第十一章 微专题二 电阻的测量-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

微专题二 电阻的测量 要点一　伏安法测电阻 1.电流表的内接法和外接法 项目 内接法 外接法 电路图 误差原因 电流表分压 U测＝Ux＋UA 电压表分流 I测＝Ix＋IV 电阻测量值 R测＝＝Rx＋RA>Rx 测量值大于真实值 R测＝＝<Rx 测量值小于真实值 适用条件 RA≪Rx 大阻值电阻 RV≫Rx 小阻值电阻 口诀 大内偏大 小外偏小 2.电流表内、外接的选择 (1)实验试探法 按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。 (2)公式计算法： ①当Rx>时，视为大电阻，用内接法； ②当Rx<时，视为小电阻，用外接法； ③当Rx＝时，两种接法效果相同。 (3)直接比较法：(适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计) ①当Rx≫RA时，采用内接法，测量值大于真实值，即大电阻用内接法。可概括为“大内偏大”(大电阻适用于内接法；内接法测出的电阻值偏大)。 ②当Rx≪RV时，采用外接法，小电阻用外接法，测量值小于真实值。可概括为“小外偏小”(小电阻适用于外接法；外接法测得的电阻值偏小)。 3．滑动变阻器的限流接法和分压接法 内容 限流式接法 分压式接法 两种接法电路图 负载R上电压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 负载R上电流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 闭合S前滑片P位置 b端 a端 4.分压式电路和限流式电路的选择原则 (1)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。 (2)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不明显，此时，应改用分压式接法。 (3)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，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)，则必须选用分压式接法。 [例1] (2022·全国乙卷)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0～5 mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V(量程为0～3 V，内阻很大)，电流表A(量程为0～1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干。 (1)要求通过Rx的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图甲所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。 (2)实验时，图甲中的R应选最大阻值为______(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻； (3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图乙和图丙所示，则此时Rx两端的电压为______V，流过Rx的电流为______mA，此组数据得到的Rx的阻值为______Ω(保留三位有效数字)。 解析：(1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而准确测量通过Rx的电流，电压表单独测量Rx的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从0开始测量，满足题中通过Rx的电流从0～5 mA连续可调，电路图如下 (2)电路中R应选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5 mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流的规律示意图如下 根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知＝，解得R0＝75 Ω， (3)电压表每小格表示0.1 V，向后估读一位，即U＝2.30 V；电流表每小格表示0.02 mA，本位估读，即0.84 mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I＝4.20 mA；根据欧姆定律可知Rx＝＝Ω≈548 Ω。 答案：(1)见解析图　(2)10 Ω　75 Ω(3)2.30　4.20　548 [名师点拨]　解答本题需要注意以下两点： (1)改装电流表内阻已知，内接法可以准确计算出Rx的值。 (2)电流表改装用量程扩大倍数计算相对较快，分压式接法要求滑动变阻器总阻值小，不能太大。 [训练] 1.为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择： 电流表A1(量程0～50 mA，内阻约10 Ω)； 电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.12 Ω)； 电压表V1(量程0～3 V，内阻很大)； 电压表V2(量程0～15 V，内阻很大)； 电源E(电压约为3 V)； 定值电阻R(20 Ω，允许最