11.3 专题 伏安法测电阻的两种接法及滑动变阻器的两种接法 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

教 学 课 件 11.3伏安法测电阻的两种接法及滑动变阻器的两种接法 复习回顾： 1、游标卡尺和螺旋测微器是测量什么的工具？ 2、游标卡尺的结构？各部分的作用是什么 3、游标卡尺的读数原理？ 4 、游标卡尺的两种读数方法（加法和减法）？ 5、 螺旋测微器的结构？测距原理？ 6、螺旋测微器的读数公式？读数时需要不需要估读？如果以mm 为单位，小数点后边有几位？（千分尺） 2 伏安法测电阻的两种接法 滑动变阻器的限流和分压接法 01 02 目录 CONTENTS 3 伏安法测电阻的两种接法 PART 1 4 一、伏安法测电阻的两种接法 1.利用电压表测电压，用电流表测电流，再应用欧姆定律，测出未知电阻的阻值的方法称为“伏安法测电阻”。 初中认为电流表内阻为零，电压表内阻 无穷大，称之为理想电表。 电表内阻的存在，会对电阻的测量值产 生怎样的影响？ (1) ①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” 。 A V Rx 2.两种方法 ②误差分析：电压表分流I测=Ix+IV ③R测=  =  <Rx,测量值小于真实值(小外偏小) （2）①电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” 。 A V Rx ②误差分析：电流表分压U测=Ux+UA ③R测=  =Rx+RA>Rx,测量值大于真实值(大内偏大) 既然外接法和内接法都有误差！那么两种电路如何选择呢？ 3.电路选择方法 (1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法,即“大内小外”。 A V Rx A V Rx (2)临界值计算法 当 （即 )时用内接法 当　　 （即 )时用外接法 当　　 （即 )时两种接法 均可 外接法 内接法 (3)实验试探法:按如图所示电路图接好电路,让电压表的可动接线端先后与a、b处接触,如果电压表的示数有较大变化,而电流表的示数变化不大,则应采用电流表外接法;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,则应采用电流表内接法。 若安培表示数有明显变化， 即　　　　 用内接。 若伏特表示数有明显变化， 即　　　　 用外接； 小结 Ⅰ直接比较法 设待测电阻Rx、电流表的内阻RA、电压表的内阻RV，若已知三者的大约值，则Rx是大电阻还是小电阻的判别法如下： 称Rx为小电阻 称Rx为大电阻 Ⅱ阻值比值法 当 时， 称Rx为大电阻 称Rx为小电阻 当 时， Ⅲ公式判别法 选用电流表内接法 选用电流表外接法 Ⅳ.误差：大内偏大， 小外偏小 例1.（多选）如图甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是（ ） A.甲图的接法叫作电流表外接法，乙图的接法叫作电流表内接法 B.甲中R测>R真，乙中R测<R真 C.甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R<<RV，故此法测电阻较小的灯泡好 D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R>>RA，故此法测电阻较大的灯泡好 ACD 例2.如图所示，在使用伏安法测量电阻Rx时，有两种电路连接方法如图中甲、乙所示。以下说法中正确的是（ ） A.当Rx<<RV时，用乙图测量误差较小 B.当Rx<<RV时，用甲图测量误差较小 C.Rx比RV小得越多，采用甲图时，由于电流表分压而引起的误差越小 D.Rx比RV大得越多， 采用乙图时，由于电流表的分压而引起的误差越小 A 例3.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω， 电压表Ⓥ的内阻约为2kΩ，电流表Ⓐ的内阻约为10Ω， 测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所 示，计算结果由计算得出，式中U与I分别为电压表和 电流表的读数。 若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为 Ra和Rb，则____更接近待测电阻的真实值，且测量值Ra _______（填“ 大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rb_______（填“大 于”、“等于”或“小于”）真实值。 Ra 大于 小于 滑动变阻器的限流和分压接法 PART 2 19 测量未知电阻时，需取同一电阻的多组电压和电流值。此时可接入滑动变阻器，能起到直接改变测量电阻的电流或电压大小的作用，达到测多组数据的实验效果。 那么，滑动变阻器该如何接入电路呢？ 1.限流式 E S R A B P Rx (1)图中变阻器起限流作用，待测电阻Rx的电压可调范围为 (2)限流式电路的特点： ①电压不能从零开始调节，调节范围较小，但电路结构较为简单 ②电能损耗较小 一上一下 两个接线柱 二、滑动变阻器的限流和分压接法 (1)图中变阻器起分压作用，待测电阻Rx的电压可调范围： (2)分压式电路的特点： E S P Rx R A B ①电压可以从零开始调节，调节范围较大。 但电路结构较为复杂 ②电能损耗较大 一上两下 三个接线柱 2.分压式 ①限流式接法： 优点：电路结构简单、操作方便、耗能少。 缺点：电压或电流不能从0变起、调节范围小。 U0 S R0 A B P Rx U0 S P Rx R0 A B ②分压式接法： 优点：电压或电流能从0调节，调节范围大。 缺点：电路结构复杂、操作不方便、耗能多。 3.两种接法的优缺点 4.限流电路和分压电路选择 （1）若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即滑动变阻器阻值调至最大时，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，则必须选择分压式。 （2）限流式适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。 大载分压，小限流 （3）若实验中要求电压调节从0开始连续可调，能够测出多组数据，则必须采用分压式电路。 （4）当电路对限流和分压没有明确要求时，采用限流接法比分压接法节能 。 总结：以下3种情况必须用分压接法： (1)当要求电压或电流从0开始时; (2)小滑阻控制大待测电阻，必须用分压； (3)当采用限流接法最小电流仍超过电表量程时； 28 例4：要测量的电阻Rx约为几欧，已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约 20kΩ，电源为干电池,电源电压U=4.5V，内阻很小。则以下电路图中 （选填“A”或“B”或“C”或“D”）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 A B C D A 小 例5、某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx、开关S、导线外，还有下列器材供选用： A．电压表(量程0～1 V，内阻约10 kΩ) B．电压表(量程0～10 V，内阻约100 kΩ) C．电流表(量程0～1 mA，内阻约30 Ω) D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.05 Ω) E．电源(12 V，额定电流2 A) F．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω) (1)为使测量值尽量准确，电压表选用____，电流表选用_____， (均填器材的字母代号) (2)画出测量Rx阻值的实验电路图． B C 例6.一只小灯泡，标有“3 V，0.6 W”字样，现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12 V，内阻为1 Ω；最大阻值为5 Ω的滑动变阻器；电流表的内阻为1 Ω；电压表的内阻为10 kΩ；开关一个、导线若干。 （1）在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误 差，电流表应采用　　　　（选填“内接”或“外 接”）法。滑动变阻器应采用　　　　（选填“分 压式”或“限流式”）接法。 （2）在右面的虚线框内画出你所设计的实验电路 图（尽量减小实验误差）。 外接 分压式 谢 谢 聆 听 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 Lavf57.41.100 $$