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初二物理下学期伏安法测量电阻

发布时间:2013-10-25 13:38:27  

九江市同文中学

卢冬阳

电阻的测量是高考的热点,1994—2004年中, 十年的高考都考查了电阻的测量,其原因主要是: 1、电阻测量的实验原理及电路的设计可 以考查学生的创新能力.

2、电学仪表及变阻器供电电路的选择可 以考查学生综合分析问题的能力.
3、实验线路的连接可以考查学生的动手 能力.

一、直接测量法——欧姆表法
欧姆表法是直接测量电阻的一种方法,用多用 电表的欧姆挡直接进行测量 Ω ∞
0

1、欧姆表测电阻的原理是什么? I=
E R+R0+r+Rg+Rx

根据闭合电路欧姆定律,利用电 流随外电阻Rx的变化而制成的。

2、欧姆表盘的刻度是均匀的吗?
因为I 与Rx 之间的关系不是线性系,所以欧姆表盘的刻度 不均匀

3、欧姆表(多用电表)的使用

注意点:

Flash动画

(1)测量时选取合适的倍率,要求测量结果相对准确 些, 应该使指针在中值电阻附近。

(2)每换一次测量挡,都应重新进行调零工作,然后 再测量电阻。
(3)结果为表盘上的读数乘以倍率 (4)测量完毕,将表笔取出,将选择旋钮置于交流电 压最高挡,(如有“OFF”挡,则应置于此挡)以保护多 用[电]表。

例1、如图所示的欧姆 表 测 电 阻 , 电 流 表 Ig = 300μA , R g=100Ω , 调 零电阻R的最大值为 50kΩ , R0=50Ω , E = 1.5V,如果用于测量电 阻,能较准确测量的阻 值范围是( ) A、30kΩ - 80kΩ B、3kΩ - 8kΩ C 、 300Ω–800Ω D、30Ω - 80Ω



Ω

0

答案

B

二、间接测量法—伏安法测电阻
伏安法是测量电阻的一种常用的方法,它的 基本原理是:由电压表测出电阻两端的电压, 再由电流表测出通过电阻的电流,最后由部分 电路的欧姆定律 R=U/I , 求出其电阻值。

1、测电阻的两种电路

2、系统误差分析
误差原因:因为电压表、电流表分别有分压分流的作 用,它们本身的内阻会给电路造成影响从而带来误差

U测 ——=R = R Rv U测 R测=——= 并 R+Rv I测 I总 R = < R 1+(R/Rv) 当R<< RV时,R测≈ R 用 “外小 ” 两个字归纳:
即用电流表外接法测量的电阻远小于电压的内阻时结果 较准确,而且测量值小于真实值

①电流表外接法

②电流表外接法 R

U测 U总 R测= I = I = R串 = R +RA > R 测 A
当R>>RA时,R测 ≈ R
用“内大”两个字归纳: 即用电流表内接法测量的电阻远小于电压的 内阻时结果较准确,而且测量值小于真实值

3、滑动变阻器的两种接法
电路中变阻器的两种连接方法: R Rx ①降压限流式接法,如图,变阻器起限流 作用。连接方式可以概括为“一上一下” S 的连接 (1) 接法简易 (2) 但Rx 上电压、电流调节范围较小 S合上前触头应置于最左端 ②分压式接法,如图,变阻器

起分压作用。 连接方式可以概括为“一上二下”的连接 (1) 接法较复杂 Rx (2) 但Rx 上电压、电流调节范围较大, 而且可以从零开始连续调节。

为了安全以上两种电路在开 关S闭合前滑动触头应分别 置于何处?

R

S

S合上前触头应置于最左端

滑动变阻器连接的常见的错误 Rx R S 错误连接 正确连接 S

Rx

R

总结: (1) 选用滑线变阻器要保证安全,使电流值不 超过额定值,还要使变阻器能有效地调节被测电阻 的电流和电压,让电流、电压的变化范围尽可能大 些,这样既调节方便,读数也比较准确。 (2) 分压电路与限流电路 分压电路: 最佳电阻搭配——用电器电阻远大于分压器电阻 限流电路: 最佳电阻搭配——用电器电阻与限流电阻阻值接近

例2、如图,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需 的 器材实物图,器材规格如下:
① 待测电阻Rx(约100Ω )

内阻50 Ω) ②直流毫安表 ( 量程0~ 10mA,
内阻5 kΩ) ③ 直流电压表( 量程0~3V, ④ 直流电源( 输出电压4 V,内阻可不计)

⑤ 滑动变阻器(阻值范围0~ 15 Ω,允许最大电流1A)
⑥ 开关一个,导线若干条.

根据器材的规格和实验要求, 画出实验的电路图,并在本 题的实物图上连线.

解:由RV/Rx=50>Rx/RA=2,所以测量电路采 用电流表外接法。又因为限流电路最小电流Imin= 所以滑动变阻器采用分压式连接。 V mA Rx

E Rx+RA+R ≈24mA>10mA超过了电流的量程,

R S

巩固练习:己知某电压表的量程为3V,内
阻约为5-6kΩ ,要精确测量它的内阻,备有 下列器材: 电动势为4.5V(内阻可不计)的 直流电源,量程为1mA的电流表,最大阻值 为20Ω的滑动变阻器,电键、导线。 (1)若用图示电路,无法测量电压表的内阻, 原因是___________________________ (2)若给你一根导线,如何修改电路? (3)写出要测量的物理量_____________ (4) 写出求电压表内阻的表达式____

R

s

布置作业:《A计划》电 阻测量专题练习No.1 — 4


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