人教版 (2019)必修 第三册实验：导体电阻率的测量第2课时学案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册实验：导体电阻率的测量第2课时学案，共4页。
一、电表的改装
1．小量程电流表G(表头)的三个参量
2．电表改装原理
(1)电压表改装：将表头________一个较________电阻，该电阻常被叫作分压电阻，如图甲所示。
(2)电流表改装：将表头________一个较________电阻，该电阻常被叫作分流电阻，如图乙所示。
某电流表表头的内阻为Rg，满偏电流为Ig。
(1)若上图图甲中改装后的电压表量程为U，则需串联的电阻R为多大？改装后的电压表内阻RV为多大？
(2)若上图图乙中改装后的电流表量程为I，则需并联的电阻R为多大？改装后的电流表内阻RA为多大？
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例1 有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA。
(1)要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？
(2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？
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针对训练 (多选)(2024·呼和浩特市高二期末)如图所示，将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表，将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表，要使它们的量程增大，R1、R2应如何变化( )
A．R1增大 B．R1减小
C．R2减小 D．R2增大
例2 (2023·张家口市高二期中)如图所示为双量程电流表的内部结构，由表头和定值电阻R1、R2组成，表头的满偏电流Ig＝2 mA，内阻Rg＝100 Ω，定值电阻R1＝20 Ω，R2＝30 Ω。则A接线柱对应的量程为( )
A．4 mA B．6 mA
C．13 mA D．15 mA
关于电表改装的四点提醒
1．电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可。
2．无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变。
3．由改装后电压表的内阻RV＝R串＋Rg＝nRg(其中n＝eq \f(U,Ug)＝eq \f(U,IgRg))可知，电压表量程越大，其分压电阻R串越大，电压表内阻RV越大。
4．由改装后电流表的内阻RA＝eq \f(R并Rg,R并＋Rg)＝eq \f(Rg,n)(其中n＝eq \f(I,Ig))可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小。
二、伏安法测电阻的两种接法
两种接法的比较
例3 (2023·广州市期中)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或乙所示，结果由公式Rx＝eq \f(U,I)计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值____________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
例4 如图所示，用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值，c端与b端相连时，电流表示数为4.60 mA，电压表示数为2.50 V，c端与a端相连时，电流表示数为5.20 mA，电压表示数为2.30 V，比较这两次结果，下列说法正确的是( )
A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω
B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω
C．电阻的真实值更接近442 Ω，且大于442 Ω
D．电阻的真实值更接近442 Ω，且小于442 Ω
电流表内、外接的选择方法
方法一 直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。
方法二 公式计算法
当eq \f(RV,Rx)eq \f(Rx,RA)即Rx＜eq \r(RARV)时，用电流表外接法，
当Rx＝eq \r(RARV)时，两种接法效果相同。
方法三 试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接a、b两点，观察两电表的示数变化：若电流表的示数变化明显，即eq \f(|I2－I1|,I1)>eq \f(|U2－U1|,U1)，说明电压表的分流对电路影响大，表明Rx较大，应选用电流表内接法。反之，应选用电流表外接法。
项目
改装成电压表
改装成电流表
内部电路
改装原理
串联分压
并联分流
改装后的量程
U＝Ig(R＋Rg)
I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig
量程扩大的倍数
n＝eq \f(U,Ug)
n＝eq \f(I,Ig)
接入电阻的阻值
R＝eq \f(U,Ig)－Rg＝(n－1)Rg
R＝eq \f(IgRg,I－Ig)＝eq \f(Rg,n－1)
改装后的总内阻
RV＝Rg＋R＝nRg
RA＝eq \f(RRg,R＋Rg)＝eq \f(Rg,n)
内接法
外接法
电路
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
误差分析
R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(Ux＋UA,Ix)＝Rx＋RA>Rx
R测＝eq \f(U测,I测)＝eq \f(Ux,Ix＋IV)