2019年高考物理13個搶分實驗 專題13.1 測量電表的內(nèi)阻搶分精講.doc

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實驗13.1 測量電表的內(nèi)阻 【高考導(dǎo)航】 搶分題型 ◎題型1 電流半偏法 ◎題型2 電壓半偏法 ◎題型3　等效替代法 ◎題型4 伏安法 實驗?zāi)康? 測量電流表或電壓表的內(nèi)阻。 實驗原理 測量電阻的理論是歐姆定律的變性公式，只要知道電壓U和電流I即可求得電阻，在實際操作中，要用電壓表、電流表測量電壓、電流，根據(jù)被測電阻的大小，我們分別選擇電流表內(nèi)接、外接，以減小測量誤差。測電表的內(nèi)阻與測定值電阻的阻值原理相同，對于電表的“身份”我們做一下轉(zhuǎn)換：認為它是一個“會說話的電阻”，會說自己的電壓值（電壓表）、電流值（電流表），即測量自身分得的電壓和通過自身的電流。我們需要做的工作就是想辦法測量另一未知的物理量。 實驗方法與步驟 方法 實驗步驟 電路圖 電流半偏法 將阻值調(diào)最大（保護電路），斷開，閉合，調(diào)節(jié)使電流表指針滿偏；保持不變，閉合，調(diào)節(jié)使電流表指針半偏，記下電阻箱讀數(shù)，則（要求）。 S2 S1 G :電位器（或電阻箱）；:電阻箱 電壓半偏法 將調(diào)零，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置使電壓表所在支路分壓較?。ūＷo電路，滑片向左滑動），閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置使電壓表指針滿偏；保持滑片位置不變，調(diào)節(jié)使電壓表指針半偏，記下電阻箱讀數(shù)，則（要求） V S :滑動變阻器；:電阻箱 等效替代法 如圖甲所示，先將撥至，閉合，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表A2指示某一值I0；再將撥至，保持不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使A2恢復(fù)原來的值I0，則被測電流表A1的內(nèi)阻等于電阻箱的值。同理將電流表換成電壓表V就可測出電壓表的內(nèi)阻，如圖乙所示。 伏安法 ①如圖甲所示，將電壓表與電流表串聯(lián)，根據(jù)，求出電壓表內(nèi)阻； ②如圖乙所示，將電流表A與定值電阻串聯(lián)再與電壓 表V并聯(lián)， 根據(jù)，求出電流表A的內(nèi)阻。 題型1 電流半偏法 例1 在把電流表改裝成電壓表的實驗中,測定電流表的內(nèi)阻時,備有如下器材: ①電流表(量程0~2 mA,內(nèi)阻約幾十歐) ②滑動變阻器(阻值范圍0~50 ,額定電流1.5A) ③電阻箱(阻值范圍0~999 ) ④電阻箱(阻值范圍0~9999 ) 電源(電動勢2V,有內(nèi)阻) ⑥電源(電動勢6V,有內(nèi)阻) 另外有開關(guān)和導(dǎo)線若干. （1）如果采用如圖所示的電路測電流表的內(nèi)阻,并且要得到較高的精確度,那么從以上備用器材中,R1應(yīng)選用_________,R2應(yīng)選用_________,電源應(yīng)選用_________(用所給器材的代號填寫) （2）實驗時要進行的步驟有 A. 合上S1 B. 合上S2 C. 將R1的阻值調(diào)到最大 D. 調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 E. 調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 F. 記下R2的阻值 G. 按圖所示的電路圖連接好電路 以上步驟的合理順序是_________. （3）若步驟F中記錄的R2阻值為,則被測電流表的內(nèi)阻rg的測量值為_________. （4）電流表內(nèi)阻的測量值與其真實值的大小關(guān)系是R測 _________R真:(填“>”“<”或“=”)。 答案：（1）④ ③ ⑥ （2）GCADBEF （3）100 （4）< 題型2 電壓半偏法 例2 （黑龍江大慶實驗中學(xué)2016模擬）(1)用多用電表的歐姆擋測量量程為3V電壓表的內(nèi)阻值,紅表筆接電壓表的___(填“正”或“負”)接線柱。用歐姆”100“擋測量，表盤示數(shù)如圖1所示，則阻值約為______Ω，電壓表示數(shù)為_________V。 (2)要進一步精確測量電壓表其阻值，實驗室中可提供的器材有： 電阻箱R，最大電阻為9999.9Ω， 定值電阻r=6kΩ， 電動勢約為12V，內(nèi)阻不計的電源E， 開關(guān)、導(dǎo)線若干。 