2022屆高考物理一輪復習-第3課時專題電阻的測量方法課件-人教大綱版2

一、電表的使用及讀數(shù)方法1．使用時應注意 (1)使用前若指針未對準零刻度線，應進行零點調整(機械調零)． (2)選擇合適的量程：使得測量時指針偏轉角度要盡可能大，一般要求 超過量程的，但又不能超過量程． (3)電流表應串聯(lián)在被測電路中，電壓表應并聯(lián)在被測電路兩端．電表“＋”“－”接線柱不能接反．第3課時專題電阻的測量方法第一頁，編輯于星期一：十四點二分。第一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)讀數(shù)時應使視線垂直刻度盤表面．(2)估讀問題①最小分度為“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在最小分度的下一位，在下一位按十分之一估讀．②最小分度為“2”、“5”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估讀．2．讀數(shù)方法第二頁，編輯于星期一：十四點二分。第二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)一般情況下，電路中的電表沒有特別說明或明顯暗示，都可視為理想電表，對電路無影響．(2)電表不可看作理想電表在某種場合下，要考慮到電表內阻對原電路的影響，可把電流表和電壓表分別看作能顯示出電流值和電壓值的電阻．第三頁，編輯于星期一：十四點二分。第三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。如圖10－3－1甲是學生實驗用的有兩個量程的電流表刻度盤，當用“＋”和“－0.6”兩接線柱時，能測量的最大電流是________A，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A；當使用電流表的“＋”和“－3”兩接線柱時，對應刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A.第四頁，編輯于星期一：十四點二分。第四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。如圖10－3－1乙為學生實驗用的兩個量程的電壓表刻度盤，當使用較小量程時，測量電壓最大值不得超過________V，每小格表示________V，圖中指針示數(shù)________V；若使用的是較大量程時，則表盤刻度每小格表示________V，圖中指針示數(shù)________V.答案：0.60.020.340.11.703.00.12.200.511.0第五頁，編輯于星期一：十四點二分。第五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。二、伏安法測電阻1．兩種測量電阻的電路內接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋IV電阻測量值R測＝＝Rx＋RA＞Rx測量值大于真實值R測＝Rx＜Rx測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx第六頁，編輯于星期一：十四點二分。第六頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2.兩種控制電路

接法項目限流式分壓式電路組成電壓調節(jié)范圍≤Ux≤E(不計電源內阻)0≤Ux≤E(不計電源內阻)電流調節(jié)范圍閉合開關前觸頭應處位置b端a端相同條件下電路消耗的總功率E·IxE(Ix＋IaP)第七頁，編輯于星期一：十四點二分。第七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。由上表可以看出：滑動變阻器的分壓式接法中，電壓和電流的調節(jié)范圍較大，限流式接法較節(jié)能．第八頁，編輯于星期一：十四點二分。第八頁，編輯于星期四：二十點三十五分。3．兩種接法的選擇第九頁，編輯于星期一：十四點二分。第九頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)限流式接法適用于測阻值小的電阻，相對滑動變阻器總電阻而言，但又不是相差很大．這樣移動滑動觸頭調節(jié)范圍大且方便．(2)分壓式接法適合測量大阻值電阻(與滑動變阻器的總電阻相比)，因為Rx越大，分壓式中Rx幾乎不影響電壓的分配，滑片移動時，電壓變化明顯，便于調節(jié)．通常情況下(滿足安全條件)，由于限流電路連接簡單，耗能較小，一般優(yōu)先考慮用限流接法．4．兩種接法的適用條件第十頁，編輯于星期一：十四點二分。第十頁，編輯于星期四：二十點三十五分。2．用伏安法測電阻，可采用10－3－2所示的甲、乙兩種接法．如所用電壓表內阻為5000Ω，電流表內阻為0.5Ω.(1)當測量100Ω左右的電阻時，宜采用________電路．(2)現(xiàn)采用圖10－3－2乙電路測量某電阻的阻值時，兩電表的讀數(shù)分別為10V、0.5A，則此電阻的測量值為______Ω，真實值為________Ω.第十一頁，編輯于星期一：十四點二分。第十一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：(1) 與Rx?RV和Rx?RA兩個條件相比，顯然待測電阻更符合Rx?RA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＝Ω＝20Ω電壓表中的電流IV＝ ＝0.002ARx中電流IR＝I測－IV＝(0.5－0.002)A＝0.498A所以R真＝ Ω＝20.08Ω.答案：(1)甲(2)2020.08第十二頁，編輯于星期一：十四點二分。第十二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。3．用伏安法測金屬電阻Rx(約為5Ω)的值，已知電流表內阻為1Ω，量程為0.6A，電壓表內阻為幾千歐，量程為3V，電源電動勢為9V，滑動變阻器的阻值為0～6Ω，額定電流為5A，試畫出測量Rx的原理圖． 解析：待測金屬電阻Rx? 應采用電流表外接法． 如果采用變阻器限流接法，負載Rx的電壓Umin＝

