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1、2022年高三物理電阻測(cè)量方法歸類例析人教版
一、直接測(cè)量方法——?dú)W姆表法
1、測(cè)量的基本步驟:(1)選擇適當(dāng)?shù)牧砍?(2)電阻調(diào)零
(3)測(cè)量讀數(shù) (4)將選擇開關(guān)置于交流電壓最高檔或OFF檔
2、 意選擇量程時(shí)應(yīng)能使指針指在表盤1/2——2/3的范圍內(nèi)
例1、 某人用多用電表按正確的步驟測(cè)量一個(gè)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(yīng)的內(nèi)阻為1500Ω,則此電阻的阻值為 ,如果用多電表測(cè)量一個(gè)阻約為200Ω的電阻,為使測(cè)量結(jié)果盡量精確選擇開關(guān)應(yīng)選歐姆表的量程是 。
答案:1500Ω
2、 ×10檔
二、間接測(cè)量法
RX
間接測(cè)量法是先測(cè)出電流、電壓等這些物理量,再求出電阻的方法,這種方法應(yīng)確定實(shí)驗(yàn)原理及測(cè)量電路圖,然而根據(jù)要求選擇器材進(jìn)行測(cè)量的方法。
1、 滑動(dòng)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(diào)節(jié),則選用分壓電路
(2) 在待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大阻值時(shí),必須選分壓電路。
(3) 題目中明確規(guī)定應(yīng)多測(cè)幾組數(shù)據(jù)時(shí),必須選分壓電路
(4) 若作限流電路時(shí),電路中的最小電壓、最小電流超過待測(cè)電阻額定電壓、電流或表的量程不夠時(shí),
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(nèi)接法
(1) 選用內(nèi)接法或外接法的基本原則:
若安培表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值時(shí),用安培表內(nèi)接法;若待測(cè)電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻時(shí),用安培表外接法.
例2、 如圖所示為伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn),所需的器材規(guī)格如下:
(1) 待測(cè)電阻(阻值約為100Ω)
(2) 直流電流表(量程0 ~ 10mA,內(nèi)阻為50Ω)
(3) 直流電壓表(量程0 ~ 3V,內(nèi)阻為5Ω)
(4) 直流電源(輸出電壓為4V,內(nèi)阻不計(jì))
(5) 滑動(dòng)變阻器(最大民阻為15Ω
4、允許通過的最大電流為1A)
(6) 開關(guān)一個(gè) ,導(dǎo)線若干
根據(jù)器材規(guī)格和要求在本題的實(shí)物圖上連線
V
+ -
三、電流表的非常規(guī)接法
1、要求測(cè)量電壓表的內(nèi)阻時(shí),可以把電壓表當(dāng)做待測(cè)電阻串聯(lián)在電路里,此時(shí)電壓表的示數(shù)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(shù)即為通過電壓表的是流,由RV=U/I可計(jì)算出內(nèi)阻,此法避免伏安法測(cè)電阻時(shí),由安培表、伏特表的內(nèi)阻產(chǎn)生的影響。同理也可將是流表并接在電路里。
例3、 實(shí)驗(yàn)室中有如下規(guī)格的器材:
電池E(電動(dòng)勢(shì)若為10V,內(nèi)阻約為1Ω)
電流表A3(量程為10A,內(nèi)阻約為
5、0.2 Ω)
電流表A2(量程為300mA,內(nèi)阻約為5 Ω)
A,
A
電流表A1(量程為250mA,內(nèi)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(dòng)變阻器R2(最大電阻為100Ω)
開關(guān),導(dǎo)線若干
(1) 在所給的三個(gè)電表中,哪幾個(gè)
能用此電路精確地測(cè)量出內(nèi)阻 。
(2) 你要讀出的物理量是
用這些物理量表述待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)
算公式
(3) 在可測(cè)量的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象,在實(shí)物圖中連成測(cè)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(cè)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(guān)取分流法測(cè)內(nèi)阻
