高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)

高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)电阻的测量电阻的测量是高中物理的一个重要实验，也是近几年各地高考的热点问题。所测量阻值的电学元件有：金属、半导体、电流表、电压表等，所用的方式归纳如下图：电阻的测量电阻的测量用多用电表的欧姆挡测电阻大小用电流表、电压表测电阻大小用电流表、电阻箱测电阻大小（等效替代法、电流半偏法）用电压表、电阻箱测电阻大小（等效替代法、电压半偏法）常规法非常规法电压表串接法电流表并接法一、用电流表、电压表测电阻的大小（常规法）所谓常规接法，指用多用电表的欧姆挡测金属导体的的电阻。同窗们要掌握以下几点：电流表内接法和外接法的选择；滑动变阻器改变电路中电流或电压时串联限流和并联分压两种接法的选择；电表量程的选择等。例一、已知电阻丝的电阻约为10，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有（只填代号）。画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。A、量程是，内阻是的电流表；B、量程是3A，内阻是电流表；C、量程是3V，内阻是6k电压表；D、量程是15V，内阻是30k电压表E、阻值为0~1k，额定电流为的滑动变阻器；F、阻值为0~10，额定电流为2A的滑动变阻器；G、蓄电池（6V）；H、开关一个，导线若干；分析与解①先选电源：G。②选电流表电源选定后可估算总电流，不连入滑动变阻器时干路电流最大值Imax=A=因此电流表选A若选B表，会有以下不足：第一电流过小，指针偏转范围不足刻度盘的三分之一，读数时误差较大，第二电流表满偏电流越大，最小刻度即精准度越低，故不选B。③选电压表高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第1页。若选C表，量程3V，则干路总电流要被控制在以下，由上所选A电流表，指针偏转可较大。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第1页。AVR+===+===+===-===-==AVR+===+===+===-===-===④选变阻器由上已选量程是3V的电压表，滑动变阻器用限流接法时，选0~10的阻值过小（回路电流超电流表量程），选用0~1000的阻值太大（调节不方便）。因此决定滑动变阻采用分压电路连接方式。由于电阻丝阻值约为10，为在3V、以下范围内调节滑动变阻器，读取几组测量值，滑动变阻器应选0~10的。不该选用0~1000的滑动变阻器，一是因为其阻值太大，调压不灵敏，二是知足要求的情形下，应尽可能选用小规格的器材。④肯定电流表的接法。由Rx=10，RA=，Rv=6k可得。为减小RA分压带来误差，应选电流表外接。选用实验器材一般应按如实验原理掌握“可行”、“精准”和“方便”的原则。“可行”是指选用的实验器材要能维持实验的正常进行；“精准”是指选用的实验器材要考虑尽可能减小实验误差（如电表的指针偏转要求较大）；“方便”是指选用的实验器材要便于操作。二、用电流表、电压表测电阻的大小（超级规法）指电表在利用进程中不按常规的接法。咱们先来熟悉磁电式电表的表头，其内部结构如图所示。大体的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用而偏转。表头有一满电流Ig和电阻Rg，通过改装后成为电流表和电压表。因此电流表能够测电流，也能够测电压；反之电压表也可测电流。例二、实验室内有一电压表mV，量程为150mV，要比较精准地测量其内阻(约为150Ω)。实验室提供如下器材：干电池E(电动势为，滑动变阻器R（0—50Ω），电流表A(有，15mA与150mA三个量程)及开关S。画出测量电压表内阻的电路图，电流表A应选用的量程应该选多大？ESR分析与解ESR电路中若合上S，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV，电流表A的读数为，则电压表的内阻RV为143。例3、从下表当选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1．要求方式简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第2页。(1)画出电路图，标明所用器材的代号；高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第2页。器材（代号）规格电流表（A1）量程10mA，内阻r1，待测（约40Ω）电流表（A2）量程500μA，内阻r2=750Ω电压表（V）量程10V，内阻r3=10Ω电阻（R1）阻值约100Ω，作保护电阻用滑动变阻器（R2）总阻值约50Ω电池（E）电动势，内值很小开关一只，导线若干(2)若选测量数据中的一组来计算r1，列出计算电流表A1所用的表达式并说明各符号的意义。A1A2R2R1SE分析与解流过电流表A1的电流可自己读出，只要测出电流表两头的电压，按照欧姆定律可求得电压表的内阻。估量电流表A1满偏时两头的电压约为，用电压表测量电压指针偏转过小，不适合。由于电流表A2的内阻和满偏电流已知，可用作电压表利用，量程为U=Ir2=。为了安全，用电阻R1与A1A2R2R1SEGR/RS2S1Er图2SRxA2A1图1GR/RS2S1Er图2SRxA2A1图1高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第3页。总之，电流表不仅能测电流，也能测电压；电压表不仅能测电压，也能测电流。咱们在实际测量中要灵活应用。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第3页。三、用电流表、电阻箱(定值电阻)测电阻大小一、若没有电压表，但有二只电流表和电阻箱(定值电阻)，则可用一只电流表和电阻箱(定值电阻)串联替代电压表，设计电路如图1所示。二、半偏法：若只有一只电流表和电阻箱，则可用电流表半偏法测电流表的电阻。例1．