高三物理一輪復(fù)習(xí)電阻的測量

1、控制電路：f限流式:1分壓式:1）、適用條件：限流式電路R1|/E1K分壓式R R10R,變阻器可以起到改變回路中電壓電流電阻的測量歷年來，電學(xué)部分的實驗是高考物理實驗的命題熱點(diǎn)，而其中電阻的測量更是考試頻率 更高，對于電阻的測量，現(xiàn)總結(jié)如下幾種方法：一、伏安法測電阻：原理：根據(jù)部分電路歐姆定律：R=U/I,用電壓表測出電阻兩端的電壓 U,用電流表測出流過電 阻的電流I ,代入公式。限流式當(dāng)滑動變阻器的電阻 的作用。測量電路：Rx丁11內(nèi)接法外接法分壓式電路-若RR,用限流式電路時，變阻器不能起到有效變回路中電壓電流的作1用，當(dāng) R RR ,使用條件：RRB、如果所提供的電壓表或電流表量程很小

2、，使用限流式接法時，即使將變阻器調(diào)到最 大，電壓、電流也依然超過電表的測量范圍，為避免電表或元件燒壞，必須使用分壓式 C、滑動變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻的阻值時，必須使用分壓式。2）、外接法:誤差原因：電壓表的分流作用，使得 心產(chǎn) RxRv R ,使用條件：RJRTRV ,看成是大電阻。方法二：試觸法，如圖，讓電壓表的 P端分別與A,B兩位置 Rx試觸一下，若電壓表示數(shù)變化較大而安培表的示數(shù)變化 6 p較小，即表明R與R相差不遠(yuǎn)，R為小電阻。若電流表_示數(shù)變化較大而電壓表示數(shù)變化較小，即表明R與R相 /p差不遠(yuǎn)，R為大電阻。注意事項：1）、電表選擇原則：在保證電表不被燒壞的前提下，盡可能選擇量程

3、小的電表或檔位，電表 指針偏轉(zhuǎn)時，應(yīng)至少使指針轉(zhuǎn)過表盤的三分之一。2）、由電路圖連實物圖的原則：A、先用后并，連線必須連在接線柱上B、盡量避免線路交叉C、要注意電表的正負(fù)極性及量程檔位的選擇D特別注意分壓式電路中滑動變阻器的連線及單刀雙擲開關(guān)的連線3）、其它注意事項：A、不計內(nèi)阻的電源是恒壓源，輸出電壓不變B、已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電壓表用，已知內(nèi)阻的電壓表可當(dāng)電流表使用G保護(hù)電阻一般都與待測電路串聯(lián)，起分壓限流的作用應(yīng)用：例1.圖19-15為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規(guī)格如下：（1）待測電阻Rx（約100歐）（2）直流毫安表（量程010毫安，內(nèi)阻50歐）；（3）直

4、流電壓表（量程03伏，內(nèi)阻5千歐）；（4）直流電源（輸出電壓4伏，內(nèi)阻可不計）；（5）滑動變阻器（阻值范圍015歐,允許最大電流1安）；（6）電健一個，導(dǎo)線若干條.根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線。如圖19-22所示圖19R電流表A2 （量程5mA電流表A3 （量程0.6A）滑動變阻器R （最大阻值1KQ）電源& （電動勢4V電鍵Ko（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，要求測多組數(shù)據(jù)。試在方框中畫出符合要求的實驗電路圖（其 中電源和電鍵及其連線已畫出）。A1 （2分），如右圖（4分，線路有錯就不給這4分） r-HUI K例3.從下表中選出適當(dāng)

