《伏安法測(cè)電阻》導(dǎo)學(xué)案

1、高二物理伏安法測(cè)電阻導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道伏安法測(cè)電阻，理解電流表內(nèi)外接法的誤差來(lái)源，并能正確的選取測(cè)量電路 2、能熟練的區(qū)分滑動(dòng)變阻器的分壓限流式接法，并能正確的選取一、伏安法測(cè)電阻1.原理：由R 知，只要測(cè)出電阻兩端的電壓及通過(guò)導(dǎo)體的電流就可算出導(dǎo)體的電阻。2電路：電流表接在電壓表的兩接線柱外側(cè)，通常叫“ ”；電流表接在電壓表的兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“ ”。（請(qǐng)同學(xué)們?cè)谔摼€框中畫出）3伏安法測(cè)電阻的誤差分析因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用，因此兩種方法測(cè)量電阻都有誤差。(1)電流表外接法電壓表示數(shù)：UVUR，電流表示數(shù)：IAIRIVIR，R測(cè) R真（填< = >），測(cè)量值

2、偏小，誤差來(lái)源于 ，分流越小，誤差越小，所以該電路適用于測(cè)量小電阻，即RRV。(2)電流表內(nèi)接法電壓表示數(shù)：UVURUA>UR，電流表示數(shù)：IAIR，R測(cè) R真（填< = >），測(cè)量值偏大，誤差來(lái)源于 ，分壓越小，誤差越小，所以該電路適用于測(cè)量大電阻，即RRA。4伏安法測(cè)電阻時(shí)電路選擇的方法(1)直接比較法：當(dāng)待測(cè)電阻為大電阻時(shí)，電流表的分壓作用較小，用 接，測(cè)小電阻時(shí)，電壓表的分流作用較小，用 接，即“大內(nèi)小外”(2)比值判定法當(dāng)已知待測(cè)電阻的大約值Rx，電流表的內(nèi)阻RA和電壓表的內(nèi)阻RV，則當(dāng)>，即Rx>時(shí)，選用電流表內(nèi)接法；當(dāng)<，即Rx時(shí)，選用電流表外

3、接法；當(dāng)，即Rx時(shí)，選用電流表的兩種接法都可以。(3)試觸法若不知Rx的大概值，為了選擇正確的電路接法以減小誤差，可將電路如圖所示連接，只空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況：與a接觸，若電流表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng)，即Rx是一個(gè)高阻值電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法，S應(yīng)接b測(cè)量；與b接觸，若電壓表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電流表的分壓作用較強(qiáng)，即Rx是一個(gè)低阻值電阻，應(yīng)選用外接法，S應(yīng)接a測(cè)量。（這里所說(shuō)的變化大，是指相對(duì)變化，即I/I和U/U ）【例1】用伏安法測(cè)量某電阻Rx的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：A待測(cè)電阻Rx：范圍在58 ，額定電流0

4、.45 AB電流表A1：量程00.6 A(內(nèi)阻0.2 )C電流表A2：量程03 A(內(nèi)阻0.05 )D電壓表V1：量程03 V(內(nèi)阻3 k) E電壓表V2：量程015 V(內(nèi)阻15 k) F滑動(dòng)變阻器R0100 G蓄電池：電動(dòng)勢(shì)12 VH導(dǎo)線，開關(guān)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量，并保證器材安全，電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)_(選填“內(nèi)”或“外”)接。例2：某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻兩測(cè)量電路圖電流表分別為內(nèi)接和外接，其他條件都相同若用甲圖電路，兩表讀數(shù)分別為2.00 V和0.30 A；若用乙圖電路，兩表讀數(shù)為1.51 V和0.31 A為了使測(cè)出的電阻值誤差較小，實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用圖_所示電路選用此電路的測(cè)量值比真

