1、电路电阻的测量再利用R测 U计_第八章电路第六节电阻的测量一.考点分析掌握电阻的多种测量方法， 伏安法测量电阻的两种测量电路， 并能进行相应的误差分析, 会熟练地使用多用电表进行测量。二基础回顾1.伏安法原理：利用安培表与伏特表测量通过电阻的电流及电阻两端的电压， 算电阻的阻值。(1)外接法：由于 表的 作用，电阻的测量值比真实值 适合测Rv Rx的小电阻。(2)内接法：由于 表的 作用，电阻的测量值比真实值 适合测Ra Rx的大电阻。(3)实验电路(电流表内外接法)的选择：选择电流表 法，误差较小。2多用电表测电阻(1)原理:多用电表由电流表头、 电源、调零电阻就和待测电阻构成 了一个闭合回
2、路，回路中电流大小与待测电阻的阻值存在对应 关系I E ,指针偏转幅度越大，说明电路中电r rg R Rx阻Rx的阻值 。因此根据指针所指位置读数和所选用的倍率就可以得出待测电阻的值。(2)特点：a.刻度均匀；b. 读数方向从 至 ，即指针越偏向左端，读数会越C.红表笔与的表内电池的 相连接，黑表笔与的表内电池的 相连接。(3)欧姆表的使用要点：a.选档：根据被测电阻的大致值，将选择开关旋转到欧姆档相应的倍率上。选择合适的倍率，使得指针尽可能 ，这样才能尽可能减少读数误差。b. 调零：将红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指向最右边的 0Q处，更换倍率时要 。c.测量：将被测电阻跨接在红、黑表
3、笔之间，被测电阻接在其它电路中时，应该先将他单独取出再测量。电阻值等于读得的示数乘以所选倍率。d.测量完毕后，应将选择开关转到 或交流最高档，拔出表笔，若长期不用，应取出电池。3.替代法：替代法的测量思路是等效的思想， 可以是利用电流等效、 也可以是利用电压等效。 替代法测量电阻精度高，不需要计算，方法简单，但必须有可调的标准电阻（一般给定的仪器中 要有电阻箱）。4、半偏法：（1） 电流半偏法测电表内阻：甲图实验时先断开开关 S闭合S,调整滑动变阻器 Roi （限 流法连接），使电流表A满度（即指针指满刻度处）；再闭合S调 整电阻箱Ri,使电流表A的指针恰好指到半满度处， 读出此时电阻 箱的阻
4、值R,则电流表A的电阻rA=R。（测量结果偏小）测量条件：Ra R01（2） 电压半偏法测内阻：乙图实验时先闭合开关 S及S,调整滑动变阻器 R02 （分压法连 接）,使电压表V满度；再断开S调整电阻箱R2,使电压表V的 指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值 R,则电压表V的电阻rv=R。（测量结果偏大）测量条件：Rv R025.器材的选取：（1） 安全：仪器仪表在测量中必须确保安全，电表的量程、用电器的额定值一定要比 实际大。（2） 精确：设计电路需要兼顾尽可能减少实验误差，对于电流表、电压表宜让指针昼 接近满刻度值，这样指针偏角越大，读数产生的相对误差越少。（3） 方便：对于滑动变阻
5、器的选取，若用“限流式”接法，一般选用阻值比用电器阻值大的滑动变阻器， 最好是几倍关系，不是越大越好，因阻值过大时， 在实验中可能只能用到其阻值的一部分，这样滑动触头只能在较短范围内调节， 使用很不方便；若采用“分压式”，应选择阻值比用电器小一些的滑动变阻器。三.例题精讲例1.用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻 Rx （阻值约5 Q,额定功率为1 W）;电流表A1 （量程00.6 A,内阻0.2 Q）;电流表A2 （量程03 A ,内阻0.05 Q）;电压表 V1 （量程03 V，内阻3 k Q）;电压表V2 （量程015 V，内阻15 k Q）;滑动 变阻器R0 （05
6、0 Q）,蓄电池（电动势为 6 V）、开关、导线.为了较准确测量 Rx阻值，电压表、电流表应选 ，并画出实验电路图解：由待测电阻 Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测 电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U= PR . 1 5 2.2 V, l=、P/R 1/5=0.45 A.则电流表应选 Ai，电压表应选 Vi.又因，Ra&0.2 3000=24.5Q Rx，则电流表必须外接因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为I min=EEx R=0.11 A v I额，故可用限流电路5 50电路如图所示例2.测定金属丝的电
