1、第八章 恒定电流恒定电流 专题强化七 电阻测量的五种方法 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 全国高考与部分省市的高考物理试卷中全国高考与部分省市的高考物理试卷中，电学实验经常考查电阻测电学实验经常考查电阻测 量的原理与方法量的原理与方法，除了伏安法外除了伏安法外，下面总结了电阻测量的另几种常用思下面总结了电阻测量的另几种常用思 路和方法路和方法。 方法一方法一、等效替代法等效替代法 1电流等效替代电流等效替代 该方法的实验步骤如下：该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连接好电路按如图电路图连接好电路，并将电阻箱并将电阻箱R0的的 阻值阻值调至最大调至最大，滑动变阻器的滑片滑动变阻器
2、的滑片P置于置于a端端。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (2)闭合开关闭合开关S1、S2，调节滑片调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置使电流表指针指在适当的位置， 记下此时电流表的示数为记下此时电流表的示数为I。 (3)断开开关断开开关S2，再闭合开关再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片保持滑动变阻器滑片P位置不变位置不变， 调节电阻箱调节电阻箱，使电流表的示数仍为使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻与未知电阻Rx的阻值等效的阻值等效，即即Rx R0。 (5)电路可以是限流电路电路可以是限流电路，根据实际情况也可以是分压电路根据
3、实际情况也可以是分压电路。 (6)该实验也可以测电表内阻该实验也可以测电表内阻。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 2电压等效替代电压等效替代 该方法的实验步骤如下：该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连好电路按如图电路图连好电路，并将电阻箱并将电阻箱R0的阻值调至最大的阻值调至最大，滑动变滑动变 阻器的滑片阻器的滑片P置于置于a端端。 (2)闭合开关闭合开关S1、S2，调节滑片调节滑片P，使电压表使电压表指指 针针指在适当的位置指在适当的位置，记下此时电压表的示数为记下此时电压表的示数为U。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)断开断开S2，再闭合再闭合S3，保持滑动变
4、阻器滑片保持滑动变阻器滑片P位置不变位置不变，调节电阻调节电阻 箱使电压表的示数仍为箱使电压表的示数仍为U。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻与未知电阻Rx的阻值等效的阻值等效，即即Rx R0。 (5)该实验常用于大电阻的测量该实验常用于大电阻的测量，用分压式电路用分压式电路。 (6)该实验也可测电表内阻该实验也可测电表内阻。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 为了测定电阻的阻值为了测定电阻的阻值，实验室提供下列器材：待测电阻实验室提供下列器材：待测电阻 Rx(阻值约阻值约100 )、电阻箱电阻箱R0(0999.9 )、滑动变阻器滑动变阻器R、电流表电
5、流表A(量量 程程0.6 A)、电压传感器电压传感器、直流电源直流电源E(内阻可忽略内阻可忽略)、开关开关、导线若干导线若干。甲甲 同学设计了如图同学设计了如图(a)所示的电路进行实验所示的电路进行实验。 (1)根据电路图根据电路图(a)，在图在图(b)中中 用用笔画线代替导线笔画线代替导线，完成实物完成实物电路电路 的的连接连接。 例例1 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 答案答案 如图所示如图所示 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (2)实验操作时实验操作时，先将滑动变阻器的滑片先将滑动变阻器的滑片P移到移到c端端，再接通开关再接通开关S； 保持保持S2断开断开，闭合闭合S1，
6、调节滑动变阻器调节滑动变阻器R使电流表指针偏转至某一位置使电流表指针偏转至某一位置 如图如图(c)所示所示，记下此时的电流记下此时的电流I_ A。断开断开S1，使滑动变阻器使滑动变阻器R 的阻值的阻值_(填填“不变不变”或或“改变改变”)，调节电阻箱调节电阻箱R0的阻值在的阻值在100 左右左右，再闭合再闭合S2，调节调节R0使得电流表示数仍为使得电流表示数仍为I时时，R0的读数即为的读数即为Rx的阻的阻 值值。 0.40 不变不变 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)乙同学利用图乙同学利用图(d)所示电路进行实验，改变电阻箱所示电路进行实验，改变电阻箱R0的阻值，从的阻值，从 电压
7、传感器获得相应的电压电压传感器获得相应的电压U，作出，作出 1 U R0关系图像如图关系图像如图(e)所示，图线所示，图线 的纵轴截距为的纵轴截距为b，斜率为，斜率为k，则电阻，则电阻Rx的阻值为的阻值为_。若电源内阻不可。若电源内阻不可 忽略，用此方法得到的测量值忽略，用此方法得到的测量值_(填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”) 真实值。真实值。 大于大于 b k 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 解析解析 (1)根据电路图连接实物图如图所示；根据电路图连接实物图如图所示； (2)根据图中偏转指针对应的数据和电流表量程可以读出示数为根据图中偏转指针对应的数据和电流表量程可