5、的實驗器材，設(shè)計一電路來測量電流表 A的內(nèi)阻力要求方法簡捷, 有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。器材（代號）規(guī)格電濡表（4） 電流表（凡） 電壓表（V 電阻（鳥）滑動變阻器（扁）電池（E） 電鍵（K導(dǎo)線若干量程10mA內(nèi)阻特測（約4DQ） 量程500仙A,內(nèi)阻力一乃。口 W 10V,內(nèi)阻 P3=10KQ 阻值約1。口。，作保護(hù)電阻用 總阻值約5QQ電動勢1.5V,內(nèi)阻很小例2.某電壓表的內(nèi)阻在20千歐50千歐之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用 的器材：待測電壓表V （量程3V）電流表A1 （量程200仙A ）將紅、黑表筆分別插入“ + ”、“ ”插孔，筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)可調(diào)部件

6、使電表指針指向 位置。（2）在用多用表測量另一電阻的阻值時，電表的讀數(shù)如圖2所示，該電阻的阻值為 Q（3）現(xiàn)用伏安法測量（1）問中的那個定值電阻 R的阻值（約為2030Q ）。所供器材如下:電壓表V （量程015V,內(nèi)阻20c ）,電流表 A （量程050mA內(nèi)阻20c ）電流表 A （量程030mA內(nèi)阻4G ）（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號。（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算），則所用的表達(dá)式為八二,式中各符 號的意義是：參考答案：（1）如圖所示。（5分。若電阻用與電池串聯(lián)，不扣分；若 為用作限流電阻，正 確的同樣給分。）I1|-滑動變阻器R （最大阻值為50Q ,額定電流為

7、1A）直流電源E （電動勢約9V,內(nèi)阻約0.5C ）,電鍵K連線用的導(dǎo)線若干根。 在以上器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑模嫵鲭娐穲D，要求在圖上標(biāo)出所選器材的符號。（4）該電阻是由電阻絲繞成的，為了求得該電阻線材料的電阻率，需用 螺旋測微器測量電阻絲的直徑，結(jié)果如圖3 ,其讀數(shù) 為。參考答案：（1）S,左端的“ 0”C擋的X1I】表示通過電流表 用的電流，2表示通過電流表凡的電流，表示電流表4的內(nèi)阻。（3 分，未說明的不扣分。） 例4、根據(jù)試題要求填空或作圖。T,右端的“ 0”(2) 20.0K (寫成 20k 給分)(3)如圖所示。(4) 0.700mm例5.用伏安法測量電阻阻值 R,并求出電阻率p。給

8、定電壓表（內(nèi)阻約為50k。）、電流表（內(nèi)阻約為40Q）、滑線變阻器（點(diǎn)阻為0-50 Q）、250 Q）及導(dǎo)線若干。（1）圖1為多用電表的示意圖，其中 S K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻 值約為2030c的定值電阻，測量的某些操作步驟如下：調(diào)節(jié)可調(diào)部件 ,使電表指針停在 位置；調(diào)節(jié)可調(diào)部件K,使它的尖端指向 位置；電源、電鍵、待測電阻（約為困1(D圖2主尺69陽3畫出測量R的電路圖。（2）圖1中的6個點(diǎn)表示實驗中測得的6組電流I、電壓U的值，試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟:=。求出的電阻值 R。（保留3位有效數(shù)字）（2）小題的方格圖中） 參考答案：（3）待測電阻是一均勻材料制成的圓柱體

9、，用游標(biāo)為 果分別如圖2、圖3所示。由圖可知其長度為50分度的卡尺測量其長度與直徑，結(jié)(D(2)見下圖見右圖。（保留3位有效數(shù)字）（4）由以上數(shù)據(jù)可求出p(3)作出U=-Ir圖線，可得小燈泡工作電流為 0.35安，工作電壓為0.80伏，因此小燈（2）作U-I直線，舍去左起第2點(diǎn)，其余5個點(diǎn)盡量靠近直線且均勻分布在直線兩側(cè)。求該直線的斜K,則R= K。229Q （221237Q 土勻為正確）。（3） 0.800cm 0.194cm 222（4）8.46X10 Qm （8.16X10 8.76 X 10 Q m均為正確）泡實際功率為0.28瓦二、半偏法測電阻半偏法的設(shè)計原理1、電流表半偏法如圖1所

