人教版高三物理实验复习电阻测量的特殊方法 人教.ppt

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1、2006届高三物理实验复习-电阻测量的特殊方法龙田中学2006年3月13日2021/8/9 星期一1电阻阻测量的新理念量的新理念从从1995年到年到2005年年,全国高考与部分省市高考全国高考与部分省市高考的物理的物理试卷中卷中,以以设计性性实验的形式考的形式考查电阻阻测量的原理和方法的量的原理和方法的试题就有就有40多个多个,涉及定涉及定值电阻阻,电压表内阻、表内阻、电流表内阻、流表内阻、电源内阻源内阻的的测量等情形。就是量等情形。就是这种在伏安法的基种在伏安法的基础上上演演变而来的而来的设计性性实验，每年却，每年却让许多考生多考生失利。其原因是：考生失利。其原因是：考生观念不新，思路不广，

2、念不新，思路不广，在运用伏安法在运用伏安法时，生搬硬套造成的，在此，生搬硬套造成的，在此，笔直向大家介笔直向大家介绍几种几种电阻阻测量的新思路和新量的新思路和新方法，帮助考生开方法，帮助考生开阔思路，提高思路，提高创新能力新能力2021/8/9 星期一2一、一、“伏伏伏伏”法法“伏伏伏伏”法是利用两法是利用两块电压表（伏特表）表（伏特表）测量量电阻的一种方法，阻的一种方法，这一方法的一方法的创新思新思维是运用是运用电压表表测电流（或算流（或算电流），此方法适用于流），此方法适用于电流流表不能用或没有表不能用或没有电流表等情形。流表等情形。设计电路路时不不仅要考要考虑电压表的量程，表的量程，还要

3、考要考虑滑滑动变阻器阻器分分压与限流的与限流的连接方式接方式利用利用“伏伏伏伏”法法测电压表的内阻表的内阻2021/8/9 星期一3例例为了了测量量程量量程为的内阻（内阻的内阻（内阻约2000），），实验室可以提供的器材有：室可以提供的器材有：电流表流表A1，量程，量程为0.6，内阻内阻约为0.1；电压表表V2，量程，量程为，内阻，内阻约为3500；电阻箱阻箱R1的阻的阻值范范围为 9999；电阻箱阻箱R2的阻的阻值范范围为 99.9；滑；滑动变阻器阻器R3的最大阻的最大阻值约为100,额定定电流流1.5A；电源，源，电动势，内阻，内阻约0.5；单刀刀单掷开关，开关，导线若干若干请从上述器材中

4、从上述器材中选择必要的器材，必要的器材，设计一个一个测量量电压表的内阻的表的内阻的实验电路，画出路，画出电路原理路原理图（图中的元件中的元件要用要用题中相中相应的英文字母的英文字母标注），要求注），要求测量尽量准确量尽量准确写出写出计算算电压表的内阻表的内阻Rv 的的计算公式算公式为Rv_.2021/8/9 星期一4分析与解答：分析与解答：多数考生解答此多数考生解答此题，毫不犹豫地套用伏安法，由，毫不犹豫地套用伏安法，由于没有考于没有考虑电表的量程，当然做不正确少数考表的量程，当然做不正确少数考生想到待生想到待测电压表的量程表的量程为，内阻，内阻约为2000，电压表中的最大表中的最大电流流为2

5、000=1.5mA=0.0015A，认为电流表不能用，由流表不能用，由于于创新能力差，也做不正确只有极少数有新能力差，也做不正确只有极少数有“伏伏伏伏”法理念的考生才能做正确答案是：法理念的考生才能做正确答案是：测量量电压表的内阻的表的内阻的实验电路如路如图所示所示 R1VR3SV22021/8/9 星期一5闭合开关，合开关，电压表的示数表的示数为，电压表表V2的的示数示数为U2，电阻箱阻箱R1 的的读数数为r1根据欧姆定律，根据欧姆定律，利用通利用通过电压表的表的电流与流与电阻阻R1的的电流相等，算流相等，算出出电压表的表的电阻阻为Rv=2.利用利用”伏伏伏伏”法法测定定值电阻的阻阻的阻值

