高中物理电流表的内外接法导学案
第二章恒定电流§2.4专题电流表的“内外”接法【学习目标】
1、知道什么叫电流表的内接法和外接法
2、内接法和外接法对测量电阻的影响
3、会针对电阻选择电流表的内外接法
【学习重点】内接法和外接法对测量电阻的影响
【学习难点】会针对电阻选择电流表的内外接法
【自主学习】
1、串并联电路的特点
2、电压表、电流表的改装原理
3、思考电压表、电流表接入电路后对电路的影响。
【探究学习】
探究1、伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”如图a
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”如图b
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．探究
【拓展延伸】利用试触法确定内、外接法
当R R R
x V A
、、大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电
表的示数变化情况，如果??
I
I
U
U
>，说明电压表内阻带来的影响大，即电阻
跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用内接法，如果??
U
U
I
I
>，
说明电流表内阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。
【课堂练习】
1.如图所示，用伏安法测电阻R x时，MN接在恒定电压上．当K接a点时电压表示数10伏，电流表示数0.2安；当K接b点时，伏特表示数12伏，电流表示数0.15安，为了较准确地测定R x，K应在＿＿＿＿点，R x的真实值为＿＿＿＿．
2．一只电流表I g=2mA，R g=500Ω，下列结论中正确的是（）A．它只能用来测量2mA 的电流B．它只能用来测量lV 的电压C．用它来测电流时，量程是2mA D．用它来测电压时，量程是lV 3．如图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是（）A．用甲图所示电路测量的阻值总是小于真实阻值，用乙图所示电路测得的阻值总是大于真实阻值
B．无论选用哪种电路，选用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小
C．当待测电阻阻值比电流表内阻大得多时，用甲图电路测量的误差较小D．当待测电阻阻值比电压表内阻小得多时，用乙图电路测量的误差较小
【当堂检测】
1．图中若考虑电流表和电压表的内阻影响，用两表示数算出的R
测
=U/I （）
A．比R真实值大．
B．比R的真实值小．
C．引起误差的原因是I偏大
D．引起误差的原因是U偏小．
2．图中，考虑两表的内阻影响，用两表的示数算出的R
=U/I（）
测
A．比R的真实值小．
B．比R的真实值大．
C．引起误差的原因是U偏大．
D．引起误差的原因是I偏小．
3．用伏安法测电阻时，电流表外接电路和电流表内接电
路的误差来源是 ( )
A、外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值
B、外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值大于真实值
C、内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值
D、内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值大于真实值4．某同学
用伏安法测电阻，分别采用电流表内接法和外接法，测得某电阻R x的值分别是R1和R2，则测量值R1、R2跟该电阻的真实值之间的关系是（）
A．R1 > R x > R2 B．R1 < R x < R2 C．R1 > R2 > R x D．R1 < R2 < R x 5．要测定小电珠L“2．5V 0．3A” 的伏安特性曲线，测量电路选用图中的哪种电路（）
6．为测某电阻R的阻值，分别接成如图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为2．9V和4mA，则待测电阻的值应为（）
A．比1000Ω略大一些B．比1000Ω略小一些
C．比725Ω略大一些D．比725Ω略小一些
7．用伏安法测电阻时采用如图甲或乙两种电路．当用图甲的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为U1=5V，I1=0.6A；当用图乙的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为U2=4.6V，
I2=0.8A．设电源的内阻不计，则被测电阻R的
准确值为多少？
【课堂小结】
【课后作业】
高中物理：怎样选择内接法与外接法
一.误差的产生原因 伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值 应该是：，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。 当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值， 实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小 于电压表的内阻，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。 当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测 量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电 流表的内阻，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻。 二.系统的相对误差 由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以： 相对误差