8、以读出示数为 0.40A；由于本实验采用的是等效法；由于本实验采用的是等效法，两次操作应保证滑动变阻器接入两次操作应保证滑动变阻器接入 电路的阻值不变电路的阻值不变； 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)根据闭合电路欧姆定律有根据闭合电路欧姆定律有U RxE RxR0，整理可得 ，整理可得 1 U 1 E R0 RxE，根 ，根 据数学知识可知据数学知识可知b 1 E ，k 1 RxE ，解得，解得Rx b k 。若计电源内阻有。若计电源内阻有U RxE RxR0r，则 ，则b 1 E r RxE，截距 ，截距b 1 E，故测量值比真实值要大。 ，故测量值比真实值要大。 高考一轮总复
9、习 物理 第八章 恒定电流 方法二、电桥法方法二、电桥法 电桥法是测量电阻的一种特殊方法，其测量原理电路如图所示，实电桥法是测量电阻的一种特殊方法，其测量原理电路如图所示，实 验中调节电阻箱验中调节电阻箱R3，当，当A、B两点的电势相等时，两点的电势相等时，R1和和R3两端的电压相两端的电压相 等，设为等，设为U1。同时。同时R2和和Rx两端的电压也相等，设为两端的电压也相等，设为U2，根据欧姆定律有，根据欧姆定律有 U1 R1 U2 R2 ， U1 R3 U2 Rx ，由以上两式解得，由以上两式解得R1RxR2R3，这就是电桥平衡的条，这就是电桥平衡的条 件，由该平衡条件可求出被测电阻件，由
10、该平衡条件可求出被测电阻Rx的阻值。的阻值。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 在上面的电路中：在上面的电路中： (1)当当R1 R2 R3 Rx时， 时，UAB0，IG0。 (2)当当R1 R20，IG0，且方向：，且方向：AB。 (3)当当R1 R2 R3 Rx时， 时，UAB”“”或或“”)。 (3)将上述电流表将上述电流表G串联一个串联一个29 900 的电阻的电阻，改装成电压表改装成电压表，该电该电 压表的量程是压表的量程是_ V。用它来测量电压时用它来测量电压时，表盘指针位置如图乙所表盘指针位置如图乙所 示示，此时电压表的读数大小为此时电压表的读数大小为_ V。 100 03
11、 2.6 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 解析解析 (1)本题是使用半偏法测电流表的内阻本题是使用半偏法测电流表的内阻，故调节故调节R1的阻值的阻值， 先使电流表的指针偏转到满刻度先使电流表的指针偏转到满刻度，然后再闭合然后再闭合S2，保持保持R1的阻值不变的阻值不变， 调节调节R2的阻值的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半使电流表的指针偏转到满刻度的一半，故操作顺序为故操作顺序为 BDA。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (2)此时此时R2的阻值与的阻值与Rg的阻值相等的阻值相等，故故Rg的阻值大小也为的阻值大小也为100 。随随 着着S2的闭合的闭合，整个电路中的电流将
12、会变大整个电路中的电流将会变大，但实际上我们仍然是按照电但实际上我们仍然是按照电 流不变时的电流来计算的流不变时的电流来计算的，通过电阻箱通过电阻箱R2的电流将比通过电流表的电流将比通过电流表G的电的电 流要大流要大，又因为又因为R2与与G并联并联，电压相同电压相同，所以实际的电阻值读数所以实际的电阻值读数R2将小将小 于灵敏电流表的电阻于灵敏电流表的电阻(内阻内阻)。所以用半偏法测电阻测出的电阻要小于实所以用半偏法测电阻测出的电阻要小于实 际电阻际电阻。 (3)电流表电流表G与一较大的电阻串联即可改装成电压表与一较大的电阻串联即可改装成电压表。UIgRIgRg 10 4 (10029 900
13、) V3 V，此时指针位置所指示的电压读数为此时指针位置所指示的电压读数为2.6 V。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 专题专题强化训练强化训练 1某同学利用图甲中的电路测量电流表某同学利用图甲中的电路测量电流表的内阻的内阻RA(约为约为5 )，图，图 中中R1是滑动变阻器，是滑动变阻器，R2是电阻箱，是电阻箱，S1和和S2为开关。已知电流表的量程为为开关。已知电流表的量程为 10 mA。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (1)请根据电路图连接图乙中的实物图；请根据电路图连接图乙中的实物图； 答案答案 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (2)断开断开S2，闭合，闭合S1，
14、调节，调节R1的阻值，使的阻值，使满偏；保持满偏；保持R1的阻值不的阻值不 变，闭合变，闭合S2，调节，调节R2，当，当R2的阻值如图丙所示时，的阻值如图丙所示时，恰好半偏。若忽恰好半偏。若忽 略略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知闭合后电路中总电阻的变化，则可知RA_ ； 4.9 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻RA的测量值的测量值R测 测和真和真 实值实值R真 真相比，相比，R测测_R真真(填填“”或或“”)；若选用一个电动势；若选用一个电动势E更更 大的电源并能完成该实验时，相对误差大的电源并能完
