物理 第二章 恒定电流 6 导体的电阻 实验：伏安法测电阻和金属电阻 新人教版选修3-1 .ppt

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1、伏安法测电阻伏安法测电阻一、根据串、并联电路的特点一、根据串、并联电路的特点例例图（图（a）为测量电阻的电路，）为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，为待测电阻，R为保为保护电阻（阻值大，限流接法），阻值未知。电源护电阻（阻值大，限流接法），阻值未知。电源E的电动的电动势未知，势未知，K1、K2均为单刀双掷开关。均为单刀双掷开关。A为电流表，其内为电流表，其内阻不计，阻不计，R为已知阻值的电阻。为已知阻值的电阻。（1）按图）按图6（a）所示的电路，在实物图）所示的电路，在实物图6（b）上连线。）上连线。（2）测量的步骤：将）测量的步骤：将K2向向d闭合，闭合，K1向向_闭合，记下闭合，记下电流表读

2、数电流表读数I I1，再将，再将K2向向c闭合，闭合，K1向向_闭合，记下闭合，记下电流表读数电流表读数I I2。计算的公式是计算的公式是Rx _图6（a）二、电表非常规接法二、电表非常规接法例例2有一只电压表，已经量程，内阻为有一只电压表，已经量程，内阻为Rv，另有，另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略）。请用这只电压表和电池，再用一内阻可忽略）。请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用导线、设计测量某一高值电个电键和一些连接用导线、设计测量某一高值电阻阻Rx的实验方法（已知的实验方法（已知Rv的值与的值与Rx相差不大）相差

3、不大）画出实验电路图，画出实验电路图，简要写出测量步骤和需要记录的数据，导出高简要写出测量步骤和需要记录的数据，导出高值电阻值电阻Rx的计算式。的计算式。（可画两个电路图）（可画两个电路图）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表表A1的内阻的内阻r1要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。并能测得多组数据。（1）在虚线方框）在虚线方框中画出电路图，中画出电路图，标明所用器材的标明所用器材的代号。代号。（2）若选测量数）若选测量数据中的一组来计算据中的一组来计算，则所用的表达，则所用的表

4、达式为式为r1=_，式，式中各符号的意义中各符号的意义是：是：图9三、替代法三、替代法3、某同学用以下器材测量电阻：、某同学用以下器材测量电阻：安培计安培计 电阻箱电阻箱 单刀双掷电键（这种电键在掷刀单刀双掷电键（这种电键在掷刀a倒向倒向b时时ab接通，接通，倒向倒向c时时ac接通）接通）待测电阻待测电阻 电源电源 限流电阻，限流电阻，如图如图9所示（所示（1）在图中完成电路的连接（其中有两条导）在图中完成电路的连接（其中有两条导线已经连接好）并画出电路图。线已经连接好）并画出电路图。（2）本实验中电键应先接通的是含有）本实验中电键应先接通的是含有_（填待测电阻或者电阻箱）的电路；用电键变换电

5、路，（填待测电阻或者电阻箱）的电路；用电键变换电路，调节电阻箱时，应使两次测量的调节电阻箱时，应使两次测量的_大小相同，这大小相同，这时待测电阻的阻值可以从时待测电阻的阻值可以从_上读出。上读出。四、半偏法四、半偏法 例例4我们可以采用图我们可以采用图12所示的电路来测量电压表的内阻，所示的电路来测量电压表的内阻，已知该电压表的量程为已知该电压表的量程为3.0V，可供选择的步骤如下：，可供选择的步骤如下：A、闭合开关、闭合开关S B、开始时，断开开关、开始时，断开开关S C、将电阻箱、将电阻箱R0的阻值调到最大的阻值调到最大 D、将电阻箱、将电阻箱Ro的阻值调到零的阻值调到零 E、将滑动变阻器

6、的滑动触头调到、将滑动变阻器的滑动触头调到a端端 F、将滑动变阻器的滑动触头调到、将滑动变阻器的滑动触头调到b端端 G、调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为、调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0V H、调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为、调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为1.5V，读出，读出此时电阻箱此时电阻箱R0的阻值。的阻值。上述操作步骤中，不必要的是上述操作步骤中，不必要的是_；其余必要的操；其余必要的操作步骤按合理顺序排列为作步骤按合理顺序排列为_。ab2006年广东卷年广东卷12、5某某同同学学设设计计了了一一个个如如图图7所所示示的的实实验验电电路路，用用以以测测定定电电

