2019-2020年高中物理 伏安法測電阻的基本原理和拓展 上教版

1、20192019- -20202020 年高中物理伏安法測電阻的基本原理和拓展上教版年高中物理伏安法測電阻的基本原理和拓展上教版 教學(xué)目的： 1、復(fù)習(xí)鞏固伏安法測電阻的基本原理。 2、探究伏安法測電阻的幾種變式情景，提高實驗原理的遷移能力。 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)鞏固 一.伏安法測電阻基本原理 （一）基本原理：伏安法測電阻的基本原理是，只要測出元件兩端和通過 的，即可由公式計算出該元件的阻值。 （二） 電流表、 電壓表的接法選擇。 其選擇通常根據(jù)已知條件的不同又有兩種思路及方法。1定量判定法：若已知待測電阻的大約值 R、電流表的內(nèi)阻 R 和電壓表的內(nèi)阻 R，貝 V： xAV 當(dāng)時，說明此實驗中電流表

2、對誤差影響較小，應(yīng)采用電流接法。 當(dāng)時，說明此實驗中電壓表對誤差影響較小，應(yīng)采用電流表接法。 2試觸法：若不知 R勺大約值，可采用右圖電路進行試觸：L_畫 d 只空出電壓表的一個觸頭 S,然后將 S 分別與 a、b 接觸一下， ， 并觀察電壓表和電流表勺勺示數(shù)變化情況： 若電流表示數(shù)有顯著變化，即，說明電壓表的分流作用較強，即 R 的阻值大，應(yīng)選 X 用電流表接法。 若電壓表示數(shù)有顯著變化，即，說明電流表的分壓作用較強， 用電流表接法。 （三）滑動變阻器接法：“限流式”還是“分壓式”。 1 電壓電流變化范圍限流式：U=（R/（R+R）UoUI=U/（R+R）oU/R xxxxxx U、I 可在

3、一定范圍內(nèi)變化，電路結(jié)構(gòu)簡單、省電； 分壓式：U=0oUI=0oU/R xxx U、I 變化范圍較大，可從 0 開始，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗電。 2 滑動變阻器的選擇限流式：額定電流較小，變阻器的全值電阻與待測電阻接近分壓式： 額定電流較大， 變阻器的全值電阻小于待測電阻。 3 分壓式、限流式選擇原則 （1）滑動變阻器接法。一般情況或沒有特別說明的情況下，由于電路能耗較 小，結(jié)構(gòu)連接簡單，應(yīng)優(yōu)先考慮連接方式。接法最適合測量小電阻或與變阻 器總電阻相比差不多或還小，（如圖 3 所示）。 （2）滑動變阻器接法：但以下三種情況， 若題中要求所研究對象的電壓從零開始連續(xù)增大時，則必須采用“分壓式”； 若采用

4、限流電路，電路中的最小電流大于用電器的額定電流或超過電表的量程時，則滑動變阻器必須采用“分壓式”接法； 即 R 阻值小，應(yīng)選 x 圖 當(dāng)用電器的電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大阻值，且實驗要求的電壓變化范圍較大或要求測量多組實驗數(shù)據(jù)時，必須采用“分壓式”。 課前熱身 例題一：有一阻值在 100Q左右，額定功率為 0.25w 的電阻，現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確測定的阻值,實驗室中備有: A. 量程為 50mA,內(nèi)阻 20Q的電流表.量程為 3A,內(nèi)阻 0.01Q 的電流表. C.量程為 10V,內(nèi)阻 20kQ的電壓表. D 量程為 5V,內(nèi)阻 10kQ的電壓表. E. 標(biāo)有“50Q,2A”的滑動變阻器 F. 1

5、2 伏的直流電源 G. 電鍵,導(dǎo)線. 實驗中電壓表應(yīng)選_C_；應(yīng)選的電流表_A_； 根據(jù)題意作出實驗電路圖。 遷移探究 二.伏安法測電阻基本情景變式（一）測量電表的內(nèi)阻：電流表、電壓表各一只，可以利用伏安法測量它們的內(nèi)阻 例題 2：某電壓表的內(nèi)阻在 20kQ50kQ 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） 、 電流表 A （量程 200uA） 、電流表 A（量程 5mA）、電流表 A（量程 0.6A）、 123 滑動變阻器 R（最大值 lkQ、電源 E（電動勢 4V）,開關(guān) So （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)

6、據(jù)，試畫出符合要求的電路圖。 （二）若實驗室中所給電流表或電壓表的量程太小不匹配，且題中有合適的定值電阻可用時，可以利用定值電阻進行分壓或限流 1、定值電阻分壓作用 例題 3：現(xiàn)要測量一電流表 A 的內(nèi)阻，給定器材有： A. 待測電流表 A（量程 10mA、內(nèi)阻約為 100） B. 電壓表 V（量程 3V、內(nèi)阻約為 1000） C. 直流電源 E（電動勢 4V,內(nèi)阻不計） D. 定值電阻 R=200 E. 滑動變阻器（010,額定電流 1A） F. 開關(guān)一個導(dǎo)線若干 要求測量時兩塊電表指針的偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半,畫出電路的原理圖 2、定值電阻的分流作用 例題 4：現(xiàn)要測量某一電壓表的內(nèi)阻。給

