电阻的测量方法最新稿(高中物理).ppt

1.定值电阻的测量方法,专题一、电阻的测量,（1）“伏安法”测电阻-常规且重要,（3）“替代法”测电阻-等效替换,（5）多用电表测电阻-快捷但粗糙,（2）“伏安法”测电阻拓展-发展方向,（6）“电桥法”测电阻-准确但繁琐,（4）“比较法”测电阻-原理串联分压并联分流,（7）闭合电路欧姆定律计算法（不计电源内阻）,【原理归纳】以上各种方法的最终原理就是：部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。在运用时对于各物理量的测量要灵活。,2.电表内阻的测量方法-无可奈何,（3）替代法,（2）半偏法,（5）闭合电路欧姆定律计算法（不计电源内阻）,（1）伏安法,（4）比较法,用电压表测电压,用电流表测电流,外接法？内接法？,限流式？分压式？,（1）原理,1.伏安法测电阻,“同一性”,（2）电路,限流器电路，安培表内接法,限流器电路，安培表外接法,分压器电路，安培表内接法,分压器电路，安培表外接法,电流表分压,误差产生的原因:,若 时，采用电流表内接法,电压表分流,误差产生的原因：,若 时，采用电流表外接法。,（3）伏安法测电阻之“内接外接”,比值法,怎样选择“内接法”与“外接法”？,（已给出R的估计阻值）,将电压表分别接a、b两点,如果电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，不满足RXRV,不适应用电流表的外接法应用电流表的内接法,安培表和伏特表示数变化显著（明显）的标志是它们的示数的变化量（绝对误差）占原来值的百分比大（相对误差）,两次接触，那个表示数变化明显,Rx就与那个表“近接”,1.用内阻为3000的电压表和内阻为10的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是60V，电流表的示数都是0.2A，则R1的测量值为 _，真实值是_，R2的测量值为 _，真实值是_。,300,290,300,333,明确电流表内接法和外接法中测量值和真实值的物理意义和误差的理论和实验分析。,2.一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,按乙图测得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按图所示的电路测量的误差较小，Rx的真实值更接近于。,甲,1000,两次接触，那个表示数变化明显,Rx就与那个表“近接”,负载RX的电压调节范围,可见滑动变阻器的总阻值R越大，电阻RX两端电压的变化范围越大。变阻器总阻值R 是Rx 的2-5倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.,限流电路,在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大,如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调，也没有要求多测几组数据，而且滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值大，并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作，这时应从节省电能（）和电路简单考虑，选用限流电路。,（4）伏安法测电阻之“限流分压”,分压电路,负载RX的电压调节范围0-E,在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端以使负载上的电压和电流最小（均为零）,滑动变阻器的总阻值R越小，越便于调节用电器两端电压 一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻,在0.10.5倍之间为好。,要求测量结果尽量准确，需要多测几组数据；要求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调，应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多，为了能使待测电阻两端电压有较大变化，应选分压电路。如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程，应选分压电路,1.用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1，伏特表的量程为3V，内阻为5K;电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。,解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，题目对实验的精确度也没有明确要求。,2.有一个电阻Rx，其阻值大约是25 k，可供选择的器材是：电流表A1（0-100A,2k）电流表A2（0-500A,300）电压表V1（0-10V,100k）电压表V2（0-50V,500K）直流稳压电源 E（15V，1A）滑动变阻器 R（1k,1W）电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,解：（1）电压表、电流表的选择,若滑动变阻器用限流接法电路中的最小电流为,超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。,若电压表选V2（50V），因为电源电压15V不足其量程的1/3，所以电压表应选V1（10V）。,由于用分压器接法时，电阻RX 中的最大电流为,所以电流表选A2（500 A）,所以采用电流表内接法,实验电路图,（2）电流表内接法和外接法的选择,因为,3.（1994年高考试题）如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：（1）待测电阻Rx（约100）（2）直流毫安表（量程010mA，内阻50）（3）直流电压表（量程03V，内阻5k）（4）直流电源（输出电压4V，内阻可不计）（5）滑动变阻器（阻值015,允许最大电流1A）（6）电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线,解析：因毫安表内阻与待测电阻相近，必须“外接”,因为变阻器电阻很小，电源和滑动变阻器连接成分压电路，,（全题6分电源、滑动变阻器连接成分压电路，占3分除电键接错扣1分外，其它任何错都不给这3分伏安法测电阻的电路占3分，其中电流表应外接，即电压表应直接与待测电阻并联这部分接线中有任何错误都不给这3分）,22.（2008年四川理综卷22）右图为用伏安法测量电阻的原理图。图中，V为电压表，内阻为4000；mA为电流表，内阻为50。E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。（l）当开关闭合后电压表读数Ul.6V，电流表读数I2.0mA。若将Rx=U/I作为测量值，所得结果的百分误差是_。,解（1）测量值为,因为,故真实值,百分误差,（2）电流表内接时，百分误差,（2）若将电流表改为内接。