7、源源电电动动势势和和内内阻阻，使使用用的的实实验验器器材材为为：待待测测干干电电池池组组（电电动动势势约约3V）、电电流流表表（量量程程0.6A，内内阻阻小小于于1）、电电阻阻箱箱（099.99）、滑滑动动变变阻阻器器（010）、单单刀刀双双掷掷开开关关、单单刀刀单单掷掷开开关关各各一一个个及及导导线线若若干干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。（1）该该同同学学按按图图7连连线线，通通过过控控制制开开关关状状态态，测测得得电电流表内阻约为流表内阻约为0.20。试分析试分析该测量产生误差的原因是该测量产生误差的原因是_图图7AAS CD

8、E rBPK满偏时滑动变阻器阻值与电流表满偏时滑动变阻器阻值与电流表阻值之比偏低；阻值之比偏低；电阻箱的阻值不能连续调节。电阻箱的阻值不能连续调节。（2）简要写出利用图）简要写出利用图7所示电路测量电源电动势和内所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：阻的实验步骤：_1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.004.54.03.53.02.52.01.51.00.5R/（3）图）图8是由实验数据绘是由实验数据绘出的出的 图象图象,由此求由此求出待测干电池组的电动势出待测干电池组的电动势E V、内阻内阻r 。（计算结果保留三位有效计算结果保留三位有效数字）数字）断开断开

9、K，将，将R旋至最大值，旋至最大值，S掷向掷向D 调小调小R直到电流表指针有足够偏转，改变直到电流表指针有足够偏转，改变R值测几值测几组组I随随R变化的数据；变化的数据；2.762.962.272.47解见下页解见下页解：解：E=I(R+r）R=E/I-r在在 1/I R图线中，图线中，斜率的倒数等于电动势的数值，斜率的倒数等于电动势的数值，E=8.80/(4.00-0.87)=2.81V截距跟斜率之比值等于内阻的数值截距跟斜率之比值等于内阻的数值,r=2.810.872.441.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.004.54.03.53.02.52.01.51.

10、00.5R/电学实验电学实验.电源电动势与内阻电源电动势与内阻高考题探秘高考题探秘1.1.某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的某研究性学习小组利用右图所示电路测量电池组的电动势电动势E和内阻和内阻r。根据实验数据绘出如下图所示的根据实验数据绘出如下图所示的2006年天津理综卷年天津理综卷22(3)、R1/I图线，其中图线，其中R为电阻箱读数，为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到为电流表读数，由此可以得到（忽略电流表内阻）（忽略电流表内阻）E V，r 。ARE rS103.01.0 2.0202468R/某同学在实验室先后完成下面二个实验：某同学在实验室先后完成下面二个实验：测定一

11、节干电池的电动势和内电阻；测定一节干电池的电动势和内电阻；描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线(1)用用实验测量得到数据作出实验测量得到数据作出U一一I图线如图中图线如图中a线线,实验所测干电池的实验所测干电池的电动势为电动势为 V,内电阻为内电阻为 .05年徐州市第二次质量检测年徐州市第二次质量检测12、00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Va1.500.75(2)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,为减小实验误为减小实验误差差,方便调节方便调节,请在给定的四个电路图和三个滑动变阻器请在给定的四个电路

12、图和三个滑动变阻器中选取适当的电路或器材中选取适当的电路或器材,并将它们的编号填在横线上并将它们的编号填在横线上.应选取的电路是应选取的电路是 ,滑动变阻器应选取滑动变阻器应选取 E总阻值总阻值15，最大允许电流最大允许电流2A的滑动变阻器的滑动变阻器F总阻值总阻值200，最大允许电流最大允许电流2A的滑动变阻器的滑动变阻器G总阻值总阻值1000，最大允许电流最大允许电流1A的滑动变阻器的滑动变阻器SVARLE rVAE rSVAE r SVARLE rSABCDCE(3)将实验将实验中得到的数据在实验中得到的数据在实验中同一中同一U-I坐标系坐标系内描点作图，得到如图所示的图线内描点作图，得

13、到如图所示的图线b，如果将实验如果将实验中的电池与实验中的电池与实验中的小灯泡组成闭合回路，此时小中的小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡的实际功率为灯泡的实际功率为 ，若将两节与实验若将两节与实验中相同的干电池串联后与该小中相同的干电池串联后与该小 灯泡组成闭合回路，灯泡组成闭合回路，则此时小灯泡的则此时小灯泡的电压为电压为 ，实际功率为实际功率为 .00.5 1.0 1.5 2.0 2.50.51.01.52.02.53.0I/AU/Vab解：解：P1=0.601.20=0.72W 0.720.02W画出这时的画出这时的U-I图线如图图线如图c示示c0.850.88VP2=0.881.40=1.

