伏安法測電阻及其情景變式

1、 1、伏安法測電阻、伏安法測電阻 實驗原理：歐姆定律，即用電流表和電壓表測實驗原理：歐姆定律，即用電流表和電壓表測電阻。電阻。 電流表外接法電流表外接法 電流表內(nèi)接法電流表內(nèi)接法AVRXARXV I測測I I真真 U U測測= =U U真真 R R測測= =U U測測/ /I I測測R R真真 適用條件：適用條件：RXU U真真 R R測測= =U U測測/ /I I測測R R真真 適用條件：適用條件：RXRA 誤差原因：電壓表分流誤差原因：電壓表分流 誤差原因：電流表分壓誤差原因：電流表分壓內(nèi)大外小內(nèi)大外小電流表兩個，電壓表兩個，電阻箱電流表兩個，電壓表兩個，電阻箱一個，定值電阻一個，滑動變

2、阻器一個，定值電阻一個，滑動變阻器一個，電源一個，電鍵和導(dǎo)線若干。一個，電源一個，電鍵和導(dǎo)線若干。請從上面所給的器材中選擇器材。請從上面所給的器材中選擇器材。設(shè)計一個測定電阻的實驗方案。設(shè)計一個測定電阻的實驗方案。（注，當(dāng)你要測定某一元件的電阻（注，當(dāng)你要測定某一元件的電阻時，其它元件電阻則為已知時，其它元件電阻則為已知,可以只可以只畫部分電路）畫部分電路） 伏安法測電阻及其情景變式伏安法測電阻及其情景變式1.安安法測電阻安安法測電阻若電流表內(nèi)阻已知若電流表內(nèi)阻已知,則可當(dāng)作電流表、電壓表則可當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來使用。以及定值電阻來使用。(1)如圖所示如圖所示,當(dāng)兩電表所能測得的最

3、大值接當(dāng)兩電表所能測得的最大值接近時近時,如果電流表如果電流表A1的內(nèi)阻的內(nèi)阻R1,則測得則測得A2的內(nèi)的內(nèi)阻阻R2=I1R1/I2.(2)如圖所示如圖所示,當(dāng)兩電表的滿偏電壓當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2UA1時時,A1串聯(lián)一定值電阻串聯(lián)一定值電阻R0后后,同同樣可測得樣可測得A2的內(nèi)阻的內(nèi)阻R2=I1(R1+R0)/I2.(3)兩電流表兩電流表A1、A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為I1、I2,待測待測電阻電阻R1阻值的計算公式是阻值的計算公式是R1=I1 r /（I2-I1）.2.伏伏法測電阻伏伏法測電阻電壓表內(nèi)阻已知電壓表內(nèi)阻已知,則可當(dāng)作電流表、電壓表則可當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來使用和定值電阻來使

4、用.(1)如圖所示如圖所示,兩電表的滿偏電流接近時兩電表的滿偏電流接近時,若若已知已知V1的內(nèi)阻的內(nèi)阻R1,則可測出則可測出V2的內(nèi)阻的內(nèi)阻R2=U2 R1/U1221110UR =UU+RR(2)(2)如圖所示如圖所示, ,兩電表的滿偏電流兩電表的滿偏電流I IV1V1IRR0 0時時, ,測量誤差測量誤差小小, ,此方法比較適合測大阻此方法比較適合測大阻值的靈敏電流表的內(nèi)阻值的靈敏電流表的內(nèi)阻, ,且且電阻的測量值偏大電阻的測量值偏大. .方法二方法二: :如圖所示如圖所示, ,測量電流表測量電流表A A的內(nèi)阻的內(nèi)阻, ,操作操作步驟如下步驟如下: :斷開斷開S S2 2、閉合、閉合S S

5、1 1, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R0 0, ,使使A A表滿偏為表滿偏為I I0 0; ;保持保持R R0 0不變不變, ,閉合閉合S S2 2, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R,R,使使A A表讀數(shù)為表讀數(shù)為I I0 0/2;/2;由此可得由此可得R RA A=R.=R.注意注意:當(dāng)當(dāng)R0RA時時,測量測量誤差小誤差小,此方法比較適合測此方法比較適合測小阻值的電流表的內(nèi)阻小阻值的電流表的內(nèi)阻,且且電阻的測量值偏小電阻的測量值偏小.電源電動勢應(yīng)選大些的電源電動勢應(yīng)選大些的,這樣這樣A滿偏時滿偏時R0才足夠大才足夠大,閉合閉合S2時總電流變化才足時總電流變化才足夠小夠小,誤差才小誤差才小.(2)(2)半偏法近似測量電壓表

