2019-2020年高考物理 第8章 电学实验 电阻的测量方法（二）（第3课时）复习导学案.doc

2019-2020年高考物理 第8章 电学实验 电阻的测量方法（二）（第3课时）复习导学案【学习目标】（在学习完本节课后检查检查自己学习目标是否完成）1、掌握半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理，及误差分析。【重点、难点】重点：半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理 难点： 误差分析【电阻的测量方法】2、半偏法：由于电表内阻的存在，半偏法适合用于测量表头的内阻（1）、限流电路：电路如图所示，此电路一般用于测量内阻较小的表头内阻，如灵敏电流计的内阻。原理：R2支路与G支路电阻相同时流过的电流相同。操作过程：打开S2,R1调至最大值，闭合S1；调节R1使电流表达到满偏值Im；闭合S2，保持R1值不变，调节R2使电流表示数半偏；读出R2的数值，即R2=Rg误差分析：因R2的接入，电路的总电阻变小，总电流大于满偏电流Im，所以，流经R2的电流大于流经电流表G的电流，则，R2Rg,所以，测量值偏小。由上分析知R1与Rg的比值越大，实验的误差越小，所以，提高电源的电动势可以减小实验误差。请你回答这是为什么？ 你还能提出几个减小误差的方法？ （2）、分压电路:电路如图所以，此电路一般用于测量内阻较大的表头内阻，如电压表的内阻。原理：R1的数值与RV的数值相等时，分得电压相等操作过程：R置于a端，R1调至0；闭合S，调节R使电压表示数达到满偏值Um;保持R值不变，调节R1，使电压表示数半偏；读出R1的值，即，R1=Rv误差分析：因R1的接入，Pe两端的电阻增大，电压UPe增大，大于电压表的满偏值Um，则，R1两端电压大于Um/2,则，R1Rv,即测量值偏大。使用阻值较小的滑线变阻器；提高电源电动势可以减小实验误差。请你回答这是为什么？ 【规律训练题】：1、(xx全国高考)有一电流表A，量程为1mA，内阻rg 约为100。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱Ro，最大阻值为99 999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为10 k滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a断开s1和s2，将R调到最大b合上S1，调节R使A满偏；c合上S2，调节R1使A半偏，此时可以认为A的内阻Rg=R1试问:(i)在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择_；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择_，电源E应该选择_。(ii)认为内阻rg=R1，此结果与rg的真实值相比_。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）答案：（）R0 甲 E2 （）偏小。2：（xx北京卷）（）某同学要把一个量程为200A的直流电流计G，改装成量度范围是04的直流电压表。她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻0约为k。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用_，电阻器1应选用_，电阻器2应选用_（选填器材前的字母）电源（电动势1.5）电源（电动势6）电阻箱（0999.9）滑动变阻器（0500）电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（05.1 k）电位器（051 k）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是_，_，_，_，最后记录1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母） 闭合闭合调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半调节的阻值，使电流计指针偏转到满刻度如果所得的的阻值为300.0，则图中被测电流计G的内阻g的测量值为_，该测量值_实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。答案：（1）B C FB C A E300 略小于串 19.7（2）如右图所示3.0 0.50 27.03、一只量程为1V，内阻Rv约为900的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻，实验室提供了以下可供选择的器材：A、待测电压表VB、滑动变阻器：最大阻值l000，额定电流1AC、滑动变阻器：最大阻值10，额定电流1AD、电阻箱：最大阻值999.9，阻值最小改变量0.1nE、电阻箱：最大阻值99.9,，阻值最小改变量0.1F电池组：电动势约3V，内阻约1G导线和开关若干(1)为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路：如图2-3-6所示的甲和乙，要使测量较精确，应选择图_所示的电路在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，滑动变阻器应选_，电阻箱应选_（用器材前的序号字母表示）（乙、C、D ）(2)用半偏法测量该电压表内阻的实验步骤：闭合电键S1和S2，调节滑动变阻器R使电压表满偏；断开S2，保持R不变，调节_，使电压表_；读出此时电阻箱的阻值R0，即为电压表内阻。