高中物理“电阻的测量”专题分析.doc

“电阻的测量”专题分析电阻的测量是电路知识的综合应用，这类题目的解决往往要涉及到电流表内接法和外接法的选择、滑动变阻器限流接法和分压接法的选择、仪器和量程的选择以及实物连线等问题，是考查学生对电路的综合分析能力和实验能力的最佳题型之一，也是近几年高考实验题的热点问题，应引起同学们的高度重视.下面就电阻测量中所涉及到的问题做一简要分析，希望对同学们有所启发.一、电流表的内接法和外接法1．内接法和外接法：伏安法测电阻的原理是：用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，利用部分电路欧姆定律算出待测电阻的阻值。用伏安法测电阻有两种测量电路，图1（甲）中的接法叫电流表内接法，图1（乙）中的接法叫电流表外接法。图1Rx（甲）VARx（乙）VA2．误差原因：由于电流表和电压表接入后对电路的影响，不管采用内接法和外接法都会产生测量误差.内接法的误差是由于电流表的分压作用，使得电压表的测量值大于待测电阻两端电压的实际值，导致待测电阻的测量值大于实际值.外接法的误差是由于电压表的分流作用，使得电流表的测量值大于通过待测电阻电流的实际值，导致待测电阻的测量值小于实际值.3．内接法和外接法的选择图2MNRxAV一般情况下，测量大阻值电阻时，电流表的分压可以忽略，应采用电流表内接法.测量小阻值电阻时，电压表的分流可以忽略，应采用电流表外接法.若遇到待测电阻的阻值Rx既不太大又不太小时，可用求临界阻值的方法来判定：即先算出临界电阻,若Rx<R0，则采用电流表外接法.若Rx>R0，则采用电流表内接法.如果Rx、RV、RA的阻值关系不知道，也无法粗略估计时，可应用试触法判定.具体做法是：在如图2所示的电路中，改变电表的连接方式，拿电压表的一个接线柱分别接触M、N两点，观察电流表和电压表的示数变化，如果电流表示数变化明显，说明电压表内阻对电路影响较大，应采用电流表内接法.如果电压表示数变化明显，说明电流表内阻对电路影响较大，应采用电流表外接法.图3AV（乙）RxS（甲）AVRxS【例题】欲测量一未知电阻Rx，但不知其未知电阻约为多少，现采用如图3甲、乙所示两电路进行测试，闭合开关，甲图中电压表示数为2.9V，电流表示数为4mA，乙图中电压表示数为3V，电流表示数为3mA，则下面对于Rx的叙述正确的是（BCD）A．采用甲图误差较小，Rx的测量值为725ΩB．采用乙图误差较小，Rx的测量值为1000ΩC．Rx的真实值应在725Ω～1000Ω之间D．若电源内阻不计，可知Rx的真实值为975Ω解：电压表读数差别不大，说明电流表分压作用小，即电流表内阻较小，所以用乙图测量误差小.若电源内阻不计，由闭合电路欧姆定律得：甲图：E=U甲+I甲RA=2.9+4×10-3RA①乙图：E=U乙=3=I乙(RA+Rx)=4×10-3(RA+Rx)②由①②得Rx=975Ω二、供电电路中滑动变阻器的限流接法和分压接法被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式：1．限流接法SERxPrabR0图5RxR0SaErbP图4如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是：，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b点.2．分压接法如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是：，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b点.3．两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小.4．两种接法的选择滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法.（1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑.（2）为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法.（3）在下列情况下必须采用分压接法：①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足.②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法.③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流（或电压），应