測量電壓表內(nèi)阻的方法歸納.doc

測量電壓表內(nèi)阻的方法 兩表組合，應(yīng)用歐姆定律，利用伏安方測電表內(nèi)阻 測量電阻的理論是歐姆定律 R=U/I，只要知道電壓 U 和電流 I 即可求得電阻，在實際操作中，要用伏特表、安培表測量電壓、電流，根據(jù)被測電阻的大小，我們分別選擇安培表內(nèi)接、外接，以減小測量誤差（在此不做討論）。測電表的內(nèi)阻與測純電阻的阻值道理相同，對于電表的“身份”我們做一下轉(zhuǎn)換：認為它是一個會說話的電阻，會說自己的電壓值（伏特表），電流值（安培表）即測量自己本身分得的電壓和通過自身電流。我們須作的工作就是想辦法測量另一未知的物理量。 一）、電壓表內(nèi)阻測量的幾種方法一、伏安法測量1、利用伏安法測量例題1、A. 待測電壓表（0-3V，內(nèi)阻在之間）；B. 電流表（0-1mA）；C. 滑動變阻器；D. 電源（1.5V的干電池兩節(jié)）；E. 開關(guān)和若干導(dǎo)線。利用伏安法R=U/I，測量電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I即可，由于滑動變阻器最大阻值遠小于被測內(nèi)阻值，為了滿足多測幾組數(shù)據(jù)，利用作圖法求電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)選用滑動變阻器分壓式電路，電路如圖所示。例題2、 某電壓表的內(nèi)阻在 20k 50k 之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻。實驗室提供如下器材： 待測電壓表 V （量程 3V ） 電流表 A 1 ( 量程 200 A) 電流表 A 2 ( 量程 50mA) 電流表 A 3 ( 量程 0.6A) 滑動變阻器 R （最大阻值 1 k ） 電源 E ( 電動勢 4V) 開關(guān)、導(dǎo)線 所提供的電流表中，應(yīng)選 _( 填字母代號 ) 為減小誤差，要求多測幾組數(shù)據(jù)，試畫出試驗原理圖 【 探究】：把“待測電壓表 V ”看作一個電阻，且該電阻可以顯示自己的電壓，無需另外測量。根據(jù)歐姆定律，我們只需測出其電流即可。器材也恰恰有電流表，從理論方面講，問題可完全解決。電流表選哪塊呢？由電壓表的規(guī)格可算出其滿偏電流不會超過 150 A ，從精確度和電表的安全角度考慮，應(yīng)選量程 200 A 的 A 1 。工作電路中的滑動變阻器應(yīng)采用分壓式。 電路圖如圖 1 所示， 2、 利用伏安法變形測量例題1、實驗電路如圖所示，圖中E為電源（電動勢為4V），R為滑動變阻器（最大阻值為），為已知定值電阻（阻值為），A為電流表（量程為），V為一個有刻度但無刻度值的電壓表（量程約3V，內(nèi)阻約），現(xiàn)要測電壓表V的內(nèi)阻。實驗步驟如下：閉合開關(guān)、，調(diào)節(jié)R的滑動觸頭使電壓表V滿偏，設(shè)滿偏電壓為，讀出電流表A示數(shù)為，有閉合，斷開，調(diào)節(jié)R的滑動觸頭使電壓表V滿偏，讀出電流表A示數(shù)為，有聯(lián)立式，可得電壓表內(nèi)阻二、 “伏伏”法測電壓表的內(nèi)阻“伏伏”法是利用兩塊電壓表測電阻的一種方法，這一方法的創(chuàng)新思維是運用電壓表測電流（或算電流），此方法適用于電流表不能用或沒有電流表等情形。設(shè)計電路時不僅要考慮電壓表的量程，還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。1、利用“伏伏”法測電壓表的內(nèi)阻例題1、2、利用“伏伏”法變形（1）測電壓表的內(nèi)阻例題1、為了測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻（內(nèi)阻約），實驗室可以提供的器材有：電流表，量程為，內(nèi)阻約；電壓表，量程為，內(nèi)阻約；變阻箱阻值范圍為；變阻箱阻值范圍為；滑動變阻器，最大阻值約為，額定電流；電源E，電動勢6V，內(nèi)阻約；單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。（1）請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計一個測量電壓表V的內(nèi)阻的實驗電路，畫出電路原理圖（圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注），要求測量盡量準確。（2）寫出計算電壓表V的內(nèi)阻的計算公式為 。分析與解：多數(shù)考生解答此題，毫不猶豫地套用伏安法，由于沒有考慮電表的量程，當(dāng)然做不正確。