第三课时专题：电阻的测量.ppt

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1、第三课时专题：电阻的测量第三课时专题：电阻的测量 一、电表的使用及读数方法 1使用时应注意 (1)使用前若指针未对准零刻度线，应进行零点调整(机械调零) (2)选择合适的量程：使得测量时指针偏转角度要尽可能大，一般要求超过量程的 但又不能超过量程 (3)电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在被测电路两端电表“”“”接线柱不能接反 2读数方法 (1)读数时应使视线垂直刻度盘表面 (2)估读问题 最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度的下一位，在下一位按十分之一估读 最小分度为“2”、“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读 (1)一般情况下，电路中

2、的电表没有特别说明或明显暗示，都可视为理想电表，对电路无影响 (2)电表不可看做理想电表 在某种场合下，要考虑到电表内阻对原电路的影响，可把电流表和电压表分别看做能显示出电流值和电压值的电阻 1如下图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘当用“”和“0.6” 两接线柱时，能测量的最大电流是_A，对应刻度盘上每一小格代表_ A，图中表针示数为_A；当使用电流表的“”和“3”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表_A，图中表针示数为_A. 图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘，当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过_V，每小格表示_V，图中指针示数_V；若使用的是较大量程时，则表盘刻度每小

3、格表示_V，图中指针示数_V. 【答案】对图甲：0.60.020.340.11.70 对图乙：3.00.12.200.511.0 二、伏安法测电阻 1两种测量电阻的电路内接法外接法电路图误差原因电流表 U测UxUA电压表 I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值 真实值R测RxvRx测量值 真实值适用条件RARxRVRx分压分压分流分流大于大于小于小于 2.两种控制电路 由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围较大，限流式接法较节能 (1)两种接法的选择 (2)两种接法的适用条件 限流式接法适用于测阻值小的电阻，相对滑动变阻器总电阻而言，但又不是相差很大这样移动滑动触

4、头调节范围大且方便 分压式接法适合测量大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比)，因为Rx越大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化明显，便于调节 通常情况下(满足安全条件)，由于限流电路连接简单，耗能较小，一般优先考虑用限流接法 2(2010年绍兴一中模拟)某电阻额定电压为3 V(阻值大约为10 )为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材 A电流表A1(量程300 mA，内阻约1 ) B电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 ) C电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 k) D电压表V2(量程5.0 V，内阻约5 k) E滑动变阻器R1(最大阻值为50 ) F滑动变阻器R2

5、(最大阻值为500 ) G电源E(电动势4 V，内阻可忽略) H开关、导线若干 (1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表_电压表_滑动变阻器_ (2)应采用的电路图为下图中_ 【答案】(1)ACE(2)B 为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验，备有器材规格如下： 待测电阻Rx(约100 ) 直流毫安表(量程010 mA，内阻50 ) 直流电压表(量程03 V，内阻5 k) 直流电源(输出电压4 V，允许最大电流1 A) 滑动变阻器(阻值范围0100 ，允许最大电流1 A) 电键、导线若干 根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图 【解析】(1)选择测量

6、电路 用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来看，显然不是满足RARx条件，而是满足RVRx条件，所以应采用外接法 超过电流表的量程因此变阻器既应分压又应分流 正确的连接图如右图所示：画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置 (1)伏安法测电阻的电路选择 阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法 临界值计算法： 实验试探法：按右图所示接好电路，让电压表根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的

7、示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法 (2)在下列情况下必须采用分压接法 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节 如果实验所提供的电表量程或电阻元件允许的最大电流很小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保护电表或电阻元件，必须采用分压接法 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，采用限流接法时，即使变阻器的滑动片从一端滑至另一端，待测电阻上的电流(电压)变化范围不够大，不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据，因此要采用分压接法 要测量一个未

