)為干路中電流不變，前提是 rrg。故實驗器材選擇應(yīng)滿足電源電動勢盡可能大，r 盡可能大。（4） 誤差分析（略） v。s2r0pr1e r。s12. 半偏

13、法測電壓表的內(nèi)阻電路如圖 12：實驗時，將 r1 的滑動片 p 放在左邊，合上 s1 和s2，調(diào)節(jié) r1，使電壓表的讀數(shù)滿偏；保持 r1 不變，斷開 s2，調(diào)節(jié)r0，使電壓表的讀數(shù)為滿刻度的一半。則 rv = r0。請同學(xué)們自己分析其實驗原理、器材選擇與誤差分析。七等效替代法測電阻1. 等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流（或電壓）和通過電阻箱的電流（或電壓）相等。電路如圖 13，將單刀雙擲開關(guān)調(diào)到 a，閉合 s1 調(diào)節(jié) r，使安培表讀數(shù)為 i0，保持圖 12r 不動，將單刀雙擲開關(guān)打到 b，調(diào)節(jié) r0 使安培表讀數(shù)仍為 i0，則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的數(shù)值。2. 測量原理：圖

14、 14 是用伏特表完成的實驗，同學(xué)們自己分析測量原理。3. 注意：主要元件為電阻箱和單刀雙擲開關(guān)。虛線框內(nèi)可用分壓控制電路。s1s2圖圖 14圖 15八公式計算法測電阻公式計算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點和全電路的知識進(jìn)行分析，并求出待測電阻的數(shù)值。圖 15 是測量電阻 rx 的電路， rx 為待測電阻，r 為保護電阻，其阻值未知，r1 為已知的定值電阻，電源電動勢為 e 未知，s1、s2 均為單刀雙擲開關(guān)，a 為電流表，其內(nèi)阻不計。（1）測量 rx 的步驟為：s2 向 d 閉合，s1 向a閉合，記下電流表的讀數(shù) i1，i再將 s 向 c 閉合，s 向 b閉合，記下電流表讀數(shù) i 。（2）計算

15、 rx 的公式為 rx= 2i r21211分析解答：當(dāng) s2 接 d,s1 接 a 時，rx 的電壓 ux=i1rx當(dāng) s2 接 c,s1 接 b 時，r1 上的電壓 u1=i2r2在不改變電阻 r 的情況下，ux=u1所以 i rx=i r ， r= i 2 ri12 1x11以上電阻測量的六種方法，同學(xué)們在平時解題時可視具體情況靈活選用。13三、典型例題例 1.一個阻值看不清的電阻器 rx，要測出它的電阻值。（1） 小明按圖 12 的電路圖連接好電路，檢查無誤后閉合開關(guān) s，觀察到電壓表的示數(shù)為 1.6v，電流表的示數(shù)如圖 13 所示，則通過電阻器 rx 的電流為a，rx 的電阻為 。（

16、2） 圖 14 是小虎做這個實驗連接的實物圖，請你指出其中的三個錯誤或不妥之處。；。分析與解：(1) 在對電壓表、電流表讀數(shù)時，要先看清接線柱找到對應(yīng)的量程，弄清分度值，再根據(jù)指針的位置進(jìn)行讀數(shù)。圖乙中根據(jù)接線柱確定是按 00.6a 量程進(jìn)行讀數(shù)，對應(yīng)的分度值為 0.02a，因此讀數(shù)為 0.2a+0.02a6=0.32a。(2) 電路的錯誤一般都是電流表、電壓表和滑動變阻器連接錯誤。先看電流表，是串聯(lián)連接沒錯，從圖乙看量程也沒錯，但電流是從負(fù)接線柱流進(jìn)，這是不正確的。再看滑動變阻器，接線方法顯然錯誤，這樣接入電路的是它的最大電阻，移動滑片電阻不變。電壓表是并聯(lián)連接，正負(fù)接線柱連接正確，但量程過