少數(shù)考生想到待測電壓表的量程為3V，內(nèi)阻約，電壓表中的最大電流為，認為電流表不能準確測量，但由于創(chuàng)新能力差，也做不正確。只有極少數(shù)有“伏伏”法新理念的考生才能做正確。答案：（1）測量電壓表V的內(nèi)阻的實驗電路如圖所示。（2）電壓表V的示數(shù)U，電壓表的示數(shù)，電阻箱的讀數(shù)。根據(jù)歐姆定律，利用通過電壓表的電流與通過電阻的電流相等，算出電壓表的電阻為。例題2、現(xiàn)有如下器材 電壓表 V 1 ( 量程 3V ，內(nèi)阻約幾千歐 ) 電壓表 V 2 ( 量程 15V ，內(nèi)阻約幾十千歐 ) 定值電阻 R 1 （ 3.0k ） 滑動變阻器 R （ 0 1750 ） 直流電源（電動勢約 6V ，內(nèi)阻不計） 開關(guān)、導(dǎo)線若干 要求利用上述器材測量電壓表 V 1 的內(nèi)阻。 畫出試驗原理圖 用已知量和直接測得的量表示電壓表 V 1 的內(nèi)阻的表達式 r=_ 式中各直接測得量的意義 _ 【探究】：把“待測電壓表 V 1 ”看作一個電阻，其電壓無需另外測量。只要測量電流即可，問題是沒有電流表可選擇。為測電流，只能在電壓表 V 2 、 定值電阻 R 1 上作文章。 方案一：如圖 1-1 ，將 電壓表 V 1 、 V 2 直接串聯(lián)，利用 V 2 的電壓示數(shù)與其內(nèi)阻的比值求電流，問題是不知道電壓表 V 2 內(nèi)阻的準確值。該方案被否定。 方案二：如圖 1-2 ，將 電壓表 V 2 和 定值電阻 R 1 組合，用 V 2 的電壓示數(shù)與 定值電阻 R 1 的比值求電流，該方案可行，但比較粗糙，誤差顯而易見。求得的電流與我們想要的電流不相等（電壓表 V 2 的分流作用）。 方案三：如圖 1-3 ，將 電壓表 V 1 、 R 1 串接，電壓表 V 2 測它們倆的電壓。電壓表 V 2 的示數(shù) U 2 減去電壓表 V 1 的示數(shù) U 1 等于 定值電阻 R 1 兩端的電壓，這樣求得的電流即是 電壓表 V 1 的電流，問題解決。 在考慮滑動變阻器 R 、直流電源的因素，試驗原理圖如圖 1-4 所示。 3、利用“伏伏”法變形（2）測量例題1、實驗室提供的器材有：A. 電池E：電動勢約6V，內(nèi)阻約；B. 電壓表：量程3V，內(nèi)阻約為；C. 電壓表：量程，內(nèi)阻約為；D. 電阻箱：最大阻值，阻值最小改變量為；E. 滑動變阻器：最大阻值為；F. 開關(guān)和導(dǎo)線若干。要求用如圖所示的電路測定電壓表的內(nèi)阻，當(dāng)開關(guān)S閉合時，調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱。根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配原理有：，可得。二、利用歐姆表測量歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，已知歐姆表刻度盤上中央刻度值為“20”，現(xiàn)用歐姆表測量一個內(nèi)阻約為幾千歐的電壓表，實驗中應(yīng)把歐姆表選擇開關(guān)調(diào)至100擋，若歐姆表的讀數(shù)如圖所示，則該電壓表內(nèi)阻阻值為。三、利用半偏法測量方法一：用如圖所示電路測量量程為1V的電壓表的內(nèi)阻（在之間）。提供的器材還有：A. 滑動變阻器，最大阻值；B. 電阻箱，最大阻值，阻值最小改變量為；C. 電池組：電動勢約6V，內(nèi)阻可忽略不計；D. 導(dǎo)線和開關(guān)。實驗方法和步驟是： 斷開開關(guān)S，按圖3連接好電路； 把滑動變阻器的觸頭P滑到端； 將電阻箱的阻值調(diào)到零； 閉合開關(guān)S； 調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，使電壓表指針達到滿偏； 調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表指針達到半偏，讀出此時電阻箱的阻值，即為電壓表的內(nèi)電阻的測量值。方法二：量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻約為，要求測出該電壓表內(nèi)阻的精確值，實驗中提供的器材有：A. 阻值范圍為到的電阻箱；B. 開路電壓約為5V，內(nèi)阻可忽略不計的電源E；C. 導(dǎo)線若干和開關(guān)。實驗電路如圖所示，由于電源的電動勢沒有準確給出，先調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針指在中間刻度線，記下電阻箱的阻值，有再調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使指針指在滿偏刻度，記