2012高考物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)突破講義：伏安法測(cè)電阻（人教版）

1、伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻（一）（一）伏安法測(cè)電阻的原理伏安法測(cè)電阻的原理 例例1 例例2 （二）（二）滑動(dòng)變阻器的使用滑動(dòng)變阻器的使用 1. 滑動(dòng)變阻器的兩種主要連接方式滑動(dòng)變阻器的兩種主要連接方式2. 滑動(dòng)變阻器的作用滑動(dòng)變阻器的作用3. 分壓接法和限流接法的比較：分壓接法和限流接法的比較：（三）（三）伏安法測(cè)電阻的電路伏安法測(cè)電阻的電路（四）例題（四）例題 例例3 例例4 例例5 例例6伏安法測(cè)電阻的原理伏安法測(cè)電阻的原理：RX=UX IX . 注意注意U、 I、 R三個(gè)量必須是三個(gè)量必須是同一段同一段電路中的量，由于電路中的量，由于電流表和電壓表都有內(nèi)阻，因此，一

2、定產(chǎn)生誤差。電流表和電壓表都有內(nèi)阻，因此，一定產(chǎn)生誤差。 1. 電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法AVRxIA=IX UV=UX+UA UXR測(cè)測(cè)= UV IA = RX+ RA RX = UX / IX 小結(jié)內(nèi)接法：電流為真實(shí)值，電壓偏大小結(jié)內(nèi)接法：電流為真實(shí)值，電壓偏大, 測(cè)量值大于真實(shí)值測(cè)量值大于真實(shí)值, 當(dāng)當(dāng)RX RA 時(shí)，時(shí)， R測(cè)測(cè)RX 2. 電流表外接法：電流表外接法：AVRxUV=UX IA=IX+IV IXR測(cè)測(cè)= UV IA = RX RV （RX+ RV ） RX = UX / IX 小結(jié)外接法：電壓為真實(shí)值，電流偏大小結(jié)外接法：電壓為真實(shí)值，電流偏大, 測(cè)量值小于真實(shí)值測(cè)量值小于

3、真實(shí)值 當(dāng)當(dāng)RX RV 時(shí)，時(shí)， R測(cè)測(cè)RX 例例1. 用內(nèi)阻為用內(nèi)阻為3000的電壓表和內(nèi)阻為的電壓表和內(nèi)阻為10的電流表的電流表測(cè)電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是測(cè)電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是，電流表的示數(shù)都是0.2A，則，則R1的測(cè)量值為的測(cè)量值為 ，真實(shí)值是，真實(shí)值是 ，R2的測(cè)量值為的測(cè)量值為 ，真實(shí)值是，真實(shí)值是 。AVR2AVR1甲甲乙乙300 290300333 練習(xí)練習(xí). 用伏安法測(cè)電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接用伏安法測(cè)電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接法，測(cè)得某電阻法，測(cè)得某電阻Rx的阻值分別為的阻值分別為 R1 和和R2 ，則

4、所測(cè)，則所測(cè)的測(cè)量值和真實(shí)值的測(cè)量值和真實(shí)值Rx之間的關(guān)系是之間的關(guān)系是 （ ） （A）R1 RxR2 （B） R1 RxR2 （C）R1R2Rx （D）R1R2RxA例例2、利用伏安法測(cè)電阻時(shí)，若不知待測(cè)電阻?？伞⒗梅卜y(cè)電阻時(shí)，若不知待測(cè)電阻?？刹捎孟率龇椒ㄟx擇正確電路以減小誤差。可將儀器采用下述方法選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(gè)接頭按下圖接好，并空出伏特表的一個(gè)接頭P，將，將P分別分別與與a，b 兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，則則P 應(yīng)接在應(yīng)接在處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則則P

5、 應(yīng)接在應(yīng)接在 處。處。解：解：安培表示數(shù)變化安培表示數(shù)變化顯著顯著，說明被測(cè)電阻較大，可跟伏特表，說明被測(cè)電阻較大，可跟伏特表內(nèi)阻相比。內(nèi)阻相比。 因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P 應(yīng)接在應(yīng)接在b 處。處。 RabPVA而當(dāng)伏特表示數(shù)變化而當(dāng)伏特表示數(shù)變化顯著顯著，說明被測(cè)電阻較小可跟安培表，說明被測(cè)電阻較小可跟安培表內(nèi)阻相比。內(nèi)阻相比。 因此采用外接法可以減小誤差，因此采用外接法可以減小誤差，P 應(yīng)接在應(yīng)接在a 處。處。ab三、滑動(dòng)變阻器的使用三、滑動(dòng)變阻器的使用ABCD串聯(lián)限流電路串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路并聯(lián)分壓電路分壓器分壓器1. 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器的兩種