7、定的器材有：待測電壓表（量程 2V,內(nèi)阻 2）當(dāng)電流表內(nèi)阻為已知量時，所給電流表兩端的電壓太小，且題中有合適的定值電阻可 用時，可以把電流表進行大量程改裝后再測量。原理如圖 9 所示；約 4KQ）；電流表程（量程 1.2MA，內(nèi)阻約 500Q）；直流電源 E（電動勢約 2.4V，內(nèi)阻不 計）；固定電阻 3 個：R=4000Q，R=10000Q，R=150000；電鍵 S 及導(dǎo)線若干。 123 要求測量時兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。 I.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。） II 電路

8、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 三） 1 電表角色客串 利用電流表測電壓：若缺少合適的電壓表，用電流表代替，條件是電流表內(nèi)阻已知（1）當(dāng)電流表內(nèi)阻為已知量時電流表與待測電阻并聯(lián)。 電流表兩端的電壓，可以代替電壓表，此時 例題 5：（xx 年全國）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的內(nèi)阻，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)。在虛線框內(nèi)畫出電路圖，標(biāo)明所 用器材的代號。選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算，則所用的表達(dá)式為=，式中各符號的意義 是：_。 器材（代號） 規(guī)格 電流表（） 量程 10mA，內(nèi)阻待測（約） 電流表（） 量程 5

9、00pA,內(nèi)阻 電壓表（V） 量程 10V，內(nèi)阻 電阻（） 阻值約，作保護電阻用 滑動變阻器（） 總阻值約 電池（E） 電動勢 1.5V，內(nèi)阻很小 電鍵（K）導(dǎo)線若干 X 圖 g 例題 6：用下列器材測量未知電阻 Rx（約 5Q；允許通過的最大電流為 3A）。 電流表 A，量程 0.6A，內(nèi)阻約為 0.5Q； 電流表 A；，量程3A，內(nèi)阻約為 0.1Q； 定值電阻 R 電阻為 9900Q； 微安表 pA,量程 I=300|jA,內(nèi)阻 R=100Q； gg 電源 E,電動勢 6V,內(nèi)阻約為 0.01Q； 電鍵 K、導(dǎo)線若干 滑動變阻器 R，最大阻值 20Q，允許通過的最大電流 3A； （1）請設(shè)

10、計實驗電路，標(biāo)明所用器材的符號。 （2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算 R,則所用的表達(dá)式為 R=。并說明式中測得量符號 XX 的意義是：。 2.利用電壓表測電流：若缺少合適的電流表，用電壓表代替。條件是電壓表內(nèi)阻已知，此時通過電壓表的電流，可以代替電流表。如圖 6 所示 例題 7：用以下器材測量一待測電阻 R 的阻值（9001000Q）: X 電源 E,具有一定內(nèi)阻，電動勢約為 9.0V； 電壓表 J 量程為 1.5V,內(nèi)阻 r=750Q； 電壓表 V，量程為 5V,內(nèi)阻 r=25000； 22 滑線變阻器 R,最大阻值約為 1000； 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)

11、不小于其量程的，試畫出測量電阻 R 的一種實驗電路原理圖 X （原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。 （3）若電壓表 V 的讀數(shù)用 U 表示，電壓表 V 的讀數(shù)用 U 表示，則由已知量和測得量表示的公式為 1122x R=。 （四）定值電阻當(dāng)電表：若實驗室沒有可供替代的電表（電阻未知，量程不合適），則考慮用定值電阻或電阻箱代替電表。 1當(dāng)通過定值電阻 R 的電流已知時，其兩端電壓，和兩個電流表配合可以代替電壓表。 例題 8：實驗室中現(xiàn)宥器材：電池 E,電動勢約 10V，內(nèi)阻約 1Q；電流表，量程 300mA，內(nèi) 阻約 5Q；電流表 A,量程 250mA，內(nèi)阻約 5Q；電阻箱 R，最大

12、阻值 999.9Q，最小阻值改 變量為 0.1Q；滑線變阻器 R，最大值 100Q；開關(guān) S；導(dǎo)線若干。在虛線框內(nèi)： 2I 畫出測量電流表 A 內(nèi)阻的電路圖，讀出你要的物理量，用這些物理量表: 示待測內(nèi)阻的計算公式是 2當(dāng)定值電阻 R 兩端的電壓已知時，其電流，可以與待測電阻串聯(lián)代替電流表。: 例題 9： 利用圖 7 中給定的器材測量電壓表V 的內(nèi)阻 Rv。圖中 B 為電源（內(nèi)阻可忽略不計），R 為電阻箱，K 為電鍵。 畫出測量所用的電路原理圖。 寫出實驗中必須記錄的數(shù)據(jù)用符號表示），并指出各符號的意義：，用記錄的數(shù)據(jù)表示 R=。 圖 7 課后思考 1、電流表結(jié)合定值電阻測量電表內(nèi)阻_ 利用圖 1 所示的電路測量電流表 mA 的內(nèi)阻 R。圖中 RR 為電阻，K 為電鍵，B 是電源（內(nèi)阻可忽略）。_1212 根據(jù)圖 1 所給出的電路原理圖，