高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 恒定電流課件

第 七 章 恒 定 電 流本章備考特供 名師坐堂講方法解題方法系列講座(七)測量電阻的七種常用方法1“伏伏”法“伏伏”法是利用兩塊電壓表測電阻的一種方法，這一方法的創(chuàng)新思維是運(yùn)用電壓表測電流(或算電流)，此方法適用于電流表不能用或沒有電流表等情形，設(shè)計(jì)電路時(shí)不僅要考慮電壓表的量程，還要考慮滑動(dòng)變阻器分壓與限流的連接方式 典例1為了測量量程為3 V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻約2 000 )，實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有：電流表A1，量程為0.6 A，內(nèi)阻約0.1 ；電壓表V2，量程為5 V，內(nèi)阻約3 500 ；變阻箱R1阻值范圍為09 999 ；變阻箱R2阻值范圍為099.9 ；滑動(dòng)變阻器R3，最大阻值約為100 ，額定電流1.5 A；電源E，電動(dòng)勢6 V，內(nèi)阻約0.5 ；單刀雙擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干 (1)請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)測量電壓表的內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路，畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)，要求測量盡量準(zhǔn)確 2“安安”法“安安”法是利用兩塊電流表測電阻的一種方法，這一方法的創(chuàng)新思維是運(yùn)用電流表測電壓(或算電壓)，此方法適用于電壓表不能用或沒有電壓表等情形，設(shè)計(jì)電路時(shí)除考慮電流表的量程外，還要考慮滑動(dòng)變阻器分壓與限流的連接方式 典例2從下列器材中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的精確度，并能測量多組數(shù)據(jù)電流表A1，量程10 mA，內(nèi)阻待測(約40 )電流表A2，量程500 A，內(nèi)阻r2750 電壓表V，量程10 V，內(nèi)阻r310 k電阻R1，阻值約為100 滑動(dòng)變阻器R 2，總阻值約50 電源E，電動(dòng)勢1.5 V，內(nèi)阻很小 開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)(2)若選取測量中的一組數(shù)據(jù)來計(jì)算r1，則所用的表達(dá)式r1_，式中各符號(hào)的意義是_ 解析必選的器材有電源E、開關(guān)S、導(dǎo)線若干，A1的滿偏電壓約為UA1 Ig1r10.4 V，為滿足盡可能高的精度的要求，量程10 V的電壓表V不能選用，而電流表A2的內(nèi)阻確定，且滿偏電壓UA2Ig2r20.375 V，可當(dāng)電壓表用來測A1的電壓由于并聯(lián)的A1、A2端電壓只有零點(diǎn)幾伏，而電源電動(dòng)勢有1.5 V，可串聯(lián)R1作保護(hù)電阻，為滿足多測幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器R2采用分壓式供電方式，電路圖如圖所示 4“加R”法“加R”法又叫“加保護(hù)電阻”法在運(yùn)用伏安法測電阻時(shí)，由于電壓表或電流表的量程太小或太大，為了滿足安全、精確的原則，加保護(hù)電阻的方法就應(yīng)運(yùn)而生，設(shè)計(jì)電路時(shí)不僅要考慮電壓表和電流表的量程，還要考慮滑動(dòng)變阻器分壓與限流的連接方式 典例4某電流表的內(nèi)阻在0.1 0.2 之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：A待測電流表A(量程0.6 A)；B電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻約2 k)；C滑動(dòng)變阻器R1(最大電阻10 )；D定值電阻R2(阻值5 )；E電源E(電動(dòng)勢4 V)；F電鍵S及導(dǎo)線若干 (1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)如測得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式為：RA_. 