利用如图2所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E=4V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度(满偏电流Ig=300μA)；再闭合S2，维持R不变，调节R/，使电流表指针偏转到满刻度的2/3，读出现在R/的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg为多大？分析与解闭合S1，电流表指针偏转到满刻度时，回路中的总电阻值约13kΩ。再闭合S2，当R/的阻值为200Ω，电流表指针偏转到满刻度的2/3，由此可见，Rg的阻值肯定小于R/。因此，电阻R的阻值专门大，即R》R/，闭合开关S2后，能够以为回路中的总电流Ig不变，调节R/，使电流表指针偏转到满刻度的（即Ig）时，通过R/的电流为Ig，按照并联电路的电流分派可知：电流表的电阻Rg=R/=100Ω。本题是学生实验中用半偏法测电流表的电阻的变形，只要理解用半偏法测电流表电阻的原理，就不难求解。若是只是死记结论，碰着这种题目可能就会无从下手。3、并联分流法：在用实验测量电阻时，若是没有符合要求的电压表，将待测电阻与已知电阻并联，别离测出待测流过电阻Rx和已知电阻R的电流I1和I2，由并联分流规律即可求出Rx的值。图3S1EAS2RR/Rxabcd例2．如图3为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知。图3S1EAS2RR/Rxabcd分析与解由于电流表的内阻不计，R的阻值已知，因此用并联分流法可求解。步骤为：①将S2向d闭合，S1向a闭合，记下电流表读数I1，为流过Rx的电流。②将S2向c闭合，S1向b闭合，记电流表读数I2，为为流过R的电流。③由于Rx与R并联，按照并联分流规律即可求出Rx＝。4、完全替代法：若只有一只电流表和电阻箱，则可用完全替代法测电阻的阻值。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第4页。例3．某同窗用以下器材测量电阻：①电流计，②电阻箱，③单刀双掷开关，④待测电阻，⑤电源，⑥滑动变阻器（起调节回路的电流和保护作用），测量电路如图4所示。实验方式是利用单刀双掷开关别离将电阻箱和待测电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的方式来测定待测电阻的阻值。则本实验中开关应先接通的是含有________________（填“待测电阻”或“电阻箱”）的电路。用开关变换电路，调节电阻箱时，应使两次测量的____________大小相同，这时待测电阻的值能够从__________________上读出。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第4页。SRxV2V1图5R1RxEr图4AR2S1S212分析与解SRxV2V1图5R1RxEr图4AR2S1S212四、用电压表、电阻箱(或定值电阻)测电阻大小一、若没有电流表，但有二只电压表和电阻箱(定值电阻)，则可用一只电压表V1和电阻箱(定值电阻)并联替代电流表，设计电路如图5所示。二、半偏法：若只有一只电压表和电阻箱，则可用电压表半偏法测电压表的电阻。例4．VR2ESR1ab现有一量程为3V的电压表，内阻约3kΩ。为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情形下，某同窗设计了如图所示的实验电路，按此电路能够测出电压表的内电阻。VR2ESR1abRS1ErRS1Er图6VS2R0RVabPA、按图6所示连接电路图，滑动变阻器的滑片滑到_______端。B、闭合开关S2和开关S1，调节使电压表指针指到_________。C、维持的滑片不动，断开开关S2，调节R，使电压表的指针指到______________，记下现在R的值，则所测电压表的内电阻RV为现在的R值。（2）本实验中，若提供以下器材：A、电池组（电动势4V）B、电阻箱（0～999Ω）C、电阻箱（0～9999Ω）D、滑动变阻器（0～20Ω，1A）E、滑动变阻器（0～1kΩ，）为完成上述实验，电阻箱R应选________，滑动变阻器R0应选________。（填代号）（3）用上述方式测出的电压表内阻的测量值RV_________（填“大于”、“等于”或“小于”）电压表内阻的真实值．分析与解当滑动变阻器并联部份的电阻远小于电压表内阻的情形下，并联部份电压大体不变。因此，断开开关S2，R与RV串联，当电压表半偏时，R与RV的电压相等，则RV等于R。（1）的正确答案应为左端；满刻度；满刻度的一半。（2）实际上，断开开关S2，电阻箱连入电路以后，电路的总电阻变大了，aP端的电压也将变大一点，为了减小由此产生的对aP端电压的影响，滑动变阻器的左端部份电阻应远小于RV，即RV越小系统误差也越小，则R0应选用D。电阻箱R的总阻值应大于电压表的内阻，所以R应选用C。（3）考虑到断开开关S2，电路的总电阻变大了，并联部份的电压也稍有增大，当电压表半偏时，电阻箱两头的电压要稍大于电压表两头的电压，即R稍大于RV。因此用这种方式测得的电压表内阻有系统误差，是偏大的。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第5页。3、串联分压法：若待测电阻为高值电阻，由于流太高值电阻的电流过小不便有电流表测量时，可用一已知内阻的电压表，采用超级规接法能够测出高值电阻值。高中物理高二物理电阻的测量(知识点方式总结)全文共6页，当前为第5页。例5．一只电压表，量程已知，内阻为RV。还有一电源（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略）。请用这只电压表、电源、一只开关和若干导线，设计测量某一高值电阻实验方式。（已知的值与RV相差不大）S1E图7VS2Rx分析与解由于电源内阻不计，直接用电压表接到电源正、负极上，电压表读数即为电源的电动势，如图7所示，合上开关，S1E图7VS2Rx所以S1Er图8R0RxVS2R1124、完全替代法：若只有一只电压表和电阻箱，则可用