17、大，因為電源電壓不超過 3v，選小量程測量結(jié)果要相對準(zhǔn)確些。答案:（1）0.32；5（2） 電流表的正負(fù)接線柱接反了；把滑動變阻器的電阻線兩端接入電路，無法改變電阻大小；電壓表的量程選大了。例 2.理課上老師請同學(xué)們設(shè)計一個測量未知電阻 rx 的實驗，各組同學(xué)都提出了自己的設(shè)計方案，下列是兩組同學(xué)的設(shè)計情況。（1） 甲組同學(xué)決定采用伏安法，請你在虛線方框內(nèi)幫他畫出實驗電路圖。并說明所需測量的物理量：； ；（2） 乙組同學(xué)設(shè)計了不同的方案，經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識，設(shè)計的電路如圖 15， 以下是他們的實驗操作步驟：按電路圖連接好實物電路。（3） 請你用所測物理量寫出兩種方案未知電阻 rx 的數(shù)學(xué)表

18、達(dá)式： 甲組：rx=。乙組：rx=。分析與解：本題同時考查了伏安法測電阻和只用一只電流表測電阻兩種不同的電阻測量方法。在伏安法測電阻的電路圖中，要用一只電壓表和一只電流表分別來測未知電阻的電壓和電流，特別是別忘了串聯(lián)一只滑動變阻器，需要測量的物理量是未知電阻的電流和電壓。只用一只電流表來測電阻，電源電壓未知，如果只測出一次電流值，無法求出未知電阻的阻值，我們可以設(shè)法測出兩次電流值，分流公式解出未知電阻 rx 的阻值。具體做法是：先斷開開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為1；再閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為2，再根據(jù)分流公式求出和電源電壓。答案:（）如圖 16 未知電阻兩端的電壓；通過未知電阻和電流。（）斷開

19、開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為1閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為2（）；10（21）。例 3.測一個阻值未知的電阻x 的阻值提供的器材：電源（電壓不變）、兩個開關(guān)、一個電流表、一個已知阻值為0 的定值電阻和若干條導(dǎo)線。請你想辦法測出x 的阻值，要求只需連接一次電路即可，寫出你設(shè)計的實驗方案。分析與解：本題考查了只用一只電流表測電阻的方法。只用一只電流表來測電阻，電源電壓未知，如果只測出一次電流值，無法求出未知電阻的阻值，我們可以設(shè)法測出兩次電流值，再利用并聯(lián)分流公式解出未知電阻 rx 的阻值；或電源電壓一定，利用局部短路， 列出等式。答案：1電路圖(見圖 17)：2 實驗步驟：(1) 按照電路圖連接好電

20、路0(2) 閉合開關(guān) s1，斷開 s2，記下電流表示數(shù)i (3)閉合開關(guān) s2，斷開 s1，記下電流表示數(shù) i2 (4)整理實驗器材。3 待測電阻x 的表達(dá)式： rx1 電路圖(見圖 18)：= i1 r i 22 實驗步驟：(1)按照電路圖連接好電路(2)只閉合開關(guān) s1，記下電流表示數(shù) i1 (3)開關(guān) s1、s2 都閉合，記下電流表示數(shù) i2 (4)整理實驗器材。3 待測電阻x 的表達(dá)式：例 4. 現(xiàn)在要測定標(biāo)有“3.6v 0.32a”燈泡正常發(fā)光時的燈絲電阻，給你的器材如下： 開關(guān)一只，導(dǎo)線若干，4.5v 和 6v 的電源各一套（電源電壓恒定），量程為 0.6a、3a 的電流表和 3v

21、、15v 的電壓表各一只，“52a”和“101a”的滑動變阻器各一只。測量時電表示數(shù)必須超過所用量程的一半。（1） 應(yīng)選擇電壓為v 的電源；（2） 電流表量程應(yīng)選擇a；（3） 電壓表量程應(yīng)選擇v；（4） 滑動變阻器的規(guī)格應(yīng)選擇；（5） 畫出符合本實驗要求的電路圖。分析與解：本題是一道運用伏安法測電阻的設(shè)計性實驗題，主要考查伏安法測電阻的原理、串并聯(lián)電路特點、實驗設(shè)計和實驗器材選擇。題中要求“測量時電表示數(shù)必須超過所用量程的一半”，為達(dá)到這一要求，必須選擇電壓為 6v 的電源（請同學(xué)們想一想，這是為什么？）。由于小燈泡正常發(fā)光時的電流為 0.32a，要滿足題中的要求，電流表必須選擇量程為“0.6