6、主要連接方式：兩種主要連接方式：RXRA BC (D)RXR（1）保護(hù)電表不受損壞；）保護(hù)電表不受損壞；（2）改變電流電壓值，多測(cè)量幾次，求）改變電流電壓值，多測(cè)量幾次，求R X 的的 平均值，減少誤差。平均值，減少誤差。 2. 變阻器的作用變阻器的作用分壓接法分壓接法的優(yōu)點(diǎn)是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。的優(yōu)點(diǎn)是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大。限流接法限流接法的優(yōu)點(diǎn)是：電路連接簡(jiǎn)便，的優(yōu)點(diǎn)是：電路連接簡(jiǎn)便， 附加功率損耗較小。附加功率損耗較小。 3.分壓接法和限流接法的比較：分壓接法和限流接法的比較： a.當(dāng)兩種接法均可滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法當(dāng)兩種接法均可滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一

7、般選限流接法 b. 當(dāng)負(fù)載電阻當(dāng)負(fù)載電阻Rx 較小，變阻器總阻值較小，變阻器總阻值R 較大是較大是Rx 的幾倍時(shí)，的幾倍時(shí)，限流接法對(duì)電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法限流接法對(duì)電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法 c. 當(dāng)負(fù)載電阻當(dāng)負(fù)載電阻Rx 較大是較大是R 的幾倍時(shí)，變阻器總阻值的幾倍時(shí)，變阻器總阻值R 較小，較小，限流接法對(duì)電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法限流接法對(duì)電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法 d. 當(dāng)要求電壓從當(dāng)要求電壓從0 變起，一定用分壓接法變起，一定用分壓接法限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍UURRRXX0UXXRURRUXRU0 限流器電路，限流

8、器電路， 安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法 RXRARXAV 限流器電路限流器電路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV 分壓器電路分壓器電路， 安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法 RXRAAVRX 分壓器電路分壓器電路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVVARX伏安法測(cè)電阻的電路例例4.在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電壓表的內(nèi)阻約所用電壓表的內(nèi)阻約為為20千歐千歐,電流表的內(nèi)阻約為電流表的內(nèi)阻約為10歐歐,選擇能夠盡量減小選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上(如右圖所示

9、如右圖所示). (1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線圖線,由此求得該電由此求得該電阻的阻值阻的阻值Rx= 歐歐(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字). (2)畫出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖畫出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖.2.4103mAvRx 大電阻用大電阻用內(nèi)接法，變阻器內(nèi)接法，變阻器用分壓器接法，用分壓器接法，電路圖如圖示電路圖如圖示.(2)答：答：01.0 2.0 3.01.00.51.5U(伏伏)I(毫安毫安)例例3 3：有一個(gè)電阻有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是，其阻值大約是25 25 k ，可供選，可供選擇的器材是：擇的器材是：電流表電流表A1 (0-1001 (0-100A,

10、2 , 2 k) )電流表電流表A2 (0-5002 (0-500A, 300), 300)電壓表電壓表V1 (0-101 (0-10V, 100 , 100 k）電壓表電壓表V2 (0-502 (0-50V, 500 , 500 k）直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 E （1515V，1 1A）滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器 R (1 (1k, 1, 1W) )電鍵電鍵K K和若干根導(dǎo)線和若干根導(dǎo)線 試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐罚箿y(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。解：解：1電壓表、電流表的選擇電壓表

11、、電流表的選擇例例3 3若滑動(dòng)變阻器用限流接法，若滑動(dòng)變阻器用限流接法，電路中的最小電流為電路中的最小電流為 Imin = 15V /26K = 0.577mA=577A，RXVA25K15V1K 超過兩表的量程，因此滑動(dòng)變阻器必須用超過兩表的量程，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓器接法。分壓器接法。VARX25K15V1K若電壓表選若電壓表選V2(50V),因?yàn)殡娫措妷阂驗(yàn)殡娫措妷?5V不足其量程不足其量程 的的1/3，所以，所以電壓表應(yīng)選電壓表應(yīng)選V1（10V）。由于用分壓器接法時(shí)，電阻由于用分壓器接法時(shí)，電阻R RX X 中的最大電流為中的最大電流為 Imax= 10V /25K = 0.4mA

