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文档简介
方法3等效替代法测电阻等效替代法测电阻是借助电阻箱、单刀双掷开关、电压表或电流表等测电阻的一种方法,利用电阻箱与待测电阻对电路产生相同的阻碍效果,进行等效替代.电流等效替代电压等效替代电路图步骤(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端.(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I.(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I.(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值相等,即Rx=R0(1)按如图所示电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端.(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U.(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U.(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值相等,即Rx=R04.[电压等效替代法]如图所示的实验电路可以用来测量电阻,可供选用的实验器材如下:A.待测电阻Rx(阻值约为55Ω)B.定值电阻R0(阻值为16Ω)C.电压表V1(0~3V,内阻很大,可看成理想电压表)D.电压表V2(0~15V,内阻很大,可看成理想电压表)E.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)F.滑动变阻器R2(0~50Ω,2A)G.蓄电池(电动势为4.0V,内阻忽略不计)H.开关、导线等(1)要完成本实验且较准确地进行测量,电压表应该选用C,滑动变阻器应该选用F.(填器材前面的字母)(2)实验步骤如下:①按照电路图连接实验器材,断开开关S0,单刀双掷开关S空置,把滑动变阻器的触头滑到最左端;②闭合S0,将单刀双掷开关掷于“1”,调节滑动变阻器触头,使电压表读数为2.8V;③将单刀双掷开关掷于“2”,不再滑动(选填“向左滑动”“向右滑动”或“不再滑动”)滑动变阻器触头,观察并记录电压表读数为1.6V.(3)根据实验数据,被测电阻的测量值Rx=56Ω.(4)由于蓄电池内阻r的存在,Rx的测量值将等于真实值(选填“大于”“小于”或“等于”).解析(1)由于电源电动势为4.0V,0~15V量程的电压表量程太大,因此选用量程为0~3V的电压表;最大阻值为5Ω的滑动变阻器R1会使被测电阻两端的电压超过3V,因此不能选用,只能选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R2.(2)根据实验原理,滑动变阻器接入电路的阻值是不能改变的,否则就不能解出Rx的值.(3)根据闭合电路的欧姆定律可知,闭合开关S0,单刀双掷开关掷于“1”位置时,有UxRx=E-UxR,得RRx=37;单刀双掷开关掷于“2”位置时,有U0R(4)蓄电池的内电阻r与滑动变阻器连入电路的电阻可当作一个整体,则r的存在不影响Rx的值.考法拓展[电流等效替代法/2021浙江6月]小李在实验室测量一电阻Rx的阻值.(1)因电表内阻未知,用如图甲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,电流表的示数如图乙所示,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,I2=0.33A.由此可知应采用电流表外(选填“内”或“外”)接法.(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:①器材与连线如图丙所示,请在图丁的虚线框内画出对应的电路图;②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表的示数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图丙所示,则待测电阻Rx=5Ω.此方法有(选填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是电阻箱的分度值与待测电阻比较接近(合理即可).图丁解析(1)由题图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,估读到与分度值相同位,故读数为I1=0.34A.两次测量中,电压测量值的绝对误差ΔU=U2-U1=1.75V-1.65V=0.10V,电流测量值的绝对误差ΔI=I1-I2=0.34A-0.33A=0.01A,电压测量值的相对误差ΔUU1=0.101.65=0.061(2)②由题可知,使两次电流表的示数尽量相同,则两次电路的总电阻接近相等,可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值,由题图丙可知电阻箱的读数为5Ω,则Rx=
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