6、例例2(2004年全国卷二年全国卷二)用以下器材用以下器材测量量电阻阻Rx的阻的阻值(900 1000)；电源，具有一定内阻，源，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表表V1，量程，量程为1.5，内阻，内阻r1=750；电压表表V2，量程，量程为，内阻，内阻r22500；滑；滑动变阻器，最大阻阻器，最大阻值约为100；单刀刀单掷开关，开关，导线若干若干2021/8/9 星期一6(1)测量中要求量中要求电压表的表的读数不小于其量程数不小于其量程的，的，试画出画出测量量电阻阻Rx的一的一种种实验电路路原理原理图（原理（原理图中元件要用中元件要用题图中相中相应的的英文字母英文字母标注）注）(2)若

7、若电压表表V1的的读数用数用U1表示，表示，电压表表V2的的读数用数用U2表示，表示，则由已知量和由已知量和测得量表得量表示示Rx公式公式为Rx_.2021/8/9 星期一7分析与解答很多考生解析此题，第一思维考虑的就是伏安法，由于本题没有电流表，思维受阻，当然做不正确本题要运用“电压表（伏特表）算电流”这一创新思维其答案是：(1)测量电阻Rx实验电路如图所示RxV1RSV22021/8/9 星期一8(2)电压表表V1的示数的示数为U1，电压表表V2的示数的示数为U2，电压表表V1的内阻的内阻为r1，根据串，根据串联、并、并联电路的路的规律，算出律，算出Rx的的电阻阻为Rx=二、二、“安安安安

8、”法法测量量电流表的内阻流表的内阻例从下列器材中例从下列器材中选出适当的出适当的实验器材，器材，设计一个一个电路来路来测量量电流表流表A1的内阻的内阻r1，要求，要求方法方法简捷，有尽可能高的精确度，并捷，有尽可能高的精确度，并测量多量多组数据，器材（代号）与数据，器材（代号）与规格如下：格如下：2021/8/9 星期一9电流表电流表电流表电流表A1A1，量程，量程，量程，量程10mA,10mA,内阻待测（约为内阻待测（约为内阻待测（约为内阻待测（约为40 40 ）；）；）；）；电流表电流表电流表电流表A2 A2，量程，量程，量程，量程500A 500A，内阻，内阻，内阻，内阻r r2 275

9、0 750；电压表，量程电压表，量程电压表，量程电压表，量程10V,10V,内阻内阻内阻内阻r r2=10K 2=10K；电阻电阻电阻电阻R1R1，电阻约为，电阻约为，电阻约为，电阻约为100100；滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R2 R2，总电阻约，总电阻约，总电阻约，总电阻约5050；电源，电动势电源，电动势电源，电动势电源，电动势1.51.5，内阻很小；，内阻很小；，内阻很小；，内阻很小；开关，导线若干。开关，导线若干。开关，导线若干。开关，导线若干。(1)(1)画出实验电路图；标明所用器材的代号画出实验电路图；标明所用器材的代号画出实验电路图；标明所用器材的代号画出实验电路图

10、；标明所用器材的代号(2)(2)若选取测量中的一组数据来计算若选取测量中的一组数据来计算若选取测量中的一组数据来计算若选取测量中的一组数据来计算r r1 1_，式中各符号的意义是，式中各符号的意义是，式中各符号的意义是，式中各符号的意义是_._.2021/8/9 星期一10分析与解答分析与解答大多数考生看到此大多数考生看到此题，第一感，第一感觉考考虑的就是伏安的就是伏安法，由于没有考法，由于没有考虑电表的量程，当然做不正确表的量程，当然做不正确少数考生想到要少数考生想到要满足足“有尽可能高的精确度有尽可能高的精确度”的条的条件，件，认为电压的的测定，不能定，不能选量程是量程是10V的的电压表因