8、知电阻Rx的阻值(阻值约为4 )，现有如下器材：读数不准的电流表 A(满偏电流约为0.6 A)，滑动变阻器R(最大阻值20 )，电阻箱R1(最大阻值99.9 )，电源E1(电动势为2 V，内阻不计)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干现要求尽量精确地测量Rx的阻值 (1)画出实验电路图； (2)写出主要实验步骤 【解析】本题提供了一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻 (1)根据实验所给器材，设计实验电路如下图所示 (2)主要步骤：闭合S1，将S2与Rx接通，记下电流表指针所指位置；将S2与R1接通，调节R1的阻值，使电流表指针指在原

9、来的位置，记下R1的值；则RxR1. 有一电流表 ，量程为1 mA，内阻rg约为100 .要求测量其内阻可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99 999.9 ；滑动变阻器甲，最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源E1，电动势约为2 V，内阻不计；电源E2，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干 采用的测量电路图如下图所示，实验步骤如下： a断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1，调节R使 满偏；c.合上S2，调节R1使 半偏，此时可以认为 的内阻RgR1.试问： (1)在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择_；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择_；电源

10、E应该选择_ (2)认为内阻rgR1，此结果与rg的真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“相等”) 【解析】本题考查对实验器材的选取、半偏法测电流表的内阻和误差分析及探索实验的能力 (1)此为半偏法测电流表内阻，R1只能选用电阻箱R0，以方便读数；闭合S2后，电路中总电阻发生变化，要减小实验误差，R应选滑动变阻器甲，电源应选E2. (2)闭合S2后，回路总电阻变小，总电流变大，当电流表示数为原电流一半时，通过R1的电流比通过电流表的电流大，由并联电路的特点可知R1rg. 电表内阻的主要测量方法 (1)电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻 原理图(如下图)： (2)半偏法 原理图： 如图甲，闭

11、合S1调节变阻器R1，使电流表G读数满偏闭合S2，只调节电阻箱R2，使电流表G读数半偏，读出电阻箱示数RZ. 如图乙，先使电阻箱示数为零，闭合S，调节变阻器R1，使电压表V读数满偏只调节电阻箱R2，使电压表V读数半偏，读出电阻箱示数R2. 测量值：RgR2，RVR2. 现有一根横截面为正方形(边长约为1 mm)、长约为20 cm的柱状金属丝(设电阻率为5105m)，某同学用伏安法测该金属丝的电阻，电源用电动势为4.5 V的直流电源，另有下列器材：() A量程为0 A0.6 A、内阻约为1的电流表一只 B量程为0 A1 A、内阻约为10的电流表一只 C量程为0 V6 V、内阻约为4 k的电压表一

12、只 D量程为0 V10 V、内阻约为50 k的电压表一只 E阻值为0 10 、额定电流为1 A的滑动变阻器一只 F阻值为0 1 k、额定电流为0.1 A的滑动变阻器一只 G开关一个、导线若干 (1)以上器材中应选用_组成电路； (2)为了较精确地测出该金属丝的电阻，请画出测量时的实验原理图 其最大电流也只能达到最大量程的1/5左右，读数不准确，所以应选用A电流表 由电源电压确定了电压表应选C. 滑动变阻器的选择： 比较滑动变阻器E和F，显而易见F的全阻值较大，开始滑动时，接入电路中的电阻都比较大，电路中的电流比较小，电表指针偏转甚微，读数不方便且不准确，滑动到最后时，电流随滑动触头位置的变化过

13、于敏感，操作不便，这实际上限制了滑动变阻器F的有效调节长度，而使用E可使滑动触头在整个金属丝上滑动，电流变化都比较明显、均匀，操作方便，且有效调节长度比较大，所以应选用滑动变阻器E.综上所述，应选A、C、E、G. (2)电路的选择： 因待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以采用电流表的外接法 待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相比，可以用分压电路也可以用限流电路，本着节能、简便的原则而选用限流电路，电路原理图如上图所示 选择器材的一般步骤： (1)根据实验要求设计合理的实验电路； (2)找出实验中唯一性器材 (3)估算待测电路中电流、电压可能达到的最大值，考虑能否使电表达半偏以上，据此选择合适的

