【好】電阻的測量(定值電阻、電表內(nèi)阻、電源內(nèi)阻)

1、電阻的測量(定值電阻、電表內(nèi)阻、電源內(nèi)阻 伏安法變式電阻測量面面觀 ······ 電學(xué)實驗的非常規(guī)方法 【類型一】 兩只同種電表中的一個內(nèi)阻已知,則已知內(nèi)阻的電流表可以自測電壓,已知內(nèi)阻的電壓表可以自測電流.【類型二】兩只同種電表內(nèi)阻都已知,則兩只電表既可以自測電流, 也可以自測電壓,且各種接法都可以避免由于電表內(nèi)阻引起被測電阻的誤差. 【類型三】 兩只同種電表內(nèi)阻都未知,電表可以視為理想情況,此種情況可配合一個阻值已知的定值電阻 R 0 完成實驗.G定值電阻的測量方法1.歐姆表測量 例06北京卷一多用電表的電阻有三個倍率,分別是&#

2、215;1、×10、×100。用×10檔測量某電阻時,操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,為了較準(zhǔn)確在進行測量,應(yīng)換到檔,如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù),那么缺少的步驟是,若補上該步驟后測量,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的阻值是_。分析:多用電表測電阻時,表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,說明所選的倍率小,測量誤差大,故題中應(yīng)選×100的倍率,并重新調(diào)零后才可正確測量,由表頭中示數(shù)知被測電阻的值為2.2×103 (或2.2k。點評:多用電表測電阻簡單、方便、直觀,基本原理是閉合電路的歐姆定律。應(yīng)用多用電表測電阻時應(yīng)把握好幾個關(guān)鍵:(1因流經(jīng)表頭的

3、電流與被測電阻的阻值是非線性關(guān)系,故電阻刻度是不均勻的(2被測電阻為零即紅黑表筆短接時,流經(jīng)電流計的電流最大,故電阻的零刻度線在表頭的右端處(電流計指針滿偏處,當(dāng)紅黑表筆斷開時,流經(jīng)電流計的電流為零,指針位置為歐姆刻度的無窮大處(表頭左端是流為零處,故當(dāng)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度較小時,可能是所選倍率小或被測電阻阻值較大(3多用電阻測電阻,當(dāng)指針在中央附近時誤差較小,所以應(yīng)選擇合適的倍率,但更換不同倍率的檔位時必須重新進行歐姆調(diào)零。(4因多用電表作歐姆表使用時內(nèi)部有電源,故使用時被測電阻要與其他元件和電源斷開,兩手也不能同時接觸兩表筆的金屬部分。2.伏安法例.在“測定金屬的電阻率”實驗中,若粗估金屬絲的

4、電阻Rx約為3,為減小誤差,要求金屬絲發(fā)熱功率P<0.75W,備有的部分器材有:A.6V的電池組B、電流表(00.6A,內(nèi)阻0.5C.電流表(03A,內(nèi)阻0.01D、電壓表(03V,內(nèi)阻1kE.電壓表(015V,內(nèi)阻5kF、滑動變阻器(0100,額定電流1AG.滑動變阻器(020,額定電流1A(1上述器材應(yīng)選用的是_。(用字母代替(2畫出實驗電路圖3.替代法例1:在某校開展的科技活動中,為了要測出一個未知電阻的阻值R,現(xiàn)有如下器材:讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A、定值電R、電阻箱R1、滑動變阻器R2、單刀單擲開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2、電源和導(dǎo)線。(1畫出實驗電路圖,并在圖上標(biāo)出你所選用器材的代碼。

5、(2寫出主要的實驗操作步驟 解析:(1實驗電路如右圖所示。(2將S2與Rx相接,記下電流表指針?biāo)肝恢脤2與R1相接,保持R2不變,調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表的指針在原位置上,記下R1的值,則Rx=R1。例.某同學(xué)設(shè)計用以下器材測量待測電阻:安培表、電阻箱、單刀雙擲開關(guān)、待測電阻R x 、電源、限流電阻R 0。請為該同學(xué)設(shè)計實驗方案,畫出實驗電路圖,并簡述實驗步驟。在實物圖中用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線,將器材連成實驗電路。(其中有兩根線已經(jīng)連好,不得改動。本實驗中能否用滑動變阻器代替電阻箱?本實驗?zāi)芊裼靡粋€刻度不準(zhǔn)但靈敏度很好,量程也合適的電流表來代替安培表?解:電路圖如右,步驟略。圖略。不能。能。 這種

6、測電阻方法的優(yōu)點是沒有系統(tǒng)誤差。 4.*“相消法”測電阻例.用伏安法測電阻時,由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖所示的電路進行測量,可以消除這種系統(tǒng)誤差。該實驗的第一步是:閉合電鍵S 1,將電鍵S 2接2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R P 和r ,使電壓表讀數(shù)盡量接近量程,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U 1、I 1。請接著寫出第二步,并說明需要記錄的數(shù)據(jù):_。由以上記錄數(shù)據(jù)計算被測電阻R x 的表達(dá)式是 R x =_。 解:第一步測得的U 1和I 1之比是R x 、R p 和電流表內(nèi)阻R g 的總電阻;第二步應(yīng)保持滑動變阻器R p 的值不變,調(diào)節(jié)r ,使電壓表讀數(shù)盡量接近量程,(

7、這樣讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)較多,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U 2、I 2,則U 2和I 2之比是R p 和R g 的總電阻。由于兩次測量中R p 和R g 的值是不變的,因此只要將兩次測得的總電阻相減,就能得到R x 的準(zhǔn)確值。因此,2211I U I U R x -=。5.*“電橋法”測電阻例.電橋法測電阻的電路圖如下。利用給出的器材中G 為靈敏電流表,R 0是均勻長直電阻絲,R 為已知阻值的定值電阻,R x 為被測電阻。實驗中還需要什么測量儀器?寫出測量R x 的實驗步驟,并寫出利用測量數(shù)據(jù)表示R x 的表達(dá)式。解:還需要米尺(測量左右兩部分電阻絲的長度L 1、L 2。連接圖略。按圖接好電路

