第8章 专题突破11 测量电阻常用的四种方法(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

　测量电阻常用的四种方法 用“等效替代法”测电阻　 1．实验原理(如图) 2．实验步骤 S先与2相接，记录的示数，再与1相接，调节R值使示数与原值相等，则Rx＝R。 3．说明：对Ⓐ的要求，只要有刻度且不超过量程即可，与指针是否超无关，因为电流表示数不参与运算。 [典例1]　电流表A1的量程为0～200 μA，内阻约为500 Ω，现要准确测量其内阻，除若干开关、导线之外还有器材如下： 电流表A2：与A1规格相同 滑动变阻器R1：阻值为0～20 Ω 电阻箱R2：阻值为0～9 999 Ω 保护电阻R3：阻值约为3 kΩ 电源：电动势E约为1.5 V、内阻r约为2 Ω (1)如图所示，某同学想用等效替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成。 (2)电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤。 a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到__________。(选填“最大”或“最小”) b．闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，使两电流表接近满偏，记录电流表A2的示数I。 c．保持S闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变，断开S1，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1内阻r1＝________。 [解析]　(1)滑动变阻器的最大阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压式接法，电路图如图所示。 (2)a．实验前电阻箱R2应该调节到最大，以保证两电表安全；c．让电流表A2示数不变，可直接从电阻箱R2的读数得到电流表A1的内阻r1。 [答案]　(1)见解析图　(2)a．最大　c．再次为I(或仍为I)　R0 用“半偏法”测电阻　 1．利用电流表半偏测电流表的内阻 (1)实验原理(如图) (2)实验步骤 ①R1调至阻值最大，闭合S1，调R1的阻值使示数达到满偏值。 ②保持R1阻值不变，闭合S2，调节R2使示数达到满偏值一半，同时记录R2的值。 ③RA＝R2。 [典例2]　为测定电流表内电阻Rg，实验中备用的器件有： A．电流表(量程0～100 μA) B．电压表(量程0～5 V) C．电阻箱(阻值范围0～999 Ω) D．电阻箱(阻值范围0～99 999 Ω) E．电源(电动势2 V) F．电源(电动势6 V) G．滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω，额定电流1.5 A)，还有若干开关和导线。 (1)如果采用如图所示的电路测定电流表A的内电阻并且想得到较高的精确度，那么从以上备用器件中，可变电阻R1应选用______，可变电阻R2应选用______，电源应选用______(用字母代号填写)。 (2)如果实验时要进行的步骤有： a．合上开关K1； b．合上开关K2； c．观察R1的阻值是否最大，如果不是，将R1的阻值调到最大； d．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度； e．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半； f．记下R2的阻值。 以上实验步骤的合理顺序为：________。 (3)如果在步骤f中所得R2的阻值为600 Ω，则图中电流表的内电阻Rg的测量值为________ Ω。 (4)某同学认为步骤e中不需要保证“电流表指针偏转到满刻度的一半”这一条件，也可测得电流表内阻Rg，请你分析论证该同学的判断是否可行？________。 [解析]　(1)K2闭合前后的两次电路，如果干路电流变化不大，那么就可以认为，K2闭合后，电流表半偏时，电流表和电阻箱R2所分的电流各占一半，又因为二者并联，两端的电压相等，自然就可以推出电流表的内阻和电阻箱R2的阻值相等。要保证两次实验干路的电流变化不大，就需要保证两次实验电路的总电阻变化不大，也就是说，在给电流表并联上一个电阻箱后导致的电阻变化，对整个电路影响不大。要达到这个效果，R1就需要选一个尽可能大的电阻，可以是电阻箱，也可以是滑动变阻器，也可以是电位器，但阻值要尽可能地大，经此分析，R1应选用D；该实验要通过可变电阻R2阻值来间接反映出电流表的内阻值，因此可变电阻R2的选取原则是：能读数且尽量和电流表的内阻在同一数量级上。经此分析，可变电阻R2应选用C；在R1是一个尽可能大的电阻、电流表满偏的前提下，那么电源电动势相对地就要大一些，但不是越大越好，过大会损坏电表也不行，故选用F。 (2)半偏法测电流表内阻的步骤为：实验前，将R1的阻值调到最大；合上开关K1；调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；保持R1的阻值不变，合上开关K2；调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下R2的阻值。我们就认为电流表的内阻值就是R2的阻值。因此答案为：c、a、d、b、e、f。 (3)根据(1)中的分析可知，电流表的内电阻Rg的测量值，就等