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1、第 七 章 恒 定 電 流本章備考特供 名師坐堂講方法解題方法系列講座(七)測量電阻的七種常用方法1“伏伏”法“伏伏”法是利用兩塊電壓表測電阻的一種方法，這一方法的創(chuàng)新思維是運用電壓表測電流(或算電流)，此方法適用于電流表不能用或沒有電流表等情形，設計電路時不僅要考慮電壓表的量程，還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式 典例1為了測量量程為3 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻約2 000 )，實驗室可以提供的器材有：電流表A1，量程為0.6 A，內(nèi)阻約0.1 ；電壓表V2，量程為5 V，內(nèi)阻約3 500 ；變阻箱R1阻值范圍為09 999 ；變阻箱R2阻值范圍為099.9 ；滑動變阻器R3，最大阻值約為
2、100 ，額定電流1.5 A；電源E，電動勢6 V，內(nèi)阻約0.5 ；單刀雙擲開關K，導線若干 (1)請從上述器材中選擇必要的器材，設計一個測量電壓表的內(nèi)阻的實驗電路，畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應的英文字母標注)，要求測量盡量準確 2“安安”法“安安”法是利用兩塊電流表測電阻的一種方法，這一方法的創(chuàng)新思維是運用電流表測電壓(或算電壓)，此方法適用于電壓表不能用或沒有電壓表等情形，設計電路時除考慮電流表的量程外，還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式 典例2從下列器材中選出適當?shù)膶嶒炂鞑?，設計一個電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測量多組數(shù)據(jù)電流表A1
3、，量程10 mA，內(nèi)阻待測(約40 )電流表A2，量程500 A，內(nèi)阻r2750 電壓表V，量程10 V，內(nèi)阻r310 k電阻R1，阻值約為100 滑動變阻器R 2，總阻值約50 電源E，電動勢1.5 V，內(nèi)阻很小 開關S，導線若干(1)畫出實驗電路圖，標明所用器材的代號(2)若選取測量中的一組數(shù)據(jù)來計算r1，則所用的表達式r1_，式中各符號的意義是_ 解析必選的器材有電源E、開關S、導線若干，A1的滿偏電壓約為UA1 Ig1r10.4 V，為滿足盡可能高的精度的要求，量程10 V的電壓表V不能選用，而電流表A2的內(nèi)阻確定，且滿偏電壓UA2Ig2r20.375 V，可當電壓表用來測A1的電壓由
4、于并聯(lián)的A1、A2端電壓只有零點幾伏，而電源電動勢有1.5 V，可串聯(lián)R1作保護電阻，為滿足多測幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器R2采用分壓式供電方式，電路圖如圖所示 4“加R”法“加R”法又叫“加保護電阻”法在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全、精確的原則，加保護電阻的方法就應運而生，設計電路時不僅要考慮電壓表和電流表的量程，還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式 典例4某電流表的內(nèi)阻在0.1 0.2 之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：A待測電流表A(量程0.6 A)；B電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約2 k)；C滑動變阻器R1(最大電阻10 )；D定值電阻R2(阻值
5、5 )；E電源E(電動勢4 V)；F電鍵S及導線若干 (1)畫出實驗電路圖；(2)如測得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則電流表A內(nèi)阻的表達式為：RA_. 5替代法(1)等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流(或電壓)和通過電阻箱的電流(或電壓)相等，電路如圖所示，將單刀雙擲開關調(diào)到a，閉合S1，調(diào)節(jié)R，使安培表讀數(shù)為I0，保持R不動，將單刀雙擲開關調(diào)到b，調(diào)節(jié)R0使安培表讀數(shù)仍為I0，則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的阻值 (2)測量原理：下圖是用伏特表完成的實驗，同學們自己分析測量原理 典例5為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學設計了如圖所示的電路圖中，A0是標準電流表，R0和RN
