《电学实验：电阻的测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电学实验：电阻的测量（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电学实验：电阻的测量电学实验：电阻的测量恒恒定定电电流流高高中中物物理理一、伏安法测电阻一、伏安法测电阻一、伏安法测电阻一、伏安法测电阻2、测量电路测量电路:RXAV（）电流表外接法）电流表外接法AVRX（）电流表内接法）电流表内接法I测测 =IX+IVR测测 R真真R测测 = RX + RA1、原理：部分电路欧姆定律原理：部分电路欧姆定律 R测测 =U测测I测测误差分析误差分析：电压表分流电压表分流电流表分压电流表分压减少误差的方法：减少误差的方法：RVRX(小小)RAR 即即 时用时用 RVRRARRVR当当 RA条件：已给出条件：已给出R的估计阻值的估计阻值 试触法试触法条件：未给出条件
2、：未给出R的估计阻值的估计阻值选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a、b两点两点，看哪个电表变化示数显著。看哪个电表变化示数显著。 内接法内接法外接法外接法 选择方法选择方法：RabAV结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法练习练习1：一个未知电阻一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是2.8V、4.0mA,按乙图测得数据是按乙图测得数据是2.7V、5.0mA,由此可知按由此可知按 图所示的电路测量图所
3、示的电路测量的误差较小，的误差较小， Rx的真实值更接近于的真实值更接近于 。甲乙甲甲700RAVARV：比较其相对变化量的倍数！比较其相对变化量的倍数！比较其相对变化量的倍数！比较其相对变化量的倍数！既：比较既：比较既：比较既：比较U/UU/U1 1与与与与I/II/I1 1的倍数关系。的倍数关系。的倍数关系。的倍数关系。U/UU/U1 1 I/II/I1 1：内接法；：内接法；：内接法；：内接法；U/UU/U1 1 I/II/I1 1：外接法。：外接法。：外接法。：外接法。二、滑动变阻器电路二、滑动变阻器电路二、滑动变阻器电路二、滑动变阻器电路1、电路图、电路图分压电路分压电路 滑动头从滑
4、动头从a滑向滑向bRX上电压变化范围上电压变化范围( 设设 r = 0 ) ER0R0E+ RE0接通电键时滑动头接通电键时滑动头初始位置应处于初始位置应处于 a 端端 a 端端限流电路限流电路RXEkRabRXEkRab2、供电电路的选择方法、供电电路的选择方法(减少误差：电表变化范围大，器材安全）减少误差：电表变化范围大，器材安全） a、要求电压或电流从、要求电压或电流从零零开始连续调节，或要求测量范开始连续调节，或要求测量范围尽可能大。（围尽可能大。（给定表格数据或图像从零开始）给定表格数据或图像从零开始） c、采用限流接法时、采用限流接法时最小最小电流或电压都超过电表量程。电流或电压都
5、超过电表量程。 b、滑动变阻器的阻值太小，一般小于待测电阻的阻值、滑动变阻器的阻值太小，一般小于待测电阻的阻值(R滑滑RX),若接入限流电路，则电表的变化范围太小。若接入限流电路，则电表的变化范围太小。 必须用分压电路的三种情况：必须用分压电路的三种情况：限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。EkRabRXAVEkRabAVRXEkRabAVRXEkRabAVRX甲甲限流内接限流内接乙乙限流外接限流外接分压内接分压内接分压外接分压外接丙丙丁丁基本电路图基本电路图例例.用伏安法测量一定值电阻，实验器材如下：用伏安法测量一定值电阻，实验器材如下：(
6、A)待测量电阻待测量电阻Rx(约约30k，1W)；(B)直流电流表直流电流表(量程量程0500A，内阻内阻300)；(C)直流电压表直流电压表(量程量程015V，内阻内阻30k)；(D)直流稳压电源直流稳压电源(输出电压输出电压20V)；(E)滑动变阻器滑动变阻器(02k，0.3A)；(F)开关、导线等。开关、导线等。 电路选（电路选（ ）B电源的选择：电源的选择： 根据电阻的根据电阻的额定电压额定电压额定电压额定电压和和电表的量程电表的量程电表的量程电表的量程确定。确定。电流表电流表 电压表的选择：电压表的选择： 根据电阻的根据电阻的额定电压，额定电流额定电压，额定电流额定电压，额定电流额定
7、电压，额定电流确定，或根据电确定，或根据电源的源的电动势电动势电动势电动势确定电压。电表的变化范围尽可能在满偏确定电压。电表的变化范围尽可能在满偏刻度的刻度的三分之一三分之一三分之一三分之一以上。以上。滑动变阻器：滑动变阻器： 限流接法：滑动变阻器的阻值在限流接法：滑动变阻器的阻值在待测电阻阻值的待测电阻阻值的待测电阻阻值的待测电阻阻值的1010倍倍倍倍以内；分压接法：滑动变阻器的阻值以内；分压接法：滑动变阻器的阻值小小小小些好。些好。三、三、三、三、 实验器材的选择实验器材的选择实验器材的选择实验器材的选择练习练习1：用伏安法测量某一电阻用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材阻值，现有实
8、验器材如下：如下：待测电阻待测电阻Rx（阻值约（阻值约5 ，额定功率为，额定功率为1 W）；）；电流表电流表A1（量程（量程00.6 A，内阻，内阻0.2 ）；）；电流表电流表A2（量程（量程03 A，内阻，内阻0.05 ）；）；电压表电压表V1（量程（量程03 V，内阻，内阻3 k）；）；电压表电压表V2（量程（量程015 V，内阻，内阻15 k）；）；滑动变阻器滑动变阻器R0（050 ），），蓄电池（电动势为蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线）、开关、导线.为了较准确测量为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选阻值，电压表、电流表应选_ 设计测量电路，画出电路图。设计测量电路，画出电路
