高一物理電路設計原理之伏安法測電阻課件

電路設計原理之伏安法測電阻

婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料1．進行實驗設計的總體原則（1）精確性：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，應盡可能選擇誤差較小的方案．（2）安全性：實驗方案的實施要安全可靠，不會對器材造成損害，且成功率高．（3）可操作性：實驗應便于操作和讀數(shù)，便于進行數(shù)據(jù)處理．婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料2．實驗設計的基本思路實驗設計的關鍵在于實驗原理的設計，它是進行實驗的依據(jù)和起點，它決定了應選用（或還需）哪些實驗器材，應測量哪些物理量，如何編排實驗步驟．而實驗原理的設計又往往依賴于所提供的實驗器材（條件）和實驗要求，它們相輔相成，互為條件．婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料實驗原理舉例:伏特表是接Ａ還是Ｂ點呢？這部分稱為測量電路！控制電路：控制電流的大?。妷捍笮。涞孜逯?007年暑期高一銜接教育資料測量電路之電流表的外接法：當Ｒx為小電阻時，通常用外接法婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料測量電路之電流表的內(nèi)接法：當Ｒx為大電阻時，通常用內(nèi)接法婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料電流表內(nèi)、外接法的選擇：內(nèi)接法中，由于電流表內(nèi)阻的影響，電阻的測量值大于真實值；外接法中，由于電壓表內(nèi)阻的影響，電阻的測量值小于真實值。為了盡可能地減小誤差，必須判斷被測電阻是大電阻還是小電阻，從而確定內(nèi)、外接法。婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料【例】有一個未知電阻，為了較準確地測出其電阻值，采用如圖的方法，當電壓表的預留端接在A點時，兩電表的讀數(shù)分別為4.8V，5.0mA，接在B點時，兩電表的讀數(shù)分別為5.0V，4.0mA，則被測電阻的測量值較準確的數(shù)值等于多少？鞏固與練習婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料【解析】由題意可知，電流表示數(shù)變化明顯，說明外接時電壓表分流作用大，即被測電阻的阻值可以與電壓表相比較，說明被測電阻為大電阻，內(nèi)接法誤差小，則被測電阻的測量值較準確的數(shù)值應用第二組數(shù)據(jù)來計算，即R測=1250Ω。婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料控制電路的選擇：滑動變阻器分壓與限流接法的選擇1、限流接法：如圖2甲所示，注意：在接通電源之前應把接入中路中的電阻最大，電路中的電流最小，以保證安全。即圖中滑片P移到b端。圖2甲婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料2、分壓接法：如圖2乙所示。注意：在接通電源之前，滑片P應移到圖中的a端，使負載的電壓和電流均為最小，以保證安全。圖2乙控制電路的選擇：滑動變阻器分壓與限流接法的選擇婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料控制電路設計方法（分壓、限流電路選擇）在下列情況下應選擇分壓電路（1）實驗要求待測電阻兩端電壓從零開始連續(xù)變化。（2）限流不能保證安全，即限流電路中的最小電流超過電表量程或用電器的額定電流．（３）變阻器全電阻遠小于測量部分的電阻．在限流、分壓兩種電路都滿足實驗要求時，由于限流電路結(jié)構(gòu)簡單，損耗的電功率小，應優(yōu)先選用．婁底五中2007年暑期高一銜接教育資料伏安法測電阻小結(jié)基本電路的選擇比較項目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路測量結(jié)果R測RxR測Rx誤差原因

適用條件

電流表的分壓電壓表的分流

R>>RA

RV>>R

=U/I>＝U/I<伏安法測電阻

內(nèi)接法和外接法的選擇a：阻值判斷法：待測電阻值的阻值RX<<RV，即待測電阻Rx阻值較小約幾歐～幾十歐時，采用外接法誤差較小。當Rx》RA即阻值較大約幾千歐以上時，采用內(nèi)接法誤差較小。

例.用內(nèi)阻為3000Ω的電壓表和內(nèi)阻為10Ω的電流表測電阻，在圖甲、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的測量值為

Ω，真實值是

Ω，R2的測量值為

Ω，真實值是

Ω。300290300333練習.用伏安法測電阻，采用電流表內(nèi)接法和外接法，測得某電阻Rx的阻值分別為R1和R2，則所測的測量值和真實值Rx之間的關系是（）（A）R1＞Rx＞R2（B）R1＜Rx＜R2（C）R1＞R2＞Rx（D）R1＜R2＜RxA內(nèi)接法和外接法的選擇c：實驗探測法（試觸法）：AVabb：倍率比較法：

如果，則為小電阻，采用外接法誤差小如果，則為大電阻，采用內(nèi)接法誤差小。利用伏安法測電阻時，若不知待測電阻?？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接頭P，將P分別與a，b兩點接觸一下，如果安培表示數(shù)變化，則P應接在————處，如果伏特表示數(shù)顯著變化，則P應接在

處。解：安培表示數(shù)變化顯著，說明被測電阻較大，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應接在b處。RabPVA而當伏特表示數(shù)變化顯著，說明被測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應接在a處。ab返回4．如圖所示，滑動變阻器R1的最大阻值是200歐，定值電阻的阻值R2=300歐，A、B兩端的電壓恒定，UAB=8V。當開關S斷開時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是

，當開關S閉合時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是

2、滑動變阻器的限流接法與分壓接法比較項目限流接法分壓接法

電路RX電壓調(diào)節(jié)范圍

RX電流調(diào)節(jié)范圍

燈泡電流相同時電路消耗總功率

閉合前觸頭的位置

IE(I+I’)Eba0~E1、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：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．滑動變阻器的使用ABCD串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路——分壓器滑動變阻器的兩種主要連接方式：RXRABC(D)RXR兩種接法均可起到調(diào)壓，限流作用，但調(diào)節(jié)范圍不同，功率損耗也不同．AVSRxR0滑線變阻器采用限流式接法滑線變阻器采用分壓器接法AVSRxR0P3、電表的量程選擇 測量值不超過電表的量程； 測量值應使表針有較大的偏轉(zhuǎn)范圍，一般在1/2量程以上。限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍0——U經(jīng)驗總結(jié)：1、關于電流表內(nèi)外接：2、關于分壓與限流：3、關于滑動電阻器的選擇：4、關于滑動變阻器在閉合開關前p的位置限流器電路，安培表內(nèi)接法RX＞＞RARXAV限流器電路，安培表外接法

RX＜＜RVRXVAAV分壓器電路，安培表內(nèi)接法RX＞＞RAAVRX分壓器電路，安培表外接法RX＜＜RVVARX伏安法測電阻的電路設計