10、示是用半偏法測電流表內(nèi)阻（小內(nèi)阻電表）的電路.實驗時，先斷開開關(guān)閉合開關(guān)調(diào)節(jié)R使電流表指針滿偏.然后保持 R0的滑片不動（即R不變），閉合開關(guān)S2, 調(diào)節(jié)R使電流表的指針處于半滿偏狀態(tài)，則電流表的內(nèi)阻I (A)0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U(V)0.200.400.60 10.801.001.201.401.601.8012.00（1）在左下框中畫出實驗電路圖.可用的器材有：電壓表、電流表、滑線變阻器（變化范 圍010Q）、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.（2）在右圖中畫出小煤泡的U I曲線.例6. （10分）小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變

11、大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得 到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：圖1圖2I旦2）、.電壓表半偏法如圖2所示是用半偏法測電壓表內(nèi)阻（大內(nèi)阻電表）的電路.實驗時，先閉合開關(guān) S和開關(guān) S,調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.然后保持 R的滑片不動（即、R, R不變），斷開開關(guān)調(diào)節(jié)R,使電壓表的指針半滿偏，則電壓表的內(nèi)阻 R= R2、半偏法的系統(tǒng)誤差分析1）.電流表半偏法測內(nèi)阻的誤差分析用如圖1所示的電路測電流表的內(nèi)阻時，設(shè)電流表的滿偏電流為Ig,則開關(guān)&斷開時：RaRi開關(guān)S2閉合時，有:，F(xiàn) =R1RRa（3）如果第15題實驗中測得電池的電動勢是1.5V,內(nèi)阻是2.0 Q.問：將本題中

12、的燈泡接R Ra在該電池兩端，小燈泡的實際功率是多少？（簡要寫出求解過程；若需作圖，可直接畫在第1/Ra = IrR由、式，得:RiRaRa R顯然,rr,即R的測量值小于真實值.相對誤差為:Ra -R 100% =RaRaRi100%r0ig4、半偏法的延伸電流表半偏法測電阻Rx:條件：安培表內(nèi)阻不計，且RRx,則與該安培表串聯(lián)的電阻就可看作是常規(guī)安培表的內(nèi)阻。方法：如下圖所示，閉合 S,斷開先調(diào)整滑動變阻器R,使電流表滿偏；再閉合S2,調(diào) 整R,使電流表半偏，則 Rx=R .2).電壓表半偏法測內(nèi)阻的誤差分析 用如圖2所示的電路測電壓表的內(nèi)阻時,設(shè)電壓表的滿偏電壓為U,則開關(guān)S閉合時:Ug

13、UgR2RvRi開關(guān)&斷開時，有:U ABUg2Rv(Rv R)電壓表半偏法測電阻 Rx：條件：伏特表為理想電表，內(nèi)阻無窮大，且 RR,即R的測量值大于真實值.相對誤差:R-Rv o =RvRoRv因R=R+R,故對于給定的F0,當(dāng)R=R,即滑片處于正中位置時相對誤差最大.則:RFA,實驗上通常取 I g= e /R1.因 RvR,rU.所以本實驗、-R0- 100%4Rv3、半偏法的實驗條件.電流表半偏法測電阻的實驗條件用如圖1所示的電路測電流表內(nèi)阻時，為使實驗誤差較小，必須使 R100R,這時相對誤差小于1%為使電流表指針能達(dá)到滿偏，必須 所以本實驗應(yīng)?f足的條件是：R)100FA R 0

14、e /I g.電壓表半偏法測內(nèi)阻的實驗條件用如圖2所示的電路測電壓表的內(nèi)阻時，為使實驗誤差較小，必須 RR/20,這時相對誤差約1%.為使電壓表指針能達(dá)到滿偏，必須滿足 應(yīng)滿足的條件是：電流表半偏法測電阻Rx：條件：電源內(nèi)阻不計或外阻遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻方法：如下圖所示，閉合電鍵 S,調(diào)整R=0,記下安培表的示數(shù)I。；然后調(diào)節(jié)R,使安培表的 示數(shù)為I0的一半，則Rx=R.電壓表半偏法測電阻 Rx:條件：電源內(nèi)阻不計或外阻遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻 方法：如下圖所示，閉合電鍵S,調(diào)整R=0,記下伏特表的示數(shù)U0;然后調(diào)節(jié)R,使伏特表的 示數(shù)為U0的一半，則Rx=R.5、應(yīng)用例1現(xiàn)有一量程為3V的電壓表，內(nèi)阻約3k

