第10章 专题强化(十二) 测量电阻的几种方法(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 专题强化(十二)　 测量电阻的几种方法 方法1 伏安法测电阻 方法2 半偏法测电表内阻 方法3 安安法测电阻 方法4 伏伏法测电阻 方法5 替代法测电阻 方法6 电桥法测电阻 专题强化（十二） (1)原理：部分电路欧姆定律。 (2)控制电路的选择 控制电路有两种，一种是限流电路(如图1)， 另一种是分压电路(如图2)。 (3)测量电路 由于电压表、电流表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接(如图3)和电流表外接(如图4)。 【例1】 (2023·江西南昌三模)为了测量某待测电阻Rx(电阻约为30 Ω)的阻值，提供了以下器材： 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)； 电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω)，允许最大电流2.0 A； 滑动变阻器R2(0～1 kΩ)，允许最大电流0.5 A； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 (1)为了使测量范围尽可能大，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______。(填字母代号) (2)请在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。 (3)某次测量中，电压表示数为U0时，电流表示数为I0，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝__________。(用字母表示) 解析：(1)因为电源电动势为3 V，所以被测电阻两端电压不会超过3 V，所以电压表选择V1； 电源电压为3 V，所以电路中的最大电流不会超过I＝＝ A＝0.1 A，故电流表选择A1； 本实验要求测量范围尽可能大，所以应该选用滑动变阻器的分压式接法，故滑动变阻器应该选用R1。 (2)由(1)可知应采用滑动变阻器分压接法；由于电流表量程为0～50 mA，若只接待测电阻，电路中电流过大损坏电流表，故可将定值电阻接入与待测电阻串联；由于电压表的内阻很大，故电压表分流较小，应采用电流表外接法；电路如图所示。 (3)由欧姆定律可知R＋Rx＝，解得Rx＝－R。 答案：(1)V1　A1　R1　(2)见解析图 (3)－R (1)半偏法近似测量电流表内阻 两种测量电路 操作步骤 (1)将电阻箱R的电阻调到零； (2)闭合S，调节R0，使电流表达到满偏电流I0； (3)保持R0不变，调节R，使电流表的示数为； (4)由上述可得RA＝R (1)断开S2、闭合S1，调节R0，使表满偏为I0； (2)保持R0不变，闭合S2，调节R，使表读数为； (3)由上述可得RA＝R (2)半偏法近似测量电压表内阻 两种测量电路 操作步骤 (1)闭合S，调节电阻箱阻值为R1时，测得表示数为U1； (2)改变电阻箱阻值为R2时，测得表示数为； (3)由上述可得RV＝R2－2R1 (1)滑动变阻器的滑片滑至最右端，电阻箱的阻值调到最大； (2)闭合S1、S2，调节R0，使表示数指到满偏刻度； (3)断开S2，保持R0不变，调节R，使表指针指到满刻度的一半； (4)由上述可得RV＝R 【例2】 (2023·河南开封三模)(1)某实验小组利用图甲电路测量量程为50 mA灵敏电流计G的内阻，实验步骤如下： A．分别将R1和R2的阻值调至最大； B．闭合开关S1； C．调节R1，使G的指针偏转到满刻度，记下此时G1的示数I1； D．闭合开关S2； E．反复调节R1和R2，使得G1示数仍为I1，G的指针偏转到满刻度的一半，此时电阻箱的读数如图乙所示。 ①灵敏电流计内阻为rg＝__________ Ω，与灵敏电流计内阻的真实值相比__________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。 ②由于灵敏电流计G的量程太小，实验小组欲将其改装成量程为0.6 A的电流表A，需将灵敏电流计G与电阻箱R2__________(选填“串联”或“并联”)，并将R2的阻值调为__________ Ω。 (2)实验小组经分析后又采用图丙所示的电路重新测量上述灵敏电流计G的内阻rg，将电阻箱R2调至某一阻值R0保持不变，多次移动滑动变阻器R1的触头，记录各次G1和G的读数I1和I；以I1为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图丁所示，图线的斜率为k，则灵敏电流计G的内阻rg＝________(用k、R0表示)。 