【物理】2019届一轮复习人教版实验测量电表的内阻学案

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【物理】2019届一轮复习人教版实验测量电表的内阻学案

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;‎ ‎ ‎
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