高中物理 伏安法測電阻學(xué)案 人教版第二冊

1、 伏安法測電阻【學(xué)生須知】 電阻的測量是近年來高考的熱點，也是高考難點。19942004年中，十年的高考都考查了電阻的測量，在很多復(fù)雜多變的測量電阻的電路設(shè)計中，其本質(zhì)思想都是伏安法測電阻。課本中所涉及的電學(xué)實驗，也大部分都用到了伏安法測電阻的思想?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解伏安法測電阻的原理，會討論伏安法測電阻的誤差.2.正確選擇安培表內(nèi)接法和外接法?！緦W(xué)習(xí)重點】1.伏安法測電阻的兩種接法2.掌握測量電阻的電路選擇方法【學(xué)習(xí)難點】 1.伏安法測電阻兩種接法的測量誤差的討論，2.測量電路的選擇方法【學(xué)習(xí)過程】一.實驗原理 根據(jù)歐姆定律，用電壓表和電流表分別測出待測電阻兩端電壓U和通過待測電阻的電流I

2、，就可求出其電阻值。二實驗電路1工作電路（電流表的內(nèi)外接）用伏安法測電阻，可以用兩種方法把電壓表和電流表接入電路。如圖1甲、乙所示。圖甲稱為電流表的外接法，圖乙稱為電流表的內(nèi)接法：由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，不管采用哪種接法，都將導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA。原因分析:a.采用外接法:由于電壓表內(nèi)阻RV分流,使電流表的讀數(shù)比通過RX的電流大則:,得R測小于RXb.采用內(nèi)接法:由于電流表內(nèi)阻RA分壓,使電壓表的讀數(shù)比RX兩端的電壓大則:得R測大于RX設(shè)問：為了盡量使R測與RX接近,應(yīng)用如何選擇連接方式？得出：電路選擇判斷方法:a.當(dāng)RX較大、且滿足RXRA時 ,應(yīng)采用

3、內(nèi)接法，因為這時安培表的分壓作用較微弱。b.當(dāng)RX較小、且滿足RXRV時，應(yīng)采用外接法，因為這時伏特表的分流作用較微弱練習(xí)：三尺講臺P236，變式3-1因此，常有這樣的說法“外接法測量小電阻，內(nèi)接法測量大電阻?！倍趯嶋H的應(yīng)用中可以采用試探的辦法來確定那種方法比較好。如圖2所示，讓電壓表的一端接在電路上的點a，另一端先后接到點b與點c，注意觀察兩個電表的示數(shù)。若電流表示數(shù)有明顯變化，則待測電阻跟電壓表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)該接在a、c兩點；若電壓表的示數(shù)有顯著變化，則待測電阻值跟電流表的內(nèi)阻可以比擬，電壓表應(yīng)接在a、b兩點。【學(xué)生練習(xí)】第1.題2供電電路（滑動變阻器的接法）分析：供電部分與滑動

4、變阻器相連，滑動變阻器有限流和分壓兩種作用，因此也有兩種接入電路的方法。如圖3甲、乙所示。圖甲為限流接法，圖乙為分壓接法。RZ代表工作部分電路。滑動變阻器用作限流時，用以控制或調(diào)節(jié)電路中的電流。此電路中，工作電路兩端電壓U的調(diào)節(jié)范圍（，E），獲得較大的調(diào)節(jié)范圍，必須測量小的電阻，同時電路中的消耗的功率較小，可以節(jié)約能源。故此電路多用來測量阻值小的電阻（跟滑動變阻器的總電阻相比差不多或比滑動變阻器的總電阻略小，約在5倍以內(nèi)）?；瑒幼冏杵饔米鞣謮簳r，它是從滑動變阻器R上分出一部分電壓加到工作電路上。當(dāng)滑動觸頭從a端向b端滑動時，工作電路兩端電壓U的變化范圍（0，E）。在滑動變阻器R工作安全的條件下

5、，應(yīng)該是滑動變阻器R越小越好，調(diào)節(jié)R的過程中，工作電路兩端的電壓U變化比較明顯，因此多用來測量阻值大的電阻。總結(jié)：a兩種電路比較：分壓接法的優(yōu)勢是：電壓變化范圍大。限流接法的優(yōu)勢：在于電路連接簡便，附加功率損耗較小。b電路選擇原則：.兩種接法均可滿足實驗要求時，一般選限流接法。.當(dāng)負載電阻Rx 較小，變阻器總阻值R 較大是Rx 的幾倍時，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法。.當(dāng)負載電阻Rx 較大是R 的幾倍時，變阻器總阻值R較小，限流接法對電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法。 .實驗要求電壓從零開始取，一定用分壓接法。.關(guān)于滑動變阻器在閉合開關(guān)前p的位置：分壓打到最?。幌?/p>

6、流打到最大值。.關(guān)于分壓與限流：考試多數(shù)考分壓。C器材選擇原則：.注意電表的量程，滑動變阻器的最大電流。.電表示數(shù)為滿刻度的左右時，讀數(shù)準(zhǔn)確。.關(guān)于滑動電阻器的選擇：分壓時選小的；限流時選大的?！緦W(xué)生練習(xí)】1.利用伏安法測電阻時，若不知待測電阻?？刹捎孟率龇椒ㄟx擇正確電路以減小誤差?？蓪x器按下圖接好，并空出伏特表的一個接頭P，將P分別與a，b 兩點接觸一下，如果安培表示數(shù)變化顯著，則P 應(yīng)接在 處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P 應(yīng)接在 處。RabPVA2三尺講臺P236例4。3三尺講臺P236，變式4-1。4從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑模O(shè)計一電路來測電流表A1的內(nèi)阻r1。要求方法簡單，有盡可

7、能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。器 材(代號)規(guī) 格電流表（A1）量程10mA，內(nèi)阻r1待測（約40）電流表（A2）量程500A，內(nèi)阻r2=750電壓表（V）量程10V，內(nèi)阻r3=10k電阻（R1）阻值約為100，作保護電阻用滑動變阻器（R2）總阻值約50電池（E）電動勢1.5V，內(nèi)阻很小開關(guān)（S）導(dǎo)線若干在右邊的方框中畫出實驗電路圖，標(biāo)明所用器材的代號。若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1，則所用的表達式為r1=_，式中各符號的意義是_。5某電壓表的內(nèi)阻在20 k50 k之間，現(xiàn)測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材。待測電壓表V（量程3 V） 電流表A1（量程200 A） 電流表A2（量程0.6 mA）滑動變阻器R（最大阻值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_（填寫字母代號）（2）為了盡量減小誤差，要求測量多組數(shù)據(jù)，試畫出符合要求的實驗電路圖。