6、內(nèi)阻半偏法近似測量電壓表內(nèi)阻方法一方法一: :如圖如圖, ,測量電壓表測量電壓表V V的內(nèi)阻的內(nèi)阻, ,操作步驟如操作步驟如下下: :閉合閉合S,S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R R1 1時時, ,測得測得V V表示數(shù)為表示數(shù)為U U1 1; ;改變電阻箱阻值為改變電阻箱阻值為R R2 2時時, ,測得測得V V表示數(shù)為表示數(shù)為U U1 1/2;/2;得得R RV V=R=R2 2-2R-2R1 1. .注意注意: :在電源內(nèi)阻忽略不在電源內(nèi)阻忽略不計時計時, ,測量誤差才小測量誤差才小. .這個這個方法也可測大阻值的方法也可測大阻值的G G表內(nèi)表內(nèi)阻阻, ,若考慮電源內(nèi)阻若考慮電源內(nèi)阻

7、, ,此法測此法測量值偏大量值偏大. .方法二方法二: :如圖所示如圖所示, ,測量電壓表測量電壓表V V的內(nèi)阻的內(nèi)阻, ,操作步操作步驟如下驟如下: :滑動變阻器的滑片滑至最右端滑動變阻器的滑片滑至最右端, ,電阻箱的阻值電阻箱的阻值調(diào)到最大調(diào)到最大; ;閉合閉合S S1 1、S S2 2, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R0 0, ,使使V V表示數(shù)指到滿刻度表示數(shù)指到滿刻度; ;打開打開S S2 2, ,保持保持R R0 0不變不變, ,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R,R,使使V V表指針指到滿表指針指到滿刻度的一半刻度的一半; ;由上可得由上可得R RV V=R.=R.注意注意:滑動變阻器總滑動變阻器總電阻應(yīng)盡量小一些電

8、阻應(yīng)盡量小一些,這這樣測量誤差才會小樣測量誤差才會小,且且RV測量值偏大測量值偏大.5.5.電阻箱當(dāng)電表使用電阻箱當(dāng)電表使用(1)(1)電阻箱當(dāng)做電壓表使用電阻箱當(dāng)做電壓表使用如圖所示如圖所示, ,可測得電流表的內(nèi)阻可測得電流表的內(nèi)阻R R2 2=(I=(I1 1-I-I2 2)R/I)R/I2 2. .圖中電阻箱圖中電阻箱R R可測得可測得A A2 2表兩端的電壓為表兩端的電壓為(I(I1 1-I-I2 2)R,)R,起到了測起到了測電壓的作用電壓的作用. .(2)(2)電阻箱當(dāng)作電流表使用電阻箱當(dāng)作電流表使用如圖所示如圖所示, ,若已知若已知R R及及R RV V, ,則測得干路電流為則測

9、得干路電流為I=U/RI=U/R+ +U/RU/RV V圖中電阻箱與電壓表配合使用起到了測電流圖中電阻箱與電壓表配合使用起到了測電流的作用的作用. .6.6.比較法測電阻比較法測電阻如圖所示如圖所示, ,測得電阻箱測得電阻箱R R1 1的阻值及的阻值及A A1 1表、表、A A2 2表是表是示數(shù)示數(shù)I I1 1、I I2 2, ,可得可得R RX X=I=I2 2R R1 1/I/I1 1如果考慮電表內(nèi)阻的影響如果考慮電表內(nèi)阻的影響, ,則則I I1 1(R(Rx x+R+RA1A1)=I)=I2 2(R(R1 1+R+RA2A2) )用以下器材測量一待測電阻用以下器材測量一待測電阻R RX

