電阻的測量方法及電路的設(shè)計(jì)

電阻的測量方法及電路的設(shè)計(jì)第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日

電路設(shè)計(jì)是高考實(shí)驗(yàn)部分的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，并經(jīng)常結(jié)合電阻的測量等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考查。這節(jié)課我們就電阻的測量方法來復(fù)習(xí)電路是如何設(shè)計(jì)的。問題：問題1：在前面的復(fù)習(xí)中，電阻的測量有哪些常見方法？伏安法、歐姆表法等。問題2：伏安法測電阻的原理外接法內(nèi)接法用電壓表測電壓用電流表測電流下一頁第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日問題3：伏安法測電阻的測量電路如何設(shè)計(jì)？1.比值比較法采用電流表外接；采用電流表內(nèi)接。例1、現(xiàn)欲測一阻值約為10Ω的電阻，所用電壓表內(nèi)阻10KΩ，所用電流表內(nèi)阻1Ω，那么應(yīng)采用哪種測量電路？安培表外接2.點(diǎn)觸法也可用來判斷安培表的內(nèi)外接：(1).接在a和b時(shí)伏特表示數(shù)有明顯變化，則宜采用外接法；(2)接在a和b時(shí)安培表示數(shù)有明顯變化，則宜采用內(nèi)接法.下一頁上一頁第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)思路外接法？內(nèi)接法？滑動(dòng)變阻器限流式？分壓式？AVAV問題4：如何設(shè)計(jì)完整的電阻測量電路？測量電路供電電路下一頁上一頁第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日問題5：如何選擇供電電路滑動(dòng)變阻器的接法？A、一般情況或者沒有特別說明的情況下，由于限流電路能耗較小，結(jié)構(gòu)連接簡單，應(yīng)優(yōu)先考慮限流連接方式B、R變＞RX或R變≈RX

，要選用限流連接方式1)R變<RX2)要求測量電路的電壓從零開始或要求測多組數(shù)據(jù)。3)實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表的量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時(shí)，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中的實(shí)際電流均超過所允許的最大電流，在這種情況下，必須采用限流接法。思考：閉合開關(guān)S前P分別放在何處？RXSPbR變1.限流式ab處a處RxAabP2.分壓式下一頁上一頁第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日例2：要測定一個(gè)Rx約5的電阻，手頭備有的器材有幾種：

A．電池組(E=3V，r＝1Ω)

B．電流表(量程0—0.6A，內(nèi)阻0.1Ω)C．電流表（量程0—3A，內(nèi)阻0．01Ω）

D．電壓表(量程0—3V，內(nèi)阻3KΩ)E．電壓表(量程0—15V；電阻15kΩ)

F．滑動(dòng)變阻器(最大值10Ω，限流1A)G．變阻器(最大值2000Ω，限流0.3A)

H．電鍵，導(dǎo)線若干．（1）試選定一個(gè)較合適的實(shí)驗(yàn)方案，選用器材的是（2）畫出原理圖．ABDFH分析：1．估計(jì)電流：I=E/（Rx+r）=0.5A電流表宜選B項(xiàng)2．根據(jù)電源電壓為3V電壓表選D項(xiàng)3．供電電路若用滑動(dòng)變阻器分壓式，變阻器10Ω和2000Ω都太大，所以用限流式，滑動(dòng)變阻器選

F

4．用比值法得出：測量電路用電流表外接法上一頁下一頁第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)電路圖為：AV供電電路AV測量電路(3)將下列實(shí)物圖連接成電路圖+-1.從電源+到-2.先連接干路再連接支路上一頁下一頁點(diǎn)擊連線第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日題后記1：1.對(duì)于電表的選擇，要注重量程的選擇，既不要太?。ǚ駝t會(huì)燒壞電表），也不要太大（否則誤差就會(huì)大）2.題中如果給出了某用電器的“銘牌”，就先算出相應(yīng)的額定電流、額定電壓、電阻及功率，這有助于我們選擇電表及滑動(dòng)變阻器3.實(shí)物連成電路時(shí)，從電源的正極出發(fā)，先連干路后支路，注意滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，電鍵要在干路上4.連好實(shí)物圖后，對(duì)照電路再檢查，注意檢查導(dǎo)線是否接在接線柱上（導(dǎo)線中間不應(yīng)分叉），電表量程、正負(fù)極是否恰當(dāng)，滑動(dòng)變阻器的觸頭是否處在恰當(dāng)位置等上一頁下一頁第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日例3：有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1

(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2

(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E

（15V，1A）滑動(dòng)變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線．試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖并連接實(shí)物圖。上一頁下一頁第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日解答:畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如下：電流表A1(0----100μA,2kΩ)

電流表A2(0----500μA,300Ω)

電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）A2V1RX25KΩΕ=15V1KΩ+－√√上一頁下一頁點(diǎn)擊一次第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日

課堂鞏固：

圖11為用伏安法測量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：(1)待測電阻Rx（約100Ω）(2)直流毫安表（量程0～10mA，內(nèi)阻50Ω）(3)直流電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻5kΩ）(4)直流電源（輸出電壓4V，內(nèi)阻可不計(jì)）(5)滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A）(6)電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干條．根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線．

