高三复习实验：伏安法测电阻

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1、南阳一中高中物理实验《伏安法测电阻》南阳一中《伏安法测电阻》纵观近几年的实验题，题目年年翻新，没有一个照搬课本中的实验，全是对原有实验给予改造、改进、甚至创新，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验。实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试题中一直占有相当大的比重，而电学实验因其实验理论、步骤和完整性及与大学物理实验结合的紧密性，便成了高考实验考查的重中之重。电阻测量成为高考考查的焦点，伏安法测电阻是电阻测量最基本的方法，伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择，前者是考虑减小系统误差，后者是考虑

2、电路的安全及保证可读取的数据。另外考题还常设置障碍让考生去克服，如没有电压表或没有电流表等，这就要求考生根据实验要求及提供的仪器，发挥思维迁移，将已学过的电学知识和实验方法灵活运用到新情景中去。这样，就有效地考查了考生设计和完成实验的能力。《伏安法测电阻》1.基本原理：伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。2.测量电路的系统误差控制：（1）当RX远大于RA时，电流表内接；当临界阻值时，采用电流表的内接；当采用电流表内接时，电阻测量值大于真实值，即（如图1所示）。一.伏安法测电阻基本原理

3、（2）当RX远小于RV时，电流表外接；当临界阻值时，采用电流表的外接；当采用电流表外接时，电阻的测量值小于真实值，即（如图2所示）。3.滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择.控制电路的安全及偶然误差：（1）滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式。限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小，（如图3所示）。（2）滑动变阻器分压接法。选用滑动变阻器分压连接方式:(1)若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时；(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值，

4、且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时;(3)要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时.（如图4所示）。二、伏安法测电阻的原始模型:有电压表V测U有电流表A测I例题.为尽可能准确测量一个定值电阻的阻值，提供以下器材：A.待测电阻Rx（约30Ω）B.电流表A（100mA，内阻约25Ω）C.电压表V（量程3V，内阻约5kΩ）D.直流电源E（电动势4V，内阻忽略）E.滑动变阻器（5Ω，额定电流1A）F.开关、导线若干试画出测量Rx的电路原理图三、应变创新1.无电流表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电流表时只要找到能够等效替代电流表的

5、其他器材即可，比如：（1）已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图5）；（2）用已知内阻的电压表替代电流表（如图6）；（3）无电流表时的半偏法（测量电压表内阻）（如图8）。题2.电阻Rx阻值约为10kΩ，为尽可能准确测量其阻值，备有以下器材A.电压表V1（3V，内阻r1=3kΩ）B.电压表V2（15V，内阻r2约6KΩ）C.电流表A（量程3A，内阻约0.1Ω)D.滑动变阻器R1（10Ω，额定电流3A）E.直流电源E（12V，内阻约2Ω）F.开关、导线若干画出测量RX阻值的实验电路图；（1）找“电流”的创新------例题示范创新模型1:电压表(知内阻

6、)当电流表用总结思维步骤：读题调整原始模型审器材建模型审条件修正正确结果（2）找“电流”的创新------各显其能题3.现有以下器材电压表V1（量程3V，内阻约几千欧）电压表V2（量程15V，内阻约几十千欧）电流表A（量程3A，内阻约0.1Ω)定值电阻R0（3.0kΩ）滑动变阻器R（0-200Ω）直流电源E（约6V，内阻不计）开关、导线若干画出测量电压表V1内阻的实验电路图；创新模型2:用V1(待测).V2.定值R0.找电流2.无电压表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，比如：（1）已知电阻与理想电

7、流表串联替代电压表（如图9）（2）无电压表时的等效替代法（如图10）；（3）无电压表时的半偏法（测表头内阻）（如图11）。（1）找“电压”的创新-------团结协作题4.欲测量一个电流表的内阻，备有下列器材A.待测电流表A1（量程3mA，内阻约为50Ω）B.电压表V（量程3V，内阻未知）C.电流表A2（量程15mA，内阻等于10Ω）D.保护电阻R=120ΩE.直流电源E（电动势2V，内阻忽略）F.滑动变阻器（总阻值10Ω，额定电流0.5A）G.开关、导线若干要求无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程。画出实验的电路图创新模型1:电流表(知内阻)当

8、电压表用（2）找“电压”的创新-----快乐体验题5.为测定电流表A1的内阻，器材如下：电流表A1（量程300mA，内阻约