高中物理測量電阻的方法大總結(jié)

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(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。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(yùn)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)、原理圖1它的結(jié)構(gòu)如圖1,由三個(gè)部件組成：G是內(nèi)阻為Rg、滿偏電流為Ig的電流計(jì)。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(shí)，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：通過電流計(jì)的電流雖

2、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，這就是歐姆表測電阻的基本原理。 2使用注意事項(xiàng)：（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?yàn)殡娏骱碗娮柚g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(shí)，每一次換檔都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)零（4）測量時(shí)，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區(qū)域）（5）測量時(shí)，被測電

3、阻應(yīng)和電源、其它的元件斷開。（6）測量時(shí)，不能用雙手同時(shí)接觸表筆，因?yàn)槿梭w是一個(gè)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）圖2 （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(diǎn)是節(jié)省能量；一般在兩種控制電路都可以選擇的時(shí)候，優(yōu)先考慮限流電路。圖3 （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(gè)接線柱引出導(dǎo)線。如圖3，其輸出電壓由ap之間的電阻決定，這

4、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)接和電流表外接。（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5圖4 （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(shí)若，選用內(nèi)接法，選用外接法不知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(diǎn)時(shí)，如電流表示數(shù)有明顯變化

5、，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(shí)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(shí)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(gè)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？圖80圖70三伏伏法測電阻方法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所示圖12圖11圖9圖10原理：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： 有系統(tǒng)誤差。體驗(yàn)1、待測電壓表的內(nèi)阻RV2改進(jìn)：如圖11所示 結(jié)

6、論： 沒有系統(tǒng)誤差體驗(yàn)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)測得的電壓值x、0和定值電阻的阻值0，可計(jì)算出的值為： 用這種方法測電阻時(shí)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(gè)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(shí)閉合1和2，讀出這時(shí)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。根據(jù)分壓公

7、式可計(jì)算出x的值：四安安法測電阻方法一：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和的電流分別為0、x，根據(jù)測得的電流值0、x和定值電阻的阻值0，根據(jù)分流公式可計(jì)算出的值為方法二：替代法電路：用圖7所示的實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì)算出的值：方法三：開關(guān)控制法電路：如果只用一個(gè)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

8、開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為I，再同時(shí)閉合S1、S2，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為I2。根據(jù)測得的電流值I、I2和定值電阻的阻值0。計(jì)算過程如下：設(shè)電源電壓為，當(dāng)只閉合S1時(shí)，根據(jù)歐姆定律的變形公式(x+),可得I（x0）；當(dāng)再同時(shí)閉合S1、S2，0被短路，這時(shí)有：I2x。聯(lián)立解方程組得方法四：安阻法如果只用一個(gè)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(shí)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A(chǔ)B。同樣可計(jì)算出的值：以上方法，需要測量兩次

9、電流，所以也叫“安安法”；根據(jù)所給器材有電流表和一個(gè)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(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)要特別重視原理的理解，這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。圖9AB··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(jì)中有電流通過，但滿足一定的條件時(shí)，電流計(jì)中會沒有電流通過，此時(shí)，稱為電橋平衡。處于電橋平衡時(shí)，圖中A、B兩點(diǎn)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)

10、；或R1R3和R2R4分別并聯(lián)，然后再串聯(lián)。 2電橋平衡的條件：R1×R4=R2×R3（自己推導(dǎo)）圖10 3測量方法如圖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(jì)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。GRR0S2圖11。S1（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(shí)驗(yàn)時(shí)，先合上S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R使電流計(jì)的指針滿偏；再合上S2，調(diào)節(jié)R0使電流計(jì)的讀數(shù)為滿刻度的一半，這時(shí)，電阻箱的數(shù)值即為電流計(jì)的內(nèi)阻。（注

11、意：實(shí)驗(yàn)前，變阻器的阻值應(yīng)放在最大位置；調(diào)節(jié)R0時(shí)，R不動）（2）測量原理：S2打開時(shí)，設(shè)電流表滿偏電流Ig=，因?yàn)镽Rg，Rr，所以IgE/R，當(dāng)S2閉合時(shí)，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(shí)驗(yàn)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）S2圖12V。S1rER1R0P2半偏法測電壓表的內(nèi)阻 電路如圖12：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將R1的滑動片P放在左邊，合上S1和

12、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(shí)驗(yàn)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R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是用伏特表完成的實(shí)驗(yàn)，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。圖15S1S2圖14