高考零距離94年25題因毫安表內(nèi)阻與待測電阻相近，必須“外接”．因?yàn)樽冏杵麟娮韬苄?，電源和滑?dòng)變阻器連接成分壓電路，

分析：上一頁下一頁第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日VARX電路圖實(shí)物上一頁下一頁第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日替代法測電阻探究1：若現(xiàn)在只提供一只安培表和一個(gè)電阻箱，那又如何測電阻？探究2：如果只提供一個(gè)伏特表和一個(gè)變阻箱，那又如何測電阻？能力拓展：替代法測電阻，必要的器材是：電阻箱和安培表(或伏特表)探究3：若提供的電流表(電壓表)讀數(shù)不準(zhǔn)確，但能用指針偏轉(zhuǎn)的大小來表示流過電阻的電流大小，是否可以測未知電阻？使兩次指針偏轉(zhuǎn)角度一樣，電阻箱的示數(shù)即為待測電阻的阻值上一頁下一頁第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日例4、(2004年北京，22)為了測定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路．其中A1是待測電流表，量程為300微安，內(nèi)阻約為100歐；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200微安；R1是電阻箱，阻值范圍0~999.9歐；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢為4V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀單擲開關(guān)，S2是單刀雙擲開關(guān)．(1)根據(jù)電路圖，請(qǐng)畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路上一頁下一頁（2）寫出實(shí)驗(yàn)的主要測量步驟。第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日比較法測電阻能力拓展：用以下器材測量一待測電阻待測電阻Rx的阻值（40~80歐）；電源E，電動(dòng)勢約為2.0V，內(nèi)阻r=2歐；電流表A，量程為50mA，內(nèi)阻r=20歐；電阻R0=30歐

單刀雙擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。

探究四：(1)測量中要求電流表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，請(qǐng)作出實(shí)驗(yàn)電路及Rx的表達(dá)式。Rx=I1（r+R。）/（I2–r）上一頁下一頁I1I2E=I1（r+R。）=I2（r+Rx

）小結(jié)第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日題目1：有一電阻RX，其阻值在100—200Ω之間，額定功率為0.25W,要用伏安法較準(zhǔn)確地測量它的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有：電流表A1（50mA，100Ω）;電流表A2（1A，20Ω）電壓表V1（10V，10kΩ）;電壓表V2（15V，30kΩ）變阻器R1（20Ω

，2A）；變阻器R2（1000Ω

，1A）

9V電源，內(nèi)阻不計(jì)；電鍵；導(dǎo)線。1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電流表、電壓表、變阻器分別是：

。2）畫出所用實(shí)驗(yàn)電路

討論與探究----實(shí)戰(zhàn)演練篇上一頁下一頁A1、V1、R1分壓式和外接法A1V1小結(jié)第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日題目2.從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一電路來測量一個(gè)刻度盤總共有10個(gè)小格且刻度均勻、但量程未準(zhǔn)確確定的電壓表V1的量程U1m。要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測出多組數(shù)據(jù)。（ａ）畫出電路，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。（ｂ）若選用測量數(shù)據(jù)中的一組合理數(shù)據(jù)來計(jì)算V1的量程U1m，（表中各電表的內(nèi)阻都是已知量）則表達(dá)式為U1m=

式中各字母代表的是上一頁小結(jié)討論與探究----實(shí)戰(zhàn)演練篇下一頁器材（代號(hào)）規(guī)格待測電壓表V1量程在25V左右，內(nèi)阻r1=250kΩ標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2量程在2V左右，內(nèi)阻r2=20kΩ電流表A量程在3

A左右，內(nèi)阻r3=0.003Ω滑動(dòng)變阻器R總阻值1kΩ穩(wěn)壓電源E30V，內(nèi)阻很小開關(guān)、導(dǎo)線

V1V2R電路圖U1m=10U2/NU2是V2的示數(shù)，N是V1偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日3．某同學(xué)在做《自來水電阻率的測定》課題時(shí)，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個(gè)電極，用如圖1所示電路進(jìn)行測量．兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的自來水．圖中器材如下：電壓表（量程15V，內(nèi)阻約30kΩ）、電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）、滑動(dòng)變阻器（100Ω，1A）、電池組（電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）、單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。表1是他測量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示：表1電極1電極2圖1U/V1.03.05.07.09.011.0I/μA2265109155190240下一頁探究第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日?qǐng)D201020345主尺游標(biāo)尺cmU/V0I/μA圖35010015020024681012根據(jù)以上材料請(qǐng)回答下面的問題：(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為

cm；(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象,根據(jù)圖象求出電阻R=

(3)用直接測量值計(jì)算自來水電阻率的公式是ρ=

,測量值為

Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)；(4)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出測量自來水電阻的電路圖。下一頁探究第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日課堂小結(jié)：電阻的測量1.伏安法測電阻2.替代法測電阻3.比較法測電阻5.