2012高考物理一轮能力提升 7-4电阻的测量考点+重点+方法

1 第四课时第四课时 电阻测量电阻测量 教学要求教学要求 1 学会电阻测量的实验设计方案和掌握数据处理方法 2 学会测量金属丝电阻率的测量方法 知识再现知识再现 伏安法测电阻伏安法测电阻 1 原理 部分电路欧姆定律 2 两种测量电阻的电路 如图所示 它们的等效电路图 如图所示 3 两种控制电路 如图所示 重点突破 知识点一确定电流表内接 外接的方法确定电流表内接 外接的方法 1 阻值比较法 先将待测电阻的粗约值与电压表 电流表内阻进行比较 若 R RV 宜采用 电流表外接法 若 R RA 宜采用电流表内接法 2 临界值计算法 当内外接法相对误差相等时 有 RA RX RX RV 所以 VAX RRR 为临界值 待 测电阻比临界值大 用内接法 待测电阻比临界值小 用内接法 待测电阻与临界值相差不 多 两种方法都可以 3 实验试探法 按图 接好电路 让电压表的一根接线 P 先后与 a b 处接触一下 如果电 压表的示数有显著的变化 而电流表的示数变化不显著 则可采用电 流表外接法 如果电流表的示数有显著的变化 而电压表的示数变化 不显著 则可采用电流表内接法 判断示数变化是否显著时 要比较变化量比初始示数的比 值 比值大的说明变化显著 应用应用 1 1 07 北京西城模拟 某同学用伏安法测一个未知电阻 他先将电压表接 a 点 读得 两表示数分别为 U1 3 V I1 3 0mA 然后将电压表改接在 a 点 读得两表示数分别为U2 2 9 V I2 4 0 mA 如图所示 由此可知 电压表应接到 点误差较小 测得 R 值应为 导示导示 两种接法中两表示数变化分别为 2 可见电流表示数的变化较电压表示数变化明显 这说明电压表的分流作用较大 为了减小误 差 应采用电流表内接法 即电压表接在 a 点 当电压表接在 a 点时 R U1 I1 知识点二测量电阻的其他方法测量电阻的其他方法 1 比例法 利用串 并联电路的特点测量电阻 即利用串联电路中电流处处相等 电压与 电阻成正比 并联电路中 电压相等 电流与电阻成反比测量电阻 1 串联测量法 如图 所示 用两个完全相同的电压表分别并联在待测电阻 RX 和标准电阻 R0上 记下两个电压表 的示数 UX和 U0 则待测电阻 RX为 RX R0UX U0 2 并联测量法 如图所示 用两个完全相 同的电流表分别串联在待测电阻 RX和标准电阻 R0 记下 两个电流表的示数 IX和 I0 则待测电阻 RX为 RX R0I0 IX 2 替代法 不论是伏安法还是比例法 由于电压表的 内电阻不可能是无穷大 电流表的内电阻不可能是零 所以原则上说 总是存在由仪表内阻 产生的系统误差 但不用仪表又无法测量 那么有没有办法可以消除仪表内阻所造成的系统 误差呢 这就是采用替代法 1 用电阻箱 电流表测量 用一个单刀双掷开关 S 和标准电 阻箱 R0 待测电阻 RX以及电流表如图连接电路 将单刀双掷开关 S 接 1 记录下通过待测电阻 RX的电流强度 IX 将单刀双掷开关改接到 2 调节电阻箱 R0的阻值 使 电流表的示数 I0 IX 这时标准电阻箱的电阻示数就等于待测电阻 RX 的阻值 因为单刀双掷 开关在 1 2 两个不同位置时 除了 R0取代了 RX以外 电路的其余部 分完全相同 所以当两次电流表示数相等时 应有 RX R0 2 用电阻 箱 电压表测量 用一个单刀双掷开关 S 和标准电阻箱 R0 待测电阻 RX以及电压表如图连接电路 当将单刀双掷开关 S 接 1 记录下待测 电阻 RX两端的电压 UX 将单刀双掷开关改接到 2 调节电阻箱 R0的阻值 使 U0 UX 这时标 准电阻箱的电阻 R0数就等于待测电阻 RX的阻值 以上方法测量电阻时 不论电流表或电压 表的内阻多大 对测量结果都不发生影响 测量结果的精密程度完全取决于标准电阻箱 