实验13-1 测量电表的内阻（抢分精讲）-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

实验13-1 测量电表的内阻（抢分精讲）-剑指2019年高考物理的13个抢分实验

剑指2019年高考物理的13个抢分实验 实验13.1 测量电表的内阻 抢分精讲 ‎【高考导航】‎ 抢分题型 ‎◎题型1 电流半偏法 ‎◎题型2 电压半偏法 ‎◎题型3　等效替代法 ‎◎题型4 伏安法 实验目的 测量电流表或电压表的内阻。‎ 实验原理 测量电阻的理论是欧姆定律的变性公式，只要知道电压U和电流I即可求得电阻，在实际操作中，要用电压表、电流表测量电压、电流，根据被测电阻的大小，我们分别选择电流表内接、外接，以减小测量误差。测电表的内阻与测定值电阻的阻值原理相同，对于电表的“身份”我们做一下转换：认为它是一个“会说话的电阻”，会说自己的电压值（电压表）、电流值（电流表），即测量自身分得的电压和通过自身的电流。我们需要做的工作就是想办法测量另一未知的物理量。‎ 实验方法与步骤 方法 实验步骤 电路图 电流半偏法 将阻值调最大（保护电路），断开，闭合，调节使电流表指针满偏；保持不变，闭合，调节使电流表指针半偏，记下电阻箱读数，则（要求）。‎ S2‎ S1‎ G ‎:电位器（或电阻箱）；:电阻箱 电压半偏法 将调零，调节滑动变阻器滑片位置使电压表所在支路分压较小（保护电路，滑片向左滑动），闭合，调节滑动变阻器滑片位置使电压表指针满偏；保持滑片位置不变，调节使电压表指针半偏，记下电阻箱读数，则（要求）‎ V S ‎:滑动变阻器；:电阻箱 等效替代法 如图甲所示，先将拨至，闭合，调节变阻器，使电流表A2指示某一值I0；再将拨至，保持不变，调节电阻箱，使A2恢复原来的值I0，则被测电流表A1的内阻等于电阻箱的值。同理将电流表换成电压表V就可测出电压表的内阻，如图乙所示。‎ 伏安法 ‎①如图甲所示，将电压表与电流表串联，根据，求出电压表内阻；‎ ‎②如图乙所示，将电流表A与定值电阻串联再与电压 表V并联，‎ 根据，求出电流表A的内阻。‎ 题型1 电流半偏法 例1 在把电流表改装成电压表的实验中,测定电流表的内阻时,备有如下器材: ①电流表(量程0~2 mA,内阻约几十欧) ②滑动变阻器(阻值范围0~50 ,额定电流1.5A) ③电阻箱(阻值范围0~999 ) ④电阻箱(阻值范围0~9999 ) 电源(电动势2V,有内阻) ⑥电源(电动势6V,有内阻) 另外有开关和导线若干.‎ ‎ （1）如果采用如图所示的电路测电流表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上备用器材中,R1应选用_________,R2应选用_________,电源应选用_________(用所给器材的代号填写) （2）实验时要进行的步骤有 A. 合上S1 B. 合上S2 C. 将R1的阻值调到最大 D. 调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度 E. 调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半 F. 记下R2的阻值 G. 按图所示的电路图连接好电路 以上步骤的合理顺序是_________. （3）若步骤F中记录的R2阻值为,则被测电流表的内阻rg的测量值为_________. （4）电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是R测 _________R真:(填“>”“<”或“=”)。‎ 答案：（1）④ ③ ⑥ （2）GCADBEF （3）100 （4）<‎ 题型2 电压半偏法 例2 （黑龙江大庆实验中学2016模拟）(1)用多用电表的欧姆挡测量量程为3V电压表的内阻值,红表笔接电压表的___(填“正”或“负”)接线柱。用欧姆”×100“挡测量，表盘示数如图1所示，则阻值约为______Ω，电压表示数为_________V。