8、后,移動滑動觸頭P ,使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測量P 點兩邊電阻絲的長度L 1、 L 2,得R L L R X 21=。 此方法的好處也是沒有系統(tǒng)誤差。 6.安安法測電阻 例、用以下器材測量一待測電阻的阻值,器材如下: 電流表1A (量程250mA ,內(nèi)阻r 1為5 電流表2A (量程300mA ,內(nèi)阻r 2約為5待測電阻R x (阻值約為100 滑動變阻器R (最大阻值10電源E (電動勢約10V ,內(nèi)阻約為1 單刀雙擲開關(guān)S ,導(dǎo)線若干(1要求方法簡單,并能測多組數(shù)據(jù),畫出實驗電路原理圖,并標(biāo)明器材代號。(2實驗中所要直接測量的物理量是 ,用測得的量表示待測電阻R x 的阻值

9、計算公式為R x 。a c分析:測量R x 的電阻需知道R x 的兩端的電壓與流過它的電流,因電流表1A 內(nèi)阻r 1已知而電流表2A 內(nèi)阻r 2不確定,故可用1A 與R x 并聯(lián)測得R x 兩端的電壓為U x =I 1 r 1,用2A 測1A 與R x 的電流之和I 2,從而可得R x 上的電流I x = I 2- I 1 由R x =U x /I x 可得R x = I 1 r 1/(I 2- I 1,故實驗中直接測量的物理量有兩安培表的示數(shù)即I 1、I 2。又因變阻器的阻值比被測電阻小得多,實驗要求測量多組數(shù)據(jù),故變阻器以分壓式接入電路中,電路圖如上圖所示。點評:此題用兩安培表法測電阻,因

10、電流表1A 的內(nèi)阻已知,則可起到電壓表的作用,利用并聯(lián)電路兩端電壓相等得R x 兩端的電壓是解決本題的關(guān)鍵,實驗中應(yīng)注意電流不宜過大,以免燒壞兩電流表。 7.伏伏法測電阻例(04吉林理綜用以下器材測量一待測電阻R x 的阻值(9001000: 電源E ,具有一定內(nèi)阻,電動勢約為9.0V ; 電壓表V 1,量程為1.5V ,內(nèi)阻r 1=750; 電壓表V 2,量程為5V ,內(nèi)阻r 2=2500; 滑線變阻器R ,最大阻值約為100; 單刀單擲開關(guān)K ,導(dǎo)線若干。(1測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的31,試畫出測量電阻R x 的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注。(

11、2根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出連線。(3若電壓表V 1的讀數(shù)用U 1表示,電壓表V 2的讀數(shù)用U 2表示,則由已知量和測得量 表示R x 的公式為R x =_。分析:(1題中無電流表不能用伏安法測電阻,但可通過電壓表所測電壓求得支路電流,從而用部分電路歐姆定律求出被測電阻的阻值,實驗電路如下所示。 (2實物連線如下圖所示 (1 對實驗電路左圖而言,由11212r R r R r U U x x += 或 x v v I I I +=12,222r UI v =111r U I v =x x x R U I = U x =U 1 可得出R x =2 112211r U r U r

12、r U - 對實驗電路右圖而言,由112(U U U -=1r R x可得 R x =112(U U U -r 1點評:此題用兩伏特表測電阻,因電壓表內(nèi)阻已知,可起到電流表的作用,從而由部分電路歐姆定律求得待測電阻R x 的阻值,同時利用串聯(lián)電路中電阻兩端電壓與電阻成正比分配關(guān)系可求得R x 的阻值,此題為考查考生綜合分析與創(chuàng)新能力的好題。12A .在“把電流表改裝成電壓表”實驗中: (1改裝前需要測量電流表G 的內(nèi)阻R g ,可以用圖18所示電路來測定。圖中R 1是電位器(功能同滑動變阻器,R 2是電阻箱。只閉合開關(guān)S 1,調(diào)整R 1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度(I g 。再閉合開關(guān)S

13、2,調(diào)整R 2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到正好是滿刻度的32g I 。關(guān)于這種測量表頭內(nèi)阻的方法,下列說法正確的是 ( A .當(dāng)電流表G 的示數(shù)從滿偏電流I g 調(diào)到滿刻度的32g I 時,R 2中實際電流也等于I g /3B .當(dāng)電流表G 的示數(shù)從滿偏電流I g 調(diào)到滿刻度的32gI 時,R 2中實際電流稍大于I g /3C .在此實驗中表頭內(nèi)阻的測量值R 測大于其真實值R g D .選擇電動勢較大的電源,可以使表頭內(nèi)阻R g(2 用上述實驗方法測得電阻箱R 2 如圖19所示, 則電流表G 的內(nèi)阻R g 約為 12B .現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G (表頭800850,把它改裝成1mA

14、、10mA 的兩量程電流表?？晒┻x擇的器材有:滑動變阻器R 1,最大阻值20;滑動變阻器R 2,最大阻值100k;電阻箱R,最大阻值9999,定值電阻R 0,阻值1k ; 電池E 1,電動勢1.5V ;電池E 2,電動勢3.0V ;電池E 3,電動勢4.5V ;(所有電池內(nèi)阻均不計標(biāo)準(zhǔn)電流表A ,滿偏電流1.5mA ;單刀單擲開關(guān)S 1和S 2,單刀雙擲開關(guān)S 3,電阻絲及導(dǎo)線若干。(1采用如圖20所示電路測量表頭的內(nèi)阻,為提高測量精確度,選用的滑動變阻器為 ;選用的電池為 。(2將G 改裝成兩量程電流表?，F(xiàn)有兩種備選電路,如圖21甲和乙所示。圖 為合理電路,另一電路不合理的理由是 。 (3將

