电阻的测量总结.docx
- 文档编号:28302970
- 上传时间:2023-07-10
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:505.19KB
电阻的测量总结.docx
《电阻的测量总结.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电阻的测量总结.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电阻的测量总结
电阻的测量总结
电阻的测量
测电阻的方法
1.伏安法测电阻
(1)原理:
(2)电流表的内、外接法及误差分析
内接法
外接法
电路图
误差原因
电流表分压
电压表分流
电阻测量值
测量值大于真实值
测量值小于真实值
适用条件
(3)确定电流表内、外接法
比较法:
阻值比较法:
先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,
若
即Rx较小,宜采用电流表外接法;
若
即Rx较大,宜采用电流表内接法,简单概括为“内大外小”.
③实验试探法:
按下图接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;
如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.
(4)电流表内、外接法的误差校正
若两表均为非理想电表,但内阻已知,则可校正电表接入电路产生的系统误差。
若表内阻
已知,则测量电路采用内接法(如甲图),电阻阻值
甲乙
若表内阻
已知,则测量电路采用外接法
有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材代号
规格
电流表(A1)
量程100mA,内阻r1待测(约40Ω)
电流表(A2)
量程500uA,内阻r2=750Ω
电压表(V)
量程10V,内阻r3=10kΩ
电阻(R1)
阻值约100Ω,作保护电阻用
滑动变阻器(R2)
总阻值约50Ω
电池(E)
电动势1.5V,内阻很小
开关(K)
导线若干
(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式r1=________________,式中各符号的意义是____________________________________。
例3.(2011上海)
29.(9分)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。
测量实际电流表
内阻
的电路如图所示。
供选择的仪器如下:
①待测电流表
(
,内阻约300Ω),
②电流表
(
,内阻约100Ω),
③定值电阻
(300Ω),
④定值电阻
(10Ω),⑤滑动变阻器
(
Ω),⑥滑动变阻器
(
Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干。
(1)定值电阻应选,滑动变阻器应选。
(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,;
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录
,
的读数
,
;
③;
④以
为纵坐标,
为横坐标,作出相应图线,如图所示。
(4)根据
图线的斜率
及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达
式。
例4.用以下器材测量一待测电阻的阻值,器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程300mA,内阻r1为5Ω);
标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);
待测电阻R1(阻值约为100Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路图原理图,并表明每个器材的代号.
(2)实验中,需要直接测量的物理量是________,用测的量表示待测电阻R1的阻值的计算公式是R1=__________.
3.伏伏法测电阻
若电压表内阻已知,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用.
(1)如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知V1的内阻R1,则可测出V2的内阻
·
甲乙
(2)如图乙所示,两电表的满偏电流IV1< 例5.(2010天津)要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约2KΩ。 实验室提供的器材有: 电流表A,量程0.6A,内阻约0.1Ω; 电压表V2,量程5V,内阻为5KΩ; 定值电阻R1,阻值30Ω; 定值电阻R2,阻值为3KΩ; 滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A; 电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω; 开关S一个,导线若干。 有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的电压和电流,再计算出RV。 该方案实际上不可行,其最主要的原因是 请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。 要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。 试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代号: 由上问写出V1内阻RV的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。 4.电阻箱当电表使用 (1)电阻箱当做电压表使用 如图所示,可测得电流表的内阻 . 图中电阻箱R可测得A2表两端的电压为(I1-I2)R,起到了测电压的作用. (2)电阻箱当作电流表使用 如图所示,若已知R及RV,则测得干路电流为 图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用. 例6. (湛江2)(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下: A.待测电压表V(最程3V,内阻未知) B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω) C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA) D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计) E.多用电表 F.开关K1、K2,导线若干 有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作: (1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图9甲所示,则测量的结果是Ω. (2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图9乙、丙所示的实验电路,你认为其中较合理的电路图是,合理的理由是. (3)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤: __________________________________________________________________________________ (4)用上述所测量的物理量表示电压表的内阻RV=. 5.比较法测电阻 如图所示,测得电阻箱R1的阻值及A1表、A2表是示数I1、I2,可得 如果考虑电表内阻的影响,则 6.替代法测电阻 如图所示. S接1,调节R2,读出A表示数为I; S接2,R2不变,调节电阻箱R1,使用A表示数仍为I; 由上可得RX=R2. 该方法优点是消除了A表内阻对测量的影响,缺点是电阻箱的电阻R1不能连续变化. 例7.(2011湖南卷)22.(5分) 为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路。 图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池。 完成下列实验步骤中的填空: (1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时_____的读数I; (2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数; (3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值。 7.