13、圖13八公式計(jì)算法測電阻公式計(jì)算法主要是應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)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(hù)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(jì)。（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，再將S2向c閉合，S1向 b 閉合，記下電流表讀數(shù)I2。（2）計(jì)算Rx的公式為Rx=分析解答：當(dāng)S2接d,S1接a時(shí)，Rx的電壓Ux=I1Rx當(dāng)S2接c,S1接b時(shí)，R1上的電壓U1=I2R2在不改變電阻R的情況下，Ux=U1所以I1Rx=I2R1，

14、 以上電阻測量的六種方法，同學(xué)們在平時(shí)解題時(shí)可視具體情況靈活選用。三、典型例題例1.一個(gè)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_。（2）圖14是小虎做這個(gè)實(shí)驗(yàn)連接的實(shí)物圖，請你指出其中的三個(gè)錯(cuò)誤或不妥之處。_；_；_。分析與解：(1)在對電壓表、電流表讀數(shù)時(shí)，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+0.02A

15、15;6=0.32A。(2)電路的錯(cuò)誤一般都是電流表、電壓表和滑動變阻器連接錯(cuò)誤。先看電流表，是串聯(lián)連接沒錯(cuò)，從圖乙看量程也沒錯(cuò)，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(cuò)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，但量程過大，因?yàn)殡娫措妷翰怀^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?。浑妷罕淼牧砍踢x大了。例2.理課上老師請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)測量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)，各組同學(xué)都提出了自己的設(shè)計(jì)方案，下列是兩組同學(xué)的設(shè)計(jì)情況。（

16、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(shí)驗(yàn)電路圖。并說明所需測量的物理量：_； _；（2）乙組同學(xué)設(shè)計(jì)了不同的方案，經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識，設(shè)計(jì)的電路如圖15，以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟：按電路圖連接好實(shí)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)表達(dá)式：甲組：Rx=_。乙組：Rx=_。分析與解：本題同時(shí)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

17、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(gè)阻值未知的電阻x的阻值提供的器材：電源（電壓不變）、兩個(gè)開關(guān)、一個(gè)電流表、一個(gè)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(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。分析與解：本題考查了只用一只電流表測電阻的方

18、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(shí)驗(yàn)步驟：(1)按照電路圖連接好電路(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(shí)驗(yàn)器材。3待測電阻x的表達(dá)式：1電路圖(見圖18)：2實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材。3待測電阻x的表達(dá)式： 例4.

19、 現(xiàn)在要測定標(biāo)有“3.6V 0.32A”燈泡正常發(fā)光時(shí)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、15V的電壓表各一只，“52A”和“101A”的滑動變阻器各一只。測量時(shí)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(shí)驗(yàn)要求的電路圖。分析與解：本題是一道運(yùn)用伏安法測電阻的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題，主要考查伏安法測電阻的原理、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)器材選擇。題中要求“測量時(shí)電表示數(shù)必須超過所用量程的

20、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(shí)的電流為0.32A，要滿足題中的要求，電流表必須選擇量程為“0.6A”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(shí)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：

21、1.一只小燈泡，標(biāo)有“3 V1.5 W”字樣現(xiàn)要描繪小燈泡03 V的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)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)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V2G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(xiàng)代號的字母填在橫線上)(2)在該實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路。為了減小誤差，應(yīng)選取的電路是_(將選項(xiàng)代號的字母填在橫線上)(3)以下是該實(shí)驗(yàn)的操作步驟：A將電流表、電壓表、變阻器、小燈泡、電源、

22、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(diǎn)并將各點(diǎn)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(cuò)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(cuò)，應(yīng)為：按所測數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并將各點(diǎn)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(shí)驗(yàn)中，可供選

23、擇的實(shí)驗(yàn)儀器如下：小燈泡L，“3.8 V0.3 A”電壓表V，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(shí)驗(yàn)的電路圖，并在圖中注明各元件的符號(3)某實(shí)驗(yàn)小組完成實(shí)驗(yàn)后利用實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)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

24、(圖中P為小燈泡的功率)()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?yàn)闊襞莸膬?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，由P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5 000 ，電流表內(nèi)阻為0.

