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1、2022年高三物理電阻測量方法歸類例析人教版
一、直接測量方法——歐姆表法
1、測量的基本步驟:(1)選擇適當的量程 (2)電阻調零
(3)測量讀數 (4)將選擇開關置于交流電壓最高檔或OFF檔
2、 意選擇量程時應能使指針指在表盤1/2——2/3的范圍內
例1、 某人用多用電表按正確的步驟測量一個電阻,電表的指針指中央位置,若所選的量程
是”×100”,且此檔相應的內阻為1500Ω,則此電阻的阻值為 ,如果用多電表測量一個阻約為200Ω的電阻,為使測量結果盡量精確選擇開關應選歐姆表的量程是 。
答案:1500Ω
2、 ×10檔
二、間接測量法
RX
間接測量法是先測出電流、電壓等這些物理量,再求出電阻的方法,這種方法應確定實驗原理及測量電路圖,然而根據要求選擇器材進行測量的方法。
1、 滑動變阻器的連接方式
RX
甲:限流電路 乙:分壓電路
2、 電路選擇規(guī)則:
(1) 若題中要求電壓從零開始調節(jié),則選用分壓電路
(2) 在待測電阻遠大于滑動變阻器的最大阻值時,必須選分壓電路。
(3) 題目中明確規(guī)定應多測幾組數據時,必須選分壓電路
(4) 若作限流電路時,電路中的最小電壓、最小電流超過待測電阻額定電壓、電流或表的量程不夠時,
3、必須選分壓電路。
3、 電表的兩種接法
V
A
V
A
安培表外接法 安培表內接法
(1) 選用內接法或外接法的基本原則:
若安培表內阻遠小于待測電阻的阻值時,用安培表內接法;若待測電阻的阻值遠小于電壓表的內阻時,用安培表外接法.
例2、 如圖所示為伏安法測電阻的實驗,所需的器材規(guī)格如下:
(1) 待測電阻(阻值約為100Ω)
(2) 直流電流表(量程0 ~ 10mA,內阻為50Ω)
(3) 直流電壓表(量程0 ~ 3V,內阻為5Ω)
(4) 直流電源(輸出電壓為4V,內阻不計)
(5) 滑動變阻器(最大民阻為15Ω
4、允許通過的最大電流為1A)
(6) 開關一個 ,導線若干
根據器材規(guī)格和要求在本題的實物圖上連線
V
+ -
三、電流表的非常規(guī)接法
1、要求測量電壓表的內阻時,可以把電壓表當做待測電阻串聯(lián)在電路里,此時電壓表的示數就是它兩端的電壓;若用電流表與它串聯(lián),由電流表的讀數即為通過電壓表的是流,由RV=U/I可計算出內阻,此法避免伏安法測電阻時,由安培表、伏特表的內阻產生的影響。同理也可將是流表并接在電路里。
例3、 實驗室中有如下規(guī)格的器材:
電池E(電動勢若為10V,內阻約為1Ω)
電流表A3(量程為10A,內阻約為
5、0.2 Ω)
電流表A2(量程為300mA,內阻約為5 Ω)
A,
A
電流表A1(量程為250mA,內阻約為5 Ω)
電阻箱R1(最大阻值為999.9Ω,最小電阻為1/10Ω)
滑動變阻器R2(最大電阻為100Ω)
開關,導線若干
(1) 在所給的三個電表中,哪幾個
能用此電路精確地測量出內阻 。
(2) 你要讀出的物理量是
用這些物理量表述待測內阻的計
算公式
(3) 在可測量的電流表中任選一個作為測量對象,在實物圖中連成測量電路
A21
+ -
A11
+ -
R1
A31
+
6、-
分析與解:(1)A2與A1
(2)A1與A2及電阻箱的值
(3)若測r1,則可將A1與電阻箱并聯(lián)后再與A2串聯(lián),使用半偏法或關取分流法測內阻
例4、(半偏法測電阻)如圖所示E為電源,其電動勢為ε,R1為滑動變阻器,R2為電阻箱,A為電流表,用此電路經下列步驟可近似測量A的內阻RA:1、閉合K1,斷開K2調節(jié)R1使A達到滿偏電流I0/2、閉合K2,保持R1不變,調節(jié)R2,使電流表的讀數等于I0/2,然而讀出R2的值,即為電流表的內阻。
R2
A
R2 K2
R1
K1
A
+ -
K2
7、
R1
K1
(1) 按圖將實物圖用導線連接
(2) 真實值與測量值之間的差值除以真實值叫做測量結果的相對誤差,即(RA─R2)/RA試導出它與電源電動勢ε、電流表的量程I0及電流表的內阻RA之間的關系
(3) 若I0 = 10mA真實值RA約為30?,要想使測量結果的相對誤差不大于50/0,電源電動勢最小應為多大?
分析與解:(2)∵I0 = ε/(R1 + RA),而K2閉合時,由并聯(lián)分流可得 ε × R2 = I0/2
R1 +RAR2 R2+RA
R2+RA
∴(RA─R2)/RA
8、 = I0R1/ε
(3)6V
例五、用下列器材測量一待測電阻Rx的阻值(900~1000);
電源E,具有一定內阻,電動勢約為9.0V
電壓表V1,量程為1.5V,內阻為r1=750歐
電壓表V1,量程為5V,內阻為r2=2500歐
滑動變阻器R最大電阻約為100歐;
單刀雙擲開關K,導線若干
V1
V2
(1)測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻的一種實驗電路原理圖(原理圖中元件要用題中相應的英文字母標明)
或者將V1先與待測電阻串聯(lián)再與V2并聯(lián)也可
(2)根椐你所選的電路原理圖在題中給定的實物圖上畫出連線.
V2
9、
+ -
V1
+ -
(3)若電壓表V1的示數為U1, 電壓表V2的示數為U2,則由已知量和測得量表示待測電阻阻值人公式為:
答案: Rx =U1r1r2/( U2r1- U1r2)
思考與練習
1、 有一只電壓表,量程已知,內阻為RV已知,另有一蓄電池(電動勢不知,但不會超過電壓表的量程,內阻可不計),請用這只電壓表和蓄電池,再用一個單刀雙擲開關和一些導線,設計測量某一高值電阻R的實驗方法。(待測電阻與電壓內阻相差不大)
(1) 畫出實驗電路圖
(2) 根據實測得的數據,推出待電阻R的表達式
V
(1)
10、
(2)Rx = (U0-U)Rv/U
2、 從列器材中選出適當的實驗器材,設計一個測量阻值約為15KΩ的電阻的阻值,要求方法簡便,盡可能提高測量的精度。
電流表A1,量程為1mA,內阻約為50Ω,
電流表A2,量程為300μA,內阻約為300Ω,
電流表A3,量程為100μA,內阻約為500Ω,
電壓表V1,量程10V,內阻為15KΩ
電壓表V2,量程3V,內阻為10KΩ
滑動變阻器R1,總電阻為50Ω,額定電流為1A
滑動變阻器R2,總電阻為500Ω,額定電流為1A
電池組(電動勢為3V,內阻很小但不可不計)
開關及導線若干。
(1)測量電路中電流表應選 ,電壓表應選
滑動變阻器應選
(2) 畫出測量R的電路圖
(3) 在所測的數據中選一組數據計算R,計算表達式為
A2
V2
表達式中各符號的意義
分析與解:(1)A2、V2、R1、R2均可
(2)
(3)讀出兩表的讀數后,利用并聯(lián)分流可得電阻值