11、表因为电流表流表A1上允上允许通通过的最大的最大电压为0.4，因而，因而电压表表测不出不出电流表的两端的流表的两端的电压，但，但由于缺乏由于缺乏创新精神，想不到其他方法只有极少新精神，想不到其他方法只有极少数有数有“安安安安”法新思路的考生才能法新思路的考生才能设计出新方案：出新方案：将将电流表流表A2并并联在在电流表流表A1的两端，利用的两端，利用电流表流表测量量电压；要；要满足足“多多测几几组数据数据”，滑，滑动变阻器阻器R2采用分采用分压接法；接法；实验电路如路如图所示，其表达式所示，其表达式r1=式中式中I1、I2、r1、r2分分别表示通表示通过电流表流表A1、A2的的电流和其内阻流和

12、其内阻2021/8/9 星期一11电路路图如如图所示所示ESA1A2R1R22021/8/9 星期一12利用利用“安安安安”法法测定定值电阻的阻阻的阻值例用以下器材例用以下器材测量一待量一待测电阻的阻阻的阻值器材（代号）与器材（代号）与规格如下：格如下：电流表流表A1（量程（量程250mA,内阻内阻r1为5);标准准电流表流表A2（量程（量程300mA,内阻内阻r2约为5）；）；待待测电阻阻R1（阻（阻值约为100）；）；滑滑动变阻器阻器R2（最大阻（最大阻值10）；）；电源（源（电动势约为10V，内阻，内阻r 约为1）；）；单刀刀单掷开关，开关，导线若干若干（）要求方法（）要求方法简捷，并能

13、捷，并能测多多组数据，画出数据，画出实验电路原路原理理图，并，并标明每个器材的代号明每个器材的代号（）（）实验中，需要直接中，需要直接测量的物理量是量的物理量是_,用用测的量表示待的量表示待测电阻阻R1的阻的阻值的的计算公式是算公式是R1_.2021/8/9 星期一13解答如下：（）实验电路图如图所示（）两电流表A1、A2的读数为I1、I2和电流表A1的内阻为r1，待测电阻R1的阻值的计算公式是R1ESA1A2R2R12021/8/9 星期一14三、三、“加加”法法测电流表的内阻流表的内阻例某例某电流表的内阻在流表的内阻在0.1 0.2之之间现要要测量其内量其内阻，可阻，可选用的器材如下：用的

14、器材如下：A.待待测电流表流表A1（量程（量程0.6A）B.电压表表V1（量程（量程V，内阻，内阻约K）C.滑滑动变阻器阻器R1（最大阻（最大阻值10）D.定定值电阻阻R2（阻（阻值）E.电源（源（电动势V）F.开关及开关及导线若干若干（）画出（）画出实验电路路图；（）若（）若测得得电压表的表的读数数为，电流表的流表的读数数为，则电流表流表A1的内阻的表达式的内阻的表达式为RA_2021/8/9 星期一15分析与解答：许多考生读完此题，知道实验原理分析与解答：许多考生读完此题，知道实验原理分析与解答：许多考生读完此题，知道实验原理分析与解答：许多考生读完此题，知道实验原理是伏安法，由于设计电路

15、时没有考虑电压表和电是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电是伏安法，由于设计电路时没有考虑电压表和电流表的量程，当然做不正确少数考生想到电流流表的量程，当然做不正确少数考生想到电流流表的量程，当然做不正确少数考生想到电流流表的量程，当然做不正确少数考生想到电流表的内阻在表的内阻在表的内阻在表的内阻在0.1 0.1 0.20.2之间量程为之间量程为之间量程为之间量程为0.6A0.6A，电流表，电流表，电流表，电流表上的最大电压为上的最大电压为上的最大电压为上的最大电压为0.12V0.12V，因而电压表不能并联在电，因而电压表不能并联在电，因而电压表不