内接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以： 相对误差 当内、外接法相对误差相等时，有，所以， （）为临界值。当（即为大电阻）时用内接法，当 （即为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。当 时，用内、外接法均可。 三.利用试触法确定内、外接法 当大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电 表的示数变化情况，如果，说明电压表内阻带来的影响大，即电阻跟 电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用内接法，如果，说 明电流表内阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。 例：有一未知的电阻，为较准确的测出其阻值，先后用如图3（a）、（b） 两种电路进行测试，利用（a）测的数据为“2.7V、5.0mA”，利用（b）测的数据为“2.8V、4.0mA”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（）
高中物理解题方法---整体法和隔离法
高中物理解题方法---整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节．在很多物理问题中，研究对象的选择方案是多样的，研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。合理选择研究对象会使问题简化，反之，会使问题复杂化，甚至使问题无法解决。隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。 隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究，这个研究对象可以是一个物体，也可以是物体的一个部分，广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。 整体法是将几个物体看作一个整体，或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。隔离法和整体法看上去相互对立，但两者在本质上是统一的，因为将几个物体看作一个整体之后，还是要将它们与周围的环境隔离开来的。 这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。 对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法。如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法。对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法。 一、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（各部分）间相互作用时，用隔离法．解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D ．没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D ． 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象，分析b 和c 对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了．此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑，想一想，应选什么？ 【例2】有一个直角支架 AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑，AO 上套有小环P ，OB 上套有小环 Q ，两环 质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连， 并在某一位置平衡，如图。现将P 环向左移一小段距离，两环再 A O B P Q
电流表的内外接专题
1 c 1电流表的“内接法”与“外接法” 一、知识目标： 1.知道伏安法测电阻的原理，理解电流表的内、外两种连接方式； 2.会分析电流表内、外接法产生误差的原因，并掌握减小误差的方法； 3.理解并会掌握电路选择的三种基本方法，即：“直接比较法” 、“定量判断法”、“试触法”。 例1．用伏安法测电阻，可采用下图所示的甲、乙两种接法．如所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内 阻为0.5 Ω. (1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用________电路． (2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V 、0.5 A ，则此电阻的测量值为_____Ω， 真实值为_____Ω. 【针对练习】 1．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，R x 约为10Ω，则下图中哪 个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小( ) A ．甲电路，偏大 B ．甲电路，偏小 C ．乙电路，偏大 D ．乙电路，偏小 2.如图所示电流表和电压表的读数分别为10V 和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R 的测量值比真 实值 ,（大或小）测量值为 Ω,真实值为 Ω. （3）试触法： ①若电压表示数有明显变化，即 时， 采用外接法 ②若电流表表示数有明显变化，即 时， 采用内接法 例2．如右图所示，用伏安法测电阻R 0的值时，M 、N 接在恒压电源上，当S 接a 点时电压表示数为10 V ， 电流表示数为0.2 A ；当S 接b 点时，电压表示数为12 V ，电流表示数为0.15 A ．为了较准确地测定R 0的 值，S 应接在________点，R 0的真实值为________Ω. U U I I ??
电路测量时内接法与外接法的选择
