電阻的測量方法

電阻的測量用電壓表測電壓用電流表測電流外接法？內(nèi)接法？為減小誤差，多測幾組數(shù)據(jù)，求平均值滑動變阻器限流式？分壓式？AVAV1.原理URI一伏安法測電阻“同一性”2.電路限流電路，安培表內(nèi)接法RXAV··限流電路，安培表外接法RXAV分壓電路，安培表內(nèi)接法分壓電路，安培表外接法RXAVRXVA1.什么是測量值和真實值？2.測量值比真實值偏大還是偏小？4.誤差產(chǎn)生的原因如何？5.如何減少誤差？3.測量值本質(zhì)上測得是什么量？根據(jù)測量值如何求真實值？6.什么情況下用外（內(nèi)）接法？伏安法測電阻之內(nèi)接外接3.測量電路的選擇內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法由于電流表分壓引起的。誤差產(chǎn)生的原因:若>>時，采用電流表內(nèi)接法由于電壓表分流引起的。誤差產(chǎn)生的原因：內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法若>>時，采用電流表外接。試觸法b.選擇方法：將電壓表分別接a、b兩點結(jié)論：兩次接觸，那個表示數(shù)變化明顯,Rx就與那個表“近接”a.條件：未給出RX的估計阻值RXVA··Pab如果電流表示數(shù)有顯著變化，說明電壓表的分流作用較強，不滿足RX<<RV,不適應(yīng)用電流表的外接法．從另一個角度來看，電壓表的示數(shù)沒有顯著變化，說明電流表的分壓作用很弱，滿足RX>>RA,應(yīng)選用內(nèi)接法．例1.一個未知電阻Rx無法估計其電阻值，某同學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＿＿＿圖所示的電路測量的誤差較小，Rx的真實值更接近于＿＿＿＿Ω。甲1000思考1：Rx的真實值大于還是小于1000Ω？小于思考2：若已知電流表內(nèi)阻為0.1Ω,那么Rx的真實值是多大？999.9Ω甲RXVA··RXAV··乙1.待測電阻的電壓的變化范圍如何？2.滑動變阻器的阻值與待測電阻相比大一些調(diào)節(jié)方便還是小一些調(diào)節(jié)方便？4.什么情況下滑動變阻器采用限流器電路？什么情況下采用分壓器電路？3.合上開關(guān)以前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)處于什么位置？伏安法測電阻之限流分壓RX分壓器電路RX限流器電路返回1、兩種電路比較：分壓接法的優(yōu)勢是：電壓變化范圍大，限流接法的優(yōu)勢：

在于電路連接簡便，附加功率損耗較小2、選擇原則：a.當兩種接法均可滿足實驗要求時，一般選限流接法．b.當負載電阻Rx較小，變阻器總阻值R較大是Rx的幾倍時，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，一般用限流接法c.當負載電阻Rx較大是R的幾倍時，變阻器總阻值R較小，限流接法對電流，電壓的調(diào)控作用不明顯，一般選分壓接法．

d.當要求電壓從0變起，一定用分壓接法．e.要求測多組數(shù)據(jù)時用分壓法A2A1．．．．．A2A1Rx．．．．．伏安法測電阻之發(fā)散思維2．“安安法”電流表的創(chuàng)新使用－－測電壓．條件：已知電流表A2的內(nèi)阻,將A2看成一個電壓表使用．1．“伏安法”測電壓表的電阻VA．．．電壓表（電流表）是一個能讀出其兩端電壓（通過其電流）的電阻．沒有系統(tǒng)誤差沒有系統(tǒng)誤差此電路能否測量出電流表的內(nèi)阻？根據(jù)并聯(lián)分流進行測量沒有系統(tǒng)誤差2728V1v2．．．RxV2v1．．．．．3．“伏伏法”電壓表的創(chuàng)新使用－－測電流．條件：已知電壓表V2的內(nèi)阻,將V2看成一個電流表使用．沒有系統(tǒng)誤差存在系統(tǒng)誤差RxV2v1．．．．．R0V2v1．．．．．能否消除？根據(jù)串聯(lián)分壓進行測量沒有系統(tǒng)誤差沒有系統(tǒng)誤差294.儀器的選擇⑴安全性原則選擇電源、電表和用電器時，保證其電流和電壓均不超過使用的量程。⑵精確性原則盡量減小實驗誤差。選擇電表時，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏度的2/3），電表達不到滿偏的1/3是不允許的。⑶操作性原則：如滑動變阻器的選擇，當其阻值大于用電器的阻值時用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便；當其阻值小于用電器的電阻時用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便．⑷選擇的一般步驟①根據(jù)實驗要求設(shè)計合理的實驗電路；②找出唯一性的器材；③估算電路中電壓和電流的最大值或最小值，結(jié)合已知器材的規(guī)格選定電源、選定電壓表和電流表以及所用的量程；④根據(jù)實驗的要求和待測電阻的阻值選擇滑動變阻器.例1.用伏安法測量金屬導線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內(nèi)阻接近1Ω，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻為5KΩ;電源的電動勢為6V，變阻器的阻值為0—20Ω。在閉合電鍵前，變阻器滑動觸點應(yīng)處于正確位置。解：金屬導線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-RXAV··++二．替代法測量電阻實驗時先連入某待測電阻，記下電路中電表的讀數(shù)，然后把待測電阻換成電阻箱，調(diào)整電阻箱，使電路中電表的讀數(shù)與原來一樣，這樣的電阻箱便是待測電阻的阻值．1.原理2.電路R0·RXA····S1S2+R0VS1RX···S2··P+用電阻箱和電流表測量用電阻箱和電壓表測量三．半偏法測量電流表的內(nèi)阻1.原理因電流表可以讀出自身的電流，故在其電流減半時，必有另一支路分掉另一半的電流，在總電流近似不變的條件下，該支路的電阻（電阻箱讀出）等于電流表的電阻．2.電路3.步驟1.先閉合S1，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.2.再閉合S2，保持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表指針半偏，記下R2的值.3.若R1＞100R2

