高考物理总复习 74专题 电阻的测量课件 新人教版.ppt

第4单专题元电阻的测量 电阻测量的方法 相对来说 伏安法测电阻要比欧姆表测电阻要更接近电阻的真实值 这是欧姆表的工作原理决定的 1 伏安法 例1 2013 广东 图 a 是测量电阻rx的原理图 学生电源输出电压可调 电流表量程选0 6a 内阻不计 标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30 0cm 1 根据原理图连接图 b 的实物图 2 断开s2 合上s1 调节电源输出电压为3 0v时 单位长度电阻丝的电压u 0 1v cm 记录此时电流表a1的示数 3 保持s1闭合 合上s2 滑动c点改变ac的长度l 同时调节电源输出电压 使电流表a1的示数与步骤 记录的值相同 记录长度l和a2的示数i 测量6组l和i值 测量数据已在图 c 中标出 写出rx与l i u的关系式rx 根据图 c 用作图法算出rx 解析 1 连线实物图如图 2 断开s2 合上s1 电阻丝两端电压为电源电压 所以单位长度上电阻丝的电压u 0 1v cm 例2 2011 全国 使用多用电表测量电阻时 多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源 一般为电池 一个电阻和一表头相串联 两个表笔分别位于此串联电路的两端 现需要测量多用电表内电池的电动势 给定的器材有 待测多用电表 量程为60ma的电流表 电阻箱 导线若干 实验时 将多用电表调至 1挡 调好零点 电阻箱置于适当数值 完成下列填空 1 仪器连线如图1所示 a和b是多用电表的两个表笔 若两电表均正常工作 则表笔a为 填 红 或 黑 色 2 若适当调节电阻箱后 图1中多用电表 电流表与电阻箱的示数分别如图2 a b c 所示 则多用电表的读数为 电流表的读数为 ma 电阻箱的读数为 3 将图1中多用电表的两表笔短接 此时流过多用电表的电流为 ma 保留3位有效数字 4 计算得到多用电表内电池的电动势为 v 保留3位有效数字 解析 1 多用电表在不同挡位 电流表的 表示电流由此流入 表示由此流出 由此可判断出 a为黑笔 注意多用电表中的黑笔对应内部的电池的正极 2 欧姆挡不用估读 14 更准确 3 4 此两问的设置不科学 因为先求的是电动势 后求的是短路电流 此题要用到 中值电阻等于表头内阻 这一结论 所以多用电表内阻为15 由多用电表欧姆挡原理知道14 是多用电表以外的全部电阻 即外电阻 包括电阻箱和电流表的内阻 14 内电阻15 e 0 053 15 14 1 54 v i 1 54 15 103 ma 答案 1 黑 2 14 053 04 6 3 103 4 1 54 学法指导 高考给的答案 14 0 不合适 3 半偏法 例3 2010 北京 1 甲同学要把一个量程为200 a的直流电流计 改装成测量范围是0 4v的直流电压表 图1 a 电源 电动势1 5v b 电源 电动势6v c 电阻箱 0 999 9 d 滑动变阻器 0 500 e 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k f 电位器 0 51k 该同学在开关断开情况下 检查电路连接无误后 将r2的阻值调至最大 后续的实验操作步骤依次是 最后记录r1的阻值并整理好器材 请按合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 a 闭合s1b 闭合s2c 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度d 调节r2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半e 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半f 调节r1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 如果所得的r1的阻值为300 0 则图中被测电流计 的内阻rg的测量值为 该测量值 实际值 选填 略大于 略小于 或 等于 给电流计 联 选填 串 或 并 一个阻值为 k 的电阻 就可以将该电流计 改装为量程4v的电压表 图2 由此可以判定 表 的内阻rg是 k 满偏电流ig是 ma 若要将表 改装为量程是15v的电压表 应配备一个 k 的电阻 则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29k 或6 5k 电路图中r2是滑动变阻器 不能选择d和e只能选择f 表头满偏时滑动变阻器的阻值越大 实验的误差越小 所以电源选择电动势为6v的b 而且滑动变阻器f的阻值也满足调节所需 而r1是用来测量表头内阻的电阻箱只能选c 实验步骤为 第一步闭合s2 b 第二步调节r2的阻值 使电流计满偏 c 