资源简介

(共30张PPT)
第十一章
电路及其应用
微专题3　电表内阻的几种测量方法及描绘伏安特性曲线
核心 目标 1．理解替代法、半偏法、安安法、伏伏法、电桥法测电表内阻的原理和方法．
2．理解伏安特性曲线的特点．
深度拓展 分类悟法
电阻(电表内阻)的测定方法
1．伏安法
用一个小量程的电压表测出电流表两端的电压U，由欧姆定律可求出RA＝，如图(1)所示，没有小量程的电压表时可以用已知内阻的电流表当电压表用，电路如图(2)所示，RA＝.
探究
1
2．替代法
实验原理图如图(3)所示，实验中，闭合开关s1，开关s2接a，调节R′，使两电表均有适当的示数，并记下电流表A的示数I；开关s2接b，保持R′不变，调节R使电流表A的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R0，则待测电流表Ax的内阻r＝R0.
若测电压表的内阻，把图(3)中待测电流表换成待测电压表即可，实验步骤同上．
3．半偏法
① “半偏法”测电流表的内阻：电路如图(4)所示．闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏；再闭合开关S2，调节电阻箱R2，使A的指针半偏，读出R2的值，则RA＝R2.
② “半偏法”测电压表的内阻：实验电路如图(5)所示，闭合开关S之前，电阻箱R的阻值调到零，滑动变阻器R′的滑片P滑到左端．闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的示数为满刻度值U0；保持滑动变阻器
R′滑片位置不变，再调节电阻箱R的阻值，使电压
表V的示数变为U0，读取电阻箱的阻值R，则RV＝
R.
4．安安法
若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．
① 如图(6)所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝.
② 如图(7)所示，当两电表的满偏电压UA2 UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的电阻R2＝.
5．伏伏法
若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用．
① 如图(8)所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝R1.
② 如图(9)所示，两电表的满偏电流时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝.
6．电桥法测电阻
在ab间接一灵敏电流表，如图(10)所示，当其读数为0，即Uab＝0时，相当于ab间断路，此时φa＝φb , 则有IR1＝I′R3，IR2＝I′R4，两式相除得，此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值．
　　　用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：
A．待测电阻Rx，阻值约为200 Ω左右
B．电源E，电压约为3.0 V
C．电流表A1，量程为0～10 mA，内阻r1＝20 Ω
D．电流表A2，量程为0～20 mA，内阻r2约为8 Ω
E．定值电阻R0，阻值R0＝80 Ω
F．滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω
G．滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω
H．单刀单掷开关S，导线若干
1
(1) 为了测量电阻，你认为应选择图中的_____(填“甲”、“乙”或“丙”)图作为实验电路．
解析：(1) 由图乙中电路可确定两支路的电流值和含有电流表的支路的电阻值，由此可确定待测阻值，故应选用图乙电路．
乙
(2) 滑动变阻器应该选_____(填“R1”或“R2”)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于____(填“a”或“b”)端．
R1
解析：(2) 滑动变阻器采用的是分压法，所以滑动变阻器的电阻较小测量比较方便；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样并联部分电路中的电压为0，最安全．
b
(3) 调节滑动变阻器，直到_____(填“A1”或“A2”)先到达满偏，此时另一个电表的示数刚好达到满偏，由此可确定待测电阻为______Ω(结果保留三位有效数字)．
解析：(3) 因为定值电阻及电流表A1的内阻之和较小，当A2满偏时，电流表A1已超过量程，所以应让A1先达到满偏；根据并联电路电流的分配规律有Rx＝(R0＋r1)I1，解得Rx＝167 Ω.
A1
167
　　　实验室有一个量程为0～200 μA的直流电流表G.
(1) 某同学用如图所示电路采用半偏法测定电流表G的内阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用____，变阻器R1应选用____，变阻器R2应选用____(填器材前的字母)．
A．电源(电压1.5 V)
B．电源(电压6 V)
C．电阻箱(0～999.9 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器作用相当)(0～5.1 kΩ)
F．电位器(0～51 kΩ)
2
B
C
F
解析：(1) 用半偏法测量电流表内阻时，首先选择滑动变阻器(必须大于电路所需的最小电阻)，由电路的最大电流为电流表的满偏电流，可得最小电阻R＝ Ω＝30 kΩ或R＝ Ω＝7.5 kΩ，考虑到保护电阻R0约为1 kΩ，可知调节滑动变阻器使电流表满偏时，滑动变阻器接入电路的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，则R2选择F；电源选择电压较大的B；R1是用来测量电流表内阻的，电阻箱可以显示数值，只能选C.