电路测量时内接法与外接法的选择 根据欧姆定律的变形公式I U R =可知，要测某一电阻x R 的阻值，只要用电压表测出x R 两端的电压，用电流表测出通过x R 的电流，代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。 误差原因 由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。 测量方法 通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法（电流表在电压表的内侧还是外侧）。 电路选择 在内接法电路中，因为电流表有内阻，在内接法的电路中电流表两端有电压，所以电压表测出的电压是电流表和待测电阻消耗的电压之和，比待测电阻两端的电压值大，利用= U R I 计算，这样测得的电阻值比真实值偏大，就产生了实验误差。 内接法测得的电阻值=X A R R R +内，误差原因：电流表的分压作用。 当测阻值大的电阻即X R >>A R 时，用电流表内接法测量电阻误差小。 在外接法电路中，因为电压表中有电流通过，所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和，比流过待测电阻的电流值大，利用=U R I 计算，这样测得的电阻值比真实值偏小，也产生了实验误差。 外接法测得的电阻值=X V X V R R R R R +外，误差原因：电压表的分流作用。 当测阻值小的电阻即X R < 整体法和隔离法 1. 在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D ．没有摩擦力的作用 2.有一个直角支架 AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑，AO 上套有小环P ，OB 上套有小环 Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图。现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是（ ） A ．N 不变，T 变大 B ．N 不变，T 变小 C ．N 变大，T 变大 D ．N 变大，T 变小 3.如图所示，设A 重10N ，B 重20N ，A 、B 间的动摩擦因数为0.1，B 与地面的摩擦因数为0.2．问：（1）至少对B 向左施多大的力，才能使A 、B 发生相对滑动？（2）若A 、B 间μ1=0.4，B 与地间μ2=0.l ，则F 多大才能产生相对滑动？ 4.将长方形均匀木块锯成如图所示的三部分，其中B 、C 两部分完全对称，现将三部分拼在一起放在粗糙水平面上，当用与木块左侧垂直的水平向右力F 作用时，木块恰能向右匀速运动，且A 与B 、A 与C 均无相对滑动，图中的θ角及F 为已知，求A 与B 之间的压力为多少？ 5.如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m 的四块相同的砖，用两个大小均为F 的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为（ ） A ．4mg 、2mg B ．2mg 、0 C ．2mg 、mg D ．4mg 、mg 6.如图所示，两个完全相同的重为G 的球，两球与水平地面间的动摩擦因市委都是μ，一根轻绳两端固接在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为θ。问当F 至少多大时，两球将发生滑动？ 1 A V R c d 1电流表的“内接法”与“外接法” 一、知识目标： 1.知道伏安法测电阻的原理，理解电流表的内、外两种连接方式； 2.会分析电流表内、外接法产生误差的原因，并掌握减小误差的方法； 3.理解并会掌握电路选择的三种基本方法，即：“直接比较法”、“定量判断法”、“试触法”。 例1．用伏安法测电阻，可采用下图所示的甲、乙两种接法．如所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内 阻为 Ω. (1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用________电路． (2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V 、 A ，则此电阻的测量值为_____Ω， 真实值为_____Ω. 【针对练习】 1．如下图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1Ω，电压表内阻5000Ω，R x 约为10Ω，则下图中哪 个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小( ) A ．甲电路，偏大 B ．甲电路，偏小 C ．乙电路，偏大 D ．乙电路，偏小 2.如图所示电流表和电压表的读数分别为10V 和,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R 的测量值比真 实值 ,（大或小）测量值为 Ω,真实值为 Ω. （3）试触法： ①若电压表示数有明显变化，即 时， 采用外接法 U U I I ?? A V A V R x R x (a)(b) ②若电流表表示数有明显变化，即时，采用内接法 例2．如右图所示，用伏安法测电阻R0的值时，M、N接在恒压电源上，当S接a点时电压表示数为10 V，电流表示数为A；当S接b点时，电压表示数为12 V，电流表示数为A．为了较准确地测定R0的值，S 应接在________点，R0的真实值为________Ω. 【变式训练】 分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值．图(a)中两表的示数分别为3V、4mA，图(b)中两表的示数分别为4V、，则待测电阻R x的真实值为() A．略小于1kΩ B．略小于750Ω C．略大于1kΩ D．略大于750Ω 【课后练习】 1.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下: A.待测电阻Rx：约55Ω， B.电流表A：量程0-3A （内阻Ω） C.电压表V：量程0-15V （内阻4KΩ） 简要写出电路选择的判断过程并在图框中画出电流表 连接方式的电路图 2．