高中物理實(shí)驗(yàn)：電橋法測電阻

1、電橋法測電阻其測量電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電阻箱心 當(dāng)A, B兩點(diǎn)的電 勢相等時(shí)，川和念，兩端的電壓相等，設(shè)為U 同時(shí)皿和乩兩端的 電壓也相等，設(shè)為5根據(jù)歐姆定律有也=也,=型由以上兩式解Ri Ri Ri Rx得RiXRx=R2XR3.im是電橋平衡的條件，可求出被測電阻Rx的阻 值.1.學(xué)習(xí)小組正在進(jìn)行“測量某金屬導(dǎo)體電阻率的實(shí)驗(yàn)。取該金屬制成的一個(gè)“圓柱形”導(dǎo)體，用游標(biāo)卡尺測量其長度L、用螺旋測微器測量其直徑d,如圖所示。請讀出長度L和直徑d, L=1.學(xué)習(xí)小組正在進(jìn)行“測量某金屬導(dǎo)體電阻率的實(shí)驗(yàn)。取該金屬制成的一個(gè)“圓柱形”導(dǎo)體，用游標(biāo)卡尺測量其長度L、用螺旋測微器測量其直徑d,如圖所示

2、。請讀出長度L和直徑d, L=cm,d=mm o設(shè)“圓柱形”導(dǎo)體的電阻為R，接入如圖所示的電路中。請將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:第一步：閉合開關(guān)S前先將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭P滑到最端（填“左或“右。第二步：調(diào)節(jié)電阻箱R2,使其處于某一適當(dāng)值；第三步：閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)頭，使電流計(jì)G有適當(dāng)?shù)淖x數(shù);第四步：調(diào)節(jié)R2, 第五步：讀出Rz,可得：Rx=；（用Ri、R2、R3表示）第六步：用d、L、R、R2、R3表示電阻率二?！敬鸢浮浚?）10.400cm2.150mm（2）右使電流計(jì)G中的電流為零 2勞加2R&P=4厶&【解析】（1）游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為10.4cm = 10.4x10= 104/n

3、zn,游標(biāo)尺上讀數(shù)為Ox 0.05mm = 0mm ,所以最終讀數(shù)為:104/777? + 0mm = 104.00= 10.400（m ；螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01x15.0咖= 0.150呦,所以最終讀數(shù)為: 2 +0.150” = 2.150. （2）閉合開關(guān)前，為保護(hù)儀器，滑動(dòng)變阻器 的滑片應(yīng)移至阻值最大處，即右端；第四步，調(diào)節(jié)忌，使電流計(jì)G 中的電流為零，則懇與&兩端的電壓相等為心與&兩端的電壓JJ5_&_只3_尺2 尺 3相等為耳，根據(jù)串并電路的特點(diǎn)有：匚 心&，解得，人: 根據(jù)電阻定律得：r =B ,且sJ加，解得：電阻率為戶x $T4LRi測電阻有

4、很多種方法：R. 減R. 減小系統(tǒng)誤差，有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案.其中鳥是待測電阻，人是電阻箱，&、尺2是己知阻值的定值電阻.合上開關(guān)S,靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn).將R調(diào)至阻值為凡時(shí)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零。由此可計(jì)算出待測電阻尺匚；（用川、使電流表A滿偏；保持&的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)皿的R2、Ro表7K） 有同學(xué)利用圖中的電路測量電流 表A的內(nèi)阻圖中心和血為電 阻箱，Si和S2為開關(guān)。已知電流表的 量程為100mA,使電流表A滿偏；保持&的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)皿的阻值為4.8Q時(shí)電流表A的示數(shù)為48.0mAo忽略S2閉合后電路中總 電阻的變化，經(jīng)計(jì)算得該測量值與電流表內(nèi)

5、阻的真實(shí)值 相比_ （填“偏大”、“偏小”或“相等”）利用“半偏法”也可以測量電壓表的內(nèi)阻，其電路原理圖如圖所示。將滑動(dòng)變阻器R的滑片P調(diào)至填或“B）端，電阻箱 心的阻值調(diào)至 （填“零”或“最大”）；閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱凡的阻值使電壓表半偏;記下電阻箱心的示數(shù)。若電阻箱心的示數(shù)為3002Q,則電壓表內(nèi)阻的測量值為 Q。該測量值與電壓表的實(shí)際內(nèi)阻相比填“偏大、“偏小”或“相等）。R R 【答案】i5.2 偏小 B 零 3002 偏大【解析】當(dāng)靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零示數(shù)為0時(shí)，說明靈敏電流計(jì)兩端電勢相等，則有：Ur =5Urx = Ur

