《伏安法测电阻》导学案.docx

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1、高二物理伏安法测电阻导学案学习目标：1、知道伏安法测电阻，理解电流表内外接法的误差来源，并能正确的选取测量电路 2、能熟练的区分滑动变阻器的分压限流式接法，并能正确的选取一、伏安法测电阻1.原理：由R 知，只要测出电阻两端的电压及通过导体的电流就可算出导体的电阻。2电路：电流表接在电压表的两接线柱外侧，通常叫“ ”；电流表接在电压表的两接线柱内侧，通常叫“ ”。（请同学们在虚线框中画出）3伏安法测电阻的误差分析因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差。(1)电流表外接法电压表示数：UVUR，电流表示数：IAIRIVIR，R测 R真（填），测量值偏小，误差来源于 ，分

2、流越小，误差越小，所以该电路适用于测量小电阻，即RRV。(2)电流表内接法电压表示数：UVURUAUR，电流表示数：IAIR，R测 R真（填），测量值偏大，误差来源于 ，分压越小，误差越小，所以该电路适用于测量大电阻，即RRA。4伏安法测电阻时电路选择的方法(1)直接比较法：当待测电阻为大电阻时，电流表的分压作用较小，用 接，测小电阻时，电压表的分流作用较小，用 接，即“大内小外”(2)比值判定法当已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则当，即Rx时，选用电流表内接法；当，即Rx时，选用电流表外接法；当，即Rx时，选用电流表的两种接法都可以。(3)试触法若不知Rx的大概

3、值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况：与a接触，若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量；与b接触，若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即I/I和U/U ）【例1】用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：A待测电阻Rx：范围在58 ，额定电流0.45 AB电流表A1：量程00.6 A(内阻0.2 )C电流表A2：量程0

4、3 A(内阻0.05 )D电压表V1：量程03 V(内阻3 k) E电压表V2：量程015 V(内阻15 k) F滑动变阻器R0100 G蓄电池：电动势12 VH导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选_，电压表应选_，电流表应_(选填“内”或“外”)接。例2：某同学用伏安法测电阻两测量电路图电流表分别为内接和外接，其他条件都相同若用甲图电路，两表读数分别为2.00 V和0.30 A；若用乙图电路，两表读数为1.51 V和0.31 A为了使测出的电阻值误差较小，实验应选用图_所示电路选用此电路的测量值比真实值_（偏大或偏小）二滑动变阻器的使用（高考重点）特别注意滑动变阻器的连接，

5、有以下三种典型错误接法：1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点比较内容两种接法限流接法分压接法电路图(图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器)闭合开关前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑片在最左端，即开始时R上得到的电压为零负载两端的电压调节范围UU0U通过负载的电流调节范围02、分压和限流式电路的选择原则下列情况必须采用分压式接法要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节。用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求用电器电压变化范围较大。若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过

6、电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路。两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。3、画出伏安法测电阻的四种电路图：例3、在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。（1）根据各点表示的数据描出IU图线，由此求得该电阻的阻值Rx （保留两位有效数字）。（2）在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的电路图。巩固练习1伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是()甲乙A两种接法完全等

7、效B按甲图接法，测量结果偏小C若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小2（1）某次实验时金属丝的直径以及电流表、电压表的示数如图甲、乙、丙所示，则读数分别是多大？ 甲乙丙（2）如果所用电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 k，滑动变阻器的阻值范围为010 ，要求电源功率尽量小。则选择如下哪个电路实验误差更小？（3）用“2”中你所选的电路测金属丝的电阻时，测量结果比真实值大些还是小些？（4）如果电流表内阻的准确值RA2.0 ，那么选“2”中的哪个电路能准确测出Rx的值？3用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表

8、(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的_(选填“甲”或“乙”)图。甲乙4某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据公式计算出该金属丝的电阻率。(1)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如

