高中物理電阻的測量方法

高中物理電阻的測量方法第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四

【原理歸納】以上各種方法的最終原理就是：部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律。在運用時對于各物理量的測量要靈活。2.電表內(nèi)阻的測量方法----——無可奈何

（3）替代法（2）半偏法（5）閉合電路歐姆定律計算法（不計電源內(nèi)阻）

（1）伏安法（4）比較法第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四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？AV（1）原理URI1.伏安法測電阻“同一性”第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四（2）電路限流器電路，安培表內(nèi)接法RXAV··限流器電路，安培表外接法RXAV分壓器電路，安培表內(nèi)接法分壓器電路，安培表外接法RXAVRXVA第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四電流表分壓誤差產(chǎn)生的原因:若>>時，采用電流表內(nèi)接法電壓表分流誤差產(chǎn)生的原因：內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法若>>時，采用電流表外接法。（3）伏安法測電阻之“內(nèi)接外接”第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四①比值法怎樣選擇“內(nèi)接法”與“外接法”？（已給出R的估計阻值）結(jié)論：與哪個比值大Rx就與對應表“近接”RARxRVRx將電壓表分別接a、b兩點②試觸法（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,不適應用電流表的外接法．應用電流表的內(nèi)接法．安培表和伏特表示數(shù)變化顯著（明顯）的標志是它們的示數(shù)的變化量（絕對誤差）占原來值的百分比大．（相對誤差）兩次接觸，那個表示數(shù)變化明顯,Rx就與那個表“近接”第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四負載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍可見滑動變阻器的總阻值R越大，電阻RX兩端電壓的變化范圍越大。變阻器總阻值R是Rx

的2--5倍時，限流接法對電流、電壓控制作用顯著，這樣既便于調(diào)節(jié),用電器兩端電壓變化范圍又比較大.①限流電路在合上開關(guān)以前，一定要使滑動變阻器所使用的阻值最大．RXPabERr=0

如果題目沒有要求待測電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，也沒有要求多測幾組數(shù)據(jù)，而且滑動變阻器的阻值比待測電阻的阻值大，并且在滑動變阻器連成限流電路時能保證電表和待測電阻正常工作，這時應從節(jié)省電能（）和電路簡單考慮，選用限流電路。（4）伏安法測電阻之“限流分壓”第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四②分壓電路RXPabERr=0負載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍0---E在合上開關(guān)以前，一定要使滑動變阻器滑動頭的初始位置置于a端．以使負載上的電壓和電流最?。ň鶠榱悖┗瑒幼冏杵鞯目傋柚礡越小，越便于調(diào)節(jié)用電器兩端電壓．一般選用滑動變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.1—0.5倍之間為好。

要求測量結(jié)果盡量準確，需要多測幾組數(shù)據(jù)；要求待測電阻兩端電壓變化范圍較大；或要求從零開始連讀可調(diào)，應選分壓電路。如果滑動變阻器的全阻值比待測電阻的阻值小得多，為了能使待測電阻兩端電壓有較大變化，應選分壓電路。如果采用限流電路時，電路中最小電流等于或大于待測電阻的額定電流或電流表的量程，應選分壓電路第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四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)誤差第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四V1v2．．．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

【備考提示】在很多情況下，電壓表和電流表（已知內(nèi)阻）的功用可以互換。有時利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實際上就是部分電路歐姆定律的變形運用。在處理時，一定要明確原理，靈活運用。第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四3．替代法測量電阻

利用伏安法測電阻，無論電流表內(nèi)接還是電流表外接都會對測量造成誤差，而利用比較法測電阻可避免這些誤差．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第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四4．比較法測量電阻串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的重要性質(zhì)；串聯(lián)分壓和電阻成正比，并聯(lián)分流與電阻成反比。待測電阻與已知定值電阻串聯(lián)，通過比較它們的電壓來確定待測電阻，待測電阻與已知定值電阻并聯(lián)，通過比較它們的電流來確定待測電阻，第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四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比較法測電壓表電阻第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四一．表面結(jié)構(gòu)4．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；第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四二．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第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四1.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．第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四三．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．第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四２.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．第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四四．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)要乘倍率第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四1.原理

半偏法測電流表內(nèi)阻的原理是歐姆定律和并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系，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

半偏法測電流表的電阻第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四4.誤差分析

在用半偏法測電流表的內(nèi)阻的實驗中，當閉合開關(guān)S2時，調(diào)節(jié)R2使電流表半偏，即通過電流表的電流為Ig/2，此時干路總電流因回路中總電阻變小而變大，即比Ig稍大，這樣通過R2的電流將大于Ig/2，因此電流表內(nèi)阻的測量值小于真實值．5.半偏法測電壓表的內(nèi)阻R測>R真1.把電阻箱R0的阻值調(diào)到0，把滑動變阻器的觸頭P滑到a端．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.4.若R<<RV

，有Rg=R02.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿偏.VRabSR0P．．．第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四半偏法測電壓表的內(nèi)阻半偏法測電流表的內(nèi)阻電路實驗條件實驗步驟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01.把滑動變阻器R1的電阻調(diào)到最大，把電阻箱R2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.2.先閉合S1

，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿偏.3.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,則Rg=R2.3.保持滑動變阻器觸頭位置不變，調(diào)節(jié)R