温州三中高考物理复习电学实验专题102..电阻的测量(其它方法).ppt

电阻的测量 其它方法 电阻的测量 其它方法 替代法测量电阻例104年无锡市期末12半偏法测量电流表的内阻05年南师大附中二模122004年天津理综22比较法测量电阻2005年全国卷 22 2 2004年广东卷122004年全国卷 22电流表内阻的测定 2000年全国高考2003年江苏1306年广东汕头市二模122005年江苏卷12伏安法测电压表电阻2004年全国卷 22半偏法测量电压表电阻例2比较法测电压表电阻2005年全国卷 22 2 2006年全国卷 22 2 惠斯通电桥 替代法测量电阻 在右图中 s接1 记下电流值i s接2 调节r 使电流值仍为i 则rx r 在下图中 调节p 甲图中的电压表的电压为u 保持p不动 换接电阻箱r 调节r使乙图中的电压表的电压仍为u 则rx r 例1 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 见下页 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 待测电阻 电流 电阻箱 科学实验是人们认识自然的重要手段 电学实验中经常需要测量某负载的电阻 1 测电阻的方法有多种 现在有一只标有 220v 100w 灯泡 它正常工作时的电阻为 若用多用电表中欧姆挡来测量这只灯泡的电阻 则测出的电阻应 灯泡正常工作时电阻 填 大于 等于 小于 这是因为 2 请您用下列器材设计一个实验 测定灯泡正常工作时的电阻值 a 220v交流电源b 单刀双掷开关一只c 电阻箱一只 0 999 额定电流1a d 交流电表一只 0 0 6a e 导线若干 请在方框内画出电路原理图 写出简单实验步骤 04年无锡市期末12 484 小于 灯泡电阻随温度变化而变化 温度越高电阻越大 电路原理图如图所示 替代法 实验步骤如下 a 按原理图连好电路 电阻箱阻值置于最大值b 单刀双掷开关置于1位置 读出电流表读数ic 将单刀双掷开关置于2位置 调节电阻箱使电流表的读数仍为id 读出电阻箱的阻值r 即为该灯泡电阻 方法 半偏法测量电流表的内阻 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 1 r1能否用阻值很大的滑动变阻器代替 2 再给一个同样的电流表 如何进行实验 一般情况r测量 r真实 05年南师大附中二模12 12 将电流表改装成电压表 需要先测定电流表的内阻rg 先提供如下实验器材 待测电流表a ig 300 a 内阻rg约为2k 电阻箱r 0 9999 滑动变阻器r0 0 10 低压直流电源 6伏 开关和导线若干 1 参考下列实验步骤 在方框中画出实验电路图 并在下列横线上填空完善实验步骤 a 按图正确连接电路 在合上开关之前 滑动变阻器的滑动头置于恰当的位置处b 合上开关 调节电阻箱与滑动变阻器 使电流表满偏 记下电阻箱阻值r1c 保持滑动变阻器滑动头位置不变 调节电阻箱r的值 使电流表 记下电阻箱阻值r2 半偏 2 由上述测量结果 可求得计算电流表内阻的表达式为rg 3 由于实验方法产生系统误差 电流表内阻的测量值比真实值 填 偏大 偏小 或 不变 解 由于只有一个电阻箱 滑动变阻器的阻值很小 只能用串联半偏法 电路图如图示 1 c 半偏 2 保持滑动变阻器滑动头位置不变 认为电压不变 u ig rg r1 1 2ig rg r2 rg r2 2r1 3 实际上 使电流表半偏时r2 r1 从r0中分得的电压变大 ig rg r1 1 2ig rg r2 r2 2r1 rg 测量值比真实值偏大 rg r2 2r1 偏大 现有一块59c2型的小量程电流表g 表头 满偏电流为50 a 内阻约为800 850 把它改装成1ma 10ma的两量程电流表 可供选择的器材有 滑动变阻器r1 最大阻值20 滑动变阻器r2 最大阻值100k 电阻箱r 最大阻值9999 定值电阻r0 阻值1k 电池e1 电动势1 5v 电池e2 电动势3 0v 电池e3 电动势4 5v 所有电池内阻均不计 标准电流表a 满偏电流1 5ma 单刀单掷开关s1和s2 单刀双掷开关s3 电阻丝及导线若干 1 采用图1所示电路测量表头的内阻 为提高测量精确度 选用的滑动变阻器为 选用的电池为 2004年天津理综22 r2 e3 2 将g改装成两量程电流表 现有两种备选电路 示于图2和图3 图为合理电路 另一电路不合理的理由是 2 答 图3电路在通电状态下 更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端 以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏 3 答 如图4示 比较法测量电阻 1 比较电流 i2r i1rx rx i2r i1 不计电源内阻 2 比较电压 调节p 甲图中的电压表的电压为u1 保持p不动 乙图中的电压表的电压为u2 则u2 rx u1 u2 r 2005全国卷 22 2 利用图1所示的电路测量电流表ma的内阻ra 图中r1 r2为电阻 k1 k2为电键 b是电源 内阻可忽略 根据图1所给出的电路原理图 在图2的实物图上连线 已知r1 140 r2 60 当电键k1闭合 k2断开时 电流表读数为6 4ma 当k1 k2均闭合时 电流表读数为8 5ma 由此可以求出ra 保留2位有效数字 2004年广东卷12 12分 图中r为已知电阻 rx为待测电阻 s1为单刀单掷开关 s2为单刀双掷开关 v为电压表 内阻极大 e为电源 电阻不可忽略 现用图中电路测量电源电动势及电阻rx 1 写出操作步骤 2 由r及测得的量 可测得e rx 解 