(2) 该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调到最大．后续的实验操作步骤依次是____，____，____，____，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)
A．闭合S1
B．闭合S2
C．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度
D．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半
E．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半
F．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度
B
C
A
E
解析：(2) 实验步骤为：第一步，闭合S2；第二步，调节R2的阻值，使电流表满偏；第三步，闭合S1；第四步，调节R1的阻值，使电流表半偏；第五步，读出R1的示数，即为待测电流表的内阻．
(3) 实验测得R1的值为300 Ω，则被测电流表G的内阻rg的测量值为______ Ω，该测量值_________(填“略大于”、“略小于”或“等于”)实际值．
解析：(3) R1的示数为待测电流表的内阻，所以rg＝300 Ω；闭合S1后，电路的总电阻减小，当电流表半偏时，干路电流大于电流表的满偏电流，通过电阻箱的电流大于通过电流表的电流，所以电阻箱的阻值略小于电流表的内阻．
300
略小于
　　　某实验小组研究小灯泡的伏安特性，实验室提供器材如下：
待测小灯泡，额定电压2.5 V，内阻约为几欧
电压表一个，量程0～3 V，内阻约为3 kΩ
电流表一个，量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω
滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω
滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω
干电池2节，开关一个，导线若干．
伏安特性曲线的描绘
探究
2
3
(1) 该小组设计电路的实物连线如图甲所示，请在虚线框中画出对应的电路图．
答案：图见解析
解析：(1) 如图所示　
(2) 实验中，滑动变阻器应选用_____(填“R1”或“R2”)．
解析：(2) 实验中，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于控制分压，应选用阻值较小的R1.
R1
(3) 将连接完成的图甲电路，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是____．
A．电压表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在a端
解析：(3) 小灯泡的灯丝被烧断，说明在一瞬间通过了较大的电流，而电压表短路或滑动变阻器的滑片接触不良，都不会造成上述现象．闭合开关瞬间小灯泡灯丝温度低，电阻较小，而此时若滑动变阻器滑片的位置在a端，则会使小灯泡两端电压瞬间比较大，从而造成灯丝被烧断，C符合题意，A、B不符合题意．
C
(4) 更换小灯泡后，该小组正确完成了实验操作，作出小灯泡的I-U图像如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为______Ω.(结果保留两位有效数字)
解析：(4) 由图可知小灯泡正常工作时的电阻为R＝Ω≈5.7 Ω.
5.7
随堂内化 即时巩固
1．电流表A1的量程为0～200 μA、内阻约为500 Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线，还有器材如下：
电流表A2：与A1规格相同
滑动变阻器R1：阻值0～20 Ω
电阻箱R2：阻值0～9 999 Ω
保护电阻R3：阻值约为3 kΩ
电源：电压约为1.5 V
(1) 如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成．
解析：(1) 滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此
必须采用分压接法，电路图如图所示．
(2) 电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤．
a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到_______(填“最大”或“最小”)．
解析：(2) a．实验前R2应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表的内阻．
b．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I.
c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数___________________，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1内阻r＝_____.
最大
再次为I(或仍为I)
R0
2．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：
待测电压表V(量程0～3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电压6 V)，开关两个，导线若干．
(1) 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．
答案：见解析
解析：(1) 由半偏法原理知电压表应串联在电路中，
因滑动变阻器阻值较小，且电压表量程小于电源电动势，
所以选择滑动变阻器的分压接法．实验电路图如图所示．
(2) 根据设计的电路，写出实验步骤：________．
答案：见解析
解析：(2) 移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻．
(3) 将测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值RV相比，R′V_____(填“>”“＝”或“<”)RV，主要理由是_______________________．
答案：见解析
解析：(3) 断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故＞RV.微专题3　电表内阻的几种测量方法及描绘伏安特性曲线
1. 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.
