【導(dǎo)讀】理解實驗原理、實驗?zāi)康募耙螅徽莆諏嶒灧椒ú襟E；會控制實驗條件和使用實驗儀器，會處理實驗安全問題；會觀察、解釋實驗現(xiàn)象，會分析、處理實驗數(shù)據(jù)；另外還要注意測量儀器的量程，電阻類器件的電流不能超過其最大允許電流。程度夠用即可，并不是精度越高越好。小對實驗操作中是否調(diào)節(jié)方便的影響。加在電壓表上的電壓均不超過使用量程．然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般。電流不超過它額定值．對高阻值的變阻器，如果滑動頭稍有移動，使電流電壓有很大變化的，對器材的選擇的一般步驟是：①找出唯一性的器材；②草畫電路圖；的滑動變阻器，前者可方便調(diào)節(jié)，后者可減少誤差。假沒選R1，電路中的最小電流約為。度為，僅為電流表A2。量程的1/5，如果移動滑動變阻器阻值再增大，其電流表的。選用的是_________，畫出應(yīng)采用的電路圖。圖；③估算最大值：當(dāng)滑動變阻器的使用阻值為零時，電路中電流最大Im=ε/RX≈6/12=；把電表接入時，用電流表外接法。

　　

【正文】 ．若采用限流電路控制，注意到測量部分的總電阻約為20kΩ，遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總電阻（ 1kΩ），要保證電表安全，變阻器分得的電壓至少為 5V，阻值應(yīng)調(diào)到 10kΩ，顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以，只能采用分壓電路控制，實驗電路如圖所示． 【點評】 伏安法是測量電阻的一種最基本方法，其原理是部分電路歐姆定律，原理式為 x UR I? ．分析這類問題的關(guān)鍵是從電表配置要合理選擇器材，從對電路的控制和調(diào)節(jié)選擇控制電路．并聯(lián)分流和串聯(lián)分壓原理是伏安法測電阻原理的遷移和延伸，下例是這類問題的變式． 【練習(xí) 3】【點撥】 （ 1）本題中測量電阻的原理是并聯(lián)分流或串聯(lián)分壓．由于滑動變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于測量部分的阻值，且電源電動勢大于兩電壓表的量程，在調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中，為保證電壓表的安全，且其讀數(shù)有明顯的改變，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式控制電路，電路原理圖如圖甲或乙所示． （ 2）實物連線如圖甲或乙所示 （ 3）若采用甲電路，根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系， 2 1 121 xU U Ur r R?? 解得 1 1 22 1 1 2xU r rR U r U r? ? ． 若采用乙電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分 配關(guān)系， 1 2 11U U UrR?? 解得 2111()x UURrU??． 【點評】 本題主要考查電阻測量的原理、電路設(shè)計、實物連線等知識，測試設(shè)計簡單實驗方案的能力． ① 對于內(nèi)阻已知的電壓表，可作電流表使用．使用電表時，必須考慮電表間的量程配置，本題要求電壓表讀數(shù)不小于量程的 1/3，因此，電壓表 V2與 V1的位置不能互換． ② 進(jìn)行實物連線時，應(yīng)注意以下幾個問題： a．直流電表的正、負(fù)接線柱（正接線柱應(yīng)連接在電路電勢高端，負(fù)接線柱應(yīng)連接在電路電勢低端）； b．電表 的內(nèi)外接法； c．滑動變阻器的接法（限流或分壓，接通電路后，應(yīng)使電表讀數(shù)最?。?； d．開關(guān)的連接（應(yīng)在干路上，閉合前電表讀數(shù)為零）． 【練習(xí) 4】解析： （ 1）實物連線如圖所示． （ 2）電阻箱的阻值 R1=0100Ω＋ 810Ω＋ 61Ω＋ 3=． 本題測量電流表的內(nèi)阻的方法是 “替代法 ”．即用電阻箱的阻值替代電流表 A1的內(nèi)阻值，其條件是：開關(guān) S2分別扳到 a 處和 b 處時，保持滑動變阻器 R2不變，且使電流表 A2讀數(shù)相同．所以，待測電流表 A1的內(nèi)阻1 1 ??Ω． （ 3）當(dāng) R2調(diào)為零時，要使電路中的電流 I 不超過電流表 A2的量程，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻 R 總 至少為：2464 2 1 02 0 0 1 0AER I ?? ? ? ??總 Ω=20kΩ．由于電流表A A2的內(nèi)阻（約為 100Ω）遠(yuǎn)小于 R 總 ,故保護電阻 R3應(yīng)選用 20kΩ的電阻，但若選用 200kΩ的電阻，則電路中電流太小，電流表 A A2指針偏轉(zhuǎn)量太小，讀數(shù)不明顯，實驗誤差太大．所以 ,正確的選項為 B． （ 4）由于 R3=20kΩ，調(diào)整滑動變阻器 R2時，要使電流表 A2的讀數(shù)為 150 A? ，則 2 ER I?－ R3=64150 10??Ω－ 2104Ω≈7kΩ．若選用 1kΩ或 5kΩ滑動變阻器，則不能滿足實驗要求（ A2讀數(shù)為 150 A? ）；若選用 25kΩ的滑動變阻器，則調(diào)節(jié)范圍太小（不方便調(diào)節(jié)），所以，選用 10kΩ的滑動變阻器較合適，正確的選項為 C． 【點評】 實驗條件的控制是高考考查的重點之一．保護電阻和滑動變阻器在電路中起著控制和調(diào)節(jié)的作用， 選用時應(yīng)根據(jù)實驗條件和要求進(jìn)行優(yōu)選，既要保證電表安全 (不能太小 )，又要方便調(diào)節(jié) (不能太大 )． 