伏安法測電阻七種方法

1、一測未知電阻的若干方法1、內(nèi)接法與外接法的選擇臨界電阻法 條件：已給出 選擇方法：令當(dāng) R<R0R的估計阻值R0= RARVA時用內(nèi)接法 R«iARji時用外接法 R< Rk罟那個比值大R就與對應(yīng)表近接b結(jié)論二試觸法ra 條件：未給出R的估計阻值 選擇方法：將電壓表分別接罕b兩點練習(xí)1: 一個未知電阻 Rx無法估計其電阻值，某同學(xué)用伏安法測電阻的兩種電路各測量一次，如圖所示，按甲圖測得數(shù)據(jù)是3.0V、3.0mA,按乙圖測得數(shù)據(jù)是 2.9V、4.0mA,由此可知按 甲 圖所示的電路測量的誤差較小，Rx的真實值更接近于1000 Q 。甲L思考1: Rx的真實值大于還是小于10

2、00 Q o （ 小于 ）思考2:若已知電流表內(nèi)阻為 0.1 Q ,那么Rx的真實值是（999. 9） Q。2、限流與分壓I£ k（1）電路特點電路圖滑動頭從a滑向b 出上電壓變化范圍（設(shè)匸=0 ）接通電鍵時滑動頭初始位置應(yīng)處于 （3.選擇方法限流接法（通常情況 電流3電壓能達到要求的調(diào)節(jié)范圍；不超過測量儀表的量程.不超過各元件允許的最大電流。1分玉按法：（三種特殊條件）a.要求某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)可調(diào)乩采用限流接法時無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電路中 的電流（電壓）都會超過電表量程或元件允許的最大電流。c.用電器電阻遠大于滑動變阻器電阻，不利于測量獲得 多組數(shù)據(jù)。三、實驗

3、器材的選擇K選擇原則：（1）安全原則：不超過各儀表、元件允許的最大電流。準(zhǔn)確原則：減少誤差。卓 各電表示數(shù)不少于量程的1/3b.測多組數(shù)據(jù)，要求電表示數(shù)在大范圍內(nèi)可調(diào)6選內(nèi)阻較大的電壓表、內(nèi)陰較小的電流表能耗少的原則：變阻器通常選限流接法，選其阻值與其他電阻的阻值比較接近的。變阻器分壓接法時選阻值較小而額定電流較大的2.選擇步驟：（1）選出唯一器材。（2）草iffi電路圖。估算電流和電壓最大值，確迄實驗器材。練習(xí)2：欲用伏安法測定一段阻值約為5。左右的電阻，要求測量結(jié)果盡量淮 確現(xiàn)備有以下器材：A、電池組（3V,內(nèi)阻1。）電流袈（03A,內(nèi)阻0.0125 ）J 電流表0.6A,內(nèi)阻0.125

4、）D、電壓表C03Vf內(nèi)卩且3KG）E、電壓表（015V 內(nèi) ®15K ）F滑動變阻器0-20,額定電流1A）G滑動變阻器（02000。，額定電流0.3A）H.電鍵、導(dǎo)線上述器材中應(yīng)選用實驗電路應(yīng)采用電流表接法為使通過待測金屬導(dǎo)線的電流強度能在0-0.5A范園內(nèi)改變，請按要求畫出測量待測金厲導(dǎo)線電阻Rx的電路圖例3.（ 06全國理綜二22）（ 17分）（1）現(xiàn)要測定一個額定電壓 4V、額定功率為1.6W的小燈泡（圖中作X表 示）的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.14V?，F(xiàn)有器材：直流電源E （電動勢4V、內(nèi)阻不計），電壓表V （量程4.5V，內(nèi) 阻約為4X 104Q,電流表A1

5、（量程250mA內(nèi)阻約為2Q）,電流表A2 （量程 為500mA內(nèi)阻約為1Q）,滑動變阻器R （最大阻值約為30Q ），電鍵S,導(dǎo) 線若干。如果既要滿足要求，又要測量誤差小，應(yīng)該選用的電流表是, 下面兩個電路應(yīng)該選用的是。1中.9 h1fII1IFK根據(jù)題給條件確定滑動變阻器連接方式。2、參照實物在圖中的位置畫出電路圖，并在電路圖上標(biāo)出儀表正負極©3、按先串后并順序連接電路"4、對照電路圖檢查，特別注意下述連接杲否正確匕（1）電犍位置。滑動變阻器滑動頭位置。接線上柱：連線不交叉。儀表量程及正負極（電流必須從正極流入，負極流出°（2）歐姆表法 運用歐姆表測量電阻需注

