高三物理一轮复习精品课件阶段升华微专题9电阻测量的常用方法.

菜单章末检测卷高三总复习·物理阶段升华微专题(九)电阻测量的常用方法菜单章末检测卷高三总复习·物理[专题归纳]专题一滑动变阻器两种电路接法的选择1．电学实验中电路和器材的选择(1)基本原则安全——不损坏实验器材；精确——尽可能减小实验误差；方便——在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，读得的数据便于处理．菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)实验器材的选取①电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流．②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流．③电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值．④电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右．菜单章末检测卷高三总复习·物理2．下列三种情况必须选用分压式接法(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压接法．(2)当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法．(3)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法．菜单章末检测卷高三总复习·物理3．下列情况可选用限流式接法(1)测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法．(3)没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法．菜单章末检测卷高三总复习·物理专题二测量电阻的常用方法1.伏安法测电阻(1)原理：部分电路欧姆定律(2)电流表外接法，如图所示菜单章末检测卷高三总复习·物理①R测＝UVIA＝RVRXRV＋RX＜R真＝UVIA－IV，测量值偏小．②系统误差原因：电压表分流③适用于测量小阻值电阻．因为RX越小，电压表分流越小，误差越小菜单章末检测卷高三总复习·物理(3)电流表内接法，如图1所示．图1①R测＝UVIA＝RA＋RX＞R真＝UV－UAIA，测量值偏大．②系统误差原因：电流表分压③适用于测大阻值电阻，因为RX越大，电流表分压越小，误差越小菜单章末检测卷高三总复习·物理(4)内、外接法的选用方法①在知道RX、RV、RA的大约值时，可用估算法．RXRV＜RARX时，选外接法RXRV＞RARX时，选内接法菜单章末检测卷高三总复习·物理【例1】(1)某同学欲测一电阻RX(阻值约300Ω)的阻值，可供选择的仪器有：电流表A1：量程10mA；电流表A2：量程0.6A；电压表V1：量程3V;电压表V2：量程15V；电源电动势为4.5V.图2菜单章末检测卷高三总复习·物理该同学先按图2接好电路，闭合S1后把开关S2拨至a时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S2拨至b时发现．其中一个电表的指针偏角几乎不变，另一个电表指针偏转到满偏3/4处，则该同学在实验中所选电压表的量程为_______，所选电流表的量程为________，RX的测量值为________．(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA，对S2分别拨至a和b两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U1、U2、I1、I2表示)，则计算电阻RX的表达式分别为________、________(用测量值和给出的电表内阻表示)．菜单章末检测卷高三总复习·物理【解析】(1)电路的最大电流Im＝E/RX＝15mA，RX上最大电压不超过4.5V，则电压表选用3V量程，而电流表选用10mA量程，S2由a拨至b时V示数会增大一些，A示数减小一些，由题干知：V示数几乎不变，而A指针偏转至满偏3/4处，则A分压小，选内接法误差小，RX测量值为：RX＝UVIA＝45×334×10×10－3Ω＝320Ω菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)S2拨至a时，RX＝U1I1－U1RVS2拨至b时，RX＝U2－I2RAI2【答案】(1)3V10mA320Ω(2)U1I1－U1RvU2－I2RAI2菜单章末检测卷高三总复习·物理2．安安法测电阻若电流表内阻已知，则可当做电流表、电压表以及定值电阻来使用．(1)如图3甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则测得A2的内阻R2＝I1R1/I2.甲图3菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)如图3乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的内阻R2＝I1(R1＋R0)/I2.乙图3菜单章末检测卷高三总复习·物理【例2】用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材(代号)与规格如下：电流表A1(量程300mA，内阻r1为5Ω)；标准电流表A2(量程300mA，内阻r2约为5Ω)；待测电阻R1(阻值约为100Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)电源E(电动势约为10V，内阻r约为1Ω);单刀单掷开关S，导线若干．菜单章末检测卷高三总复习·物理(1)要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并表明每个器材的代号．(2)实验中，需要直接测量的物理量是______________，用测得量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1＝______.菜单章末检测卷高三总复习·物理【解析】(1)由于滑动变阻器总阻值较小，且要求能测多组数据，所以滑动变阻器选用分压式接法．电流表A1的内阻r1＝5Ω，其两端电压U1＝I1r1将其与R1并联使用．故实验原理图如图所示．菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)待测电阻R1＝UI＝I1r1I2－I1，故需要直接测得量是A1和A2的读数I1、I2.【答案】(1)见解析(2)I1、I2I1rI2－I1菜单章末检测卷高三总复习·物理3．伏伏法测电阻若电压表内阻已知，则可当做电流表、电压表和定值电阻来使用．(1)如图4所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝U2R1/U1.