高中物理 伏安法测电阻的基本原理和拓展 上教版

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1、“伏安法”测电阻的基本原理及拓展教学目的：1、复习巩固伏安法测电阻的基本原理。2、探究伏安法测电阻的几种变式情景，提高实验原理的迁移能力。教学过程：复 习 巩 固一. 伏安法测电阻基本原理（一）基本原理：伏安法测电阻的基本原理是 ，只要测出元件两端 和通过的 ，即可由公式 计算出该元件的阻值。（二）电流表、电压表的接法选择。其选择通常根据已知条件的不同又有两种思路及方法。1.定量判定法：若已知待测电阻的大约值Rx、电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则：当 时，说明此实验中电流表对误差影响较小，应采用电流表 接法。当 时，说明此实验中电压表对误差影响较小，应采用电流表 接法。 2.试触法：若不

2、知Rx的大约值，可采用右图电路进行试触： 只空出电压表的一个触头S，然后将S分别与a、b接触一下，并观察电压表和电流表的示数变化情况： 若电流表示数有显著变化，即 ，说明电压表的分流作用较强，即Rx的阻值大，应选用电流表 接法。 若电压表示数有显著变化，即 ，说明电流表的分压作用较强，即Rx阻值小，应选用电流表 接法。（三）滑动变阻器接法：“限流式”还是“分压式”。 1电压电流变化范围限流式：Ux=(Rx/(R+Rx)UU Ix=U/(R+Rx) U/Rx U、I可在一定范围内变化，电路结构简单、省电；分压式：Ux=0U Ix=0U/Rx U、I变化范围较大，可从0开始，电路结构复杂、耗电。2

3、滑动变阻器的选择 限流式：额定电流较小，变阻器的全值电阻与待测电阻接近； 分压式：额定电流较大，变阻器的全值电阻小于待测电阻。3分压式、限流式选择原则（1）滑动变阻器 接法。一般情况或没有特别说明的情况下，由于 电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑 连接方式。 接法最适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图3所示）。图3 （2）滑动变阻器 接法：但以下三种情况，若题中要求所研究对象的电压从零开始连续增大时，则必须采用“分压式”；若采用限流电路，电路中的最小电流大于用电器的额定电流或超过电表的量程时，则滑动变阻器必须采用“分压式”接法；当用电器的电阻远大于滑动变阻器的最大阻值，且

4、实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须采用“分压式”。 课 前 热 身例题一：有一阻值在100左右,额定功率为0.25w的电阻,现用伏安法较准确测定的阻值,实验室中备有:.量程为50mA,内阻20的电流表. .量程为A,内阻0.01的电流表. C.量程为10V,内阻20k的电压表. D量程为5V,内阻10k的电压表.E.标有“,”的滑动变阻器.伏的直流电源.电键,导线. 实验中电压表应选C；应选的电流表A；根据题意作出实验电路图。迁 移 探 究二. 伏安法测电阻基本情景变式VAVA（一）测量电表的内阻：电流表、电压表各一只，可以利用伏安法测量它们的内阻例题2：某电压表的内阻在

5、20k50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V（量程3V）、电流表A1（量程200uA）、电流表A2（量程5mA）、电流表A3（量程0.6A）、滑动变阻器R（最大值1k、电源E（电动势4V），开关S。（1）所提供的电流表中，应选用_。（2）为了减少误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图。（二）若实验室中所给电流表或电压表的量程太小不匹配，且题中有合适的定值电阻可用时，可以利用定值电阻进行分压或限流1、定值电阻分压作用例题3：现要测量一电流表A的内阻，给定器材有：A.待测电流表A(量程10mA、内阻约为100W)B.电压表V(量程3V、内阻约为1000W)C