9、图。A1 V1供电电路：限流接法；测量电路：外接法供电电路：限流接法；测量电路：外接法供电电路：限流接法；测量电路：外接法供电电路：限流接法；测量电路：外接法练习练习 2：欲用伏安法测定一段阻值约为欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的电阻，要求测量结果左右的电阻，要求测量结果尽量准确现备有以下器材：尽量准确现备有以下器材： A、电池组（、电池组（3V，内阻，内阻1) B、电流表（、电流表（03A，内，内 阻阻0.0125） C、电流表（、电流表（00.6A，内，内 阻阻0.125） D、电压表（、电压表（03V，内，内 阻阻3K） E、 电压表（电压表（015V，内，内 阻阻15K） F、滑动变
10、阻器（、滑动变阻器（020，额定电流，额定电流1A） G、滑动变阻器（、滑动变阻器（02000，额定电流，额定电流0.3A） H、电键、导线、电键、导线 上述器材中应选用上述器材中应选用 （填各器材字母代号）（填各器材字母代号） 实验电路应采用电流表实验电路应采用电流表 接法接法 为使通过待测金属导线的电流强度能在为使通过待测金属导线的电流强度能在00.5A范围内改变范围内改变,请按要请按要求画出测量待测金属导线电阻求画出测量待测金属导线电阻Rx的电路图的电路图A C D F H外外四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔） 1、根据题给条件确定滑
11、动变阻器连接方式。、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。 2、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标出仪表正负极。出仪表正负极。 3、按先串后并顺序连接电路。、按先串后并顺序连接电路。 4、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确：、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确： 电键位置，电键控制整个电路。电键位置，电键控制整个电路。 滑动变阻器滑动接线柱的位置，不能接到滑片或腿滑动变阻器滑动接线柱的位置，不能接到滑片或腿上。上。 接线上柱，连线不交叉。接线上柱，连线不交叉。 仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流仪表量程及正负极（电
12、流必须从正极流入，负极流出出 ）；电路顺着连，从正极流入回到负极。）；电路顺着连，从正极流入回到负极。接在接线柱上，不能接在腿上！接在接线柱上，不能接在滑动头上！滑动变阻器阻值是零，不能调节！滑动变阻器阻值最大，不能调节！+_分 压 外 接 +_分 压 外 接 接线应上柱！+_分 压 外 接 +_分 压 外 接 连线不能交叉！连线不能交叉！+_分 压 外 接 +_分 压 外 接 +_分 压 外 接 分压电路不受电键控制分压电路不受电键控制分 压 内 接分 压 内 接限 流 外 接限 流 内 接限 流 内 接练习练习1：测定金属丝的电阻（阻值测定金属丝的电阻（阻值35）时，给时，给定的实验器材的
13、实物如下图所示，要求通过金属丝定的实验器材的实物如下图所示，要求通过金属丝的电流可以在的电流可以在00.6A之间变化。请在方框中画出之间变化。请在方框中画出实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验电路图，并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。实验要求的电路图。0.6 3A153V解解: 实验电路图如图示实验电路图如图示, AV连线图如图示。连线图如图示。2007年理综山东卷年理综山东卷2323.检检测测一一个个标标称称值值为为5的的滑滑动动变变阻阻器器。可可供供使使用用的的器材如下：器材如下：A待测滑动变阻器待测滑动变阻器Rx，全电阻约全电阻约5（电阻丝绕制紧电阻丝绕制紧
14、密，匝数清晰可数）密，匝数清晰可数）B电流表电流表A1，量程量程0.6A，内阻约内阻约0.6C电流表电流表A2，量程量程3A，内阻约内阻约0.12D电压表电压表V1，量程量程15V，内阻约内阻约15kE电压表电压表V2，量程量程3V，内阻约内阻约3kF滑动变阻器滑动变阻器R，全电阻约全电阻约20G直流电源直流电源E，电动势电动势3V，内阻不计内阻不计H游标卡尺游标卡尺I 毫米刻度尺毫米刻度尺J电键电键S导线若干导线若干2页页题目题目3页页4页页末页末页（1）用用伏伏安安法法测测定定Rx的的全全电电阻阻值值，所所选选电电流流表表_(填填“A1”或或“A2”)，所所选选电电压压表表为为_(填填“V
15、1”或或“V2”)。（2）画画出出测测量量电电路路的的原原理理图图，并并根根据据所所画画原原理理图图将下图中实物连接成测量电路。将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图电路原理图和对应的实物连接如图 VARRxESA1V22页页题目题目3页页4页页末页末页VARRxES（2）解：解：方案一：分压接法方案一：分压接法RESAVRx方案二：限流接法方案二：限流接法AVRRxESVARRxES2页页题目题目3页页4页页末页末页解析：方案一：解析：方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤：主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数数出变阻器线圈缠
