九种测量电阻方法(学案)

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1、1德胜学校高二物理校本学案德胜学校高二物理校本学案 九种测电阻的方法九种测电阻的方法时间时间 班级班级 姓名姓名1.伏安法测电阻伏安法测电阻(1)原理原理:部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律(2)电流表外接法电流表外接法,如图如图 1 所示所示，测量值偏小。，测量值偏小。系统误差原因系统误差原因: :伏特表伏特表 V V 分流分流VVxVAVAVxUR RURII测真系统误差原因系统误差原因: :安培表安培表 A A 分压分压适用于测大阻值电阻适用于测大阻值电阻, ,因为因为 R RX X越大越大,A,A 分压越小分压越小, ,误差越小误差越小(4)(4)内、外接法的选用方法内、外接法的选用方法

2、在知道在知道 R RX X,R,RV V,R,RA A的大约值时的大约值时, ,可用估算法可用估算法. .时时, ,选外接法，选外接法，时时, ,选内接法选内接法xAVxRRRR在不知道在不知道 R RX X,R,RV V,R,RA A大约值时大约值时, ,可用试触法可用试触法, ,如图如图 3 3 所示所示. .触头分别接触触头分别接触 a a、b:b:如如 V V 变化大变化大, ,说明说明 A A 分压大分压大, ,应选外接法；应选外接法；如如 A A 变化大变化大, ,说明说明 V V 分流大分流大, ,应选内接法应选内接法. .例例 1 1、(1)(1)某同学欲测一电阻某同学欲测一电

3、阻 R RX X ( (阻值约阻值约 300)300)的阻值的阻值, ,可供选择的仪器有可供选择的仪器有: :电流表电流表 A A1 1: :量程量程 10mA;10mA; 电流表电流表 A A2 2: :量程量程 0.6A;0.6A; 电压表电压表 V V1 1: :量程量程 3V;3V;电压表电压表 V V2 2: :量程量程 15V;15V;电源电动势为电源电动势为 4.5V.4.5V.该同学先按图该同学先按图 4 4 接好电路接好电路, ,闭合闭合 S1S1 后把开关后把开关 S2S2 拨至拨至 A A 时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的 4/54

4、/5 处处; ;再把开关再把开关 S2S2 拨至拨至 b b 时发现时发现. .其中一个电表的指针偏角几乎不变其中一个电表的指针偏角几乎不变, ,另一个电表指针偏转到满偏另一个电表指针偏转到满偏 3/43/4 处处, ,则该则该同学在实验中所选电压表的量程为同学在实验中所选电压表的量程为_,_,所选电流表的量程为所选电流表的量程为_R_RX X的测量值为的测量值为_._.(2)(2)如果已知上述电压表的内阻如果已知上述电压表的内阻 R RV V和电流表的内阻和电流表的内阻 R RA A, ,对对 S S2 2分别拨至分别拨至 a a 和和 b b 两组测量电路两组测量电路( (电压表和电流电压

5、表和电流表测量值分别用表测量值分别用 U U1 1,U,U2 2,I,I1 1,I,I2 2表示表示),),则计算电阻则计算电阻 R RX X的表达式分别为的表达式分别为_、_(_(用测量值和给出用测量值和给出的电表内阻表示的电表内阻表示).).2.安安法测电阻安安法测电阻若电流表内阻已知若电流表内阻已知, ,则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。图 1图 2图 3图 42(1)(1)如图如图 5 5 甲所示甲所示, ,当两电表所能测得的最大接近时当两电表所能测得的最大接近时, ,如果一直如果一直 A1A1 的内阻的内阻 R1,R1,则测得则测得

6、A2A2 的内阻的内阻 R2=IR2=I1 1R R1 1/I/I2 2. .(2)(2)如图如图 6 6 乙所示所示乙所示所示, ,当两电表的满偏电压当两电表的满偏电压 U UA2A2UUA1A1时时,A1,A1 串联一定值电阻串联一定值电阻 R R0 0后后, ,同样可测得同样可测得 A A2 2的内阻的内阻R R2 2=I=I1 1(R(R1 1+R+R0 0)/I)/I2 2. .例例 2 2、用以下器材测量一待测电阻的阻值、用以下器材测量一待测电阻的阻值, ,器材器材( (代号代号) )与规格如下与规格如下: :电流表电流表 A1(A1(量程量程 300mA,300mA,内阻内阻 r

7、1r1 为为 5);5);标准电流表标准电流表 A2(A2(量程量程 300mA,300mA,内阻内阻 r2r2 约为约为 5);5);待测电阻待测电阻 R1(R1(阻值约为阻值约为 100);100);滑动变阻器滑动变阻器 R2R2（最大阻值（最大阻值 1010） ，电源电源 E(E(电动势约为电动势约为 10V,10V,内阻内阻 r r 约为约为 1);1);单刀单掷开关单刀单掷开关 S,S,导线若干导线若干. .(1)(1)要求方法简捷要求方法简捷, ,并能测多组数据并能测多组数据, ,画出实验电路图原理图画出实验电路图原理图, ,并表明每个器材的代号并表明每个器材的代号. .(2)(2

8、)实验中实验中, ,需要直接测量的物理量是需要直接测量的物理量是_,_,用测的量表示待测电阻用测的量表示待测电阻 R1R1 的阻值的计算公式是的阻值的计算公式是R1=_.R1=_.3.伏伏法测电阻伏伏法测电阻电压表内阻已知电压表内阻已知, ,则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用. .(1)(1)如图如图 8 8 所示所示, ,两电表的满偏电流接近时两电表的满偏电流接近时, ,若已知若已知 V1V1 的内阻的内阻 R1,R1,则可测出则可测出 V2V2 的内阻的内阻 R2=UR2=U2 2 R R1 1/U/U1 1(2)(2)如图如图 9 9 所示所示,