6、意以下幾 點：選擋接著調(diào)零，換擋重新 調(diào)零，被測電阻隔離，中值附 近讀數(shù).示數(shù)要乘倍率，手勿 接觸表尖，用畢撥至“交高"（交流電壓繪高扌當(dāng)：此法只是對電 阻的粗測.要用多電表測量電流或電壓值時，只要根據(jù)旋鈕 指示的量程看表盤相對應(yīng)的刻度弧線*根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，直接讀出 指針指示的讀數(shù)即可，而歐姆表的刻度指示弧線只有一根，讀出 指針指示的讀數(shù)后必須再乘以旋鈕指示的描次倍率才是電阻的 測量值。（3）安安”法Rxlx=R0l0Rx （1-10） =R0I0RO為定值電阻，電流表為理想電流表。例題5:用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材（代號）與規(guī)格如下：電流表A1 （量程250mA,內(nèi)阻r1為

7、5Q ）;標(biāo)準(zhǔn)電流表A2 （量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Q）;待測電阻R1 （阻值約為100Q）;滑動變阻器R2 （最大阻值10Q）;電源E （電動勢約為10V，內(nèi)阻r約為1Q）;單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并標(biāo)明每個器材的代 號.需要直接測量的物理量是用測的量表示待測電阻R1的計算公式是R1O。（電流表A1的內(nèi)阻為r1)(4) 伏伏”法 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。例6.用以下器材測量一待 測電阻Rx的阻值(9001000Q): 電源E,具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5

8、V，內(nèi)阻r1 = 750Q; 電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500 Q ; 滑線變阻器R,最大阻值約為100Q ;單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干。(1) 測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的 1/3， 試畫出測量電阻Rx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)注)。(2) 根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫 出連線。(3) 若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知 量和測得量表示Rx的公式為Rxo©REti或U1r1r21_L-2(5 -UMU1Rx=U 2rL-ULr2RLL2 R(5)電橋法條件是電流計讀數(shù)為零，即電流計兩端電

9、勢相等。測電流表內(nèi)阻的7種方法1、半偏法2、滿偏法此法為列方程求解法。閉合 S1,調(diào)節(jié)R,使電流表G滿偏，此時E1 lg r R Rg再閉合S2,將R的阻值減小為剛才取值的一半后，調(diào)整 表仍滿偏，R的阻值大小，使電流1=1R RRg r2 R &1 g RgRRR =(2r R)r=0,則 Rg= R '=(lg)R例7( 07全國二.22( 2)有一電流表A ,測量其內(nèi)阻?？蛇x用的器材有：電阻箱R0,最大阻值為99999.9;滑動變阻器甲， 最大最值為10k;滑動變阻器乙，最大最值為2k;電源E1，電動勢約為2V，內(nèi) 阻不計；電源E2,電動勢約為6V，內(nèi)阻不計；開關(guān)2個，導(dǎo)線

10、 若干采用的測量電路圖如圖所示，實驗步驟如下： a斷開S1量程為1mA,內(nèi)阻rg約為100。要求和S2,將R調(diào)到最大；b、合上S1，調(diào)節(jié)R使A滿偏；c、合上 S2,調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R1使A半偏，此時可以認為A的內(nèi)阻rg= R1。試 問：(i)上述可供選擇的器材中，可變電阻 R1應(yīng)該選擇為了使測量盡量精確，可變電阻 應(yīng)該選擇(ii)認為內(nèi)阻 或相等”偏小R應(yīng)該選擇。R0，甲，E2rg= R1,此結(jié)果與的真實值相比.(3)替代法1|9E1*，電源E。(填偏大”偏小”I（4）替代法2lGg 二 IgRG為待測內(nèi)阻電流表，G'為內(nèi)阻、量程已知的標(biāo)準(zhǔn)電流表，E為1.5V的干電池一節(jié)，R為組值為幾十歐的滑

11、動變阻器（5）替代法3例8.（ 07上海物理15）（6分）為了測量一個阻值較大的末知電阻，某同學(xué)使用了干電池（1.5V）,毫安表（1mA ）,電阻箱（0-9999。）,電鍵，導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計的實驗電 路如圖（a）所示，實驗時，將電阻箱阻值置于最大，斷開K2，閉合K1，減小電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為11 = 1.00mA，記錄電流強度值；然后保持電阻箱阻值不變，斷開K1 ,閉合K2，此時電流表示數(shù)為11= 0.80mA，記錄電流強度值。由此可得被測電阻的阻值為紋。經(jīng)分析，該同學(xué)認為上述方案中電源電動勢的值可能與標(biāo)稱值不一致，因此會造成誤差。為避免電源對實驗結(jié)果的影響，又設(shè)計了如圖（b）

12、所示的實驗電路，實驗過程如下：斷開K1，閉合K2，此時電流表指針處于某一位置，記錄相應(yīng)的電流值，其大小為I;斷開K2，閉合K1，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為 ，記錄此時電阻箱的阻值，其大小為 R0。由此可測出 Rx=。(a)(b)E訃侃r)E “2(R r) IRX375, l, R0,(替代法)(6) 電壓表法R為電阻箱(7) 電流監(jiān)控法IRg IR =UIRg =（1。_I）R四、電學(xué)電路原理設(shè)計應(yīng)用典例 例9.(山東理綜 23)檢測一個標(biāo)稱值為 A 待測滑動變阻器 Rx，全電阻約5 Q B .電流表 C.電流表 D .電壓表E. 電壓表A1 ,A2,V1 ,V2 ,量程量程量程量程

