第九章 专题强化十七 电学实验综合-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 课件）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

大一轮复习讲义 第九章　恒定电流 专题强化十七　电学实验综合 目标 要求 1.了解差值法、半偏法、等效法、电桥法等测电阻的方法.2.会用传感器控制电路、设计相关实验方案.3.学会替换和改装电表进行实验.4.会利用电学实验知识探究创新实验方案. 内容 索引 题型一　测电阻的其他几种方法 题型二　传感器类实验 课时精练 题型三　定值电阻在电学实验中的应用 3 题型一 测电阻的其他几种方法 4 1.电流表差值法(如图所示) 考向1　差值法测电阻 (1)基本原理：定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表 的电 压U1＝(I2－I1)R0. (2)可测物理量： ①若R0为已知量，可求得电流表 的内阻r1＝ ； ②若r1为已知量，可求得R0＝ . 2.电压表差值法(如图所示) (1)基本原理：定值电阻R0的电压U0＝U2－U1，电压表 的电流I1＝ . (2)可测物理量： ①若R0为已知量，可求得电压表 的内阻 例1　(2019·天津卷·9(3))现测定长金属丝的电阻率. (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______________________mm. 0.200(0.196～0.204均可) 由螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径应为0 mm＋20.0×0.01 mm＝0.200 mm； (2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号. 电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω) 电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω) 电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A) 开关S及导线若干         答案　如图所示 对提供的实验器材分析可知，滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多，因此滑动变阻器应采用分压式接法，由于没有提供电压表，因此可以用内阻已知的电流表充当电压表，即将A1作为电压表，由于A1的内阻已知，因此A2应采用外接法； (3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读 数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝______.从设计原理看，则测量 值与真实值相比_____(填“偏大”“偏小”或“相等”). 相等 由电路图可知，Rx＝ ；由于A1的内阻已知，因此该实验不存在系统误差，因此测量值与真实值相等. 1.电流表半偏法(电路图如图所示) (1)实验步骤 ①先断开S2，再闭合S1，将R1由最大阻值逐渐调小，使电 流表读数等于其量程Im； ②保持R1不变，闭合S2，将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小，当电流表读数等于 Im时记录下R2的值，则RA＝R2. (2)实验原理 当闭合S2时，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变仍为Im，电流表读数为 ，则R2中电流为 ，所以RA＝R2. 考向2　半偏法测电表内阻 (3)误差分析 ①测量值偏小：RA测＝R2＜RA真. ②原因分析：当闭合S2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R2的电流比电流表所在支路的电流大，R2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小. ③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值非常 大的滑动变阻器R1，满足R1≫RA. 2.电压表半偏法(电路图如图所示) (1)实验步骤 ①将R2的阻值调为零，闭合S，调节R1的滑动触头，使电压 表读数等于其量程Um； ②保持R1的滑动触头不动，调节R2，当电压表读数等于 Um时记录下R2的值，则RV＝R2. (2)实验原理：RV≫R1，R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变，仍为Um，当电压表示数调为 时，R2两端电压也为 ，则二者电阻相等，即RV＝R2. (3)误差分析 ①测量值偏大：RV测＝R2>RV真. ②原因分析：当R2的阻值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于 Um时，R2两端的电压将大于 Um，使R2>RV，从而造成RV的测量值偏大.显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻. ③减小误差的方法：选电动势较大的电源E，选阻值较小的 滑动变阻器R1，满足R1≪RV. 例2　可选用器材： ①电阻箱甲，最大阻值为99 999.9 Ω； ②电阻箱乙，最大阻值为2 kΩ； ③电源E，电动势约为6 V，内阻不计； 另外有开关2个，导线若干，量程为1 mA的电流表. 现采用如图所示的电路图测电流表的内阻rg. (1)实验步骤的顺序为______