1、2012 屆高考物理第一輪基礎知識復習教案 :電阻定律 3.實驗儀器選用與實物圖連接 (1) 儀器的選擇一般應考慮三方面因素： 安全因素，如：通過電源和電阻的電流不能超過其允許的最大電流， 各電表讀數不能超過量程 . 誤差因素，如：選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差； 電壓表、電流表在使用時，要用盡可能使指針接近滿刻度的量程，其 指針應偏轉到滿刻度的 1/32/3 之間；使用歐姆表時宜選用指針盡可 能在中間刻度附近的倍率擋位 . 便于操作，如：選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化范圍 既能滿足實驗要求，又便于調節，滑動變阻器調節時應用到大部分電 阻線，否則不便于操作 . (2)

2、選擇儀器的一般步驟是： 根據實驗要求設計合理的實驗電路； 根據電路選擇滑動變阻器； 選定電源，選擇電壓表和電流表以及所用的量程 . (3) 連接實物圖的基本方法是： 畫出實驗電路圖； 分析各元件連接方式，明確電表量程； 畫線連接各元件，一般先從電源正極開始，到開關，再到滑動變阻 器等，按順序以單線連接方式將主電路中要串聯的元件依次串聯起來； 其次將要并聯的元件再并聯到電路中去；連接完畢，應進行檢查，檢 查電路也應對照電路圖按照連線的方法和順序進行 . 典例精析 1. 電阻的測量 【例 1】檢測一個標稱值為 5 Q的滑動變阻器.可供使用的器材如下： A. 待測滑動變阻器 Rx,總電阻約 5Q電阻

3、絲繞制緊密，匝數清晰可數) B. 電流表 A1,量程 0.6A,內阻約 0.6 Q C. 電流表 A2，量程 3A,內阻約 0.12 Q D. 電壓表V1，量程 15V,內阻約 15k Q E. 電壓表 V2,量程 3V,內阻約 3kQ F 滑動變阻器 R,全電阻約 20 Q G 直流電源 E,電動勢 3V,內阻不計 H. 游標卡尺 I. 毫米刻度尺 J 電鍵 S,導線若干 (1) 用伏安法測定 Rx 的全電阻值，所選電流表為(填“A 或 “A2”所選 電壓表為(填 “V1 或 “V2). (2) 在虛線框中畫出測量電路的原理圖，并根據所畫原理圖將下圖中實 物連接成測量電路. (3) 為了進一

4、步測量待測滑動變阻器電阻絲的電阻率,需要測量電阻絲 的直徑和總長度,在不破壞變阻器的前提下,請設計一個實驗方案, 寫出所需器材及操作步驟， 并給出直徑和總長度的表達式 .高考資源網 【解析】所用電源的電動勢為 3V, Rx 約為 5Q,故回路中最大電流 約為0.6A,為了讀數精確，所以電流表應選 A1，電壓表應選 V2. (2) 電路原理圖和對應的實物連線圖如圖所示 . (3) 方案一： 需要的器材：游標卡尺、毫米刻度尺 主要操作步驟： 數出變阻器線圈纏繞匝數 n. 用毫米刻度尺(也可以用游標卡尺)測量所有線圈的排列長度 L,可得 電阻絲的直徑為 d= L/n 用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外

5、徑 D,可得電阻絲總長度1 = nn (D-);也可以用游標卡尺測量變阻器瓷管部分的外徑 D,得電阻絲 總長度l= n n (D-) 重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值 . 方案二： 需要的器材：游標卡尺 主要的操作步驟： 數出變阻器線圈纏繞匝數 n. 用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑 D1 和瓷管部分的外徑 D2， 可得電阻絲的直徑為 d= 電阻絲總長度 1= n (D 牡 D2) 重復測量三次，求出電阻絲直徑和總長度的平均值 . 【答案】(1)A1; V2(2) (3)見解析 【拓展 1】 用伏安法測金屬電阻 Rx 約為 5Q的值， 已知電流表內阻為 1Q, 量程 0.6A,電

