定值电阻的妙用.doc

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1、定值电阻的妙用宜昌市第二中学：张家民定值电阻作为一类很普遍的电学元件，作用看起来好像很单一，但在高中物理电学实验中却经常发挥至关重要的作用。电学设计型实验是近年来高考考查的热点，也是高三复习教学的重点之一且设计型实验主要以电路设计为主。电路设计经常要用到定值电阻，定值电阻如何使用往往是学生最感到困惑的地方，也是教学的薄弱环节。鉴于此，笔者将定值电阻在电路中的作用作为一个专题进行了研究，从而总结出了如下一些规律。一、定值电阻作为保护电阻使用定值电阻作为保护电阻，是定值电阻最常见的应用。这类问题的关键是弄清楚题目的设计原

2、理，根据提供的数据进行必要的估算，确定好保护电阻在电路中的位置。例1、利用下面适当的实验器材，设计一电路来测量电表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。A．电流表（A1）量程10mA、内阻r1待测（约40Ω）；B．电流表（A2）量程500μA、内阻r2=750Ω；C．电压表（V）量程10V、内阻r3=10kΩ；D．定值电阻（R1）阻值约为100Ω、做保护电阻用；E．滑动变阻器（R2）总阻值约为50Ω；F．电源（E）电动势1.5V、内阻很小；G．开关（S）、导线若干。（1）画出电路图，标

3、明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则：所用的表达式为r1=__________，说明式中各符号的意义。分析：该电路仅需保护支路，保护电阻的位置有如下两个方案，如下图1、2所示。通过估算可知保护电阻在干路的保护能力比在支路的保护能力略强，但相差极小。故这两种方案均可。（解答略）例2、有一电压表V1其量程为3V，内阻约为3000Ω，要准确的测量该电压表的内阻，提供的实验器材有：电源E：电动势约为15V，内阻可忽略不计；电流表A1：量程为0~100mA，内阻r120Ω；电压表V2：量程为２V，内阻r2

4、=2000Ω；定值电阻R1：阻值20Ω；定值电阻R2：阻值3Ω；滑动变阻器R0：最大阻值10Ω，额定电流1Ａ；单刀单掷开关S，导线若干。实验中应选用的电表是__________；定值电阻应选用__________；设计一个测量电压表V1内阻的实验电路，画出原理图。说明实验所要测量的量：__________；写出电压表V1内阻的计算表达式__________。分析：该题的特点是不仅电流表需要保护，而且滑动变阻器也需要保护，故保护电阻只能连在干路上，方案如右图所示。（解答略）。二、定值电阻用来增大待测量物理实验中对一些较

5、小量的测量往往会有较大的相对误差，为了减小误差，常采用的方法就是增大待测量，在电阻测量中也是如此。例3、一位电工师傅为准确测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现小于1Ω；为了尽可能的提高其测量精度，他从下列器材中挑选了一些元件，设计了电路，重新测量这段导线的电阻。A．电源E：电动势约为3.0V，内阻不计；B．电压表V1：量程为0~3V，内阻约2kΩ；C．电压表V2：量程0~15V、内阻约为6kΩ；D．电流表A1：量程为0~0.6A，内阻约1Ω

6、；E．电流表A2：量程为0~3.0A、内阻约0.1ΩF．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流2.0Ａ；G．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ，额定电流1.0Ａ；H．定值电阻R0：阻值为3Ω；I．开关S一个，导线若干。请你按照电工设计的电路，在实物下图甲中用笔画线代替导线连接元件。分析：实物连接如下图乙，在该实验中由于待测电阻太小，分压太小不易测量，故用定值电阻R与待测电阻串联，以增大待测量，减小测量的相对误差。三、定值电阻作为电表使用：有时在电路设计型实验中，限于题目给的器材，特别是电表不全的情况下，可以考虑用定值电

7、阻和电表配合使用，以充当电压表或电流表使用。例4（2006，全国卷Ⅰ）现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有：待测电压表V（量程2V，内阻约4kΩ）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个；R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；开关S及导线若干。要求测量时两电表的指针偏转均超过其量程的一半。试从3个固定电阻中选用1个，与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出）电路接通后，若电压表读数为

8、Ｕ，电流表读数为Ｉ，则电压表内阻Rv＝______。分析：原理如右图所示，该实验中定值电阻有双重作用，既可以保护电压表两端的电压不会超出其量程，又充当了电流表的作用，通过R1的电流为U/R1，从而可以推算出电压表的内阻。（具体解答略）。四、定值电阻用于改装电表，扩大电表量程：这也是定值电阻比较常见的用途，主要是在题目给的电表量程太小，不能满足测