精确测电阻的方法

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1、精确测电阻的方法2012年贵池区参评论文精确测电阻的方法池州三中吴彭虎摘要：近年来在高考中对电学实验中的未知电阻或电阻率测量频频出现，有的是测电压表、电流表和电源的内阻，学生对此类试题甚感头疼，失分 较多。解此类题离不开平时实验，但在重视实验的同时，我对高三的学 生还进行了专题辅导，专项训练，收到了较好的效果。如下作了一些总 结，可教师作参考。对于书上的一些方法有些不再重复，如伏安法、多 用电表测、半偏法等，这些方法误差都较大，学生也易处理。以下提出 一些精确测量电阻的方法。关键词：图像法替代法双伏单安法一、 测未知电阻1、如图所示的电路是伏安法测电阻的一种改进电路，用到了两块电压表和一块电流

2、表，因此叫做“双伏单安法”，请按要求作答。(1) 将下面的实验步骤补充完整： 将开关S与S都闭合，仔细调整两个滑动变阻器R与R的触头，使得电压V的读数U等于电压表V 的读数U 的一半。 保持开关S闭合，并且在以后的操作过程中滑动变阻器 (填“ R ”或“ R”)的触头不允许再作调整，观察、记录此时电压表的读数U以及电流表的读数I。 测量并记录多组U、I数据。(2) 被测电阻Rx测量值的表达式为Rx =。(3) 这种方法得到的测量值 Rx与真实值R真之间的关系，从理论上说应该是 RxR真（填“”,甘或“V”）。解析：根据步骤（1）给学生一点提示，滑动变阻器 R和被测电阻Rx分担电 压相等，这样R

3、与 电压表的电阻的并联电阻就等于 Rx的电阻，用测R与 电压 表的电阻的并联电阻替代Rx。所以保持开关S闭合S断开，并且在以后的操 作过程中滑动变阻器（填“ R ”）的触头不允许再作调整，观察、记录此时电压 表的读数U以及电流表的读数I。（2 ）被测电阻Rx测量值的表达式为 R =U_。（ 3）这种方法得到的测量值X IRx = R真。这种方法非常巧妙，结果就很精确。2、设计一个精确测量阻值 Rx约为1025, 的电阻的电路，所用的实验器材由1下面给定的器材中选出，要求电表读数不小于其量程的-，并能测得多组数据。电流表Gi :量程1m代内阻口为500门电流表G2 :量程100A,内阻r2为10

4、00.1定值电阻尺：阻值为51.1定值电阻R2:阻值为201电压表V:量程3V,内阻rV约为10 k 1滑动变阻器R:总电阻为15 1电池组E :电动势约为6V,内阻很小但不能忽略单刀单掷开关一个及导线若干。（1）在如图所示的虚线框中画出精确测量 Rx的电路图，并标明所选器材的代号 字母。（2） 在所测量数据中选一组数据计算 Rx，计算表达式Rx =，表达式中各符号表示的意义是 。解析：1）作如上图U - Ir2） Rx二 其中U电压表V的读数；I电流表G1的读数；R, 一定值1（1+3电阻；ri是电流表Gi的电阻。3、用如图所示的电路测定某电源内阻 r和一段电阻 线单位长度的电阻Ro,ab是

5、一段精细均匀的电阻线，R是阻值为2门的保护电阻，电源电动势为 E =9V, 内阻未知，电流传感器的内阻不计，示数用 I表示,滑动片P与电阻丝有良好接触，aP长度用lx表示，其它连接导线电阻不计，实验时闭合电键，调节P的位置，将lx和与之对应的I数据记录在下表。实验次数123451x(m)0.100.200.300.400.50I(A)2.251.801.51.291.12（1）根据表中提供的数据，若利用图象确定电源内阻和电阻线单位长度的电阻,则应作图象（填行期前字母）。1iA、I -1xBlxC、r -1x DlxIr（2）根据（1），利用测得的数据，在坐标纸上画出适当的图象。（3）由（2）所

