专题5：电阻电表内阻电源内阻的测量.pptx

专题5　电阻、电表内阻、电源内阻的测量 一、定值电阻的测量方法 测定金属丝的电阻率和描绘小电珠的伏安特性曲线这两个实验的关键是测量电阻。设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点和重点。这类问题考查形式多样,变化无穷,但考查的原理均为欧姆定律R=U/I,重点都是在用各种方法测量电压U和电流I。 1.欧姆表测量 最直接测电阻的仪表,但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一 步测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。 2.替代法 替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效,也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。 【例1】设计一个用替代法测量未知电阻Rx(阻值约为几十欧)的电路。 要求:(1)画出电路图。(2)说明实验主要步骤。 答案:见解析。 解析:(1)如图所示 (2)先把双刀双掷开关S2扳到1,闭合S1,调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置,记下此时的示数I(最好为一整数)。再把开关S2扳到2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I,读出此时电阻箱的阻值r,则未知电阻Rx的阻值等于r。 3.伏安法 伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表时,可以用标准电阻(电阻箱或给一个定值电阻)代替;当电表的内阻已知时,根据欧姆定律I=U/R,电压表同时可以当电流表使用,同样电流表也可以当电压表使用。 【例2】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: 器材 规格 待测电阻Rx 阻值在900~1 000 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0~5.0 V,内阻r1=1000 Ω 电压表V2 量程0~5.0 V,内阻r2=2 500 Ω 电流表A 量程0~3.0 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小测量误差,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。请用实线代替导线,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。 解析:由于待测电阻约1 000 Ω,滑动变阻器最大电阻为100 Ω,要使电表读数发生明显变化,滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,最大电流约为I=ERx=91 000 A=9 mA≪3.0 A,显然不能用电流表来测电流,而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻,伏安法应使用外接法。 答案:测量Rx阻值的电路如图 拓展链接1(2011·江苏单科) 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。 (1)将电阻箱接入a、b之间,闭合开关。适当调节滑动变阻器R后保持其阻值不变,改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表: 　　请根据实验数据作出U R关系图象。 电阻R/Ω 5.0 10.0 15.0 25.0 35.0 45.0 电压U/V 1.00 1.50 1.80 2.14 2.32 2.45 (2)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为2.00 V,利用(1)中测绘的U R图象可得Rx=　　　     Ω。 (3)使用较长时间后,电源的电动势可认为不变,但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U R图象测定某一电阻,则测定结果将　　　　 (选填“偏大”或“偏小”),现将一已知阻值为10 Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U R图象实现对待测电阻的准确测定?  答案:(1)见下图 (2)20(19~21都算对) (3)偏小　改变滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.50 V。 解析:(1)如答案图所示。 (2)由图知与2.00 V对应的电阻为20 Ω,所以待测阻值为20 Ω。 (3)电源的电动势不变,内阻变大,电阻与电源内阻是串联的关系,所以电阻两端的电压变小,故测量值偏小;由图知与10 Ω对应的电压为1.5 V,因此改变变阻器的阻值,使电压表示数为1.50 V即可。 二、电源内阻的测量方法 1.基本方法 如图所示,用电压表和电流表分别测路端电压和电流,根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,把两组数据代入方程   E=U1+I1r ① 比如用电阻箱及一只电表(电压表或电流表),测量的电路图如图甲和乙。 图甲中,设电阻箱的阻值为R1时电压为U1,为R2时电压为U2 2.替代电表方法 【例3】用如图所示电路,测量一节干电池的电动势和内阻。电池的