串并聯(lián)電路電阻的測(cè)量電壓表電流表資料

1、串并聯(lián)電路電阻的測(cè)量電壓表電流表資料一、串并聯(lián)電路 1電路的構(gòu)造 電路一般由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)所構(gòu)成其中電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能提供給電路的裝置；負(fù)載是將從電源處獲得的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即消耗電能的裝置；導(dǎo)線是通過(guò)電流的形式將電源提供的電能輸送給負(fù)載的裝置；開(kāi)關(guān)是電路的控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)包括如何選擇實(shí)驗(yàn)器材，如何選擇測(cè)量電路和控制電路二、電阻的測(cè)量 被測(cè)電阻的分類(lèi)：定值電阻，電源的內(nèi)阻，電表內(nèi)阻及金屬絲的電阻率電阻的測(cè)量的方法：伏安法，歐姆表測(cè)電阻法，半偏法(并聯(lián)半偏、串聯(lián)半偏)，替代法，比例法等 1伏安法測(cè)電阻(大內(nèi)小外) 電路中很多物理量與電路兩端電壓U和流過(guò)電路的電流強(qiáng)度

2、I有關(guān)，于是伏安法就成為一種間接測(cè)量這些物理量的有效方法伏安法涉及測(cè)Rx、RA、RV、電源的內(nèi)阻r及測(cè)定金屬絲的電阻率其測(cè)量原理是RU/I. (1)兩種電路形式：電流表內(nèi)接法如圖721(a)、電流表外接法如圖721(b) 例：用伏安法測(cè)電阻，可采用圖所示的甲、乙兩種接法如所用電壓表內(nèi)阻為5000，電流表內(nèi)阻為0.5，(1)當(dāng)測(cè)量100左右的電阻時(shí)，宜采用_電路；(2)現(xiàn)采用乙電路測(cè)量某電阻的阻值時(shí)，兩電表的讀數(shù)分別為10V、0.5A，那么此電阻的測(cè)量值為_(kāi)，真實(shí)值為_(kāi). 答案：(1)甲(2) 方法點(diǎn)撥：用伏安法測(cè)電阻，首先要根據(jù)題目給定的器材規(guī)格來(lái)判明電流表應(yīng)該內(nèi)接還是外接，要明確實(shí)驗(yàn)中誤差的

3、來(lái)源 變式訓(xùn)練2：如以下圖為伏安法測(cè)電阻的一種常用電路，以下分析正確的選項(xiàng)是( ) A此接法的測(cè)量值大于真實(shí)值 B此接法的測(cè)量值小于真實(shí)值 C此接法要求待測(cè)電阻值小于電流表內(nèi)阻 D開(kāi)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P應(yīng)處在最左端答案：A 半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻的電路采用的是電阻箱與電流表并聯(lián)形式，測(cè)量的結(jié)果是測(cè)量值小于真實(shí)值；半偏法測(cè)量電壓表的內(nèi)阻的電路采用的是電阻箱與電壓表串聯(lián)形式，測(cè)量的結(jié)果是測(cè)量值大于真實(shí)值 如圖722甲所示，條件：RR0；要求：閉合S2后不能再調(diào)R；誤差：測(cè)量值偏??； 如圖722乙所示，條件：RR0；要求：調(diào)節(jié)R0后不能再調(diào)R，誤差：測(cè)量值偏大 3替代法：替代法的測(cè)量思路是等效的

4、思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效替代法測(cè)量電阻精度高，不需要計(jì)算，方法簡(jiǎn)單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻(一般給定的儀器中要有電阻箱) 4比例法：假設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的電阻的電表，可以采用比例法測(cè)電表的電阻，對(duì)于一般未知電阻，有電阻箱和電表即可用比例法測(cè)電表內(nèi)阻時(shí)，兩個(gè)電流表一般是并聯(lián)(據(jù)并聯(lián)分流原理)，兩個(gè)電壓表一般是串聯(lián)(據(jù)串聯(lián)分壓原理)三、電壓表和電流表 1表頭G (1)構(gòu)造：主要由永磁體(產(chǎn)生輻向磁場(chǎng))、放入輻向磁場(chǎng)中的線圈和指針組成 (2)原理：電流表(電流計(jì))G是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，磁偏角與電流強(qiáng)度I成正比，即kI，故表的刻度是均勻的 (3)主要參數(shù)

