电流表和电压表 电阻的测量

《电流表和电压表 电阻的测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电流表和电压表 电阻的测量（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电流表和电压表电阻的测量【基础知识梳理】 【电压表和电流表】1. 电流表原理：电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的, 且指什偏角0与电流强度/成正比，即0 =好，故表的刻度是均匀的。2. 电流表的主要参数表头内阻7?：即电流表线圈的电阻；满偏电流/：即电流表允许通过的最大电流值,gg此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U =IRgg g g3. 电流表改装成电压表：-p-：艮方法联一个电阻尺 如图所示，若量程扩大倍5= U/U）,则根据分压原理，需联的电阻值7?=二二;二二=（&,故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值丨厂2 i 越大。4.

2、电流计扩大量程：艮方法:联一个电阻尺 如图所示，若量程扩大倍（n=I/n ,则根据分流原理，需要联的电阻值=（）R ,gg故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。5. 例题艮例一毫安表头满偏电流为9.90mA,内阻约为3000.要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图所示.图中A是量程为2 A的标准电流表，Rq为电阻箱，7?为滑动变阻器，S为开关，E为电源.（1）完善下列实验步骤： 将虚线框内的实物图按电路原理图连线； 将滑动变阻器的滑动头调 端（填“a”或“方”），电阻箱傀的阻值调至零； 合上开关； 调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使 标准电流表读数为1 A； 调

3、节电阻箱傀的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会 （填“增大”、“减小”或“不变”）； 回答下列问题:多次重复步骤，直至标准电流表的读数为同时毫安表指针满偏. 在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.10,由此可知毫安表头的内阻为Q. 用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为A. 对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素:tb)【电阻的测量】1. 实验原理：原理是欧姆定律因此只要用电压表 测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流, 用R=U/I即可得到阻值.2. 伏安法测电阻的两种电路形式3. 实验电路选择（1

4、）测量电路连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范围外接法内接法测量电路选择方法 直接比较法：当待测电阻7?较小且远小于电压表内阻O寸，应选用外接法；当待测电 阻7?较大且远大于电流表内阻匕时，应选用内接法。xA 临界值法：当待测电阻7? v时，视7?为小电阻，应选用外接法；当7?兀兀X时，视7?为大电阻，应选用内接法；当时，两种接法均可。XX 控制电路 滑动变阻器分压式、限流式接法选取如图所示的两种电路中，滑动变阻器 （最大阻值为傀）对负载匕的电压、 电流强度都起控制调节作用,通常把 图（a）电路称为限流接法，图（方） 电路称为分压接法。I Ia R. h討Jo(b)负载匕上电压调节范围（忽

5、 略电源内阻）负载7?l上电流调节范围 （忽略电源内阻）相同条件下电路消 耗的总功率限流接法分压接法比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小(a)滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取。 下列三种情况必须选用分压式接法：G）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安 特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法（ii）当用电器的电阻勺远大于滑动变阻器的最大值傀，且实验要求的电压变化范围较大 （或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法

6、因为按图（方）连接时，因匕傀 R ,所以R与R的并联值RR ,而整个电路的总阻约为匕，那么匕两端电压 apLap并 （JLUU=IR = - R ,显然U严R ,且7?越小，这种线性关系越好，电表的变化越 L并 R apLapap0平稳均匀，越便于观察和操作。（iii）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过匕的额定值时，只能 采用分压接法。 下列情况可选用限流式接法：G）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与傀 接近或匕略小于心，采用限流式接法.（ii）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.（ii

7、i）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.4. 例题艮例2用伏安法测量某一电阻匕阻值，现有实验器材如下：待测电阻7?（阻港约5 0,额定功率为1 W）；电流表A（量程00.6A,内阻0.2 Q）；电流表人2（量程03 A,内阻0.05 Q）； 电压表V（量程03V,内阻3kQ）；电压表 V2 （量程015V,内阻15kQ）；滑动变阻器Rq （050 Q）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线。为了较准确测量7?阻值，电压表、电流表应选,并画出实验电路图。5. 在“伏安法测电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，可方便调节。 在