15、Q。為了較準(zhǔn)確地測量其內(nèi)阻，在沒有電流表的 情況下，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗電路，按此電路可以測出電壓表的內(nèi)電阻。(1)他的主要操作步驟如下：A、閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑片P移到端，并將電阻箱的阻值調(diào)至零。B、閉合S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，使電壓表的指針指至“ 0C、保持P不動，調(diào)電阻箱的阻值，使電壓表的指針指到 2記下此時R的值，則所測電壓表的內(nèi)電阻 R為此時的R值(2)本實驗中，若提供以下器材：A 電池組(電動勢4V)B、電阻箱(0999。)C、電阻箱(09999Q )D 滑動變阻器(0-20Q , 1A)E、滑動變阻器(01kQ, 0.5A)為完成上述實驗，電阻箱 R應(yīng)選,滑動

16、變阻器R應(yīng)選(填代號)解析：仔細(xì)審題，既然最后認(rèn)為R=R,說明支路總電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，在支路電壓基本 不變的條件下電流將是原來的一半，電壓表的示數(shù)將變?yōu)樵瓉淼囊话?。?dāng)滑動變阻器并聯(lián)部分的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻的情況下，并聯(lián)部分電壓基本是不變的。所以這道題的實驗方法 米用的是電壓表半偏法。(1)的正確答案應(yīng)為b端；滿刻度；滿刻度的一半。(2)實際上，在電阻箱連入電路以后，電路的總電阻變了，并聯(lián)部分的電壓也變了，為了并聯(lián)部分電阻對電壓的影響，Rb應(yīng)遠(yuǎn)小于R,即越小越好，則R應(yīng)選用d電阻箱R的總阻 值應(yīng)大于伏特表的內(nèi)阻，所以 R應(yīng)選用C例2圖中，E為電源，其電動勢為E, R為滑動變阻器，R為電阻箱，

17、A為電流表，用此電路, 經(jīng)過下列步驟可測得A的內(nèi)阻R,閉合S,斷開S2,調(diào)節(jié)R,使電流表的讀數(shù)等于其量程10, 保持R不變，閉合S2,調(diào)節(jié)R,使電流表的讀數(shù)等于I J2,然后讀出R的阻值，取R=R, 求下列問題： 真實值與測量值之差除以真實值叫測量結(jié)果的相對誤差, 勢E,電流表量程I0及電流表內(nèi)阻R的關(guān)系。若10=10mA真實值R約為30歐，要想使測量結(jié)果相對誤差不大于5%電源電動勢最小值應(yīng)為多少?解析：這道題的方法是用電流表半偏法。 TOC o 1-5 h z ERi RaE2Ra.R2Ra R2Ri Ra R2解得：Ra - R2 = hRRaE_310 1030 5%E解得：E之6V ,

18、所以電源電動勢的最小值為6V。即(Ra-R2)/Ra。試導(dǎo)出它與電源電動例3.現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表G (表頭)，滿偏電流為5WA,內(nèi)阻約為800850Q ,把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表?？晒┻x擇的器材有：滑動變阻器R,最大阻值20Q ;滑動變阻器R,最大阻值100kQ電阻箱R ,最大阻值9999c定值電阻Ro ,阻值1kQ ;電池日，電動勢1.5V;電池E2 ,電動勢3.0V ；電池E3,電動勢4.5V ;(所有電池內(nèi)阻均不標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)S3,電阻絲及導(dǎo)線若干。(1)采用如圖1所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的

