高中物理电学实验——电阻的测量

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实值.测量值Rx1=小于真实值.

URx+URAU=Rx+RA,即Rx1大于真实值.测量值Rx2=,即Rx2

IIRx+IV

【答案】 Rx1 大于 小于

(2016·福建漳州八校第二次联考)LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500 Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.

实验室提供的器材有:

A.电流表A1(量程为0至50 mA,内阻RA1约为3 Ω) B.电流表A2(量程为0至3 mA,内阻RA2=15 Ω) C.定值电阻R1=697 Ω D.定值电阻R2=1 985 Ω E.滑动变阻器R(0至20 Ω)一只

F.电压表V(量程为0至12 V,内阻RV=1 kΩ) G.蓄电池E(电动势为12 V,内阻很小) H.开关S一只,导线若干

(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为________,电表2为________,定值电阻为________.(填写器材前的字母编号) (2)将电路图补充完整.

(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式:Rx=________(填字母,电流表A1、电流表A2和电压表V的读数分别用I1、I2、U表示),当表达式中的________(填字母)达到________,记下另一电表的读数代入表达式,此状态得到的电阻为LED灯正常工作时的电阻.

【解析】 (1)该灯的额定电压为3 V,故所给的电压表F不能直接并联在灯的两端测量电压,可把内阻已知的电流表B与一定值电阻串联改成一个量程较小的电

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压表,串联的定值电阻应为D,则改装后的电压表的量程为U=I2(R2+RA2)=6 V,能满足实验的要求.LED灯的工作电流为

U额U额

=6 mA,流经电表2的电流为=RRA2+R2

1.5 mA,则流经电表1的电流最大值为(6 mA+1.5 mA)=7.5 mA,测量该电流时可选用内阻已知的电压表F,流经F的最大电流为=12 mA,故表1选F,表2选B,定值电阻选D.

(2)该实验的滑动变阻器的最大阻值只有20 Ω,故选用分压接法,电路图如图所示.

Ug

RV

U(3)灯泡两端的电压UL=I2(RA2+R2),流经它的电流IL=-I2,故灯泡的电阻RxRV==ULI2(RA2+R2)

,当表达式中的I2达到1.5 mA时,该灯达到额定电压,此状

ILU-IRV2

态得到的电阻为该灯正常工作时的电阻. 【答案】 (1)F B D (2)图见解析 (3)

I2(RA2+R2)

U-IRV2

I2 1.5 mA

电表的非常规接法测电阻 1.伏伏法测电阻

若的内阻RV1已知,则可用如图甲所示的电路测电阻Rx,且Rx=

U2-U1

=U1RV1

.

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U2-U1

·RV1. U1

2.安安法测电阻

I1RA1

若的内阻RA1已知,则可用如图乙所示的电路测电阻Rx,且Rx=. I2-I1

说明:图甲和图乙中,电压表和电流表的“内接”和“外接”并不是为了减小系统误差,而是从量程的大小、能否准确测量等因素考虑的. 3.电阻箱当成电表使用

(1)电阻箱当成电压表:如图甲所示,可测得电流表的内阻RA2=

(I1-I2)R.图

I2

中利用电阻箱R测得表两端的电压为(I1-I2)R,起到了测电压的作用.

(2)电阻箱当成电流表:如图乙所示,若已知R及RV,可测得干路电流I=+.图中电阻箱与电压表配合使用,起到了测电流的作用.

1.(2015·河南开封二模)某同学用下列器材测量一电阻丝的电阻Rx:电源E,适当量程的电流表、电压表各一只(电流表有内阻,电压表内阻不是无限大),滑动变阻器R、RP,开关S1、S2,导线若干.他设计如图甲所示的电路测量电阻Rx的值,并有效地消除了因电压表和电流表内阻而产生的系统误差.

UURRV

.

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实验步骤如下:

A.先闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合理,记下两表示数为I1、U1;

B.闭合S2,调节RP,记下电流表和电压表示数为I2、U2. (1)请你帮他按电路图在实物图乙上连线; (2)指出上述步骤

B

中错误的做法并进行改正:

_____________________________,写出用测量数据表示被测电阻Rx的表达式:______________________________. 1.【解析】 (1)电路连接如图所示.

(2)先闭合S1、断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表示数合理,记下两表示数

I111

I1、U1,设电压表内阻为RV,则=+,

U1RPRV

I211

步骤B应保持RP不变,闭合S2,记下电流表和电压表示数I2、U2,则=++

U2RPRV

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