人教版（2019）物理必修三第十一章综合与测试 (5)教学课件PPT

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专题强化　电阻的测量第十一章 电路及其应用1.建立伏安法测电阻的电路模型，进一步理解电流表内接法、外接 法及滑动变阻器的限流式接法和分压式接法，并能在具体问题中 正确选择.2.了解替代法和半偏法测电阻的思想，能进行简单应用.学习目标一、伏安法测电阻1.电流表的内接法和外接法(1)电路图(如图1所示)(2)误差分析①内接法：U测＞URx，R测＞R真，适合测量大电阻.②外接法：I测＞IRx，R测＜R真，适合测量小电阻.重点探究图12.滑动变阻器的限流式与分压式接法(1)电路图(如图2所示)(2)分压式和限流式电路的选择原则①若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路.②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路.图2③若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则此时必须选用分压式电路.说明　两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式电路，因为限流式接法电路简单，能耗低.例1为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(大约60 Ω)，有以下器材可供选择：电流表：A1(量程0～50 mA，内阻约6 Ω)电流表：A2(量程0～3 A，内阻约0.6 Ω)电压表：V1(量程0～3 V，内阻约3 000 Ω)电压表：V2(量程0～15 V，内阻很大)滑动变阻器：R1(0～5 Ω，允许最大电流2.0 A)滑动变阻器：R2(0～1 kΩ，允许最大电流0.5 A)电源：E(约为3 V，内阻不计)单刀单掷开关S一个，导线若干；(要求测量值的范围尽可能大一些)(1)电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______；(均填器材代号)A1V1R1变式1为了测量某金属体在额定电压4V时的电阻Rx阻值（约为40Ω）。有以下一些器材可供选择：A、A1（量程0～100mA，内阻r1为10Ω）B、A2（量程0～0.6A，内阻r2为1Ω）C、V1（量程0～3V，内阻r3约3kΩ）D、V2（量程0～15V，内阻r4约10kΩ）E、定值电阻R1（10Ω，允许最大电流2A）F、定值电阻R2（1kΩ，允许最大电流0.5A）G、滑动变阻器R3（0～10Ω、允许最大电流2.0A）H、滑动变阻器R4（0～1kΩ、允许最大电流0.5A）I、电源E（电动势为约为6V，内阻约为0.2Ω)单刀单掷开关S一个，导线若干请画出测量电阻Rx的实验电路图，并在图上标明所选器材符号。[2016天津改编]:某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：电压表V1（量程0~3V，内阻为3kΩ）电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ）电流表A1（量程0~200mA，内阻为10Ω）电流表A2（量程0~3A，内阻为0.1Ω）滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）滑动变阻器R2（0~1kΩ，额定电流0.5A）定值电阻R3（阻值等于1Ω）定值电阻R4（阻值等于10Ω）定值电阻R5（阻值等于1KΩ）电源电动势6V，内阻不计为了测量时各电表读数不小于其量程的三分之一，并方便调节，请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.变式2归纳1：伏安法测量电阻电表量程偏小时的设计方案电路设计电流表和电压表的内阻必须明确要用伏安法测定一个阻值约为5KΩ的电阻，备有下列器材：A、电池组E（6V，内阻很小）B、电压表V1（0～1V，内阻为1KΩ）C、电压表V2（0～6V，内阻约3KΩ）D.电流表A1（0~100µA，内阻约10Ω）E.电流表A2（0~0.6A，内阻约1Ω）F．定值电阻R0（阻值1Ω）G、滑动变阻器R1（0～5Ω，1A）H、滑动变阻器R2（0～100Ω，0.2A）I、电键、导线为了尽量减小实验误差，要求测多组数据且电压从0开始调节。请选择仪器设计实验电路图,并在图上标明器材符号。例2变式用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：电池组E：电动势3 V，内阻不计；电流表A1：量程0～15 mA，内阻为100 Ω；电流表A2：量程0～300 μA，内阻为1 000 Ω；电压表V：量程0～15 V，内阻约为10kΩ；滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A；电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A；开关S、导线若干.归纳2：伏安法测量电阻缺表的设计方案电路设计缺少电压表缺少电流表电流表和电压表的内阻必须明确二、替代法测电阻实验原理如图6所示，实验中，闭合S1，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；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的电阻r＝R0.若测电压表的内阻，把图中待测电流表换成待测电压表即可，实验步骤同上.图6三、半偏法测电表内阻1.“半偏法”测电流表的内阻测量原理：实验电路如图10所示.(1)闭合开关S1前，将滑动变阻器R1、电阻箱R2的阻值调到最大；(2)闭合开关S1，调节R1使电流表A的指针满偏；(3)再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱R2的阻值，使电流表A的指针半偏；(4)读取电阻箱的阻值R2，则RA＝R2.图102.“半偏法”测电压表的内阻测量原理：实验电路如图11所示.(1)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；(2)闭合开关S，调节滑片P的位置使电压表V的指针满偏；(3)保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表V的指针半偏；(4)读取电阻箱的阻值R，则有RV＝R.图11例某物理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为3 V的电压表，为此他们用图12所示电路测定该电流表的内阻，实验室可提供的器材如下：A.电流表G：满偏电流为300 μA，内阻未知；B.干电池E：3 V，内阻未知；C.滑动变阻器R1：最大阻值约为5 kΩ，额定电流为1 AD.滑动变阻器R2：最大阻值为16 kΩ，额定电流为0.5 AE.电阻箱R0：阻值范围0～9 999.9 ΩF.开关两个，导线若干(1)滑动变阻器R应选用____(选填“C”或“D”)，将开关S1、S2都断开，连接好实物图，使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后，闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表G的示数为200 μA.D图12(2)闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值为100 Ω时电流表G的示数为100 μA，则电流表G的内阻Rg＝______ Ω.(3)将该电流表改装成量程为3 V的电压表，需串联电阻的阻值为________ Ω.1009 900变式.某学习兴趣小组欲采用如图15所示电路测量电压表的内阻RV，待测电压表的量程为 1 V，内阻约为1 000 Ω.(1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 Ω　1 A)、(10 Ω　2 A)，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用________(选填“甲”或“乙”).图15乙(2)同学们的实验步骤如下，请将步骤Ⅰ补充完整：①正确连接好电路后，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到________(选填“左端”或“右端”).②闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表指针指到1 V刻度处.③保持S1闭合、滑动变阻器R1的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R2的阻值，使电压表的指针指到0.5 V刻度处，此时电阻箱R2的示数为990 Ω.左端(3)该电压表内阻的测量值为________ Ω.990本课结束