伏安法测电阻实验问题综合.

1、伏安法测电阻实验问题综合1、伏安法测电阻原理分析：(1测量原理:根据欧姆定律，得到，用电压表测出电阻两端的电压和通过电阻的电流，就可以求出电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法。ir： rIt -；L：牡況 J的bhfl MffjjVUR - W g R - 一K詆h.拡犠近S刈|我迫Jb'J m.'刈门極小虑咆呂朮角刖火iv,i.；u,即Rag伏朴鑫T名U，d=TJe* A = Ijt + Iv 畀JLB U” £Ue tU.S It 蛊】A 5ry k也j i汕也M况汕i" R洌十” Ifii R技珀【丸g -»-f -H晋丄B叫们毎 n门列五打卫卜

2、呪也1：1尺W题型1、伏安法实验原理问题：1=2R用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法,如图所示。让电压表一端先后接到b点和C点,观察两个电表的示数,若电流表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟表的内阻可以比拟。电压表的两端应接在a、两点;若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟表的内阻可比拟，电压表应接在a、两点。答案:电压c电流b变式:用伏安法测金属电阻（约为的值。已知电流表内阻为,量程为0.6A ,电 压表内阻为几千欧，量程为3V ,电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为，额定电流为 5A ,试画出测量R x的原理图。解析:解法一:当待测电阻的阻值 比电压表的内

3、阻 小很多时，采用电流表外接 的 方法，如图a所示，当待测电阻的阻值 比电流表的内阻大很多时,采用电流表内接的方法如图b所示。此题为几千欧,很显然，应采用电流表外接法。下面分析应用分压还是限流电 路。若用限流接法，两端电压的变化范围是，之间,而题目所给电压表的量程为3V ,所以应用分压接法，如图所示。4尺X UuR.廿解法二：当遇到被测电阻的阻值既不很大，也不很小的时候，可用临界电阻方法 判断。即先算出临界电阻为大电阻,应采用电流表内接法,若为小电阻,应采用电流表外接法。如此t |HS>，所以为小电阻，应采用电流表外接法。后边的分压和限流电路的选择同解法。通常当用肉眼直接可以判断出 的大

4、小时，就不必借助于临界电阻判断了。2、实验误差分析：(1电流表内接法:所测电阻的电流为真实值，所测电压大于 两端的真实值(由于电流表的分压，所以由算出的值大于真实值。电流表内接法测大电阻时，误 差较小。(2电流表外接法：所测电阻 两端电压为真实值，所测电流大于通过 的真实电流(由于伏特表的分流 所以由算出的值小于真实值，测小电阻时，用电流表夕卜接 法，误差较小。3、实验电路及器材的选择原则与方法：(1实验电路的选择原则：在高中物理阶段常见的电路选择问题有两种。选择滑动变阻器的限流和分压接法；选择电流表和电压表的内接和外接法。滑动变阻器的限流和分压接法的选择原则：一般情况下全部选限流接法，除非有

5、 特殊要求。特殊要求如下：负载两端电压由零开始变化：用限流接法时，负载能 承受的电流 小于用限流接法所能达到的最小电流；所用电流表和电压表的量程小 于用限流接法所能达 到的最小电流和分到的电压。电流表和电压表的内接和外接法的选择原则：在不知电流表和电压表内阻的情 况下,两种选法没有区别，在知道电流表和电压表的内阻的情况下，首先计算。式中分别为电压表和电流表的内阻。若负载电阻，应选择电流表外接法；若负载电阻应选择电流表内接法。(2电路器材的选择。电流表和电压表的选择原则是第一要安全，第二要准确。准确是指在可用的电流表、电压表测量范围内，尽可能选用量程小一些的电表，因为 电流表、电压表在测量时指针

6、偏转角越大，误差越小。例如电流电压为6V ,可供选择的电压表有3V和15V两个电压表。从安全考虑只能选15V电压表。如电源电 压为4 ,可供选择的电压表 有6V和9V两个电压表。则应选6V电压表。电源的选择原则是第一能用，第二是经济。例如为保证6V、6W的用电器能正 常工作,可供选择的电源有6V、的两个电源。则应选9V的电源。若两电源都是 内阻极 小而可忽略不计的电源。则应选 6V的电源。滑动变阻器的选择原则第一是能用，第二是方便。所有滑动变阻器的铭牌上都标明该 滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流。因此，滑动变阻器的选择首 先看实验时通过 滑动变阻器的电流是否在其允许范围之内，然后看滑动