，有Rg=R2S1S2R1R2．．．．．．G三．半偏法測量電壓表的內(nèi)阻1.原理因電流表可以讀出自身的電壓，故在其電壓減半時，必有串聯(lián)電阻分掉另一半的電流，在總電壓近似不變的條件下，該串聯(lián)的電阻（電阻箱讀出）等于電壓表的電阻．2.電路3.步驟VRabSR0P．．．1.把滑動變阻器的觸頭P滑到a端．把電阻箱R0的阻值調(diào)到02.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.3.保持滑動變阻器觸頭位置不變，調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏，記下R0的值,則RV=R0.原理Pa間的總電壓基本不變并聯(lián)分流干路中的電流基本不變串聯(lián)分壓誤差分析并聯(lián)分流滿偏時Pa之間電阻半偏時Pa之間電阻串聯(lián)分壓S1S2R1R2．．．．．．GVRabSR0P．．．儀器選擇．VRabSR0P．．．R1＞＞Rg，滑動變阻器和電阻箱均可．R＜＜RV

,必須用滑動變阻器．構(gòu)成分壓電路．R2略大于Rg，必須用電阻箱．R0略大于RV，必須用電阻箱．S1S2R1R2．．．．．．G電動勢E越大，調(diào)滿偏時R1連入電路中的電阻越大，實驗條件滿足的越好，誤差越?。妱觿軪越大，調(diào)滿偏時滑動變阻器Pa之間的電阻越小，實驗條件滿足的越好，誤差越?。?.圖1中E為電源，其電動勢為E，內(nèi)阻不計，R1為滑線變阻器，R2電阻箱，G為電流表，用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測得A的內(nèi)阻RA：①閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0；②保持R1不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0／2，然后讀出R2的值，取Rg≈R2。（1）真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結(jié)果的相對誤差，即，試導出它與電源電動勢E、電流表量程I0及電流表內(nèi)阻RA的關(guān)系式。

