
[学习目标] 1.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(重难点)。2.会用伏伏法、安安法、等效替代法及半偏法测电阻(重难点)。
一、等效替代法测电阻
如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到输出电压恒定的电源上,使电流表示数为I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值。

说明:等效替代法的实验原理简单,看似没有系统误差,但考虑到电阻箱不能连续调节,往往很难保证电流表的读数不变。
某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。

(1)请用笔画线代替导线,按电路图甲完成实物图乙的连接。
(2)根据电路图甲,闭合开关S1前,滑动变阻器的滑片应在最______(填“上”或“下”)端。闭合开关S1后,将开关S2接a,调节滑动变阻器R1,使毫安表的示数为I。
(3)保持滑动变阻器的滑片不动,将开关S2接b,调节电阻箱,使____,记录此时电阻箱的阻值R0。
(4)未知电阻的阻值Rx=______,测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
二、伏伏法测电阻
伏伏法又称电压表差值法,是利用两个电压表的组合测量电压表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。

(1)条件:电压表V2的量程必须大于电压表V1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知内阻的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用。
(3)原理:以图甲为例,电压表V1、V2的读数分别为U1、U2,根据电路知识有U2=U1+U1r1R0,则如果R0已知,可求出电压表的内阻r1=U1U2-U1R0;如果r1已知,可以求出R0=U2-U1U1r1。
(2023·广州市第七中学高二期中)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(输出电压6.0 V),开关和导线若干。
回答下列问题:
(1)将虚线框中的电路原理图补充完整。

(2)根据表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、 V2的示数),在图中给出的坐标纸上绘制U2-U1图像。
测量次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
U1/ V | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
U2/ V | 1.61 | 2.41 | 3.21 | 4.02 | 4.82 |

(3)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=________ Ω(结果保留三位有效数字)。
三、安安法测电阻
安安法又称电流表差值法,是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法,常见电路如图甲、乙所示。

(1)条件:电流表A2的量程必须大于电流表A1的量程且能搭配使用。
(2)技巧:已知内阻值的电流表可当作电压表使用。在缺少合适的电压表的情况下,常用电流表代替电压表使用。
(3)原理:电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,电流表A1的内阻为r1,则以图甲为例,根据电路知识有I1(r1+R0)=(I2-I1)Rx,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已知,可以求出电流表A1的内阻r1=I2-I1I1Rx-R0。
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
B.电源E,输出电压约为3.0 V
C.电流表A1,量程为0~10 mA,内电阻r1=20 Ω
D.电流表A2,量程为0~20 mA,内电阻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)为了测量电阻,你认为应选择图中的______图作为实验电路(选填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)滑动变阻器应该选________(选填“R1”或“R2”);在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端。
(3)调节滑动变阻器,直到__________(选填“A1”或“A2”)先达到满偏,此时另一个电表的示数刚好达到满偏的45,由此可确定待测电阻为______ Ω(结果保留三位有效数字)。

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