1、巩固层知识整合提升层能力强化伏安法测电阻1.原理：由R知，只要测出电阻两端的电压及通过导体的电流就可算出导体的电阻。2电路：如图(a)所示，电流表接在电压表的两接线柱外侧，通常叫“外接法”；如图(b)所示，电流表接在电压表的两接线柱内侧，通常叫“内接法”。(a)(b)3伏安法测电阻的误差分析如上(a)、(b)图所示，R为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差。(1)电流表外接法电压表示数：UVUR，电流表示数：IAIRIVIR，R测UR，电流表示数：IAIR，R测R真，测量值偏大，适用于测量大阻值电阻。内接法误差来源于电流表的分压作用，分压越小，误差越小
2、，所以该电路适用于测量大电阻，即RRA。4伏安法测电阻时电路选择的方法(1)定量判定法当已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则当，即Rx时，选用电流表内接法；当，即Rx时，选用电流表外接法；当，即Rx时，选用电流表的两种接法都可以。(2)试触法若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况：与a接触，若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法，S应接b测量；与b接触，若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作
3、用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应接a测量。【例1】用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：A待测电阻Rx：范围在58 ，额定电流0.45 AB电流表A1：量程00.6 A(内阻0.2 )C电流表A2：量程03 A(内阻0.05 )D电压表V1：量程03 V(内阻3 k) E电压表V2：量程015 V(内阻15 k) F滑动变阻器R0100 G蓄电池：电动势12 VH导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选_，电压表应选_，电流表应_(选填“内”或“外”)接。解析待测电阻Rx的额定电流为0.45 A，应选电流表A1，额定电压Umax0.458 V3.6 V
4、，应选电压表V1；由于 ，Rx，因此选用电流表的外接法测电阻。答案BD外一语通关无论电流表内接还是外接，都会对电阻的测量带来系统误差，但对同一个待测电阻而言，选用两种不同的测量方法，相对误差是不一样的，所以从测量精确的角度出发，尽量选择相对误差较小的测量方法。滑动变阻器的分压式和限流式接法比较内容两种接法限流接法分压接法电路图(图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器)闭合开关前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑片在最左端，即开始时R上得到的电压为零负载两端的电压调节范围UU0U通过负载的电流调节范围0【例2】 一只小灯泡标有“3 V0.6 W”字样，现用下面给出的器材
5、测量该小灯泡正常发光时的电阻。电源电动势为12 V，内阻为1 ；最大阻值为5 的滑动变阻器；电流表的内阻为1 ；电压表的内阻为10 k；开关一个、导线若干。(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用_(选填“内接”或“外接”)法。滑动变阻器应采用_(选填“分压式”或“限流式”)接法。(2)在虚线框内画出你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)。解析(1)因小灯泡正常工作时的电阻约为Rx15 ，而电流表、电压表的内阻分别为1 和10 k，满足RVRx，电流表应采用外接法；实验中因小灯泡两端电压只需3 V，而电源电动势为12 V，所以滑动变阻器应采用分压式接法。(2)电路图如图所
6、示。答案(1)外接分压式(2)见解析图一语通关分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路。(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路。(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。培养层素养升华测定金属的
7、电阻率某实验小组计划用伏安法测定金属丝的电阻，进而测定该金属的电阻率。设问探究1某次实验时金属丝的直径以及电流表、电压表的示数如图甲、乙、丙所示，则读数分别是多大？甲乙丙2如果所用电流表内阻约几欧，电压表内阻约20 k，滑动变阻器的阻值范围为010 ，要求电源功率尽量小。则选择如下哪个电路实验误差更小？3用“2”中你所选的电路测金属丝的电阻时，测量结果比真实值大些还是小些？4如果电流表内阻的准确值RA2.0 ，那么选“2”中的哪个电路能准确测出Rx的值？提示：1.螺旋测微器先读固定部分为0.5 mm，螺旋测微器读数为0.5 mm49.80.01 mm0.998 mm；电流表量程为0.6 A，则
8、最小刻度为0.02 A，指针所指为0.42 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，则读数为2.30 V。2要使电源功率尽量小，滑动变阻器应采用限流式接法，同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5 ，故采用电流表外接法误差较小，故选A。3在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小。4因已知电流表内阻准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路。深度思考1用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，
9、额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的_(选填“甲”或“乙”)图。甲乙解析通过给定的数据发现电压接近从零开始，故滑动变阻器采用的是分压式接法，Rx，电流表应采用外接法即甲图。答案甲2某兴趣小组用“测定金属丝的电阻率”的实验方法测出金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据公式计算出该金属丝的电阻率。(
10、1)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图，则直径d_mm。为了进一步测量一待测电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量。实验室里准备了以下器材：A多用电表B电压表V，量程06 V，内阻约10 kC电流表A1，量程00.6 A，内阻约0.2 D电流表A2，量程03 A，内阻约0.2 E电源：22 VF滑动变阻器R1，最大阻值20 ，最大电流为2 AG滑动变阻器R2，最大阻值50 ，最大电流为0.2 AH导线、电键若干(2)在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，甲乙为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用_
11、(选填“100”或“1”)欧姆挡；按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约是_；(3)在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出电流表_和滑动变阻器_(填器材前面的字母代号)；(4)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路。解析(1)由螺旋测微器的读数规则可知d(0.50.012.0)mm0.520 mm。(2)选用“10”欧姆挡时甲图指针偏转过大，说明被测电阻的阻值较小，应改用较低的挡位“1”；欧姆表的读数规则：欧姆表读数刻度盘读数乘倍率，因此R91 9 。故挡位为“1”，电阻R
12、x91 9 。(3)在该实验中要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，因此说明滑动变阻器的接法为分压式，而分压式滑动变阻器的选择为阻值越小越好，因此选择滑动变阻器R1；该实验中电压表的量程为06 V，待测电阻的阻值约为9 ，因此当电压表满偏时电流表的示数I1A0.67A，半偏时为I2A0.33 A，因此选00.6 A的电流表A1正合适。如果选择03 A的电流表，因电流表工作时读数为其三分之一到三分之二量程比较准确，当取三分之一量程即1 A时电路中Rx两端的电压URx19 V9 V大于电压表的量程，因此不能选03 A的电流表。故电流表应选C，滑动变阻器应选F(4) 45 9 ，因此待测电阻属于小电阻，用外接法，因此电路图为答案(1)0.520(2)“1”9(3)CF(4)见解析素养点评在测量金属电阻率的实验中，关键是测量金属丝的电阻，在测电阻的方法中最常用最基本的方法是伏安法。根据题目要求合理选取实验器材、设计实验电路(注意电流表内、外接法和滑动变阻器的分压、限流接法的判断)、处理实验数据，分析实验结果，是该类考题常涉及的实验问题，以考查学生的科学探究能力。