第三步闭合s1 a 第四步调节r1的阻值 使电流计半偏 e 第五步读出r1的示数为待测表头的内阻 答案 1 bcf bcae 300 0略小于 串19 7 2 见下图 3 00 5027 0 一 等量代换 例1 2012 广东 1 某同学测量一个圆柱体的电阻率 需要测量圆柱体的尺寸和电阻 1 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径 某次测量的示数如图 a 和图 b 所示 长度为 cm 直径为 mm 2 按如图所示连接电路后 实验操作如下 将滑动变阻器r1的阻值置于最 处 填 大 或 小 将s2拨向接点1 闭合s1 调节r1 使电流表示数为i0 将电阻箱r2的阻值调至最 填 大 或 小 将s2拨向接点2 保持r1不变 调节r2 使电流表示数仍为i0 此时r2阻值为1280 3 由此可知 圆柱体的电阻为 解析 1 游标卡尺的读数 主尺上的读数 游标上的读数 本题主尺上的读数是5cm 游标上的读数是1 0 1mm 0 01cm 故游标卡尺的读数为5 01cm 螺旋测微器的读数 固定尺的读数 可动尺的读数 0 01 即5mm 31 5 0 01mm 5 315mm 2 将滑动变阻器r1的阻值调至最大 可以起到保护电流表及电源的作用 答案 1 5 015 315 2 大 大 3 1280 二 多用电表的使用 例2 2012 江苏 如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件 小明使用多用电表对其进行探测 1 在使用多用电表前 发现指针不在左边 0 刻度线处 应先调整图乙中多用电表的 选填 a b 或 c 2 在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a b接点间是否存在电源时 一表笔接a 另一表笔应 选填 短暂 或 持续 接b 同时观察指针偏转情况 3 在判定黑箱中无电源后 将选择开关旋至 1 挡 调节好多用电表 测量各接点间的阻值 测量中发现 每对接点间正反向阻值均相等 测量记录如下表 两表笔分别接a b时 多用电表的示数如图乙所示 请将记录表补充完整 并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路 解析 1 a是机械调零 b是欧姆调零 c是功能选择开关 故选a 2 为防止a b间存在高电压电源在持续接通时烧坏电表 应采用 点触 方式 3 正反向阻值相等说明两接点间无二极管 由题图乙可以读出a b间阻值为5 0 因黑箱中只有三个阻值相等的电阻 由表内数据知b c间电阻等于a b间电阻与a c间电阻之和 故可推测a b间电阻与a c间电阻串联 又因a c间阻值是a b间阻值的2倍 故a b间有一个电阻时a c间两个电阻串联 b c间有三个电阻时 a b间两个电阻并联 电路图如下图 答案 1 a 2 短暂 3 5 0如上图所示 一 电源电动势和内阻参量的使用 例1 如果一个多用电表内的电池已使用很久 但仍可通过调零电阻使表针调至零欧姆处 这时测量出的电阻值r 与所测电阻的真实值r相比较 正确的是 a r rb r rc r rd 无法判断两者的大小 即随着电池的使用 调零电阻将逐渐减小 欧姆挡的内阻 即中值电阻 也逐渐减小 而刻度盘上的中值电阻已经固定 因此电池用旧是指在中央将会比被测电阻值真实值略大一些 同样 指针指在其他各刻度线上时也会产生同样的偏差 所以b项正确 a c d项错误 答案 b 学法指导 化学电池的电动势来源于电极材料的电极电位 而电极电位与材料的浓度关系极为密切 两极反应生成难溶物 减小电解质溶液的浓度 当电池用旧以后内阻会变大 电动势也会略微下降 但是对于电路的动态变化问题 我们分析时 指的是短时间内的电池的使用 可以认为电池的电动势和内阻不变 二 半偏法测电阻的拓展 例2 2012 天津 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 1 实验过程包含以下步骤 其合理的顺序依次为 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 2 仅从实验设计原理上看 用上述方法得到的g2内阻的测量值与其真实值相比 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得结果 写出须在g2上并联的分流电阻rs的表达式 rs 解析 1 在组装实验时正确操作是将所有开关断开 将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大 然后闭合电源控制开关s1 就可以校对待测表g2 由于标准表和待测表串联流过的电流相等 这时就可以调节r1由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对 直到待测表满偏 校对