22、a”的，電壓表必須選擇量程為“3v”的。據(jù)歐姆定律可估算出小燈泡的燈絲電阻 r 燈，。將滑動變阻器串聯(lián)在電路中起分壓作用，其阻值設(shè)為 r，據(jù)歐姆定律有代入上式解得 rx=7.5。所以滑動變阻器應(yīng)選“10、1a”的。由于所選電壓表的量程小于小燈泡正常發(fā)光時的額定電壓，因此應(yīng)將電壓表并接在滑動變阻器的兩端，這樣小燈泡兩端的電壓等于 6v 減去電壓表的示數(shù)。答案：（1）6；（2）0.6；（3）3；（4）“10 、1a”；（5）如圖 19。典型案例：1. 一只小燈泡，標(biāo)有“3v1.5w”字樣現(xiàn)要描繪小燈泡 03v 的伏安特性曲線實驗器材有：a. 最大阻值為 10 的滑動變阻器b. 電動勢為 6 v、內(nèi)

23、阻約為 1.0 的電源c. 量程為 0.6 a、內(nèi)阻約為 1.0 的電流表 a1d. 量程為 3 a、內(nèi)阻約為 0.1 的電流表 a2e. 量程為 3 v、內(nèi)阻約為 6 k 的電壓表 v1f. 量程為 15 v、內(nèi)阻約為 10 k 的電壓表 v2 g開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用；電流表應(yīng)選用(將選項代號的字母填在橫線上) (2)在該實驗中，設(shè)計了如圖所示的四個電路。為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是 (將選項代號的字母填在橫線上)(3)以下是該實驗的操作步驟： a將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、開關(guān)正確連接成電路b. 調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭的位置，保證閉合開關(guān)前使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的阻值

24、最大c. 閉合開關(guān)，記下電流表、電壓表的一組示數(shù)(u，i)，移動變阻器的滑動觸頭，每移動一次記下一組(u，i)值，共測出 12 組數(shù)據(jù)d. 按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用直線段連接起來，得出小燈泡的伏安特性曲線指出以上步驟中存在錯誤或不妥之處并修改： 答案(1)ec(2)c(3)步驟 b 不妥，應(yīng)為：閉合開關(guān)前應(yīng)使變阻器與小燈泡并聯(lián)部分的電阻為零(或 b步驟中，應(yīng)使滑動變阻器的電阻最小)步驟 d 有錯，應(yīng)為：按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點并將各點用一條平滑的曲線連起來解析略。2. 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下： 小燈泡 l，“3.8 v0.3 a”電壓表 v

25、，量程 05 v，內(nèi)阻 5 k電流表 a1，量程 0100 ma，內(nèi)阻 4 電流表 a2，量程 0500 ma，內(nèi)阻 0.4 滑動變阻器 r1，最大阻值 10 ，額定電流 1.0 a滑動變阻器 r2，最大阻值 5 ，額定電流 0.5 a直流電源 e，電動勢約為 6 v，內(nèi)阻約為 0.5 導(dǎo)線、電鍵等(1) 在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選；電流表應(yīng)選 (填元件的物理符號)(2) 在虛線框內(nèi)畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號(3) 某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在 iu 坐標(biāo)系中，描繪出如上圖所示的小燈泡的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下圖中正確的是(圖中 p 為小燈

26、泡的功率)()答案(1)r1a2(2)電路圖如圖所示(3)bd解析(1)本題變壓器采用分壓接法，通常應(yīng)當(dāng)選用最大阻值小的滑動變阻器，但本題中如果選用 r2，則電路中的電流會超過 r2 允許通過的最大電流，故滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選擇 r1.電流表 a1 的量程太小，故電流表應(yīng)當(dāng)選擇 a2.(2) 電路如圖所示，由于電壓要從 0 開始測量，滑動變阻器用分壓接法；因為燈泡的內(nèi)阻比較小，電流表用外接法(3) 隨著通過小燈泡電壓電流的增大，小燈泡消耗的功率增大，小燈泡的電阻也增大，u2由 p r 知 b 圖正確，由 pi2r 知 d 圖正確3. 用伏安法測電阻，可采用下圖所示的甲、乙兩種接法如所用電壓表內(nèi)阻為

