著名机构高三物理寒假班讲义第6讲电学实验(二

1. 比较法

比较法的测量思路是等效的思想，可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。比较法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中要有电阻箱）。 如图所示，先把双刀双掷开关2S 扳到1，闭合1S ，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I （最好为一整数）。再把开关2S 扳到2，调整电阻箱0R ，使得电流表指针仍指到示数I 。读出此时电阻箱的阻值r ，则未知电阻x R 的阻值等于r 。

2. 比例法

根据比较法的原理，在测量电表内阻时，如果有可以作为标准的已知电阻的电表，稍作改动，即为比例法。用比例法测电表内阻时，两个电流表一般是并联（据并联分流原理），两个电压表一般是串联（据串联分压原理），电路图分别如图（甲）、（乙）所示。

测电流表内阻时，应调节滑动变阻器01R ，使两电流表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数1

I 和2I ，根据并联电路分流原理，若已知电流表1A 的内阻为1r ，则电流表2A 的内阻1212

I

r r I 。

测电压表内阻时，应调节滑动变阻器02R ，使两电压表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数1

U 6.1 电阻的测量方法（二）

知识点睛

第6讲 电学实验（二）

和2U ，根据串联电路分压原理，若已知电压表1V 的内阻1r ，则电流表2V 的内阻

2

211

U r r U =

。 3. 半值法（半偏法）

在高中阶段的电学实验中，主要目的是理解实验原理。为了减少计算量，测电流表内阻和测电压表内阻可以采用半值法。

⑴ 图中E 为电源，其电动势为E ，1R 为滑动变阻器，2R 为电阻箱，A 为电流表，用此电路经以下步骤可近似测得安培表的内阻A R ：

① 闭合1K ，断开2K ，调节1R ，使电流表读数等于量程0I ；（要注意不要使通过电流表的电流超过它的满偏电流值，以免把电表烧坏）

② 保持1R 不变，闭合2K ，调节2R ，使电流表读数等于02

I

(半偏)，然后读出2R 的值，当1R 比2

R 大很多时，接入2R 后干路中电流变化不大，因此可以取A 2R R ≈。（偏小） (适合测量电流表小电阻，要求12R R >>) 注意事项：

① 在闭合1K 前，滑动变阻器的阻值应调至最大。 ② 电阻箱2R 不能用滑动变阻器替代。

③ 在2K 闭合后,不能再调节1R ,以保持电路中总电流不变。 ④ 必须确保12R R ?。

⑵ 图中E 为电源，其电动势为E ，1R 为滑动变阻器，2R 为电阻箱，V 为电流表，用此电路经以下步骤可近似测得伏特表的内阻V R ：

① 断开开关S ，按图连好电路，把滑动变阻器的触头P 滑到b 端，将电阻箱的阻值调到零。 ② 闭合开关S ，调节滑动变阻器1R 的阻值，使电压表的示数达到满偏。调节电阻箱2R 的阻值使电压表示数达到半偏，读出此时电阻箱2R 的阻值，当V R 远大于1R 时，能保证Pb 两端的电压变化不大时，此时2R 的阻值近似为电压表的内电阻V R 。（偏大） （适合测量电压表大电阻，要求V 1 R R >>）

例题精讲

比例法

【例1】 在用右图所示的电路测电流计的内阻时，先闭合电键1S ，调

节变阻器1R ，使电流计的示数为300μA 。然后保持1R 的阻值不变，闭合电键2S ，调节电阻箱2R ，使电流计的示数为100μA ，读得此时2R 的阻值为450Ω。由此可知，被测电流计的内阻为 。

【例2】 测定电流表内电阻的实验中备用的器材有

A. 待测电流表（量程0100μA ～)

B. 标准电压表（量程05V ～)

C. 电阻箱（阻值范围09999Ω～)

D. 可变电阻（阻值范围0100k Ω～)

E. 干电池（1.5V ，内阻0.5Ω)

F. 干电池组（6V ，内阻1.6Ω)

如果采用如图所示的电路测定电流表G 的内电阻，并且要求测量有较高的精度，那么从以上备用器材中，电阻R 应选用___________ ，电阻R'应选用 _________________，电源应选用_________________。

半偏法测电阻

G

1S 2

S 1

R 2

R E

【例3】 在测定电流表的内阻的实验中备用的器材有

A. 电流表（量程0100mA ～）

B. 标准电压表（量程05V ～）

C. 电阻箱（阻值范围09999Ω～）

D. 电阻箱（阻值范围099999Ω～）

E. 电源（电动势2V ，有内阻）

F. 电源（电动势6V ，有内阻）

G. 滑动变阻器（阻值范围050Ω～，额定电流1.5A ），还有若干开关和导线。

⑴ 如果采用图所示的电路测定电流表G 的内阻，并且要想得到较高的精确度，那么从以上备用的器件中，可变电阻1R 应选用________，可变电阻2R 应选用________，电源E 应选用________。（用字母代号填写） ⑵ 如果实验时要进行的步骤有： A. 合上1S

B. 合上2S

C. 观察1R 的阻值是否最大，如果不是，将1R 的阻值调至最大

D. 调节1R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度

E. 调节2R 的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半

F. 记下2R 的阻值

把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上：_________________________。

⑶ 如果在步骤F 中所得2R 的阻值为600Ω，则被测电流表的内阻g r 的测量值为_______Ω。 ⑷ 电流表内阻的测量值r 测与其真实值r 真的大小关系是r 测________r 真。（填“＞”“＜”或“＝”）

【例4】 要测量电压表1V 的内阻V R ，其量程为2V ，内阻约2k Ω。实验室提

供的器材有：

电流表A ，量程0.6A ，内阻约0.1Ω； 电压表2V ，量程5V ，内阻为5k Ω；

定值电阻1R ，阻值30Ω； 定值电阻2R ，阻值为3k Ω；

滑动变阻器3R ，最大阻值100Ω，额定电流1.5A ； 电源E ，电动势6V ，内阻约0.5Ω； 开关S 一个，导线若干。

① 有人拟将待测电压表1V 和电流表A 串联接入电压合适的测量电路中，测出1V 的电压和电流，再计算出V R 。该方案实际上不可行，其最主要的原因是

② 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表1V 内阻V R 的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号： ③ 由上问写出1V 内阻V R 的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。

1V 的电流。

② 测量电压表1V 内阻V R 的实验电路如图所示。