(1) 现有电源(4 V)，滑动变阻器(0~50 Ω，额定电流2 A)，开关和导线若干，以及下列电表：
A. 电流表(0~3 A，内阻约0.025 Ω)
B. 电流表(0~0.6 A，内阻约0.125 Ω)
C. 电压表(0~3 V，内阻约3 kΩ)
D. 电压表(0~15 V，内阻约15 kΩ)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(填器材前的字母)；实验电路应采用图中的________(填“甲”或“乙”).
(2) 图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请根据在第(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线.
丙
(3) 接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图丁所示，可得该电阻的测量值Rx＝＝________Ω(结果保留两位有效数字).
丁
(4) 若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________.(填选项前的字母)
A. 电流表测量值小于流经Rx的电流值
B. 电流表测量值大于流经Rx的电流值
C. 电压表测量值小于Rx两端的电压值
D. 电压表测量值大于Rx两端的电压值
2. 某同学通过实验来测绘小灯泡的I U图像.所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5 V，电阻约几欧姆.
电压表一个，量程为0~3 V，内阻约为3 kΩ.
电流表一个，量程为0~0.6 A，内阻约为0.1 Ω.
滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干.
甲
(1) 请在图甲中补全实验的电路图.
(2) 图甲中开关S闭合之前，为了保证电路安全，应把滑动变阻器的滑片置于________(填“A”或“B”).
(3) 实验测得小灯泡两端电压为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，为________A.
乙
(4) 测绘的小灯泡I U图像如图丙所示，小灯泡的电阻随电压增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”).
丙
3. 某同学采用“半偏法”测量一个量程为0~3 V的电压表的内阻(约3 kΩ)，电路图如图所示.
(1) 要使测量值尽量准确，除了选用电源、导线、开关和待测电压表，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“A”或“B”)，电阻箱中选用________(填“C”或“D”)，电源中选________(填“E”或“F”).
A. 滑动变阻器(0~50 Ω)
B. 滑动变阻器(0~2 kΩ)
C. 电阻箱(0~999.9 Ω)，阻值最小改变量为0.1 Ω
D. 电阻箱(0~9 999.9 Ω)，阻值最小改变为0.1 Ω
E. 电源(电压1.5 V)
F. 电源(电压4.5 V)
(2) 该同学在测量电压表的内阻时，实验步骤如下：
①按实验原理图连按好电路，把开关S1、S2断开，把滑动变阻器的滑片P置于________(填“a”或“b”)处.
②闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3.00 V.
③保持P位置不变，再断开开关S2，调节电阻箱的阻值使电压表的示数为1.50 V，此时电阻箱的阻值为2.75 kΩ，则被测电压表内阻的测量值RV＝________kΩ.
(3) 为了减少实验的误差，必须使滑动变阻器的最大阻值________(填“远小于”或“远大于”)电压表的内阻.
4. 某同学利用图甲中的电路测量电流表A的内阻RA(约为5 Ω)，图中R1是滑动变阻器，R2是电阻箱，S1和S2为开关.已知电流表的量程为0~10 mA.
甲
(1) 请根据图甲中的电路图连接图乙中的实物图.
乙
(2) 断开S2，闭合S1，调节R1接入电路的阻值，使A满偏；保持R1接入电路的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2接入电路的阻值如图丙所示时，A恰好半偏.若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知RA＝________Ω.
丙
(3) 考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻RA的测量值R测和真实值R真相比，R测________(填“大于”或“小于”)R真.
(4) 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0~3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为________Ω的电阻.
微专题3　电表内阻的几种测量方法及描绘伏安特性曲线
1. (1) B　C　甲　(2) 图见解析　(3) 5.2　(4) B　D
解析：(1) 由于电源电压为4 V，所以电压表应选C；根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为Im＝＝ A＝0.6 A，所以电流表应选B；由于待测电阻满足，所以电流表应采用外接法，所以应采用图甲所示电路.
(2) 实物连线图如图所示
(3) 电流表的读数为I＝0.50 A，电压表的读数为U＝2.60 V，所以待测电阻为R＝＝ Ω＝5.2 Ω.
