实验复习一 测电阻的4种方法

电学实验明确三个“选择”1、实验器材的选择：①电源的选择②电表的选择2、电流表内接法与外接法的选择3、控制电路的选择：①从节能的角度考虑，优先选用限流式。

②以下三种情况必须用分压式：(1)要求待测电路的U、I从0变化；(2)R滑≤R x；(3)选用限流式，U x、I x过大(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)。

一、电流表的内接法和外接法的比较1．两种接法的比较电压表示数2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：当R x ≫R A 时，采用内接法，当R x ≪R V 时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。

“大内高手” (2)公式计算法当R V R x <R xR A 即当R x ＞R A R V 时，用电流表内接法， 当R V R x >R xR A 即当R x ＜R A R V 时，用电流表外接法， 当R x ＝R A R V 时，两种接法效果相同． (3)试触法：如图，把电压表的可动接线端分别试接b 、c 两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法．二、滑动变阻器两种接法的比较估读问题：最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在最小分度值的下一位，在下一位按十分之一估读；最小分度值为“2”“5”的仪器，测量误差出现在最小分度的同一位，在同一位按二分之一、五分之一估读。

练习读数：甲图中，电流表使用0.6A 量程时，刻度盘上的每一小格为________A ，表针示数为________A ；当使用3A 量程时，每一小格为________A ，表针示数为________A. 乙图中，电压表使用3V 量程时，每小格为________V ，表针示数为________V ； 使用15V 量程时，每小格为________V ，表针示数为________V .测电阻的四种方法测量电阻的基本方法是伏安法，直接测量电阻也可以使用多用电表的欧姆挡测量，除了以上两种方法，在一定的实验条件下，测量电阻还有四种巧妙方法：等效替代法、半偏法、差值法及电桥法.一、等效替代法测电阻 1．电流等效替代2．电压等效替代例1、为了测量一微安表表头A 的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A 0是标准电流表，R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E 是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S 拨向接点1，接通S 1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I .(2)然后将S 拨向接点2，调节________，使________，记下此时R N 的读数．(3)多次重复上述步骤，计算R N 读数的________，此即为待测微安表表头内阻的测量值．(1)R 0 标准电流表(或A 0) (2)R N 标准电流表(或A 0)的读数仍为I (3)平均值 二、半偏法测电阻1．电流表半偏法 (1)实验步骤①按如图所示连接实验电路；②断开S 2，闭合S 1，调节R 1，使电流表读数等于其量程I m ；③保持R 1不变，闭合S 2，调节R 2，使电流表读数等于12I m ，然后读出R 2的值，则R A ＝R 2.(2)实验条件：R 1≫R A . (3)测量结果：R A 测＝R 2<R A .(4)误差分析：当闭合S 2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R 2的电流比电流表所在支路的电流大，R 2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R 2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小．2．电压表半偏法(1)实验步骤 ①按如图所示连接实验电路；②将R 2的值调为零，闭合S ，调节R 1的滑动触头，使电压表读数等于其量程U m ；③保持R 1的滑动触头不动，调节R 2，使电压表读数等于12U m ，读出R 2的值，则R V ＝R 2.(2)实验条件：R 1≪R V . (3)测量结果：R V 测＝R 2>R V .(4)误差分析：当R 2的值由零逐渐增大时，R 2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于12U m 时，R 2两端的电压将大于12U m ，使R 2>R V ，从而造成R V 的测量值偏大．显然电压半偏表法适于测量内阻较大的电压表的电阻．例2、某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R (最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R 1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E (电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S ；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V ，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中选择滑动变阻器________(选填“R 1”或“R 2”)． (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变．