9、图，则直径d_mm。为了进一步测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量。实验室里准备了以下器材：A多用电表B电压表V，量程06 V，内阻约10 kC电流表A1，量程00.6 A，内阻约0.2 D电流表A2，量程03 A，内阻约0.2 E电源：22 VF滑动变阻器R1，最大阻值20 ，最大电流为2 AG滑动变阻器R2，最大阻值50 ，最大电流为0.2 AH导线、电键若干(2)在用多用电表粗测电阻时，Rx的阻值大约是9；(3)在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出电流表_和滑动变阻器_(填器材前面的字母代

10、号)；(4)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路。5有一个小灯泡上标有“4 V、2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线现有下列器材供选用：A电压表(05 V，内阻10 k) B电压表(015 V，内阻20 k)C电流表(03 A，内阻1 ) D电流表(00.6 A，内阻0.4 )E滑动变阻器(10 ，2 A) F滑动变阻器(500 ，1 A)G学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：_.(2)实验中所用电压表应选_，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(3)把图中所示的实验器材用实线连

11、接成实物电路图高二物理伏安法测电阻导学案答案【例1】答案BD外解析待测电阻Rx的额定电流为0.45 A，应选电流表A1，额定电压Umax0.458 V3.6 V，应选电压表V1；由于 ，Rx，因此选用电流表的外接法测电阻。例2：答案：乙，偏小例3、答案：(1)见解析中左图2.3103(2.21032.5103) (2)见解析中右图解析：(1)这6个点中有5个基本在同一条过原点的直线上，只有一个点偏离较大，可判断出这个数据点误差较大，应予以排除，据此，IU图线如下左图所示在图线上可选一个离坐标原点较远的点，得出其纵横坐标，如(3.0 V、1.3 mA)，则被测电阻阻值为Rx2.3103 .(2)

12、因为Rx与RV很接近，故电压表的分流影响很严重，而2301，电流表的分压影响很小，故应采用电流表内接法又由于被测电阻很大，而滑动变阻器阻值较小，故变阻器应采用分压式电路原理图如下右图巩固练习答案1、答案:C甲为内接法，适合RRA，乙为外接法，适合RRV，由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确。2.（1）螺旋测微器先读固定部分为0.5 mm，螺旋测微器读数为0.5 mm49.80.01 mm0.998 mm；电流表量程为0.6 A，则最小刻度为0.02 A，指针所指为0.42 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为2.30 V。（2）要使电源功率尽量小，滑动变阻器应采用限流

13、式接法，同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5 ，故采用电流表外接法误差较小，故选A。（3）在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小。（4）因已知电流表内阻准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路。3、答案甲解析通过给定的数据发现电压接近从零开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法，Rx，电流表应采用外接法即甲图。4、答案(1)0.520(2)“1”9(3)CF(4)见解析解析(1)由螺旋测微器的读数规则可知d(0.50.012.0)mm0.520 mm。(2)选用“10”欧姆挡时甲图指针偏转过大，说明被测

14、电阻的阻值较小，应改用较低的挡位“1”；欧姆表的读数规则：欧姆表读数刻度盘读数乘倍率，因此R91 9 。故挡位为“1”，电阻Rx91 9 。(3)在该实验中要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，因此说明滑动变阻器的接法为分压式，而分压式滑动变阻器的选择为阻值越小越好，因此选择滑动变阻器R1；该实验中电压表的量程为06 V，待测电阻的阻值约为9 ，因此当电压表满偏时电流表的示数I1A0.67A，半偏时为I2A0.33 A，因此选00.6 A的电流表A1正合适。如果选择03 A的电流表，因电流表工作时读数为其三分之一到三分之二量程比较准确，当取三分之一量程即1 A时电路中Rx两端的电压URx19

15、 V9 V大于电压表的量程，因此不能选03 A的电流表。故电流表应选C，滑动变阻器应选F(4) 45 9 ，因此待测电阻属于小电阻，用外接法，因此电路图为5. 答案：(1)描绘灯泡的IU图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)ADE(3)如下图所示解析：因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用A图所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选05 V的A而舍弃015 V的B，因15 V的量程太大，读数误差大，小灯泡的额定电流I0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 ，调节不方便，电压变化与变阻器使用部分的长度线性关系差，故舍去小灯泡内阻为电流表内阻的20倍，电压表内阻是小灯泡的1 250倍，故电流表采用了外接法12