‎ ‎(2)要进一步精确测量电压表其阻值，实验室中可提供的器材有：‎ 电阻箱R，最大电阻为9999.9Ω，‎ 定值电阻r=6kΩ，‎ 电动势约为12V，内阻不计的电源E，‎ 开关、导线若干。‎ 实验的电路图如图2所示,先正确连好电路,再调节电阻箱R的电阻值,使得电压表的指针半偏,记下此时电阻箱R有电阻值R1;然后调节电阻箱R的值,使电压表的指针满偏,记下此时电阻钉R的电阻值R2.‎ ‎①此实验计算电压表内阻Rv的表达式为Rv =__________________(用字母表示).‎ ‎②若电源的内阻忽略不计,则电压表内阻Rv的测量值将_________.‎ A. 偏大  B.不变  C.偏小  D.不能确定，要示电压表内阻的大小而定。‎ 答案：(1)负 2200 2.20 (2)①R1−2R2−r ②A 解析：‎ ‎(1)用多用电表的欧姆挡测量量程为3V电压表的内阻值，多用电表的红表笔接内置电源的负极，红表笔接电压表的负接线柱。‎ 题型3　等效替代法 例3 某同学准备用500μA的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表．他为了能够更精确地测量电流表的内电阻，设计了如图l所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下： A．电流表G1 （量程0~1.0 mA，内阻约100 Ω） B．电流表G2  （量程0~500 μA，内阻约200 Ω） C．电池组E（电动势为3.0 V，内阻未知） D．滑线变阻器R（0~25 Ω） E．电阻箱R1 （总阻值9 999 Ω） F．保护电阻R2 （阻值约100 Ω） G．单刀单掷开关S1 ，单刀双掷开关S2‎ ‎ （1）实验中该同学先合上开关Sl ，再将开关S2 与a相连，调节滑线变阻器R，当电流表 G2 有某一合理的示数时，记下电流表G1 的示数I；然后将开关S2 与b相连，保 持                      不变，调节                     ，使电流表Gl 的示数仍为I时，读取电阻箱的读数r． （2）由上述测量过程可知，电流表G2 内电阻的测量值rg =                     ． （3）若该同学通过测量得到电流表G2 的内电阻值为190Ω，他必须将一个                 kΩ的电阻与电流表G2‎ ‎ 串联，才能改装为一块量程为2.0V的电压表． （4）该同学把改装的电压表与标准电压表V 进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V 的指针恰好如图2所示．由此可知，该改装电压表的百分误差为             %． ‎ 题型4 伏安法 例4 （河北唐山2015二模）某同学欲准确测定一个量程为3V，内阻约为2kΩ的电压表的内阻。所备器材有：‎ A. 待测电压表：量程3V，内阻约为2kΩ B. 电流表：量程10mA，内阻约为50Ω C. 定值电阻：R1=400Ω               ‎ D. 滑动变阻器R2：最大阻值20Ω E. 直流电源：电动势E=6V，内阻可不计 F. 开关，导线若干 为保证测量结果的准确性，实验要求两表指针偏转的最大刻度都要超过总量程的12。‎ （1） 在图甲空格中补全实验电路；‎ ‎（2）改变滑动变阻器的阻值，读取实验数据填入如下表格，依据表格中的U，I数据在图乙坐标纸上画出U-I图线；‎ 电压U/V ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ 电流I/mA ‎0‎ ‎1.49‎ ‎3.00‎ ‎4.52‎ ‎6.00‎ ‎6.98‎ ‎8.96‎ （1） 根据图线，计算电压表的内阻为              kΩ（结果保留两位有效数字）。‎ 答案：（1）如图所示；（2）如图所示；（3）2.0。‎ 解析：（1）由题意可知，要使最大刻度都超过总量程的12，将电压表与一电阻并联，再与电流表串联的方法进行测量；该电路采用滑动变阻器分压接法，电流表采用外接法；故电路如图：‎ ‎（2）由表中数据设立如图所示标度，采用描点法作图如图所示；‎ ‎ ‎