【練習(xí) 5】解析： （ 1） 用此電路測量表頭內(nèi)阻的方法是半偏法． S2 斷開和 S2 閉合的兩次操作中要求干路電流（ Ig）近似不變，而滿足這個條件必須使滑動變阻器 R 的阻值遠(yuǎn)大于 Rg，因此滑動變阻器應(yīng)選用 R2．而2gEI R? ，顯然 E 越大， R2越大，實驗條件滿足得越好，誤差越小，所以，電池應(yīng)選用 E3． （ 2）圖（乙）所示的電路較合理，因為圖（丙）電路在通電狀態(tài)下，更換量程時會造成兩 個分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞． （ 3）核對電路如圖所示．為使改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)表在 0～ 1mA之間逐格核對，應(yīng)選用分壓電路．由于 ○A和 A′滿偏電流和滿偏電壓都很小，為使滑動變阻器便于調(diào)節(jié)，即有較大的調(diào)節(jié)范圍，滑動變阻器應(yīng)選用 R1，電池應(yīng)選用 E1，且在電流表所在的支路上串聯(lián)定值電阻 R0，起保護作用． 【點評】 測量電阻的方法很多（包括伏安法、替代法、半偏法等），但其原理總是部分電路歐姆定律或閉合電路歐姆定律．在具體問題中，選用哪種測量方法應(yīng) 根據(jù)所提供的實驗器材和實驗要求來確定． 【特別提示】 1．半偏法測電阻的實驗中，實驗條件的控制直接影響測量精確度． 2．在分壓電路中，為使實驗便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用全電阻較小的滑動變阻器． 【練習(xí) 6】解析： （ 1） ① 實物連線如圖所示，為了使改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表在零到量程的范圍內(nèi)一一校對，應(yīng)采用分壓電路． ② 根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，有0 R?? 解得 R0=2020Ω （ 2） ① 先將電壓表 VC 通過開關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù) UC；再將電壓表 VC和 VB串聯(lián)，通過開 關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出 VC上的示數(shù) UC′和 VB上的示數(shù) UB． ② 根據(jù)上述兩步操作可得 CCCU ER R r? ? ① CBC B C BUU ER R R R r? ? ?? ? ? ② BBCCURRU? ? ③ 由 ①②③ 三式解得 3000C B CCCU U Ur UU? ?????? Ω 【點評】 本題綜合考查了電表改裝、電表校準(zhǔn)電路及測量電源內(nèi)阻的方法，測試設(shè)計和完成實驗的能力．用電壓表 VB和 VC測量電源的內(nèi)阻時，應(yīng) 注意： 盡管兩電壓表的量程相同，但其內(nèi)阻并不一定相同 (表頭可能不同 )． 【練習(xí) 7】（ 1）如右圖所示 （ 2）增大， 17Ω 【練習(xí) 8】（ 1）首先來分析電路的測量部分．由于電流表 A2 量程與待測電流表 A1量程相差太大，從實驗測量精度考慮，不能直接將電流表 A2 與電流表 A1 串聯(lián)來測量電流．注意到電壓表內(nèi) 阻 已 知 ， 而 允 許 通 過 電 壓 表 的 最 大 電 流 為33V 10 00 A3 10 ????，跟待測電流表的量程接近，因此，可將電壓表與電流表 A1串聯(lián)，利用其讀數(shù)來計算通過電流表 A1的電流． 再來分析電路的控制部 分．若將滑動變阻器接成限流式，則通過待測電流表的最小 電流大約為33V 750 A(3 1) 10 ??? ? ?，顯然，不能保證電表安全 ,也無法通過調(diào)節(jié)測量多組數(shù)據(jù)．因此，應(yīng)采用分壓式控制電路，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用最大阻值 20Ω的滑動變阻器． 綜合以上分析，選用的器材應(yīng)為 A、 C、 D、 F、 G 其實驗電路如圖所示． （ 2）實驗過程中，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑動觸頭，使待測電流表 A1的指針偏轉(zhuǎn) n 格，讀出此時電壓表 V 的示數(shù) U，則通過待測電流表的電流VUI R? 由此可得 ,電流 表的滿偏電流m a x VN N UIIn n R??，式中 U 為電壓表的讀數(shù)， RV為電壓表的內(nèi)阻． 【練習(xí) 9】（ 1）如下圖（左）所示 （ 2） A A2兩電流表的讀數(shù) I I2和電阻箱 R1的阻值 121 2 12, IIR r RI??． 【練習(xí) 10】（ 1） R1 （ 2） 電路如上圖（右）所示 （ 3） 8， 【練習(xí) 11】（ 1）當(dāng)電壓 ○mA滿偏時，通過其電流 UI R??1mA，故電流表選 量程． 若合上 S 后， 3mV 31 5 0 1 0 V1 .0 5 1 0 AUR I ????? ? =143Ω． （ 2）可把電壓表 ○mA當(dāng)成量程為 150mV、 Rg=143Ω表頭處理，其改裝后量程為 10mA， 則通過 ○mA的滿偏電流為 31 5 0 1 0 V143gg gUI R?????=． 由部分電路歐姆定律知 331 5 0 1 0 V(1 0 1 0 .5 ) 1 0gUR I????? ??=． ○A量程選 15mA． 【練習(xí) 12】（ 1）乙； D、 E；大于 （ 2）如上圖（右）所示． 【練習(xí) 13】（ 1）如圖所示 （ 2）合上開關(guān) S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針在中央刻度處，記下電阻箱的阻值R1；再調(diào)節(jié)電阻箱電阻，便電壓表指針指在滿偏刻度處，記下電阻箱的阻值 R2． V 2 12R R R?? （或 2 2 1 1V12U R U RR UU?? ? ）