伏安法測(cè)電阻和滑動(dòng)變阻器的連接方式器材選擇.ppt

1、伏安法測(cè)電阻,一.伏安法測(cè)電阻：RX=UX IX .,注意U、 I、 R三個(gè)量必須是同一段電路中的量，由于電流表和電壓表都有內(nèi)阻，因此，一定產(chǎn)生誤差。,1. 電流表內(nèi)接法,IA=IX UV=UX+UA UX,R測(cè)= UV IA = RX+ RA RX = UX / IX,電流表分壓引起誤差, 測(cè)量值大于真實(shí)值, 適用于RX RA 情形,2. 電流表外接法：,UV=UX IA=IX+IV IX,R測(cè)= UV IA = RX RV （RX+ RV ） RX = UX / IX,電壓表分流引起誤差,測(cè)量值小于真實(shí)值適用于RX RV 情形,例1. 用內(nèi)阻為3000的電壓表和內(nèi)阻為10的電流表測(cè)電阻，在

2、圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是0.2A，則R1的測(cè)量值為 ，真實(shí)值是 ，R2的測(cè)量值為 ，真實(shí)值是 。,乙,300,290,300,333,練習(xí). 用伏安法測(cè)電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接法，測(cè)得某電阻Rx的阻值分別為 R1 和R2 ，則所測(cè)的測(cè)量值和真實(shí)值Rx之間的關(guān)系是 （ ） （A）R1 RxR2 （B） R1 RxR2 （C）R1R2Rx （D）R1R2Rx,A,3.如何選擇內(nèi)接和外接,阻值判斷法： 當(dāng)RXRA，采用內(nèi)接法誤差較小。,倍率比較法： 如果RV/RxRx/RA時(shí)，采用外接法誤差小。 如果RV/RxRx/RA時(shí)，采用內(nèi)接法誤差小。,實(shí)驗(yàn)探測(cè)法： 比

3、較U/U與I/I的大小,U/UI/I 伏特表示數(shù)顯著變化,電流表外接,U/UI/I 電流表示數(shù)顯著變化,電流表內(nèi)接,例2、利用伏安法測(cè)電阻時(shí)，若不知待測(cè)電阻?？刹捎孟率龇椒ㄟx擇正確電路以減小誤差?？蓪x器按下圖接好，并空出伏特表的一個(gè)接頭P，將P分別與a，b 兩點(diǎn)接觸一下，如果安培表示數(shù)顯著變化，則P 應(yīng)接在處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P 應(yīng)接在 處。,解：安培表示數(shù)變化顯著，說(shuō)明被測(cè)電阻較大，可跟伏特表內(nèi)阻相比。 因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P 應(yīng)接在a 處。,而當(dāng)伏特表示數(shù)變化顯著，說(shuō)明被測(cè)電阻較小可跟安培表內(nèi)阻相比。 因此采用外接法可以減小誤差，P 應(yīng)接在b 處。,b,a,練習(xí)：某同學(xué)

4、用伏安法測(cè)一個(gè)未知電阻，他先將電壓表接a點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0V，I1=3.0mA，然后將電壓表改接在b點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U2=2.9V，I2=4.0mA，如圖所示，由此可知電壓表應(yīng)接到 點(diǎn)誤差較小，測(cè)得Rx值應(yīng)為 （設(shè)電源電壓不變）,解： U/U1 =1/30.,I/I=1/3安培表示數(shù)變化顯著，說(shuō)明被測(cè)電阻較大，可跟伏特表內(nèi)阻相比。 因此采用內(nèi)接法可以減小誤差，P 應(yīng)接在a 處。,a,1000,二、滑動(dòng)變阻器的使用,串聯(lián)限流電路,并聯(lián)分壓電路分壓器,1. 滑動(dòng)變阻器的 兩種主要連接方式：,（1）保護(hù)電表不受損壞；,（2）改變電流電壓值，多測(cè)量幾次，求R X 的 平均值，減少

5、誤差。,2. 變阻器的作用,K閉合前R置于最大,K閉合前R置于輸出最小,（1）限流接法的優(yōu)點(diǎn)是：電路連接簡(jiǎn)便， 附加功率損耗較小 （2）分壓接法的優(yōu)點(diǎn)是：電壓變化范圍大，附加功率損耗較大,3.分壓接法和限流接法的比較：,0U,4.分壓接法和限流接法的選擇,（1）.當(dāng)R滑RX時(shí)，選限流接法一般R滑(35)RX （2）. 下列三種情況下，必須用分壓接法： a. 當(dāng)要求電壓從0 變起，或問(wèn)題中要求得到較多組數(shù)據(jù)，用分壓接法 b.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R滑（1/31/5）RX時(shí)，限流接法對(duì)電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法 c.電流表、電壓表、或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時(shí)電路中的最小