开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_。,23.（2007年山东理综卷23）检测一个标称值为5的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A待测滑动变阻器Rx，全电阻约5（电阻丝绕制紧 密，匝数清晰可数）B电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6C电流表A2，量程3A，内阻约0.12D电压表V1，量程15V，内阻约15kE电压表V2，量程3V，内阻约3kF滑动变阻器R，全电阻约20G直流电源E，电动势3V，内阻不计H游标卡尺I 毫米刻度尺J电键S导线若干,（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图。,A1,V2,（2）解：,方案一：分压接法,方案二：限流接法,（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。,(3)解：,方案一：,需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺,主要操作步骤：,数出变阻器线圈缠绕匝数n,用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n,用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1，可得电阻丝总长度,也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D2，得电阻丝总长度,重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值,方案二：,需要的器材：游标卡尺,主要的操作步骤：,数出变阻器线圈缠绕匝数n,用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1 和瓷管部分的外径D2，可得电阻丝的直径为,电阻丝总长度,重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值,2.伏安法测电阻之发散思维,（1）“安安法”,多用电表是怎样炼成的。电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用。,利用“比较法”测电阻，没有系统误差。,（2）“伏伏法”,电压表的创新使用测电流,条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用,利用“伏安法”外接法测电阻，存在系统误差。测量值小于真实值系统误差。,利用“比较法”测电阻，没有系统误差。,3替代法测量电阻,利用伏安法测电阻，无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差，而利用比较法测电阻可避免这些误差实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱，使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便是待测电阻的阻值,（1）原理,（2）电路,用电阻箱和电流表测量,用电阻箱和电压表测量,1为了测量电流表A1的内阻，采用图示的电路，其中电流表A1的量程是0300A、内阻约为100（待测）；A2是标准电流表，量程0-200A；R1为电阻箱，阻值范围0999.9；E为电池，电动势3V、内阻不计；S1为开关，S2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R2和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷开关S2扳到接点1处，接通开关S1，调节可变电阻R2，使两电表的读数都是150A；然后将开关S2扳到接点2，调节电阻箱R1使标准电流表的读数仍是150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：（1）电流表A1的内阻Rg=_.（2）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻R3 的阻值应选 A.100B.150C.10KD.15K（）（3）可变电阻器R2 应选：A.2K B.5K C.200D.500（）,解（1）替代法测电阻,（2）当R2=0时,要保证两个电流表都不超过量程,R3=E/Imin=3/0.2mA=15k 选D,（3）R2+R3=E/I=3/0.15mA=20 k R2=5k 选B,Rg=92.8,2.（1997上海物理卷）某同学用以下器材测量电阻：A.电流表A B.电阻箱R C.单刀双掷电键K D.待测电阻Rx E.电源E F.限流电阻R0如图所示，实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路，用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻阻值.,本实验中电键K应先向_闭合，记下电流表的示数为I；再将电键K向_闭合，调节_的值，应使两次测量的_大小相同.这时待测电阻的阻值可以从_上读出.,a,b,R,电流,R,按图所示电路在图所给出的实物图中画出连接导线,15.（2007年上海物理卷15）为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I20.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_。,解得Rx=375,375,经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx_。,解析：这是替代法测电阻,I,R0,4比较法测量电阻,串联电路和并联电路的重要性质；串联分压和电阻成正比，并联分流与电阻成反比。待测电阻与已知定值电阻串联，通过比较它们的电压来确定待测电阻，待测电阻与已知定值电阻并联，通过比较它们的电流来确定待测电阻，,1.（2007年理综四川卷22）甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻）待测电阻R1，待测电阻R2电压表V（量程为1.5V，内阻很大）电阻箱R（0-99.99）单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2导线若干先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,_,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1_。,将S2切换到b,解：根据串联电路的重要性质,22.