6、,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，則有：5=嘰 匹=生 戈Kr1K得：心=竺R、根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等：% =嘰BP： 1鳳=邸2_c C解得：=因?yàn)镾2閉合后，總電阻減小，電路總電流增大，所以有：1&= 100皿可得： 厶=（/總） 52mA根據(jù)心皿可知，所以測量值與真實(shí)值相比偏?。槐Ｗo(hù)電路原因，變阻器尺的滑片戶調(diào)至B端，心調(diào)至最零，此時(shí)支路只有電壓表電阻；當(dāng)電壓表示數(shù)減半時(shí)，則有：u=u =5V Rd 弋因串聯(lián)電路電流相等，所以有：R廠心可得：&=3002Q當(dāng)調(diào)節(jié)他電阻變大時(shí)，電壓表及凡分的電壓變大，此時(shí)u 5,所以R兩端電壓：U 50 & 可得：R Rm -2所以測量值與電壓表實(shí)際內(nèi)阻相比偏大。電壓

7、表改裝前需要測量其內(nèi)阻，測量電壓表內(nèi)阻的電路如圖甲，所用電源為內(nèi)阻可以忽略的干電池，定值電lfli=8000 0,皿=4000 Q.（1）閉合Si,斷開S2,調(diào)節(jié)電阻箱記下多組尺的大小及其對應(yīng)的電壓表示數(shù)“（2）閉合Si, ,同樣調(diào)節(jié)電阻箱&記下多組尺的大小及其對應(yīng)的電壓表示數(shù)U將以上兩次測得的多組數(shù)據(jù)，分別在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，得到如圖乙中所示兩條圖線；（3）利用圖線數(shù)據(jù)得出電源電動(dòng)勢=,求出電壓表內(nèi)阻&=_兩圖線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)設(shè)為凡，還可用物理量符號R）、R】、 皿表示判斷斷開S2時(shí)，所得數(shù)據(jù)描繪的是圖線（選填或“CD”）（4）為了將該電壓表的量程由03 V擴(kuò)大到015 V,需要在電壓表內(nèi)（

8、選填“串”或“并”）聯(lián)一個(gè)阻值為的定值電阻.【答案】閉合S2 3.0 V 5000 QAB串20 kHRi懈析】（2）本題的實(shí)質(zhì)是利用電橋法測量電壓表的內(nèi)阻，故需要對 比S2斷開前后U隨R的變化規(guī)律，所以第二步，應(yīng)閉合S2；（3）當(dāng)外電路電阻為零時(shí)，即短路情況下，電壓表的示數(shù)即為電源 的電動(dòng)勢大小，故為E=3.0V；兩圖線的交點(diǎn)，表示兩個(gè)并聯(lián)支路的 電壓降相等，即開關(guān)S2上沒有電流，即詐蔭解得di?簣 kfi =隧kfi = Mooofi,根據(jù)歐姆定律可知在s?閉合后電阻箱電阻8么與電壓表內(nèi)阻比小于2： 1之前電壓表的示數(shù)小于S2斷開時(shí)電壓表的 示數(shù)，故曲線AB為S2斷開時(shí)描繪的圖像；（4）改

9、裝電壓表需要串聯(lián)一個(gè)電阻分壓，根據(jù)歐姆定律可得r= = 4Rv =20kfi；Ry利用如圖甲所示的電路可以較為準(zhǔn)確地測出待測電阻&的阻值， 其中&為一較長的粗細(xì)均勻電阻絲，&為待測電阻，凡為電阻箱，a 為電表，其測量步驟如下：屮屮根據(jù)圖甲的電路圖連接電路：將乩調(diào)到某一數(shù)值，滑片P與金屬絲 某位置連接.閉合開關(guān)Si,試觸開關(guān)S2,觀察電表a的偏轉(zhuǎn)情況： 適當(dāng)左右移動(dòng)滑片P的位置，直至閉合開關(guān)S2時(shí)，電表a的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；測出滑片左右電阻絲的長度厶和乙2讀出此時(shí)電阻箱接 入電路的阻值凡.（1）根據(jù)圖甲的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實(shí)物連接成完整電路；（2）為了測量更準(zhǔn)確，圖甲中的電表a選以

10、下的哪個(gè)電表更合適量程為3V,精度為0.1V,內(nèi)阻為3000歐的電壓表量程為0.6A,精度為0.02A,內(nèi)阻為60歐的電流表量程為30,展，精度為3A,內(nèi)阻為100歐的靈敏電流計(jì)（3）如果電表a的電流方向由M流向P時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn).則當(dāng)指針向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過以下哪些操作使指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)A.適當(dāng)增大電阻箱他的阻值適當(dāng)減小電阻箱伉的阻值將滑片P向左移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x將滑片P向右移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x（4）用測量的物理量（厶、乙2和&）表示待測電阻的阻值&二BC【答案】CBC【解析】（1）如圖所示（2）本實(shí)驗(yàn)利用電橋法測電阻，通過移動(dòng)滑片，1 厶調(diào)節(jié)到電表示數(shù)為零，所以電表越靈敏越好，故選C。（3）電流方向由M流向P時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，為正向電流，, 可通過減小M點(diǎn)電勢或增大