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由上式可以发现:通过电流计的电流I与待测电阻Rx存在一一对应关系,即测出相应的电流就可算出相应的电阻。由于I与Rx的这种非线性关系,所以欧姆表的刻度不均匀且0刻度在右。
[例1] 多用电表的欧姆挡有三个倍率,分别
是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻Rx时,
操作步骤正确,发现表头指针偏转角度过大,为
了较准确地进行测量,应换到_______挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是_______________,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值是________Ω。
[解析] 若多用电表欧姆挡指针偏转角度过大,应换用小倍率×1挡,使指针偏到中央刻度附近,且应先重新欧姆调零,表盘的读数为22 Ω。
[答案] ×1 重新欧姆调零 22
分压电路 限流电路
内接法
外接法
[例2] (2021·海南高考)在伏安法测电阻的实验中,提供以下实验器材:电源E(电动势约6 V,内阻约1 Ω),待测电阻Rx(阻值小于10 Ω),电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ),电流表A(量程0.6 A,内阻约1 Ω),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),单刀开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。
回答下列问题:
(1)闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片P应滑到________(填“a”或“b”)端;
(2)实验时,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向________(填“c”或“d”);在上述操作正确的情况下,引起实验误差的主要原因是________(填正确选项前的标号);
A.电流表分压 B.电压表分流 C.电源内阻分压
(3)实验时,若已知电流表的内阻为1.2 Ω,在此情况下,为使待测电阻的测量值更接近真实值,应将S2拨向________(填“c”或“d”);读得电压表的示数为2.37 V,电流表的示数为0.33 A,则Rx=________ Ω(结果保留两位有效数字)。
[答案] (1)b (2)c B (3)d 6.0
(三)最灵活的测量方法——伏伏法或安安法
伏伏法 已知内阻的电压表可做电流表使用,在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表并联小电阻来代替电流表 这两种测量方法都是通过灵活应用电表对伏安法的变式拓展,对考生能力要求较高,是高考对电路设计考查的热点
安安法 已知内阻的电流表可做电压表使用,在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表串联大电阻来代替电压表
[例3] 在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),单刀开关S,导线若干。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应采用________(选填“限流”或“分压”)接法。
(2)将虚线框中的电路原理图补充完整。
(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在图(a)给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像。
测量次数 1 2 3 4 5
U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82
(4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=________ Ω(结果保留三位有效数字)。
(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图(b)的虚线框内画出你改进的电路图。
[解析] (1)电压表V1和Rx串联再和V2并联,并联的总电阻远大于滑动变阻器的最大阻值,为了调节滑动变阻器时,电表示数变化明显,且能获得更多组数据,选择分压接法。
(2)完整的电路图,如图1所示。
(3)根据表中的实验数据,绘制的U2-U1图像,
如图2所示。
[答案] (1)分压 (2)见解析图1 (3)见解析图2 (4)1.82×103 (5)见解析图3
[例4] (2023·乌海模拟)用以下器材测量待测电阻Rx的阻值。
A.待测电阻Rx:阻值约为200 Ω;
B.电源E:电动势为3.0 V,内阻可忽略不计;
C.电流表A1:量程10 mA,内阻r1=20 Ω;
D.电流表A2:量程20 mA,内阻r2≈8 Ω;
E.滑动变阻器R1:最大阻值为10 Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值为200 Ω;
G.定值电阻R0:阻值R0=80 Ω;
H.开关S,导线若干。
(1)为了测量电阻Rx,现有三位同学分别设计了如图甲、乙、丙所示的实验电路图,你认为正确的是图________。(