（ R0、半偏）4、（皖北协作区xx高三联考）为了测定电流表A1的内阻，某同学采用如图所示的实验电路其中：A1是待测电流表，量程为300A，内阻约为100；A2是标准电流表，量程为200A,R1是电阻箱，阻值范围是0999.9；R2是滑动变阻器；R3是保护电阻；E是电池组，电动势为4V，内阻不计；Sl是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关(1)根据图示电路的实物图，请在下面虚线框中画出实验电路图(2)请将该同学的操作补充完整：连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最_（填“左端”或“右端”）；将开关S2扳到接点a处，接通开关sl；调节滑动变阻器R2，使电流表A2的示数为150A；将开关S2扳到接点b处，_，使电流表A2的示数仍为150A；若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，则待测电流表A1的内阻Rg_(3)在上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用_（填写阻值前相应的字母）A、200 k B、20 k C、15 k D、150k5、（xx安徽省高考压轴卷）某同学设计了如图丁所示的电路来测量一个量程为3V的电压表的内电阻（几千欧），实验室提供直流电源的电动势为6V，内阻忽略不计；请完成图戊的实物连接；在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：_；A.变阻器A（0-2000，0.1A）B.变阻器B（0-20，1A）C.变阻器C（0-5，1A）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最_端，并将电阻箱阻值调到_（填“0”或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电压表满偏，此后滑片P保持不动；调节变阻箱的阻值，记录电压表的读数；最后将电压表读数的倒数与电阻箱读数R描点，并画出图已所示的图线，由图象得，待测电压表的内阻值为_。（保留两位有效数字） . 【答案】.连线如图 .B .左，0 .3.0103（3.0k）【解析】认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变，变阻器需满足，C答案电流不满足，所以选择B.从保护电路角度。所以填 “左，0”。. 两点间的电压保持不变,则,变形得:根据图像的斜率和截距，即可求出。3、等效替代法测电阻利用电阻的等效性，即：在特定情况下，如果一个未知电阻在电路中所产生的效果与一个已知电阻相同，则可认为这两个电阻的阻值相等，为了使已知电阻能与未知电阻产生相同的效果（阻值相同），一般用电阻箱作为已知电阻。用等效替代法测电阻时为了能够在未知电阻与电阻箱之间切换，一般要用到单刀双掷开关（有时用两个单刀开关），因此，在题目提供的器材中，如果有单刀双掷开关（或两个单刀开关）以及电阻箱时，应优先考虑用等效替代法【规律训练题】：1、要测出一个未知电阻Rx的阻值（阻值约为4），现有如下器材：读数不准的电流表A（满偏电流约为0.6A），滑动变阻器R（最大阻值20），电阻箱R1（最大阻值99.9），电源E1（电动势为2V，内阻不计），电源E2（电动势为6V，内阻不计），单刀单掷开关K1，单刀双掷开关K2，导线若干现要求尽量精确地测量Rx的阻值(1)某同学经过分析确定用等效替代法请你说出不能使用伏安法的理由 该同学设计了两个实验电路图，用哪个效果较好，说出理由 (2)完成下列实验步骤，并排出合理的顺序 A、闭合K1，B、将K2与R1接通，C、调节R1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，D、将K2与Rx接通，记下电流表指针所指位置；E、记下R1的值；则Rx的值为 。 （3）使用电压表能进行等效替代测电阻吗？若能请你设计一个电路。以上我们学习了测电阻的常用的三种方法，其它的方法同学们注意总结。【解析】本题提供的一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻（1）根据实验所给器材，有如图2-3-8所示两种电路可以测出Rx；由于乙图所示电路中，调节R1时，电流表变化更加明显，因此测量准确度更高，且电路乙比较简洁，故应选用乙图所示电路(2)主要步骤：闭合K1，将K2与Rx接通，记下电流表指针所指位置；将K2与R1接通，调节R1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，记下R1的值；则Rx=R1【发散拓展】若用如图2-3-9所示电路测量Rx时，其主要实验步骤为：闭合K1，将K2与Rx接通，调节滑动变阻器使电压表有较大的示数，并记录；将K2与R1接通，调节R1的阻值，使电压表的示数与相同，记下R1的阻值；则Rx=R14、用惠斯通电桥测电阻。此法是一种精度很高的测量方法，其电路如图所示，R1为电阻箱，R3、R4为已知阻值的定值电阻，Rx为待测电阻，如果电路中满足R1/ Rx= R3/ R4，则电流表中电流为0，当然如果把电流表换成电压表示数同样为0（只是误差较大），利用这一关系我们可以测出电阻Rx。【规律训练题】：1、用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=L1，PN=L2，则Rx的阻值为A. B.C. D. 答案：C解析：当通过电流表的电流为零时，说明电流表的两端电势相等，MP与R0的电压相等，PN与Rx的电压相等，根据串并联关系有 R0: Rx，解之有Rx=，故C对，A、B、D错。R1R2S1AS22（湖北省xx届高三八校联考）在测量一电阻（约为100）的实验中已使用了如下器材：电源（电动势约3V，内阻不计）、开关2只、导线若干。为完成测量还需要一个电流表和一个电阻箱，待选器材如下。A电流表 ：量程10mA，内阻约为50B电流表 ：量程0.6A，内阻约为1C电阻箱：最大电阻99.99D电阻箱 ：最大电阻999.9（1）上述器材中，电流表应选择_ 电阻箱应选择_（填器材前的字母）（2）试画出测量电阻的电路图。（3）实验中需要测量的数据是_ _用所测的物理量表示待测电阻=_23（1）A （2分） D（2分）（2）如图所示（2分）（3）闭合开关前电阻箱的读数R1（1分）闭合开关后电阻箱的读数R2（1分） （1分）（若改变R1 R2描述顺序，只要回答正确亦给分）【课后总结】学完本节课，你一定要归纳一下物理方法或解题方法，标记出自己还没有掌握的或者有疑问的点，并督促自己尽快解决。归纳内容：1、2、