(4) 根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表V的分流作用，导致电流表的测量值大于流经Rx的电流，所以产生误差的主要原因是B；若采用乙电路，由于电流表的分压作用，导致电压表的测量值大于Rx两端的电压值，所以造成误差的主要原因是D.
2. (1) 图见解析　(2) A　(3) 0.42　(4) 增大
解析：(1) 测绘I U图像要求电压变化范围大，滑动变阻器采用“分压式”接法，小灯泡电阻约几欧姆，属于小电阻，采用电流表外接法，所以电路如图所示.
(2) 当滑动变阻器的滑片置于A端时，小灯泡两端电压为0，所以，为了电路安全，应置于A端.
(3) 电流表的分度值为0.02 A，根据读数规则，不需要向下一位估读，所以读数为0.42 A.
(4) I U图像的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，随电压的升高，斜率减小，所以电阻增大.
3. (1) A　D　F　(2) ①a　③2.75　(3) 远小于
解析：(1) 本题滑动变阻器是分压式接法，为了操作方便应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选A；因为本实验是采用“半偏法”测电压表的内阻，电压表半偏时，电阻箱的阻值认为等于电压表的内阻，电压表的内阻约为3 kΩ，所以电阻箱选D；由于电压表量程为3 V，并且(2)中电压表示数要调到3 V，所以电源只能选F.
(2) 按实验原理图连接好电路，把开关S1、S2断开，为了保证开关闭合时电路的安全，且本实验采用分压接法，为了让测量电路中的电压由零开始调节，把滑动变阻器的滑片P置于a端；电阻箱和电压表串联的总电压是3 V，调节电阻箱使电压表示数为1.5 V时，电阻箱上分压为1.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比，得被测电压表内阻的测量值RV等于电阻箱的阻值2.75 kΩ.
(3) 电阻箱和电压表串联后，总电阻变大，为了减小对电路的影响，使测量电路两端的电压尽量保持不变，应使滑动变阻器的最大阻值远小于电压表内阻.
4. (1) 图见解析　(2) 4.9　(3) 小于　(4) 295.1
解析：(1) 根据题图甲中的电路图连接题图乙中的实物图如图所示.
(2) 电阻箱R2的读数为R2＝4×1 Ω＋9×0.1 Ω＝4.9 Ω，若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则电流表的内电阻等于R2，可知RA＝4.9 Ω.
(3) 闭合开关S2时，电流表与R2并联，电路总电阻变小，由欧姆定律可知，干路电流变大，电流表半偏时流过R2的电流大于流过电流表的电流，R2接入电路的阻值小于电流表内阻，由此可知电流表内阻测量值小于真实值.
(4) 电流表改装成量程为0~3 V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值R＝－RA＝ Ω－4.9 Ω＝295.1 Ω.微专题3　电表内阻的几种测量方法及描绘伏安特性曲线
核心 目标 1．理解替代法、半偏法、安安法、伏伏法、电桥法测电表内阻的原理和方法．
2．理解伏安特性曲线的特点．
探究1　电阻(电表内阻)的测定方法
1．伏安法
用一个小量程的电压表测出电流表两端的电压U，由欧姆定律可求出RA＝，如图(1)所示，没有小量程的电压表时可以用已知内阻的电流表当电压表用，电路如图(2)所示，RA＝.
图(1) 图(2)
图(3)
2．替代法
实验原理图如图(3)所示，实验中，闭合开关S1，开关S2接a，调节R′，使两电表均有适当的示数，并记下电流表A的示数I；开关S2接b，保持R′不变，调节R使电流表A的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值R0，则待测电流表Ax的内阻r＝R0.
若测电压表的内阻，把图(3)中待测电流表换成待测电压表即可，实验步骤同上．
3．半偏法
① “半偏法”测电流表的内阻：电路如图(4)所示．闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏；再闭合开关S2，调节电阻箱R2，使A的指针半偏，读出R2的值，则RA＝R2.
