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2022版高考物理一轮复习-第八章-恒定电流-专题强化七-电阻测量的五种方法学案-新人教版.doc
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1、2022版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 专题强化七 电阻测量的五种方法学案 新人教版2022版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 专题强化七 电阻测量的五种方法学案 新人教版年级:姓名:- 14 -专题强化七电阻测量的五种方法全国高考与部分省市的高考物理试卷中,电学实验经常考查电阻测量的原理与方法,除了伏安法外,下面总结了电阻测量的另几种常用思路和方法。方法一、等效替代法1电流等效替代该方法的实验步骤如下: (1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。(
2、3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即RxR0。(5)电路可以是限流电路,根据实际情况也可以是分压电路。(6)该实验也可以测电表内阻。2电压等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未
3、知电阻Rx的阻值等效,即RxR0。(5)该实验常用于大电阻的测量,用分压式电路。(6)该实验也可测电表内阻。例1为了测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:待测电阻Rx(阻值约100 )、电阻箱R0(0999.9 )、滑动变阻器R、电流表A(量程0.6 A)、电压传感器、直流电源E(内阻可忽略)、开关、导线若干。甲同学设计了如图(a)所示的电路进行实验。(1)根据电路图(a),在图(b)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。答案如图所示(2)实验操作时,先将滑动变阻器的滑片P移到c端,再接通开关S;保持S2断开,闭合S1,调节滑动变阻器R使电流表指针偏转至某一位置如图(c)所示,记下此时的电流I
4、0.40 A。断开S1,使滑动变阻器R的阻值不变(填“不变”或“改变”),调节电阻箱R0的阻值在100 左右,再闭合S2,调节R0使得电流表示数仍为I时,R0的读数即为Rx的阻值。 (3)乙同学利用图(d)所示电路进行实验,改变电阻箱R0的阻值,从电压传感器获得相应的电压U,作出R0关系图像如图(e)所示,图线的纵轴截距为b,斜率为k,则电阻Rx的阻值为。若电源内阻不可忽略,用此方法得到的测量值大于(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。解析(1)根据电路图连接实物图如图所示;(2)根据图中偏转指针对应的数据和电流表量程可以读出示数为0.40A;由于本实验采用的是等效法,两次操作应保证滑动变阻
5、器接入电路的阻值不变;(3)根据闭合电路欧姆定律有U,整理可得,根据数学知识可知b,k,解得Rx。若计电源内阻有U,则b,截距b,故测量值比真实值要大。方法二、电桥法电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量原理电路如图所示,实验中调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,R1和R3两端的电压相等,设为U1。同时R2和Rx两端的电压也相等,设为U2,根据欧姆定律有,由以上两式解得R1RxR2R3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。在上面的电路中:(1)当时,UAB0,IG0。(2)当0,IG0,且方向:AB。(3)当时,UAB0,IG0,且方向:BA。例2某同学利用如图(
6、a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A,内阻大约为2 500 )的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ,另一个阻值为2 000 );电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 );电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。图(a)(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。图(b)答案(2)完成下列填空:R1的阻值为20 (选填“20”或“2 000”)。为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的左端(选填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 5
7、00.0 ,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势相等(选填“相等”或“不相等”)。将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为2 550 (结果保留到个位)。(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。解析(1)实物连线如图所示。(2)R2起分压作用,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,即R1的电阻为20 ;为了保护微安表,闭合开关前,滑动变阻器
8、R1的滑片C应移到左端,确保微安表两端电压为零;反复调节D的位置,使闭合S2前后微安表的示数不变,说明闭合后S2中没有电流通过,B、D两点电势相等;将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。说明,解得RA2 550 。(3)要提高测量微安表内阻的精度,可调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。方法三、安安法若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。(1)如图甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知A1的内阻R1,可测得A2的内阻R2。(2)如图乙所示,当两电流表的满偏电压
9、UA2UA1时,如果已知A1的内阻R1,A1串联一定值电阻R0后,同样可测得A2的电阻R2。例3某同学利用如图甲所示的电路测量一表头的电阻。供选用的器材如下:甲乙丙A待测表头G1,内阻r1约为300 ,量程5.0 mA;B灵敏电流计G2,内阻r2300 ,量程1.0 mA;C定值电阻R1 200 ;D滑动变阻器R120 ;E滑动变阻器R22 000 ;F电源,电动势E3.0 V,内阻不计;G开关S,导线若干。(1)在如图乙所示的实物图上将导线补充完整;答案(2)滑动变阻器应选D(填写器材前的代号)。开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑动至a(填“a”或“b”)端;(3)实验中某次待测表头G1的
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