【高考调研】2015高考物理总复习7-4专题电阻的测量课件新人教版.ppt

第第4单单 专题专题 元电阻的测量元电阻的测量 电阻测量的方法：相对来说，伏安法测电阻要比欧姆表电阻测量的方法：相对来说，伏安法测电阻要比欧姆表测电阻要更接近电阻的真实值，这是欧姆表的工作原理决定测电阻要更接近电阻的真实值，这是欧姆表的工作原理决定的的1伏安法伏安法【例【例1】(2013广东广东)图图(a)是测量电阻是测量电阻Rx的原理图，学的原理图，学生电源输出电压可调，电流表量程选生电源输出电压可调，电流表量程选0.6 A(内阻不计内阻不计)，标有，标有长度刻度的均匀电阻丝长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为的总长为30.0 cm.(1)根据原理图连接图根据原理图连接图(b)的实物图的实物图(2)断开断开S2，合上，合上S1，调节电源输出电压为，调节电源输出电压为3.0 V时，单位时，单位长度电阻丝的电压长度电阻丝的电压u0.1 V/cm，记录此时电流表，记录此时电流表A1的示数的示数(3)保持保持S1闭合，合上闭合，合上S2，滑动，滑动c点改变点改变ac的长度的长度L，同时，同时调节电源输出电压，使电流表调节电源输出电压，使电流表A1的示数与步骤的示数与步骤记录的值相记录的值相同，记录长度同，记录长度L和和A2的示数的示数I，测量，测量6组组L和和I值，测量数据已在值，测量数据已在图图(c)中标出，写出中标出，写出Rx与与L、I、u的关系式的关系式Rx_；根据；根据图图(c)用作图法算出用作图法算出Rx_.【解析【解析】(1)连线实物图如图连线实物图如图(2)断开断开S2，合上，合上S1，电阻丝两端电压为电源电压，所以，电阻丝两端电压为电源电压，所以单位长度上电阻丝的电压单位长度上电阻丝的电压u0.1 V/cm.【例【例2】(2011全国全国)使用多用电表测量电阻时，多用使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池一般为电池)、一个、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：端现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若的电流表，电阻箱，导线若干实验时，将多用电表调至干实验时，将多用电表调至1挡，调好零点；电阻箱置于挡，调好零点；电阻箱置于适当数值，完成下列填空：适当数值，完成下列填空：(1)仪器连线如图仪器连线如图1所示所示(a和和b是多用电表的两个表笔是多用电表的两个表笔)，若，若两电表均正常工作，则表笔两电表均正常工作，则表笔a为为_(填填“红红”或或“黑黑”)色；色；(2)若适当调节电阻箱后，图若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图箱的示数分别如图2(a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为所示，则多用电表的读数为_，电流表的读数为，电流表的读数为_mA，电阻箱的读数为，电阻箱的读数为_：(3)将图将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为电流为_mA；(保留保留3位有效数字位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为计算得到多用电表内电池的电动势为_V(保保留留3位有效数字位有效数字)【解析【解析】(1)多用电表在不同挡位，电流表的多用电表在不同挡位，电流表的“”表表示电流由此流入，示电流由此流入，“”表示由此流出，由此可判断出，表示由此流出，由此可判断出，a为为黑笔注意多用电表中的黑笔对应内部的电池的正极黑笔注意多用电表中的黑笔对应内部的电池的正极(2)欧姆挡不用估读，欧姆挡不用估读，14 更准确更准确(3)(4)此两问的设置不科学，因为先求的是电动势，后求此两问的设置不科学，因为先求的是电动势，后求的是短路电流此题要用到的是短路电流此题要用到“中值电阻等于表头内阻中值电阻等于表头内阻”这一这一结论，所以多用电表内阻为结论，所以多用电表内阻为15 ，由多用电表欧姆挡原理知，由多用电表欧姆挡原理知道道14 是多用电表以外的全部电阻，即外电阻是多用电表以外的全部电阻，即外电阻(包括电阻箱和包括电阻箱和电流表的内阻电流表的内阻)14 ，内电阻，内电阻15 ，E0.053(1514)1.54(V)，I1.5415103(mA)【答案【答案】(1)黑黑(2)14.053.04.6(3)103(4)1.54【学法指导【学法指导】高考给的高考给的答案答案“14.0 ”不合适不合适3半偏法半偏法【例【例3】(2010北京北京)(1)甲同学要把一个量程为甲同学要把一个量程为200 A的直流电流计的直流电流计，改装成测量范围是，改装成测量范围是04 V的直流电压表的直流电压表图图1A电源电源(电动势电动势1.5 V)B电源电源(电动势电动势6 V)C电阻箱电阻箱(0999.9 )D滑动变阻器滑动变阻器(0500 )E电位器电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)F电位器电位器(051 k)该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的 阻 值 调 至 最 大 ， 后 续 的 实 验 操 作 步 骤 依 次 是 ：的 阻 值 调 至 最 大 ， 后 续 的 实 验 操 作 步 骤 依 次 是 ：_，最后记录，最后记录R1的阻值并整理好器材的阻值并整理好器材(请按合理的实请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母验顺序，选填下列步骤前的字母)A闭合闭合S1B闭合闭合S2C调节调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度D调节调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半E调节调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F调节调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的阻值，使电流计指针偏转到满刻度如果所得的如果所得的R1的阻值为的阻值为300.0 ，则图中被测电流计，则图中被测电流计的内阻的内阻rg的测量值为的测量值为_，该测量值，该测量值_实际值实际值(选填选填“略大于略大于”“”“略小于略小于”或或“等于等于”)给电流计给电流计_联联(选填选填“串串”或或“并并”)一个阻值一个阻值为为_k的电阻，就可以将该电流计的电阻，就可以将该电流计改装为量程改装为量程4 V的电压表的电压表图图2由此可以判定，表由此可以判定，表的内阻的内阻rg是是_k，满偏电流，满偏电流Ig是是_mA.若要将表若要将表改装为量程是改装为量程是15 V的电压表，应的电压表，应配备一个配备一个_k的电阻的电阻则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近分别接近29 k或或6.5 k，电路图中，电路图中R2是滑动变阻器，不能选是滑动变阻器，不能选择择D和和E只能选择只能选择F，表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实，表头满偏时滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源选择电动势为验的误差越小，所以电源选择电动势为6 V的的B，而且滑动变，而且滑动变阻器阻器F的阻值也满足调节所需，而的阻值也满足调节所需，而R1是用来测量表头内阻的电是用来测量表头内阻的电阻箱只能选阻箱只能选C.实验步骤为：第一步闭合实验步骤为：第一步闭合S2(B)；第二步调节；第二步调节R2的阻的阻值，使电流计满偏值，使电流计满偏(C)；第三步闭合；第三步闭合S1(A)；第四步调节；第四步调节R1的阻的阻值，使电流计半偏值，使电流计半偏(E)；第五步读出；第五步读出R1的示数为待测表头的内的示数为待测表头的内阻阻【答案【答案】(1)BCFBCAE300.0略略小于小于串串19.7(2)见下图见下图3.00.5027.0一、等量代换一、等量代换【例【例1】(2012广东广东)(1)某同学测量一个圆柱体的电阻某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图直径，某次测量的示数如图(a)和图和图(b)所示，长度为所示，长度为_cm，直径为，直径为_mm.(2)按如图所示连接电路后，实验操作如下：按如图所示连接电路后，实验操作如下：将滑动变阻器将滑动变阻器R1的阻值置于最的阻值置于最_处处(填填“大大”或或“小小”)；将；将S2拨向接点拨向接点1，闭合，闭合S1，调节，调节R1，使电流表示数为，使电流表示数为I0；将电阻箱将电阻箱R2的阻值调至最的阻值调至最_(填填“大大”或或“小小”)；将；将S2拨向接点拨向接点2；保持；保持R1不变，调节不变，调节R2，使电流表示，使电流表示数仍为数仍为I0，此时，此时R2阻值为阻值为1 280 ；(3)由此可知，圆柱体的电阻为由此可知，圆柱体的电阻为_.