6、電流（壓）都會(huì)超過(guò)電表量程或電阻元件允許最大電流，則一定用分壓接法,5.伏安法測(cè)電阻的電路,.在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用電壓表的內(nèi)阻約為20千歐,電流表的內(nèi)阻約為10歐,選擇能夠盡量減小誤差的電路圖接線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀得的各組數(shù)據(jù)用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)于坐標(biāo)圖上(如右圖所示). (1)根據(jù)各點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)描出I-U圖線,由此求得該電阻的阻值Rx= 歐(保留兩位有效數(shù)字). (2)畫(huà)出此實(shí)驗(yàn)的電路原理圖.,2.4103,大電阻用內(nèi)接法，變阻器用分壓器接法，電路圖如圖示.,(2)答：,三、如何選擇電壓表和電流表？ 問(wèn)題三：用伏安法測(cè)量某電阻的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下： 待測(cè)電阻RX（阻值大約為5，額定功率為1W

7、）； 電流表A1 （量程00.6，內(nèi)阻0.2 ）； 電流表A2（量程03A，內(nèi)阻0.05）； 電壓表V1（量程03V，電阻3k）； 電壓表V2（量程015V，內(nèi)阻15k）； 滑動(dòng)變阻器R（050）； 蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6V）； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。 為了較準(zhǔn)確測(cè)量RX阻值，保證器材的安全，以及操作方便，電流表、電壓表應(yīng)選擇 。,選擇原則：測(cè)量值小于電表的量程或待測(cè)電阻的額值； 測(cè)量值應(yīng)使表針有較大的偏轉(zhuǎn)范圍，一般在 1/3量程以上。,A1, V1,四.器材的選擇 例3.欲用伏安法測(cè)定一個(gè)阻值約12歐的電阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，下列器材中應(yīng)選用的是_ _，畫(huà)出應(yīng)采用的電路圖。 A、電池組（6伏，內(nèi)阻很小

8、） B、電流表（03安，內(nèi)阻0.0125歐） C、電流表（00.6安，內(nèi)阻0.125歐） D、電壓表（03伏，內(nèi)阻3千歐） E、電壓表（06伏，內(nèi)阻6千歐） F、滑動(dòng)變阻器（020歐，1安） G、滑動(dòng)變阻器（0200歐，0.3安） H、電鍵、導(dǎo)線,A CEFH,電路圖為:電流表外接,限流電路,五.連接實(shí)物圖:試用線代替導(dǎo)線，按以下實(shí)驗(yàn)原理圖連接實(shí)物圖。,練習(xí)： 用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測(cè)量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內(nèi)阻接近1，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻為幾K ；電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，變阻器的阻值為020 。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。

9、,解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫(huà)出電路圖如下：,器材的選擇連接實(shí)物電路,練習(xí)：有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25 k ，可供選擇的器材是： 電流表A1 (0-100A, 2 k) 電流表A2 (0-500A, 300) 電壓表V1 (0-10V, 100 k） 電壓表V2 (0-50V, 500 k） 直流穩(wěn)壓電源 E （15V，1A） 滑動(dòng)變阻器 R (1k, 1W) 電鍵K和若干根導(dǎo)線 試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐罚箿y(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫(huà)出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。,器材的選擇連接實(shí)物電路,解1）電壓表、電流表的選擇,若滑動(dòng)變阻器用限流接法，

10、,電路中的最小電流為,Imin = 15V /26K = 0.577mA=577A，,超過(guò)兩表的量程，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓器接法。,若電壓表選V2(50V),因?yàn)殡娫措妷?5V不足其量程 的1/3，所以電壓表應(yīng)選V1（10V）。,由于用分壓器接法時(shí)，電阻RX 中的最大電流為,Imax= 10V /25K = 0.4mA = 400A，,所以電流表選A2（500 A ）。,（2）滑動(dòng)變阻器的選擇,滑動(dòng)變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化， 在限流電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值 R（35）RX 在分壓器電路中，一般滑動(dòng)變阻器的阻值 R（1/31/5）RX 在本題中不要求選擇滑動(dòng)變阻器。,（3）.安培表內(nèi)接法和外接法的選擇 因?yàn)?RX = 25K RA = 300 所以采用安培表內(nèi)接法,例3,（4）分壓電路和限流電路的選擇,分壓電路可以使待測(cè)電阻上的電壓從零調(diào)到最大值，連線較復(fù)雜，分壓電路消耗的額外功率大；限流電路對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍較小但連線簡(jiǎn)單，限流電路消耗的額外功率小 我們可根據(jù)這兩種電路的特點(diǎn)，按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。,在上面例題中，如果用限流電路，因待測(cè)電阻值是滑動(dòng)變阻器總阻值的25倍，所以變阻器對(duì)電流、電壓的的調(diào)節(jié)作用很小這里我們應(yīng)該選用調(diào)節(jié)作用范圍大的