10、X的阻值（約的阻值（約100100）：）：電源電源E E，電動勢約為，電動勢約為6.0V6.0V，內(nèi)阻可忽略不計；，內(nèi)阻可忽略不計； 電流表電流表A A1 1，量程，量程050mA050mA，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r r1 1=20=20；電流表電流表A A2 2，量程，量程0300mA0300mA，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻r r1 1=4=4； 定值電阻定值電阻R0，阻值，阻值R0=20；滑動變阻器滑動變阻器R，最大阻值為，最大阻值為10；單刀單擲開關(guān)單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。，導(dǎo)線若干。要求測量中盡量減小誤差，并測多組數(shù)要求測量中盡量減小誤差，并測多組數(shù)據(jù)。試在虛線框中畫出測量電阻據(jù)。試在虛線框中畫出測量電

11、阻R RX X的一種實的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題中相驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。若某次測量中電流表若某次測量中電流表A A1 1的示數(shù)為的示數(shù)為I I1 1，電流，電流表表A A2 2的示數(shù)為的示數(shù)為I I2 2。則由已知量和測量量計算。則由已知量和測量量計算R RX X的表達(dá)式為的表達(dá)式為R RX X=_=_。 用以下器材測量一待測電阻用以下器材測量一待測電阻R Rx x的阻值（的阻值（90090010001000）：）：電源電源E E，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為，具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V9.0V；電壓表電壓表V V1

12、1，量程為，量程為1.5V1.5V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r r1 1750750；電壓表電壓表V V2 2，量程為，量程為5V5V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r r2 225002500；滑線變阻器滑線變阻器R R，最大阻值約為，最大阻值約為100100；單刀單擲開關(guān)單刀單擲開關(guān)K K，導(dǎo)線若干。，導(dǎo)線若干。（1 1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/31/3，試畫出測量電阻，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。注）。（2 2）若電壓表）若電壓表V V1 1的讀數(shù)用

13、的讀數(shù)用U U1 1表示，電表示，電壓表壓表V V2 2的讀數(shù)用的讀數(shù)用U U2 2表示，則由已知量表示，則由已知量和測得量表示和測得量表示R Rx x的公式為的公式為R Rx x_。為了測量量程為為了測量量程為3V3V的電壓表的電壓表V V的內(nèi)阻（約的內(nèi)阻（約20002000），可供選擇的器材有：），可供選擇的器材有：電流表電流表A A1 1，量程為，量程為0.6A0.6A，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.10.1電壓表電壓表V V2 2，量程為，量程為5V5V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約35003500變阻箱變阻箱R R1 1，阻值范圍為，阻值范圍為0-99990-9999變阻箱變阻箱R R2 2，阻值范圍為，阻值

14、范圍為0-99.90-99.9滑動變阻器滑動變阻器R R3 3，最大阻值約為，最大阻值約為100100，額，額定電流定電流1.5A1.5A電源電源E E，電動勢，電動勢6V6V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約0.50.5；另外還；另外還有單刀單擲開關(guān)有單刀單擲開關(guān)K K，導(dǎo)線若干。，導(dǎo)線若干。(a)請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)請從上述器材中選擇必要的器材，設(shè)計一個測量電壓表計一個測量電壓表V的內(nèi)阻的實驗電路，的內(nèi)阻的實驗電路，畫出電路原理圖（電路原理圖中的元件畫出電路原理圖（電路原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注），要求要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注），要求測量盡量準(zhǔn)確。測量盡量準(zhǔn)確。( (c c) )

15、說明實驗所要測量的量：說明實驗所要測量的量：_；寫出計算電壓表；寫出計算電壓表V V的內(nèi)阻的內(nèi)阻R RV V的計算公式為的計算公式為R RV V=_=_。在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中中, ,備有下列器材備有下列器材: :干電池干電池( (電動勢約為電動勢約為1.5v, 1.5v, 內(nèi)電阻小于內(nèi)電阻小于1.0).1.0).電流表電流表G(G(滿偏電流滿偏電流3mA ,3mA ,內(nèi)電阻內(nèi)電阻R Rg g=10) =10) 電流表電流表A(0A(00.6A, 0.6A, 內(nèi)電阻約內(nèi)電阻約0.1)0.1)滑線變阻器滑線變阻器R R1 1 (0(020,10A)20,10A)滑線變阻器滑線變阻器R R2 2 (0 (0100,1A)100,1A)