5、實(shí)值_（偏大或偏?。┒瑒?dòng)變阻器的使用（高考重點(diǎn)）特別注意滑動(dòng)變阻器的連接，有以下三種典型錯(cuò)誤接法：1、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的特點(diǎn)比較內(nèi)容兩種接法限流接法分壓接法電路圖(圖中R為負(fù)載電阻，R0為滑動(dòng)變阻器)閉合開關(guān)前滑片位置滑動(dòng)觸頭在最左端，即保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大滑片在最左端，即開始時(shí)R上得到的電壓為零負(fù)載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍UU0U通過(guò)負(fù)載的電流調(diào)節(jié)范圍02、分壓和限流式電路的選擇原則下列情況必須采用分壓式接法要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)。用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0，且實(shí)驗(yàn)要求用電器電壓變化范圍較大。若采用限流式接法不能控制電流

6、滿足實(shí)驗(yàn)要求，即若滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，待測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍超過(guò)電流表(或電壓表)的量程，或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流(或電壓)，此時(shí)，則必須選用分壓式電路。兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃娐泛?jiǎn)單、能耗低。3、畫出伏安法測(cè)電阻的四種電路圖：例3、在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的內(nèi)阻約為20k，電流表的內(nèi)阻約為10，選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上，如圖所示。（1）根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出IU圖線，由此求得該電阻的阻值Rx （保留兩位有效數(shù)字）。（2）在虛線框內(nèi)畫出“伏安法”測(cè)量該電阻的電路圖。鞏固練習(xí)1伏

7、安法測(cè)電阻的接法有如圖中甲、乙兩種，下列說(shuō)法正確的是()甲乙A兩種接法完全等效B按甲圖接法，測(cè)量結(jié)果偏小C若待測(cè)電阻的阻值很大，按甲圖接法誤差較小D若待測(cè)電阻的阻值很小，按甲圖接法誤差較小2（1）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的示數(shù)如圖甲、乙、丙所示，則讀數(shù)分別是多大？ 甲乙丙（2）如果所用電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20 k，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為010 ，要求電源功率盡量小。則選擇如下哪個(gè)電路實(shí)驗(yàn)誤差更??？（3）用“2”中你所選的電路測(cè)金屬絲的電阻時(shí)，測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值大些還是小些？（4）如果電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA2.0 ，那么選“2”中的哪個(gè)電路能準(zhǔn)確測(cè)出Rx的值？3用伏安法測(cè)

8、金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖中的_(選填“甲”或“乙”)圖。甲乙4某興趣小組用“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后

9、根據(jù)公式計(jì)算出該金屬絲的電阻率。(1)若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖，則直徑d_mm。為了進(jìn)一步測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值，準(zhǔn)備先用多用電表粗測(cè)出它的阻值，然后再用伏安法精確地測(cè)量。實(shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備了以下器材：A多用電表B電壓表V，量程06 V，內(nèi)阻約10 kC電流表A1，量程00.6 A，內(nèi)阻約0.2 D電流表A2，量程03 A，內(nèi)阻約0.2 E電源：22 VF滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值20 ，最大電流為2 AG滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值50 ，最大電流為0.2 AH導(dǎo)線、電鍵若干(2)在用多用電表粗測(cè)電阻時(shí)，Rx的阻值大約是9；(3)在用伏安法測(cè)量該電阻的阻值時(shí)，要求待測(cè)電阻的電壓從0開始

10、可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述器材中應(yīng)選出電流表_和滑動(dòng)變阻器_(填器材前面的字母代號(hào))；(4)在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測(cè)量該電阻的阻值時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。5有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4 V、2 W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的IU圖線現(xiàn)有下列器材供選用：A電壓表(05 V，內(nèi)阻10 k) B電壓表(015 V，內(nèi)阻20 k)C電流表(03 A，內(nèi)阻1 ) D電流表(00.6 A，內(nèi)阻0.4 )E滑動(dòng)變阻器(10 ，2 A) F滑動(dòng)變阻器(500 ，1 A)G學(xué)生電源(直流6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用圖中甲而不選用圖乙的電路圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說(shuō)明理由：_.(2)實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選_，電流表應(yīng)選