Umax＝9V.調節(jié)范圍

V，顯然所提供的電壓表量程不夠，應采用分壓接法，實際電路應如右圖所示．答案：見解析圖第十三頁，編輯于星期一：十四點二分。第十三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。①待測電阻Rx(約100Ω)②直流毫安表(量程0～10mA，內阻50Ω)③直流電壓表(量程0～3V，內阻5kΩ)④直流電源(輸出電壓4V，允許最大電流1A)⑤滑動變阻器(阻值范圍0～100Ω，允許最大電流1A)⑥電鍵、導線若干根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，畫出正確電路圖．

【例1】為用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗，備有器材規(guī)格如下：第十四頁，編輯于星期一：十四點二分。第十四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：(1)測量電路的選擇用伏安法測電阻，首先要判明電流表應該內接還是外接，由題目所給器材規(guī)格來看，顯然不是滿足RA?Rx條件，而是滿足RV?Rx條件，所以應采用外接法．(2)控制電路的選擇滑動變阻器若使用如右圖電路，當滑動觸頭P處于最左端，滑動變阻器為最大值時，由題設條件估算流過電流表的最小電流第十五頁，編輯于星期一：十四點二分。第十五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。Imin＝

A＝16mA

超過電流表的量程．因此變阻器應分壓連接．正確的連接圖如圖所示：畫圖的關鍵是：毫安表需外接，變阻器接成分壓電路，實驗開始前將滑動變阻器的滑動觸頭滑至分壓為零的位置．

第十六頁，編輯于星期一：十四點二分。第十六頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表的內阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法．(2)臨界值計算法：

Rx< 時，用電流表外接法．

Rx>時，用電流表內接法．

圖10－3－31．伏安法測電阻的電路選擇第十七頁，編輯于星期一：十四點二分。第十七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調節(jié)．(2)如果實驗所提供的電表量程或電阻元件允許的最大電流很小，采用限流接法時，無論怎樣調節(jié)，電路中的實際電流(電壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(電壓)，為了保護電表或電阻元件，必須采用分壓接法．(3)若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，采用限流接法時，即使變阻器的滑動片從一端滑至另一端，待測電阻上的電流(電壓)變化范圍不夠大，不利于多次測量求平均值或用圖象法處理數(shù)據(jù)，因此要采用分壓接法．

2．在下列情況下必須采用分壓接法第十八頁，編輯于星期一：十四點二分。第十八頁，編輯于星期四：二十點三十五分?！纠?】要測量一個未知電阻Rx的阻值(阻值約為4Ω)，現(xiàn)有如下器材：讀數(shù)不準的電流表A(滿偏電流約為0.6A)，滑動變阻器R(最大阻值20Ω)，電阻箱R1(最大阻值99.9Ω)，電源E1(電動勢為2V，內阻不計)，單刀單擲開關S1，單刀雙擲開關S2，導線若干．現(xiàn)要求盡量精確地測量Rx的阻值．(1)畫出實驗電路圖； (2)寫出主要實驗步驟．

第十九頁，編輯于星期一：十四點二分。第十九頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：本題提供了一個讀數(shù)不準的電流表，所以無法直接讀出讀數(shù)，因此可利用電阻箱等效替代的方法來測量未知電阻．(1)根據(jù)實驗所給器材，設計實驗電路如右圖所示． (2)主要步驟：①閉合S1，將S2與Rx接通，記下電流表指針所指位置；②將S2與R1接通，調節(jié)R1的阻值，使電流表指針指在原來的位置，記下R1的值；③則Rx＝R1.