（2008年全国理综卷 22）（1）（5分）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为_mm,（2）（13分）右图为一电学实验的实物连线图 该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500)图中两具电压表量程相同，内阻都很大 实验步骤如下：,4.5924.594,回答下面问题:（）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为，滑动变阻器的符号为，其余器材用通用的符号表示。（）不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=_（）考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的公式为Rx=_,调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端合上开关S将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下V1和V2的多组读数U1和U2求Rx的平均值,【解析】（1）螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm，可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。,（2）不计电压表内阻，根据串联分压原理，有：,（3）可考电压表内阻影响，则R与RV1的并联电阻与Rx与v2的并联电阻串联分压，即：,解得,2.（2004年全国理综卷22）、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。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，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）。（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图（略）上画出连线。（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_。,解析：（1）由于没有电流表，两电压表的内阻又已知，所以两电压表中，一个与待测电路串联，间接测量流过的Rx电流；另一个与被测电阻并联，用于测量Rx两端的电压，因测量中要求电压表的读数不 小于其量程的1/3，所以与待测电阻并联的电压表为V1；又由于Rx的值比滑线变阻器R值大得多，若滑线变阻器采用限流式接法，则电压调节范围小，而且通过计算表明电压表也都易超过量程，因此滑线变阻器应采用分压式接法。电路原理图如图所示。（2）对实物连线，先在电路图上标出电流的方向和电表的正负极，然后在实物图中先串联电学元器件，再并联上电学元器件，连线时导线不能相交。实物连线如图所示。,（3）根据伏安法测电阻的原理，计算可得：,或,一表面结构,4多用电表测内阻,表盘,分清三条刻度线所测量的物理量,最下面的一条刻度线分布不均匀（开始阶段较密集），是用来测交流电压的,最上面的刻度线右端标有“0”，从右向左，刻度线依次变密，是用来测电阻的；,中间的刻度线共50个小格，分布均匀，是用于测电流和直流电压的；,二测量电路,电流档电路,欧姆档电路,电压档电路,1.使用电流档和电压档时，都不用内电源，必须要有外电源；使用欧姆档时，只能使用内电源，不能再有外电源,2.不管使用电流档、电压档还是欧姆档时，电流都从多用电表的红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表标以保证电流表能从左向右偏转注意：使用欧姆档时，红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极,3.多用电表的欧姆档刻度不均匀，只有中央部分便于观察，所以使用欧姆档，要尽量使指针偏转到中央附近；而电流档和电压档则是越接近满偏时误差越小，所以使用电流档和电压档，要尽量使指针的偏转角度大一些,三欧姆档的测量原理,根据闭合回路的欧姆定律测量,R、Rg和r均为定值电阻,电流I与待测电阻Rx之间存在着一一对应的函数关系，因此可以通过电流的测量达到测量电阻的目的在刻度盘直接标出与电流I对应的电阻Rx值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反,.欧姆调零.当两表笔接触时，Rx=0，此时电流调到满偏值,对应电阻值为零,刻度0,.机械调零当两表笔间不接电阻时（即不接触），指针不偏，电阻无限大，刻度无限大,欧姆表的刻度,3.中值电阻等于欧姆档的内阻,因此欧姆档的不同倍率内阻不同,四欧姆档的测量步骤,1机械调零检查多用电表的指针是否停在表盘零刻度线，若不指零，可用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,2选择合适挡：由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆，而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确，因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级,3欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。,4测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，如果指针在中央附近，表针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端，可根据“大量程大角度偏，小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零，按步骤3、4进行,5多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。,大量程大角度偏小量程小角度偏,换档重新调零测量完毕旋离,示数不用估读示数要乘倍率,1.（2009年全国理综卷22）如图所示的电路，l、2、3、4、5、6 为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检侧的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_档，在连接点1、2同时断开的情况下应当选用多用电表的_档。（2）在开关闭合情况下，若侧得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障。（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测小灯泡是否有故障的具体步骤_。,电压,欧姆,开关或连接点5、6,调到欧姆档,将红、黑表笔相接，检查欧姆档能否正常工作.,测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。,2.（1997年全国物理卷14）在图示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的.