电阻测量专题(一).学生版doc

1、电阻测量专题（一）知识要点：（一）电阻测量的新理念：从9 5年到2006年十一年间，全国高考与各省市高考的物理试卷中，以设计性实验的 形式考查电阻测量的原理和方法的试题就有40多个，涉及定值电阻、电压表内阻、电流表 内阻、电源内阻的测量等情形。就是这种在伏安法的基础上演变而来的设计性实验，每年 却让许多考生失利。这主要是由考生观念不新，思路不广，在运用伏安法时,生搬硬套造成 的。在此，老师向大家介绍几种电阻测量的新思路和新方法，帮助考生开阔思路，提高创新 能力。“伏伏”法、“安安”法、“加R”法等测量电阻的新方法是伏安法的原理同具体的 测量实际相结合的产物，是对伏安法测电阻的原理的丰富和发展，

2、如果学生掌握了这一新理 念，就能创造性地完成电阻的测量这一类设计性实验。1.“伏伏”法“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电压表测 电流（或算电流），此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考 虑电压表的量程，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。1. 1利用“伏伏”法测电压表的内阻例1为了测量量程为3 V的电压表v的内阻（内阻约2000Q）,实验室可以提供的器 材有：电流表为，量程为，内阻约0. 1。；电压表匕，量程为5V,内阻约3500Q；变阻箱与阻值范围为0 -9999Q ；变阻箱屈阻值范围为0-99.90：滑动变阻器最大阻值约为10

3、0Q,额定电流1.5A；电源E,电动势6V,内阻约0.5Q：单刀单掷开关K,导线若干。（1）请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出 电路原理图（图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。（2）写出计算电压表v的内阻与，的计算公式为用，=。1 . 2利用“伏伏”法测定值电阻的阻值例2用以下器材测量电阻段的阻值（频一。000）：电源E,有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表匕，量程为L"内阻外=750。：电压表匕，量程为5V.内阻2 =25000；滑线变阻器R,最大阻值约为100C;单刀单掷开关K,导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不

4、小于其量程的3,试画出测量电阻段的一种实验电路 原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。若电压表匕的读数用q表示，电压表匕的读数用表示，则由已知量和测得量表示氏的公式为3 02. “安安”法“安安”法是利用两块电流表测电阻的一种方法，这一方法的创新思维是运用电流表测 电压（或算电压），此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电 流表的量程外，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。2.1利用“安安”法测电流表的内阻例引从下列器材中选出适当的实验器材，设计一个电路来测量电流表4的内阻外,要求 方法简捷,有尽可能高的精确度，并测量多组数据。（1）画出实验电路图：标明

5、所用器材的代号。（2）若选取测量中的一组数据来计算4,则所用的表达式。=,式中各符号 的意义是：。器材（代号）与规格如下：电流表4,量程1°"滔,内阻待测（约40C）；电流表量程5。044,内阻G=750C；电压表V,量程10V,内阻G=l0心电阻与，阻值约为l°g;滑动变阻器区2，总阻值约50Q ；电池E,电动势L5V,内阻很小：电键K,导线若干。2. 2利用“安安”法测定值电阻的阻值例4用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：电流表4 （量程250?4,内阻I为5Q）.标准电流表4 （量程300滔.内阻G约为5C）；待测电阻与（阻值约为l0g）

6、,滑动变阻器区2 （最大阻值10Q）;电源E （电动势约为10V,内阻，约为1。），单刀单掷开关S,导线若干。（1）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是,用测的量表示待测电阻与的阻值的计算公式是叫=o3. “加R”法“加R”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时，由于电压表或电流表的 量程太小或太大，为了满足安全、精确的原则，加保护电阻的方法就应运而生，设计电路时 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。3 .1利用“加R”法测电流表的内阻例5某电流表的内阻在°。一022之间

7、，现要测量其内阻,可选用的器材如下：A.待测的电流表4（量程06A）；B.电压表匕（量程3V,内阻约2kQ）；C.滑动变阻器与（最大电阻10Q）:D.定值电阻R?（阻值5Q）；E.电源E （电动势4V）F.电键S及导线若干。（1）画出实验电路图；（2）如测得电压表的读数为U,电流表的读数为L则电流表A内 阻的表达式为:火、=。3. 2利用“加R”法测电源的内阻例6测量电源B的电动势E及内阻，（E约为4.5V,r约为1.50）。可选用的器材如 下：量程为3 V的理想电压表V;量程为0.5A的电流表a （有一定内阻）；固定电阻R = 4C：滑动变阻器R'：电键K,导线若干。（1）画出实验电

