高三物理实验复习·半偏法测电阻 课件.ppt

半偏法测电阻 包括比较法和替代法测电阻 1 半偏法测电阻 2 电流表电阻的测量 比较法99年高考2000年高考例1半偏法2001年高考3 电压表电阻的测量 比较法例2例3半偏法例4伏安法97年高考例5例6例7 半偏法测量电流表的内阻 方法 1 按图接线 图中r1r2为电阻箱 电源为蓄电池 内阻可以不计 2 先合下s1 调节r1使电流表指针满偏 3 再合下s2 保持电阻r1不变 调节r2使电流表指针半偏 记下r2的值 4 若r1 100r2 有rg r2 思考 r1能否用阻值很大的滑动变阻器代替 一般情况r测量 r真实 半偏法测量电压表电阻 方法 1 按图接线 图中r0为电阻箱 2 先合下s1 调节r0 0 再调节r使电压表指针满偏 3 保持变阻器电阻r不变 调节r0使电压表指针半偏 记下r0的值 4 若r0 r 有rv r0一般情况r测量 r真实 甲图中的电压表的电压u1 乙图中的电压表的电压u2 比较法测电压表电阻 例1 为了测量电流表a1的内阻 采用图示的电路 其中电流表a1的量程是0 300 a 内阻约为100 待测 a2是标准电流表 量程0 200 a r1为电阻箱 阻值范围0 999 9 为电池 电动势3v 内阻不计 s1为开关 s2为单刀双掷开关 按电路图接好电路后 将可变电阻器r2和电阻箱r1适当调节后 将单刀双掷开关s2扳到接点1处 接通开关s1 调节可变电阻r2 使两电表的读数都是150 a 然后将开关s2扳到接点2 调节电阻箱r1使标准电流表的读数仍是150 a 若此时电阻箱各旋钮位置如图 则 1 电流表a1的内阻rg 2 为了保证两电流表的安全使用 限流电阻r3的阻值应选a 100 b 150 c 10k d 15k 3 可变电阻器r2应选 a 2k b 5k c 200 d 500 替代法测电阻 当r2 0时 要保证两个电流表都不超过量程 r3 e imin 3 0 2ma 15k 选d r2 r3 e i 3 0 15ma 20k r2 5k 选b rg 92 8 例2 某同学用以下器材测量电阻 安培计 电阻箱 单刀双掷电键 这种电键在掷刀a倒向b时ab接通 倒向c时ac接通 待测电阻 电源 限流电阻 如图所示 实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路 用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值 1 在图中完成电路的连接 其中有二条导线已连接好 2 本实验中电键应先接通的是含有 填待测电阻或电阻箱 的电路 用电键变换电路 调节电阻箱时 应使两次测量的 大小相同 这时待测电阻的值可以从 上读出 2 待测电阻 电流 电阻箱 1999年全国高考 7分 图1为测量电阻的电路 rx为待测电阻 r的阻值已知 r 为保护电阻 阻值未知 电源e的电动势未知 k1 k2均为单刀双掷开关 a为电流表 其内阻不计 1 按图1所示的电路 在图2的实物图上连线 2 测量rx的步骤为 将k2向d闭合 k1向 闭合 记下电流表读数i1 再将k2向c闭合 k1向 闭合 记下电流表读数i2 计算rx的公式是rx a b i2r i1 接线见下页 解答 1 如图 3分 有任何错 给0分 从下表中选出适当的实验器材 设计一电路来测量电流表a1的内阻r1 要求方法简捷 有尽可能高的测量精度 并能测得多组数据 1 在虚线方框中画出电路图 标明所用器材的代号 2 若选测量数据中的一组来计算 r1 则所用的表达式为r1 式中各符号的意义是 2000年高考 解 电流表i1m 10ma r1 40r1 100r2 50 若滑动变阻器用限流接法 imin 1 5 190 0 08a 8ma imax 10ma 电流的变化范围很小 应该用分压器接法 因为电压表读数很小 um 0 4v 不能用伏安法测量 根据并联电路两端电压相等 将两电流表并联 如图示 调节滑动变阻器的电阻 测出多组两电流表的读数 由i1r1 i2r2 得r1 i2r2 i1 评分标准 1 如图所示 5分 若电阻r1与电池串联 不扣分 若r2用作限流电阻 正确的同样给分 2 i1表示通过电流表a1的电流 i2表示通过电流表a2的电流 r2表示电流表a2的内阻 3分 未说明r2的不扣分 例3 从下列实验器材中选出适当的器材 设计测量电路来测量两个电流表的内阻 要求方法简捷 有尽可能高的测量精度 a 待测电流表a1 量程50ma 内电阻约几十 b 待测电流表a2 量程30ma 内电阻约几十 c 电压表v 量程15v 内阻rv 15k d 电阻箱r1 阻值范围0 9999 99 e 电阻箱r2 阻值范围0 99 9 f 滑动变阻器r3 阻值0 150 额定电流1 5a g 滑动变阻器r4 阻值0 20 额定电流2a h 电阻r0 阻值是40 功率是0 5w 作保护电阻用 i 电池组 电动势为12v 内电阻约0 5 此外还有单刀开关若干和导线若干 