高中电路实验-基本方法

PAGEPAGE10一、 未知电阻的测基本方法：方法一：欧姆表测电阻测量步骤：1、机械调零；2、选择倍率；3、欧姆调零；4、测量；5读数；6、整理仪器1、调整机械零：让红黑两表笔断开，若表针不停在表盘左端的零位置，则应用螺丝刀旋动表盘下面的定位螺丝O，通过表内螺旋弹簧把指针调到机械零位。欧姆调零：把两只表笔接触，即短路，相当两只表笔之间的电阻为零，此时表针应停0Ω指针一般不在电阻值的零位处，这时可旋动调零旋钮，使指针指在零欧姆处。3、选择倍率：利用万用电表测电阻，为了便于准确地读数，要尽可能使表针指在表盘中R1＝50Ω的电阻时，应选“×1”挡，使表针在表盘中部附近偏转。如果选用“×1010RXRX100k，（RX＝5．1×100k），所以宜选“×10k”的倍率。如果万用电表无×10k如果事先不知道电阻的阻值，可以试探着选择倍率挡，什么时候使表针能指在表盘的中部附近，此时的倍率挡就是比较合适的。例1.某同学在利用多用电表测量一个未知电阻的阻值时，由于第一次选择的欧姆挡不够合适，又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图所示中的虚线所示，下面列出这两次测量中的有关操作：将两表笔短接，并调零；将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置；记下指针所示的读数；将多用电表面板上旋钮旋到“ 挡”；将多用电表面板上旋钮旋到“ 挡”；500V挡；表示，且可以重复使用）。 。②该电阻的阻值是 。例2•ft东调考】如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为2Ω的电阻，测量步骤如下：节 准 流。（2Ω的 “×k）将红、黑表笔分别插入“+“－”插孔，并将两表笔短接，调节 ，电表指针对准 的刻线（填“电阻”或“电流。将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如下图乙所示，该电阻的阻值为 Ω测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”方法二：伏安法测电阻1、原理：欧姆定律，需要的基本仪器是电流表和电压表2、内、外接法的选用方法：在知道RX

Rx<RA

时,选外接法；Rx>RA时,选内接法。

RV RxRV Rx以上测量电路选择和控制电路的选择要求：安全——不损坏实验器材；精确——尽可能减小实验误差，电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右。例1：要测定一个5Ω左右的电阻，手头备有的器材有几种：A．电池组(E=3V，r＝1Ω)B．电流表（量程0—3A，内阻0．0125Ω）C．电流表(量程0—0.6A，内阻0.125Ω)D．电压表(量程0—3V，内阻3KΩ)E．电压表(量程0—15V；电阻15kΩ)F．滑动变阻器(20Ω1A)G．滑动变阻器(2000Ω0.3A)H．电键，导线若干． 原理图试选定一个较合宜的实验方案把选用器材代号写在括号（ 并画出原理图，同时把所附实物图用线连成所确定的实验电路来．例2、实验：用电流表、电压表测小灯泡的电阻（电阻值大约为10Ω)（l）请把图9中的实验器材按要求正确连接起来；08片P至 据连线选填“B'')图10-7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图，器材规格如下：Rx（100Ω）直流电源（）直流毫安表（0~10mA50Ω）直流电压表（0~3V5KΩ）0~15Ω1A）电键一个，导线若干条处的正确位置。分析：本题不要求选择仪器，只是对已有的仪器进行电路的组合，从一定程度上降低了难度，由已知条件，待测电阻与电压表阻值相差较多，滑动变阻器阻值相对较小。解析：因滑动变阻器阻值小于待测电阻Rx的阻值，所以滑动变阻器应选用分压接法；待测电阻与电表相比，Rx的阻值和电压表的阻值相差较多，所以应选用安培表外接电路。实物连接如图10-8所示。滑动变阻器分压接法时，在闭合电键前，变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处，如图箭头所示。图10-8二、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、(2009·天津理综)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：A．泡B．器R(0～10Ω)C．表D．电压表V2(0～15V)E．表A1(0～0.6A) 电流表A2(0～3A)G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干(1)为了减小误差，实验中应选电流，电压表 (2)在图虚线框内按要求设计实验电路图．完成余下的导线的连接．连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是() 〖答案〗：(1)因灯泡(3V,0.6A)，故电流表选E(0～0.6A)，电压表选C(0～3V)．(2)电路图略．因为小灯泡的电阻远小于电压表内0C：U－I图象中的斜率也要逐渐增大，C项正确．E(4.0VL15kΩ15ΩⅠ ；Ⅱ .请在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图．如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I－U是一条曲线而不是直线的原因小灯泡常发光时的电阻是 答案：(1)Ⅰ：电流表没有接成外接电路Ⅱ：滑动变阻器没有接成分压电路见右图灯丝电阻随温度而改变 10Ω(9.5到10.5Ω之间都给分)三、测量电源电动势和内阻1R的阻值，从电压表和电流表IU出几组r以I 图1 图2IUU-Ir的值。注意：坐标轴的意义；截距的意义（08.广东确的U－I图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是 （B ）U/VU/V电源内阻 3210.0 0.2 0.4 0.6例1：:0分EEV，r约为1.5VAΩR′(0—10Ω)①画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。②用笔画线代替导线完成实物连接图。③实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为时，电压表读数为U2出E= ，r= （用I1，I2，U1，U2及R表示）R’AVRE,rS答案：①如图……3R’AVRE,rS③E

