高中物理伏安法测电阻专题全国卷讲述.doc

1、某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为.为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(用表示)的电阻．A．电源(电动势为3.0V，内阻不计) B．电压表(量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ)??? C．电压表(量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ)D．电流表(量程为0～0.6A，内阻约为1Ω)????? E．电流表(量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω)F．滑动变阻器(最大阻值10Ω，额定电流2.0A)? G．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，额定电流1.0A)H．定值电阻(阻值为3Ω)????? I．开关S一个，导线若干 （1）如下图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量，其读数是________mm. （2）实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________．(只填代号) （3）为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中． （4）某次测量时，电压表示数为，电流表示数为，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为：＝_______. 答案：(1)0.700 （2分）?? (2) B （2分），D（2分） ，F （2分）（3）电路图如下图（电流表外接法+滑动变阻器分压式或限流式均可）（3分）（4）（3分） 试题分析: （1）由图螺旋测微器可知，固定刻度所示为0.5mm，可动刻度示数为20.0×0.01mm=0.200mm，螺旋测微器示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm.(2)电源电动势为3.0V，电压表应选(量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）,即选B；通过电线的最大电流约为，为准确测量，电流表应选电流表（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω），即选D，为方便实验操作，应选最大阻值减小的滑动变阻器，则选F.(3)由于，则选用电流表外接法；滑动变阻器选用分压式或限流式均可待测电电阻较小，为保证电路安全，待测电阻应串联一个保护电阻，电路图如图所示．(4)铜芯材料电阻，则电阻率. 伏安法测电阻 （二）伏安法测电阻 (1)电流表、电压表的应用 电流表内接法 电流表外接法 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＝U测I测＝Rx＋RA＞Rx 测量值大于真实值 R测＝U测I测＝RxRVRx＋RV＜Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA?Rx RV?Rx 口诀 大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大) 小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小) (2)伏安法测电阻的电路选择 ①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法． ②临界值计算法： Rx＜RVRA时，用电流表外接法． Rx＞RVRA时，用电流表内接法． ③实验试探法：按上图接好电路，让电压表接线柱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．典例分析： 例1.基础知识 1.已知电流表的内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为10kΩ，若待测电阻约为5Ω，用伏安法测其电阻，应采用电流表__外____接法，测量值 小 真实值；若待测电阻约为500Ω，用伏安法测其电阻时，应采用电流表___内___法，测量值 大 真实值。 2．用伏安法测某一电阻时，如果采用如图4所示的甲电路，测量值为R1 ，如果采用乙电路，测量值为R2 ，那么R1 、R2与真实值R之间满足关系（ D ） A．R1＞R＞R2 B．R＞R1＞R2 C．R1＜R＜R2 D．R＜R1＜R2 3．用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两 种接法。如所用电压表内阻为5000Ω，电流表内 阻为0.5Ω。 （1）当测量100Ω左右的电阻时，宜采用 内 电路； （2）现采用甲电路测量某电阻的阻值时，两电表 的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为 20 Ω， 真实值为 19.5 Ω。 （3）现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为 20 Ω，真实值为 25 Ω。 4．一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学 用伏安法测量此电阻，用图（a）（b）两种电 路各测一次，用（a）图所测数据为3.0V， 3.0mA，用（b）图测得的数据是2.9V， 4.0mA，由此可知，用__a______图测得Rx的误差较小，测