25、5 .(1)當(dāng)測量100 左右的電阻時(shí)，宜采用_電路(2)現(xiàn)采用乙電路測量某電阻的阻值時(shí)，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(shí)值為_.答案(1)甲(2)20 20.08解析(1)50，200，與RxRV和RxRA兩個(gè)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(2)R測 20 電壓表中的電流IV A0.002 ARx中電流IRI測IV(0.50.002)A0.498 A 所以R真 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(shí)驗(yàn)室提供下列可供選用的器材：待測電壓表V(量程

26、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，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/(20×103) A1.5×104 A0.15 mA150 A

27、.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.(2)實(shí)驗(yàn)要求測多組數(shù)據(jù)，因此實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)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，然后根據(jù)電阻定律計(jì)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 k B電壓表015 V，內(nèi)阻50 kC電流表00.6 A，內(nèi)

28、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(shí)驗(yàn)中實(shí)物接線如下圖所示 ，請指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤錯(cuò)誤1_.錯(cuò)誤2_.答案(1)0.679 mm(0.6770.681 mm均可) (2)ACE錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上 錯(cuò)誤2：采用了電流表內(nèi)接法解析(1)金屬絲的直徑為d0.5 mm17.9×0.01 mm0.679 mm.(2)電流表和電壓表指針偏轉(zhuǎn)大時(shí)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(shí)，其阻值為待測電阻的2

29、5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(jì)了一個(gè)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(jì))B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

30、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(gè)，導(dǎo)線若干如右圖是該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的精確度，請你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選_，電流表選_滑動變阻器選_(只填代號)某次測量時(shí)，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(gè)理想變壓器有一個(gè)原線圈(匝數(shù)為n1)和兩個(gè)副線圈(匝數(shù)分別為n2、n3)甲、乙、丙同學(xué)想探究這個(gè)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

31、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(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性，可以通過實(shí)驗(yàn)來探究為保證實(shí)驗(yàn)安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)選用_、_電源答案(1)0.700電路圖如圖所示(測量電路必須用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓接法亦可)BDF(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(shí)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(shí)要注意估讀到小數(shù)點(diǎn)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

32、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(gè)因素，電壓表應(yīng)先V1；干路中電流的最大值Imax A0.6 A，電流表應(yīng)選A1；考慮到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，滑動變阻器應(yīng)選R1.由R、R和S2聯(lián)立解得該銅芯線材料的電阻率的表達(dá)式為：.(2)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律En得U1U2U3n1n2n3；所以甲同學(xué)的猜想正確為保證實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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)

33、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(shí)電阻箱R0的阻值，即等于電壓表內(nèi)阻RV.實(shí)驗(yàn)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(jì))、導(dǎo)線和開關(guān)之外，還有如下可供選擇的實(shí)驗(yàn)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(jì)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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

34、，從實(shí)驗(yàn)原理分析可知，在測量無誤的情況下，實(shí)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(shí)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(shí)，aP兩點(diǎn)的電壓幾乎不變，R0RV比RaP大得越多，實(shí)驗(yàn)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.(2)因R0的串聯(lián)，使UaP電壓增大，因此，當(dāng)電壓表示數(shù)為時(shí)，R0上的分壓大于，故R0>RV.實(shí)際測出的電壓表內(nèi)阻值R測R0>RV，且R越大，測量值R測的誤差越大8.有一個(gè)標(biāo)有“12 V,24 W”的

35、燈泡，為了測定它在不同電壓下的實(shí)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(jì)) 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(shí)驗(yàn)臺上已放置開關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡，為了完成實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)原理圖.(3)若測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖

36、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(shí)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(shí)驗(yàn)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(2)因>，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(3)由圖可知，U12 V時(shí)，R6.2 ，故燈絲正常發(fā)光時(shí)的功率為P23.2 W.(4)設(shè)Rk(t273)由t27，R01.0 ，k

37、 /K.由R6.2 得：t1587.9.在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5 .實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)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)線若干 (1)為提高實(shí)驗(yàn)精確度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有_(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖中_(填“(a)”或“(b)”)為該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并按所選擇的

38、電路圖把實(shí)物圖用導(dǎo)線連接起來 (3)若用刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm，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_答案(1)ADEGH (2)(b)實(shí)物連接如圖所示(3)2.401.27×106 ·m解析：(1)由電池E決定了電壓表選V1，結(jié)合Rx粗略計(jì)算電流在600 mA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)(3)Rx 2.40 由R得 ·m1.27×106 ·m10.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

39、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(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動變阻器是(填儀器代號)；(2)請?jiān)趫D甲所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并注明器材的字母代號；(3)圖實(shí)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E V，內(nèi)電阻r .答案(1)或R1(2)見解析圖(3)1.45

40、±0.010.90±0.01解析(1)為減小本實(shí)驗(yàn)的誤差，提高實(shí)驗(yàn)精度，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)電路如圖所示.(3)根據(jù)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(shí)驗(yàn)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