7、阻率的实验中已知电阻丝的电阻约为 10Q，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有 ，只填序号：A.电流表(0.6A , 0.5 Q) ; B.电流表(3A, 0.1 Q);C.电压表(3V, 6k Q) ; D.电压表(15V, 30k Q);E.滑线变阻器(0-5 Q, 1A) ; F.滑线变阻器(0-1000 Q, 0.5A ); G.蓄电池(6 V) H电 键，导线若干画出用伏安法测上述电阻丝的电阻电路图2.(1) 0.850mm题中只有一直流电源，故选 G;电流估算，当滑动变阻器连入值为零时，干路电流最大艸幷齐= 鬥“，故安培表选A;选伏特表：若选 C,量程为3V,则
8、干路电流要被控制在0.3A以下，此时安培表偏转达到半刻度盘。若选 D,量程为15V,电源6V,测电压表表头只用了 2/5的刻度范围，精确度太低。所以伏特表选 C。选变阻器：由以上电动势& =6V,而伏特表量程为 3V,若用限流连接，滑线变阻器 E阻值太小，不符合安全需要；而滑线变阻器F阻值又太大，调节不便。故此处控制电路必须采用分压电路连接方式， 但滑线变阻器选用F同样不行，一是阻值太大，变化不明显，二是额 定电流太小，故应选 E的滑线变阻器。/ Rx=10 Q R a=0.5 Q R v=6000Q测量电路采用安培表外接法。电路如下图：图。(2)说明实验主要步骤。分析：(1)电路如图15-3
9、0所示。(2)先把双刀双掷开关 S2扳到1，闭合S1,调整滑动 变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I (最 好为一整数)。再把开关S2扳到2,调整电阻箱 R0,使得电 流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值 r，则未知电阻Rx的阻值等于r。说明：（1）在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同，即当电阻箱的 阻值为r时，对电路的阻碍作用与未知电阻等效，所以未知电阻 Rx的阻值等于r。（2）替代法是一种简捷而准确度很高的测量电阻的方法，此方法没有系统误差, 只要电阻箱和电流表的精度足够高，测量误差就可以忽略。例4.（用比例法）：测电流表和电压表的内阻，如果有可以作为标准
10、的已知电阻的电表，都并说明需要测量的物可以使用比例法。 请分别画出你设计的用比例法测它们内阻的电路图,理量，写出用测量电表内阻的表达式。 分析：测电流表内阻应把两电流表并联， 测电压表内阻应把两电压表串联，电路图 分别如图15-32 （甲）、（乙）所示。测电流表内阻时，应调节滑动变阻器 Roi，使两电流表的指针都有较大偏转，记 录下两电表的示数 11和12,根据并联电路 分流原理，若已知电流表 Al的内阻为ri,则电流表A2的内阻2=工1。测电压表内阻时，应调节滑动变阻器 R02,使两电压表的指针都有较大偏转，记录下两电表的示数U1和U2，根据串联电路分压原理，若已知电压表 V1的内阻r1,则
11、电流表V2的内阻2诗1。例5.电桥法。利用给出的电路图和器材（G为灵敏电流表，Ro为阻值均匀的电阻丝， R为 已知阻值的定值电阻， Rx为被测电阻）。要求利用这些器材测未知电阻 Rxo实验中还需要什么测量仪器？将实物连成电路图。写出测量Rx的实验步骤，并写出利用测量数据表示 Rx的表达式。L1、L2） oP,使电流表指针指在中央零刻度处。解：还需要米尺（测量左右两部分电阻丝的长度实物连接图略。按图接好电路后，移动滑动触头 用刻度尺测量P点两边电阻丝的长度 L1、L2；由Rx : R=L1 : L2得RX 丄1 R。L2例6.（半偏法）在实验室中，往往利用半偏法测量电流表或电压表的内阻。测量电路
12、图如右。E为电源。Ri为总阻值较大的滑动变阻器。 R2为电阻箱。A为被测电流表。用此电路,经以下步骤可近似测得电流表的内阻 Ra :1闭合Ki,断开K2，调节Ri,使电流表读数等于其量程 Io；2保持Ri不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于Io/2 ；3读出R2的值，则Ra = R2。按照电路图在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。若电源的内阻忽略不计，试分析该实验的系统误差总是使电表内阻的测量值比其真实 值偏大还是偏小？四跟踪练习D.R v Ri v R22.用伏安法测电阻时，为了尽量减少电表内阻引起的误 差,当被测电阻的阻值又不能估计时， 可采用试接的办法如图所示，让电压表一端接
