2019届高考物理一轮复习实验方法之安阻法学案新人教版.doc

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1、1安阻法所谓“安阻法” ，就是用安培表和电阻箱（或已知电阻）两个测量工具测量某一物理量，主要是测电源电动势和内阻。安阻法测电源电动势和内阻例 1一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）题10-1图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处（2）实验测得的电阻箱阻值 R和电流表示数 I，以及计算的1I数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出1关系图象由图象可计算出该干电池的电动势为 V；内阻为 R/ 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.261/A16.7 6.0 5.3 4.5

2、 3.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如题10-2 图所示，则该干电池的电动势应为 V；内阻应为 2【解析】（2）推导：根据闭合电路欧姆定律， )(rRIE，变形为rIE1，所以电动势为 IR1图象的斜率，内阻 r为 I1图象在 轴上的的截距，根据图象可求出斜率和截距，从而求出 E 和 ，见答案。（3）电压表读数为 66mV,根据已知条件，电流表内阻2.03.16AVrA因为安阻法测电源电动势和内阻实验中，电动势 E 测真 ，内阻 Ar真测 ，所以，第（3）问

3、中，电动势同第（2）问，内阻比第（2）问少 2.0Ar.【答案】10（1） 开关未断开 电阻箱阻值为零（2）（见下图） 1.4（1.30 1.44 都算对） 1.2（1.0 1.4 都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【点评】本题隐含考查一个知识：在安阻法测量电源电动势和内阻实验中，电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值大于真实值 Ar真测 ，实验在第(3)问中，内阻的结果比（2）问第二个空格小 0.2（电流表内阻）。推导如下：不考虑电流表内阻的影响时，所得结果为测量值，根据 )(1rRIE，)(2rRIE，解得 12IR测， 12

4、(I测.考虑电流表内阻的影响时，所得结果为真实值，根据 )(rA，)(2rIA，解得ARI-12真， 12IRE真.3例 2.某同学利用图（a）中的电路测量电流表 的内阻 RA（约为 5 ）和直流电源的电动势 E （约为 10V） 。 图中 R1和 R2为电阻箱，S 1和 S2为开关。已知电流表的量程为 100mA，直流电源的内阻为 r。（1）断开 S2，闭合 S1，调节 R1的阻值，使 满偏；保持 R1的阻值不变，闭合 S2，调节 R2，当 R2的阻值为 4.8时 的示数为 48.0mA。忽略 S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得 RA= ；（保留 2 位有效数字）（2）保持 S1闭合，断

5、开 S2，多次改变 R1的阻值，并记录电流表的相应示数。若某次 R1的示数如图（b）所示，则此次 R1的阻值为 ；（3）利用记录的 R1的阻值和相应的电流表示数 I，作出 1R图线，如图（c）所示。用电池的电动势 E、内阻 r 和电流表内阻 RA表示 1随 变化的关系式为 1I= 。 利用图（c）可求得 E= V。 （保留 2 位有效数字）【解析】 （1）并联电路电流与电阻成反比 0.482，解得 2.5A(2) 2.481R（3）根据全电路欧姆定律有 )(1rRIEA，变形得 ErRIA11。从图（c）可求图线的斜率 80672.k，则电源电动势 Vk2.96780.【答案】（1）5.2 （

6、2）148.2 （3） Er11，9.1（8.9-9.4）【点评】本题在测电源电动势和内阻的实验中嵌入了另一个实验：用半偏法测电流表内阻。例 3.利用如图(a)所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所利用的实验器材有：待测电源，电阻箱 R(最大阻值 999.9)，电阻 R0(阻值为 3.0)，电阻 R1(阻值为 3.0)，电流表 A(量程为 200mA，内阻为 RA=6.0)，开关 S。4实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的阻值 R;以 I1为纵坐标， R 为横坐标，作 R1图线（用直线拟合）求出直线的斜率 k，和在纵坐标的截距

7、b。回答下列问题：(1)分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 1/I 与 R 的关系式为 。(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 R=3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答： ， 。(3)在答题卡图(c)的坐标纸上所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 k= ，截距 b= 。(4)根据图线求得电源电动势 E= V，内阻 r= 。R/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0I/A 0.143 0.125 0.100 0.091 0.084 0.077I-1/A-1 6.99 8.00 10.0 11.0 11.9 13.0【解析】 （1

8、）电流表和电阻 1R并联以扩大量程，因为 6AR， 31，所以52并R，此即为扩大量程后的电流表内阻。电流表读数为 I时，干路电流为 干I，则并干IA，所以 I3干 .根据全电路欧姆定律， ）（ 并干 rRE0，即 ）（ 并 rRIE03化成RI1关系式为 )(10RI并 ，即 )(101IA，将0.21A和 .3代入得 )0.53rERI（ 。（2）从图（b）可得，电流表读数 AmI.，所以 109.AI(3) 描点作图，见下图，从图得斜率 16-2k，截距 .6b（4）因为 E3，所以电动势 V03，根据 br)5（ ，解得 .15kr【答案】 (1) I1= E0.3R+ (5.0+r)

9、或 )(3101rRERIA(2)0.110 9.09(3)见图(c)答(4)3.0(或在 2.7 3.3 之间)1.0(或在 0.6 1.4 之间)【点评】本题继承传统的是根据 )(10rRIE，得出)(10rREI，然后描点作图，从图象求斜率 k和截距 b，从而求电动势k和内阻 1kbr.本题创新在于把电流表扩大量程与测电源电动势和内阻整合在一起，而把上式中的 1R改为1RA并，从而把 )(01rREI改为6)(3101rRERIA即 )531rERI（ ，因而电动势为 kE3，内阻为5kbr。本题表面上看是安阻法，因为是 I图象，实际上是伏阻法，因为电流表测的实际上是1R两端的电压。所以

10、可以说是伏阻法和安阻法的综合法。安阻法测电流表内阻例 5利用图 1 所示的电路测量电流表 mA 的内阻 RA。图中 R1、R 2为电阻，K 1、K 2为电键，B 是电源（内阻可忽略） 。 根据图 1 所给出的电路原理图，在图 2 的实物图上连线。已知 R1=140，R 2=60。当电键 K1闭合、K 2断开时，电流表读数为 6.4mA；当K1、K 2均闭合时，电流表读数为 8.5mA。由此可以求出 RA= 。 （保留 2 位有效数字）【解析】(1)图略(2)根据电路欧姆定律和电路分析，有 )140(5.8)( 663121 AARRIE，解得 RA=43.点评：本题考查用安阻法（用电流表和两个电阻）测电流表的内阻。也具体考查了实物图的连线和实验数据的处理方法（考实际数字的计算） ，还考查了电路的分析。