15、改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進行核對(僅核對1mA 量程,畫出所用電路圖,圖中待核對的電流表符號用A '來表示。圖20 圖1812C .利用如圖22所示電路測量一量程為300mV 的電壓表的內(nèi)阻R V ,R V 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)S 2,并將電阻箱R 0的阻值調(diào)到較大; 閉合開關(guān)S 1,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,使電壓表的指針指到滿刻度; 保持開關(guān)S 1閉合和滑動變阻器滑片P 的位置不變,斷開開關(guān)S 2,調(diào)整電阻箱R 0的阻值大小,使電壓表的指針指到滿刻度的一半;讀出此時電阻箱R 0的阻值,即等于電

16、壓表內(nèi)阻R V 。實驗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1.5V ,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 (填“大于”、“小于”或“等于”真實值R V ;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”。12D .為了測量一

17、個量程為3V 的電壓表的內(nèi)阻R V (約幾千歐,可以采用圖23甲電路。 (1試將圖23乙所給實驗儀器按實驗電路連成測量電路。 (2在測量時,可供選擇的實驗步驟有:A .閉合開關(guān)K ;B .將電阻箱R 0的阻值調(diào)到最大;C .將電阻箱R 0的阻值調(diào)到零;D .調(diào)節(jié)電阻箱R 0的阻值使電壓表的指針指示1.5V ,記下此時R 0的值;E .調(diào)節(jié)變阻器R 的滑動片P ,使電壓表的指針指示3.0V ;F .把變阻器R 的滑動片P 滑到a 端;G .把變阻器R 的滑動片P 滑到b 端;H .斷開開關(guān)K ;把必要的合理步驟選出來,按操作順序?qū)⒆帜复柼钤谙旅鏅M線上 。(3若在步驟D 中讀出R 0的阻值為圖2

18、3丙所示位置,則電壓表的電阻為 。用這種方法測出的電壓表內(nèi)阻與真實值相比偏 (填大或小。 圖22 甲 K(2乙 圖2313A .下列所給是“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中可供選擇的實驗儀器: (1滑動變阻器應(yīng)選 ; (2在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖。(3利用實驗中得到實驗數(shù)據(jù)在圖24所示的I-U 坐標(biāo)系中,描繪得出了小燈泡的伏安特性曲線。根據(jù)此圖給出的信息,若把該燈泡接到一個電動勢為3.0伏,內(nèi)阻為10的直流電源時小燈泡發(fā)出的實際功率約為。 (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字13B .如圖25所示為一個小燈泡的兩端電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線。(1若把三個相同這樣的燈泡串聯(lián)后,接到電壓恒定的12V 電源

19、上,求流過小燈泡的電流為 A ,小燈泡的電阻為 。(2如圖26所示,將同種規(guī)格的兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與10的定值電阻串聯(lián),接在電壓恒定的8V 的電源上,則電流表的示數(shù)為 A ,小燈泡的電阻為 。 圖26 圖25 圖24電表內(nèi)阻的幾種測量方法一、電流表內(nèi)阻測量的方法1、利用兩個電流表法測電流表的內(nèi)阻. (“安安”法測電流表的內(nèi)阻“安安”法是利用兩塊電流表測電阻的一種方法,這一方法的創(chuàng)新思維是運用電流表測電壓(或算電壓,此方法適用于電壓表不能用或沒有電壓表等情形。設(shè)計電路時除考慮電流表的量程外,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。例 從下列器材中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?設(shè)計一個電路來測量電流表

20、A1的內(nèi)阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的精確度,并測量多組數(shù)據(jù)。器材(代號與規(guī)格如下: 電流表A1,量程10mA,內(nèi)阻待測(約40;電流表A2,量程500A,內(nèi)阻r2 =750;電壓表V,量程10V,內(nèi)阻r2 =10k電阻R1,阻值約為100;滑動變阻器R2,總阻值約50;電池E,電動勢1.5V,內(nèi)阻很小;電鍵K,導(dǎo)線若干。(1畫出實驗電路圖:標(biāo)明所用器材的代號。(2若選取測量中的一組數(shù)據(jù)來計算r1,則所用的表達(dá)式r1= ,式中各符號的意義是:。2、比較法兩個電流表法是利用兩塊電流表測電阻的一種方法,這一方法的創(chuàng)新思維是運用電流表測電壓(或算電壓,此方法適用于電壓表不能用或沒有電壓表等情形。

21、設(shè)計電路時除考慮電流表的量程外,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。某些問題中,因?qū)嶒炂鞑牟痪邆?缺電流表或電壓表,或因?qū)嶒灄l件限制,或因?qū)嶒灳炔辉试S而不能用“伏安法”。這時我們就得依據(jù)問題的具體條件和要求重新選擇實驗原理,用“伏安法”的替代形式“比較法”來設(shè)計實驗方案。例7.從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?設(shè)計一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1。要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測得多組數(shù)據(jù)。 (1 (2若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1,則所用的表達(dá)式r1=_,式中各符號的意義是_。解析:分析題意知道需測量電流表A 1的內(nèi)阻,按常規(guī)思想應(yīng)用伏安法,將電壓表并聯(lián)在待測電流表兩端,但經(jīng)分析即

22、使該電流表滿偏時兩端電壓僅為0.4V ,遠(yuǎn)小于10V 量程。這恰恰就是本題設(shè)計考核學(xué)生應(yīng)變能力的“陷阱”根據(jù)所列儀器的特點,電流表A2內(nèi)阻已知,由此可采用兩電流表并聯(lián),因為兩電流表兩端電壓相等即可省去電壓的測量,從而減小實驗誤差,由I 2r 2=I 1r 1得r 1=122I r I 此題也可理解為“將已知內(nèi)阻的電流表A 2當(dāng)成電壓表使用”。這實際也是伏安法的一種推廣形式。 3、利用“加R ”法測電流表的內(nèi)阻“加R”法又叫“加保護電阻”法。在運用伏安法測電阻時,由于電壓表或電流表的量程太小或太大,為了滿足安全、精確的原則,加保護電阻的方法就應(yīng)運而生,設(shè)計電路時不僅要考慮電壓表和電流表的量程,還