图4菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)如图5所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝U2U1R1＋U1R0.图5菜单章末检测卷高三总复习·物理【例3】用以下器材测量电阻RX的阻值(900～1000Ω)：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑动变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关S，导线若干．菜单章末检测卷高三总复习·物理(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)．(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示RX的公式为RX＝____________.菜单章末检测卷高三总复习·物理【解析】(1)由于已知V1、V2的内阻，可由公式I＝UR计算通过的电流，再结合V2的量程大于V1，所以可将V1当做电流表使用测量电阻RX的实验电路如下图所示．菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电压表V1的内阻为r1，根据串、并联电路的规律，算出RX的电阻为RX＝(U2－U1)r1/U1【答案】(1)见解析(2)(U2－U1)r1/U1菜单章末检测卷高三总复习·物理4．电阻箱当电表使用(1)电阻箱当做电压表使用如图6所示，可测得电流表的内阻R2＝(I1－I2)R/I2.图6图中电阻箱R可测得A2表两端的电压为(I1－I2)R，起到了测电压的作用．菜单章末检测卷高三总复习·物理(2)电阻箱当做电流表使用如图7所示，若已知R及RV，则测得干路电流为I＝UR＋URV图7图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用．菜单章末检测卷高三总复习·物理5．比较法测电阻如图8所示，测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表的示数I1、I2，可得RX＝I2R1I1图8菜单章末检测卷高三总复习·物理如果考虑电表内阻的影响，则由I1(Rx＋RA1)＝I2(R1＋RA2)得RX＝I2R1＋RA2I1－RA1菜单章末检测卷高三总复习·物理6．替代法测电阻如图9所示．图9菜单章末检测卷高三总复习·物理S接1，调节R2，读出A表示数为I；S接2，R2不变，调节电阻箱R1，使A表示数仍为I；由上可得RX＝R1.该方法优点是消除了A表内阻对测量的影响，缺点是电阻箱的电阻R1不断连续变化．菜单章末检测卷高三总复习·物理【例4】电学实验中经常需要测量电阻的阻值：(1)测电阻的方法有很多种，现在有一只标“220V,40W”的灯泡，它正常工作时的电阻为____________Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值就____(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值．(2)用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值．菜单章末检测卷高三总复习·物理A．220V交流电源B.单刀双掷开关一只C．电阻箱一只(0～999.9Ω，额定电流0.5A)D.固定电阻一只(0.5kΩ，额定电流0.3A)E．交流电流表一只(0～0.3A)请在方框内画出电路原理图．菜单章末检测卷高三总复习·物理【解析】(1)正常工作时电压为额定电压，故有P＝U2R，所以R＝U2P＝1210Ω；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值．(2)应用替代法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作电阻值，故应串联一固定电阻，电路原理图如图．【答案】(1)1210小于(2)见解析菜单章末检测卷高三总复习·物理7．半偏法测电阻(1)半偏法近似测量电流表内阻方法一：如图10所示，测量电流表G的内阻，操作步骤如下：图10菜单章末检测卷高三总复习·物理①将电阻箱R的电阻调到零；②闭合开关S，调节R0，使G表达到满偏I0；③保持R0不变，调节R，使G表示数为I02；④由上可知RG＝R.⑤注意：当RG≫R0时，测量误差小，此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻，且电阻的测量值偏大．菜单章末检测卷高三总复习·物理方法二：如图11所示，测量电流表A的内阻，操作步骤如下：图11菜单章末检测卷高三总复习·物理①断开S2、闭合S1，调节R0，使A表满偏为I0；②保持R0不变，闭合S2，调节R，使A表读数为I02；③由上可得RA＝R.注意：①当R0≫RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且电阻的测量值偏小．②电源电动势应选大些的，这样A满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误差才小．菜单章末检测卷高三总复习·物理【例5】某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻．他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图12所示．已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱．该同学顺利完成了这个实验．菜单章末检测卷高三总复习·物理图12①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_____(填步骤的字母代号)；菜单章末检测卷高三总复习·物理A．合上开关S2B.分别将R1和R2的阻值调至最大C．记下R2的最终读数D.反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为rE．合上开关S1F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数菜单章末检测卷高三总复习·物理②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比____________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)；③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS＝____________.菜单章末检测卷高三总复习·物理【解析】①实验首先要保证G1、G2不被烧坏，应先将R1、R2的阻值调至最