9、 ,两电表的满偏电流两电表的满偏电流 I IV1V1RR0 0时时, ,测量误差小测量误差小, ,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, ,且电阻的测量值偏且电阻的测量值偏大大. .方法二方法二: :如图如图 1616 所示所示, ,测量电流表测量电流表 AA的内阻的内阻, ,操作步骤如下操作步骤如下: : 断开断开 S S2 2、闭合、闭合 S S1 1, ,调节调节 R R0 0, ,使使 A A 表满偏为表满偏为 I I0 0; ; 保持保持 R R0 0不变不变, ,闭合闭合 S S2 2, ,调节调节 R,R,使使 A A 表读数为表读数为

10、 I I0 0/2;/2; 由上可得由上可得 R RA A=R.=R.注意注意:当当 R R0 0RRA A时时, ,测量误差小测量误差小, ,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻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且电阻的测量值偏小. .电源电动势应选大些的电源电动势应选大些的, ,这样这样 A A 满偏时满偏时 R R0 0才足够大才足够大, ,闭合闭合 S S2 2时总电流变化才足够小时总电流变化才足够小, ,误差才小误差才小. .(2)(2)半偏法近似测量电压表内阻半偏法近似测量电压表内阻方法一方法一: :如图如图 17,17,测量电压表测量电压表 V V 的内

11、阻的内阻, ,操作步骤如下操作步骤如下: : 闭合闭合 S,S,调节电阻箱阻值为调节电阻箱阻值为 R R1 1时时, ,测得测得 V V 表示数为表示数为 U U1 1; ; 改变电阻箱阻值为改变电阻箱阻值为 R R2 2时时, ,测得测得 V V 表示数为表示数为 U U1 1/2;/2; 得得 R RV V=R=R2 2-2R-2R1 1. .注意注意:在电源内阻忽略不计时在电源内阻忽略不计时, ,测量误差才小测量误差才小. .这个方法也可测大阻值的这个方法也可测大阻值的 G G 表内阻表内阻, ,若考虑电源内阻若考虑电源内阻, ,此法测量值偏大此法测量值偏大. .方法二方法二: :如图如

12、图 1818 所示所示, ,测量电压表测量电压表 V V 的内阻的内阻, ,操作步骤如下操作步骤如下: : 滑动变阻器的滑片滑至最右端滑动变阻器的滑片滑至最右端, ,电阻箱的阻值调到最大电阻箱的阻值调到最大; ;闭合闭合 S S1 1、S S2 2, ,调节调节 R R0 0, ,使使 V V 表示数指到满刻度表示数指到满刻度; ;图 15图 16图 14图 17图 184打开打开 S S2 2, ,保持保持 R R0 0不变不变, ,调节调节 R,R,使使 V V 表指针指到满刻度的一半表指针指到满刻度的一半; ;由上可得由上可得 R RV V=R.=R.注意注意: :滑动变阻器总电阻应尽量

13、小一些滑动变阻器总电阻应尽量小一些, ,这样测量误差才会小这样测量误差才会小, ,且且 R RV V测量值偏大测量值偏大. .8.欧姆表测量电阻欧姆表测量电阻(1)(1)测量原理测量原理: :闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律. .(2)(2)仪器构造仪器构造: :如图如图 1919 所示所示, ,包括电流表包括电流表 G(RG(Rg g、I Ig g) )、调零电阻、调零电阻 R R、电源、电源(E(E、r).r).注意注意: :红表笔接电源的负极红表笔接电源的负极. .(3)(3)调零调零机械调零机械调零: :多用电表与外电路断开时多用电表与外电路断开时, ,指针没有指到零电流刻度处指针没有

14、指到零电流刻度处, ,就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零就可用螺丝刀调节表盘上的机械调零旋纽使指针归零旋纽使指针归零. .电阻调零及测量原理电阻调零及测量原理如图如图 1919 所示所示, ,当红、黑两表笔短接时当红、黑两表笔短接时, ,调节调节 R,R,使电流表指针达到满偏电流使电流表指针达到满偏电流( (即调零即调零),),此时指针所指表盘上此时指针所指表盘上满刻度处对应的两表笔间电阻为满刻度处对应的两表笔间电阻为 0,0,所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点所以电流表的满刻度处被顶为电阻挡的零点, ,这时有这时有 Ig=E/R+Rg+r.Ig=E/R+Rg+r.a.a.当两表笔间的接入待

15、测电阻当两表笔间的接入待测电阻 RXRX 时时, ,电流表的电流为电流表的电流为 I IX X=E/(R+Rg+r)+R=E/(R+Rg+r)+RX X. .当当 R RX X改变改变,I,IX X随着改变随着改变, ,即每一个即每一个 R RX X都有一个对应的都有一个对应的 I IX X, ,将电流表表盘上将电流表表盘上 I IX X处标出对应的处标出对应的 R RX X值值, ,就构成欧就构成欧姆表的表盘姆表的表盘, ,只要两表笔接触待测电阻两端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即可在表盘上直接读出它的阻值, ,如图如图 2020 所示所示, ,当当 R RX X=R=R内内=R=Rg g+r+R+r+R 时时, ,指针指到中央指针指到中央, ,可见中值电阻即该欧姆阻挡的内阻可见中值电阻即该欧姆阻挡的内阻. .由于电流由于电流 I I 与与 R RX X不是线性关系不是线性关系, ,所以欧姆表所以欧姆表盘上的刻度线是不均匀的盘上的刻度线是不均匀的, ,由右向左逐渐变密由右向左逐渐变密. .(4)(4)欧姆表的读数欧姆表的读数: :带测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数带测电阻的阻值应为