供需要选用 1 请设计一个测量电路 画出电路图 2 选出必要的器材 用器材前的字母表示 有 3 说明实验需要测量的物理量 并列出计算两个电流表内电阻的计算式 abeghi 解 电路图如图所示 注 电路图基本正确但电路不规范 如缺开关 电阻箱符号错等要扣部分分 注 用其它方法测量正确的同样给分 2 abeghi注 缺a b可不扣分 3 开关k2闭合时 测得电流表的示数i1和i2 断开k2 调整电阻箱的阻值为r时 测得电流表的示数i1 i2 2001年高考 8分 图1中e为电源 其电动势为 r1为滑线变阻器 r2电阻箱 a为电流表 用此电路 经以下步骤可近似测得a的内阻ra 闭合k1 断开k2 调节r1 使电流表读数等于其量程i0 保持r1不变 闭合k2 调节r2 使电流表读数等于i0 2 然后读出r2的值 取ra r2 1 按图1所示电路在图2所给出的实物图中画出连接导线 2 真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差 即 试导出它与电源电动势 电流表量程i0及电流表内阻ra的关系式 3 若i0 10ma 真实值ra约为30 要想使测量结果的相对误差不大于5 电源电动势最小应为多少伏 解 1 接线如右图 3分 接错一根导线不能得此3分 3 i0ra 0 05 6v 2分 例4 用以下仪器 尽可能精确地测量待测电阻rx的阻值 a 电动势约2v左右 内阻r 1 的电源一个 b 内阻rv 30k 刻度如右图的电压表一个 c 电阻在10k 20k 范围内的待测电阻rx一个 d 开关一个 e 导线若干条 1 电压表的满偏电流ig 2 在下面虚线框内画出必要的测量待测电阻rx阻值的实验电路图 3 实验中要直接测量的物理量有 注明每个物理量的意义和符号 4 待测电阻rx的表达式为 rx 5 rx的阻值10 20 范围内时 仍使用这组仪器 能够用这种方法测量吗 说明理由 解 1 ig u rv 3v 30k 1 0 10 4a 2 如图甲 乙 3 甲图中的电压表的电压u1 乙图中的电压表的电压u2 4 5 不能 因为 两图电压表的读数几乎相同 例5 为了测量两个电压表va vb的内电阻 可以提供的仪器有 1 在设计电路时 能否选用电流表a 请简要说明理由 2 选用的器材有 3 为了测量两个电压表内电阻 请设计一个测量电路 画出电路图 4 说明实验原理和需要测量的物理量 并列出计算两个电压表内电阻的计算 dfhi 不能选用 电流表量程太大 测量不准确 解 1 电流表a不能选用 电流表量程太大 测量不准确 2 电阻箱r1 变阻器r3 电池组和开关2个 导线若干 3 电路图如下图 4 电压表va和vb串联 其读数之比等于内电阻之比 即 合下k2调节电阻箱为r1 两表读数分别为ua ub k2断开两表读数分别为uaubub ua rb ra 1 ub ua rbr1 ra rb r1 2 解 1 2 得 上述操作步骤中 必要的操作步骤按合理顺序排列应为 若在步骤 中 读出r0的值为2400 则电压表的内阻rv 用这种方法测出的内阻rv与其真实值相比偏 e 调节滑动变阻器的阻值 使电压表的示数为3 0v 例6 为了测量一个量程为3 0v的电压表的内阻 可以采用图示的电路 在测量时 可供选择的步骤如下 a 闭合开关s b 将电阻箱r0的阻值调到最大 f 断开开关s c 将电阻箱r0的阻值调到零 h 将滑动变阻器的滑动触头调到a端 g 将滑动变阻器的滑动触头调到b端 d 调节电阻箱r0的阻值 使电压表示数为1 5v 读出此时电阻箱r0的阻值 2400 大 伏安法测电压表电阻 电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻 因此 可以用一个安培表测量其电阻 答 如右图 4分 线路有错就不给这4分 1997年全国高考 某电压表的内阻在20千欧 50千欧之间 现要测量其内阻 实验室提供下列可选用的器材 待测电压表v 量程3v 电流表a1 量程200 a 电流表a2 量程5ma 电流表a3 量程0 6a 滑动变阻器r 最大阻1k 电源 电动势4v 电键k 2 为了尽量减小误差 要求测多组数据 试在方框中画出符合要求的实验电路图 其中电源和电键及其连线 a1 1 所提供的电流表中 应选用 填写字母代号 例7 使用伏安法测电阻 不论是采用安培表内接还是外接 仍然存在误差 现在有人设计了如图的实验电路来测定电阻 其中的r是一个电阻箱 根据电路图 1 请你写出实验需要测量的物理量 并写出求rx的方程式或表达式 2 能否利用上述电路图测出a表或v表的内阻 答 a表内阻 v表内阻 选填 能 或 不能 3 若上图不能测出电表的内阻 请设法选择图中的电阻箱和待测的电表测出此电表的内阻 设计一个电路图画在方框内 在电源内阻忽略不计的情况下说出你要读出的物理量是 用这些物理量表示待测电表内阻的计算式是 解 方法一调整电阻箱 使其阻值为r1 记录此时电压 电流的值u1 i1