备考2024届高考物理一轮复习强化训练第十章恒定电流实验十一测量金属丝的电阻率测量电阻的四种创新方法方法3等效替代法测电阻.docx

1、方法 3 等效替代法测电阻 等效替代法测电阻是借助电阻箱、单刀双掷开关、电压表或电流表等测电阻的一种方法，利用电阻箱与待测电阻对电路产生相同的阻碍效果，进行等效替代.电流等效替代电压等效替代电路图步骤（1）按如图所示的电路图连接好电路，并将电阻箱 R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片 P 置于 a 端.（2）闭合开关 S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数 I.（3）断开开关 S2，再闭合开关 S3，保持滑片 P 的位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为 I.（4）此时电阻箱连入电路的阻值 R0与未知电阻 Rx的阻值相等，即 RxR0（1）按如图所示电路图连

2、好电路，并将电阻箱 R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片 P 置于 a 端.（2）闭合开关 S1、S2，调节滑片 P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数 U.（3）断开开关 S2，再闭合开关 S3，保持滑片 P 的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为 U.（4）此时电阻箱连入电路的阻值 R0与未知电阻 Rx的阻值相等，即 RxR04.电压等效替代法如图所示的实验电路可以用来测量电阻，可供选用的实验器材如下：A.待测电阻 Rx（阻值约为 55）B.定值电阻 R0（阻值为 16）C.电压表 V1（03V，内阻很大，可看成理想电压表）D.电压表 V2（015V，内阻很大，可看成理想

3、电压表）E.滑动变阻器 R1（05，2A）F.滑动变阻器 R2（050，2A）G.蓄电池（电动势为 4.0V，内阻忽略不计）H.开关、导线等（1）要完成本实验且较准确地进行测量，电压表应该选用 C，滑动变阻器应该选用 F.（填器材前面的字母）（2）实验步骤如下：按照电路图连接实验器材，断开开关 S0，单刀双掷开关 S 空置，把滑动变阻器的触头滑到最左端；闭合 S0，将单刀双掷开关掷于“1”，调节滑动变阻器触头，使电压表读数为 2.8V；将单刀双掷开关掷于“2”，不再滑动（选填“向左滑动”“向右滑动”或“不再滑动”）滑动变阻器触头，观察并记录电压表读数为 1.6V.（3）根据实验数据，被测电阻的

4、测量值 Rx 56.（4）由于蓄电池内阻 r 的存在，Rx的测量值将 等于 真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）.解析（1）由于电源电动势为 4.0V，015V 量程的电压表量程太大，因此选用量程为03V 的电压表；最大阻值为 5 的滑动变阻器 R1会使被测电阻两端的电压超过 3V，因此不能选用，只能选用最大阻值为 50 的滑动变阻器 R2.（2）根据实验原理，滑动变阻器接入电路的阻值是不能改变的，否则就不能解出 Rx的值.（3）根据闭合电路的欧姆定律可知，闭合开关 S0，单刀双掷开关掷于“1”位置时，有 ，得 ；单刀双掷开关掷于“2”位置时，有 ，得 ，联立解得 Rx56.（4）蓄电池的

5、内电阻 r 与滑动变阻器连入电路的电阻可当作一个整体，则 r 的存在不影响Rx的值.考法拓展电流等效替代法/2021 浙江 6 月小李在实验室测量一电阻 Rx的阻值.（1）因电表内阻未知，用如图甲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 U11.65V，电流表的示数如图乙所示，其读数 I1 0.34 A；将 K 掷到“2”，电压表和电流表的读数分别为 U21.75V，I20.33A.由此可知应采用电流表 外（选填“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：器

6、材与连线如图丙所示，请在图丁的虚线框内画出对应的电路图；先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表的示数，再将单刀双掷开关掷到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻Rx 5.此方法 有（选填“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是 电阻箱的分度值与待测电阻比较接近（合理即可）.图丁解析（1）由题图乙可知，电流表使用的是 00.6A 的量程，分度值为 0.02A，估读到与分度值相同位，故读数为 I10.34A.两次测量中，电压测量值的绝对误差 UU2U11.75V1.65V0.10V，电流测量值的绝对误差 II1I20.34A0.33A0.01A，电压测量值的相对误差 .0.061，电流测量值的相对误差 .0.033，可见电流测量值的相对误差小于电压测量值的相对误差，为了减小系统误差，应采用电流表外接法.（2）由题可知，使两次电流表的示数尽量相同，则两次电路的总电阻接近相等，可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值，由题图丙可知电阻箱的读数为 5，则 Rx5.此方法有明显的实验误差，因为电阻箱的分度值为 1，与待测电阻（约 5）比较接近，在调节电阻箱的阻值时，很可能无法使电流表的读数与前一次完全相同，即电阻箱的阻值很可能无法调节到和待测电阻相同.