5、：表頭內(nèi)阻Rg，電流表線圈的電阻；滿偏電流Ig，電流表允許通過(guò)的最大電流值，此時(shí)指針到達(dá)滿偏；滿偏電壓Ug，指針滿偏時(shí)表頭兩端的電壓，故UgIgRg. 2電壓表 由表頭串聯(lián)分壓電阻組成分壓電阻阻值的計(jì)算、刻度的修改 改裝方法：串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R，如圖723，假設(shè)量程擴(kuò)大n倍，即nU/Ug，那么由分壓原理，需串聯(lián)的電阻值RURRg/Ug(n1)Rg，故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，串聯(lián)電阻值越大 說(shuō)明：改裝后的電壓表量程雖然擴(kuò)大了，但通過(guò)電流表的最大電流仍為電流表的滿偏電流Ig，只是由于串聯(lián)電路的分壓使表的量程擴(kuò)大了 3電流表 由表頭并聯(lián)分流電阻組成分流電阻阻值的計(jì)算、刻度的修改 改裝方法：并聯(lián)一個(gè)分流電

6、阻R，如以下圖，假設(shè)量程擴(kuò)大n倍，即nI/Ig，那么根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值RIgRg/IRRg/(n1)，故量程擴(kuò)大的倍數(shù)越高，并聯(lián)的電阻值越小 說(shuō)明：改裝后的電流表量程雖然擴(kuò)大了，但加在電流表兩端的最大電壓仍為電流表的滿偏電壓Ug，只是由于并聯(lián)電路的分流使表的量程擴(kuò)大了 4電流表和電壓表在電路中的作用：可分為兩種情形理想情況：電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻可視為無(wú)窮大，都對(duì)電路沒(méi)有影響在分析和計(jì)算時(shí)，常將電流表視為短路，將電壓表視為斷路；實(shí)際情況：可將電流表看作阻值為其內(nèi)阻、能測(cè)量其本身電流的特殊電阻串入電路中，可將電壓表看作阻值為其內(nèi)阻、能測(cè)量其本身電壓的特殊電阻并入電路中例

7、：一毫安表頭滿偏電流為9.90mA，內(nèi)阻約為300.要求將此毫安表頭改裝成量程為1A的電流表，其電路原理如圖726所示圖中，是量程為2A的標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0為電阻箱，R為滑動(dòng)變阻器，S為開(kāi)關(guān)，E為電源 (1)完善以下實(shí)驗(yàn)步驟： 將虛線框內(nèi)的實(shí)物圖按電路原理圖連線； 將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭調(diào)至_端(填“a或“b)，電阻箱R0的阻值調(diào)至零； 合上開(kāi)關(guān)； 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，增大回路中的電流，使標(biāo)準(zhǔn)電流表讀數(shù)為1A； 調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)會(huì)_(填“增大、“減小或“不變)； 屢次重復(fù)步驟，直至標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)為_(kāi)，同時(shí)毫安表指針滿偏 (2)答復(fù)以下問(wèn)題： 在

8、完成全部實(shí)驗(yàn)步驟后，電阻箱使用阻值的讀數(shù)為3.1，由此可知毫安表頭的內(nèi)阻為_(kāi). 用改裝成的電流表測(cè)量某一電路中的電流，電流表指針半偏，此時(shí)流過(guò)電阻箱的電流為_(kāi)A.對(duì)于按照以上步驟改裝后的電流表，寫(xiě)出一個(gè)可能影響它的準(zhǔn)確程度的因素：_答案：(1)如圖： b減小1A (2)3100.495(0.4940.496均可)例如：電阻箱和滑動(dòng)變阻器的阻值不能連續(xù)變化；標(biāo)準(zhǔn)表和毫安表頭的讀數(shù)誤差；電表指針偏轉(zhuǎn)和實(shí)際電流的大小不成正比等等 方法點(diǎn)撥：電表的改裝是利用了并聯(lián)電路分流的作用，串聯(lián)電路分壓的作用而擴(kuò)大量程的，熟悉分流分壓特點(diǎn)是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵 變式訓(xùn)練1:(上海格致中學(xué))用兩個(gè)一樣的小量程電流表，