27、 5000，電流表內(nèi)阻為 0.5 .(1) 當(dāng)測量 100 左右的電阻時，宜采用 電路(2) 現(xiàn)采用乙電路測量某電阻的阻值時，兩電表的讀數(shù)分別為 10 v、0.5 a，則此電阻的測量值為，真實值為.答案(1)甲 (2)2020.08rv5 000rx100解析(1) rx 100 50，ra 0.5 200，與 rxrv 和 rxra 兩個條件相比，顯然待測電阻更符合 rxra，這說明因電流表的分壓造成的誤差要比因電壓表的分流造成的誤差小，所以選甲圖u測10u測10 (2)r 測 i測0.5 20 電壓表中的電流 iv rv 5 000 a0.002 au真10rx 中電流 iri 測iv(0

28、.50.002)a0.498 a 所以 r 真 ir 0.498 20.08 .4. 某電壓表的內(nèi)阻在 20 k50 k 之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可供選用的器材：待測電壓表 v(量程 3 v)、電流表 a1(量程 200 a)、電流表a2(量程 5 ma)、電流表 a3(量程 0.6 a)、滑動變阻器 r(最大值 1 k)、電源 e(電動勢 4 v)，開關(guān) s.(1) 所提供的電流表中，應(yīng)選用(2) 為了減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的電路圖答案(1)a1(2)如右圖。解析(1)電壓表的讀數(shù)即為其內(nèi)阻上的電壓 u，若將它與電流表串聯(lián)，測出流過它(即流過其內(nèi)阻)的電流 i

29、，即可轉(zhuǎn)化為由“伏安法”測出其內(nèi)阻 rvu/i，取電壓表內(nèi)阻的最小可能值 20 k，并結(jié)合電壓表的量程 3 v，可求得流過電流表的最大電流 im3/(20103) a1.5104 a0.15 ma150 a.為使與電壓表串聯(lián)的電流表能大角度偏轉(zhuǎn)(這樣讀數(shù)誤u差小)，而其又不被損壞，故選 a1，根據(jù)電流表、電壓表示數(shù)，可求得電壓表內(nèi)阻 rv i . (2)實驗要求測多組數(shù)據(jù)，因此實驗電路中滑動變阻器應(yīng)接成分壓式，電路圖如上圖。5.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如右圖所示，用米尺測出金屬絲的長度 l，金屬絲的電阻大約為 5 ，先用伏安法測出金屬絲的電阻 rx

30、，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率(1) 從圖中讀出金屬絲的直徑為mm.(2) 為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材： a電壓表 03 v，內(nèi)阻 10 kb電壓表 015 v，內(nèi)阻 50 k c電流表 00.6 a，內(nèi)阻 0.05 d電流表 03 a，內(nèi)阻 0.01 e滑動變阻器，010 f滑動變阻器，0100 要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選， 電流表應(yīng)選，滑動變阻器應(yīng)選(填序號)實驗中實物接線如下圖所示 ，請指出該同學(xué)實物接線中的兩處明顯錯誤 錯誤 1.錯誤 2.答案(1)0.679 mm(0.6770.681 mm 均可)(2)ace錯誤 1：導(dǎo)線連接在滑動變阻器的

31、滑片上錯誤 2：采用了電流表內(nèi)接法解析(1)金屬絲的直徑為 d0.5 mm17.90.01 mm0.679 mm.(2)電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)大時測量誤差小，所以電壓表選 a.電流表選 c，滑動變阻器限流式控制電路時，其阻值為待測電阻的 25 倍為好，所以選 e.本題難度中等6.(1)某學(xué)習(xí)小組為測量一銅芯電線的電阻率，他們截取了一段電線，用米尺測出其長度為 l，用螺旋測微器測得其直徑為 d，用多用電表測得其電阻值約為 2 ，為提高測量的精度，該小組的人員從下列器材中挑選了一些元件，設(shè)計了一個電路，重新測量這段導(dǎo)線 (用 rx 表示)的電阻a. 電源 e(電動勢為 3.0 v，內(nèi)阻不計)b.

