高考物理 第8章 电学实验 电阻的测量方法(二)(第3课时)复习导学案-人教版高三全册物理学案

电阻的测量方法（二）【学习目标】（在学习完本节课后检查检查自己学习目标是否完成）1、掌握半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理，及误差分析。

【重点、难点】重点：半偏法、等效替代法、电桥法则电阻原理难点：误差分析【电阻的测量方法】2、半偏法：由于电表内阻的存在，半偏法适合用于测量表头的内阻（1）、限流电路：电路如图所示，此电路一般用于测量内阻较小的表头内阻，如灵敏电流计的内阻。

原理：R2支路与G支路电阻相同时流过的电流相同。

操作过程：①打开S2,R1调至最大值，②闭合S1；调节R1使电流表达到满偏值I m；③闭合S2，保持R1值不变，调节R2使电流表示数半偏；④读出R2的数值，即R2=R g误差分析：因R2的接入，电路的总电阻变小，总电流大于满偏电流I m，所以，流经R2的电流大于流经电流表G的电流，则，R2＜R g,所以，测量值偏小。

由上分析知R1与R g的比值越大，实验的误差越小，所以，提高电源的电动势可以减小实验误差。

请你回答这是为什么？你还能提出几个减小误差的方法？（2）、分压电路:电路如图所以，此电路一般用于测量内阻较大的表头内阻，如电压表的内阻。

原理：R1的数值与R V的数值相等时，分得电压相等操作过程：①R置于a端，R1调至0；②闭合S，调节R使电压表示数达到满偏值U m;③保持R值不变，调节R1，使电压表示数半偏；④读出R1的值，即，R1=R v误差分析：因R1的接入，Pe两端的电阻增大，电压U Pe增大，大于电压表的满偏值U m，则，R1两端电压大于U m/2,则，R1＞R v,即测量值偏大。

使用阻值较小的滑线变阻器；提高电源电动势可以减小实验误差。

请你回答这是为什么？【规律训练题】：1、(2007全国高考Ⅱ)有一电流表A，量程为1mA，内阻r g约为100Ω。

要求测量其内阻。

可选用的器材有：电阻箱R o，最大阻值为99 999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；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A满偏；c．合上S2，调节R1使A半偏，此时可以认为A的内阻R g=R1．试问:(i)在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择________；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________。

(ii)认为内阻r g=R1，此结果与rg的真实值相比________。

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）答案：（ⅰ）R0甲 E2（ⅱ）偏小。

2：（2010北京卷）（１）某同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量度范围是0～4Ｖ的直流电压表。

①她按图１所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻r g，其中电阻Ｒ0约为１kΩ。

为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源Ｅ应选用______________，电阻器Ｒ1应选用______________，电阻器Ｒ2应选用______________（选填器材前的字母）Ａ．电源（电动势1.5Ｖ）Ｂ．电源（电动势6Ｖ）Ｃ．电阻箱（0～999.9Ω）Ｄ．滑动变阻器（0～500Ω）Ｅ．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1 kΩ）Ｆ．电位器（0～51 kΩ）②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将Ｒ２的阻值调至最大。

后续的实验操作步骤依次是_______，_____，_______，____，最后记录Ｒ1的阻值并整理好器材。

（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）Ａ．闭合Ｓ１Ｂ．闭合Ｓ２Ｃ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度Ｄ．调节Ｒ２的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半Ｅ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半Ｆ．调节Ｒ１的阻值，使电流计指针偏转到满刻度③如果所得的Ｒ１的阻值为300.0Ω，则图１中被测电流计G的内阻ｒg的测量值为______Ω，该测量值______实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

答案：（1）①B C F②B C A E③300 略小于④串 19.7（2）①如右图所示②3.0 0.50 27.03、一只量程为1V，内阻R v约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻，实验室提供了以下可供选择的器材：A、待测电压表VB、滑动变阻器：最大阻值l000Ω，额定电流1AC、滑动变阻器：最大阻值10Ω，额定电流1AD、电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量0.1nE、电阻箱：最大阻值99.9Ω,，阻值最小改变量0.1ΩF．电池组：电动势约3V，内阻约1ΩG ．导线和开关若干(1)为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路：如图2-3-6所示的甲和乙，要使测量较精确，应选择图________所示的电路．在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，滑动变阻器应选________，电阻箱应选________．（用器材前的序号字母表示）（乙、C 、D ）(2)用半偏法测量该电压表内阻的实验步骤：①闭合电键S 1和S 2，调节滑动变阻器R 使电压表满偏；②断开S 2，保持R 不变，调节____，使电压表____；③读出此时电阻箱的阻值R 0，即为电压表内阻。