【解析【解析】(1)游标卡尺的读数主尺上的读数游标上游标卡尺的读数主尺上的读数游标上的读数，本题主尺上的读数是的读数，本题主尺上的读数是5 cm，游标上的读数是，游标上的读数是10.1 mm0.01 cm，故游标卡尺的读数为，故游标卡尺的读数为5.01 cm；螺旋测微器的；螺旋测微器的读数固定尺的读数可动尺的读数读数固定尺的读数可动尺的读数0.01，即，即5 mm31.50.01 mm5.315 mm.(2)将滑动变阻器将滑动变阻器R1的阻值调至最大，可以起到保护电的阻值调至最大，可以起到保护电流表及电源的作用；流表及电源的作用；【答案【答案】(1)5.015.315(2)大大大大(3)1 280二、多用电表的使用二、多用电表的使用【例【例2】(2012江苏江苏)如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件，小明使用多用电表对其进行探测使用多用电表对其进行探测(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线刻度线处，应先调整图乙中多用电表的处，应先调整图乙中多用电表的_(选填选填“A”“B”或或“C”)(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否接点间是否存在电源时，一表笔接存在电源时，一表笔接a，另一表笔应，另一表笔应_(选填选填“短短暂暂”或或“持续持续”)接接b，同时观察指针偏转情况，同时观察指针偏转情况(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“1”挡，挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值测量中发现，调节好多用电表，测量各接点间的阻值测量中发现，每对接点间正反向阻值均相等测量记录如下表，两表笔分每对接点间正反向阻值均相等测量记录如下表，两表笔分别接别接a、b时，多用电表的示数如图乙所示时，多用电表的示数如图乙所示请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种请将记录表补充完整，并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路可能的电路.两表笔接的接点两表笔接的接点多用电表的示数多用电表的示数a，b_a，c10.0 b，c15.0 【解析【解析】(1)A是机械调零，是机械调零，B是欧姆调零，是欧姆调零，C是功能选是功能选择开关，故选择开关，故选A.(2)为防止为防止a、b间存在高电压电源在持续接通时烧坏电间存在高电压电源在持续接通时烧坏电表，应采用表，应采用“点触点触”方式方式(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管，由题图乙可正反向阻值相等说明两接点间无二极管，由题图乙可以读出以读出a、b间阻值为间阻值为5.0，因黑箱中只有三个阻值相等的电，因黑箱中只有三个阻值相等的电阻，由表内数据知阻，由表内数据知b、c间电阻等于间电阻等于a、b间电阻与间电阻与a、c间电阻间电阻之和，故可推测之和，故可推测a、b间电阻与间电阻与a、c间电阻串联，又因间电阻串联，又因a、c间间阻值是阻值是a、b间阻值的间阻值的2倍，故倍，故a、b间有一个电阻时间有一个电阻时a、c间两个间两个电阻串联；电阻串联； b、c间有三个电阻时，间有三个电阻时，a、b间两个电阻并联，电路图如间两个电阻并联，电路图如下图下图【答案【答案】(1)A(2)短暂短暂(3)5.0如上图所示如上图所示 一、电源电动势和内阻参量的使用一、电源电动势和内阻参量的使用【例【例1】如果一个多用电表内的电池已使用很久，但仍如果一个多用电表内的电池已使用很久，但仍可通过调零电阻使表针调至零欧姆处，这时测量出的电阻值可通过调零电阻使表针调至零欧姆处，这时测量出的电阻值R与所测电阻的真实值与所测电阻的真实值R相比较，正确的是相比较，正确的是()ARRBRRCRRD无法判断两者的大小无法判断两者的大小即随着电池的使用，调零电阻将逐渐减小，欧姆挡的内即随着电池的使用，调零电阻将逐渐减小，欧姆挡的内阻阻(即中值电阻即中值电阻)也逐渐减小，而刻度盘上的中值电阻已经固也逐渐减小，而刻度盘上的中值电阻已经固定，因此电池用旧是指在中央将会比被测电阻值真实值略大定，因此电池用旧是指在中央将会比被测电阻值真实值略大一些，同样，指针指在其他各刻度线上时也会产生同样的偏一些，同样，指针指在其他各刻度线上时也会产生同样的偏差，所以差，所以B项正确，项正确，A、C、D项错误项错误【答案【答案】B 