如右图所示电路，用伏安法测量电阻的大小．电阻R＝320Ω时，电流表的示数是15mA，电压表的示数是.如果用这个电路测量未知电阻R′，电流表的示数是13mA，电压表的示数是，则电阻R′的大小是() A．R>420Ω B．400Ω 整 体 法 整体是以物体系统为研究对象，从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律，是一种把具有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体，多个状态，或者多个物理变化过程组合作为一个融洽加以研究的思维形式。整体思维是一种综合思维，也可以说是一种综合思维，也是多种思维的高度综合，层次深、理论性强、运用价值高。因此在物理研究与学习中善于运用整体研究分析、处理和解决问题，一方面表现为知识的综合贯通，另一方面表现为思维的有机组合。灵活运用整体思维可以产生不同凡响的效果，显现“变”的魅力，把物理问题变繁为简、变难为易。 好题精讲 例1：如图1—1所示，人和车的质量分别为m 和M ， 人用水平力F 拉绳子，图中两端绳子均处于水平方向，不 计滑轮质量及摩擦，若人和车保持相对静止，且水平地面 是光滑的，则车的加速度为 。 解析：要求车的加速度，似乎需将车隔离出来才能求 解，事实上，人和车保持相对静止，即人和车有相同的加 速度，所以可将人和车看做一个整体，对整体用牛顿第二 定律求解即可。 将人和车整体作为研究对象，整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。在竖直方向重力与支持力平衡，水平方向绳的拉力为2F ，所以有： 2F = (M + m)a ，解得：a =2F M m 例2：用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图1—2所示，今对小球a 持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b 持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是（ ） 解析：表示平衡状态的图是哪一个，关键是要求出两条轻质细绳对小球a 和小球b 的拉力的方向，只要拉力方向求出后，。图就确定了。 先以小球a 、b 及连线组成的系统为研究对象，系统共受五个力的作用，即两个重力(m a + m b )g ，作用在两个小球上的恒力F a 、F b 和上端细线对系统的拉力T 1 。因为系统处于平衡状态，所受合力必为零，由于F a 、F b 大小相等，方向相反，可以抵消，而(m a + m b )g 的方向竖直向下，所以悬线对系统的拉力T 1的方向必然竖直向上。再以b 球为研究对象，b 球在重力m b g 、恒力F b 和连线拉力T 2三个力的作用下处于平衡状态，已知恒力向右偏上30°，重力竖直向下，所以平衡时连线拉力T 2的方向必与恒力F b 和重力m b g 的合力方向相反，如图 所示，故应选A 。 高中物理整体法隔离法解决物理试题答题技巧及练习题 一、整体法隔离法解决物理试题 1．a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连。当用大小为F的恒力沿水平方向拉着 a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1;当用恒力F竖直向上拉着 a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2；当用恒力F倾斜向上向上拉着 a，使a、b一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示。则（） A．x1= x2= x3 B．x1 >x3= x2 C．若m1>m2，则 x1>x3= x2 D．若m1 高中物理解题方法---整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节．在很多物理问题中，研究对象的选择方案是多样的，研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。合理选择研究对象会使问题简化，反之，会使问题复杂化，甚至使问题无法解决。隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。 隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究，这个研究对象可以是一个物体，也可以是物体的一个部分，广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。 整体法是将几个物体看作一个整体，或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。隔离法和整体法看上去相互对立，但两者在本质上是统一的，因为将几个物体看作一个整体之后，还是要将它们与周围的环境隔离开来的。 这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。 对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法。如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法。对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法。 一、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（各部分）间相互作用时，用隔离法．解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a ，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ，如图所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右 B ．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左 C ．