15、成该实验时，相对误差 |R测 测R真真| R真 真 将变将变_(填填“大大”或或 “小小”)。 (4)将将(2)中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为_的电阻。的电阻。 小小 295.1 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 解析解析 (1)连接的电路如图。连接的电路如图。 (2)RA的阻值为的阻值为RA41 90.1 4.9 。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)闭合开关闭合开关S2后电流表后电流表与与R2并联，电路总电阻变小，电路中电
16、并联，电路总电阻变小，电路中电 流变大，电流表流变大，电流表半偏时通过电阻箱的电流大于电流表的电流，则其半偏时通过电阻箱的电流大于电流表的电流，则其 电阻小于电流表的内阻，我们认为电流表内阻等于电阻小于电流表的内阻，我们认为电流表内阻等于R2的阻值，则电流表的阻值，则电流表 内内阻测量值小于真实值。阻测量值小于真实值。 (3) 断开断开S2，闭合，闭合S1 Ig E R1R真 真 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 当闭合当闭合S2时，时，RA和和R2并联，所以有并联，所以有R R真 真R测测 R真 真R测测 ER RR1 R真 真 Ig 2 解得解得R 真真R测测 R真 真 IR 真真
17、E 电动势变大，所以变小。电动势变大，所以变小。 (4)串联的电阻串联的电阻RU Ig RA 3 0.01 4.9 295.1 。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 2(2020 湖南长沙月考湖南长沙月考)某实验小组的同学利用图甲所示的电路探某实验小组的同学利用图甲所示的电路探 究并联电路中各点电势的关系究并联电路中各点电势的关系。已知已知R110 ，R220 ，R330 ， R440 ，电源的电动势为电源的电动势为E10 V，内阻不计内阻不计，且电源负极端接地且电源负极端接地。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (1)由此可得由此可得a、b两点电势差为两点电势差为U_ V。 (2
18、)该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻该实验小组同学又设计了图乙的电路来测量电阻Rx的阻值的阻值，其中其中 R为电阻箱为电阻箱，G为灵敏电流计为灵敏电流计，请按图乙的实验原理图完成图丙中实物请按图乙的实验原理图完成图丙中实物 电路的连线电路的连线。 答案答案 2 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)实验时实验时，先调节电阻箱先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为使电阻箱的阻值为R1。闭合开关闭合开关，反复反复 调节滑动变阻器滑片的位置调节滑动变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零；断开开使通过灵敏电流计的电流为零；断开开 关关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变保持滑动变阻器的滑片
19、所处位置不变，交换电阻箱与待测电阻的位交换电阻箱与待测电阻的位 置置。闭合开关闭合开关，然后反复调节电阻箱然后反复调节电阻箱，使灵敏电流计的示数再次为零使灵敏电流计的示数再次为零， 记下此时电阻箱的阻值为记下此时电阻箱的阻值为R2；则待测电阻的阻值为；则待测电阻的阻值为Rx_(用题中用题中 已知量的字母表示已知量的字母表示)。 R1R2 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 解析解析 本题考查电桥法测电阻。本题考查电桥法测电阻。 (1)由题图甲可知，由题图甲可知，R4两端的电压为两端的电压为UR4 R4E R1R4 8 V，则，则a点的电点的电 势为势为U8 V，R3两端的电压为两端的电压为
20、UR3 R3E R2R3 6 V，则，则b点的电势为点的电势为Ub6 V，则，则UabUaUb2 V。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (2)根据原理图连线根据原理图连线，如图所示如图所示。 高考一轮总复习 物理 第八章 恒定电流 (3)先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为先调节电阻箱，使电阻箱的阻值为R1，闭合开关，闭合开关，反复调节滑动反复调节滑动 变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零，此时灵敏电流计两变阻器滑片的位置，使通过灵敏电流计的电流为零，此时灵敏电流计两 端电势相同；若设此时滑动变阻器滑片左右两边的电阻分别为端电势相同；若设此时滑动变阻器滑片左右两边的电阻分别为Ra和和Rb， 则应满足则应满足 Rx Ra R1 Rb，断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交 ，断开开关，保持滑动变阻器的滑片所处位置不变，交 换电阻箱与待测电阻的位置。闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏换电阻箱与待测电阻的位置。闭合开关，然后反复调节电阻箱，使灵敏 电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值为电流计的示数再次为零，记下此时电阻箱的阻值为R2；则应满足；则应满足 R2 Ra Rx Rb，联立解得 ，联立解得Rx R1R2。 谢谢观看