例4、(半偏法測(cè)電阻)如圖所示E為電源,其電動(dòng)勢(shì)為ε,R1為滑動(dòng)變阻器,R2為電阻箱,A為電流表,用此電路經(jīng)下列步驟可近似測(cè)量A的內(nèi)阻RA:1、閉合K1,斷開K2調(diào)節(jié)R1使A達(dá)到滿偏電流I0/2、閉合K2,保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表的讀數(shù)等于I0/2,然而讀出R2的值,即為電流表的內(nèi)阻。
R2
A
R2 K2
R1
K1
A
+ -
K2
7、
R1
K1
(1) 按圖將實(shí)物圖用導(dǎo)線連接
(2) 真實(shí)值與測(cè)量值之間的差值除以真實(shí)值叫做測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差,即(RA─R2)/RA試導(dǎo)出它與電源電動(dòng)勢(shì)ε、電流表的量程I0及電流表的內(nèi)阻RA之間的關(guān)系
(3) 若I0 = 10mA真實(shí)值RA約為30?,要想使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差不大于50/0,電源電動(dòng)勢(shì)最小應(yīng)為多大?
分析與解:(2)∵I0 = ε/(R1 + RA),而K2閉合時(shí),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(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900~1000);
電源E,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為9.0V
電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻為r1=750歐
電壓表V1,量程為5V,內(nèi)阻為r2=2500歐
滑動(dòng)變阻器R最大電阻約為100歐;
單刀雙擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干
V1
V2
(1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫出測(cè)量電阻的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)明)
或者將V1先與待測(cè)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(shí)物圖上畫出連線.
V2
9、
+ -
V1
+ -
(3)若電壓表V1的示數(shù)為U1, 電壓表V2的示數(shù)為U2,則由已知量和測(cè)得量表示待測(cè)電阻阻值人公式為:
答案: Rx =U1r1r2/( U2r1- U1r2)
思考與練習(xí)
1、 有一只電壓表,量程已知,內(nèi)阻為RV已知,另有一蓄電池(電動(dòng)勢(shì)不知,但不會(huì)超過電壓表的量程,內(nèi)阻可不計(jì)),請(qǐng)用這只電壓表和蓄電池,再用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和一些導(dǎo)線,設(shè)計(jì)測(cè)量某一高值電阻R的實(shí)驗(yàn)方法。(待測(cè)電阻與電壓內(nèi)阻相差不大)
(1) 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
(2) 根據(jù)實(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù),推出待電阻R的表達(dá)式
V
(1)
10、
(2)Rx = (U0-U)Rv/U
2、 從列器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量阻值約為15KΩ的電阻的阻值,要求方法簡(jiǎn)便,盡可能提高測(cè)量的精度。
電流表A1,量程為1mA,內(nèi)阻約為50Ω,
電流表A2,量程為300μA,內(nèi)阻約為300Ω,
電流表A3,量程為100μA,內(nèi)阻約為500Ω,
電壓表V1,量程10V,內(nèi)阻為15KΩ
電壓表V2,量程3V,內(nèi)阻為10KΩ
滑動(dòng)變阻器R1,總電阻為50Ω,額定電流為1A
滑動(dòng)變阻器R2,總電阻為500Ω,額定電流為1A
電池組(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻很小但不可不計(jì))
開關(guān)及導(dǎo)線若干。
(1)測(cè)量電路中電流表應(yīng)選 ,電壓表應(yīng)選
滑動(dòng)變阻器應(yīng)選
(2) 畫出測(cè)量R的電路圖
(3) 在所測(cè)的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù)計(jì)算R,計(jì)算表達(dá)式為
A2
V2
表達(dá)式中各符號(hào)的意義
分析與解:(1)A2、V2、R1、R2均可
(2)
(3)讀出兩表的讀數(shù)后,利用并聯(lián)分流可得電阻值