第9章 专题突破11 电学实验综合-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（教科版 新教材 新高考）

专题突破11　电学实验综合 授课提示：对应学生用书第244页 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。 (1)如图甲所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝。 (2)如图乙所示，当两电表的满偏电压UA2≫UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的电阻R2＝。 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。 (1)如图甲所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝R1。 (2)如图乙所示，两电表的满偏电流IV1≪IV2时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝。 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。 (2)实验步骤 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，使电流表读数等于Im，然后读出R2的值，则RA＝R2。 (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。 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； ③保持R1的滑片不动，调节R2，使电压表读数等于Um，然后读出R2的值，则RV＝R2。 (3)实验条件：R1≪RV。 (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，R2>RV，从而造成RV的测量值偏大。 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。 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； 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。 (1)为了测量电阻，你认为应选择图中的________(选填“甲”“乙”或“丙”)图作为实验电路。 (2)滑动变阻器应该选________(选填“R1”或“R2”)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端。 (3)调节滑动变阻器，直到________(选填“A1”或“A2”)先到达满偏，此时另一个电表的示数刚好达到满偏，由此可确定待测电阻为________Ω(保留3位有效数字)。 [解析]　(1)为了避免电流表A2的内阻对实验结果的影响，应选用图乙电路。 (2)滑动变阻器采用的是分压法，所以滑动变阻器的电阻较小时测量比较方便。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样电路中的电阻最大，最安全。 (3)因为定值电阻及电流表A1的内阻之和较小，当A2满偏时，电流表A1已超过量程，所以应让A1先达到满偏。根据并联电路电流的分配规律有Rx(I2－I1)＝(R0＋r1)I1，解得Rx≈167 Ω。 [答案]　(1)乙　(2)R1　b　(3)A1　167 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。 (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。 ①在方框