11、用_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_(用序號(hào)字母表示)(3)把圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖高二物理伏安法測(cè)電阻導(dǎo)學(xué)案答案【例1】答案BD外解析待測(cè)電阻Rx的額定電流為0.45 A，應(yīng)選電流表A1，額定電壓Umax0.45×8 V3.6 V，應(yīng)選電壓表V1；由于 ，Rx，因此選用電流表的外接法測(cè)電阻。例2：答案：乙，偏小例3、答案：(1)見解析中左圖2.3×103(2.2×1032.5×103) (2)見解析中右圖解析：(1)這6個(gè)點(diǎn)中有5個(gè)基本在同一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，只有一個(gè)點(diǎn)偏離較大，可判斷出這個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差較大，應(yīng)予以排除，據(jù)此，IU圖線如下左圖所示在

12、圖線上可選一個(gè)離坐標(biāo)原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，得出其縱橫坐標(biāo)，如(3.0 V、1.3 mA)，則被測(cè)電阻阻值為Rx2.3×103 .(2)因?yàn)镽x與RV很接近，故電壓表的分流影響很嚴(yán)重，而2301，電流表的分壓影響很小，故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法又由于被測(cè)電阻很大，而滑動(dòng)變阻器阻值較小，故變阻器應(yīng)采用分壓式電路原理圖如下右圖鞏固練習(xí)答案1、答案:C甲為內(nèi)接法，適合RRA，乙為外接法，適合RRV，由兩種接法的特點(diǎn)可知，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。2.（1）螺旋測(cè)微器先讀固定部分為0.5 mm，螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0.5 mm49.8×0.01 mm0.998 mm；電流表量程為0.6 A，則最小刻度為

13、0.02 A，指針?biāo)笧?.42 A；電壓表量程為3 V，最小刻度為0.1 V，則讀數(shù)為2.30 V。（2）要使電源功率盡量小，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用限流式接法，同時(shí)電壓表內(nèi)阻較大，由以上讀數(shù)可知，待測(cè)電阻的阻值約為5 ，故采用電流表外接法誤差較小，故選A。（3）在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)準(zhǔn)確，但電流表測(cè)量的是干路電流，故電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小。（4）因已知電流表內(nèi)阻準(zhǔn)確值，則可以利用電流表內(nèi)接法準(zhǔn)確求出待測(cè)電阻，故應(yīng)選B電路。3、答案甲解析通過(guò)給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從零開始，故滑動(dòng)變阻器采用的是分壓式接法，Rx，電流表應(yīng)采用外接法即甲圖。4、答案(1)0.520(2)“×1”

14、9(3)CF(4)見解析解析(1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知d(0.50.01×2.0)mm0.520 mm。(2)選用“×10”歐姆擋時(shí)甲圖指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，說(shuō)明被測(cè)電阻的阻值較小，應(yīng)改用較低的擋位“×1”；歐姆表的讀數(shù)規(guī)則：歐姆表讀數(shù)刻度盤讀數(shù)乘倍率，因此R9×1 9 。故擋位為“×1”，電阻Rx9×1 9 。(3)在該實(shí)驗(yàn)中要求待測(cè)電阻的電壓從0開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的接法為分壓式，而分壓式滑動(dòng)變阻器的選擇為阻值越小越好，因此選擇滑動(dòng)變阻器R1；該實(shí)驗(yàn)中電壓表的量程為06 V，待測(cè)電阻的阻值約為9 ，因此當(dāng)電壓表滿偏時(shí)電流表的示數(shù)I1A0.67A，半偏時(shí)為I2A0.33 A，因此選00.6 A的電流表A1正合適。如果選擇03 A的電流表，因電流表工作時(shí)讀數(shù)為其三分之一到三分之二量程比較準(zhǔn)確，當(dāng)取三分之一量程即1 A時(shí)電路中Rx兩端的電壓URx1×9 V9 V大于電壓表的量程，因此不能選03 A的電流表。故電流表應(yīng)選C，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F(4) 45 9 ，因此待測(cè)電阻屬于小電阻，用外接法，因此電路圖為5. 答案：(1)描繪燈泡的IU圖線所測(cè)數(shù)據(jù)需從零開始，并要多取幾組數(shù)據(jù)(2)ADE(3)如下圖所示解析：因?qū)嶒?yàn)?zāi)康氖且枥L小燈泡的