16、绕匝数n n用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度度L L，可得电阻丝的直径为，可得电阻丝的直径为d=L/nd=L/n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D D，可得电阻丝总长度，可得电阻丝总长度l l= =nn（D-L/n)D-L/n)重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值方案二方案二需要的器材：游标卡尺需要的器材：游标卡尺主要的操作步走骤：主要的操作步走骤：数出变阻器线圈缠绕匝数数出变阻器线圈缠绕匝数n n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径用
17、游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D D1 1 和瓷管部分的外经和瓷管部分的外经D D2 2，可得电阻丝的直径为，可得电阻丝的直径为d=d=电阻丝总长度电阻丝总长度l l= =（D D1 1+D+D2 2）重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔）四、实物连接（用铅笔） 1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。 2、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标出仪表正负极。出仪表正负极。 3、按先串
18、后并顺序连接电路。、按先串后并顺序连接电路。 4、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确：、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确： 电键位置，电键控制整个电路。电键位置，电键控制整个电路。 滑动变阻器滑动触头的位置，不能接到滑片或腿上。滑动变阻器滑动触头的位置，不能接到滑片或腿上。 接线上柱，连线不交叉。接线上柱，连线不交叉。 仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流出出 ）；电路顺着连，从正极流入回到负极。）；电路顺着连，从正极流入回到负极。1. 无电流表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电流表时只无电流表。根据伏安法测电阻的基本原理可
19、知，无电流表时只要找到能够等效替代电流表的其他器材即可，比如：要找到能够等效替代电流表的其他器材即可，比如：（1）已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图）已知电阻与理想电表并联替代电流表（如图1所示所示)（2）用已知内阻的电压表替代电流表（如图）用已知内阻的电压表替代电流表（如图2所示）所示）伏安法测电阻基本情景变式伏安法测电阻基本情景变式2. 无电压表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电无电压表。根据伏安法测电阻的基本原理可知，无电压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，压表时只要找到能够等效替代电压表的其他器材即可，比如：比如：（1）已知电阻与理想电流表串联替代电压表（如图）已知
20、电阻与理想电流表串联替代电压表（如图4所示）；所示）；（2）无电压表时的等效替代法（如图）无电压表时的等效替代法（如图5所示）。所示）。伏安法及变式伏安法及变式1电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻2两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻只的内阻3两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻测定电表的内阻练习练习1：用伏安法测量一个电阻器材有：用伏安法测量一个电阻器材有：待测电阻待测电阻RX(约为约为50);电流表电流表(量程为量程为1
21、00mA,内阻内阻）电压表（量程为，内阻电压表（量程为，内阻k）电源（，电源（，r=0),滑动变阻器（最大值滑动变阻器（最大值00，允许最大电流），允许最大电流）开关个，导线若干，开关个，导线若干，根据器材规格和实验要求画出实验电路图根据器材规格和实验要求画出实验电路图VARXR。ab练习练习2：某电压表的内阻在某电压表的内阻在20kk之间，现要测量其内之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材：阻，实验室提供下列器材： 待测电压表（量程为）待测电压表（量程为） 电流表（量程为电流表（量程为） 滑动变阻器滑动变阻器R（最大阻值为（最大阻值为1k), 电源（，内阻不计）开关、导线若干电源（，内阻不
22、计）开关、导线若干 为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求有电路图有电路图VAR教学小结：教学小结：教学小结：教学小结：1、测量电路的选择、测量电路的选择 电流表内、外接法的选择：电流表内、外接法的选择：“大内小外大内小外” “安内伏安内伏外外”2、供电电路的选择、供电电路的选择 限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。限流接法一般没有特殊要求，操作简单，能耗小。 必须用分压电路的三种情况。必须用分压电路的三种情况。3、实验器材的选择、实验器材的选择 电源、电压表及电流表、滑动变阻器的选择方法。电源、电压表及电流表、滑动变阻器的选择方法。4、实物连接注意的事项、实物连接注意的事项