半偏法测电阻 (1)半偏法近似测量电流表内阻 方法一: 如图所示,测量电流表G的内阻,操作步骤如下: 1将电阻箱R的电阻调到零; 2逼和S,调节R0,使G表达到满偏I0; 3保持R0不变,调节R,使G表示数为I0/2; 4由上可得RG=R. 注意: 当 时,测量误差小,此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻,且电阻的测量值偏大. 方法二: 如图所示,测量电流表A`的内阻,操作步骤如下: 1断开S2、闭合S1,调节R0,使A表满偏为I0; 2保持R0不变,闭合S2,调节R,使A表读数为I0/2; 3由上可得RA=R. 注意: ①当 时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且电阻的测量值偏小. ②电源电动势应选大些的,这样A满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小. 例8.(07全国理综Ⅱ)有一电流表A,量程为1mA,内阻r1约为100Ω。 要求测量其内阻。 可选用器材有: 电阻箱R0,最大阻值为99999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;电源E1,电动势约为2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,内阻不计;开关2个,导线若干。 采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下: ①断开S1和S2,将R调到最大; ②合上S1调节R使A满偏; ③合上S2,调节R1使A半满偏,此时可以认为A的内阻rg=R1。 试问: (1)在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择;电源E应该选择。 (2)认为内阻rg=R1,此结果与rg的真实值相比。 (填“偏大”、“偏小”或“相等”) 8.欧姆表测量电阻 (1)测量原理: 闭合电路欧姆定律. (2)仪器构造: 如图所示,包括电流表G(Rg、Ig)、调零电阻R、电源(E、r).注意: 红表笔接电源的负极. (3)调零 ①机械调零: 多用电表与外电路断开时,指针没有指到零电流刻度处,就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零旋纽使指针归零. ②电阻调零及测量原理 a.如图所示,当红、黑两表笔短接时,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处对应的两表笔间电阻为0,所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点,这时有Ig=E/R+Rg+r. b.当两表笔间的接入待测电阻RX时,电流表的电流为IX=E/(R+Rg+r)+RX. 当RX改变,IX随着改变,即每一个RX都有一个对应的IX,将电流表表盘上IX处标出对应的RX值,就构成欧姆表的表盘,只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值,如图所示,当RX=R内=Rg+r+R时,指针指到中央,可见中值电阻即该欧姆阻挡的内阻. 由于电流I与RX不是线性关系,所以欧姆表盘上的刻度线是不均匀的,由右向左逐渐变密. (4)欧姆表的读数: 带测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数,为减小读数误差,指针应指表盘1/3到2/3的部分,否则需换挡.注意: 换挡后,需重新进行电阻调零. 例9.(2013湖南卷)23(8分) 某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。 使用的器材有: 多用电表 电压表: 量程5V,内阻十几千欧 滑动变阻器: 最大阻值5kΩ 导线若干。 回答下列问题: (1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡.再将红表笔和黑表笔,调零点。 (2)将图(a)中多用电表的红表笔和(填“l”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。 多用电表和电压表的读数分别为kΩ和V (4)调节滑动变阻器的滑片.使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V。 从测量数据可知,电压表的内阻为kΩ。 (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。 根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为v,电阻“×1k”档内部电路的总电阻为kΩ。 9.消除电流表和电压表内阻对测量结果的影响 例10.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响,无论电流表内接还是电流表外接都存在系统误差,为消除系统误差而设计的补偿电路如图所示.完成下列实验步骤并写出待测电阻RX阻值的表达式. 1先将S1闭合. 2将S2与“1”闭合,调节R,读出电压表读数U1,安培表读数I1. 3________________________________. 4根据上述测量结果,算出RX=_____________. 10.伏安法测电阻的电路的改进 如图7、图8的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差,为什么? 怎样测量? 11.桥式电路测电阻 原理: 如图9的电路称为桥式电路,一般情况下, 电流计中有电流通过,但满足一定的条件时,电流计中 会没有电流通过,此时,称为电桥平衡。 处于电桥平衡时,图中A、B两点电势相等,因此电路 结构可以看成: R1R2和R3R4分别串联,然后并联; 或R1R3和R2R4分别并联,然后再串联。 .电桥平衡的条件: R1×R4=R2×R3(自己推导) .测量方法 如图,连接电路,取R1、R2为定值电阻, R3为可变电阻箱(能够直接读出数值), Rx为待测电阻。 调节R3,使电流计中的 读数为零,应用平衡条件,求出Rx。 例11.(2013安徽卷).用图示的电路可以测量电阻的阻值。 图中Rx是待测电阻,R0是定值, 是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。 闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表 的电流为零时,测得 , ,则Rx的阻值为 A. B. C. D. 参考答案 例1 (1)3V10mA320Ω (2)S2拨至a时, S2拨至b时, 例2: (1)如图 (2)由I2r2=I1r1得r1= 例 3.(2011上海)29. (1)③,⑥(各1分) (2)见图(2分) (3)①将滑动触头移至最左端(写最小给分,最大不给分)(1分) ③多次移动滑动触头,记录相应的 , 读数 (1分) (4) (3分) 例4. (1)实验电路如图所示 (2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2, 待测电阻R1阻值的计算公式是 R=I1r/(I2-I1). 例5.(2010天津)①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流 ②测量电压表V1内阻 的实验电路如图所示 ③ 表示的 电压 表示 和 串联的总电压 例6. (1)3000 (2)丙因乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与电压阻值接近,误差小,故较合理的电路图是乙(3)闭合S1,再闭合S2,读得电压表为U1;断开S2,读得电压表示数为U2(4) 例7.(2011湖南卷) (1)R0、标准电流表A0; (2)RN,标准电流表A0的示数为I;(3)平均值 例8: (1)R0;滑动变阻器甲;E2 (2)偏小 (2)半偏法近似测量电压表内阻 方法一: 如图,测量电压表V的内阻,操作步骤如下: 1闭合S,调节电阻箱阻值为R1时,测得V表示数为U1; 2改变电阻箱阻值为R2时,测得V表示数为U1/2; 3得RV=R2-2R1. 注意: 在电源内阻忽略不计时,测量误差才小.这个方法也可测大阻值的G表内阻,若考虑电源内阻,此法测量值偏大. 方法二: 如图所示,测量电压表V的内阻,操作步骤如下: 1滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大; 2闭合S1、S2,调节R0,使V表示数指到满刻度; 3打开S2,保持R0不变,调节R,使V表指针指到满刻度的一半; 4由上可得RV=R. 注意: 滑动变阻器总电阻应尽量小一些,这样测量误差才会小,且RV测量值偏大. 例9.(2013湖南卷) (1): 短接 (2): 1(3): 15.03.60(4): 12.0(5): 9.0015.0 例10.③将S2与“2”闭合,调节R,读出电压表读数U2,电流表读数I2 ④ U1/I1-U2/I2 例11.: C
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电阻 测量 总结