5替代法(1)等效替代法就是在測量的過程中，讓通過待測電阻的電流(或電壓)和通過電阻箱的電流(或電壓)相等，電路如圖所示，將單刀雙擲開關(guān)調(diào)到a，閉合S1，調(diào)節(jié)R，使安培表讀數(shù)為I0，保持R不動(dòng)，將單刀雙擲開關(guān)調(diào)到b，調(diào)節(jié)R0使安培表讀數(shù)仍為I0，則電阻箱的讀數(shù)就是待測電阻的阻值 (2)測量原理：下圖是用伏特表完成的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們自己分析測量原理 典例5為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1，分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： (1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值 解析本題方法為替代法當(dāng)S接1與接2時(shí)通過電路的電流I相同，可知待測A的內(nèi)阻與RN的電阻相同答案(1)R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值 6半偏法半偏法是上面方法的一個(gè)特例，測電流表內(nèi)阻和測電壓表內(nèi)阻都可以用半偏法，電路圖如圖所示 甲圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先斷開開關(guān)S，閉合S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R01(限流法連接)，使電流表滿偏(即指針指滿刻度處)；再閉合S，調(diào)整電阻箱R1，使電流表半偏，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R，則電流表的電阻rAR.(測量結(jié)果偏小)乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)先閉合開關(guān)S及S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R02(分壓法連接)，使電壓表滿偏；再斷開S，調(diào)整電阻箱R2，使電壓表半偏，讀出此時(shí)電阻箱的阻值R，則電壓表的電阻rVR.(測量結(jié)果偏大) 典例6在把電流表改裝成電壓表的實(shí)驗(yàn)中，測定電流表的內(nèi)阻時(shí)，備有如下器材：A電流表(量程2 mA，內(nèi)阻約幾十歐)；B滑動(dòng)變阻器(阻值范圍01 k)；C滑動(dòng)變阻器(阻值范圍05 k)；D電阻箱(阻值范圍0999.9 )；E電阻箱(阻值范圍09 999 )；F電源(電動(dòng)勢2 V，有內(nèi)阻)；G電源(電動(dòng)勢6 V，有內(nèi)阻)； 另外有開關(guān)和導(dǎo)線若干 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有：A合上S1；B合上S2；C將R1的阻值調(diào)至最大；D調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度；E調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的一半；F斷開S1、S2，拆開電路，清理桌面；G記下R 2的阻值；H按上圖所示的電路圖連接好電路，斷開S1、S2.以上步驟的合理順序是_ (3)若步驟G中記錄的R2阻值為62.6 ，則被測電流表的內(nèi)阻Rg的測量值為_.(4)電流表內(nèi)阻的測量值與其真實(shí)值的大小關(guān)系是：R測_R真(填“”、“”或“”) 解析滑動(dòng)變阻器的選擇，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該能夠使電流表滿偏，電流表的內(nèi)阻和滑動(dòng)變阻器的阻值相比較可以忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值大約等于E/Ig，可得滑動(dòng)變阻器的阻值大約是1 k或者是3 k，這里要先考慮電源的選擇，電源的電動(dòng)勢越大，滑動(dòng)變阻器接入的阻值應(yīng)該越大，電阻箱接入后對整個(gè)電路的電流的影響就應(yīng)該越小，所以電源應(yīng)該選擇電動(dòng)勢大的G，即電動(dòng)勢是6 V，電源的電動(dòng)勢確定后，滑動(dòng)變阻器只能選擇C才可以滿足條件 電阻箱的選擇應(yīng)該看電流表內(nèi)阻的大約值，由于電流表內(nèi)阻只有幾十歐姆，所以電阻箱選D即可選電阻箱D的另外一個(gè)原因是電阻箱D的精確程度要比另外一個(gè)電阻箱的精確程度高實(shí)驗(yàn)誤差的分析從電阻箱接入電路后對電流的影響入手，當(dāng)電阻箱接入電路后，電路中的總電流增大，而電流表的電流需要通過原來滿偏電流的一半，所以通過電阻箱的電流要超過電流表滿偏電流的一半，根據(jù)并聯(lián)電路分流特點(diǎn)，電阻越小分流越大，所以電阻箱的實(shí)際阻值小于電流表內(nèi)阻，測量值偏小答案(1)CDG(2)HCADBEGF(3)62.6(4) 7電橋法典例7如圖為測量電阻的電路，Rx為待測電阻，R為保護(hù)電阻，阻值未知，定值電阻R1、R2的阻值及電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻均未知，R是電阻箱，G是零刻線在表盤中央的電流表測量Rx的步驟是：連接好圖示電路，合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使G的讀數(shù)為零，記下此時(shí)電阻箱讀數(shù)R3；調(diào)換R1、R2的位置連接好電路，合上開關(guān)S，再調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使G讀數(shù)為零，記下此時(shí)電阻箱讀數(shù)R 3.