2021高考物理二輪復(fù)習(xí)第一篇專題十二考向2伏安法測電阻學(xué)案

1、考向2伏安法測電阻 (2020全國卷)某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1 k,電流表內(nèi)阻為0.5 ,該同學(xué)采用兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的o、p兩點之間,另一種是跨接在o、q兩點之間。測量得到如圖(b)所示的兩條u-i圖線,其中u與i分別為電壓表和電流表的示數(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)圖(b)中標(biāo)記為的圖線是采用電壓表跨接在_(選填“o、p”或“o、q”)兩點的方案測量得到的。(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷,由圖線_(選填“”或“”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,結(jié)果為_(保留1位小數(shù))。 (3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響,需對(

2、2)中得到的結(jié)果進行修正,修正后待測電阻的阻值為_(保留1位小數(shù))。 (1)審題破題眼:(2)命題陷阱點:不能正確分析電流表內(nèi)接與外界產(chǎn)生的誤差及產(chǎn)生誤差的原因。內(nèi)接測量的電壓偏大導(dǎo)致結(jié)果偏大,外接測量的電流偏大導(dǎo)致測量結(jié)果偏小。 伏安法測電阻的“七訣竅”1.儀表選擇的三個原則:安全性(量程不能太小)、準(zhǔn)確性(量程不能太大)、方便性(滑動變阻器要方便調(diào)節(jié))。2.選擇電流表內(nèi)外接法的口訣:“好表要內(nèi)接”(越接近理想電流表,其分壓的影響越小)或“內(nèi)大大”(大電阻適合電流表的內(nèi)接法,測量值比實際值偏大)。3.選擇滑動變阻器接法的口訣:“以小控大用分壓”(并聯(lián)總電阻主要由小電阻決定,并聯(lián)總電流主要由電

3、阻小的支路決定,故并聯(lián)電路對小電阻的變化更敏感,即小電阻“控制”著大電阻)。4.電表有時可以反常規(guī)使用:已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用,已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表使用。5.定值電阻的常見用途:保護電路、分壓或分流。6.電壓表量程的選擇:比電源電動勢略大或相差不大。7.電流表量程的選擇:和電壓表量程與被測電阻的比值相差不大。 1.(測電阻率)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,被測金屬絲的電阻大約為6 ,先用刻度尺測出金屬絲的長度l以及金屬絲的直徑d,接著用伏安法測出金屬絲兩端的電壓u和通過金屬絲的電流i,計算出它的電阻,再根據(jù)電阻公式計算出該金屬材料的電阻率。在用伏安法測定金屬絲的電阻時,除被測的

4、金屬絲外, 還有如下供選擇的實驗器材:直流電源e:電動勢約為4.5 v,內(nèi)阻很小;電流表a1:量程00.6 a,內(nèi)阻為0.125 ;電流表a2:量程03 a,內(nèi)阻為0.025 ;電壓表v1:量程03 v,內(nèi)阻為3 k;電壓表v2:量程015 v,內(nèi)阻為15 k;滑動變阻器r1:最大阻值10 ,允許通過的最大電流為0.2 a;滑動變阻器r2:最大阻值20 ,允許通過的最大電流為1.0 a;開關(guān),導(dǎo)線若干。要求有較高的測量精度,并能測得多組數(shù)據(jù)。(1)在可供選擇的器材中,應(yīng)該選用的電流表是_,應(yīng)該選用的電壓表是_,應(yīng)該選用的滑動變阻器是_(填器材符號)。(2)根據(jù)所選的器材,在如圖所示虛線框中畫出

5、實驗電路圖。(3)用測得的物理量表示電阻率的表達式為=_(用字母表示)。2.(測電阻)某同學(xué)用圖甲所示電路測量電流表g1的內(nèi)阻r1。供選擇的儀器有:待測電流表g1(05 ma,內(nèi)阻約200 );電流表g2(010 ma,內(nèi)阻約100 );定值電阻r1(100 );定值電阻r2(200 );滑動變阻器r3(01 000 );滑動變阻器r4(0400 );電源e(電動勢6 v,內(nèi)阻可不計);開關(guān)s及導(dǎo)線若干。(1)實驗中要求電流表g1能達到滿偏,則定值電阻應(yīng)選_(選填“r1”或“r2”),滑動變阻器應(yīng)選_(選填“r3”或“r4”),按照電路圖,閉合開關(guān)s前應(yīng)將滑動觸頭移至_端(選填“a”或“b”)

6、。(2)在圖乙所示實物圖中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。(3)實驗步驟如下:按電路圖連接電路,將滑動變阻器的滑動觸頭移至一端;閉合開關(guān)s,移動滑動觸頭至某一位置,記錄g1、g2的讀數(shù)i1、i2;多次移動滑動觸頭,記錄相應(yīng)的g1、g2的讀數(shù)i1、i2;以i1為縱坐標(biāo),i2為橫坐標(biāo),作出相應(yīng)圖線,如圖丙所示。若圖中直線的斜率為k,請用題中所給符號寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式r1=_。專題十二電 學(xué) 實 驗考向2/研透真題破題有方/【解析】(1)若將電壓表跨接在o、p之間,i=+,解得u=i,根據(jù)一次函數(shù)關(guān)系可知對應(yīng)斜率為,且rx,結(jié)合圖象的斜率可知kikii,所以圖線是采

7、用電壓表跨接在o、p之間。(2)因為待測電阻為幾十歐姆的電阻,通過圖象斜率估算待測電阻為50 左右,而=20、=100,則,說明電流表的分壓較小,電壓表的分流較大,所以電壓表應(yīng)跨接在o、q之間,所以選擇圖線i得到的結(jié)果較為準(zhǔn)確。根據(jù)圖象可知rx+ra=50.5 。(3)考慮電流表內(nèi)阻,修正后待測電阻的阻值rx=50.5 -0.5 =50.0 。答案:(1)o、p(2)i50.5(3)50.0/多維猜押制霸考場/1.【解析】(1)電源電動勢約為4.5 v,被測金屬絲電阻約為6 ,干路中的最大電流約為0.75 a,故電流表選a1,電壓表選v1,滑動變阻器r1 的最大允許電流0.2 a太小,影響測量的范圍,所以滑動變阻器選r2。(2)待測金屬絲電阻較小,電流表應(yīng)采用外接法,要求能測得多組數(shù)據(jù),故滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法,電路圖如圖所示。(3)由r=及r=,又s=()2=,得=。答案:(1)a1v1r2(2)見解析圖(3)2.【解析】(1)因為電流表g2的量程是待測電流表g1的2倍,所以定值電阻和待測電流表內(nèi)阻接近,定值電阻應(yīng)選r2;滑動變阻器采用限流式接法,電路中最小電阻r= =600 ,則滑動變