8、 滑动变阻器作限流作用时，为使负载7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，应使其总电阻傀大于7?才一般在25倍为好。在滑动变 阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻傀在0.1Rx-0.5Rx之间为好。艮例题3某电流表的内阻在0.1Q0.2Q之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A. 待测电流表A】：量程0.6AB.电压表V：量程3V,内阻约2kQC. 电压表V?：量程15V,内阻约10kQ D.滑动变阻器：最大电阻10QE.定值电阻笔：阻值50 F.电源E：电动势4VG. 电键S及导线若干（1）电压表应选用；画出实验电路图；如测得电压表的读数为V,电流表的读数

9、为/,则电流表A】内阻的表达式为：Ra =【实验方案的设计】1. 器材选择的原则：准确性原则：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压 表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的1/3,读数 误差较大。安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其 允许的最大电流。 便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围 是否满足实验要求，又要注意便于操作。经济性原则：成本小。2. 实物图连线技术：无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电 路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四 部分依次串联

10、起来即可（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大 处）。对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接 起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。 艮例4用以下器材测量一待测电阻的阻值（900-1000Q）电源：具有一定内阻，电动势约为9.0V 电压表V：量程为1.5V,内阻r=750Q 电压表V?：量程为5V,内阻r2=2500Q 滑动变阻器：最大阻值约为1000 单刀单掷开关，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

11、电阻的一种实验电路原理图（原理图 中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 若电压表V的读数用q表示，电压表V?的读数用q表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为o【描绘小灯泡的伏安特性曲线】1. 实验电路原理电路如图所示，因为小电珠（即小灯泡）的电 阻较小（100左右）所以应该选用安培表外接法。2. 小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而,所以U-/曲线不是直线。为了反映这一变化过程，灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用接法。若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应 选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，

12、再改用0-15V量程。艮例题5用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性 曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路。 微安表|iiA：程200iiA,内阻约200。 电压表V：量程3V,内阻约10K。电阻7?：阻值约20k。滑动变阻器凡 最大阻值50。，额定电流1 A 电池组E：电动势3V,内阻不计开关S及导线若计艮例6现要测定测电压范围为0.1 V4V。现有器材： 直流电源E：电动势4.5 V,内阻不计 电压表V：量程4.5 V,内阻约为4X104Q 流表A】：量程250 mA,内阻约为2 0 电流表A2：量程500 mA,内阻约为1 Q 滑动变阻器凡 最大阻值约为30 0) 开关S,导线若干个额定电

13、压4V、额定功率1.6 W的小灯泡的伏安特性曲线。要求所如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表 ,有图示甲、乙两个电路应该选用的是o【测定金属的电阻率】1. 被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法。艮例7在“测金属丝的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出金属丝的长度用螺旋测2. 本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动 变阻器的滑动触头应该在右端。本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以 免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：p= (用上述测量量的字母表示)。若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和

14、螺旋测微器的示数如图所示，则金属丝 长度的测量值为心 cm,金属丝直径的测量值为mm。 用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流 表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。按如图示电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进行实验的主要操作过程是:第一步：先将笃的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S?向1闭合，闭合电键S,调 节滑动变阻器的和人2,使电压表和电流表的示数尽量大些(在不超过量程的情况下)， 读出此时电压表和电流表的示数5、/。第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开关S?向2闭合，读出此时 电压表和电流表的示数4、。

15、请写出由以上记录数据计算被测电阻7?的表达式，R =oXX【练习使用多用电表】1. 欧姆表构造I TRo 1红表笔黑表笔喙待测电阻2. 测量原理/ =所以：R =X注意：指针偏转的角度与通过表头的电流大小成 正比，但被测电阻的大小与流过表头的电流大小 所成的关系如上，既不成正比，也不成反比.3. 使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。使用前应先进行 机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时，还应进行 欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。4. 欧姆挡的使用(1)选挡：一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200。就应该选