13、在电路上 a点，另一端先后分别接到 b点和c点，同时注意两个电表示数的变化( )则电压表应接a、c两点则电压表应接a、c两点则电压表应接a、b两点则电压表应接a、b 两点。应注意的事项是A.若电流表示数有显着变化,B.若电流表示数无显着变化,C.若电压表示数有显着变化,D.若电压表示数无着着变化,3.用多用电表测量电阻时，A.测量电路中某个电阻的阻值时，一定要把该电阻与其他的组件断开以后才能测量B.测量时，红、黑表笔不能接错C.测量时手指不要与表笔的金属杆接触D.测量时要选择适当的量程，应使电表的指针指在中央刻度的附近， 否则就要改变量程；每次更换量程，都要重新进行欧姆调零4.关于使多用电表欧
14、姆挡测电阻时，以下说法错误的是 （ ）A.使用前，应先检查表针是否停止左端“ 0”位置， 如果没有停在“ 0”位置，要调整定 位螺丝，使指针指为零B.在选择好选择开关的量程后，要调零使指针在电阻刻度零位置上C每测一个电阻之前，都要重新调零D.测量电阻应尽量让电表指针接近满刻度值。5.如图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图， 其中电池电动势& =1.5V经 改装后，若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置.则2mA刻度处应标 Q, 1mA处应标 Q6.一量程为0.6A的电流表，其刻度盘如图所示.今 在此电流表的两端间并联一电阻，其阻值等于该电流表 内阻的1/2，使之成为一新的电流
15、表，则图示的刻度盘 上的每一小格表示 A.7.已知盒里有一电源和五个阻值相同的电阻组成闭合电路，盒外有四个接线柱，用电压表测得Ui2=4V、U=7V、U=2V、U=1V。U2、4、也、5分别是接线柱1、2间、1、3间、3、4间、4、2间的电压，画出盒子里的电路图。34图 13-838 .现有下歹y器材： 1 电压表V1（量程3V,内阻约几千欧）;电压表V2（量程15V,内阻约几十千欧）;定值电阻 R1（3.OkQ）滑动变阻器 R（0-17501）;直流电源（约6V,内阻不计）开关及导线若干。 某同学利用上述器材测量电压表 V的内阻值。（1）请在右上图的方框中画出该实验的电路图。用已知量和直接测
16、得的量表示电压表 V,内阻的表达式为r= ;式中各直接测得的量的意义是 9量程为3V的电压表，其内阻约为 3K Q,现要求测出该电压表内阻的值，并有尽可能高的测量精确度，现有下列器材器材代号规格电池（E1）电动势1.5V，内阻很小电池（E2）电动势6V，内阻很小电流表（A1）量程1.0mA，内阻约为 400Q电流表（A 2）量程10mA，内阻约为40 Q滑动变阻器（R1）总阻值1700Q，额定电流0.5A滑动变阻器（R2）总阻值50 Q，额定电流1A变阻箱（R3）总阻值0.1 999.9 Q,额定电流 0.2A变阻箱（R4）总阻值0.1 9999.9 Q,额定电流 0.2A开关S及导线（1）选
17、用给定的一些器材，设计两个易于操作的电路，要求画出电路图并标出所用器材的 代号10某电流表的内阻在 0.1Q0.2 Q之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A .待测电流表 Ai （量程0.6A ）; B .电压表Vi （量程3V，内阻约2k Q）C.电压表V2 （量程15V，内阻约10kQ） ; D.滑动变阻器 Ri （最大电阻10Q）E.定值电阻R2 （阻值5Q） F.电源E （电动势4V）G.电键S及导线若干（1） 电压表应选用 ;（2） 画出实验电路图；（3） 如测得电压表的读数为 V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：Ra五参考答案1.B2.AC3.ACD4.C5.25
18、0_, 10006.0.067因为U13=7V为最大电压，所以可以断定电源在接线柱 1、3之间。因为是闭合回路，由U2：U34：U42=4:2:1=2:1:0.5 回路中共五个 R,则正好1、2间串联两个 R，3、4间接一个 R4、2间并联两个R。根据以上分析，电路图如下图：0.12V，因而伏特表不能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为 5 Q的定值电阻R2与电流URa = -R2。表串联再接到伏特表上，才满足要求。滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合 要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式 。故本题电压 表选用V1；设计电路图如图1所示；电流表 A1内阻的表达式为:
