内容正文:
第2课时 伏安法测电阻的不同接法
01
课堂检测·自我诊断
学习任务一
学习任务二
内容概览
学习目标 学后评价
1.掌握电流表的内接法和外接法,会对两种接法进行误差分析,并能在实际中进行正确选择。 优秀□ 良好□
2.掌握滑动变阻器的限流式和分压式接法的特点,并能在实际中进行正确选择。 优秀□ 良好□
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学习任务一 电流表的两种接法
【新知导学】
1.电流表的两种接法
项目 内接法 外接法
电路
误差
分析 电压表示数
UV=UR+UA>UR
电流表示数
IA=IR
R测=>=R真 电压表示数
UV=UR
电流表示数
IA=IR+IV>IR
R测=<=R真
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
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2.选择电流表内、外接的常用方法
(1)直接比较法
适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计的情况。当Rx≫RA时,采用内接法,当Rx≪
RV时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”。
(2)比值法
当>,即Rx>时,电压表分流影响大,用电流表内接法;当<,即Rx< 时,电流表分压影响大,用电流表外接法;当=,即Rx=时,两表影
响相同,两种接法均可。
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(3)试触法
适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法;若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,应选外接法。
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【辨析明理】
1.判断下列说法的正误
(1)当待测电阻的阻值远大于电流表内阻时,采用电流表外接法测量电阻的误差较小。
( )
(2)用伏安法测电阻,无论采用电流表内接法还是外接法,测量值都与真实值存在误差。
( )
(3)当电流表内阻和电压表内阻已知时,不管待测电阻的阻值大小如何,都可以通过一定
的计算方法得到电阻的准确值。( )
(4)对于一个未知阻值的电阻,我们可以先通过估算电阻大小,再结合电流表和电压表的
内阻来选择合适的测量接法以减小误差。( )
提示:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
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2.若已知电流表内阻RA=0.2 Ω,采用电流表内接法测量某电阻时,电压表读数为6 V,电流表读数为2 A,那么该电阻的测量值和真实值分别是多少?
提示:测量值R测==3 Ω;根据U=I(R真+RA),可得真实值R真=-RA=3 Ω-0.2 Ω =2.8 Ω。
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【典例精研】
[典例1](2025·北京高二检测)如图所示,甲、乙两图为测灯泡电阻R的电路图,下列说法不正确的是( )
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法
叫电流表内接法
B.甲图中R测>R真,乙图中R测<R真
C.甲图中误差由电压表分流引起
D.乙图中误差由电流表分压引起
√
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【解析】选B。甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法,A正确,不符合题意;甲图中由于电压表的分流作用,导致电流测量偏大,故R测<R真,乙图中由于电流表的分压作用,导致电压测量偏大,故R测>R真,B错误,符合题意;根据上述分析可知,甲图中误差由电压表分流引起,乙图中误差由电流表分压引起,C、D均正确,不符合题意。
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【对点训练】
小闽同学拆开一个损坏的电表,发现内部有一绕线电阻丝,从资料查得其电阻率为ρ。为测量该绕线电阻丝的长度L,他进行了以下实验。
首先用伏安法测绕线电阻丝的阻值。为减小误差,用图示电路进行实验,发现当S分别接a、b时,电流表的示数几乎不变,而电压表的示数变化较大,则测量时S应接到 (选填“a”或“b”),此测量值 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
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【解析】当S分别接“a”“b”时,电流表的示数几乎不变,而电压表的示数变化较大,说明电流表分压较大而电压表分流较小,为减小实验误差,电流表应采用外接法,测量时S应该接到a;电流表采用外接法,由电压表的分流作用可知,测量值小于真实值。
答案:a 小于
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学习任务二 滑动变阻器的限流式和分压式接法
【新知导学】
1.滑动变阻器的两种接法
比较项目 限流接法 分压接法
两种接法
电路图
负载R上电
压调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E
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比较项目 限流接法 分压接法
负载R上电
流调节范围 ≤I≤ 0≤I≤
闭合S前
滑片位置 b端 a端
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2.两种接法的选择
(1)实验中若要求用电器两端的电压从零开始可连续变化或电压变化的范围较大,则只能选用分压接法。
(2)若滑动变阻器作为限流器不能控制电流以满足实验要求,即若滑动变阻器的阻值调到最大时,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,则必须选用分压接法。
(3)通过比较用电器电阻Rx与滑动变阻器总电阻R0的关系来确定滑动变阻器作为分压器还是限流器,当Rx≫R0时采用分压接法。
(4)负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R0相差不多,或R0稍大,且电压、电流变化不要求从零调起,采用限流接法。
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【辨析明理】
判断下列说法的正误
(1)滑动变阻器采用限流接法时,电路中的电流一定比分压接法时小。( )
