专题2.6 电阻测量的五种方法1-2019届高考物理一轮复习之热点题型

专题2.6 电阻测量的五种方法1 电阻测量问题是高考物理实验考查的热点，电阻的测量实验能全面考查电学中电压表、电流表的使用与读数，欧姆表的原理及应用，电路的选择，实验方法的选择，实验数据的处理方法等。关于电阻的测量方法，常见的有伏安法、多用电表测量法、等效替代法、半偏法及电桥法等。 方法1 伏安法 伏安法测电阻的原理：部分电路欧姆定律R＝。 1. 两种控制电路 限流式控制电路、分压式控制电路如图所示。 若变阻器阻值较小，一般设计为分压式；若变阻器阻值较大，一般设计为限流式，在二者都可行时，优先考虑限流式。 2.两种测量电路 连接方式、原理图 误差来源 测量值与真实值的关系 适用范围 外接法 电压表分流 电流表的读数大于流过待测电阻的电流，故R测<R真 测小 内接法 电流表分压 电压表读数大于待测电阻两端的电压，故R测>R真 测大电阻 【典例1】某同学要测量一段金属丝的电阻，当他用多用电表粗测该金属丝的电阻时，发现其电阻很小。为了较精确地测量该金属丝的电阻。他设计了如图甲所示的电路原理图，其中定值电阻的阻值为R0＝5.0 Ω，其余器材如下： ①电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)； ②电压表(量程0～3 V，内阻约为9 kΩ)； ③滑动变阻器R(阻值0～20 Ω)； ④电源：电动势为3.0 V，内阻不计； ⑤开关、导线若干。 试分析下列问题： (1)在本实验中闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至________端(填“a”或“b”)。[来源:学|科|网Z|X|X|K] (2)在图乙所示实物图中，已正确连接了部分导线，请根据实验电路图将实物图连接好。 (3)实验中将多次测量出来的数据已经描入了如图丙所示的U-I坐标系中，并且已经作出了U-I图像。根据图像可求得该金属丝的电阻为Rx＝________Ω(保留两位小数)。 总结提升 在运用伏安法测电阻时，已有的电压表或电流表的量程可能太小或太大，为了满足安全、精确的原则，常采用增加分流电阻或分压电阻的方法，本题就增加了分压电阻。实物连线时不仅要考虑电压表和电流表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 【跟踪训练】 要测量电压表V1的内阻RV1，其量程为2 V，内阻约2 kΩ。实验室提供的器材有： 电流表A，量程0.6 A，内阻约为0.1 Ω； 电压表V2，量程5 V，内阻约为5 kΩ；[来源:学。科。网Z。X。X。K] 定值电阻R1，阻值为30 Ω 定值电阻R2，阻值为3 kΩ； 滑动变阻器R3，最大阻值100 Ω，额定电流1.5 A； 电源E，电动势6 V，内阻约0.5 Ω； 开关S一个，导线若干。 (1)某同学设想按甲图所示电路进行测量，读出电压表V1和电流表A的示数后，用欧姆定律计算出RV1。该方案实际上不可行，最主要的原因是 __________。 (2)另一同学设计出如图乙所示的电路来测量电压表V1的内阻RV1。 ①图中R0应选 ________ 。(选填“R1”或“R2”) ②在图丙中完成实物连线。 ③接通电路后，调整滑动变阻器的滑动触头在适当的位置，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，定值电阻的阻值为R0，则计算电压表V1的内阻RV1的表达式为RV1＝______ 。 方法2 半偏法 1. 实验原理 半偏法有以下两种情况 (1) 半偏法测电流表的内阻RA：如图甲所示，闭合S断开S2，调节滑动变阻器R1，使电流表达到满偏值I0；保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的读数等于，然后读出电阻箱R2的值，则有RA＝R2。 (2)半偏法测电压表的内阻RV：如图乙所示，闭合S，将电阻箱R2调为零，调节滑动变阻器R1，使电压表达到满偏值U0；保持R1不变，调节R2，使电压表的示数为，记下此时电阻箱的示数R2，则有RV＝R2。 2. 两种半偏法的比较(结合图甲、乙) 测电流表内阻RA 测电压表内阻RV 实验条件 R1≫RA R1≪RV[来源:学科网ZXXK] 误差产生原因 闭合S2后，总电流变大，IR2> R2连入后，与R2两端的电压变大，UR2> 测量结果 RA测＝R2<RA RV测＝R2>RV [来源:学*科*网Z*X*X*K] 【典例2】(2018·吉林调研) 现有一块直流电流计G，满偏电流为200 μA，内阻约为400 Ω，某同学想把它改装成量程为2V的电压表，他首先根据图示电路，用半偏法测定电流计G的内阻。 (1)为提高测量准确度，在以下器材中，电阻器R应选用________；电池应选用____________(选填器材前的字母)。 A．电池(电动势1.5 V，内阻不计) B．电池(电动势4.5 V，内阻不计) C．电阻箱(0～999.9 Ω) D．滑动变阻器(0～500)Ω