图(4) 图(5)
② “半偏法”测电压表的内阻：实验电路如图(5)所示，闭合开关S之前，电阻箱R的阻值调到零，滑动变阻器R′的滑片P滑到左端．闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的示数为满刻度值U0；保持滑动变阻器R′滑片位置不变，再调节电阻箱R的阻值，使电压表V的示数变为U0，读取电阻箱的阻值R，则RV＝R.
4．安安法
若电流表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使用．
① 如图(6)所示，当两电表所能测得的最大电压接近时，如果已知A1的内阻R1，则可测得A2的内阻R2＝.
② 如图(7)所示，当两电表的满偏电压UA2 UA1时，A1串联一定值电阻R0后，同样可测得A2的电阻R2＝.
图(6) 图(7)
5．伏伏法
若电压表内阻已知，则可将其当作电流表、电压表和定值电阻来使用．
① 如图(8)所示，两电表的满偏电流接近时，若已知V1的内阻R1，则可测出V2的内阻R2＝R1.
② 如图(9)所示，两电表的满偏电流时，V1并联一定值电阻R0后，同样可得V2的内阻R2＝.
图(8) 图(9)
6．电桥法测电阻
在ab间接一灵敏电流表，如图(10)所示，当其读数为0，即Uab＝0时，相当于ab间断路，此时φa＝φb , 则有IR1＝I′R3，IR2＝I′R4，两式相除得，此时交叉电阻的乘积相等，所以知道其中任意三个电阻就可以求出第四个电阻的阻值．
图(10)
　用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：
A．待测电阻Rx，阻值约为200 Ω左右
B．电源E，电压约为3.0 V
C．电流表A1，量程为0～10 mA，内阻r1＝20 Ω
D．电流表A2，量程为0～20 mA，内阻r2约为8 Ω
E．定值电阻R0，阻值R0＝80 Ω
F．滑动变阻器R1，最大阻值为10 Ω
G．滑动变阻器R2，最大阻值为200 Ω
H．单刀单掷开关S，导线若干
甲 乙
丙
(1) 为了测量电阻，你认为应选择图中的__乙__(填“甲”、“乙”或“丙”)图作为实验电路．
(2) 滑动变阻器应该选__R1__(填“R1”或“R2”)；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于__b__(填“a”或“b”)端．
(3) 调节滑动变阻器，直到__A1__(填“A1”或“A2”)先到达满偏，此时另一个电表的示数刚好达到满偏，由此可确定待测电阻为__167__Ω(结果保留三位有效数字)．
解析：(1) 由图乙中电路可确定两支路的电流值和含有电流表的支路的电阻值，由此可确定待测阻值，故应选用图乙电路．
(2) 滑动变阻器采用的是分压法，所以滑动变阻器的电阻较小测量比较方便；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端，这样并联部分电路中的电压为0，最安全．
(3) 因为定值电阻及电流表A1的内阻之和较小，当A2满偏时，电流表A1已超过量程，所以应让A1先达到满偏；根据并联电路电流的分配规律有Rx＝(R0＋r1)I1，解得Rx＝167 Ω.
　实验室有一个量程为0～200 μA的直流电流表G.
(1) 某同学用如图所示电路采用半偏法测定电流表G的内阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用__B__，变阻器R1应选用__C__，变阻器R2应选用__F__(填器材前的字母)．
A．电源(电压1.5 V)
B．电源(电压6 V)
C．电阻箱(0～999.9 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器作用相当)(0～5.1 kΩ)
F．电位器(0～51 kΩ)
(2) 该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调到最大．后续的实验操作步骤依次是__B__，__C__，__A__，__E__，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)
A．闭合S1
B．闭合S2
C．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度
D．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半
E．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度的一半
F．调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满偏刻度
(3) 实验测得R1的值为300 Ω，则被测电流表G的内阻rg的测量值为__300__ Ω，该测量值__略小于__(填“略大于”、“略小于”或“等于”)实际值．
解析：(1) 用半偏法测量电流表内阻时，首先选择滑动变阻器(必须大于电路所需的最小电阻)，由电路的最大电流为电流表的满偏电流，可得最小电阻R＝ Ω＝30 kΩ或R＝ Ω＝7.5 kΩ，考虑到保护电阻R0约为1 kΩ，可知调节滑动变阻器使电流表满偏时，滑动变阻器接入电路的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，则R2选择F；电源选择电压较大的B；R1是用来测量电流表内阻的，电阻箱可以显示数值，只能选C.