16、能并联在电，因而电压表不能并联在电流表的两端本题必须将一个阻值为流表的两端本题必须将一个阻值为流表的两端本题必须将一个阻值为流表的两端本题必须将一个阻值为55的定值电的定值电的定值电的定值电阻阻阻阻R2R2与电流表串联，再接到电压表上，才满足要与电流表串联，再接到电压表上，才满足要与电流表串联，再接到电压表上，才满足要与电流表串联，再接到电压表上，才满足要求；电压表的量程求；电压表的量程求；电压表的量程求；电压表的量程3V3V小于电源电动势小于电源电动势小于电源电动势小于电源电动势(4V)(4V)，但可，但可，但可，但可在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在电路中接入滑动变阻器进行保护；

17、滑动变阻器在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在电路中接入滑动变阻器进行保护；滑动变阻器在本实验中采用分压与限流的连接方式均符合要在本实验中采用分压与限流的连接方式均符合要在本实验中采用分压与限流的连接方式均符合要在本实验中采用分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能，因而采用限流求，但考虑限流的连接方式节能，因而采用限流求，但考虑限流的连接方式节能，因而采用限流求，但考虑限流的连接方式节能，因而采用限流的连接方式故本题设计电路图如图所示；电流的连接方式故本题设计电路图如图所示；电流的连接方式故本题设计电路图如图所示；电流的连接方式故本题设计电路图如图所示；电流表表表表A

18、1A1内阻的表达式为内阻的表达式为内阻的表达式为内阻的表达式为RARAR2R22021/8/9 星期一16(1)实验电路如路如图所示：所示：AVR2SR12021/8/9 星期一17利用利用“加加”法法测电源的内阻源的内阻例例测量量电源的源的电动势及内阻及内阻r（约为4.5，约1.5为）可）可选用的器材是：量程用的器材是：量程为3V的理的理想想电压表，量程表，量程为0.5的的电流表（有一定内阻）流表（有一定内阻），固定，固定电阻阻4，滑，滑动变阻器阻器R，开关，开关，导线若干若干（）画出（）画出实验电路原理路原理图图中各元件需用中各元件需用题目目给出的符号或字母出的符号或字母标出出（）（）实验

19、中，当中，当电流表的流表的读数数为I1时，电压表的表的读数数U1为；当；当电流表的流表的读数数为I2时，电压表的表的读数数U2为，则可求出可求出_;r=_(用用I1、I2、U1、U2及及R表示表示)2021/8/9 星期一18分析与解答：分析与解答：不少考生解析此不少考生解析此题，第一理念就是沿用，第一理念就是沿用课本本上的上的测电源源电动势及内阻原理及内阻原理图，当然不正，当然不正确少数考生想到确少数考生想到电压表的量程小于表的量程小于电源源电动势4.5V,因而因而电压表不能并表不能并联在在电源的源的两端，两端，误将将电压表并表并联在在变阻器的两端，也阻器的两端，也做不正确其正确解法如下：做

20、不正确其正确解法如下：（）（）实验电路原理路原理图如如图所示所示AVR2021/8/9 星期一19（）根据（）根据闭合合电路的欧姆定律可得路的欧姆定律可得r=“伏伏伏伏”法、法、“安安安安”法、法、“加加”法等法等测量量电阻阻的新方法是伏安法的原理同具体的的新方法是伏安法的原理同具体的测量量实际相相结合的合的产物，是伏安法的原理在物，是伏安法的原理在电阻阻测量量中的中的实际应用；是用；是对伏安法伏安法测电阻的原理的阻的原理的丰富和丰富和发展。如果学生掌握了展。如果学生掌握了这一一电阻阻测量量的新理的新理论，具体，具体问题具体分析，就能在高考具体分析，就能在高考中中创造性地完成造性地完成电阻阻测量一量一类设计性性实验，在高考中立于不在高考中立于不败之地。之地。2021/8/9 星期一202021/8/9 星期一212021/8/9 星期一22