6、作的图角可知：该电源的内阻r为-;该电阻线单位长度的电阻Ro为门。（结果保留小数点后面两位数字）解析：1）根据闭合电路的欧姆定律有I （r R） 1xRo 1,由数学知识可得1 - R01 x R r ,故作1 - 1 x图像，选项B正确。12）根据表格中数据，算出1，再根据数据建立坐标系描点，作一条直线即可。3）由图可知直线的斜率等于R0,纵截距等于 邑丄，可求得电源内阻 r为EE0.90门，该电阻线单位长度的电阻 Ro为9.60门。测电压表的内阻4、实际电压表内阻并非无限大，测量电压表内阻的ri的电路如图所示，供选择的仪器如下： 待测电压表V（0L 3V，内阻约3000, 电流表A（0l0

7、mA,内阻约100， 定值电阻R（400）， 定值电阻R2（100）， 滑动变阻器R3（0L 1000） 滑动变阻器R4（0L20） 干电池（1.5V）， 电键S及导线若干。（1）定值电阻应选滑动变阻器应选 。（在空格内填写序号）（2）用连线连接实物图。（3）补全实验步骤:按电路图连接电路,闭合电键S,移动滑动触头至某一位置，记录V, A的读数U ,1 ； 以U为纵坐标，I为横坐标，作出相应图线，如图所示。（4）根据U-I图线的斜率k及定值电阻，写出待测电压表内阻的表达式。解析:1 ）电流表的满偏电流为10mA电压表的满偏电流为1mA故为了更好匹配两个电表示数同时达到适当的偏角，应使定值电阻分

8、流9mA根据并联电阻的分流规律可知，定值电阻的阻值为 333“，应选400“的定值电阻，滑动变阻器 作为分压式接法，选用较小的滑动变阻器，方便调节，选；2）连接电路图如图，注意电表的正负极。3）实验前要保护电路，故将滑动变阻器的触头移到 最左端；为了得到多组数据，在多次移动滑头，记录V,A的读数U,l ； 4）由U（ ）=1和一 =k，则电压表的内阻 n R ori RiIR -k5、某同学设计了如图的测量电路来测量电压表的内阻Rv o图中两个固定电阻的阻值均为R, S,S2是开关，E是电源（内阻可忽略）。 按电路原理图将图中的实物图连线； 该同学按照如下步骤进行实验：开关 S保持断开，合上开

9、关，此时电压表的读数为U;再合上开关S，电压表的读数变为一2，电压表内阻Rvo （用U 、U 2和R表示），合上开关S，E =U2则R rRS2U2 -2U三、测电流表的内阻 6某同学为了测出电流表 A的内阻r的精确值，备选用器材如下:器材名 称器材 代号器材规格电流表A1量程为300mA， 内阻约为5。电流 表A2量程为600mA， 内阻约为1。电压表V1量程为15V,内 阻约为3kO定值电 阻Ro5q滑动变 阻器R1010。，额定电流为2A滑动变 阻器R20250。，额定电流为0.3A电源E电动势为3V,内 阻较小导线、电键若十(1)要求电流表A,的示数从零开始变化，且能测出多组数据，尽可

10、能减小误差 请画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算电流表 A,的内阻r,，则电流表A,内阻r,的表达式为r, =，式中各符号的意义是 解析：1)本题虽然既有电压表又有电流表，但被测电流表 A,两端的最大电压约 为1.5V，而电压表的量程为15V,只有满偏的1/10，所以用电压表测量的误差 较大，因为电流表的内阻都是未知的，因此不能测量电压。由于题中给了一个定值电阻，则可用电阻来测电压，可采取下图所示的电路。2)改变滑动变阻器的滑头的位置，可得电流表的读数分别为h,l2,则有1们=(12-h)Ro故得I . Ir-Ro。 Ro为定值电阻5门.|1此题用定值电阻来测电压，较为独特。而且在计算结果中又较为精确，设计 巧妙，而又简单易行以上只例举一部分测电阻的做法，基本都要求做到精确测量，也是我们学生 最容易失分的试题，集中做专题讲，效果还是比较好。不足之处，希望得到同 行的指正。