6、分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1，分別是單刀雙擲開關和單刀開關，E是電池完成下列實驗步驟中的填空： (1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，記下此時_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時RN的讀數(shù)；(3)多次重復上述過程，計算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值 解析本題方法為替代法當S接1與接2時通過電路的電流I相同，可知待測A的內(nèi)阻與RN的電阻相同答案(1)R0標準電流表(或A0)(2)RN標準電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值 6半偏法半偏法是上面方法的一個特例，測電流表內(nèi)阻和測電壓表內(nèi)阻都可以用半偏法，電路圖如圖所示
7、甲圖實驗時先斷開開關S，閉合S，調(diào)整滑動變阻器R01(限流法連接)，使電流表滿偏(即指針指滿刻度處)；再閉合S，調(diào)整電阻箱R1，使電流表半偏，讀出此時電阻箱的阻值R，則電流表的電阻rAR.(測量結果偏小)乙圖實驗時先閉合開關S及S，調(diào)整滑動變阻器R02(分壓法連接)，使電壓表滿偏；再斷開S，調(diào)整電阻箱R2，使電壓表半偏，讀出此時電阻箱的阻值R，則電壓表的電阻rVR.(測量結果偏大) 典例6在把電流表改裝成電壓表的實驗中，測定電流表的內(nèi)阻時，備有如下器材：A電流表(量程2 mA，內(nèi)阻約幾十歐)；B滑動變阻器(阻值范圍01 k)；C滑動變阻器(阻值范圍05 k)；D電阻箱(阻值范圍0999.9 )
8、；E電阻箱(阻值范圍09 999 )；F電源(電動勢2 V，有內(nèi)阻)；G電源(電動勢6 V，有內(nèi)阻)； 另外有開關和導線若干 (2)實驗時要進行的步驟有：A合上S1；B合上S2；C將R1的阻值調(diào)至最大；D調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度；E調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半；F斷開S1、S2，拆開電路，清理桌面；G記下R 2的阻值；H按上圖所示的電路圖連接好電路，斷開S1、S2.以上步驟的合理順序是_ (3)若步驟G中記錄的R2阻值為62.6 ，則被測電流表的內(nèi)阻Rg的測量值為_.(4)電流表內(nèi)阻的測量值與其真實值的大小關系是：R測_R真(填“”、“”或“”) 解析滑動
9、變阻器的選擇，調(diào)節(jié)滑動變阻器應該能夠使電流表滿偏，電流表的內(nèi)阻和滑動變阻器的阻值相比較可以忽略不計，滑動變阻器的阻值大約等于E/Ig，可得滑動變阻器的阻值大約是1 k或者是3 k，這里要先考慮電源的選擇，電源的電動勢越大，滑動變阻器接入的阻值應該越大，電阻箱接入后對整個電路的電流的影響就應該越小，所以電源應該選擇電動勢大的G，即電動勢是6 V，電源的電動勢確定后，滑動變阻器只能選擇C才可以滿足條件 電阻箱的選擇應該看電流表內(nèi)阻的大約值，由于電流表內(nèi)阻只有幾十歐姆，所以電阻箱選D即可選電阻箱D的另外一個原因是電阻箱D的精確程度要比另外一個電阻箱的精確程度高實驗誤差的分析從電阻箱接入電路后對電流的
10、影響入手，當電阻箱接入電路后，電路中的總電流增大，而電流表的電流需要通過原來滿偏電流的一半，所以通過電阻箱的電流要超過電流表滿偏電流的一半，根據(jù)并聯(lián)電路分流特點，電阻越小分流越大，所以電阻箱的實際阻值小于電流表內(nèi)阻，測量值偏小答案(1)CDG(2)HCADBEGF(3)62.6(4) 7電橋法典例7如圖為測量電阻的電路，Rx為待測電阻，R為保護電阻，阻值未知，定值電阻R1、R2的阻值及電源電動勢、內(nèi)阻均未知，R是電阻箱，G是零刻線在表盤中央的電流表測量Rx的步驟是：連接好圖示電路，合上開關S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使G的讀數(shù)為零，記下此時電阻箱讀數(shù)R3；調(diào)換R1、R2的位置連接好電路，合上開關S，再調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使G讀數(shù)為零，記下此時電阻箱讀數(shù)R 3.
高考物理一輪復習 第7章 恒定電流課件