有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定 D ．没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止，故可将三物体视为一个物体，它静止于水平面上，必无摩擦力作用，故选D ． 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象，分析b 和c 对它的弹力和摩擦力，再求其合力来求解，则把问题复杂化了．此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑，想一想，应选什么？ 【例2】有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑，AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图。现将P 环向左移一小段距离，两 环再次 A O B P Q 图甲 图乙 电流表的内外接法 一、师生交流合作： 探究一、电流表的内外接法 1、原理：部分电路的欧姆定律，即利用电压表和电流表测出 电阻两端的电压U 和通过的电流I ，根据欧姆定律可得R=U/I 。 2、电路图： （1）内接法：电流表和待测电阻接在电压表两接线柱内测，如图甲所示； （2）外接法：电流表接在含待测电阻的电压表两接线柱外侧， 如图乙所示； 3、误差分析： （1）内接法：如图甲所示，电流表所测电流为通过R x 的电流真实值，电压表所测电压却是R x 和电流表的电压，即U 测＝U x ＋U A ，则R 测＝U 测 I 测＝R x ＋R A >R x ， 要想使得R 测接近于R x ，就必须让电流表分得的电压U A 尽可能的小，那么只需要满足R x >>R A 即可。 （2）外接法：如图乙所示，电压表所测电压为Rx 的电压真实值，电流表所测电流却是Rx 和电压表的电流，即I 测=Ix+Iv ，则R 测＝ U 测I 测＝R x R V R x ＋R V （1）阻值比较法：R x >>R A 时，—— ；R x < 整体法与隔离法 1．整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析，常常使问题解答更简便、明了。 运用整体法解题的基本步骤： ①明确研究的系统或运动的全过程. ②画出系统的受力图和运动全过程的示意图. ③寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解 2．隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理。 运用隔离法解题的基本步骤： ①明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象.选择原则是：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少. ②将研究对象从系统中隔离出来；或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来. ③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图. ④寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解. 3．整体和局部是相对统一的，相辅相成的。 隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则 4．应用例析 【例4】如图所示，A、B两木块的质量分别为m A、m B，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求A、B间的弹力F N。 电流表内外接法的选择 电压表和电流表连入电路可以有两种方法：一种是 如图所示的电路叫做电流表外接电路（简你“外接 法”）；一种是如图所示电路叫做电流表内接电路（简 称“内接去”）．由于电流表、电压表内阻的影响，不 管采用电流表内接还是外接都将会引起误差．外接法的 测量误差是由于电压表的分流作用而产生，由并联电路中电流分配与电阻成反比可知当时，电压表的分流作用可忽略不计，此时，可见对于小电阻的测量宜采用外接法电路．内按法产生的误差是电流表的分压作用，由串联电路的电压分配与电阻成正比可知，当时，电流表的分压作用很小，可忽略不计，此时，所以对大电阻应采用内接法电路．那么如何确定R 值是较大还是较小呢？根据以上分析可知，当被测电阻与电压表内阻的关系满足即时应采用“外接法”较准确；当被测电阻与电流表的内阻相比满足即时，采用“内接法”测量误差较小．若当时，电压表的分流作用和电流表的分压作用对测量结果的影响是相同的，此时既可选择“内接法”也可选择“外接法”．，此时的Ｒ我们常称为临界电阻．当时，电流表的分压作用较电压表的分流作用明显，应采用外接电路，当 时，电压表的分流作用较电流表的分压作用明显，应采用内接电路． 例2 有一小灯泡上标有“6V0．6Ｗ”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的图线，已知所用器材有：是电流表（0～0．3Ａ，内阻1）；电压表（0～15Ｖ，内阻20k）；滑动变阻器（0～30，2Ａ）； 学生电源（直流9Ｖ）；开关一只、导线若干．为使实 验误差尽量减小，画出合理的实验电路图． 分析与解因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60， 因此选择电流表外接法．电路如图所示． 例３用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻Ｒ，己知所用电流表的量程为（0～0．6Ｖ），内阻0.125，电压表的量程为（0～15Ｖ），内阻为15k，蓄电池组电压为12Ｖ，问应采用哪一种连接电路？ 分析与解因为，而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧，可能大于43，也可能小于43，因此内接法、外接法两种电路均可采用。 在具体的实验中若、均不知的情况下，可用试触法判定，即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表指针变化大小来确定． 