23、要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式?！纠磕畴娏鞅淼膬?nèi)阻在-2.01.0之間,現(xiàn)要測量其內(nèi)阻,可選用的器材如下: A. 待測的電流表1A (量程A 6.0;B. 電壓表1V (量程3V ,內(nèi)阻約k 2;C. 滑動變阻器1R (最大電阻10;D. 定值電阻2R (阻值5;E. 電源E (電動勢4V F. 電鍵S 及導(dǎo)線若干。(1畫出實驗電路圖;(2如測得電壓表的讀數(shù)為U ,電流表的讀數(shù)為I ,則電流表1A 內(nèi)阻的表達(dá)式為:=A R 。分析與解:許多考生讀完此題,就知道實驗原理是伏安法,由于設(shè)計電路時沒有考慮電壓表和電流表的量程,當(dāng)然做不正確。少數(shù)考生想到電流表的內(nèi)阻在-2.01.0之間,量程為

24、A 6.0,電流表上的最大電壓為V 12.0,因而電壓表不能并聯(lián)在電流表的兩端,由于缺乏創(chuàng)新意識,也做不正確。只有極少數(shù)有“加R”法新理念的考生才能做正確,因為本題必須將一個阻值為5的定值電阻2R 與電流表串聯(lián),再與電壓表并聯(lián),才滿足要求;再者量程為3V 的電壓表其量程雖然小于電源電動勢(4V ,但可在電路中接入滑動變阻器進行保護;滑動變阻器在本實驗中分壓與限流的連接方式均符合要求,但考慮限流的連接方式節(jié)能些,因而滑動變阻器采用限流的連接方式。故本題設(shè)計電路圖如圖所示;電流表1A 內(nèi)阻的表達(dá)式為:2R I UR A -=。4、半偏法 這種方法教材中已做介紹。中學(xué)物理實驗中常測定J0415型電流

25、表的內(nèi)阻。此型號電流表的量程為A 2000-,內(nèi)阻約為500,實驗電路如圖所示。操作要點:按圖1連好電路,2S 斷開,1S 閉合,調(diào)節(jié)變阻器R ,使待測電流表G的指針滿偏。再將2S 也閉合,保持變阻器R 接在電路中的電阻不變,調(diào)節(jié)電阻箱R '使電流表G 的指針半偏。讀出電阻箱的示值R ',則可認(rèn)為R r g '。實驗原理與誤差分析:認(rèn)為2S 閉合后電路中的總電流近似不變,則通過電阻箱的電流近似為2GI 。所以電流表內(nèi)阻與電阻箱的示值近似相等。實際上2S 閉合后電路中的總電流要變大,所以通過電阻箱的電流要大于2GI ,電阻箱的示值要小于電流表的內(nèi)阻值。為了減小這種系統(tǒng)誤差

26、,要保證變阻器接在電路中的阻值R R '100,從而使S 閉合前后電路中的總電流基本不變。R 越大,系統(tǒng)誤差越小,但所要求的電源電動勢越大。實驗中所用電源電動勢為812V ,變阻器的最大阻值為k 60左右。例06江蘇卷.13 現(xiàn)在按圖所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E (約1.5V 和內(nèi)阻r (約20,可供選擇的器村如下: 電流表A 1、A 2(量程(0500A ,內(nèi)阻約為500, 滑動變阻器R (阻值0100,額定電流1.0A , 定值電阻 R 1(阻值 約為100電阻箱 R 2、R 3(阻值 0999.9,開關(guān)、導(dǎo)線若干。由于現(xiàn)有電流表量程偏小,不能滿足實驗要求,為此,先將電流表

27、改裝(擴大量程,然后再按圖電路進行測量。若按圖電路測量A 2的內(nèi)阻,以下給出了實驗中必要的操作。A .斷開S 1B .閉合S 1、S 2C .按圖連接線路,將滑動變阻器R 的滑片調(diào)至最左端,R 2調(diào)至最大D .調(diào)節(jié)R 2,使A 1的示數(shù)為I 1,記錄R 2的值。E .斷開S 2,閉合S 3F .調(diào)節(jié)滑動變阻器R ,使 A 1、A 2的指針偏轉(zhuǎn)適中,記錄A 1 的示數(shù)I 1 請按合理順序排列實驗步驟(填序號: 。分析:半偏法常用來測電表的內(nèi)阻,此題中操作要領(lǐng)求是閉合S 1先調(diào)節(jié)R 使待測電表A 2滿偏,保持R 的觸頭位置不變,閉合S 2先調(diào)節(jié)電阻箱使待測電表A 2半偏,則電阻箱的讀數(shù)與電表A 2

28、的內(nèi)阻相等。故正確的操作順序是C B F E D A 。點評:半偏法測電流表的內(nèi)阻實質(zhì)是利用并聯(lián)電路的電流與電阻的分配規(guī)律來測量電阻,半偏法同樣也可用來測電壓表的內(nèi)阻,但利用的是串聯(lián)電路中電壓與電阻的分配規(guī)律,二者的操作方法基本一致。 5、電流監(jiān)控法實驗中若不具備上述條件,可在電路中加裝一監(jiān)控電流表G ',可用與被測電流 表相同型號的電流表。電源可用V 5.1干電池,R 用阻值為k 10的滑動變阻器,如圖所示。實驗中,先將2S 斷開,1S 接通,調(diào)節(jié)變阻器R 的值,使被測電流表G 指針滿偏,記下監(jiān)控表G '的示值G I '。再接通2S ,反復(fù)調(diào)節(jié)變阻器R 和電阻箱R &

29、#39;,使G 的指針恰好半偏,而G '的示值不變。這時電阻箱R '的示值即可認(rèn)為等于G 的內(nèi)阻gr 。這樣即可避免前法造成的系統(tǒng)誤差。用圖所示電路測量電流表G 的內(nèi)阻,也可不用半偏法。將開關(guān)1S 、2S 均接通,讀出被測電流表G 的示值G I 、監(jiān)控表G '的示值G I '、電阻箱的示值R ',則可根據(jù)G G G g I R I I r '-='(計算出電流表G 的內(nèi)阻。6、代替法 按圖所示連接電路,G 為待測電流表,G '為監(jiān)測表,1S 為單刀單擲開關(guān),2S 為單刀雙擲開關(guān)。先將2S 撥至與觸點1接通,閉合1S ,調(diào)節(jié)變阻器R

