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专题突破11 电学实验综合
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立足素养 能力提升
分层训练 巩固提高
突破点一 测电阻的其他几种方法
除常规的伏安法测电阻外,还有下面几种测量方法:
方法1 安安法
若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。
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方法2 伏伏法
若电压表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用。
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方法3 半偏法测电表内阻
1.半偏法测电流表内阻
(1)实验电路图,如图所示。
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(3)实验条件:R1≫RA。
(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。
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2.半偏法测电压表内阻
(1)实验电路图,如图所示。
(2)实验步骤
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;
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方法4 等效替代法
如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的示数即等于待测电阻的阻值。
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典例1 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,电动势约为3.0 V,内阻可忽略不计;
C.电流表A1,量程为0~10 mA,内电阻r1=20 Ω;
D.电流表A2,量程为0~20 mA,内电阻r2约为8 Ω;
E.定值电阻R0,阻值R0=80 Ω;
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F.滑动变阻器R1,最大阻值为10 Ω;
G.滑动变阻器R2,最大阻值为200 Ω;
H.单刀单掷开关S,导线若干。
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乙
R1
b
A1
167
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典例2 有一内阻未知(约15 kΩ~35 kΩ)、量程未知(约25 V~35 V),共有30个均匀小格的直流电压表V。
(1)用多用电表的欧姆挡测量其内阻,多用电表刻度盘上电阻刻度中间值为20。实验时应将选择开关拨至倍率“×______”,多用电表的红表笔与电压表V的______(选填“正”或“负”)接线柱相连。
1 k
负
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[解析] (1)多用电表测电阻时,应尽量使指针指向中央附近,所以欧姆挡的倍率应选“×1 k”。电流应从红表笔流入多用电表,而电流从电压表负极流出电压表,所以红表笔应接电压表负极。
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(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为30 kΩ,为了测出电压表的量程,现有下列器材可供选用,要求测量多组数据,并有尽可能高的精确度。
标准电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ);
电流表A(量程0~3 A,内阻未知);
滑动变阻器R(总阻值1 kΩ);
稳压电源E(30 V,内阻不能忽略);
开关、导线若干。
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①在方框内画出实验电路图。
②选用记录数据中一组,该组标准电压表V1的示数U1=2.5 V,电压表V的指针指示格子数N=15格,则电压表V的量程Um=________。
[答案] (2)①图见解析
50 V
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典例3 (2023·河北唐县一中模拟)某校实验小组同学在改装一电流表时,要先测出某小量程电流表G的内阻,实验器材如下:
A.待测电流表G(量程为500 μA,内阻约为200 Ω);
B.电源(5 V,内阻不计)