(2) 实验步骤为：第一步，闭合S2；第二步，调节R2的阻值，使电流表满偏；第三步，闭合S1；第四步，调节R1的阻值，使电流表半偏；第五步，读出R1的示数，即为待测电流表的内阻．
(3) R1的示数为待测电流表的内阻，所以rg＝300 Ω；闭合S1后，电路的总电阻减小，当电流表半偏时，干路电流大于电流表的满偏电流，通过电阻箱的电流大于通过电流表的电流，所以电阻箱的阻值略小于电流表的内阻．
探究2　伏安特性曲线的描绘
　某实验小组研究小灯泡的伏安特性，实验室提供器材如下：
待测小灯泡，额定电压2.5 V，内阻约为几欧
电压表一个，量程0～3 V，内阻约为3 kΩ
电流表一个，量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω
滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω
滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω
干电池2节，开关一个，导线若干．
(1) 该小组设计电路的实物连线如图甲所示，请在虚线框中画出对应的电路图．
答案：图见解析
甲
(2) 实验中，滑动变阻器应选用__R1__(填“R1”或“R2”)．
(3) 将连接完成的图甲电路，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是__C__．
A．电压表短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．滑动变阻器滑片的初始位置在a端
(4) 更换小灯泡后，该小组正确完成了实验操作，作出小灯泡的I-U图像如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为__5.7__Ω.(结果保留两位有效数字)
乙
解析：(1) 如图所示　
(2) 实验中，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于控制分压，应选用阻值较小的R1.
(3) 小灯泡的灯丝被烧断，说明在一瞬间通过了较大的电流，而电压表短路或滑动变阻器的滑片接触不良，都不会造成上述现象．闭合开关瞬间小灯泡灯丝温度低，电阻较小，而此时若滑动变阻器滑片的位置在a端，则会使小灯泡两端电压瞬间比较大，从而造成灯丝被烧断，C符合题意，A、B不符合题意．
(4) 由图可知小灯泡正常工作时的电阻为R＝Ω≈5.7 Ω.
1．电流表A1的量程为0～200 μA、内阻约为500 Ω，现要测其内阻，除若干开关、导线，还有器材如下：
电流表A2：与A1规格相同
滑动变阻器R1：阻值0～20 Ω
电阻箱R2：阻值0～9 999 Ω
保护电阻R3：阻值约为3 kΩ
电源：电压约为1.5 V
(1) 如图所示，某同学想用替代法测量电流表内阻，设计了部分测量电路，在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中，使实验可以完成．
(2) 电路补充完整后，请你完善以下测量电流表A1内阻的实验步骤．
a．先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置，再把电阻箱R2的阻值调到__最大__(填“最大”或“最小”)．
b．闭合开关S1、S，调节滑动变阻器R1，使两电流表的指针在满偏附近，记录电流表A2的示数I.
c．断开S1，保持S闭合、R1不变，再闭合S2，调节R2，使电流表A2的示数__再次为I(或仍为I)__，读出此时电阻箱的阻值R0，则电流表A1内阻r＝__R0__.
解析：(1) 滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻，因此必须采用分压接法，电路图如图所示．
(2) a．实验前R2应该调节到最大，以保证电表安全；c.替代法最简单的操作是让A2示数不变，则可直接从R2的读数得到电流表的内阻．
2．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：
待测电压表V(量程0～3 V，内阻约为3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，额定电流2 A)，电源E(电压6 V)，开关两个，导线若干．
(1) 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整．
(2) 根据设计的电路，写出实验步骤：________．
(3) 将测出的电压表内阻记为R′V，与电压表内阻的真实值RV相比，R′V________(填“>”“＝”或“<”)RV，主要理由是___________________．
答案：见解析
解析：(1) 由半偏法原理知电压表应串联在电路中，因滑动变阻器阻值较小，且电压表量程小于电源电动势，所以选择滑动变阻器的分压接法．实验电路图如图所示．
(2) 移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻．
(3) 断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故＞RV.

展开更多......

收起↑