为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c 端,并观察万用表指针的示数.在下列选挡中,符合操作规程的是（）直流10V挡 B.直流0.5A挡 直流2.5V挡 D.欧姆挡,A,解：若操作时选用直流电压挡，由于电源电压是6V，检查电路时只能用直流10V挡，而不能用直流2.5V挡。,若操作时选用直流电流挡，经估算通过电流表的电流可能会达到1.2A，它超过了0.5A，这是不安全的。,用欧姆表去检查电路时，必须将电路中的电源断开，否则会损坏多用电表，况且电路中的电源与表头构成回路，无法判断出哪根导线是断的。故选项A正确。,3.（2009年安徽理综卷21）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。,23.0mA,0.57V,320,4.图为欧姆表原理图.电流表满度电流Ig=300A，内阻rg=100，定值电阻R0=50，调零电阻最大阻值为50k,电源电动势E=1.5V,内阻不计.该欧姆表能准确的测量范围是（）30k80k B.3k8kC.300800 D.3080,B,（2）原电流表的刻度值对应的电阻值为,A.300A _.B.200A _C.100A _.D.0A _,0,2.5103,10103,5.（2009年全国理综卷22）某同学得用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：（1）检查多用电表的机械零点。（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。（3）将红、黑表笔_，进行欧姆调零。（4）测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数。（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）（4）。（6）测量完成后，将选择开关拔向_位置。,短接,中央,OFF,红,黑,6.（2009年上海物理卷15）（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上_。a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆档1kd旋转S使其尖端对准欧姆档100e旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔,c、a、b、e,根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_。,30k,（2）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（）A.测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零,A、C,（2）欧姆档更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的档位；反之应还较大的档位。电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换挡一定要进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业。,7.（2009年天津物理卷9）(2)图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流Ig=300A，内阻Rg=100，可变电阻R的最大阻值为10k，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=_k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用,方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较_。（填“变大”、“变小”或“不变”）。,红,5,变大,8.晶体二极管具有单向导电性.当电流有二极管正极流入，其电阻很小；当电流有二极管负极流入，其电阻非常大.用万用表欧姆挡(100)测试三只晶体二极管，其结果依次如图、所示。由图可知，图中 _ 的二极管是好的，该二极管的正极是_端。,a,9.（2007年广东物理卷13）实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.710-8m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。,将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零,图9（a）,（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；,D,（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图10所示，金属丝的直径为 _mm；（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）,解:（3）金属丝的直径为,d=0.260mm,（4）多用电表测得的金属丝电阻值,R=4,0.260,12或13,（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）,解：使用多用电表的电压档位，接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。,使用多用电表的电阻档位,断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障.,用闭合电路欧姆定律测电阻,1.（2003年江苏物理卷第13题）要测量一块多用电表直流10mA档的内阻 RA（约为40），除此多用电表外，还有下列器材：直流电源一个（电动势E约为1.5V，内阻可忽略不计），电阻一个（阻值R约为150），电键一个，导线若干.要求（1）写出实验步骤；（2）给出RA的表达式.,解析（1）实验步骤：用多用电表的直流电压档测量电源电动势E.用多用电表的 档测电阻阻值R.将多用电表置于直流10mA档,与电阻R及电键串联后接在电源两端,合上电键,记下多用电表读数I）,2.（07年海南物理卷13）图中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表 具有一定的内阻，电压表 的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R_。（2）根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。,解：当S向电压表一侧闭合时，,当S向R一侧闭合时，,连线如图,【原理归纳】以上各种方法的最终原理就是：部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。在运用时对于各物理量的测量要灵活。,2.