（2）若I0＝10mA，真實值Rg約為30Ω，要想使測量結(jié)果的相對誤差不大于5％，電源電動勢最小應(yīng)為多少伏？GS1S2R1R2．．．GS1S2R1R2．．．解析：⑴⑵上述操作步驟中，必要的操作步驟按合理順序排列應(yīng)為＿＿＿＿＿＿＿。若在步驟Ｄ中，讀出R0的值為2400Ω，則電壓表的內(nèi)阻RV=＿＿＿Ω。用這種方法測出的內(nèi)阻RV與其真實值相比偏＿＿。E.調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為3.0V例2．為了測量一個量程為3.0V的電壓表的內(nèi)阻，可以采用圖所示的電路，在測量時，可供選擇的步驟如下：A.閉合開關(guān)SB.將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大F.斷開開關(guān)SC.將電阻箱R0的阻值調(diào)到零H.將滑動變阻器的滑動觸頭調(diào)到a端G.將滑動變阻器的滑動觸頭調(diào)到b端D.調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使電壓表示數(shù)為1.5V，讀出此時電阻箱R0的阻值，ＨＡＣＥＤＦ2400大VRabSR0P∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1I1ARRxARRxI2比較法測量電阻vRXv甲、乙甲圖中的電壓表的電壓U1、乙圖中的電壓表的電壓U2一．表面結(jié)構(gòu)四．多用電表測內(nèi)阻１．表盤分清三條刻度線所測量的物理量最下面的一條刻度線分布不均勻（開始階段較密集），是用來測交流電壓的．最上面的刻度線右端標有“0”，從右向左，刻度線依次變密，是用來測電阻的；中間的刻度線共50個小格，分布均勻，是用于測電流和直流電壓的；2．選擇開關(guān)多用電表的下半部分為選擇開關(guān)，周圍標有測量功能的區(qū)域和量程．將多用電表的選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到電流（壓）檔，多用電表相當于一個電流（壓）表，其使用方法和讀數(shù)與電流（壓）表相同．當選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻檔，就可以測電阻了．電流（壓）檔上標示為量程，歐姆檔上標示為倍率．二．測量電路R1．．G．．．R21mA10mA12R1．．G．R26．．R3R4．52.5V10VR1．．G．R24．3．．RR×1×10電流檔電路歐姆檔電路電壓檔電路1.使用電流檔和電壓檔時，都不用內(nèi)電源，必須要有外電源；使用歐姆檔時，只能使用內(nèi)電源，不能再有外電源．2.不管使用電流檔、電壓檔還是歐姆檔時，電流都從多用電表的紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表標．以保證電流表能從左向右偏轉(zhuǎn)．注意：使用歐姆檔時，紅表筆接內(nèi)部電源的負極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極．3.多用電表的歐姆檔刻度不均勻，只有中央部分便于觀察，所以使用歐姆檔，要盡量使指針偏轉(zhuǎn)到中央附近；而電流檔和電壓檔則是越接近滿偏時誤差越小，所以使用電流檔和電壓檔，要盡量使指針的偏轉(zhuǎn)角度大一些．三．歐姆檔的測量原理根據(jù)閉合回路的歐姆定律測量R、Rg和r均為定值電阻電流I與待測電阻Rx之間存在著一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，因此可以通過電流的測量達到測量電阻的目的．在刻度盤直接標出與電流I對應(yīng)的電阻Rx值，可以從刻度盤上直接讀出被測量電阻的阻值．由于I和Rx是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反．２.歐姆調(diào)零.當兩表筆接觸時，Rx=0，此時電流調(diào)到滿偏值,對應(yīng)電阻值為零,刻度0１.機械調(diào)零．當兩表筆間不接電阻時（即不接觸），指針不偏，電阻無限大，刻度無限大歐姆表的刻度3.中值電阻等于歐姆檔的內(nèi)阻．因此歐姆檔的不同倍率內(nèi)阻不同．四．歐姆檔的測量步驟1．機械調(diào)零．檢查多用電表的指針是否停在表盤零刻度線，若不指零，可用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處．2．選擇合適擋：由于歐姆表的中值電阻是幾十歐姆，而用歐姆檔測電阻時指針指到中央附近讀數(shù)比較準確，因此所選倍率比待測電阻的估計值小一個數(shù)量級．3．歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕使指針指在歐姆表零刻度線位置，若“歐姆零點”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應(yīng)更換表內(nèi)電池。4．測量讀數(shù)：將表筆搭接在待測電阻兩端，如果指針在中央附近，表針示數(shù)乘以倍率，即為待測電阻的阻值。如果指針靠近左右兩端，可根據(jù)“大量程大角度偏，小量程小角度偏”規(guī)律選擇合適倍率重新調(diào)零，按步驟3、4進行．5．多用電表用完后，將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋，拔出表筆。大量程大角度偏小量程小角度偏換檔重新調(diào)零測量完畢旋離示數(shù)不用估讀示數(shù)要乘倍率用電壓檔測量待測兩端電壓用歐姆檔測量待測兩端電阻是是是否否是內(nèi)含電源反向短路反向反向可能為二極管斷路否可能為二極管定值電阻否五．用多用電表探索黑箱內(nèi)電學元件思路

將量程為100微安的電流表改裝成量程為1毫安的電流表,并用一標準電流表與改裝后的電流表串聯(lián),對它進行校準(核對).改裝及校準所用器材的實物圖如下(其中標準電流表事先已與一固定電阻串聯(lián).以防燒表).校準時要求通過電流表的電流能從0連續(xù)調(diào)到1毫安.試按實驗要求在所給的實物圖上連線.1993年高考電路連接有錯誤,但電表改裝部分的接線正確(指電阻箱與微安表并聯(lián)),給1分;只要電表改裝部分的電路連接有錯誤，就給0分.解:畫出電路圖，連線如圖示。μAA使用伏安法測電阻，不論是采用安培表內(nèi)接還是外接，仍然存在誤差?，F(xiàn)在有人設(shè)計了如圖的實驗電路來測定電阻，其中的R是一個電阻箱，根據(jù)電路圖。1）請你寫出實驗需要測量的物理量，并寫出求Rx的方程式或表達式。

（2）能否利用上述電路圖測出A表或V表的內(nèi)阻。答①A表內(nèi)阻

②V表內(nèi)阻

。（選填“能”或“不能”）（3）若上圖不能測出電表的內(nèi)阻，請設(shè)法選擇圖中的電阻箱和待測的電表測出此電表的內(nèi)阻。①設(shè)計一個電路圖畫在方框內(nèi)；

②在電源內(nèi)阻忽略不計的情況下說出你要讀出的物理量是