画出电路图如下图示 解 s1断开 s2接到a端 记下电压表的读数u1 由于电压表内阻极大 所以e u1 s2仍接到a端 闭合s1 记下电压表的读数u2 如图a示 s1仍闭合 s2接到b端 记下电压表的读数u3 如图b示 2004年全国卷 22 用以下器材测量一待测电阻rx的阻值 900 1000 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 750 电压表v2 量程为5v 内阻r2 2500 滑线变阻器r 最大阻值约为100 单刀单掷开关k 导线若干 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图中相应的英文字母标注 2 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线 3 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 解1 只有两个电压表 只能用比较法 电路图如图示 测出两个电压表的示数u1 u2 r并 r2 u1 u2 解2 也可将v1 v2都看作电流表 由并联电路特点得 i2 i1 ix 即u2 r2 u1 r1 u1 rx rx u1r1r2 u2r1 u1r2 注意 要求电压表的读数不小于其量程的1 3 只能用分压器接法 v2的量程大于v1 v2应在干路中 实物图连线如图示 上页 下页 解3 仍用比较法 电路图如图示 测出两个电压表的示数u1 u2 解4 将v1 v2分别看作电流表和电压表 由伏安法得 r1 rx u2 i1 r1u2 u1 rx u2 u1 r1 u1 注意 要求电压表的读数不小于其量程的1 3 只能用分压器接法 v2的量程大于v1 v1应与rx串联 实物图连线如图示 题目 上页 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年全国卷 解 电流表i1m 10ma r1 40 r1 100 r2 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 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 要测量一块多用电表直流10ma档的内阻ra 约为40 除此多用电表外 还有下列器材 直流电源一个 电动势e约为1 5v 内阻可忽略不计 电阻一个 阻值r约为150 电键一个 导线若干 要求 写出实验步骤 给出ra的表达式 解 实验步骤 1 用多用电表的直流电压档测量电源电动势e 2 用多用电表的 档测量电阻阻值r 3 将多用电表置于直流10ma档 与电阻r及电键串联后接在电源两端 合上电键 记下多用电表读数i r ra e i ra e i r 分析 电流表是一个能指示自身电流的电阻 多用表能够测量电流 电压和电阻 特别注意题目中的三个 约 字 e r都要用多用表测量其值 然后再用伏安法测量ra 2003年江苏13 06年广东汕头市二模12 1 已知电源e 电阻箱r1和滑动变阻器r2都能满足实验所需要的条件 请简要写出完成接线后的主要实验步骤 2 用实验步骤中的测得量表示r 表达式为r 12 10分 一个量程ig 1ma的电流表串联一个电阻r0之后的总阻值r约1k 某同学使用如图所示的电路原理图来测量该电流表的总阻值r 解 1 先调电阻箱r1的阻值为零 再调节滑动变阻器r2使电流表的指针指在满偏位置 保持滑动变阻器r2的触头位置不动 调节电阻箱r1使电流表的指针指在ig 2处 记下此时电阻箱r1的读数rx rx 3 实验室可供选择的电源e有a 电动势约1 5v 内阻约1 b 电动势约6v 内阻约4 可供选择的滑动变阻器r2有c 阻值0 20 额定电流2a d 阻值0 100 额定电流1a 为了比较准确地测量出电流表的总阻值r 应选用的电源是 应选用的滑动变阻器是 填仪器前的字母代号 4 本实验中电流表的总阻值r的测量值与真实值相比 有 a r测 r真b r测 r真c r测 r真d r测可能大于r真 也可能小于r真 b c a 2005年江苏卷12 解 1 2igrg 3 igr 3 rg r 2 100 100 2 ig r0 rg 3v r0 9900 串联 9900 07上海卷为了测量一个阻值较大的末知电阻 某同学使用了干电池 1 5v 毫安表 1ma 电阻箱 0 9999 电键 导线等器材 该同学设计的实验电路如图 a 所示 实验时 将电阻箱阻值置于最大 断开k2 闭合k1 减小电阻箱的阻值 使电流表的示数为i1 1 00ma 记录电流强度值 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i1 0 80ma 记录电流强度值 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 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 读出电压表和电流表的示数u和i 则rv u i 2004年全国卷 22 6 124 0 001 1 5ma 143 解 电路原理图如图所示 16 8 15ma 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 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 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 hacedf 2400 大 例2 比较法测电压表电阻 甲图中的电压表的电压u1 乙图中的电压表的电压u