7、变阻器的电 阻和电路中其他总电阻是 否相当，例如电路总电阻约为，选择滑动变阻器连接限流电 路,可供选择的滑动变阻 器的最大电阻有、则应选择太小，可调范围小,太大，调节极不方便，滑动触头稍稍一动，电阻变化就是几百上千欧。 连接成分 压器电路时原则也是一样。题型2、实验器材的选择及实验电路的设计问题如图所示为用伏安法测定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:R W尺0R A R 0300C阴30kn2OOC,0feOQ(1待测电阻；(2直流毫安表(量程020mA,内阻；(3直流电压表(量程03V,内阻；(4直流电源(输出电压6V ,内阻不计;(5滑动变阻器(阻值范围0,允许最大电流

8、1A ;(6开关1个,导线若干。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。解析:先确定采用电流表内接电路还是外接电路。，不满足内接的要求。又，满足电流表外接的要求，电流表应外接。再确定变阻器是采用限流还是分压。若采用限流式，则滑动变阻器阻值达到最大时，电路中电流达到d最小.=A= 3 6 X 10" A= 3riniA卜R盟十 R+Ra 100 + 15 + 50，已超过电流表量程，故必须采用滑动变阻器分压式电路。实验电路如图所示。=+ K + R 鲁1016实物连线如图所示。£变式:欲用伏安法测定一段阻值为 左右的金属导线的电阻 , 要求测量结果尽量 准确, 备有以下

9、器材 :A. 电池组(3V、B. 电流表(C. 电流表(D. 电压表(03V、E. 电压表(015V、F. 滑动变阻器 (0G. 滑动变阻器 (0H. 开关、导线(1上述器材中应选用的是(2 实验电路应采用电流表接法 (填“内”或“外”。(3画出实验电路图。答案:(1 A 、 C 、 D 、 F 、 H (2外 (3如图所示。题型 3、电表内阻的巧妙测量问题 :(全国高考题从下列器材中选出适当的实验器材 ,设计一个电路来测量电流表 的 内阻 ,要求方法简捷 ,有尽可能高的精确度 ,并能测得多组数据。电流表 ,量程 10mA ,内阻待测 (约 ;电流表，量程，内阻；电压表，量程10V，内阻；电阻

10、，阻值约为；用中记录的数据表示 的公式为0，式中各符号的V的内阻。图滑动变阻器，总阻值约；电源E ,电动势1.5V ,内阻很小;开关S导线若干。(1画出实验电路图，标明所用器材的代号。(2若选取测量中的一组数据来计算，则所用的表达式 意义是。答案：(1电路如图所示。(2式中分别是电流表、的读数，分别是电流表、的内阻。变式:(2005全国卷III禾用下图所示中给定的器材测量电压表 中B为电源(内阻可忽略不计,R为电阻箱，S为开关。将图中实物连接为测量所用的电路。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son也= 也解析:连线如图所示，闭合开关,两次调节电阻箱的电阻，读出其电阻阻值、

11、和电 压表所对应的电压，则由串联电路电流相等可得：、式联立得:q -止题型4、伏安法测电阻原理的拓展与创新：、伏安法测电阻原理的拓展与创 新：（2006南通）伏安法”测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测 量结果 总存在误差，而按如图所示电路进行测量，则由电压表、电流表内阻所造 成的误差可消除。（1）请你在题中横线上简要写出还未完成的主要操作步骤，并 用字母表达出相应的测 量值。闭合开关，开关接2,调节、；，使电压表和 电流表的读数尽可能大，读 出电流表和电压表的读数 保持不变，。_ （2）请你推导出待测电阻 的表达式。3）如图所示：（ 3）用线把实物图按电路图连成测量电路，请将图中未