30、 ,使監(jiān)測表G '指針指某一電流值(指針偏轉(zhuǎn)角度大些為好,記下這一示值。再將單刀雙擲開關(guān)2S 撥至與觸點2接通,保持變阻器R 的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R ',使監(jiān)測表G '恢復(fù)原來的示值,則可認(rèn)為被測電流表G 的內(nèi)阻等于電阻箱的示值。用這種方法,要求監(jiān)測表的示值要適當(dāng)大一些,這樣靈敏度較高,測量 誤差較小。例(04北京理綜為了測定電流表A 1的內(nèi)阻,采用如圖1所示的電路。其中:A 1是待測電流表,量程為A 300,內(nèi)阻約為100;A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表,量程是A 200; R 1是電阻箱,阻值范圍9.9990;R 2是滑動變阻器;R 3是保護電阻;E 是電池組,電動勢為4V

31、 ,內(nèi)阻不計;S 1是單刀單擲開關(guān),S 2是單刀雙擲開關(guān)。(1根據(jù)電路圖1,請在圖2中畫出連線,將器材連接成實驗電路。(2連接好電路,將開關(guān)S 2扳到接點a 處,接通開關(guān)S 1,調(diào)整滑動變阻器R 2使電流表A 2的讀數(shù)是150A ;然后將開關(guān)S 2扳到接點b 處,保持R 2不變,調(diào)節(jié)電阻箱R 1,使A 2的讀數(shù)仍為150A 。若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖3所示,電阻箱R 1的阻值是_,則待測電流表A 1的內(nèi)阻=g R _分析:(1本題中S1應(yīng)控制主干路,S 2為單刀雙擲開關(guān),連線時主線路應(yīng)接于中心線柱上,變阻器為限流連接方式,故實物連線如上圖所示。(2 開關(guān)S 2扳到接點a 處與開關(guān)S 2扳到

32、接點b 處時電流表A 2的示數(shù)不變,則說明在兩種情況下兩支路的電阻相等,故電流表A 1的內(nèi)阻與電阻箱的電阻相等,即為86.3。點評:(1對于電學(xué)實驗中實物連線問題,要明確實驗原理,畫好實驗電路圖并按圖連線,先連主線路(串聯(lián)回路后連支路(并聯(lián)支路,連接過程中要注意變阻器的連接方式及電表所測何支路的電流與電壓,同時注意開關(guān)在電路中的控制作用,連接完成后要依電流流向進行檢測。(2此題為替代法測安培表的內(nèi)阻,操作時應(yīng)注意滑 動變阻器R 2在第一次調(diào)節(jié)好后觸頭位置應(yīng)保持不變,以確保兩電路的等效性。7、電壓表法原則上得知電流表兩端的電壓U 和通過它的電流I ,就可以利用I Ur g =計算出它的內(nèi)阻。但若

33、測量J0415型電流表的內(nèi)阻,滿偏時它的電壓才是V 1.0,用J0408型電壓表的3V 量程測量,指針才偏轉(zhuǎn)一個分度。這樣因讀數(shù)會引起很大的偶然誤差。所以不宜用一般電壓表直接測量電流表兩端的電壓。 可用如圖所示電路,將待測電流表G 與電阻箱串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)。閉合開關(guān)S ,調(diào)節(jié)變阻器和電阻箱,使電流表和電壓表的指針均有較大的偏轉(zhuǎn),讀出電壓表的示數(shù)U 、電流表的示值I 和電阻箱的示值R ',則據(jù)I R I U r g '-=得出電流表的內(nèi)阻。 電源要用2節(jié)干電池,電壓表用3V 量程,用最大阻值為k 1左右的變阻器。8、用內(nèi)阻、量程已知的電流表代替電壓表按圖連接電路,G 為待測內(nèi)

34、阻的電流表,G '為內(nèi)阻、量程已知的標(biāo)準(zhǔn)電流表,E 為V 5.1的干電池一節(jié),R 為阻值為幾十歐姆的滑動變阻器。調(diào)節(jié)變阻器R ,使兩電流表的指針均有較大的偏轉(zhuǎn)。讀出電流表G '的示值 G I ',設(shè)其內(nèi)阻g r '讀出被測電流表G 的示值G I ,則據(jù)G g G g I r I r '='可得出電流表G 的內(nèi)阻值。二、電壓表內(nèi)阻測量的幾種方法1. 利用伏安法測量(伏安法的推廣對一些特殊電阻,如電流表或電壓表內(nèi)阻的測量,電路設(shè)計也有其特殊性:一是要注意到其自身量程對電路的影響,二是要充分利用其“自報電流或自報電壓”的功能。電壓表是測定電路兩端電壓的

35、儀器,理想電壓表的內(nèi)阻可視為無限大,但實際使用的電壓表內(nèi)阻并不是無限大。為了測量某一電壓表的內(nèi)阻,給出的器材有:A. 待測電壓表(V 30-,內(nèi)阻在-k 5.45.3之間;B. 電流表(mA 10-;C. 滑動變阻器500(-;D. 電源(V 5.1的干電池兩節(jié);E. 開關(guān)和若干導(dǎo)線。利用伏安法I UR =,測量電壓表示數(shù)U 和電流表示數(shù)I 即可,由于滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn) 小于被測內(nèi)阻值,為了滿足多測幾組數(shù)據(jù),利用作圖法求電壓表的內(nèi)阻,應(yīng)選用滑動變阻器分壓式電路,電路如圖所示。例:某電壓表的內(nèi)阻在20k 50k 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3V 、電

36、流表A 1(量程200uA 、電流表A 2(量程5mA 、電流表A 3(量程0.6A 、滑動變阻器R (最大值1k 、電源E (電動勢4V ,開關(guān)S 。(1所提供的電流表中,應(yīng)選用_。(2為了減少誤差,要求測量多組數(shù)據(jù),試畫出符合要求的電路圖。 解析:因為通過電壓表的電流必須由電流表測定,所以電流表與電壓表應(yīng)串聯(lián),這實際上就是一種特殊的伏安法,電壓表成了一個“可自報電壓的大電阻”,由于電壓表內(nèi)阻在20 k 50k 之間,電流表內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻相比可忽略不計,而滑動變阻器R 的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,且實驗要求測多組數(shù)據(jù),因此實驗電路中變阻器應(yīng)接成分壓式,這樣電壓表的電流在80uA 200uA 之