實驗的電路圖如圖2所示,先正確連好電路,再調(diào)節(jié)電阻箱R的電阻值,使得電壓表的指針半偏,記下此時電阻箱R有電阻值R1;然后調(diào)節(jié)電阻箱R的值,使電壓表的指針滿偏,記下此時電阻釘R的電阻值R2. ①此實驗計算電壓表內(nèi)阻Rv的表達式為Rv =__________________(用字母表示). ②若電源的內(nèi)阻忽略不計,則電壓表內(nèi)阻Rv的測量值將_________. A. 偏大 B.不變 C.偏小 D.不能確定，要示電壓表內(nèi)阻的大小而定。 答案：(1)負 2200 2.20 (2)①R1?2R2?r ②A 解析： (1)用多用電表的歐姆擋測量量程為3V電壓表的內(nèi)阻值，多用電表的紅表筆接內(nèi)置電源的負極，紅表筆接電壓表的負接線柱。 題型3　等效替代法 例3 某同學(xué)準(zhǔn)備用500μA的電流表改裝成一塊量程為2.0V的電壓表．他為了能夠更精確地測量電流表的內(nèi)電阻，設(shè)計了如圖l所示的實驗電路，圖中各元件及儀表的參數(shù)如下： A．電流表G1（量程0~1.0 mA，內(nèi)阻約100 Ω） B．電流表G2（量程0~500 μA，內(nèi)阻約200 Ω） C．電池組E（電動勢為3.0 V，內(nèi)阻未知） D．滑線變阻器R（0~25 Ω） E．電阻箱R1（總阻值9999 Ω） F．保護電阻R2（阻值約100 Ω） G．單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2 （1）實驗中該同學(xué)先合上開關(guān)Sl，再將開關(guān)S2與a相連，調(diào)節(jié)滑線變阻器R，當(dāng)電流表 G2有某一合理的示數(shù)時，記下電流表G1的示數(shù)I；然后將開關(guān)S2與b相連，保 持不變，調(diào)節(jié)，使電流表Gl的示數(shù)仍為I時，讀取電阻箱的讀數(shù)r． （2）由上述測量過程可知，電流表G2內(nèi)電阻的測量值rg=． （3）若該同學(xué)通過測量得到電流表G2的內(nèi)電阻值為190Ω，他必須將一個kΩ的電阻與電流表G2串聯(lián)，才能改裝為一塊量程為2.0V的電壓表． （4）該同學(xué)把改裝的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表V進行了核對，發(fā)現(xiàn)當(dāng)改裝的電壓表的指針剛好指向滿刻度時，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的指針恰好如圖2所示．由此可知，該改裝電壓表的百分誤差為%． 題型4 伏安法 例4 （河北唐山2015二模）某同學(xué)欲準(zhǔn)確測定一個量程為3V，內(nèi)阻約為2kΩ的電壓表的內(nèi)阻。所備器材有： A. 待測電壓表：量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ B. 電流表：量程10mA，內(nèi)阻約為50Ω C. 定值電阻：R1=400Ω D. 滑動變阻器R2：最大阻值20Ω E. 直流電源：電動勢E=6V，內(nèi)阻可不計 F. 開關(guān)，導(dǎo)線若干 為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，實驗要求兩表指針偏轉(zhuǎn)的最大刻度都要超過總量程的12。 （1） 在圖甲空格中補全實驗電路； （2）改變滑動變阻器的阻值，讀取實驗數(shù)據(jù)填入如下表格，依據(jù)表格中的U，I數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)紙上畫出U-I圖線； 電壓U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 電流I/mA 0 1.49 3.00 4.52 6.00 6.98 8.96 （2） 根據(jù)圖線，計算電壓表的內(nèi)阻為kΩ（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 答案：（1）如圖所示；（2）如圖所示；（3）2.0。 解析：（1）由題意可知，要使最大刻度都超過總量程的12，將電壓表與一電阻并聯(lián)，再與電流表串聯(lián)的方法進行測量；該電路采用滑動變阻器分壓接法，電流表采用外接法；故電路如圖： （2）由表中數(shù)據(jù)設(shè)立如圖所示標(biāo)度，采用描點法作圖如圖所示；