第九章 链接高考11 电学实验综合-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

链接高考11　 电学实验综合 考点一　 测电阻的其他几种方法 ►[考向1]　差值法测电阻　 1．电流表差值法(如图所示) (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 r1＝R0； ②若r1为已知量，可求得R0＝r1. [典例1]　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. (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 (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，其测量值与真实值相比　________　(填“偏大”“偏小”或“相等”)． [解析]　(1)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)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)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． [答案]　(1)0.200(0.196～0.204均可) (2)如图所示 (3)　相等 ►[考向2]　半偏法测电表内阻　 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. (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．电压表半偏法测电阻(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. [典例2]　可选用器材有： 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　________　； ①合上S1，调节R，使表A满偏 ②合上S2，调节R1，使表A半偏，则rg＝R1 ③断开S1、S2，将R调到最大 (2)可变电阻R1应选择①、②中的　________　(填“①”或“②”)．为使结果尽可能准确，可变电阻R应选　________　(填“①”或“②”)． (3)认为内阻rg＝R1，此结果与rg的真实值相比　________　(填“偏大”“偏小”或“相等”)． [解析]　(1)半偏法测电流表内阻的步骤