14、电流表和电压表及量程； (4)选择合适阻值的滑动变阻器及电动势合适的电源 1.如图中电源电动势为E,内阻可忽略不计;电流表 具有一定的内阻，电压表V的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2. (1)根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R_. (2)根据下图所给的电路，在下图的各器件实物图之间画出连接的导线 2为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5 V)，毫安表(1 mA)，电阻箱(09 999 )，电键，导线等器材该同学设计的实验电路如下图a所示，实验时，将电阻箱阻值

15、置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00 mA，记录电流值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I20.80 mA，记录电流值由此可得被测电阻的阻值为_. 经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图b所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0.由此可测出Rx_.【答案【答案】375相同相同R0 3某电压表的

16、内阻在20 k50 k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V(量程3 V)、电流表A1(量程200 A)、电流表A2(量程5 mA)、电流表A3(量程0.6 A)、滑动变阻器R(最大值1 k)、电源E(电动势4 V)，开关S. (1)所提供的电流表中，应选用_ (2)为了减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图 【解析】(1)电压表的读数即为其内阻上的电压U，若将它与电流表串联，测出流过它(即流过其内阻)的电流I，即可转化为由“伏安法”测出其内阻RVU/I，取电压表内阻的最小可能值20 k，并结合电压表的量程3 V，可求得流过电流表的最大电流Im3/(201

17、03) A1.5104 A0.15 mA150 A.为使与电压表串联的电流表能大角度偏转(这样读数误差小)，而其又不被损坏，故选A1，根据电流表、电压表示数，可求得电压表内阻RV (2)实验要求测多组数据，因此实验电路中滑动变阻器应接成分压式，电路图如下图 【答案】(1)A1 (2) 4从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表 的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测得多组数据 电流表 ，量程10 mA，内阻待测(约40 ) 电流表 ，量程500 A，内阻r2750 电压表 ，量程10 V，内阻r310 k 电阻R1，阻值约为100 滑动变阻器R2，总阻值约50 电

18、源E，电动势1.5 V，内阻很小 开关S，导线若干 (1)画出实验电路图，标明所用器材的代号 (2)若选取测量中的一组数据来计算r1，则所用的表达式r1_，式中各符号的意义是_ 【解析】必选的器材有电源E、开关S、导线若干 的满偏电压约为UA1Ig1r10.4 V，为满足尽可能高的精度的要求，量程10 V的电压表 不能选用，而电流表 的内阻确定，且满偏电压UA2Ig2r20.375 V，可当电压表用来测 的电压由于并联的 、 端电压只有零点几伏，而电源电动势有1.5 V，可串联R1作保护电阻，为满足多测几组数据，滑动变阻器R2采用分压式供电 方式 【答案】(1)电路如下图所示 式中I1、I2分

19、别是电流表 、 的读数r1、r2分别是电流表 、 的内阻 5现要测量某一电压表的内阻给定的器材有：待测电压表V(量程2 V，内阻约4 k)；电流表 mA(量程1.2 mA，内阻约500 )；直流电源E(电动势约2.5 V，内阻不计)；固定电阻3个；R14 000 ，R210 000 ，R315 000 ；开关及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半 (1)试从3个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图(要求电路中各器材用题给定的符号标出) (2)电路接通后，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电压表内阻RV_. 【解析】(1)测量电路的原理图如右

20、图，R并2 V(1.2 mA0.5 mA)2.9103 ，故应选R1作为并上的电阻 (2)由并联分流原理：U(IU/RV)R1，解得：RV 【答案】(1) 6某同学为了测电流表A1的内阻r1精确值，有如下器材：器材名称器材代号器材规格电流表电流表电压表定值电阻滑动变阻器滑动变阻器电源A1A2VR0R1R2E量程300 mA，内阻约为5 量程600 mA，内阻约为1 量程15 V，内阻约为3 k5 010 ，额定电流为1 A0250 ，额定电流为0.3 A电动势为3 V，内阻较小 (1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差在下面的虚线方框中画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号 (2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1_；式中各符号的意义是_ 【答案】(1) (2)R0I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的电阻大小