高中物理 伏安法测电阻学案 人教版第二册

1、伏安法测电阻 【学生须知】电阻的测量是近年来高考的热点，也是高考难点。19942020年中，十年的高考都考查了电阻的测量，在很多复杂多变的测量电阻的电路设计中，其本质思想都是伏安法测电阻。课本中所涉及的电学实验，也大部分都用到了伏安法测电阻的思想。【学习目标】1.理解伏安法测电阻的原理，会讨论伏安法测电阻的误差.2.正确选择安培表内接法和外接法。【学习重点】1.伏安法测电阻的两种接法2.掌握测量电阻的电路选择方法【学习难点】1.伏安法测电阻两种接法的测量误差的讨论，2.测量电路的选择方法【学习过程】一.实验原理根据欧姆定律，用电压表和电流表分别测出待测电阻两端电压U和通过待测电阻的电流I，就可

2、求出其电阻值。二实验电路1工作电路（电流表的内外接）用伏安法测电阻，可以用两种方法把电压表和电流表接入电路。如图1甲、乙所示。图甲称为电流表的外接法，图乙称为电流表的内接法：由于电流表和电压表内阻的影响，不管采用哪种接法，都将导致系统误差。设电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA。原因分析:a.采用外接法:由于电压表内阻RV分流,使电流表的读数比通过RX的电流大则:,得R测小于RXb.采用内接法:由于电流表内阻RA分压,使电压表的读数比RX两端的电压大则:得R测大于RX设问：为了尽量使R测与RX接近,应用如何选择连接方式？得出：电路选择判断方法:a.当RX较大、且满足RXRA时 ,应采用内接法

3、，因为这时安培表的分压作用较微弱。b.当RX较小、且满足RXRV时，应采用外接法，因为这时伏特表的分流作用较微弱练习：三尺讲台P236，变式3-1因此，常有这样的说法“外接法测量小电阻，内接法测量大电阻。”而在实际的应用中可以采用试探的办法来确定那种方法比较好。如图2所示，让电压表的一端接在电路上的点a，另一端先后接到点b与点c，注意观察两个电表的示数。若电流表示数有明显变化，则待测电阻跟电压表的内阻可比拟，电压表应该接在a、c两点；若电压表的示数有显著变化，则待测电阻值跟电流表的内阻可以比拟，电压表应接在a、b两点。【学生练习】第1.题2供电电路（滑动变阻器的接法）分析：供电部分与滑动变阻器

4、相连，滑动变阻器有限流和分压两种作用，因此也有两种接入电路的方法。如图3甲、乙所示。图甲为限流接法，图乙为分压接法。RZ代表工作部分电路。滑动变阻器用作限流时，用以控制或调节电路中的电流。此电路中，工作电路两端电压U的调节范围（，E），获得较大的调节范围，必须测量小的电阻，同时电路中的消耗的功率较小，可以节约能源。故此电路多用来测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比差不多或比滑动变阻器的总电阻略小，约在5倍以内）。滑动变阻器用作分压时，它是从滑动变阻器R上分出一部分电压加到工作电路上。当滑动触头从a端向b端滑动时，工作电路两端电压U的变化范围（0，E）。在滑动变阻器R工作安全的条件下，应该

5、是滑动变阻器R越小越好，调节R的过程中，工作电路两端的电压U变化比较明显，因此多用来测量阻值大的电阻。总结：a两种电路比较：分压接法的优势是：电压变化范围大。限流接法的优势：在于电路连接简便，附加功率损耗较小。b电路选择原则：.两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法。.当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大是Rx 的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法。.当负载电阻Rx 较大是R 的几倍时，变阻器总阻值R较小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法。.实验要求电压从零开始取，一定用分压接法。.关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置：分压打到最小；限流打到最

6、大值。.关于分压与限流：考试多数考分压。C器材选择原则：.注意电表的量程，滑动变阻器的最大电流。.电表示数为满刻度的左右时，读数准确。.关于滑动电阻器的选择：分压时选小的；限流时选大的。【学生练习】1.利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b 两点接触一下，如果安培表示数变化显著，则P 应接在 处，如果伏特表示数显著变化，则P 应接在 处。RabPVA2三尺讲台P236例4。3三尺讲台P236，变式4-1。4从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测电流表A1的内阻r1。要求方法简单，有尽可能高的测

7、量精度，并能测得多组数据。器 材(代号)规 格电流表（A1）量程10mA，内阻r1待测（约40）电流表（A2）量程500A，内阻r2=750电压表（V）量程10V，内阻r3=10k电阻（R1）阻值约为100，作保护电阻用滑动变阻器（R2）总阻值约50电池（E）电动势1.5V，内阻很小开关（S）导线若干在右边的方框中画出实验电路图，标明所用器材的代号。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_。5某电压表的内阻在20 k50 k之间，现测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材。待测电压表V（量程3 V） 电流表A1（量程200 A） 电流表A2（量程0.6 mA）滑动变阻器R（最大阻值1 k） 电源E （电动势4 V）开关S（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）（2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的实验电路图