高中物理整体法隔离法解决物理试题解题技巧(超强)及练习题 一、整体法隔离法解决物理试题 1．在如图所示的电路中，已知电源的电动势E＝5 V，内阻不计，R1＝8 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，R＝6 Ω，滑动变阻器的最大阻值R4＝20 Ω，电容器电容C＝2 μF，不计电表内阻的影响，闭合开关，在滑片从a端滑到b端的过程中，下列说法中正确的是( ) A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变大 C．电源的总功率变大 D．电容器先放电后充电 【答案】D 【解析】 A、C、当P从a滑到b时，电路总电阻变大，总电流变小，电流表的示数变小，电源的总功率变小A、C错误； B、总电流变小，R1、R2支路的电流不变，通过R3的电流变小，故电压表示数变小，B正确；D、当P在a端时电容器与R2并联，电容器两端电压U C1＝1V，上极板带正电；当P在b端时，电容器两端电压U C2＝3V，上极板带负电，所以电容器先放电后充电，D正确．故选BD. 【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路；要注意当无法明确电容器的串并联关系时则应先求出两端的电势，再求出两端的电势差即可求解． 2．如图所示，一个物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明出此时斜面不受地面的摩擦力作用，若沿斜面方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面依然保持静止，则斜面受地面的摩擦力是( ) A．大小为零B．方向水平向右 C．方向水平向左D．无法判断大小和方向 【答案】A 【解析】 【详解】 对斜面体进行受力分析如下图所示： 开始做匀速下滑知压力与摩擦力在水平方向上的分力相等，当用力向下推此物体，使物体加速下滑，虽然压力和摩擦力发生了变化，但摩擦力f 始终等于N F 。知两力在水平方向上的分力始终相等，所以斜面受地面的摩擦力仍然为零。 A ．斜面受地面的摩擦力大小为零，与分析结果相符，故A 正确； B ．斜面受地面的摩擦力方向水平向右，与分析结果不符，故B 错误； C ．斜面受地面的摩擦力方向水平向左，与分析结果不符，故C 错误； D ．综上分析，可知D 错误。 3．如图，斜面体置于水平地面上，斜面上的小物块A 通过轻质细绳跨过光滑的定滑轮与物块B 连接，连接A 的一段细绳与斜面平行，系统处于静止状态．现对B 施加一水平力F 使B 缓慢地运动，A 与斜面体均保持静止，则在此过程中（ ） A ．地面对斜面体的支持力一直增大 B ．绳对滑轮的作用力不变 C ．斜面体对物块A 的摩擦力一直增大 D ．地面对斜面体的摩擦力一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】 取物体B 为研究对象,分析其受力情况,设细绳与竖直方向夹角为,则水平力: 绳子的拉力为： A 、因为整体竖直方向并没有其他力,故斜面体所受地面的支持力没有变;故A 错误; B 、由题目的图可以知道,随着B 的位置向右移动,绳对滑轮的作用力一定会变化.故B 错误; C 、在这个过程中尽管绳子张力变大,但是因为物体A 所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向,故物体A 所受斜面体的摩擦力的情况无法确定;故C 错误; D 、在物体B 缓慢拉高的过程中, 增大,则水平力F 随之变大,对A 、B 两物体与斜面体这个整体而言,因为斜面体与物体A 仍然保持静止,则地面对斜面体的摩擦力一定变大;所以D 选项是正确的; 受力分析、物体的平衡 1．隔离法： 将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。 隔离法的原则： 把相连结的各个物体看成一个整体，如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力），就要把跟该力有关的某物体隔离出来。当然，对隔离出来的物体而言，它受到的各个力就应视为外力了。 2．整体法： 把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。 整体法的基本原则： （1）当整体中各物体具有相同的加速度（加速度不相同的问题，中学阶段不建议采用整体法）或都处于平衡状态（即a =0）时，命题要研究的是外力，而非内力时，选整体为研究对象。 （2）整体法要分析的是外力，而不是分析整体中各物体间的相互作用力（内力）。 （3）整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这样一种辨证的思想。 3．整体法、隔离法的交替运用 对于连结体问题，多数情况既要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的交叉运用方法，当然个别情况也可先隔离（由已知内力解决未知外力）再整体的相反运用顺序。 考点二：共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态 一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态. 2．共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即0F =合。 3.平衡条件的推论 （1）如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对平衡力。 （2）如果物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。 （3）如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。 （4）当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零。 （5）三力汇交原理：如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，这三个力的作用线必定在同一平面内，而且必为共点力。 