37、間,故電流表應(yīng)選A 1。根據(jù)電流表、電壓表示數(shù),可求得電壓表內(nèi)阻Rv =IU 分析:當(dāng)電壓全部加在待測電壓表上,電流的最大值為I max 204×103=200(A,在保證表不被燒壞、且讀數(shù)比較準(zhǔn)確時,應(yīng)選電流表。另外為減小實驗誤差,又保證電壓表不損壞(量程為3V ,滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法接入電路。所以正確電路如圖所示。點評:此題為伏安法測電阻,但考查了電壓表與電流表的非常規(guī)接法,即伏特表與安培表串聯(lián)法測電阻,不愧為一道考查學(xué)生能力的好題。例:06全國卷I現(xiàn)要測量某一電壓表V 的內(nèi)阻。給定的器材有:待測電壓表V (量 程2V ,內(nèi)阻約為4k ;電流表mA (量程1.2mA ,內(nèi)阻

38、約500; 直流電源E (電動勢約2.4V ,內(nèi)阻不計;固定電阻3個:R 1=4000,R 2=10000,R 3=15000;電鍵S 及導(dǎo)線若干要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。(1試從3個固定電阻中選用1個,與其它器材一起組成測量電路,并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。(要求電路中 各器材用題中給定的符號標(biāo)出。(2電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U ,電流表讀數(shù)為I ,則電壓表內(nèi)阻R V =_。 分析:(1伏安法測電阻的基本原理是部分電路歐姆定律。因電壓表內(nèi) 阻較大,電流表指針偏轉(zhuǎn)要求超過其量程的一半,故實驗電路如上圖所示,若選用電阻R 1,則并聯(lián)電阻R 并=2000,電壓表讀數(shù)U =

39、mAR E r 并+·R 并=50020004.2+×2000=1.92v >1V ,電流表讀數(shù)I =mA r R E +并=50020004.2+A =0.00096A =0.96mA >0.6mA ,R 1符合要求,同理可得R 2、R 3不符合要求,故選R 1。(2電路接通后,通過R 1的電流I 1=1R U ,則通過電壓表的電流為I 2=I -I 1=I -1R U,所以電壓E表的內(nèi)阻R V =2I U =11RU R I U- 點評:本題涉及實驗器材選取和電路設(shè)計,對學(xué)生的分析綜合能力提出了較高要求,解題時須根據(jù)測量要求和所提供的器材,由儀表的選擇原則和

40、基本規(guī)律為分析的切入點,同時此題要求測電壓表的內(nèi)阻,測量對象發(fā)生了變換,學(xué)生易形成思維定勢,如何巧妙靈活地運用伏安法測電表的內(nèi)阻是關(guān)鍵。伏特表既測量了R 1的電壓又測量了自身的電壓,安培表測的則是R 1與電壓表的總電流,在求電壓表內(nèi)阻過程中應(yīng)用了串并聯(lián)電路的基本規(guī)律。2、利用“伏伏”法測電壓表的內(nèi)阻“伏伏”法是利用兩塊電壓表測電阻的一種方法,這一方法的創(chuàng)新思維是運用電壓表測電流(或算電流,此方法適用于電流表不能用或沒有電流表等情形。設(shè)計電路時不僅要考慮電壓表的量程,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。例 為了測量量程為3V 的電壓表V 的內(nèi)阻(內(nèi)阻約2000,實驗室可以提供的器材有:電流表

41、A 1,量程為0.6A ,內(nèi)阻約0.1;電壓表V 2,量程為5V ,內(nèi)阻約3500;變阻箱R 1阻值范圍為0-9999;變阻箱R 2阻值范圍為099.9;滑動變阻器R 3,最大阻值約為100,額定電流1.5A ;電源E ,電動勢6V ,內(nèi)阻約0.5;單刀單擲開關(guān)K ,導(dǎo)線若干。(1請從上述器材中選擇必要的器材,設(shè)計一個測量電壓表V 的內(nèi)阻的實驗電路,畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注,要求測量盡量準(zhǔn)確。(2寫出計算電壓表V 的內(nèi)阻R V 的計算公式為R V = 。分析與解:多數(shù)考生解答此題,毫不猶豫地套用伏安法,由于沒有考慮電表的量程,當(dāng)然做不正確。少數(shù)考生想到待測電壓表的量

42、程為3V ,內(nèi)阻約2000,電壓表中的最大電流為 A mA A I 0015.05.120003=,認(rèn)為電流表不能準(zhǔn)確測量,但由于創(chuàng)新能力差,也做不正確。只有極少數(shù)有“伏伏”法新理念的考生才能做正確。答案:(1測量電壓表V 的內(nèi)阻的實驗電路如圖所示。(2電壓表V 的示數(shù)U ,電壓表2V 的示數(shù)2U ,電阻箱1R 的讀數(shù)1r 。根據(jù)歐姆定律,利用通過電壓表的電流與通過電阻1R 的電流相等,算出電壓表的電阻為U U Ur R V -=21。3、利用歐姆表測量歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的,已知歐姆表刻度盤上中央刻度值為“20”,現(xiàn)用歐姆表測量一個內(nèi)阻約為幾千歐的電壓表,實驗中應(yīng)把歐姆表選擇開關(guān)