8、路原理图，图中各元件需用题目给出的符号或字母标出。（2 ）实验中，当电流表的读数为人时，电压表的读数为U|；当电流表的读数为乙时, 电压表的读数为“2,则可求出£=/ =。（用"、12、02及 R表示）。“伏伏”法、“安安”法、“加R”法等测量电阻的新方法是伏安法的原理同具体 的测量实际相结合的产物，是伏安法的原理在电阻测量中的实际应用：是对伏安法测电阻的 原理的丰富和发展。如果学生掌握了这一电阻测量的新理论，具体问题具体分析，就能在 高考中创造性地完成电阻的测量这一类设计性实验，在高考中立于不败之地。（二）怎样选择内接法与外接法很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候

9、采用内接法,什么时候采用外接法，仅 是知道测大电阻用内接法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就 不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。下而就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外 接法的选择。1 .误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值应该UR对=广段工=是： /测， /X ,即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。当选用外接法(a)时，电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表 测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是

10、电 压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻段的值远小于电压表的内阻叫，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。当选用内接法(b)时,电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压 表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电 流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻段的值远大于电流表的内阻氏力，电流表分去的电 压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻,2 .系统的相对误差由于外接法测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以：IR I相对误差I - Av IxlOO%Rv+

11、R、 人尺 4 + R.内接法(b)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以:=-=x 100%相对误差 &&&当内、外接法相对误差相等时，有Rx + %'，所以凡 "(3 «&)为临界值。当七(即心为大电阻)时用内接法，当&飙隔(即&为小电阻)时用外接法，这样所测的值误差相对较小。当风=4K时，用内、外接法均可。3 .利用试触法确定内、外接法当R，、%、R.a大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路, 空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况,1 MJ如果/ U

12、，说明电压表内阻带来的影响大，即电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大AU AZ电阻”，应采用内接法，如果7厂7,说明电流表内阻带来的影响大，即电阻跟电流表的 电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。图24 .应用举例例:有一未知的电阻为较准确的测出其阻值，先后用如图3 （a）、（b）两种电路进行测试，利用（a ）测的数据为“ 2.7V、5.0mA ”,利用（b）测的数据为“ 2.8V、4.0/nA ”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（）A. 560Q,偏大 B. 560Q .偏小 c. 700Q,偏小 D. 700Q,偏大cz=y R.(b)图3（三）一道伏安法测

13、电阻题的三种解法题目：用电流表（内阻约4。）和电压表（内阻约弘Q）测量电阻r的阻值。分别将图甲 和图乙两种测量电路连到电路中，进行多次测量。按照图甲所示的电路某次的测量情况:电 流表的示数是4.60/九4.电压表的示数是2.50V,按照图乙所示电路某次测量情况，电流表的示数是5.00N.电压表的示数是2.30V。比较这两次测量结果，正确的是（）A.电阻的真实值更接近543Q,且大于543QB.电阻的真实值更接近543c.且小于543QC.电阻的真实值更接近460Q.且大于460QD.电阻的真实值更接近460Q.且小于460Q【模拟试题】（答题时间：60分钟）一.选择题（本题共1 0小题,每小题

14、4分，共40分）1 .某同学用伏安法测电阻,分别采用电流表内接法和外接法，测量某段的阻值分别为与 和品，则测量值与、区2和真实值尺之间的关系是（）A. & >（ > &B. & < 4 < &c.6 > % > R*D R < R2 < R*2 .使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成 测量值（）A.比真实值大B.比真实值小C.与真实值相等D.可能比真实值大，也可能小3 .用伏安法测未知电阻此时，若不知道尺的大概值，为了选择正确的电路接法以减小 误差，可将电路如图1所示连接，只空

15、出电压表的一个接头S,然后将S分别与接触一 下，观察电压表和电流表示数变化情况，则有（ ）A.若电流表示数有显著变化，S应接”B.若电流表示数有显著变化,S应接人C.若电压表示数有显著变化，S应接”D.若电压表示数有显著变化,S应接力图i4 .某同学用电流表外接法测电阻时，误将两表互换位置，则造成的结果为（）A.电阻烧坏B.电流表烧坏C.电压表示数几乎为零D,电流表示数几乎为零5 .为测某电阻R的阻值，分别接成图2所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电 流表的示数分别为3V、3mA,乙电路中两表示数分别为2.9V和则待测电阻的值应 为（）A.比1000C略大一些B.比loom略小一些C.比7

16、25c略大一些D.比725Q略小一些甲乙图26 .用伏安法测一只阻值约的电阻，采用图3所示的电路，所用电源电动势为6V,内阻为0.10,可变电阻的最大阻值为10C,选用下列哪一组电流表、电压表最合适（）A. 0-0.6A；0-3V b, 0-0.6A. 0-15VC. 0 34； 0 3VD. 0 3A： 0 15VR7. 一个用满偏电流为39的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测500Q的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1?4处，则被测电阻的阻值为（）A. 1000Qb. 5000Q C. 150Q D. 2000Q8.图4为多用表欧姆挡的原理示意图，