13、0.6A，內(nèi)阻約 0.6 Q3A，內(nèi)阻約0.12Q15V，內(nèi)阻約15K Q3V，內(nèi)阻約3K Q5Q的滑動變阻器?？晒┦褂玫钠鞑娜缦? (電阻絲繞制緊密，匝數(shù)清晰可數(shù))F. 滑動變阻器G. 直流電源E,電動勢3V，內(nèi)阻不計 H .游標(biāo)卡尺 I .毫米刻度尺 丄電鍵S,導(dǎo)線若干(1)用伏安法測定 Rx的全電阻值，所選電流表 為(填 “V”或 “V”)。(2 )畫出測量電路的原理圖，并根據(jù)所畫原理圖將下圖中實物連接成測量電路。 電路原理圖和對應(yīng)的實物連接如圖R,全電阻約20 Q(填“A”或“A”)，所選電壓表(3)為了進一步測量待測量滑動變阻器電阻絲的電阻率，需要測量電阻絲的直徑和總長度，在不破壞變

14、阻器的前提下，請設(shè)計一個實驗方案， 寫出所需器材及操作步驟，并給出直徑和總長度的表達式。方集一:分壓挨椎例仆.(寧夏理綜22 (2)利用伏安法視量干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有的器材為 V干電池：電動勢約為1.5Vt符號A T- 電壓表；量程1 S 內(nèi)阻998.3 Qt符號國 電流表：量程1 A?符號®滑動變阻器=最大阻值1OQT符號 占 電阻箱：最大阻值99999.9 Qt符號 巧厶 單刀單擲開關(guān)1個.符號導(dǎo)線若干“ 設(shè)計測量電源電動勢和內(nèi)匪的電路并將它畫在指定的方框內(nèi)，要求在 圖中標(biāo)出歸壓表、電流表的接線柱的正負 為了滿足本實驗要求井保證實驗的精確S,電壓表量程應(yīng)擴大為原量 程的_倍

15、，電阻箱的阻值應(yīng)為Q 口例42. 0了四川理綜22(2)甲同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路測電源電動勢E及電阻&和的阻值.實驗器材有持測電源E(不計內(nèi)阻)，持測電阻冃，待測電阻 R“電壓表艸量程為15W 內(nèi)阻很大、電阻箱R(0-99.99Q), 單刀單擲開關(guān)單刀雙擲開關(guān)邑，導(dǎo)銭若千。 先測電阻冃的阻值.請將甲同學(xué)的操作補充完整：閉合Sv將鬼切換到乳調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r和對應(yīng)的電壓表示數(shù)u”保持電阻箱示數(shù)不變，,讀出2j.r一才電壓表的示數(shù)U”則電阻R?的表達式為&=. 甲同學(xué)已經(jīng)測得電陰繼續(xù)測電源電動JL.勢E和電阻&的阻值該同學(xué)的做法是：閉合S十將"生切換到比

16、多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多紜電阻箱示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U， 曲測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖所示的圖線則電源電動勢E= ,電阻肉=o。 利用甲同學(xué)設(shè)計的電路和測得的電阻Ry乙同學(xué)測電源電動紳E和電阻甩的 阻值的做法是：閉合S仆將®切換到多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù) R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測得的數(shù)據(jù)，繪出了相應(yīng)的圖線，根據(jù)圏線得到電 源電動勢E和電阻猊滬 這種做法與甲同學(xué)的做法比較，由于電壓表測得的數(shù)據(jù)范 圍選填“較圮“較小”或“相同)所以一同學(xué)的儆法更恰當(dāng)些口 將Se切換到bUUq 電動勢£= 1,43或10燈認 電阻R?= 1.2 Qo 較小 里例43. (05全國一2

17、2. (2)測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻匚(E約為4. 5V. r約為仁 5Q).器材：量程3/的理想電壓表/ ®量程CL 5A的電流表A 0 (具有一定內(nèi)陰)，固定電阻R=4Q,滑線變阻器FT ,電鍵K,導(dǎo)線若干口畫出實驗電路原理圖.圏中各元件霊用題目中給出的符號或字母標(biāo)” f出口實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為h時，電壓表讀數(shù)為5；當(dāng)電流表讀數(shù)為I?時，電壓表讀數(shù)為U嚴(yán)則可以求出E二r=B(用lv lr U1； T匕及R表示)(2)實驗電路原理圖如圖。例 14. ( 05 全國三 22. (2)利用圖中蛤定的器材測董電壓表牛的內(nèi)阻也圖中縣為電歡內(nèi)阻可靱略不計)， 尺為電阻箱.K為電鍵口 將圖中實物連接為側(cè)就所用的電路。 寫出實驗中必須記飛的數(shù)轍用符號喪和滸指出各符號的愆久_ 用中記錄的數(shù)據(jù)表示趾的公式為航=（2）連線如圖所示。y它們是電阻箱的兩次讀數(shù)；仏兀它 們是相屁的電壓表的兩次讀數(shù)。例佃，06全