12、 = 400A，所以所以電流表選電流表選A2（500 A ）。2滑動(dòng)變阻器的選擇滑動(dòng)變阻器的選擇 滑動(dòng)變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，滑動(dòng)變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，為了使電流電壓有較明顯的變化， 在在限流電路限流電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值 R（35）RX 在在分壓器電路分壓器電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值 R（1/31/5）RX 在本題中不要求選擇滑動(dòng)變阻器。在本題中不要求選擇滑動(dòng)變阻器。3.安培表內(nèi)接法和外接法的選擇安培表內(nèi)接法和外接法的選擇 因?yàn)橐驗(yàn)?RX = 25K RA = 300 所以采用所以

13、采用安培表內(nèi)接法安培表內(nèi)接法例例3 34分壓電路和限流電路的選擇分壓電路和限流電路的選擇 分壓電路分壓電路可以使待測(cè)電阻上的電壓從零調(diào)可以使待測(cè)電阻上的電壓從零調(diào)到最大值，連線較復(fù)雜，分壓電路消耗的額外到最大值，連線較復(fù)雜，分壓電路消耗的額外功率大；功率大；限流電路限流電路對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍較小但對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍較小但連線簡(jiǎn)單，限流電路消耗的額外功率小連線簡(jiǎn)單，限流電路消耗的額外功率小 我們可根據(jù)這兩種電路的特點(diǎn)，按照實(shí)驗(yàn)我們可根據(jù)這兩種電路的特點(diǎn)，按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。要求進(jìn)行選擇。 在上面例題中，如果用限流電路，因待測(cè)在上面例題中，如果用限流電路，因待測(cè)電阻值是滑動(dòng)變阻器總阻值的電阻值是滑動(dòng)

14、變阻器總阻值的25倍，所以變阻倍，所以變阻器對(duì)電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很小這里我們器對(duì)電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很小這里我們應(yīng)該應(yīng)該選用選用調(diào)節(jié)作用范圍大的調(diào)節(jié)作用范圍大的分壓器電路分壓器電路例例3 3解答解答: : 根據(jù)上述分析，選擇電流表和電壓表應(yīng)為：根據(jù)上述分析，選擇電流表和電壓表應(yīng)為： 電流表電流表 A1 (0-100A, 2 k) 電流表電流表 A2 (0-500A, 300) 電壓表電壓表 V1 (0-10V, 100 k） 電壓表電壓表 V2 (0-50V, 500 K ） 選擇接法：電流表用選擇接法：電流表用 ，變阻器用，變阻器用 ，內(nèi)接法內(nèi)接法分壓器接法分壓器接法畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如下

15、：畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如下：A2V1RX25K=15V1K 實(shí)物圖連線如圖示：實(shí)物圖連線如圖示：+RXVA AV例例5 用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻R，試把圖中給出，試把圖中給出的器材連接成測(cè)量的器材連接成測(cè)量R的合適的電路。圖中安培表的量的合適的電路。圖中安培表的量程為程為0.6A，內(nèi)阻接近，內(nèi)阻接近1，伏特表的量程為，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻，內(nèi)阻為幾為幾K ；電源的電動(dòng)勢(shì)為；電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，變阻器的阻值為，變阻器的阻值為020 。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。位置。解：解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器

16、金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-例例6(2011江蘇卷江蘇卷T11)某同學(xué)利用如圖某同學(xué)利用如圖8.21所示的實(shí)驗(yàn)所示的實(shí)驗(yàn)電路來測(cè)量電阻的阻值電路來測(cè)量電阻的阻值(1)將電阻箱接入將電阻箱接入a、b之間，閉合開關(guān)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變之間，閉合開關(guān)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻器R后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值后保持其阻值不變改變電阻箱的阻值R，得到，得到一組電壓表的示數(shù)一組電壓表的示數(shù)U與與R的數(shù)據(jù)如下表：的數(shù)據(jù)如下表：如圖8.21電阻電阻R/w w5.010.015.025.035.0電壓電壓U/V1.001.501.802.142.32請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U-R關(guān)系圖象關(guān)系圖象(2)用待測(cè)電阻用待測(cè)電阻Rx替換電阻箱，替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為讀得電壓表示數(shù)為2.00 V利用利用(1)中測(cè)繪的中測(cè)繪的U-R圖象可得圖象可得Rx=_ w w.(3)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，電池的電動(dòng)勢(shì)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，電池的電動(dòng)勢(shì)可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中中測(cè)繪的測(cè)繪的U-R圖象測(cè)定某一電阻，則測(cè)定結(jié)果將圖象測(cè)定某一電阻，則測(cè)定結(jié)果將_(選填選