43、調(diào)至×100 擋,若歐姆表的讀數(shù)如圖所示,則該電壓表內(nèi)阻阻值為2500。4、利用半偏法測量方法一:用如圖所示電路測量量程為1V 的電壓表的內(nèi)阻V R (V R 在-900800 之間。提供的器材還有:A. 滑動變阻器,最大阻值10;B. 電阻箱,最大阻值9.999,阻值最小改變量為1.0;C. 電池組:電動勢約6 V ,內(nèi)阻可忽略不計;D. 導(dǎo)線和開關(guān)。實驗方法和步驟是: 斷開開關(guān)S ,按圖3連接好電路; 把滑動變阻器的觸頭P 滑到b 端; 將電阻箱的阻值調(diào)到零; 閉合開關(guān)S ; 調(diào)節(jié)滑動變阻器R 的阻值,使電壓表指針達(dá)到滿偏; 調(diào)節(jié)電阻箱0R 的阻值,使電壓表指針達(dá)到半偏,讀出此時

44、電阻箱0R 的阻值,即為電壓表的內(nèi)電阻V R 的測量值。方法二:量程為3V 的電壓表V 的內(nèi)阻約為k 3,要求測出該電壓表內(nèi)阻的精確值,實驗中提供的器材有:A. 阻值范圍為1.0到9.9999的電阻箱;B. 開路電壓約為5V ,內(nèi)阻可忽略不計的電源E ;C. 導(dǎo)線若干和開關(guān)。實驗電路如圖所示,由于電源的電動勢沒有準(zhǔn)確給出,先調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針指在中間刻度線,記下電阻箱的阻值1R ,有E R R R U V V 121+=再調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使指針指在滿偏刻度,記下電阻箱的阻值2R 由串聯(lián)分壓規(guī)律: E R R R U V V 2+=,解式得212R R R V -=5、利用已知電動勢的

45、電源和電阻箱測量量程為3V 的電壓表,其內(nèi)阻約為k 3,現(xiàn)要求測出該電壓表內(nèi)阻,實驗器材有:電源,電動勢V E 6=,內(nèi)阻不計;變阻器R ,阻值范圍-9.99991.0,額定電流A 2.0;開關(guān)和導(dǎo)線若干,實驗電路如圖所示,由于電源的電動勢準(zhǔn)確給出,只需調(diào)節(jié)R 記下阻值,讀出對應(yīng)的電壓值U ,由 串聯(lián)分配規(guī)律可得:R U E U R V -=。6、 利用電流表和定值電阻測量實驗電路如圖所示,圖中E 為電源(電動勢為4V ,R 為滑動變阻器(最大阻值為200,0R 為已知定值電阻(阻值為k 50.3,A 為電流表(量程為mA 2,V 為一個有刻度但無刻度值的電壓表(量程約3V ,內(nèi)阻約k 3,現(xiàn)

46、要測電壓表V 的內(nèi)阻V R 。實驗步驟如下:閉合開關(guān)1S 、2S ,調(diào)節(jié)R 的滑動觸頭使電壓表V 滿偏,設(shè)滿偏電壓為m U ,讀出電流表A 示數(shù)為1I ,有01(R R U I U V m m -= 閉合1S ,斷開2S ,調(diào)節(jié)R 的滑動觸頭使電壓表V 滿偏m U ,讀出電流表A 示數(shù)為2I ,有V m R I U 2=聯(lián)立式,可得電壓表內(nèi)阻R I I I R V 221-=7、利用電壓表和電阻箱測量(*“定值電阻分壓法”測電阻。 實驗室提供的器材有:A. 電池E :電動勢約6V ,內(nèi)阻約1;B. 電壓表1V :量程3V ,內(nèi)阻1r 約為k 3;C. 電壓表2V :量程V 5.2,內(nèi)阻2r 約

47、為k 5.2;D. 電阻箱1R :最大阻值9.9999,阻值最小改變量為1.0;E. 滑動變阻器2R :最大阻值為50;F. 開關(guān)和導(dǎo)線若干。要求用如圖所示的電路測定電壓表1V 的內(nèi)阻,當(dāng)開關(guān)S 閉合時,調(diào)節(jié)滑動變阻器2R 和電阻箱1R 。根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配原理有:12111U U R U R V -=,可得12111U U R U R V -=。 例.在如圖所示的電路中,R 0是電阻箱,V 1是待測內(nèi)阻的電壓表,V 2是另一只電壓表,R 是滑動變阻器。試根據(jù)此電路,設(shè)計出測定電壓表V 1內(nèi)阻R x 的實驗步驟,并寫出由實驗數(shù)據(jù)表示R x 的表達(dá)式。 解:讀出電阻箱的示數(shù)R 0;讀出電壓表V

48、 1、V 2的對應(yīng)示數(shù)U 1、U 2。根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電阻成正比,可得:0121R U U U R x -=此方法的好處也是沒有系統(tǒng)誤差。8.利用“加R ”法測電壓表的內(nèi)阻例6( 06全國卷I現(xiàn)要測量某一電壓表V 的內(nèi)阻。給定的器材有: 待測電壓表V (量程2V ,內(nèi)阻約為4k ; 電流表mA (量程1.2mA ,內(nèi)阻約500; 直流電源E (電動勢約2.4V ,內(nèi)阻不計;固定電阻3個:R 1=4000,R 2=10000,R 3=15000; 電鍵S 及導(dǎo)線若干。要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。試從3個固定電阻中選用1個,與其它器材一起組成測量電路,并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原

49、理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號標(biāo)出。電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U ,電流表讀數(shù)為I ,則電壓表內(nèi)阻R V =_。 實驗主要是如何演變一、實驗器材發(fā)生了變化 二、實驗原理的變化 三、實驗設(shè)計方法的變化 四、實驗背景的變化【如】測定電源電動勢和內(nèi)阻,該實驗可以如何演變?通過外電路U 、I 、R 關(guān)系的變換,閉合電路歐姆定律可以寫成多種方式。因此,通過測量U 和I 、或者U 和R 、或者I 和R 都可以求得電動勢和內(nèi)阻。1.利用“加R”法測電源的內(nèi)阻例 ( 05全國卷I測量電源B 的電動勢E 及內(nèi)阻r (E 約為4.5V ,r 約為1.5?？蛇x用的器材如下:量程為3V 的理想電壓表V ;電

