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2023高考物理二轮总复习 专题微课6-3 导体电阻的测量 课件PPT
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这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课6-3 导体电阻的测量 课件PPT，共26页。
[典例] (2022·泸州质检)某实验小组在设计测量阻值约在200 Ω的定值电阻Rx时，可供选择的器材如下：电源E，电动势约为3.0 V，内阻r约5 Ω；电流表A，量程为0～0.6 A，内阻rA约为2 Ω；电压表V1，量程为0～0.5 V，内阻r1＝1 000 Ω；电压表V2，量程为0～3 V，内阻r2约为5 kΩ；定值电阻R0，有四种规格供选：10 Ω、50 Ω、500 Ω、1 000 Ω；滑动变阻器R，最大阻值为50 Ω，额定电流1 A；开关S一个，导线若干。
(1)在下面四种方案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是________(选填图下的字母序号)。
测量方法(二) 等效替代法
[典例] (2021·浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R的阻值。(1)因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝____________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表__________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在实线框中画出对应的电路图；
②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻Rx＝__________Ω。此方法________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是___________________________________ 。
[答案] (1)0.34 外 (2)①见解析图 ②5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释也可)
[典例] 一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：(1)首先用多用电表进行粗测，如图所示，下列操作步骤正确的是________。A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置
(2)随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻RxB．灵敏电流计GC．定值电阻R0＝80 ΩD．粗细均匀的电阻丝AB(总长为L＝60.00 cm)E．滑动变阻器RF．线夹、电源、开关以及导线若干G．电源(电动势为3 V)
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x＝12.00 cm，则Rx的阻值计算式为Rx＝__________(用R0、L、x表示)，代入数据得Rx＝__________Ω。②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻Rx＝________。
测量方法(四) 半偏法测电表内阻 1．利用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测＜R真。2．利用半偏法测电压表内阻， 如图乙所示， 电阻箱和电压表串联， 然后与小电阻滑动变阻器并联，R测>R真。
[典例] (2022·邯郸模拟)某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电流表G的内阻，实验室有下列器材可供选择：电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，保护电阻R0(有阻值50 Ω和1 000 Ω可供选择)，电阻箱R(0～9 999.9 Ω)，最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R1，待测电流表G(满偏电流100 μA，内阻约1 kΩ)，开关两个，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线完成图乙中实物连接。
(2)保护电阻应选______(填“50 Ω”或“1 000 Ω”)。(3)某次实验操作过程如下：a．按电路图连接好电路；b．S1、S2断开，将R1的滑片滑至最左端，R的阻值调到最大，闭合S1、S2；c．调节R1，使电流表G的指针达到满偏；d．保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调节R使电流表的电流达到60 μA，记下此时R的阻值为1 400 Ω，本次操作可以求出电流表G的内阻为____________Ω(保留两位有效数字)。
[解析] (1)根据电路图补齐连线如答图所示。(2)实验过程为防止通过电流表的电流过大损坏电流表且保证滑动变阻器滑片左侧并联部分电压基本不变，R0应选大电阻，故选1 000 Ω的保护电阻。(3)S2闭合前后可以认为滑动变阻器滑片左侧并联部分电压不变，则Ig·(R0＋Rg)＝I·(R0＋Rg＋R)，解得R0＋Rg＝2 100 Ω，因R0＝1 000 Ω，所以Rg＝1 100 Ω＝1.1×103 Ω。[答案] (1)如图所示 (2)1 000 Ω (3)1.1×103
[典例] (2022·泸州质检)某实验小组在设计测量阻值约在200 Ω的定值电阻Rx时，可供选择的器材如下：电源E，电动势约为3.0 V，内阻r约5 Ω；电流表A，量程为0～0.6 A，内阻rA约为2 Ω；电压表V1，量程为0～0.5 V，内阻r1＝1 000 Ω；电压表V2，量程为0～3 V，内阻r2约为5 kΩ；定值电阻R0，有四种规格供选：10 Ω、50 Ω、500 Ω、1 000 Ω；滑动变阻器R，最大阻值为50 Ω，额定电流1 A；开关S一个，导线若干。
(1)在下面四种方案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是________(选填图下的字母序号)。
测量方法(二) 等效替代法
[典例] (2021·浙江6月选考)小李在实验室测量一电阻R的阻值。(1)因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数U1＝1.65 V，电流表的示数如图2所示，其读数I1＝____________A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为U2＝1.75 V，I1＝0.33 A。由此可知应采用电流表__________(填“内”或“外”)接法。
(2)完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：①器材与连线如图3所示，请在实线框中画出对应的电路图；
②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻Rx＝__________Ω。此方法________(填“有”或“无”)明显的实验误差，其理由是___________________________________ 。
[答案] (1)0.34 外 (2)①见解析图 ②5 有 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近(或其他合理解释也可)
[典例] 一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：(1)首先用多用电表进行粗测，如图所示，下列操作步骤正确的是________。A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置
(2)随着使用时间的增长，欧姆表内部的电源电动势会减小，内阻会增大，但仍能进行欧姆调零。若仍用该表测电阻，则测量结果会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：
A．待测电阻RxB．灵敏电流计GC．定值电阻R0＝80 ΩD．粗细均匀的电阻丝AB(总长为L＝60.00 cm)E．滑动变阻器RF．线夹、电源、开关以及导线若干G．电源(电动势为3 V)
①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x＝12.00 cm，则Rx的阻值计算式为Rx＝__________(用R0、L、x表示)，代入数据得Rx＝__________Ω。②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻Rx＝________。
测量方法(四) 半偏法测电表内阻 1．利用半偏法测电流表内阻，如图甲所示，电阻箱和电流表并联，然后与大电阻滑动变阻器串联，R测＜R真。2．利用半偏法测电压表内阻， 如图乙所示， 电阻箱和电压表串联， 然后与小电阻滑动变阻器并联，R测>R真。
[典例] (2022·邯郸模拟)某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电流表G的内阻，实验室有下列器材可供选择：电源E(电动势1.5 V，内阻很小)，保护电阻R0(有阻值50 Ω和1 000 Ω可供选择)，电阻箱R(0～9 999.9 Ω)，最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R1，待测电流表G(满偏电流100 μA，内阻约1 kΩ)，开关两个，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线完成图乙中实物连接。
(2)保护电阻应选______(填“50 Ω”或“1 000 Ω”)。(3)某次实验操作过程如下：a．按电路图连接好电路；b．S1、S2断开，将R1的滑片滑至最左端，R的阻值调到最大，闭合S1、S2；c．调节R1，使电流表G的指针达到满偏；d．保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开S2，调节R使电流表的电流达到60 μA，记下此时R的阻值为1 400 Ω，本次操作可以求出电流表G的内阻为____________Ω(保留两位有效数字)。
[解析] (1)根据电路图补齐连线如答图所示。(2)实验过程为防止通过电流表的电流过大损坏电流表且保证滑动变阻器滑片左侧并联部分电压基本不变，R0应选大电阻，故选1 000 Ω的保护电阻。(3)S2闭合前后可以认为滑动变阻器滑片左侧并联部分电压不变，则Ig·(R0＋Rg)＝I·(R0＋Rg＋R)，解得R0＋Rg＝2 100 Ω，因R0＝1 000 Ω，所以Rg＝1 100 Ω＝1.1×103 Ω。[答案] (1)如图所示 (2)1 000 Ω (3)1.1×103
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