19、滑動變阻器為;選用的電池為一GR/XI H -S2S1電源E的電動勢未知.K、K均為單刀雙擲開關(guān)，A為電流表，其內(nèi)阻不計 (1)按圖1所示的電品在圖2的實物上連接.圖1(2)將G改裝成兩量程電流表?，F(xiàn)有兩種備選電路, 路，另一電路不合理的理由是于圖 2和圖3。圖為合理電RR圖1圖2測量R的步驟為：將K2向d閉合,RaRb10mAIA m 1向c閉合，K1向閉合，記下電計 算 R 的 公 式 是R=.參考答案：(1)如圖(3分，有任何錯，給0分)I 2R2.圖2圖3(3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(僅核對1mAi程)，畫出所用電路圖,圖中待核對的電流表符號用CD來表示。I1K向R(

20、4分，有錯，給0R(1)R2 (或最大阻值100kC)E3 (或電動勢4.5V)(2)2 圖3電路在通電狀態(tài)下，更換量程會造成兩分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端,以致流過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞A ； A 1R0RiS1 /|_Ei 三、應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)測電阻1、原理：根據(jù)申聯(lián)電路電流相等，并聯(lián)電路電壓相等，應(yīng)用歐姆定律計算。2、應(yīng)用：例1.圖1是測量電阻的電路，R為待測電阻，R的阻值已知.R為保護(hù)電阻，阻值未知 例2.實驗室中現(xiàn)有器材如實物圖1所示，有：電池E,電動勢約10V,內(nèi)阻約1Q ;電流表A,量程10A,內(nèi)阻J約為0.2 Q ;電流表A, 量程300mA內(nèi)阻口約為5Q ;電流表A

21、,量程250mA內(nèi)阻口約為5Q ;電阻箱R,最大阻 值999.9 Q ,阻值最小改變量為0.1 Q ;滑線變阻器R,最大阻值100Q ;開關(guān)S；導(dǎo)線若干。 要求用圖2所示的電路測定圖中電流表 A的內(nèi)阻。(1)在所給的三個電流表中，哪幾個可用此電路精確測出其內(nèi)阻?(2)在可測的電流表中任選一個作為測量對象，在實物圖上連成測量電路。(3)你要讀出的物理量是 用這些物理量表示待測內(nèi)阻的計算公式是。(1)小、A (4分，答對其中一個給2分。若答了 A則不給這4分。)(2)若測入,實物圖如圖：(8分，將 A A的位置互換不扣分；將 A、A換成A,或連線有錯，都不給這8分。)(3) A、A兩電流表的讀數(shù)1

22、2、13和電阻箱Ri的阻值Ri。(4分)I-Ri (4分，計算公式與測量實物圖要相符，否則不給這 4分。如圖不正確也不給 3電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻1=750。；電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻2= 2500Q ;滑線變阻器R,最大阻值約為100Q;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，試畫出測量電阻R的一種實驗電3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)。(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。這4分。)例3、利用圖1所示的電路測量電流表的內(nèi)阻 R。圖中R、R為電阻，Ki、K2為電鍵，B是電 源(內(nèi)阻可忽略)。根據(jù)圖1所給出的電

23、路原理圖，在圖2的實物圖上連線。U 1r1r2或(U 2 U 1)U 2rl -U 1r2 L U1(3)已知 均閉合時,留2R=140Q , R=60Q。當(dāng)電鍵K閉合、K斷開時，電流表讀數(shù)為 6.4mA;當(dāng)K1、K電流表讀數(shù)為8.5mA由此可以求出=例4.用以下器材測量一待測電阻 R的阻值(9001000Q ):電源E,具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V;(保留2位有效數(shù)字)0四、等效替代法測電阻1、原理：將待測電阻接入電路時，若與另一電阻箱接入電路 時的電壓電流完全相同，則待測電阻的阻值就與電阻箱的阻值 相等。2、應(yīng)用：例1、為了測定電流表A的內(nèi)阻，采用如圖1所示的電路。具(3)若電壓表V的讀數(shù)用U表示，電壓表 上的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測得