32、電壓表 v1(量程為 03.0 v，內(nèi)阻約為 2 k)c. 電壓表 v2(量程為 015.0 v，內(nèi)阻約為 6 k)d. 電流表 a1(量程為 00.6 a，內(nèi)阻約為 1 )e. 電流表 a2(量程為 03.0 a，內(nèi)阻約為 0.1 )f. 滑動變阻器 r1(最大阻值為 10 ，額定電流 2.0 a)g. 滑動變阻器 r2(最大阻值為 1 k，額定電流 1.0 a)h. 定值電阻 r0(阻值為 3 )i. 開關(guān) s 一個，導(dǎo)線若干如右圖是該實驗小組用螺旋測微器對銅芯線直徑的某次測量，其讀數(shù)是mm.為提高實驗的精確度，請你為該實驗小組設(shè)計電路圖實驗時電壓表選，電流表選 滑動變阻器選(只填代號)某

33、次測量時，電壓表示數(shù)為 u，電流表示數(shù)為 i，則該銅芯線材料的電阻率的表達(dá)式為：.(2)理想變壓器是指在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵芯不損耗能量、磁場被束縛在鐵芯內(nèi)不外漏的變壓器現(xiàn)某個理想變壓器有一個原線圈(匝數(shù)為 n1)和兩個副線圈(匝數(shù)分別為 n2、n3)甲、乙、丙同學(xué)想探究這個理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系甲同學(xué)的猜想是 u1u2u3n1n2n3；乙同學(xué)的猜想是u1u2u3n3n2n1；丙同學(xué)的猜想是 u1n1u2n2u3n3；你認(rèn)為猜想合理的同學(xué)是 ，你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是 .為了驗證理論推導(dǎo)的正確性，可以通過實驗來探究為保證實驗安全、有效地進(jìn)行， 應(yīng)選用、

34、電源答案(1)0.700電路圖如圖所示(測量電路必須用電流表d2u外接法，滑動變阻器采用分壓接法亦可)bdf 4li(2)甲 法拉第電磁感應(yīng)定律低壓(一般低于 12 v) 交流解析(1)螺旋測微器讀數(shù)時要注意固定刻度上 0.5 刻度是否已露出，對可動尺讀數(shù)時要注意估讀到小數(shù)點后第三位，單位為 mm.比較電壓表內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻和待測電阻的大小關(guān)系，可得測量電路必須用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓接法和限流接法均可電源的電動勢為 3.0 v，考慮到電壓表的量程和精確度兩個因e3素，電壓表應(yīng)先 v1；干路中電流的最大值 imaxrr023 a0.6 a，電流表應(yīng)選 a1；uld考慮到實驗的準(zhǔn)確性，

35、滑動變阻器應(yīng)選 r1.由 r i 、r s和 s (2 2)聯(lián)立解得該銅芯d2u線材料的電阻率的表達(dá)式為： 4li .(2)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 en t 得 u1u2u3n1n2n3；所以甲同學(xué)的猜想正確為保證實驗安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)選用低壓、交流電源7. 利用圖所示電路測量一量程為 300 mv 的電壓表的內(nèi)阻 rv，rv 約為 300 .某同學(xué)的實驗步驟如下：按電路圖正確連接好電路，把滑動變阻器 r 的滑片 p 滑到a 端，閉合開關(guān) s2，并將電阻箱 r0 的阻值調(diào)到較大；閉合開關(guān) s1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電壓表的指針指到滿偏刻度；保持開關(guān) s1 閉合和滑動變阻器滑片 p 的位