(2)采用限流接法时,若闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处,可能会损坏电路中的元件。( )
(3)滑动变阻器的分压式接法能使待测电路获得的电压调节范围比限流式接法更大,所以在任何情况下都应优先选择分压式接法。( )
(4)采用滑动变阻器的分压式接法时,闭合开关前,为保护电路,应将滑片置于使待测电阻两端电压为零的位置。( )
提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√
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【典例精研】
[典例2](多选)(2025·桂林高二检测)如图所示电路中,电源通过滑动变阻器对灯泡L供电,通过改变滑动变阻器滑片P的位置可以控制灯泡的亮度。关于滑动变阻器的连接方式和闭合开关S后灯泡亮度的变化(电压和功率不超过额定值),下列说法正确的是( )
A.采用的是限流式接法
B.采用的是分压式接法
C.滑片P往a端滑动时灯泡变亮
D.滑片P往b端滑动时灯泡变亮
√
√
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【解析】选B、D。由题图所示电路,可知滑动变阻器全接入电路中,且滑动变阻器左部分与灯泡并联,并联后再与滑动变阻器右部分串联,所以采用的是分压式接法,A错误、B正确;滑片P往a端滑动时与灯泡并联部分电阻减小,分压减小,灯泡变暗,滑片P往b端滑动时与灯泡并联部分电阻增大,分压增大,灯泡变亮,C错误、D正确。
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【对点训练】
(多选)甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R是滑动变阻器,P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,Rx是待测电阻,下列说法正确的是( )
A.在闭合开关测量前,甲、乙两图中滑片P都
应置于b端
B.甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零
C.Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,选择乙图电路连接
√
√
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【解析】选A、D。甲是滑动变阻器的限流接法,在闭合开关测量前,甲滑片P应置于最大阻值处,即处于b端;而乙是滑动变阻器的分压接法,在闭合开关测量前,乙滑片P应该把测量电路短路,即处于b端,A正确;乙待测电阻Rx上的电压可以调到零,甲待测电阻Rx上的电压调不到零,B错误;Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择分压接法,即乙图电路连接,C错误;在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,电流值和电压值均须从零开始,所以应选择分压接法,即乙图电路连接,D正确。
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01
课堂检测·自我诊断
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1.如图,滑动变阻器中A、B是电阻丝的两个接线柱,C、D是金属杆的两个接线柱。滑动变阻器接入电路的方法有两种,其中一种是把A和B接线柱接入电路中,在A、C间接入用电器,这种接法叫分压接法。关于分压接法,下列操作与现象正确的是 ( )
A.为保证用电器安全,闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.当P由A向B移动时,用电器两端的电压将逐渐变大
C.当P由B向A移动时,用电器两端的电压将逐渐变大
D.若在A、D间接入用电器,则闭合开关前,滑片P应滑到B端
√
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【解析】选B。为保证用电器安全,闭合开关前,应使用电器两端电压最小(为0),则与用电器并联部分AP电阻最小,即滑片P应滑到A端,A错误;当P由A向B移动时,AP部分电路的阻值增大,PB部分电路的阻值减小,因为用电器与AP部分并联,根据串、并联规律可知用电器两端的电压将逐渐变大,B正确,C错误;在A、D间接入用电器与在A、C间接入用电器,电路连接情况完全相同,所以为保证用电器安全,闭合开关前,滑片P应滑到A端,D错误。
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2.如图所示的电路中,A、B之间电压U保持不变,R是定值电阻,两端电压为UR,R1是滑动变阻器。下列说法正确的是 ( )
A.R1与R是并联关系
B.滑片在最上端时电流表示数最大
C.滑片向下滑动时电压UR增大
D.改变滑片位置,UR的最小值可以为0
√
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【解析】选C。R1与R是串联关系,A错误;滑片在最上端时,滑动变阻器接入电路阻值最大,电路电流最小,即电流表示数最小,B错误;滑片向下滑动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路电流增大,根据UR=IR可知电压UR增大,C正确;改变滑片位置,电路电流不可能为0,则UR的最小值不可以为0,D错误。
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3.某实验小组要用内阻约为5 kΩ的电压表和内阻约为2 Ω的电流表测量一个电阻的阻值(约为25 Ω)。
(1)为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路
是图中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)若用上述电路测量出多组U、I值,选用某组数据用Rx=算出电阻值,则计算值与真实值相比 (选填“偏小”“相等”或“偏大”)。引起上述误差的原因是 。
A.电压表分流 B.电压表分压
C.电流表分流 D.电流表分压
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【解析】(1)由题意可知=252 Ω2=625 Ω2,RARV=2×5 000 Ω2=10 000 Ω2, <RARV,所以待测电阻为小电阻,为了尽量提高测量精度,应将电流表外接,应选择的测量电路为图甲。
(2)该电路所测得的U为待测电阻两端的电压,I大于待测电阻中的电流值,所以用Rx=算出的电阻值与真实值相比偏小;引起上述误差的原因是电压表的分流作用。故选A。
答案:(1)甲 (2)偏小 A
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