第二十頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十頁，編輯于星期四：二十點三十五分。提供下列可供選用的器材：待測電壓表V(量程3V)、電流表A1(量程200μA)、電流表A2(量程5mA)、電流表A3(量程0.6A)、滑動變阻器R(最大值1kΩ)、電源E(電動勢4V)，開關S.(1)所提供的電流表中，應選用________．(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．【例3】某電壓表的內阻在20kΩ～50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內阻，實驗室第二十一頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：(1)電壓表的讀數(shù)即為其內阻上的電壓U，若將它與電流表串聯(lián)，測出流過它(即流過其內阻)的電流I，即可轉化為由“伏安法”測出其內阻RV＝U/I.取電壓表內阻的最小可能值20kΩ，并結合電壓表的量程3V，可求得流過電流表的最大電流Im＝3/(20×103)A＝1.5×10－4A＝0.15mA＝150μA.為使與電壓表串聯(lián)的電流表能大角度偏轉(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)，可求得電壓表內阻RV＝

(2)實驗要求測多組數(shù)據(jù)，因此實驗電路中滑動變阻器應接成分壓式，電路圖如右圖所示．

第二十二頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點三十五分。對測電流表或電壓表內阻的問題，設計電路時，一定要注意到其自身量程對設計電路的限制，二是要充分利用電流表能“自報電流”或電壓表能“自報電壓”的功能．第二十三頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點三十五分。可選用的器材有：電阻箱R0，最大阻值為99999.9Ω；滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ；滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ；電源E1，電動勢約為2V，內阻不計；電源E2，電動勢約為6V，內阻不計；開關2個，導線若干．采用的測量電路圖如圖10－3－4所示，實驗步驟如下：a.斷開S1和S2，將R調到最大；b.合上S1，調節(jié)R使?jié)M偏；c.合上S2，調節(jié)R1使半偏，此時可以認為的內阻Rg＝R1.試問：【例4】有一電流表，量程為1mA，內阻rg約為100Ω.要求測量其內阻．第二十四頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(1)在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應該選擇________；為了使測量盡量精確，可變電阻R應該選擇________，電源E應該選擇________．(2)認為內阻rg＝R1，此結果與rg的真實值相比________．(填“偏大”、“偏小”或“相等”)解析：(1)此為半偏法測電流表內阻，R1只能選用電阻箱R0，以方便讀數(shù)；閉合S2后，電路中總電阻發(fā)生變化，要減小實驗誤差，R應選滑動變阻器甲，電源應選E2.(2)閉合S2后，回路總電阻變小，總電流變大，當電流表示數(shù)為原電流一半時，通過R1的電流比通過電流表的電流大，由并聯(lián)電路的特點可知R1<rg，所以偏?。?/p>

第二十五頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點三十五分。如何用“半偏法”測電壓表的內阻？答案：如圖所示，(1)先使電阻箱示數(shù)為零，閉合S，調節(jié)變阻器R1，使電壓表V讀數(shù)滿偏．只調節(jié)電阻箱R2，使電壓表V讀數(shù)半偏，讀出電阻箱示數(shù)R2.(2)測量值：Rg＝R2，RV＝R2.

第二十六頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點三十五分。(設電阻率為5×10－5Ω·m)，某同學用伏安法測該金屬絲的電阻，電源用電動勢為4.5V的直流電源，另有下列器材：A．量程為0A～0.6A、內阻約為1Ω的電流表一只B．量程為0A～1A、內阻約為10Ω的電流表一只C．量程為0V～6V、內阻約為4kΩ的電壓表一只D．量程為0V～10V、內阻約為50kΩ的電壓表一只【例5】現(xiàn)有一根橫截面為正方形(邊長約為1mm)、長約為20cm的柱狀金屬絲第二十七頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點三十五分。E．阻值為0Ω～10Ω、額定電流為1A的滑動變阻器一只F．阻值為0Ω～1kΩ、額定電流為0.1A的滑動變阻器一只 G．開關一個、導線若干

(1)以上器材中應選用________組成電路；(2)為了較精確地測出該金屬絲的電阻，請畫出測量時的實驗原理圖．第二十八頁，編輯于星期一：十四點二分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點三十五分。解析：(1)該金屬絲的電阻約為R＝ρ

＝10Ω.①電流表的選擇滑動變阻器的阻值為0時，電路中可達到最大電流，使用A電流表時I1＝

A≈0.41A.讀數(shù)達到最大量程的2/3，使用B電流表時I2＝