36、置不變，斷開開關(guān) s2，調(diào)整電阻箱 r0 的阻值大小，使電壓表的指針指到滿偏刻度的一半；讀出此時電阻箱 r0 的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻 rv.實驗室所提供的器材除待測電壓表、電阻箱(最大阻值 999.9)、電池(電動勢約 1.5 v，內(nèi)阻可忽略不計)、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實驗器材：a. 滑動變阻器(最大阻值 150 )；b. 滑動變阻器(最大阻值 50 )根據(jù)以上設(shè)計的實驗方法，回答下列問題：(1) 為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器 r 應(yīng)選用 (填序號)(2) 對于上述測量方法，從實驗原理分析可知，在測量無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值 r 測(

37、填“大于”、“小于”或“等于”)真實值 rv；且在其他條件不變的情況下，若 r 越大，其測量值 r 測的誤差就越(填“大”或“小”)答案(1)b(2)大于 大解析(1)為使斷開開關(guān) s2 后調(diào)節(jié) r0 時，ap 兩點的電壓幾乎不變，r0rv 比 rap 大得越多，實驗誤差越小，因此，變阻器 r 應(yīng)選最大阻值小些的較好，故滑動變阻器 r 選 b.umum(2)因 r0 的串聯(lián)，使 uap 電壓增大，因此，當(dāng)電壓表示數(shù)為 2 時，r0 上的分壓大于 2 ， 故 r0rv.實際測出的電壓表內(nèi)阻值 r 測r0rv，且 r 越大，測量值 r 測的誤差越大8. 有一個標(biāo)有“12 v,24 w”的燈泡，為了

38、測定它在不同電壓下的實際功率和額定電壓下的功率，需測定燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：a.直流電源 15 v(內(nèi)阻可不計)b.直流電流表 00.6 a3 a(內(nèi)阻 0.5 、0.1 )c. 直流電流表 0300 ma(內(nèi)阻約 5 )d. 直流電壓表 03 v15 v(內(nèi)阻約 3 k、15 k)e. 直流電壓表 025 v(內(nèi)阻約 200 k)f.滑動變阻器 10、5 ag.滑動變阻器 1 k、3 a(1) 實驗臺上已放置開關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡，為了完成實驗，需要從上述器材中再選用 (用序號字母表示).(2) 在下面的虛線框內(nèi)畫出最合理的實驗原理圖.(3) 若測得燈絲電阻 r 隨燈泡

39、兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖所示，由這條曲線可得出： 正常發(fā)光條件下，燈絲消耗的電功率是.(4) 如果燈絲電阻與(t273)的大小成正比，其中 t 為燈絲攝氏溫度值，室溫 t27， 則正常發(fā)光時燈絲的溫度是.答案(1)abdf(2)見解析圖 (3)23.2 w(4)1587解析(1)由燈泡的額定電壓為 12 v、額定電流為 0.5 a 可知，電壓表應(yīng)選用 d，電流表應(yīng)選 b，實驗采用分壓式電路，滑動變阻器應(yīng)選阻值小些的，故選 f.電源 a 是必選的rv r 燈(2) 因r燈 ra ，故應(yīng)采用外接法滑動變阻器應(yīng)用分壓式連接，如圖所示u2(3) 由圖可知，u12 v 時，r6.2 ，故燈絲正常發(fā)光時

40、的功率為 p r 23.2 w.1(4)設(shè) rk(t273)由 t27，r01.0 ，k300 /k.由 r6.2 得：t1587. 9.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，待測金屬導(dǎo)線的電阻 rx 約為 5 .實驗室備有下列實驗器材：a. 電壓表 v1(量程 3 v，內(nèi)阻約為 15 k)b. 電壓表 v2(量程 15 v，內(nèi)阻約為 75 k)c. 電流表 a1(量程 3 a，內(nèi)阻約為 0.2 )d. 電流表 a2(量程 600 ma，內(nèi)阻約為 1 )e變阻器 r1(0100 ，0.6 a)f變阻器 r2(02000 ，0.1 a)g電池 e(電動勢為 3 v，內(nèi)阻約為 0.3 )h開關(guān) s，導(dǎo)線

41、若干(1)為提高實驗精確度，減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有 (2)為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖中(填“(a)”或“(b)”)為該實驗的電路圖，并按所選擇的電路圖把實物圖用導(dǎo)線連接起來(3)若用刻度尺測得金屬絲長度為 60.00cm，用螺旋測微器測得導(dǎo)線的直徑為 0.635 mm，兩電表的示數(shù)分別如圖所示，則電阻值為，電阻率為13答案(1)adegh(2)(b)實物連接如圖所示(3)2.401.27106 m解析：(1)由電池 e 決定了電壓表選 v1，結(jié)合 rx 粗略計算電流在 600ma 內(nèi)，故選a2，由 rx 確定變阻器選 r1.(2)因 a1 的內(nèi)阻不能滿足遠(yuǎn)小于 rx，故選圖(b)u1.