6、.直流电源E(电动势4V,内阻不计)D.定值电阻R=200WE.滑动变阻器(010W,额定电流1A)F.开关一个导线若干要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半,画出电路的原理图2、定值电阻的分流作用例题4：现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约4k）；电流表（量程1.2mA，内阻约500）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000，R2=10000，R3=15000；电键S及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。I试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电

7、路中各器材用题中给定的符号标出。）II电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻Rv=_。 （三）电表角色客串1利用电流表测电压：若缺少合适的电压表，用电流表代替，条件是电流表内阻已知。（1）当电流表内阻为已知量时，电流表两端的电压，可以代替电压表，此时电流表与待测电阻并联。A2A1V1V2例题5：（2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。在虚线框内画出电路图，标明所用器材的代号。选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为=_，式中各符号的意义是：_。器材（代号）规格电流表（）量程10mA，

8、内阻待测（约）电流表（）量程500A，内阻电压表（V）量程10V，内阻电阻（）阻值约，作保护电阻用滑动变阻器（）总阻值约电池（E）电动势1.5V，内阻很小电键（K）导线若干R1图1（2）当电流表内阻为已知量时，所给电流表两端的电压太小，且题中有合适的定值电阻可用时，可以把电流表进行大量程改装后再测量。原理如图9所示；例题6：用下列器材测量未知电阻Rx（约5；允许通过的最大电流为3A）。 电流表A1，量程0.6A，内阻约为0.5； 电流表A2，量程3A，内阻约为0.1； 定值电阻R0电阻为9900； 微安表A，量程Ig=300A，内阻Rg=100；电源E，电动势6V，内阻约为0.01； 电键K、

9、导线若干滑动变阻器R1，最大阻值20，允许通过的最大电流3A；（1）请设计实验电路，标明所用器材的符号。 （2）若选测量数据中的一组来计算Rx，则所用的表达式为Rx=_。并说明式中测得量符号的意义是：_。 2.利用电压表测电流：若缺少合适的电流表，用电压表代替。条件是电压表内阻已知，此时通过电压表的电流，可以代替电流表。如图6所示A2A1V1V2 例题7：用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1750；电压表V2，量程为5V，内阻r22500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。

10、（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx_。 （四）定值电阻当电表：若实验室没有可供替代的电表（电阻未知，量程不合适），则考虑用定值电阻或电阻箱代替电表。1.当通过定值电阻R的电流已知时，其两端电压，和两个电流表配合可以代替电压表。RA1A2图6例题8：实验室中现有器材：电池E，电动势约10V，内阻约1；电流表，量程300mA，内阻约5；电流表A，量程250mA，内阻约5；电阻箱R1，最大阻值999.9，

11、最小阻值改变量为0.1；滑线变阻器R2，最大值100；开关S；导线若干。在虚线框内画出测量电流表A内阻的电路图，读出你要的物理量是 ，用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。2.当定值电阻R两端的电压已知时，其电流，可以与待测电阻串联代替电流表。V2V1R图7例题9：利用图7中给定的器材测量电压表V的内阻Rv。图中B 为电源（内阻可忽略不计）, R 为电阻箱，K 为电键。 画出测量所用的电路原理图。 写出实验中必须记录的数据（用符号表示）, 并指出各符号的意义：_ ，用记录的数据表示RV的公式为RV=_。 课 后 思 考1、电流表结合定值电阻测量电表内阻 利用图1所示的电路测量电流表mA的内阻RA。图中R1、R2为电阻，K1、K2为电键，B是电源（内阻可忽略）。 根据图1所给出的电路原理图，写出实验步骤R1R2K1K2mAB图12、电压表结合定值电阻测量电压表的内阻一个合适的电源，导线开关若干，一个总阻值远小于电压表内阻的滑动变阻器，R0为阻值已知的定值电阻，且其阻值与两电压表的阻值相近，现要设计一个电路路来测量两个电压表的内阻3、电阻的测量方法还有哪些方法，这些方法蕴含那些原理，有可能有哪些变式呢？在复习中进行哪个比较总结