9、分別改裝成了兩個(gè)量程不同的大量程電流表A1、A2，假設(shè)把A1、A2分別采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式接入電路，如圖727所示，那么閉合開(kāi)關(guān)后，以下有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( ) A圖(a)中的A1、A2的示數(shù)一樣 B圖(a)中的A1、A2的指針偏角一樣 C圖(b)中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同 D圖(b)中的A1、A2的指針偏角一樣 解析：改裝以后的電表指針偏轉(zhuǎn)的角度仍然與流經(jīng)表頭的電流成正比，由于量程的改變，讀數(shù)有所不同，故A、C、D均為錯(cuò)誤的 答案：B 四、滑動(dòng)變阻器的使用 滑動(dòng)變阻器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器，用以控制電路，高考命題經(jīng)常直接或浸透考察其應(yīng)用滑動(dòng)變阻器的接法有

10、限流式與分壓式，設(shè)計(jì)控制電路是學(xué)習(xí)的難點(diǎn) (1)限流式與分壓式特點(diǎn) 如圖725所示，滑動(dòng)變阻器(最大阻值為R0)對(duì)負(fù)載RL的電壓、電流強(qiáng)度都起控制調(diào)節(jié)作用，圖(a)電路為限流式接法，圖(b)電路為分壓式接法 分壓電路：不管R0的大小如何，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P的位置，都可以使IL有明顯的變化. 負(fù)載RL上電壓調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)負(fù)載RL上電流調(diào)節(jié)范圍(忽略電源內(nèi)阻)相同條件下電路消耗的總功率限流接法 EULE ILEIL分壓接法0ULE0ILE/RLE(ILIap)比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小 (2)限流式與分壓式的選擇 滑動(dòng)變阻器接入電路，應(yīng)遵循平安、準(zhǔn)確、節(jié)能、

11、方便的原那么綜合考慮，靈敏擇取 選用分壓式接法的情況： 要求回路中某局部電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)場(chǎng)連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，采用分壓式(如測(cè)定伏安特性曲線、校對(duì)改裝后的電表等) 當(dāng)被測(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)時(shí)，采用分壓式 實(shí)驗(yàn)儀器、電表量程或待測(cè)電阻的最大允許電流小于限流電路中的最小電流，采用分壓式 選用限流式接法的情況： 電路電流或電壓不要求從零開(kāi)場(chǎng)連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式 當(dāng)電源或滑動(dòng)變阻器的允許通過(guò)的電流值太小，不能采用分壓式時(shí)分壓時(shí)總電阻小，I干大，容易燒壞電源或變阻器，采用限流式

12、 實(shí)驗(yàn)要求精度不高，兩種接法均可時(shí)，由于限流電路能耗較小，優(yōu)先考慮限流式例3：用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)，備有器材規(guī)格如下：A待測(cè)電阻Rx(約100)B直流毫安表(量程010mA，內(nèi)阻50)C直流電壓表(量程03V，內(nèi)阻5k)D直流電源(輸出電壓4V，允許最大電流1A)E滑動(dòng)變阻器(阻值范圍015，允許最大電流1A)F電鍵、導(dǎo)線假設(shè)干根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，畫(huà)出正確電路圖方法點(diǎn)撥： 變式訓(xùn)練3：(紹興一中模擬)某電阻額定電壓為3V(阻值大約為10)為測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了以下可選用的器材： A電流表A1(量程300mA，內(nèi)阻約1) B電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約0.3) C電壓