17、其中电流表的满偏电流为300/M.内阻=10°调零电阻的最大值R = 50kQ,串联的固定电阻凡=50C,电池电动势E = 1.5V，用它测量电阻用，能准确测量的阻值范围是（）A. 30Q802 b. 328g c.300Q 800Q d. 3OQ-8OQ9.将滑动变阻器接成分压电路，如图5所示，由于电路有一处出现故障，致使输出电压不能随滑动键P的位置而改变，不论P如何滑动,Up始终等于0图5V,则故障原因可能是（）A.导线EF段有断开处B.导线A B段有断开处C.滑动键P与电阻R接触不通D.导线BC段有断开处1 o.利用滑动变阻器来改变用电器I上所得到的电压可以有图6中甲、乙两种电

18、路。用R表示滑动变阻器的全部阻值。选择哪 个电路更合适，以下叙述正确的是（）A.若凡>>R,则采用电路中比较合适B.若凡我,则采用电路乙比较合适c. 若Ro'R,则甲、乙电路都合适D.两种电路都能使凡上的电压改变，因此两种电路都适合二.填空题（本题共4小题,每小题5分，共2 0分）11 .用伏安法测电阻时，为了较正确地测定一个标志为R = iog±i°%的电阻，应选 用下列器材中哪一些来测量:。（填序号）A.亳安表，内阻100Q,量程300滔B.电流表，内阻0.2Q,量程1必C.电压表，内阻1。，。,量程15VD.电压表，内阻4xlO'Q,量程3

19、VE.变阻器，规格为200Q.L4F.电源，直流3V12 .某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，指针 指示位置如图7所示，则这电阻值是 o如果要用这多用电表测量一个约200Q的电阻，为了使测量比较精 确，选择开关应选的欧姆挡是 01 3.为测量尺的值，将它与阻值& = 2。的定值电阻串联后接入电压恒定的电路,如图8所示，现用一只电压表分别去测&和用两端的电压，其读数分别为8V和6 V,则 R、=Q： A、B两端的电压上 14VO （填“大于”、“等于”或“小于”）A R, & Bo-CZL3，0图814.如图9所示，用伏安法测电阻凡的值时,M、N接在恒压电源上，当S

20、接时电压表 示数10V,电流表示数0.2A：当s接人时，电压表示数为12V,电流表示数0.154。为了 较准确地测定凡的值5应接在 点,即的真实值为 Q。图9三.计算题（本题共3小题，共4 0分）15. （12分）实验室里有内阻为的电压表及内阻为50Q的电流表各一只，要用它们来 测量一只阻值在500Q左右的电阻，问：（1）为减小误差，应采用何种连接?（2）已知实验数据如 下:实验中电压表的示数为10QV，电流表示数为20.0/儿4,计算待测电阻的准确值。16. （15分）如图1 0 （甲）所示是用伏安法测量电阻的实验电路图，只是电压表未接入 电路中。图10（乙）是相应的实验器材,其中待测量的未

21、知电阻段阻值约为电流表量 程20M、内阻小于1O,电压表量程15V、内阻约L5kQ,电源输出电压约12V.滑动变 阻器A的最大阻值为200Q,滑动变阻器B的最大阻值为20Q.（1）在图甲的电路图中把电压表连接到正确的位置上；（2）根据图甲的电路图把图乙的实物连成实验电路；（3）说明本实验中两个滑动变阻器起什么作用以及有何不同。17. （13分）如图11中的P是一根表而均匀地镀有一层很薄的电阻膜的长陶瓷管（电阻膜 布满圆柱体的外侧而）。陶瓷管的长度约为50。，外径约为6a，所用电阻膜材料的电阻 率已知为。，管的两端有导电箍M、N。该电阻的长度就是陶瓷管的长度，其截面积可看作等于膜的厚度与圆周长的乘积。现有器材为：A.米尺;B.游标卡尺;C.螺旋测微器：D. 电压表；E.电流表：F.电池组；G.滑动变阻器;H.电阻箱；I.电键和导线。请你设计一个测量该电阻膜厚度d的实验方案。（1）所须选用的器材有: （填器材前的字母即可）。（2）所须测量的物理量有:、o（3）根据实验测得的以上数据计算电阻膜厚度d的数字表达式为：d =。（4）画出实验电路图（MN间的电阻膜的电阻约几个&C,滑动变阻器的总阻值为50Q）。并将图1 1中的实物按电路图连接起来（有2根导线已经连