2I

，……2分 r=U

U1R ……2分I1I2 I1I2例2:（12分）听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池．他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中．利用图像法处理数据可以减小实验误差．在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I图作R1图 ，I其简单理由是： ．（1）中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象．利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为 V，内阻为 Ω．完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是：．080000.052818.9360000.059416.8450000.063315.8040000.068014.71R（Ω）电流I（mA）电流倒数R（Ω）电流I（mA）电流倒数1(mA-1)I90000.050219.921

R×103/ΩR

图线是一条直线，容易求出电池I 10的电动势和内电阻（2分）（2）如下图所示（35（3）2（2分；2（4）（20-5-10

5 10 15 20 I

/mA1伏安法测电阻的拓展（基本原理欧姆定律）某些问题中，因实验器材不具备（缺电流表或电压表，或因实验条件限制，或因实互测法1、利用电表自报电压/流的功能，将电表看成可以直接读出电流电压的电阻。不能把电流表、电压表理想化。2、已知内阻的电流表相当于一块电压表即U=IRA3、已知内阻的电压表相当于一块电流表即I=U/RV⑴测电压表内阻：如右图①②④VA③VAVAV1V2① ②VAVBVA5V、2.5Ω；R10—9999.9Ω0—99.9ΩR3，阻值0—50Ω1.5AR412V，内电阻约0.5Ω；单刀开关2个，导线若干在设计电路时，能否选用电流表A，请简要说明理。选用的器材有 。为了测量两个电压表内电阻，请设计一个测量电路，画出电路图。R1S2VBVARS1R1S2VBVARS1（2）

3，电池组和开关2个，导线若干。（4）开关S2打开时，电压表VA和VB串联，其读数之比等于AAU RAA内电阻之比，即 = ；UB RBS2VAR1串联，UA

RAR1RA+R1，联立可解得R

=UU

BURU R

B UU 1B B A A2A1r1简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。A11约40；电流表（A2）量程500uA，内阻r2＝750Ω电压表（V）10Vr3=10kΩ电阻（R1）100Ω，作保护电阻用滑动变阻器（R2）50Ω电池（E）电动势1.5V，内阻很小开关（K）导线若干画出电路图，标明利用器材的代号。若选测量数据中的一组来计算则所用的表达式式中各符号的意义是 。R1R2ES解析：分析题意知道需测量电流表A1R1R2ES根据所列仪器的特点，电流表A2内阻已知，由此可采用两电流表并联，因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量，从而减I

＝Ir

Ir得r= 2222 11 1 I1方法三：替代法测电阻1（电流或电压电路图：⑴用替代法测电流表的内阻（电路如甲图）原理：分别闭合S1、S2时电流表A有相同的读数，则电阻箱的阻值即为A1的内阻原理：分别闭合S1、S2时电压表VB有相同的读数，则电阻箱的阻值即为VA的内阻VS1VS1VBR0S2乙ERrSA1SRR0SAE r方法四：半偏法⑴半偏法测量电流表的内阻A1A1R2S1R1A2S第一种形式：如图所示，这是标准的恒流半偏法，即整个测量IR1

并联后对回路电流的影响。①按图接线，S1断开，S合上，调节R2，使A1指示满刻度，记录此时A2读数I1。1 ②合上S1，合理调节R1、R2，使A1指针在满刻度一半的位置，A2的读数为I11 ③由于回路电流I1恒定，而Ａ1支路电流半偏转为2I1，则R1支路电流也为2I1，故Rg＝R1。GRGRS2R'S1RS1S2R使电流表满偏R调节使电流表指到满刻度的一半，③若RR′，有Rg≈R′。后使P位置不动，即认为在电阻箱调节过R和相同R′S２的电R′R的话，总电流的变化可以忽略。注意：此处R′只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了，R一般使用滑动变阻器，其阻值要求较大，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差。㈡用半偏法测电压表的内阻S2VR′RS1RS1和S2RRS２S2VR′RS1注意：此处比电压表的电阻大一点就可以了，R一般使用滑动变阻器，其阻值要S2而引起总电压的变化，从而减小误差。误差分析：在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S２时，引起总使电压表半偏时，上的电压将比电压表半偏电压大，故其他方法：、电阻箱一只、已知阻值为R0的定值电阻电阻、导线若干。请任选以上一些器材测出一未知电阻RX（2（3R。一、伏安法测电阻优点：可多测几组数据，求平均值以减小误差二、特殊方法测电阻（一）只有电流表（无电压表）1、利用已知阻值为R0的定值电阻1 R0I12 RxI2I R1 0II R1 0I22、只允许连接一次电路，闭合一次开关1I12I2

I R2 0 I R2 0I1I23、利用单刀双掷开关1a2bI R计算：电阻的测量值表达式1 0I2I14、利用一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器方法一：移动滑片测量1PI12PI2方法二：将滑片移到阻值最大处不动，当成定值电阻使用。5、利用电阻箱方法一：用等效替代法测Rx的阻值，1aI2bIRRx电阻。=R方法二：用并联分流原理测Rx的阻值，1SI2SI，RRx电阻。(二)只有电压表（无电流表）1、利用已知阻值为R0的定值电阻1Rx12R02U1R0UU22、只允许连接一次电路，闭合一次开