6 专题 电阻的测量与多用表的使用-2022-2023学年高一物理同步备课讲义 (人教版2019必修第三册)

6 专题 电阻的测量与多用表的使用 [学习目标] 1. 建立伏安法测电阻的电路模型，进一步理解电流表内接法、外接法及滑动变阻器的限流式接法和分压式接法，并能在具体问题中正确选择 2. 学会用替代法、半偏法及电桥法测电阻． 3. 进一步理解多用表的原理、电表的改装及应用 知识点一、控制电路和测量电路的选择 1． 电流表的内接法和外接法 1　 内接法：U测＞URx，R测＞R真，适合测量大电阻． 2　 外接法：I测＞IRx，R测＜R真，适合测量小电阻． 2． 电流表内、外接法的选择 1　 当＞，即Rx＜时，（测量小电阻）用电流表外接法（测量结果小于真实值）． 2　 当＞，即Rx＞时，（测量大电阻）用电流表内接法（测量结果大于真实值）． 3． 滑动变阻器的限流式与分压式接法 1　 若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路． 2　 R滑≪Rx若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路． 3　 若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则此时必须选用分压式电路． 说明　两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式电路，因为限流式接法电路简单，能耗低． 知识点二、伏安法、安安法及伏伏法测电阻 伏安法 用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R. 安安法 已知的内阻R2，测得、的电流为I1、I2，可得Rx＝ 已知的内阻R1，定值电阻R0，测得的电流I1、I2，可得的内阻R2＝ 伏伏法 已知的内阻R1，测得、的电压为U1、U2，可得Rx＝ 已知内阻R1，定值电阻R0，测得、的电压为U1、U2，可得的内阻R2＝ 知识点三、等效替代法测电阻 测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则电阻箱与待测电阻是等效的。故电阻箱的读数即为待测电阻的阻值。常见有如下两种情况： 1． 结合电流表测电阻 1　 按如图所示的电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 2　 闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 3　 断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。 4　 此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。 2． 结合电压表测电阻 1　 按如图所示的电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 2　 闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 3　 断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。 4　 此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效，即Rx＝R0。 知识点四、半偏法测电阻 半偏法测量电表内阻有两种情况： 1． 半偏法测电流表内阻（实验条件：R1≫RA）。 1　 按如图所示的电路图连接实验电路； 2　 断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表读数等于其量程Im； 3　 保持R1不变，闭合S2，调节R2，因为R1≫RA，故总电流变化极小，认为不变仍为Im，则电流表读数等于Im，然后读出R2的值，则RA＝R2。 4　 测量结果：RA测＝R2<RA。 5　 误差分析：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。 2． 半偏法测电压表内阻（实验条件：R1≪RV。） 1　 按如图所示的电路图连接实验电路； 2　 将R2的值调为零，闭合S，调节R1的滑片，使电压表读数等于其量程Um； 3　 保持R1的滑片不动，调节R2，因为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，则认为电压表读数等于Um，即R2两端电压也为，则二者电阻相等，然后读出R2的值，则RV＝R2。 4　 测量结果：RV测＝R2>RV。 5　 误差分析：当R2的值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的电压也将逐渐增大，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。 知识点五、差值法测电阻 所谓差值法测电阻，是指利用两个电流表组合或两个电压表组