50、源電動勢和內(nèi)阻的測量伏 安 法伏伏法安安 法伏阻 法安阻法要讓學(xué)生感覺到都是換湯不換藥 這個“藥”就是閉合電路歐姆定律量程為0.5A 的電流表A (有一定內(nèi)阻; 固定電阻R=4;滑動變阻器R /; 電鍵K ,導(dǎo)線若干。(1畫出實驗電路原理圖,圖中各元件需用題目給出的符號或字母標(biāo)出。(2實驗中,當(dāng)電流表的讀數(shù)為I 1時,電壓表的讀數(shù)為U 1;當(dāng)電流表的讀數(shù)為I 2時,電壓表的讀數(shù)為U 2,則可求出E= ,=r 。(用I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示?！胺狈?、“安安”法、“加R”法等測量電阻的方法是伏安法原理同具體的測量實際相結(jié)合的產(chǎn)物,是伏安法的原理在電阻測量中的實際應(yīng)用;是對伏安法

51、測電阻原理的豐富和發(fā)展。如果大家掌握了這一電阻測量的實質(zhì),具體問題具體分析,就能在高考中創(chuàng)造性地完成電阻的測量這一類設(shè)計性實驗,在高考中立于不敗之地。 2、比例法受一些特殊的實驗條件限制,比如:電流(或電壓表表面上雖有刻度,但無刻度值(或刻度值模糊,這時我們不能直接讀出電流或電壓,但可根據(jù)電流或電壓表刻度均勻的特點,通過測量其指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)用比例法完成測量。例:現(xiàn)有一阻值為10.0的定值電阻,一個開關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個電壓表,該電壓表表面上有刻度但無刻度值。要求設(shè)計一個能測定某電源內(nèi)阻的實驗方案,(已知電壓表內(nèi)阻很大,電壓表量程大于電源電動勢,電源內(nèi)阻約為幾歐,要求: (1畫出實驗電路圖 (2簡

52、要寫出完成接線后的實驗步驟 (3寫出用測得的量計算電源內(nèi)阻的表達(dá)式r=_。 解析:(1電路圖如右圖所示。(2斷開開關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N 1;合上開關(guān),記下電壓表格數(shù)N 2。 (3設(shè)電壓表每偏轉(zhuǎn)1格表示U 0,當(dāng)K 斷開時,由閉合電路歐姆定律得: E =U 1=N 1U 0當(dāng)K 閉合后,有:E =U 2+r R U 2,即E =N2U0+r R U N 02,聯(lián)立兩式解得:r =R 221N N N -。 (1若沒有電流表:若有二只電壓表和電阻箱,用電壓表和電阻箱串聯(lián)充當(dāng)電流表進行測量,因此設(shè)計如圖6。 在圖8基礎(chǔ)上進而提出如果只有一只電壓表能否測量?學(xué)生思考,給予適當(dāng)提示:若總電壓已知。后

53、可提出用圖7的方法。進一步,總電壓未知,但恒定,(當(dāng)電源電路用分壓,且變阻器阻值較小,待測電阻較大時可近擬成立則可用同一電路圖測量半偏法。 (2若沒有電壓表: 若有二只電流表和電阻箱,同樣可用電流表和電阻箱替代電壓表,設(shè)計電路如圖8。若只有一只電流表和電阻箱,則可分別設(shè)計出如何如圖9電路電流表半偏法。 如圖10電路 完全替代法。學(xué)生在討論、設(shè)計的同時,進行實際操作,學(xué)生對本實驗就有一種全新的感覺,使他們的設(shè)計能得到及時的驗證,激發(fā)學(xué)生的成就感,提高學(xué)習(xí)興趣。同時學(xué)生對電阻的測量方法:伏安法、半偏法、完全替代法、有一個全面的了解,使學(xué)生明確如何下手設(shè)計測量電阻的電路,再進行電路設(shè)計練習(xí)。例1:(

54、2000全國高考題從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?設(shè)計一電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的測量精度,并能測得多組數(shù)據(jù)。(1在方框中畫出電路圖,標(biāo)明所示用器材的代 號。(2若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算r1,則所用的表達(dá)式為r1=_,式中各符號的意義是:_。分析:此題必須要認(rèn)真考慮實驗儀器的安全性、實驗數(shù)據(jù)的精確性和實驗結(jié)果的現(xiàn)實性,進行探究性地設(shè)計實驗方案,對培養(yǎng)學(xué)生思維的精致性和創(chuàng)新性很有好處。(1測量部分電路。R A=U/I,I通過的電流,U為兩端電壓,因而根據(jù)電流,電壓的測量方法可設(shè)計出:電流由電流表自身測量,電壓用電壓表測量。因此電壓表與電流表必須并聯(lián)(無內(nèi)外接引起的誤

55、差如圖11,但A1兩端電壓最大為0.4V,電壓表量程為10V,精確度不夠,不能用。由于A1兩端電壓較電壓表量程小得多,能否將電壓擴大,設(shè)計出如圖12、13電路,但R1只是大約阻值約100,不可行(若有電阻箱,則此方案可行從已知電阻+電流表可以測電壓(U=IR的方法得到啟示,由于A2電阻已知,相當(dāng)于已知電阻,因而可測電壓。設(shè)計出如圖14電路。(2.提供電源的部分電路。從圖15看測量電路兩端電壓最大為0.38V,如用限流連接形式如圖5,電壓最小約為0.7V,不可行。如串入R1如圖16,電壓調(diào)節(jié)范圍大約0.30.38V,不符合測多組數(shù)據(jù)的要求。因此必須選用分壓連接形式,如圖17。最后形成完整電路如圖18。對于保護電阻R1連接在測量電路或提供電源電路都可以。vA1R1圖12A2A1圖14A1v圖11A2A1R1圖13例題:為了測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻(大約2000,實驗室提供如下器材:A.電流表AB.電壓表VC.電阻箱RD.滑動變阻器E.電池組(上面的器材可以你自己定從器材出發(fā)1. 有電阻箱(替代法2.有電阻箱(半偏法3.串聯(lián)電流表(伏安法4.串聯(lián)電壓表(伏安法 5.從測量方法出發(fā)1.替代法(有電阻箱2.半偏法(有電阻箱3.伏安法(串聯(lián)電流表,串聯(lián)電壓