6、壓表內阻為幾千歐，量程為 3V,電源電動勢為 9V,滑動 變阻器阻值為 06Q,額定電流為 5A,試畫出測量 Rx 的原理圖. 【解析】因，故應選用電流表外接電路 .如果采用變阻器限流接法，負 載Rx 的電壓變化范圍約為 45/129V,顯然所提供的電壓表量程不夠， 應采用分壓接法，實際電路圖應如圖所示 . 2. 電表的改裝和使用 【例 2】將滿偏電流 lg= 300 A內阻未知的電流表改裝成電壓表并進 行核對： (1) 利用如右圖所示的電路測量表的內阻(圖中電源的電動勢 E= 4V):先閉合 S1,調節 R,使電流表指針偏轉到滿刻度；再閉合 S2,保 持 R 不變，調節R；使電流表指針偏轉到

7、滿刻度的，讀出此時 R 的阻 值為 200Q,貝卩電流表內阻的測量值 Rg= Q. (2) 將該表改裝成量程為 3V 的電壓表，需 傾 串聯”或 并聯”阻值為 R0 =Q的電阻. (3) 把改裝好的電壓表與標準電壓表進行核對，試畫出實驗電路圖和實 物連接圖 . 【解析】 (1)在保證干路中電流幾乎不變的情況下，由并聯電路的特點 可得: lgRg= (lg lg)R，故得 Rg= R = 100 Q (2)將電流表改裝成電壓表，需串聯一個分壓電阻，分壓電阻阻值為 R0= Q= 9900 Q (3)核對電路中，標準表與改裝表應并聯，核對范圍應盡可能大，滑動 變阻器應采用分壓式連接 . 電路圖和實物

8、圖如下： 【答案】 (1)100(2)串聯； 9900(3)見解析 【思維提升】本題是一道綜合性的基礎題，只要同學們對基礎知識了 解得比較透徹，應該能較輕松解答此題 .因此要求同學們務必夯實實驗 基礎 . 3. 電表內阻的測量 【例 3】某電流表的內阻在 0.1 A0.2 Q之間，現要測量其內阻，可選 用的器材如下： A. 待測電流表 A1(量程 0.6A) B. 電壓表 V1(量程 3V,內阻約 2kQ) C. 電壓表 V2(量程 15V,內阻約 10k Q) D. 滑動變阻器 R1(最大電阻 10Q) E 定值電阻 R2(阻值 5Q) F 電源 E(電動勢 4V) G.電鍵 S 及導線若干

9、 (1) 電壓表應選用； (2) 畫出實驗電路圖； (3) 若測得電壓表讀數 U,電流表讀數 I,則電流表 A1 內阻表達式為 RA 【解析】利用電壓表測電壓，電流表測電流的功能，根據歐姆定律 R =計算電流表的內阻由于電源電動勢為 4V,在量程為 15V 的電壓表中 有的刻度沒有利用，測量誤差較大，因而不能選；量程為 3V 的電壓表 其量程雖然小于電源電動勢, 但可在電路中接入滑動變阻器進行保護, 故選用電壓表 V1.由于電流表的內阻在 0.1 A0.2 之間，量程為 0.6A, 電流表上允許通過的最大電壓為 0.12V,因而電壓表不能并聯在電流表 的兩端，必須將一個阻值為 5Q的定值電阻

10、R2 與電流表串聯再接到電 壓表上,才滿足要求 .滑動變阻器在本實驗中分壓與限流的連接方式均 符合要求,但考慮限流的連接方式節能些,因而滑動變阻器采用限流 的連接方式.故本題電壓表選用 V1，設計電路圖如圖所示電流表 A1 內 阻的表達式為 RA= R2 【答案】(1)V1(2)見解析(3) R2 【思維提升】仔細分析,認真計算,知曉滑動變阻器兩種不同接法的 作用是分析這類題的關鍵 . 易錯門診 【例 4】某電壓表的內阻在 20kQ50kQ之間，要測其內阻，實驗室提 供下列可選用的器材： 待測電壓表 V(量程 3V)電流表 A1(量程 200 卩 A) 電流表 A2(量程 5mA)電流表 A3(量程 0.6A) 滑動變阻器 R 最大阻值 1kQ電源 E(電動勢 4V) 電鍵 S (1) 所提供的電流表中，應選用； (2) 為了盡量減小誤差要求測多組數據，試畫出符合要求的實驗電路圖 . 【錯解】當電壓表滿偏時，通過它的電流 I 不超過 3/20 A 150 吐 所 以電流表選用 A1滑動變阻器選用限流接法. 【錯因】滑動變阻器阻值可