【典型例题】 类型一：如何进行受力分析 例1、如图所示，斜面小车M 静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m ，且M 、m 相对静止，试分析小车受哪几个力的作用？ 高中物理整体法隔离法解决物理试题的技巧及练习题及练习题 一、整体法隔离法解决物理试题 1．两倾斜的平行杆上分别套着a 、b 两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a 的悬线与杆垂直，b 的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是 A ．a 环与杆有摩擦力 B ．d 球处于失重状态 C ．杆对a 、b 环的弹力大小相等 D ．细线对c 、d 球的弹力大小可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】 对c 球单独进行受力分析，受力分析图如下，c 球受重力和绳的拉力F ，物体沿杆滑动，因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零，由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力 1=mg sin a=ma a=gina F ?，因a 和c 球相对静止，因此c 球的加速度也为gsina ，将a 和 c 球以及绳看成一个整体，在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina ，因此a 球和杆的摩擦力为零，故A 错误； 对球d 单独进行受力分离，只受重力和竖直方向的拉力，因此球d 的加速度为零，因为b 和d 相对静止，因此b 的加速度也为零，故d 球处于平衡状态，加速度为零，不是失重状态，故B 错；细线对c 球的拉力cos c T mg a =，对d 球的拉力d T mg =，因此不相等，故D 错误；对a 和c 整体受力分析有()cos na a c F m m g a =+，对b 和d 整体受力分析 ()cos nb b d F m m g a =+，因a 和b 一样的环，b 和d 一样的球，因此受力相等，故C 正 确。 2．一个质量为M 的箱子放在水平地面上,箱内用一段固定长度的轻质细线拴一质量为m 的小球,线的另一端拴在箱子的顶板上,现把细线和球拉到左侧与竖直方向成θ角处静止释放, 共点力平衡条件 1．共点力：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力． 2．平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态． （1）共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零． （2）“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别： 竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时的速度为零（静止），但这一状态不可能保持， 因而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态． 物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态 3.共点力作用下物体的平衡条件是合外力为0 二、三个共点力体用下的动 态平衡的特点及解法 例题1：如右图所示，重力为G 的电灯通过两根细绳OB 与OA 悬挂于两墙之间，细绳OB 的一端固定于左墙B 点，且OB 沿水平方向，细绳OA 挂于右墙的A 点。 1．当细绳OA 与竖直方向成θ角时，两细绳OA 、OB 的拉力FA 、FB 分别是多大? 2．保持O 点和细绳OB 的位置，在A 点下移的过程中，细绳OA 及细绳OB 的拉力如何变化? 3．保持O 点和绳OA 的位置，在B 点上移的过程中，细绳OA 及细绳OB 的拉力如何变化? 例题2：如右图所示，圆环形支架上悬着两细绳OA 和OB,结于圆心O,下悬重为G 的物体.使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置缓慢移至竖直的位置C 的过程中,分析OA 绳和OB 绳所受的力的大小如何变化? FA 不断减小，FB 先减小后增大 例题3：如右图所示，长为5m 的细绳，两端分别系于竖立地面相距为4m 的两杆A 、B 点。绳上挂一个光滑的轻质滑轮，其下端连着一重为6N 的物体。 整体法和隔离法解决连接体 要点一 整体法 A B G C A B G C F A 1 F A 2 F A 3 F B 2 F B 1 F B 3 一、滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据 : 1.限流式 图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx 的电压可调范围 E E R R x ~R x 限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小. 2.分压式 图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx 的电压可调范围0~E 分压式电路的特点: 1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂. 2.电能损耗较大 . 分压限流的选择 1. 负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连读可调，应选分压电路. 2. 若负载电阻的阻值Rx 远大于滑动变阻器总阻值R ，应选分压电路. 3. 若负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多，且没有要求电压从零可调,应选限流 电路. 4. 两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路总功率小。 5. 特殊问题要具体问题具体分析. 题型一：电流表内外接、限流和分压接法的选择。 