计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．A ．100 μAB ．250 μAC ．500 μAD ．1 mA(1)R 1 (2)连线如图所示 (3)2 520 (4)D例3、有一电流表A ，量程为1 mA ，内阻r g 约为100 Ω，要求测量其内阻．可选用的器材有：电阻箱R 0，最大阻值为99 999.9 Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E 1，电动势约为2 V ，内阻不计；电源E 2，电动势约为6 V ，内阻不计；开关2个，导线若干．采用的测量电路如图所示，实验步骤如下：a ．断开S 1和S 2，将R 调到最大；b ．合上S 1，调节R 使电流表A 满偏；c ．合上S 2，调节R 1使电流表A 半偏，此时可以认为电流表A 的内阻r g ＝R 1.试问： (1)上述可供选择的器材中，可变电阻R 1应该选择________；为了使测量尽量精确，可变电阻R 应该选择________；电源E 应该选择________．(2)认为内阻r g ＝R 1，此结果与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．：(1)R 0 滑动变阻器甲 E 2 (2)偏小 三、差值法测电阻两个电流表组合或两个电压表组合，测量某个电表的内阻或某电阻的阻值，分为两种情况： 1．电流表差值法(1)原理：如图所示，将电流表与定值电阻R 0并联再与电流表串联，根据I 1r 1＝(I 2－I 1)R 0，求出的内阻r 1.(2)条件：①A 2的量程大于A 1的量程． ②R 0已知．(3)结果：r 1＝(I 2－I 1)R 0I 1或R 0＝I 1r 1I 2－I 1(用于r 1已知，测量R 0)．2．电压表差值法(1)原理：如图所示，将电压表与定值电阻R 0串联再与电压表并联，根据U 2＝U 1＋U 1r 1R 0，求出电压表的内阻．(2)条件：①V 2的量程大于V 1的量程． ②R 0已知．(3)结果：r 1＝U 1U 2－U 1R 0或R 0＝U 2－U 1U 1r 1(用于r 1已知，测量R 0)．例4、用以下器材测量待测电阻R x 的阻值．待测电阻R x ，阻值约为100 Ω；电源E ，电动势约为6.0 V ，内阻可忽略不计； 电流表A 1，量程为0～50 mA ，内阻R 1为20 Ω； 电流表A 2，量程为0～300 mA ，内阻R 2约为4 Ω；定值电阻R 0，阻值为20 Ω； 滑动变阻器R ，最大阻值为10 Ω； 单刀单掷开关S ，导线若干．(1)测量中要求两电流表的读数都不小于其量程的13，试在方框中画出测量电阻R x 的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)．(2)若某次测量中电流表A 1的示数为I 1，电流表A 2的示数为I 2，则由已知量和测量计算R x 的表达式为R x ＝________.滑动变阻器用分压式、限流式接法都可以． (2)用字母表示待测电阻阻值可得R x ＝I 2－I 1I 2R 0－R 1.例5、要测量某电压表V 1的内阻R V ，其量程为2 V ，内阻约为2 kΩ.实验室提供的器材有：电流表A ，量程0.6 A ，内阻约为0.1 Ω； 电压表V 2，量程5 V ，内阻约为5 kΩ； 定值电阻R 1，阻值为30 Ω； 定值电阻R 2，阻值为3 kΩ；滑动变阻器R 3，最大阻值10 Ω，额定电流1.5 A ； 电源E ，电动势6 V ，内阻约为0.5 Ω； 开关S 一个，导线若干．(1)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V 1内阻R V 的实验电路．要求测量尽量准确，试画出符合要求的实验电路图，并标出所选元件的相应字母代号．(2)写出电压表V 1内阻R V 的表达式________________，式中各符号的物理意义是________________________________________________________________________． (3)若测得V 1内阻R V ＝1.8 kΩ，现要将V 1改装一个与V 2量程相同的电压表，则需在V 1两端________联一个电阻，电阻的阻值应为________．答案：(2)R V ＝U 1R 2U 2－U 1U 1表示电压表V 1的读数，U 2表示V 1和R 2串联的总电压(或电压表V 2的读数) (3)串 2.7 kΩ 四、电桥法测电阻电桥法是测量电阻的一种特殊方法，其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱R 3，当A 、B 两点的电势相等时，R 1和R 3两端的电压相等，设为U 1.同时R 2和R x 两端的电压也相等，设为U 2，根据欧姆定律有U 1R 1＝U 2R 2，U 1R 3＝U 2R x ，由以上两式解得R 1×R x ＝R 2×R 3，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件也可求出被测电阻R x 的阻值．在上面的电路中：(1)当R 1R 2＝R 3R x 时，U AB ＝0，I G ＝0.(2)当R 1R 2<R 3R x 时，U AB >0，I G ≠0，且方向：A →B .(3)当R 1R 2>R 3R x时，U AB <0，I G ≠0，且方向B →A .例6、用如图所示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表， MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，则R x 的阻值为CA.l 1l 2R 0B.l 1l 1＋l 2R 0C.l 2l 1R 0D.l 2l 1＋l 2R 0用好一个“电阻”在高考电学设计性实验中，常以定值电阻的合理使用为背景来命题。