电表内阻的测量方法-无可奈何,（3）替代法,（2）半偏法,（5）闭合电路欧姆定律计算法（不计电源内阻）,（1）伏安法,（4）比较法,“安安法”测电流表的电阻,电流表的创新使用测电压,条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用,“伏安法”测电压表的电阻,电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻,没有系统误差,此电路能否测量出电流表的内阻？,根据并联分流进行测量,没有系统误差,（1）伏安法,“伏伏法”测电压表的电阻,电压表的创新使用测电流,条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用,没有系统误差,根据串联分压进行测量,没有系统误差,A1,1某电压表的内阻在2050k之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:,待测电压表V（量程3V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程0.6A）滑动变阻器R（最大阻1K）电源E（电动势4V）电键K.所提供的电流表中,应选用_(填写字母代号）.,(2)为了尽量减小误差,要求测多组数据.试在方框中画出符合要求的实验电路图,解析：由于滑动变阻器用分压接法时，伏特表两端电压变化范围较大，可以多测几组数据，故滑动变阻器用分压接法由于电压表中通过的最大电流为Imax=3V/20K=150A，因此电流表应选用A1,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。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）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=_。,2.（2006年全国理综卷 22）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。,本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，,1.原理,半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系，因电流表可以读出自身的电流，故在其电流减半时，必有另一支路分掉另一半的电流，在总电流近似不变的条件下，该支路的电阻（电阻箱读出）等于电流表的电阻,2.电路,3.步骤,1.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.,2.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值.,3.若R1100R2，有Rg=R2,（2）半偏法测电流表的电阻,4.误差分析,在用半偏法测电流表的内阻的实验中，当闭合开关S2时，调节R2使电流表半偏，即通过电流表的电流为Ig/2，此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大，即比Ig稍大，这样通过R2的电流将大于Ig/2，因此电流表内阻的测量值小于真实值,5.半偏法测电压表的内阻,R测R真,1.把电阻箱R0的阻值调到0，把滑动变阻器的触头P滑到a端,3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值.,4.若RRV，有Rg=R0,2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.,半偏法测电压表的内阻,半偏法测电流表的内阻,电路,实验条件,实验步骤,1.把滑动变阻器的触头P滑到a端把电阻箱R0的阻值调到0,1.把滑动变阻器R1的电阻调到最大，把电阻箱R2的阻值调到0,2.闭合开关S，调节R使电压表指针满偏.,2.先闭合S1，调节R1使电流表指针满偏.,3.再闭合S2，保持电阻R1不变，调节R2使电流表指针半偏，记下R2的值,则Rg=R2.,3.保持滑动变阻器触头位置不变，调节R0使电压表指针半偏，记下R0的值,则RV=R0.,原理,Pa间的总电压基本不变,并联分流,干路中的电流基本不变,串联分压,误差分析,并联分流,满偏时Pa之间电阻,半偏时Pa之间电阻,串联分压,1.图为半偏法测电流表电阻的示意图.用该电路测定电流表的电阻Rg，应进行下列操作：闭合电键S1，断开电键S2，调节_，使电流表指针偏转到满刻度处（Ig）.闭合S2，保持_的阻值不变，调节_，使电流表指针偏转到满刻度的一半（Ig/2）断开S1、S2，读出R值，满足条件_时，电流表内阻Rg_.该实验测出的Rg比真实值_.当I=Ig时，R=_.为了减小误差，应当选择电动势_的电源.,R,R,R,RR,R,偏小,E/Ig-RA,较大,2.为减小误差，下列器材中应当选择的是_.A.电流表(量程500A，内阻约100)B.电阻箱(0999)C.电阻箱(09999.9)D.变阻器(03 k)E.变阻器(015 k)F.电源(E=1.5V,内阻不计)H.电源(E=6 V,内阻不计),AC H E,3.用半偏法测电流表G的内阻Rg，下列说法正确的有（）A.电键S1接通前,R应调到高阻值处.B.电键S2接通前，R阻值无须调节.C.电键S2接通后，可同时调节R、R阻值D.R阻值大小,对实验误差没有影响.E.当电流表示数从满偏电流Ig调到半偏电流Ig/2时，R中的电流强度稍大于Ig/2.,A B E,22.（2007年全国理综卷22）有一电流表，量程为1mA，内阻rg约为100。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999.9；滑动变阻器甲，最大阻值为10k；滑动变阻器乙，最大阻值为2k；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。采用的测量电路图如图所示，,实验步骤如下：a.断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1，调节R 使 满偏；c.合上S2,调节R1使 半偏,此时可认为 的内阻rgR1。试问：（）在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选_；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择_；电源E应该选择_。（）认为内阻rgR1，此结果与的rg真实值相比_。（填“偏大”、“偏小”、“相等”）,R0,滑动变阻器甲,E2,偏小,解()根据半偏法的测量原理，R1必须选R0；由于电流表的满偏电流很小，要求R1的阻值很大，故R应选滑动变阻器甲，电源选择E2，误差较小。,()根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得：,故：I总 Ig,所以，通过电阻箱的电流,用U表示电阻箱两端电压，则,即：,甲图中的电压表的电压U1、乙图中的电压表的电压U2,（3）比较法测电压表电阻,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,