R0的 精密程度 应用应用 2 2 05 全国高考 利用图中给定的器材测量电压表 V 的内阻 Rv 图中 B 为电源 内阻可忽略不计 R 为电阻箱 S 为电键 1 将图中实物连接为测量所用的电路 2 写出实验中必须记录的数据 用符号表示 并指出各符号的意义 3 用 2 中记录的数据表示 Rv的公式为 Rv 知识点三滑动变阻器的两种接法滑动变阻器的两种接法 1 滑动变阻器的结构如图所示 金属电阻丝绕在绝缘瓷筒上 A B 是 其两个引出端 C D 是金属杆的两个端点 可在 杆上滑动的金属滑片 P 把金属杆与电阻丝 绝缘 漆已被刮去 连接起来 3 2 滑动变阻器的两种接法 3 两种电路的选择 负载电阻的阻值 RX远大于变阻器总电阻 R0须用分压式电路 要求 负载上电压或电流变化范围较大 且从零开始连续可调 须用分压式电路 负载电阻的阻 值 RX小于变阻器的总电阻 R 或相差不多 并且电压 电流表示数变化不要求从零起调 可采 用限流式 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法总功率 较小 应用应用 3 3 如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图 器材规格 如下 1 待测电阻RX 约 100 2 直流毫安表 量程 0 10mA 内阻 50 3 直流电压表 量程 0 3V 内阻 5k 4 直流电源 输出电压 4V 内阻不计 5 滑动变阻器 阻值范围 0 15 允许最大电流 1A 6 开关 1 个 导线若干条 根据器材的规格和实验要求 在本题的实物图上连线 知识点四电学实验仪器的选择电学实验仪器的选择 1 安全因素 通过电源 电阻 电流表 电压表等的电流不能超过其允许的额定电流 2 误差因素 选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差 电压表 电流表在使用 时 要用尽可能使指针接近满刻度的量程 其指针应偏转到满刻度的 2 3 左右 即在量程符 合要求的情况下选量程小的 3 便于操作 如选用滑动变阻器应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求 又便 于调节 滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线 应用应用 4 4 用伏安法测量某电阻 RX的阻值 现有实验器材如下 A 待测电阻 RX 范围在 5 8 额定功率 1W B 电流表 A1 量程 0 一 0 6A 内阻 0 2 C 电流表 A2 量程 0 3A 内阻 0 05 D 电压表 V1 量程 0 3V 内阻 3k E 电压表 V2 员程 0 15V 内阻 15k 4 F 滑动变阻器 R 0 100 G 蓄电池 电动势 12V H 导线 开关 为了较准确地测量 并保证器材安全 电流表应选 电压表应选 并画出 电路图 成功体验 1 07 南京二模 某同学要用 伏安法 测定一个待测电阻 RX 阻值约为 200 的阻值 实验室提供了如下器材 电池组E 电动势为 3V 内阻不计 电流表 A1 量程为 0 10mA 内阻约为 40 60 电流表 A2 量程为 0 500 A 内阻为 1000 滑动变阻器R1 阻值范围为 0 20 额定电流为 2A 电阻箱R2 阻值范围为 0 9999 额定电流为 1A 开关S 导线若干 请你帮助该同学完成实验中的下述问题 实验中应尽可能的考虑更加准确地测量 RX的阻值 1 上述器材中缺少电压表 需选一只电流表将它改装成电压表 请在图甲所示方框中画 出将电流表改装成电压表的电路原理图 并在图中标明所用器材的代号 2 请在图乙的方框中画出测量 RX阻值的电路图 并在图中标明各器材的代号 3 实验中 将电阻箱R2的阻值调为