高考物理考点40 实验：电阻的测量.doc

PAGE PAGE 2 考点40 实验:电阻的测量 1．基本实验要求 （1）实验原理 根据电阻定律公式知道可用伏安法测出电阻Rx。 （2）实验器材 被测电阻，直流电源（4 V），电流表（0~0.6 A），电压表（0~3 V），滑动变阻器（50 Ω），开关，导线若干。 （3）实验步骤 ①接好用伏安法测电阻的实验电路。 ②把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。 ③改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。 ④计算出导体的电阻。 （4）电流表、电压表测电阻两种方法的比较 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 =Rx＋RARx 测量值大于真实值 Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA?Rx RV?Rx 2．规律方法总结 （1）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时，用电流表外接法； Rx时，用电流表内接法。 ③实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大变化，而电流表示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表示数有较大的变化，而电压表示数变化不大，则可采用电流表内接法。 （2）注意事项 ①电流表外接法：本实验中被测电阻的阻值较小，故采用电流表外接法。 ②电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免电阻温度过高，导致有些电阻在实验过程中变大。 （3）误差分析 ①若为内接法，电流表分压。 ②若为外接法，电压表分流。 ③长度和直径的测量。 3．仪器选择的基本思路 （1）优先考虑安全因素 各电表的实际读数不能超过其量程，电阻类元件中的实际电流（或电压）不能超过其允许的最大电流（或电压）。实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流（一般假设滑动变阻器采用限流式接法时进行估算）。如：用伏安法作出标有“6 V，0.6 W”字样的小灯泡的U–I图象，而实际加在小灯泡两端的电压的最大值不能超过6 V。 （2）考虑读数误差因素 一般要求各电表的实际读数不小于其量程的，以减小读数误差。 （3）仪器选择的一般步骤 A．首先选择唯一性的器材； B．粗画电路图（暂不接电流表和电压表）； C．估算回路中电流和电压的最大值，在电表的指针有较大幅度偏转但不超过其量程的情况下，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材。 4．电阻测量方法荟萃 （1）伏安法： 电路图 特点：大内小外（内接法测量值偏大，测大电阻应用内接法测量） （2）安安法 若电流表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用。 ①如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知的内阻R1，则可测得的内阻R2=。 ②如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2?UA1时，串联一定值电阻R0后，同样可测得的电阻R2=。 （3）伏伏法 若电压表内阻已知，则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用。 ①如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知的内阻R1，则可测出的内阻R2=R1。 ②如图乙所示，两电表的满偏电流IV1?IV2时，并联一定值电阻R0后，同样可得的内阻R2=。 （4）比较法测电阻 如图所示，测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2，可得Rx=。 如果考虑电表内阻的影响，则I1(Rx＋RA1)=I2(R1＋RA2)。 （5）半偏法测电流表内阻 电路图如图所示 步骤： ①断开S2，闭合S1，调节R0，使表满偏为I0； ②保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为； ③由上可得RA=R。 特别提醒：当R0?RA时，测量误差小，此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻，且阻值的测量值偏小；电源电动势应选大些的，这样表满偏时R0才足够大，闭合S2时总电流变化才足够小，误差才小。 欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A．电池组（3 V，内阻约为1 Ω） B．电流表（0~3 A，内阻约为0.012 5 Ω） C．电流表（0~0.6 A，内阻约为0.125 Ω） D．电压表（0~3 V，内阻约为3 kΩ） E．电压表（0~15 V，内阻约为15 kΩ） F．滑动变阻器（0~20 Ω，额定电流1 A） H．开关、导线 （1）上述器材中，电流表应选用的是________；电压表应选用的是________（填写器材的字母代号）。 （2）实验电路应采用电流表________接法（填“内”或“外”）。 【参考答案】（1）C D （2）外 【详细解析】伏安法测电阻丝电阻，需要：电池组（3 V，内阻1 Ω）；电路最大电流约为：