2013届桃州中学高三物理导学案
第二章 恒定电流
【课 题】§2.9 电阻的测量
【学习目标】
1.会应用伏安法内接法和外接法测电阻，会分析两种方法的误差来源
2. 知道滑动变阻器有限流式接法和分流式接法，并会应用两种方法
【知识要点】
一、伏安法测电阻
1．原理：根据欧姆定律R＝，只要测量出待测电阻Rx两端的电压U及流过的电流I即可．
2．测量器材：电流表、电压表
3．电流表的内接法和外接法的比较
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压
U测＝Ux＋UA
电压表分流
I测＝Ix＋IV
电阻测量值
R测＝＝Rx＋RA>Rx
测量值大于真实值
R测＝＝时，用电流表内接法．
③实验试探法：按如图所示接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．
二、滑动变阻器的限流式接法和分压式接法
1．两种接法比较
方式内容
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法的电路图
串、并联关系不同
负载R上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压接法调节范围大
负载R上电流调节范围
≤I≤
0≤I≤
分压接法调节范围大
闭合S前触头位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
2.两种接法的适用条件
(1)限流式接法适合测量阻值小的电阻(与滑动变阻器总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)．因为Rx小，限流式中滑动变阻器分得电压大，移动滑动触头调节范围大．
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)．因为Rx大，分压式中Rx几乎不影响电压的分配，移动滑动触头电压变化明显，便于调节
3．两种接法的选择原则
(1)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低．
(2)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即不论怎样调节滑动变阻器，待测电阻上的电流(或电压)都会超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式接法．
(3)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，不利于多次测量求平均值，此时，应改用分压式接法．
(4)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式接法．
【典型例题】
一、伏安法测电阻
【例题1】 (2010·福建理综)如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：
待测电阻Rx 阻值在900 Ω～1 000 Ω之间
电源E 具有一定内阻，电动势约9.0 V
电压表V1 量程2.0 V，内阻r1＝1 000 Ω
电压表V2 量程5.0 V，内阻r2＝2 500 Ω
电流表A 量程3.0 A，内阻r＝0.10 Ω
滑动变阻器R 最大阻值约100 Ω，额定电流0.5 A
开关S、导线若干
为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路．
【例题2】(2011·天津理综)某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表(量程100 μA，内阻约2 kΩ)
B．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)
C．电压表(量程15 V，内阻约100 kΩ)
D．电压表(量程50 V，内阻约500 kΩ)
E．直流电源(20 V，允许最大电流1 A)
F．滑动变阻器(最大值1 kΩ，额定功率1 W)
G．电键和导线若干
电流表应选____________，电压表应选____________．(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①____________________________________________；
②_____________________________________________.
【能力训练】
1．.某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他先将电压表接在a点，读得两表示数分别为U1＝3.0 V，I1＝3.0 mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2＝2.9 V，I2＝4.0 mA，如图所示，由此可知电压表应接到______点误差较小，测得R值应为______Ω.
2．（2012松江期末质量监测）．（8分）太阳能是一种清洁、绿色能源。在上海举办的2010年世博会上，大量使用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了描绘出完整的I-U特性曲线，在图a中A处接________传感器，B处接________
传感器，并将图(a)连成完整的实验电路图。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图(b)的I-U图像，图中PQ为过P点的切线。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻________（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为______Ω。
3（2012湖北三市期末联考）．实际电流表有内阻，现在要测量实际电流表的内阻．供选择的仪器如下:
A．待测电流表(，内阻约300Ω) B．电流表(，内阻约100Ω)
C．电压表V1(量程6V，内阻未知) D．电压表V2(量程15V，内阻未知)
E．滑动变阻器(Ω) F．滑动变阻器(Ω)
G．定值电阻(300Ω) H．定值电阻(10Ω)
I．直流电源(E=3V，r=0.5Ω) J．电键S及导线若干．
（1）请选择合适的器材设计实验电路，并把电路图画在方框中(图中标明所选器材)
（2）根据测量所得物理量，电流表的内阻= ．
4．（2012景德镇第一次质量检测）、有一只电阻Rx，其阻值大约在40—50Ω之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有： 电池组E（电动势9V，内阻约0.5Ω）
伏特表V（量程0—10V,内阻约20KΩ）
毫安表A1(量程0—50mA,内阻约20Ω)
毫安表A2(量程0—300mA,内阻约4Ω)
滑动变阻器R1（0—100，额定流1A)
滑动变阻器R2(0—1700额定电流0.3A)
电键一只，导线若干。
有两种可供选择的电路如图1和图2所示。试验中要求多测几组电流、电压的值。
①.为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在试验中应选
图__ __所示的电路；应选代号为_____的毫安表和代号为_____的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由__________引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏__ __.
②.若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图__ _所示的电路进行测量。
5.（2012四川宜宾第一次调研）、用以下器材测量待测电阻RX的阻值：
待测电阻Rx阻值约为1OOΩ
电源电动势E约为6. 0V、内阻忽略不计；
电流表1:量程300mA、内阻r1约为4Ω;
电流表2:量程50mA、内阻r2 =20Ω;
定值电阻R0:阻值为20Ω；
滑动变阻器R最大阻值为10Ω;
单刀单掷开关S、导线若干。
测量电阻RX的电路图如图10所示：
(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表_______(填“1”或“2”），幵关S闭合前,滑动变阻器R滑片P应该移到端______ (填“A”、“B”或“无要求”）.
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx______
例题答案：
1. 【答案】 测量Rx阻值的电路如图
解析 由于待测电阻约为1 000 Ω，滑动变阻器阻值为100 Ω，且要使电表读数有较明显的变化，因此滑动变阻器应采用分压接法，由于加在待测电阻的最大电流约为10 mA，显然3 A的电流表不能用，因此将V1当作电流表使用．由于V1表的电压能够测量，故采用V1表内接法．
2. 【答案】 B C ①电流表应采用内接法． ②滑动变阻器应采用分压式接法．
解析 最大电流Im＝＝ A＝800 μA，故电流表应选B.电源电动势20 V，电压表D的量程为50 V，测量误差过大，故应选C.
①R0＝＝ kΩ＝ kΩ
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