（ R 0、半偏）4、（皖北协作区2012高三联考）为了测定电流表A 1的内阻，某同学采用如图所示的实验电路．其中：A 1是待测电流表，量程为300μA ，内阻约为100Ω； A 2是标准电流表，量程为200μA,R 1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω； R 2是滑动变阻器； R 3是保护电阻；E 是电池组，电动势为4V ，内阻不计； S l 是单刀单掷开关，S 2是单刀双掷开关．(1)根据图示电路的实物图，请在下面虚线框中画出实验电路图． (2)请将该同学的操作补充完整：①连接好电路，将滑动变阻器R 2的滑片移到最_______（填“左端”或“右端”）；将开关S 2扳到接点a 处，接通开关s l ；调节滑动变阻器R 2，使电流表A 2的示数为150μA ；②将开关S 2扳到接点b 处，___________________________________，使电流表A 2的示数仍为150μA ；③若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，则待测电流表A 1的内阻R g ____Ω(3)在上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R 2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R 3应选用____．（填写阻值前相应的字母）A 、200 k ΩB 、20 k ΩC 、15 k ΩD 、150k Ω 5、（2014安徽省高考压轴卷）某同学设计了如图丁所示的电路来测量一个量程为3V 的电压表的内电阻（几千欧），实验室提供直流电源的电动势为6V ，内阻忽略不计；VR aP RES丁戊U -1/(V -1)R/k Ω0 -3.00.33已①请完成图戊的实物连接；②在该实验中，认为当变阻器的滑片P 不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，aP 两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：________； A.变阻器A （0-2000Ω，0.1A ） B.变阻器B （0-20Ω，1A ） C.变阻器C （0-5Ω，1A ） ③连接好线路后，先将变阻器滑片P 调到最____端，并将电阻箱阻值调到_____（填“0”或“最大”），然后闭合电键S ，调节P ，使电压表满偏，此后滑片P 保持不动； ④调节变阻箱的阻值，记录电压表的读数；最后将电压表读数的倒数1U-与电阻箱读数R描点，并画出图已所示的图线，由图象得，待测电压表的内阻值为_______Ω。

（保留两位有效数字）Ⅲ. 【答案】①.连线如图 ②.B ③.左，0 ④.3.0×103（3.0k ）【解析】②认为当变阻器的滑片P 不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，aP 两点间的电压保持不变，变阻器需满足R R，C 答案电流不满足，1EI A R =>，所以选择B. ③.从保护电路角度。

所以填 “左，0”。

④. aP 两点间的电压保持不变,则apV V U R UR R=+,变形得:ap ap111V R U U R U =+根据图像的斜率和截距，即可求出。

3、等效替代法测电阻利用电阻的等效性，即：在特定情况下，如果一个未知电阻在电路中所产生的效果与一个已知电阻相同，则可认为这两个电阻的阻值相等，为了使已知电阻能与未知电阻产生相同的效果（阻值相同），一般用电阻箱作为已知电阻。

用等效替代法测电阻时为了能够在未知电阻与电阻箱之间切换，一般要用到单刀双掷开关（有时用两个单刀开关），因此，在题目提供的器材中，如果有单刀双掷开关（或两个单刀开关）以及电阻箱时，应优先考虑用等效替代法【规律训练题】：1、要测出一个未知电阻R x 的阻值（阻值约为4Ω），现有如下器材： 读数不准的电流表A （满偏电流约为0.6A ）， 滑动变阻器R （最大阻值20Ω）， 电阻箱R 1（最大阻值99.9Ω），戊电源E 1（电动势为2V ，内阻不计）， 电源E 2（电动势为6V ，内阻不计）， 单刀单掷开关K 1，单刀双掷开关K 2，导线若干．现要求尽量精确地测量R x 的阻值．(1)某同学经过分析确定用等效替代法请你说出不能使用伏安法的理由 该同学设计了两个实验电路图，用哪个效果较好，说出理由 (2)完成下列实验步骤，并排出合理的顺序 A 、闭合K 1，B 、将K 2与R 1接通，C 、调节R 1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，D 、将K 2与R x 接通，记下电流表指针所指位置；E 、记下R 1的值；则R x 的值为 。

（3）使用电压表能进行等效替代测电阻吗？若能请你设计一个电路。

以上我们学习了测电阻的常用的三种方法，其它的方法同学们注意总结。

【解析】本题提供的一个读数不准的电流表，所以无法直接读出读数，因此可利用电阻箱等效替代的方法来测量未知电阻．（1）根据实验所给器材，有如图2-3-8所示两种电路可以测出Rx ；由于乙图所示电路中，调节R1时，电流表变化更加明显，因此测量准确度更高，且电路乙比较简洁，故应选用乙图所示电路．(2)主要步骤：①闭合K 1，将K 2与Rx 接通，记下电流表指针所指位置；②将K 2与R 1接通，调节R 1的阻值，使电流表指针指在原来的位置，记下R 1的值；③则R x =R 1【发散拓展】若用如图2-3-9所示电路测量R x 时，其主要实验步骤为：①闭合K1，将K 2与R x 接通，调节滑动变阻器使电压表有较大的示数，并记录；②将K 2与R 1接通，调节R 1的阻值，使电压表的示数与①相同，记下R 1的阻值；③则R x =R 14、用惠斯通电桥测电阻。