14、23W1.21.3WR0E rRSv 现有一种特殊的电池现有一种特殊的电池,它的电动势为它的电动势为E,约为约为9V,内阻约为内阻约为50,已知该电池允许输出的最大电流为已知该电池允许输出的最大电流为50mA,为了测定这为了测定这个电池的电动势和内阻个电池的电动势和内阻,某同学利用如图某同学利用如图(a)所示的电路进所示的电路进行实验行实验,图中电压表的内阻很大图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑对电路的影响可不考虑,R为电阻箱为电阻箱,阻值范围阻值范围0-9999,R0是定值电阻是定值电阻,起保护电路的起保护电路的作用作用该同学接入符合要求的该同学接入符合要求的R0后后,闭合开关闭合开

15、关S,调整电阻箱调整电阻箱的阻值的阻值,读取电压表的示数读取电压表的示数U,再改变电阻箱的阻值再改变电阻箱的阻值,取取得多组数据得多组数据,作出了如图作出了如图(b)所示的图线所示的图线,(已知该直线已知该直线的截距为的截距为0.1V-1),则根据该同学所作出的图线则根据该同学所作出的图线,可求可求得电池的电动势得电池的电动势E为为 V,内阻内阻r为为 .1/(R0+R)/10-2-11/U/V-106120.20.40.10.30.60.50.7428101/(R0+R)/10-2-11/U/V-106120.20.40.10.30.60.50.742810(2)该同学接入符合要求的该同学接

16、入符合要求的R0后后,闭合开关闭合开关S,调整电阻调整电阻箱的阻值箱的阻值,读取电压表的示数读取电压表的示数U,再改变电阻箱的阻值再改变电阻箱的阻值,取得多组数据取得多组数据,作出了如图作出了如图(b)所示的图线所示的图线,(已知该直已知该直线的截距为线的截距为0.1V-1),则根据该同学所作出的图线则根据该同学所作出的图线,可可求得电池的电动势求得电池的电动势E为为 V,内阻内阻r为为 .解解:由闭合电路欧姆定律得由闭合电路欧姆定律得化简得化简得可见图线的截距为可见图线的截距为1/EE=10V图线的斜率为图线的斜率为r/E=(0.65-0.1)/0.12=4.6r=46 10V46（15分）

17、用伏安法测量电阻阻值分）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率，并求出电阻率。给定电压表（内阻约为给定电压表（内阻约为50k）、电流表（内阻约为）、电流表（内阻约为40）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250）及）及导线若干。导线若干。（1）画出测量）画出测量R的电路图。的电路图。（2）图）图1中的中的6个点表示实验中测得的个点表示实验中测得的6组电流组电流I、电压、电压U的值，试的值，试写出根据此图求写出根据此图求R值的步骤：值的步骤：。求出的电阻值求出的电阻值R 。（保留。（保留3位有效数字）位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，

18、用游标为）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图、图3所示。由图可知其所示。由图可知其长度为长度为 ，直径为，直径为 。（4）由以上数据可求出）由以上数据可求出 。（保留。（保留3位有效数字）位有效数字）（1）画出测量）画出测量R的电路图。的电路图。（2）图）图1中的中的6个点表示实验中测得的个点表示实验中测得的6组电流组电流I、电压、电压U的值，试的值，试写出根据此图求写出根据此图求R值的步骤：值的步骤：。求出的电阻值求出的电阻值R 。（保留（保留3位有效数字）位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图、图3所示。由图可知其所示。由图可知其长度为长度为 ，直径为，直径为 。（4）由以上数据可求出）由以上数据可求出 。（保留（保留3位有效数字）位有效数字）舍去左起第二点，画直线，求斜率，舍去左起第二点，画直线，求斜率，R=k 229（221237均正确）均正确）0.800cm 0.194cm 8.4610-2 m