电阻的测量-内接法与外接法

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1、扩展：用实验的方 法进行电阻的测量问题一.实验设计的总体原则（1）精确性：在实验误差允许的范 围内，应尽可能选择误差较小的方案（2）安全性：实验方案的实施要安 全可靠，不会对器材造成损害，且成功 率高（3）可操作性：实验应便于操作和 读数，便于进行数据处理 问题二.实验设计的基本思路实验设计的关键在于实验原理的设计，它 是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或 还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何 编排实验步骤而实验原理的设计又往往依赖于 所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相 辅相成，互为条件一、替代法测电阻：替代法的测量电阻的原理是等效的 原理，可以是利用电流等效、也可以是 利

2、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）。问题三.电阻测量的不同设计例题1、设计一个用替代法测量未知电 阻Rx（阻值约为几十欧）的电路。要 求：（1）画出电路图。（2）说明实验 主要步骤。R0RXvS1S2S3Rabpab分析与解答（1）电路如图所示。 （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。二.比例法测电阻所谓“比例

3、法”的原理是：要测量某 一物体的某一物理量，可以把它与已知 准确数值的标准物体进行比较。有很多情况下，被测物体与标 准物体的同一物理量间的关系并不 是相等，而是在满足一定条件下成 某种比例的关系，这种方法又称为“ 比例法”。闭合开关，用电流表 分别测出R0、R1中的电流为 I1、I2.AR0RxASSAR0RxAI1I1I2I2闭合开关，用电流表 分别测出R0、干路中的电 流为I1、I2.I2-I1Rx=I1R0Rx=I2I1R0用电流表两次接法1、有理想电流表和一个已知阻值的电阻而测另 一个电阻得阻值I2R0Rx ASSR0Rx AI1I2I12. 开关闭合时，读出电流表示数为I21. 开关

4、断开时，读出电流表示数为I1I2-I1Rx=I1R0Rx=I1I2-I1R0电源电动势恒定，内阻为零，则可以用电键将电 阻以不同的形式连入电路进行测量。AR0RxSAR0RxS1. 开关断开时，读出电流表示数为I12. 开关闭合时，读出电流表示数为I2I2-I1Rx=I1R0Rx=I1I2-I1R0R0RXSVV甲乙RX=R0UXU UX1 、电压表接在位置 甲读出电压表示数UX2 、电压表接在位置 乙读出电压表示数U2、有理想电压表和一个已知阻值的电阻而测另 一个电阻得阻值R0Rx VSab实验步骤:(1)S接a时电压表的示数为U1；(2)S接b时电压表的示数为U2； （3）则Rx=_。R0

5、Rx VSbU2R0Rx VSaU1U1U1-U2(U1-U2)*R0/U2还可以用单刀双掷开关实现电表的不同接法三、伏安法测电阻伏安法的测量原理：外电路的欧姆定律，需要的基本测量仪器是：电压表、电流表、变阻器、电源、电键、导 线等. 电流表的内、外接法实验器材的选用滑动变阻器的连接方式由电路图连接实物连图解决的问题有：仪表仪器的读数问题（一 ） 电流表内、外接法的选择1、要测量Rx的电阻、可采用如图 所示的电表连接形式测量：2、为什么要选择连接方式？答：由于电流表和电压表都有内阻，不 管电流表内接还是外接都将引起误差， 但被测量的电阻阻值不同，不同的连接 方式引起的误差不同，为了减小误差我

6、们要选择电流表的内、外接方式。 3、不同的连接方式引起的误差分析：若使用A的内接法，则：R测Rx,误差：R内=R测-RX=RA，是 由安培表的分压作用引起的。若使用A的外接法，则：R测RX误差：误差由伏特表的分流作用 引起的。画出两种连接方式所引起的误差 随待测电阻值的变化规律大致如图所示 。由图中 启发我 们怎样 选择接 法。求误差的交点坐标：令R内=R外则：RX0即为两条误差曲线的交点3、如何选择电流表的内接或外接方式？一般当RX较小时，即RXRV时 ，（RX与RA较接近）采用电流表的外接 方式： 误差由伏特表引起误差小，采用安培表 的外接法。误差由安培表引起误差小，采用安培表的 内接法。

7、一般当RARx时，一般采用电流表 的内接方式。4、内接、外接各对测量结果的影响答：内接：R测R真外接：R测R真5、如果RV、RA均不知大小，可利用试 测法，如图（1）定性分 析法： 电键分别接触a、b,如果电流表示数 变化明显，电压表的示数几乎不变，说 明电压表的分流作用明显，用电压表引 起误差所产生的误差大，用电流表引起 误差则误差小，电流表应： 采用内接法电键分别接触a、b,如果电压表示数 变化明显，电流表的示数几乎不变，说 明电流表的分压作用明显，用电流表引 起误差所产生的误差大，用电压表引起 误差则误差小，电流表应： 采用外接法（2）定量计算法 设：电键接a时，设电流表和电压表的读 数

8、分别是（I1、U1），电键接b 时，设电 流表和电压表的读数分别是（I2、U2），即：电流表示数相对变化大于电压表示 数的相对变化，说明电压表的分流作用 明显，用电压表引起误差所产生的误差 大，用电流表引起误差则误差小，电流 表应： 采用电流表内接法即：电压表示数相对变化大于电流表示 数的相对变化，说明电流表的分压作用 明显，用电流表引起误差所产生的误差 大，用电压表引起误差则误差小，电流 表应： 采用电流表外接法练习： 1、用伏安法测定一定值电阻的器材 规格如下： RX （约 100） A表 （ 010mA 内阻50 ）V表 （0 3V 内 阻5K ）试确定电流表的连接方式。2、如果器材如下

