[物理]:物理實(shí)驗(yàn):介紹兩種巧測電阻的方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
自然科學(xué)是實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ彩强忌鷮韽氖驴茖W(xué)研究的基礎(chǔ)。高考五種能力要求之四是設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力:獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力;能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器,設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題。用伏安法測電阻時(shí),由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,使得測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。本文介紹兩種可以消除這種系統(tǒng)誤差,巧測電阻的方法。

一、 逐差法消除系統(tǒng)誤差法

例1、如圖1所示,選取合適的器材,按電路圖連接好電路后,該實(shí)驗(yàn)操作過程的第一步是:閉合電鍵S1,將電鍵S2接2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1 和R2 ,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些,讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1.

(1)、請你寫出該實(shí)驗(yàn)操作過程的第二步,并說明需要記錄的數(shù)據(jù):

(2)請你寫出由以上記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算被測電阻Rx的表達(dá)式: .

screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="vouching('博微論壇','http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/201401231201440201424.jpg');" alt="" src="http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/201401231201440201424.jpg" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>
解析1)、由該實(shí)驗(yàn)操作過程的第一步,閉合電鍵S1,將電鍵S2接2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1 和R2 ,讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1.再由部分電路歐姆定律得(Rx+R1 +RA )=U1 / I1.為了消除(R1 +RA)所帶來的誤差, 實(shí)驗(yàn)操作過程的第二步是:閉合電鍵S1,將電鍵S2接1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1 和R2 ,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些,讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2,并記錄示數(shù)U2、I2.

(2)、實(shí)驗(yàn)操作過程的第一步,得(Rx+R1 +RA )=U1 / I1.-----①

實(shí)驗(yàn)操作過程的第二步,得(R1 +RA )= U2 / I2.----------②

聯(lián)立①、②得Rx= U1 / I1— U2 / I2=(U1 I2—U2 I1.)/ (I1 I2)

一、比例法消除系統(tǒng)誤差法

例2、用一個(gè)電阻箱和一只電壓表測量未知電阻Rx的大小的電路如圖2所示,高中化學(xué),電路中電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于未知電阻Rx,電壓表的內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于未知電阻Rx,調(diào)節(jié)電阻箱的電阻為R=1200Ω,若將電壓表接在電路AB兩點(diǎn),電壓表的讀數(shù)是U1 =5.0V; 若將電壓表接在電路BC兩點(diǎn),電壓表的讀數(shù)是U2 =6.0V;則未知電阻Rx的大小是下列判斷的哪個(gè):

A. Rx=1000Ω B. Rx>1000Ω C. Rx<1000ΩD.不知道電壓表的內(nèi)阻,無法確定Rx的阻值.

screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="vouching('博微論壇','http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014400334.jpg');" alt="" src="http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014400334.jpg" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>解析:由于電路中電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于未知電阻Rx,可認(rèn)為電源的外電壓恒定值為E.當(dāng)不接電壓表時(shí),設(shè)電阻Rx、R兩端電壓分別為U1 、U2 ,則滿足

Rx:R = U1 :U2 。設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV,當(dāng)電壓表與Rx并聯(lián)時(shí)電壓表示數(shù)為U3 ,顯然U3 < U1 ; 當(dāng)電壓表與電阻箱R并聯(lián)時(shí)電壓表示數(shù)為U4 ,顯然U4 < U2.大膽猜測U3 :U4 =Rx:R嗎?我們進(jìn)行理論探究.

screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="vouching('博微論壇','http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014401718.jpg');" alt="" src="http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014401718.jpg" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>

screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="vouching('博微論壇','http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014401622.jpg');" alt="" src="http://gaokao.tl100.com/UploadFiles_9971/201401/2014012312014401622.jpg" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" border=0>

將上兩式相比并化簡,意相不到的是仍然滿足U3 :U4 =Rx:R.可見U3 :U4 =Rx:R與RV的值大小無關(guān), 巧妙地消除了由于電壓表內(nèi)阻所帶來的系統(tǒng)誤差.

故本題的解化難不易了,可得正確的解是Rx=1000Ω,A選項(xiàng)正確.
本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/62350.html

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