2025版高考物理一轮总复习考点突破第10章恒定电流专题强化12电学实验基础考点2测量电路与控制电路的选择

考点2测量电路与限制电路的选择(实力考点·深度研析)1．电压表和电流表的内、外接法(1)两种接法比较内接法外接法电路图误差缘由电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电阻测量值R测＝eq\f(U测,I测)＝Rx＋RA>Rx测量值大于真实值R测＝eq\f(U测,I测)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)(2)两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜接受电流表外接法；若Rx较大，宜接受电流表内接法。②比值法：当eq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)时，用电流表外接法；当eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)时，用电流表内接法。③试验摸索法：按如图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，假如电压表的示数有较大的变更，而电流表的示数变更不大，则可接受电流表外接法；假如电流表的示数有较大的变更，而电压表的示数变更不大，则可接受电流表内接法。2．滑动变阻器两种连接方式的对比限流接法分压接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调整范围(不计电源内阻)eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分压电路调整范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了疼惜电路元件3.滑动变阻器两种接法的选择滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零起先变更，通常状况下，由于限流式结构简洁、耗能少，优先运用限流式。滑动变阻器必需接成分压电路的几种状况：①要求电压表能从零起先读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大；②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)；③若接受限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。(2024·青海西宁市高三开学考试)某试验小组为了测定某一标准圆柱形导体电阻的电阻率，进行如下试验：(1)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，测直径d的结果如图所示，其读数是2.795mm。(2)用多用电表的电阻“×10”挡粗测其阻值，读数如图，阻值约为220Ω。(3)该同学想用伏安法更精确地测量该电阻R，运用如下规格器材：待测圆柱体电阻R；直流电源E(电动势为4V，内阻不计)；电流表A(量程为0～10mA，内阻约30Ω)；电压表V(量程为0～3V，内阻约10kΩ)；滑动变阻器R1(0～15Ω，允许最大电流2.0A)；开关、导线等。请在方框内画出合理的测量电路图。[解析](1)由图可知，螺旋测微器读数d＝2.5mm＋29.5×0.01mm＝2.795mm。(2)由图读出R＝22×10Ω＝220Ω。(3)电压表电阻远大于待测电阻阻值，故接受电流表外接法，为精确地测量该电阻，应使待测电阻两端电压从零起先变更，故接受分压接法，如图所示：[答案](3)见解析【跟踪训练】(误差分析)(多选)在用伏安法测电阻的试验中，测量电路中电表的连接方式如图甲或图乙所示，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值，考虑到实际电表内阻对测量的影响，两种连接方式都存在系统误差。下列推断正确的是(BD)A．若接受图甲的连接方式，误差是由电压表分流引起的B．若接受图甲的连接方式，误差是由电流表分压引起的C．若接受图乙的连接方式，电阻的测量值大于真实值D．若接受图乙的连接方式，电阻的测量值小于真实值[解析]若接受题图甲的连接方式，电流表测得的是通过电阻Rx的真实电流，但电压表测得的是电阻Rx和电流表两端的共同电压，因此误差是由电流表分压引起的，故A错误，B正确；若接受题图乙的连接方式，电压表测得的是电阻Rx两端的真实电压，但电流表测得的是通过电阻Rx和电压表的共同电流，因此误差是由电压表分流引起的，由R＝eq\f(U,I)可知电阻的测量值小于真实值，故C错误，D正确。(试触法的应用)(2024·浙江6月选考)小李在试验室测量一电阻R的阻值。因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝0.34A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75V，I1＝0.33A。由此可知应接受电流表外(选填“内”或“外”)接法。[解析]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A。电压表的百分比变更为η1＝eq\f(1.75－1.65,1.75)