42、20(3)rx i 0.50 2.40 lrs2.40 (f(0.635,2)2 106由 r s得 l m1.27106 m60 10210.為了測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材：待測干電池 e(電動勢約 1.5 v，內(nèi)阻約 1.0 )電流表 g(滿偏電流 3.0 ma，內(nèi)阻 10 )安培表 a(量程 00.60 a，內(nèi)阻 0.10 )滑動變阻器 r1(020 ，2 a)滑動變阻器 r2(01000 ，1 a)定值電阻 r3990 開關(guān)和導(dǎo)線若干(1) 為了能盡量準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，也為了操作方便，實驗中應(yīng)選用的滑動變阻器是 (填儀器代號)；(2) 請在圖甲所示的方框中畫出實驗電

43、路原理圖，并注明器材的字母代號；(3) 圖實乙所示為某同學(xué)根據(jù)正確的電路圖作出的 i1i2 圖線(i1 為電流表 g 的示數(shù)，i2為安培表 a 的示數(shù))，由該圖線可求出被測干電池的電動勢 ev， 內(nèi)電阻 r.答案(1)或 r1(2)見解析圖(3)1.450.010.900.01解析(1)為減小本實驗的誤差，提高實驗精度，實驗電流應(yīng)適當(dāng)增大，所選用的滑動變阻器的電阻要適當(dāng)小，故滑動變阻器應(yīng)選(或 r1).(2) 測量干路電流用的電流表應(yīng)選安培表 a；而將電流表g(滿偏電流 3.0 ma，內(nèi)阻 10 )與定值電阻 r3990 串聯(lián)組合起來使用代替電壓表來測量路端電壓.實驗電路如圖所示.(3) 根據(jù)

44、 i1i2 圖線可求出被測干電池的電動勢： e1.45 ma(99010) 1.45 v，內(nèi)電阻：r0.45 v/0.5 a0.90 .11（8 分）有一捆粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料樣品，長為 l，電阻約為 10，為測定這種材料的電阻率 ，現(xiàn)提供以下實驗器材：a電鍵一只，導(dǎo)線若干b螺旋測微器c. 電壓表 v1（量程為 3v，內(nèi)阻的準(zhǔn)確值 r1 為 3000）d. 電壓表 v2（量程為 9v，內(nèi)阻 r2 大約為 6000）e. 滑動變阻器 r1（010，額定電流 3a）f. 直流電源 e（電源電動勢為 12v，內(nèi)阻約為 2）為了盡可能精確地測量該樣品的電阻率 ，回答下列問題：（1） 用螺旋測微器測得該樣

45、品的直徑如圖所示，其直徑 d=mm。（2） 在方框中畫出測量電阻的實驗電路圖，并標(biāo)明所選儀器的符號。14（3） 測量電阻的實驗中需要直接測量的物理量是 （填物理量的符號），用已知物理量和所測得物理量的符號表示樣品的電阻 rx=。rxv1v2re，rs 45040 35 30答案.3.8502 分如右圖所示 2 分u1、u22 分5101520rx = u 2 - u1 r1u112.（9 分）實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測量實際電流表 g1 內(nèi)阻 r1 的電路如圖 1 所示。供選擇的儀器如下：待測電流表 g1(05 ma，內(nèi)阻約 300 )；電流表 g2(010 ma，內(nèi)阻約 100 )；定值電阻 r1(300 )；定值電阻 r2(10 )；滑動變阻器 r3(01 000 )；滑動變阻器 r4(020 )；干電池(1.5 v)；開關(guān) s 及