9、，电流表如何连接：RX （约 50），A表 （00.6A 内阻 0.05 ）， V表 （0 30V 内阻5K ）（二）、滑动变阻器的连接形式： 1、电路图：（ 限流） （ 分压） 2、优、缺点：限流器： 通过研究电阻的电流不能从零开 始调节，电流的调节范围较小， 但省电 分压器：电压调节范围大，但耗电较多 3、选用原则：（1）无特殊情况，一般使用限流器法 ，此时滑动变阻器的阻值与待测电阻值 差不多或比待测电阻值大。（2）以下几种情况只能使用分压法：要求用电器、仪表的电压或电流 从零值开始连续可调，或要求调节的范 围尽可能大。变阻器的最大电阻R0待测电阻 RX较多时，（如相差一个数量级）在变 阻

10、器调节过程中，电表读数变化不明显 ，不满足实验测量多组数据的要求限流连接时，若变阻器的阻值达 到最大，通过被测电器或使用的仪表的 电流或电压超过额定值或允许的最大值练习：用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如 下：待测电阻RX：约100； 直流电流表：0 10mA，内阻50；直流电压表：0 3 V ，内阻5k； 直流电源： 输出电压3V，内阻不计； 滑动 变阻器：0 15 ，允许最大电流1A；电键 一个，导线若干。根据器材的规格和实验要求作出实验电路 图。VARX画出的设计电路如图:1、安全性原则：要能够根据实验要求 和客观条件选用合适的仪器，使实验切 实可行，能达到预期目标。另外还要注 意测量

11、的物理量不超过仪器的量程，通 过电阻类器件、变阻器器件等的电流不 能超过其最大允许电流等。（三）、实验仪器的选择原则2、准确性原则：根据实验的需要，选 用精度合适的测量工具，但对某个实 验来讲，精确程度够用即可，并不是 精度越高越好。选择电流表和电压表：首先要考虑选择合适的量程，实际 测量中一般要求电表的实际读数不小于不小于 量程的量程的1/31/3。其次满足选其次满足选择用内阻较小的电流表 ，内阻较大的电压表，A.在滑动变阻器作限流器使用时，为 使负载RX既能得到较宽的电流调节范 围，又能使电流变化均匀，选择变阻 器时，应使其总电阻，R0大于RX，一 般在25倍为好。 B.在滑动变阻器作为分

12、压器使用时， 一般取滑动变阻器的总电阻R0在 0.1RX0.5RX之间为好。变阻器的选择：V ARXC.设：在分压器形式的 电路中，某状态下变阻 器连入电路中的电阻为 R0，并联后的总电阻为 ：若RXR0，则R总R0，电阻RX两端的 电压UX=IR0，与R0成正比，即：导体 两端的电压与变阻器的电阻成线性关 系，电压均匀变化。D.对于大电阻构成的变阻器R0，并 联后的总电阻接近于待测电阻RX，要是 RX两端的电压发生较大的变化，由 UX=IR总知道：只有R0接近RX时才有可 能，这使R0上有用的部分很 短，在很短 的一段上调节变阻器的触头很不方便， 不宜选用电阻很大的变阻器。3、方便性原则：实

13、验时需考虑仪器调节要方便，便于操作。对滑动变阻器的选择：首先考虑它的额定电流要大于电路正常工作的 最大电流，保证变阻器的安全。其次考虑它的阻值范围对测量结果的影响。第三.考虑在阻值大小调节中,变阻器的滑动的 移动范围要尽量的较大为好。4、对器材的选择的一般步骤是： 找出唯一性的器材（电源、待测电阻、电键等 、导线等）； 依题意和测量原理草画电路图（暂不把电表接 入）； 依据待测电阻的铭牌估算电流、电压的最大值 ；（在限流电路中把变阻器的滑动触头调节在使 电路中电阻最小） 依据估算的电流和电压值选择电表选取电流表和电压的合适量程使电流表和电 压表尽量达到满偏的1/3部分。 .依据问题要求选取变阻

14、器，确定连接形式。 依据电流表和电压表的内阻定电表的接法。（例1）测一阻值约为12的电阻，备有下列器材：A 电流表（量程0 3A， 内阻0.0125）；B 电流表（量程0 0.6A，内阻0.125）；C 电压表（量程3V， 内阻3k）； D 电压表（量程6V， 内阻6k）；E 直流稳压电源（电动势6V，内阻很小）；F 滑动变阻器（0 20， 额定电流1A）；G 滑动变阻器（0 200，额定电流0.3A）；H 导线若干，电键一个。电流表应选 ，电压表应选 ，变阻器为 画出测量电路原理图。 BDF 【例2】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材 如下 ： 待测电阻Rx （阻值约为25k） 电流表

15、A1：（量程100A，内阻2k） 电流表A2：（量程500A，内阻300） 电压表V1：（量程10V，内阻100k） 电流表V2：（量程50V，内阻500k） 电源E：（电动势15V，允许最大电流1A） 滑动变阻器R：（最大阻值1k） 电键S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据 （1）电流表应选_，电压表应选_ （2）画出实验电路图A2V1【例3】 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（ 9001000）： 电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V； 电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750； 电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500； 滑线变阻器R，最大阻值约为100； 单刀单掷开关S，导线若干 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3 ，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原 理图中的元件要用题图中的相应的英文字母标注 ）(2)用铅笔线代替导线将实物图连接起来.(3) 写出求RX的计算公式.四.用多功能电表测电阻： (一)、认识多功能电表多功能电表的简介(二)、用欧姆档测电阻2、测量电阻的原理 测量前先要观察表头的 指针是否指在左侧的电流为零 （电阻为无穷大）处，若没有 ，用螺丝刀进行机械调零，调 整定位螺丝使指针归零。选择合适的测量电阻的量程使