用伏安法测量一个定值电阻阻值，器材规格如下： (1)待测电阻(约100Ω) (2)直流毫安表(量程10mA ，内阻50Ω) (3)直流电压表(量程3V ，内阻5k Ω) (4)直流电源(输出电压4V ，内阻可不计) (5)滑动变阻器(阻值范围15Ω，允许最大电流1 A) (6)开关一个，导线若干 题型二：电压表和电流表量程的选择、滑动变阻器的选择和连接、分压和限流电路的选择有一待测电阻Rx ，阻值约为5Ω，允许最大功率为1.25W ，现欲比较精确的测定其阻值。除待测电阻外，备用器材及规格如下： ⑴电压表（0～3V ～15V ）3V 量程内阻约为3k Ω；15V 量程内阻为15 k Ω； ⑵电流表（0～0.6A ～3A ）0.6A 量程内阻为1Ω；3A 量程内阻为0.25Ω； ⑶滑动变阻器（20Ω，1A ）； ⑷滑动变阻器（2k Ω，1.5A ）； ⑸蓄电池组（6V ，内阻不计）； ⑹电键、导线。 二、电流表内接法与外接法选择： (1)阻值判断法：当 V R R ??时,采用电流表“外接法” 当 A R R ??时,采用电流表“内接法” (2)试触法: u u ?与I I ?比较大小 若u u ?大，则选择电压表分流的外接法 若I I ?大，则选择电流表分压的内接法 例：有一未知的电阻R x ，为较准确的测出其阻值，先后用如图（a ）、（b ）两种电路进行测试，利用（a ）测的数据为“2.7V 、5.0mA ”，利用（b ）测的数据为“2.8V 、4.0mA ”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（ ） 整体法和隔离法 一、整体法 整体法就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部物体之间的相互作用力。 当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法。运用整体法解题的基本步骤是： （1）明确研究的系统或运动的全过程； （2）画出系统或整体的受力图或运动全过程的示意图； （3）选用适当的物理规律列方程求解。 二、隔离法 隔离法就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑该物体对其它物体的作用力。 为了弄清系统（连接体）内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法。运用隔离法解题的基本步骤是； （1）明确研究对象或过程、状态； （2）将某个研究对象或某段运动过程、或某个状态从全过程中隔离出来； （3）画出某状态下的受力图或运动过程示意图； （4）选用适当的物理规律列方程求解。 三、应用整体法和隔离法解题的方法 1、合理选择研究对象。这是解答平衡问题成败的关键。 研究对象的选取关系到能否得到解答或能否顺利得到解答，当选取所求力的物体，不能做出解答时，应选取与它相互作用的物体为对象，即转移对象，或把它与周围的物体当做一整体来考虑，即部分的看一看，整体的看一看。 但整体法和隔离法是相对的，二者在一定条件下可相互转化，在解决问题时决不能把这两种方法对立起来，而应该灵活把两种方法结合起来使用。为使解答简便，选取对象时，一般先整体考虑，尤其在分析外力对系统的作用（不涉及物体间相互作用的内力）时。但是，在分析系统内各物体（各部分）间相互作用力时（即系统内力），必须用隔离法。 2、如需隔离，原则上选择受力情况少，且又能求解未知量的物体分析，这一思想在以后牛顿定律中会大量体现，要注意熟练掌握。 3、有时解答一题目时需多次选取研究对象，整体法和隔离法交叉运用，从而优化解题思路和解题过程，使解题简捷明了。 所以，注意灵活、交替地使用整体法和隔离法，不仅可以使分析和解答问题的思路与步骤变得极为简捷，而且对于培养宏观的统摄力和微观的洞察力也具有重要意义。 【例1】如图1-7-7所示，F 1＝F 2＝1N ，分别作用于A 、B 两个重叠物体上，且A 、B 均保持静止，则A 与B 之间、B 与地面之间的摩擦力分别为 （ ） A ．1N ，零 B ．2N ，零 C ．1N ，1N D ．2N ，1N 【例2】用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来，如图1-7-3所示，今对小球a 持续图1-7-7 内接法和外接法的选择 在伏安法测电阻的实验中，什么时候选择电流表的外接法，什么时候选择电流表的内接法？ 选择的根本原则：对于同一个电阻，哪一种接法的相对误差小就选哪一种 故要通过计算相对误差来进行选择，因为每次做题时不可能都进行相对误差的计算，故需要总结简单的规律，下次有需要时直接用这个规律进行解题。 一. 误差的产生原因 无论是用外接法还是用内接法，所测得的R 测都会与R 真之间存在误差，即是：无论用哪一种接法，真测R ≠R 用外接法时，电压表的示数就是待测电阻两端的电压，但电压表有电流流过（大小设为V I ），即电流表的示数是流过电压表和R 的总电流，并不是流过待测电阻的真实电流，根据I U R = ，得V R I I U +=测R ， 而R I U = 真R 故用外接法时，测得的电阻值会比实际的电阻值小 同理，用内接法时，电压表测得的电压会比待测电阻两端的电压大，故用此法测得的电阻值会比实际的电阻值大 二．可用粗略的方法来判断用内接法还是外接法 根据上面的误差产生原因的分析可知，用外接法时误差的产生原因是电压表有电流流过，但当流过电压表的电流很小很小时，这种误差是可以直接忽略的，也就是说流过电压表的电流很小很小的时候，这种情况下应该选用外接法？那么什么情况下电压表的电流很小到可以忽略？ 首先“很小”时相对流过待测电阻的电流而言的，因为电压表和电阻是并联的，由并联电路的电流规律可知，当R R V >>的时候（小 电阻情况），绝大部分的电流都是流过R 的，也就是说流过电压表 的电流小到可以忽略，此时应用外接法 反之，如果R 和V R 相差不大（大电阻情况），电流表分别内接和外接时的差别就会比较大，比如：假如R R V =，电流表 外接时的示数是2A 的话，内接时的电流就只有1A ，相对误差高达50％，这时候只能选择内接。 上面介绍的这种判断方法都是以待测电阻R 的大小作为参考的，当R 远远小于R V 的的时候就用外接（当R 为小电阻时），当R 和R V 相差不大的时候就用内接（当R 为大电阻时），高中物理整体法和隔离法试题演示教学
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