解析：(1)①根据题意可知，G的指针偏转到满刻度的一半，此时G、R2的电流之和等于I1，即等于G的满偏电流，也即G、R2的电流相等，此时电阻箱的读数等于灵敏电流计G的内阻，由题图乙可读得R2＝22.0 Ω，则有rg＝R2＝22.0 Ω 根据题意可知，由于通过G、R2的电流相等，所以读得电阻箱的读数与灵敏电流计内阻的真实值相等。 ②灵敏电流计改装成电流表，应并联一个电阻，起分流作用，并联的阻值 R2＝＝ Ω＝2.0 Ω。 (2)根据并联电路规律得Irg＝(I1－I)R0，整理得I1＝I 结合题图丁得＝k，解得rg＝(k－1)R0。 答案：(1)①22.0　相等　②并联　2.0　(2)(k－1)R0 (1)电路图 (2)基本原理：通过定值电阻R0的电流I0＝I2－I1，电流表两端的电压U1＝(I2－I1)R0。 (3)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电流表的内阻r1＝； ②若r1为已知量，可求得R0＝。 【例3】 某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量一金属丝的电阻率。其中电流表A1(量程0～100 mA，内阻r1＝4 Ω)、电流表A2(量程0～0.6 A，内阻r2＝1.3 Ω)、电阻箱R(阻值范围0～99.9 Ω)、定值电阻R0。 (1)图甲中虚线框中可视为一个量程为0～3 V的电压表，则定值电阻R0＝______ Ω(结果保留2位有效数字)。 (2)实验操作步骤如下： a．如图乙所示，用螺旋测微器测量金属丝直径d＝______mm； b．将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度L＝68.00 cm； c．合上开关，调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和对应的电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2，并根据多组测量数据，作出如图丙所示的I1I2图像。 (3)根据图丙图像，该金属丝的电阻为______Ω，电阻率为______ Ω·m。 (结果均保留2位有效数字) (4)根据实验记录的电阻箱阻值R和对应该的电流表A1、A2的示数，能否测得电源电动势和内阻的数值？______(选填“能”或“不能”) 解析：(1)改装量程为0～3 V的电压表，应该串联一个电阻，R0＝ Ω－4 Ω＝26 Ω。 (2)根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 0．5 mm＋0.01×18.0 mm＝0.680 mm。 (3)根据欧姆定律有Rx＝－r2，则有I1＝，根据题 图丙可知＝，解得Rx≈2.0 Ω，根据Rx＝ρ，S＝π，解得ρ＝，代入相应数据，解得ρ≈1.1×10－6 Ω·m。 (4)根据闭合回路欧姆定律有I1(r1＋R0)＝E－(I1＋I2)(r＋R)，可知分别取两组电阻箱阻值R和对应该阻值的电流表A1、A2的示数，通过解二元一次方程，能够测得电源电动势和内阻的数值。 答案：(1)26　(2)0.680　(3)2.0　1.1×10－6　(4)能 (1)电路图 (2)基本原理：定值电阻R0两端的电压U0＝U2－U1，通过电压表的电流I1＝。 (3)可测物理量 ①若R0为已知量，可求得电压表的内阻r1＝R0； ②若r1为已知量，可求得R0＝r1。 【例4】 (2023·四川高三模拟)有一个电压表V，其内阻r未知(约15 kΩ～35 kΩ)、量程约25～35 V，共有N个均匀小格，但刻度数值已经模糊。为了测量其量程并重新刻度，现提供下列器材选用： 标准电压表V1(量程0～3 V，内阻为r1＝3 kΩ)； 标准电压表V2(量程为30 V，内阻r2约为30 kΩ)； 滑动变阻器R(总阻值20 Ω)； 稳压电源E(电动势30 V，内阻不能忽略)； 开关、导线若干 (1)用多用电表的欧姆挡粗略测量其内阻，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“×________ ”(选填“1”“10”或“1 k”)。 (2)为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电压表V的量程和内阻r，请设计一个合理的电路图，画在如图所示的虚线方框内，将所选用的器材用相应的符号表示。 (3)根据设计的电路进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针恰好偏转了n格，为了得到待测电压表V的量程，还需要测量的物理量和相应的符号有__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________， 待测电压表V的量程为U＝____________，内阻r＝______________(用测得的物理量和题中已知量的符号表示)。 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”。 (2)因为电压表内阻较大，可将标准电压表V1当作电流表使用，故电路如图所示。 (3)调节滑动变阻器，让待测电压表V的指针恰好偏转n格，记录标准电压表V1的示数U1和标准电压表V2的示数U2，假设待测电压表V的量程为U，则有U2－U1＝U，解得U＝(U2－U1)，因为＝，解得r＝r1。 答案：(1)1 k　(2)见解析图　(3)标准电压表V1的示数U1、标准电压表V2的示数U2 (U2－U1)　r1 电路图如图所示： (1)S接1，调节R2，读出电流表示数为I； (2)S接2，R2不变，调节电阻箱R1，使电流表示数仍为I； (3)由以上可得Rx＝R1。 该方法的优点是消除了电流表的内阻对测量结果的影响，缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化。 【例5】 (2023·贵州毕节三模)如图甲所示，某同学发现将一块满偏电流为50 μA的小量程电流表，改装成0 ～ 1 mA、0 ～ 10 mA两个量程的电流表，需用R1＝4.22 Ω和R2＝37.89 Ω的电阻。 (1)由上述数据，计算小量程电流表的内阻Rg＝______ Ω。(计算结果保留3位有效数字) (2)该同学为验证计算结果，设计了如图乙所示的电路，测量小量程电流表的内阻。A是标准电流表，R和R0分别是滑动变阻器和电阻箱，S是单刀开关，S1是单刀双掷开关，E是电源。完成下列填空： ①将S1拨向接点1，接通S，调节滑动变阻器R，使小量程电流表指针偏转到适当位置，记下此时______________的读数I； ②然后将S2拨向接点2，保持①步骤中滑动变阻器R的位置不变，调节电阻箱R0，使标准电流表的读数________，记下此时R0的读数； ③多次重复上述过程，计算R0读数的______，即为待测小量程电流表的内阻，在误差允许的范围内，发现小量程电流表的内阻无误。 解析：(1)根据电流表改装原理有＋Ig＝I，I＝1 mA，解得Rg≈800 Ω。 (2)本实验采用等效替代的思想，通过电阻箱等效替代待测电流表的阻值，使标准电流表A读数不变；为降低测量的偶然误差，需多次重复上述过程，计算R0读数的平均值。 答案：(1)800　(2)①标准电流表A　②仍为I(或“不变”)　③平均值 如图所示，在a、b间接一灵敏电流计，当其读数为零，即Uab＝0时，相当于a、b间断路，此时φa＝φb，则有IR1＝I′R3，IR2＝I′R4，两式相除得＝，即R1R4＝R2R3，此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值。 【例6】 (2023·福建宁德一模)某兴趣小组想要较精确地测量灵敏电流计G1的内阻Rg，实验室中可供利用的器材有： 待测灵敏电流计G1：(量程0～1 mA，内阻约500 Ω) 灵敏电流计G2：(量程0～2 mA，内阻约200 Ω) 定值电阻R1：(阻值为400 Ω) 定值电阻R2：(阻值为600 Ω) 电阻箱R：(0～999.9 Ω) 直流电源：电动势1.5 V 开关一个，导线若干。 该小组设计的实验电路图如图所示。连接好电路，并进行实验。 (1)实验时，先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值，闭合开关。减小电阻箱的阻值时，观察到灵敏电流计G2的示数也减小，则此时a点电势比b点电势________(选填“高”或“低”)。 (2)继续减小电阻箱的阻值，当G2的示数为0时，电阻箱的示数为750.9 Ω，G1的示数为0.80 mA，则G1的内阻Rg＝________Ω。 (3)该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果________(选填“有”或“没有”)影响。 解析：(1)实验时，先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值，闭合开关，再减小电阻箱的阻值时，a点电势降低，发现G2的示数也减小；通过G2的电流方向由a到b，则此时a点电势比b点电势高。 (2)当G2示数为0时，电阻箱的示数为750.9 Ω，G1的示数为0.80 mA，则有＝，可得G1的内阻为Rg＝R＝×750.9 Ω＝500.6 Ω。 (3)根据＝可知，该电源的内阻对G1的内阻Rg的测量结果没有影响。 答案：(1)高　(2)500.6　(3)没有 $$