恒定電流第八章章末核心素養(yǎng)方法分壓式限流式說明1．三種情況下必須采用分壓接法：(1)要求電壓從零開始連續(xù)變化；(2)被測電阻允許的最大電流很小；(3)滑動變阻器的電阻遠(yuǎn)小于待測電阻．電流表的連接有內(nèi)接法和外接法，適用的情況不同2．限流電路耗能小，電路簡單，在安全前提下應(yīng)優(yōu)先考慮例1

(2021年綿陽江油中學(xué)高二月考)某同學(xué)通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值．(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)(3)若在(1)問中選用圖甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．(填選項前的字母)A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值【答案】(1)B

C甲(2)5.2

(3)B考向2等效替代法(根據(jù)部分等效電路測量未知電阻)例2某同學(xué)設(shè)計了兩種測電阻Rx的電路，如圖甲、乙所示．(1)利用圖甲測電阻時：①先將滑動變阻器R3的滑動觸頭移動到最______(填“左”或“右”)端，再接通開關(guān)S；保持S2斷開，閉合S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表指針偏轉(zhuǎn)至某一位置，并記下電流表示數(shù)I1；②斷開S1，保持滑動變阻器阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱R0阻值在100Ω左右，再閉合S2，調(diào)節(jié)R0阻值使得電流表讀數(shù)為____時，

R0的讀數(shù)即為電阻的阻值；③這種測電阻的方法叫________A．伏安法B．等效替代法C．安阻法D．伏阻法(2)利用圖乙測電阻時：①閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U1和I1；②將開關(guān)S2接2，只調(diào)節(jié)滑動變阻器________，

使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2，則被測電阻的阻值Rx＝__________，這種電路設(shè)計可以較大程度減小因__________的內(nèi)阻帶來的系統(tǒng)誤差．【解析】(1)①本實驗滑動變阻器用的是分壓式接法，操作前應(yīng)將其滑動觸頭置于輸出電壓最小的最左端，即讓支路短路電流為零，以達(dá)到保護(hù)電表安全的目的．②根據(jù)實驗原理可知，變阻器的輸出電壓U應(yīng)保持不變．?dāng)嚅_S2閉合S1時，有U＝I1Rx，斷開S1閉合S2時，有U＝I2R0.比較可知，當(dāng)I1＝I2時，Rx＝R0，即調(diào)節(jié)R0阻值使得電流表讀數(shù)等于I1時，R0的讀數(shù)即為電阻的阻值．③這種測電阻的方法稱為等效替代法，故選B．D．滑動變阻器R2(0～2000Ω)E．電阻箱R0(0～9999Ω)F．電源(電動勢E＝3V，內(nèi)阻可以忽略)G．開關(guān)H．導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)采用如圖甲所示電路圖測電阻Rx

的阻值，為盡可能獲取多組數(shù)據(jù)和操作方便，滑動變阻器應(yīng)選擇______(填“R1”或“R2”)；為將電流表A1

改裝成量程為3V的電壓表，需要將電阻箱R0

的阻值調(diào)為________Ω.甲(2)如圖乙所示為本實驗的部分連線的實物圖，請用筆畫線代替導(dǎo)線將其連接成完整電路．(3)按正確的電路連接，閉合開關(guān)，分別記錄電流表A1、A2

的示數(shù)I1

和I2，移動滑動變阻器的滑片，記錄多組數(shù)據(jù)，并作出I1－I2

圖線，如圖丙所示．則該待測電阻阻值為Rx＝______kΩ(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．【答案】(1)R1

5000

(2)見解析圖(3)2.3(2.1～2.5)例4

(2021年貴州模擬)用實驗室提供的器材設(shè)計一個測量電壓表內(nèi)阻阻值的電路．提供的器材有：待測電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻RV1為幾千歐)，電壓表V2(量程0～5V，內(nèi)阻RV2＝5.0kΩ)，定值電阻R1＝1.8kΩ，滑動變阻器R，電源E(電動勢6.0V，內(nèi)阻不計)，單刀開關(guān)S，導(dǎo)線若干．請回答下列問題：(1)根據(jù)實驗室提供的器材，在圖甲所示虛線框內(nèi)將電路原理圖補(bǔ)充完整，要求滑動變阻器采用分壓接法；(2)將圖乙中的實物按設(shè)計的原理圖連線；(3)根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪制U2－U1

圖像(U1、U2

分別為電壓表V1、V2的示數(shù))，如圖丙所示；(4)由圖丙得到待測電壓表V1

的內(nèi)電阻的阻值RV1＝__________kΩ(結(jié)果保留2位小數(shù))；(5)若僅從實驗原理上看，電壓表V1

內(nèi)電阻的測量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實值．【答案】(1)(2)見解析(4)2.95(2.95～3.00均可)

(5)等于【解析】(1)如圖甲所示(2)如圖乙所示方法2半偏法如圖所示為半偏法測量電流表內(nèi)阻的電路，G為待測電表．先斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R使電流表滿偏；然后閉合S2，調(diào)節(jié)R′使電流表達(dá)到半偏．當(dāng)R比R′大很多時，調(diào)節(jié)R′基本上不改變整個電路的總電阻，可認(rèn)為總電流不變．因此當(dāng)電流表半偏時，通過R′的電流是滿偏電流的一半，所以此時并聯(lián)電路的兩條分支的電阻相等，即Rg＝R′.實際上，在S2閉合后，總電阻略有減小，總電流略有增大，所以當(dāng)電流表半偏時，通過R′的電流比通過電流表的電流稍大，即R′比Rg稍小．由于實驗設(shè)計而造成的系統(tǒng)誤差，會導(dǎo)致Rg的測量值偏小．由于此方法中的總電流被認(rèn)為恒定不變，所以該方法稱為恒流半偏法．例5某電流表的內(nèi)阻在0.1～0.2Ω之間．現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，可選用的器材如下：A．待測電流表A(量程0.6A)B．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約2kΩ)C．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約10kΩ)D．滑動變阻器R1(最大電阻10Ω)E．定值電阻R2(阻值5Ω)F．電源E(電動勢4V)G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)電壓表應(yīng)選用________；(填器材前的字母序號)(2)實驗電路如圖所示；

(3)如測得電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則電流表A內(nèi)阻的表達(dá)式RA

＝________.考向2電壓表內(nèi)阻的測量實際電壓表都是有內(nèi)阻的，且不是無限大．電壓表可等效為一個理想電流表與RV串聯(lián)．下面列舉三種測電壓表內(nèi)阻的方法．方法3利用“半偏法”求解如圖所示，電阻箱電阻的最大值及電壓表內(nèi)阻均遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大阻值．合上S1、S2，移動滑動觸頭P使電壓表滿偏；斷開S2，調(diào)節(jié)R0使電壓表半偏．由串、并聯(lián)規(guī)律近似可得RV＝R0.例6

(2021年濟(jì)南模擬)實驗室提供了以下器材讓學(xué)生設(shè)計實驗電路測定電壓表內(nèi)阻RV1

和電阻Rx

的阻值：A．待測電壓表V1(量程0～1V，內(nèi)阻RV1

約1kΩ)和待測電阻Rx(阻值約2kΩ)B．電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻RV2

約4.5kΩ)C．毫安表mA(量程0～20mA，內(nèi)阻約50Ω)D．微安表μA(量程0～50μA，內(nèi)阻約200Ω)E．滑動變阻器RF．電阻箱R1(總阻值9999.9Ω)G．電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)H．開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S和導(dǎo)線若干(1)為了擴(kuò)大電壓表V1

的量