13、表V1(量程3.0V，內(nèi)阻約3k) D電壓表V2(量程5.0V，內(nèi)阻約5k) E滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為50) F滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500) G電源E(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻可忽略) H開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干 (1)為了盡可能進(jìn)步測(cè)量準(zhǔn)確度，應(yīng)選擇的器材為(只需填器材前面的字母即可)：電流表_.電壓表_.滑動(dòng)變阻器_. (2)應(yīng)采用的電路圖為以以下圖中的_.ACE答案：BC 五、電表的讀數(shù)規(guī)律 電表接入電路時(shí)要一看量程，二看分度，三看接線柱正負(fù)，電流表和電壓表一般要求指針能偏轉(zhuǎn)到量程的1/3以上事實(shí)上但凡最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字，但是是有效數(shù)

14、字的不可缺少的組成局部)，但凡最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀注意：游標(biāo)卡尺、機(jī)械秒表、電阻箱、歐姆表等都不估讀 六、電路等效簡(jiǎn)化的原那么與方法 在形式較為復(fù)雜的電路中，導(dǎo)體間的串、并聯(lián)關(guān)系不很明顯，這時(shí)需要將電路等效變換成較為規(guī)那么的電路，以便認(rèn)識(shí)其串、并聯(lián)關(guān)系 (1)畫(huà)等效電路的原那么是： 在電路圖中，導(dǎo)線的電阻值一般看做零，因此，其長(zhǎng)度可任意伸長(zhǎng)或縮短，形狀可任意改變假設(shè)題中明確給出導(dǎo)線具有電阻，那么應(yīng)在等效電路圖中畫(huà)出其等效電阻這樣，既直觀又不易產(chǎn)生誤解 電路中的電壓表和電流表是用來(lái)指示電路中的電壓值和電流值的，假設(shè)題目要求考慮電表對(duì)電路的影響，應(yīng)把

15、電表的電阻當(dāng)做電路的一局部，畫(huà)在等效電路圖中；假設(shè)題目不要求考慮電表對(duì)電路的影響，即把電壓表和電流表看做是絕對(duì)理想的(RV，RA0)，畫(huà)等效電路時(shí)電表可不畫(huà)入電路圖，而用導(dǎo)線將原電流表處短接，將電壓表摘除斷路，使電路更簡(jiǎn)化直觀 無(wú)電流的支路先除去，電勢(shì)相等的各點(diǎn)先合并電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器可當(dāng)做斷路處理 (2)畫(huà)等效電路圖時(shí)，常用的方法有： 分支法 a順著電流方向逐級(jí)分析，假設(shè)沒(méi)有接入電源或電流方向不明的可假設(shè)電流方向 b每條支路的導(dǎo)體是串聯(lián)關(guān)系 c用切斷電路的方法幫助判斷：當(dāng)切斷某局部電路時(shí)，其他電路同時(shí)也被斷路的是與它成串聯(lián)關(guān)系；其他電路仍然通路的是與它成并聯(lián)關(guān)系的 電勢(shì)法 a把電路中的電勢(shì)相

16、等的點(diǎn)標(biāo)上同樣的字母，減少節(jié)點(diǎn)數(shù) b把原電路中的節(jié)點(diǎn)按電勢(shì)由高到低排列，畫(huà)在草圖上 c把原電路中的電阻接到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間 4應(yīng)用伏安法測(cè)電阻 例4：一電阻額定功率為0.01W，阻值不詳用歐姆表粗測(cè)其阻值約為40k.現(xiàn)有以下儀表元件，試設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐?，選擇適宜的元件，較準(zhǔn)確地測(cè)定其阻值 電流表，量程0300A，內(nèi)阻150； 電流表，量程01000A，內(nèi)阻45； 電壓表，量程03V，內(nèi)阻6k； 電壓表，量程015V，內(nèi)阻30k； 電壓表，量程050V，內(nèi)阻100k； 干電池兩節(jié)，每節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5V； 直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓6V，額定電流3A； 直流電源，輸出電壓24V，額定電流0.5A； 直流電源，輸出電壓100V，額定電流0.1A； 滑動(dòng)變阻器，050，3W； 滑動(dòng)變阻器，02k，1W； 電鍵一只，導(dǎo)線假設(shè)干 待測(cè)電阻最大實(shí)際電壓為310440103V12V，故應(yīng)選用量