【学法指导【学法指导】化学电池的电动势来源于电极材料的电化学电池的电动势来源于电极材料的电极电位，而电极电位与材料的浓度关系极为密切，两极反应极电位，而电极电位与材料的浓度关系极为密切，两极反应生成难溶物，减小电解质溶液的浓度，当电池用旧以后内阻生成难溶物，减小电解质溶液的浓度，当电池用旧以后内阻会变大，电动势也会略微下降，但是对于电路的动态变化问会变大，电动势也会略微下降，但是对于电路的动态变化问题，我们分析时，指的是短时间内的电池的使用，可以认为题，我们分析时，指的是短时间内的电池的使用，可以认为电池的电动势和内阻不变电池的电动势和内阻不变二、半偏法测电阻的拓展二、半偏法测电阻的拓展【例【例2】(2012天津天津)某同学在进行扩大电流表量程的某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻他设计了一个实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻他设计了一个用标准电流表用标准电流表G1来校对待测电流表来校对待测电流表G2的满偏电流和测定的满偏电流和测定G2内内阻的电路，如图所示已知阻的电路，如图所示已知G1的量程略大于的量程略大于G2的量程，图中的量程，图中R1为滑动变阻器，为滑动变阻器，R2为电阻箱，该同学顺利完成了这个实为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验验(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_A合上开关合上开关S2B分别将分别将R1和和R2的阻值调至最大的阻值调至最大C记下记下R2的最终读数的最终读数D反复调节反复调节R1和和R2的阻值，使的阻值，使G1的示数仍为的示数仍为I1，使，使G2的的指针偏转到满刻度的一半，此时指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为的最终读数为rE合上开关合上开关S1F调节调节R1使使G2的指针偏转到满刻度，此时的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为的示数为I1，记下此时，记下此时G1的示数的示数(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的内阻的测量值与其真实值相比测量值与其真实值相比_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相相等等”)(3)若要将若要将G2的量程扩大为的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量，并结合前述实验过程中测量得结果，写出须在得结果，写出须在G2上并联的分流电阻上并联的分流电阻RS的表达式，的表达式，RS_.【解析【解析】(1)在组装实验时正确操作是将所有开关断在组装实验时正确操作是将所有开关断开，将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大，然后闭合电源开，将滑动变阻器和电阻箱的电阻调到最大，然后闭合电源控制开关控制开关S1，就可以校对待测表，就可以校对待测表G2，由于标准表和待测表串，由于标准表和待测表串联流过的电流相等，这时就可以调节联流过的电流相等，这时就可以调节R1由小到大改变电流对由小到大改变电流对待测表的刻度逐个校对，直到待测表满偏，校对完成后闭合待测表的刻度逐个校对，直到待测表满偏，校对完成后闭合开关开关S2构成半偏法测量表头构成半偏法测量表头G2内阻的电路，在没有内阻的电路，在没有G1的情况的情况下只调节下只调节R2使待测表半偏，则表头内阻等于使待测表半偏，则表头内阻等于R2此时的读数，此时的读数，这种做法会造成这种做法会造成G1的示数增大的示数增大(原理上是不变原理上是不变)，误差大，误差大 【学法指导【学法指导】本题半偏法测内阻的实验过程跟原教科本题半偏法测内阻的实验过程跟原教科书基本上相同，但做了一点很有价值的改动：用标准电流表书基本上相同，但做了一点很有价值的改动：用标准电流表加上滑动变阻器取代了原实验方案中的高阻值电位器，它不加上滑动变阻器取代了原实验方案中的高阻值电位器，它不仅使实验更加精确，而且考查了学生对半偏法测内阻的原理仅使实验更加精确，而且考查了学生对半偏法测内阻的原理是否真正理解，反对死记硬背是否真正理解，反对死记硬背