12、连的线连完整。 答案： 答 案：（1）闭合 压表和电流表的读数 、接 1，调节 。使电压表和电流表的读数尽 可能大，读出此时电 （ 2）由欧姆定律得： 联立 得：器材（代号）与规 待测电阻 （量程变式：（2007西安）用以下器材测量一待测电阻的阻值， 格如下： 电流表 （量程 ，内阻 ）； 约为 ）； 标准电流表 300mA，内阻（阻值约为）；）；滑动变阻器（最大阻值电源E （电动势约为 10V，内阻r约为）；单刀单掷开关S,导线若干。（1）要求方法简捷，并能测 多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是 ，用测的量表示待测电阻 的计算公式是 答案

13、： 答案：（ 1）实验电路如图所示。 的阻值（2）两电流表 、的读数为 ，待 测电阻 阻值的计算公式是 上流过的实际电流，故 。 ， 点拨： 即为 两端的实际电 压， 点拨： 本实验避免了伏安法的系统误差。模拟试题】 模拟试题】 1. 关于电流表，下列叙述中不正确的是（ ） A. 电流表必须与电路串联 B. 电流表所测得的值比真实值小 C. 电流表的内阻越大，则测 量越准确 D. 电流表的内阻越小，则测量越准确 2. 用伏安法测电阻有电流表外接法 与电流表内接法两种方法。下列说法中正确的是（ A. 若 B. 若 C. 若 D. 无论 ，用 外接法测得 ，用外接法测得 ，用内接法测得 的值误差较

14、小 的值误差较小 的值误 差较小 的值总比真值小，用内接法测得 的值比真 ） 之值如何，用外接法测得 值 大 3. 某学生在测电灯泡的电阻时，不慎把电流表（量程03A） 与电压表（量程250V）的位置交换了，如图所示，这样将造成（）A.电流表烧坏C.灯泡烧坏4.两个定值电阻 、 B. 电压表烧坏 D. 灯泡不亮 串联后接在输出电压 U 稳定于 12V 的 直 流电源上，有人把一个内阻不是远大于 的电压表接在 的 两端，电压表的示数为 8V，如图所示，如果把此电压表改接在 R2两端，则电压表的示数将（）A.小于4V B.等于4V C.大于4V，小于8V D.等于或大于8V 5.某同学用伏安法测量

15、电阻 ，所测阻值与真实值 A. C. 6. 将一块内阻为 该（ ） A. 串联一个 ，分别用电流 表内接法和外接法，测得 之间的关系是（ B. D. ，满偏电流为 的电阻 的电流表 G 改装成量程为 0.6A 的电流表，应 ）的阻值分别为 B. 并联一个 的电阻 C. 串联一 个 的电阻 D. 并联一个 的电阻 7. 量程为 15V 的电压表，当给它串联一个 的电阻后 测量实际电压为 15V 的电路时， 指针指在刻度盘上 12V 处，此电压表的内阻为多 少？若此表的量程扩大为100V，应串联一个阻值为多少的电阻？ 8. 一阻值约为 的电阻 ，欲用伏安法较准确地测出该电阻的阻值。备选器材有： a

16、. 电源（电动势 16V，内阻）b.电源（电动势3V，内阻C.伏特表（量程d.伏特表（量程03V， 内阻 ） ） ）e. 安培表（量程 ） f. 安培表（量程 ） g. 滑动变阻器（阻值 ，额定电流0.5A） ，额定电流 2A） h. 滑动变阻器（阻值 试从上述器材中选出合适器材并画 出电路图。9.用伏安法测电阻，可接成如图所示的两个电路。当用（a）图的电路测量时，电压表和 电流表的示数分别为5V、0.6A ;用（b）图的电路测量时，电 压表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A。电源两端的电压不变，则被测电阻的准 确值为多少？ 【试题答案】 试题答案】 1. C 2. B、 C、 D 提示见知识点 5。 3.D 提示由于电流表内阻很小，会造成灯泡短路。 4. A 提示由于电压表的内阻不是远大于、R2,当电压表并接在R1两端时，串联的电路中，有 相当于是 一个电阻与 并联，且 。在 。 。 当电压表与 R2 并联时，由串联电路电压分配关系 可知，R1两端电压应大于总电压的三 分之二，即大于8V。因此电压表的示数小 于4V，选项A正确。5. A 提示内接法的测量值比真实值偏大，外接法的测量 值比真实值偏小。 提示 6. D ，并联。 的电阻后接到 15V 的电路