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伏安法测电阻第二课时1

发布时间:2013-11-10 12:44:19  

要点:
1、电流表内外接的选择: 2、限流接法和分压接法的选择: 3、连接实物图:

一、限流和分压电路的选取
Rx

(一)限流式
P E s A R B

图中变阻器起限流作用,待测电阻Rx的电 Rx 压可调范围 E~E Rx ? R 限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小.

(二)分压式
P

Rx

A
E

R

B
s

图中变阻器起分压作用,待测电阻Rx的电 压可调范围 0~ E

分压式电路的特点: 1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范 围较大. 但电路结构较为复杂. 2.电能损耗较大.

四点注意事项

R
A
V

(三)限流电路和分压电路选择 ? ⑴若采用限流式不能控制电流满足实验要求, 即滑动变阻器阻值调至最大时,待测电阻上 的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表) 的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必 须选择分压式。 ? ⑵ 限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变 阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器 的总电阻还小)。分压式适合测量阻值较大 的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。

? 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大 得多,以至在限流电路中,滑动变阻器的 滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻 上的电流或电压变化范围不够大,此时, 应改用分压电路。 ? ⑶若实验中要求电压调节从0开始连续可 调,能够测出多组数据,则必须采用分压 式电路。 ? ⑷当电路对限流和分压没有明确要求时, 采用限流接法比分压接法节能

下列三种情况必须选用分压接法

(1)要求回路中某部分电路的电流或电压实 现从零开始可连续调节时必须采用分压接法。 (2)当被测电阻阻值Rx远大于滑动变阻器 的最大值R,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 。 (3)若采用限流接法,电路中实际电压(电 流)总是超过实验仪器的量程时,只能采用分 压接法。

要求待测 电阻Rx中 电流从零 开始连续 可调

练习:为了测定一个6V、3W的小电珠在不同 电压下的功率,所需的实验器材如图所示.已 知电流表的内阻可忽略,滑线电阻的阻值为 10Ω,各电表的量程如图.测量时要求电珠两 端的电压从0伏开始连续调节,测 得多组数据. 请按要求在 实物图上连线.

伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱外侧,通常叫 “外接法” V
A R

电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫 V “内接法”
A R

因为电流表、电压表分别有分压、分流作 用,因此两种方法测量电阻都有误差.

伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法 电压表示数 U A ? U R

V A R

电流表示数 I A ? I R ? I V ? I R

UV R

测 ? IA

UR < R真 ? IR

测量值偏小,适于测量小阻值电阻 . 说明:误差来源于电压表的分流,分流越小,误 差越小.所以该电路适合测量小电阻,即R ?? R V

电流表内接法 电压表示数 U V ? U R ? R A ? U R
电流表示数

IA ? IR
A

V

UV R测 ? IA

UR > R真 ? IR

R

测量值偏大,适于测量大阻值电阻. 说明:误差来源于电流表的分压,分压越少,误 差越小.所以该电路适合测量大电阻,即 R ?? R A

伏安法测电阻电路选择
1、直接比较法:当Rx《Rv时,采用外接法 当Rx》Rv时,采用内接法 2、比值法

Rx RV 当 ? 时,选用电流表内接法. RA Rx
Rx RV 当 ? 时,选用电流表外接法. RA Rx
3、看大册子P46“选择电流表内接和外接的三种方法

例1. 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表 测电阻,在图甲、乙两种情况下,电压表的示数都是 60V,电流表的示数都是0.2A,则R1的测量值为 300 Ω,真实值是 290 Ω,R2的测量值为 300 Ω,真实值是 333 Ω。

V

V
R1

A


A


R2

练习. 用伏安法测电阻,采用电流表内接法和外接 法,测得某电阻Rx的阻值分别为 R1 和R2 ,则所测 的测量值和真实值Rx之间的关系是 ( A ) (A)R1> Rx>R2 (B) R1< Rx<R2 (C)R1>R2>Rx (D)R1<R2<Rx
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2.已知电流表的内阻约为0.1Ω,电压表内阻约为 10KΩ,若待测电阻约为5Ω,用伏安法测其电阻应采 用电流表______接法较好。若待测电阻约为500Ω, 外 用伏安法测其电阻应采用电流表_____接法较好。 内

3.如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分 别为10V和0.1A,那么,待测量电阻RX的测量值是 _____Ω ,测量值比真实值_大 _(大或小),其真 100 实值为____Ω 。(已知电流表的内阻为0.2Ω ) 99.8

v
A RX

四、选择器材和电路的一般原则
1.安全性原则:实验中要保证电流、电压值既不 超过仪表的量程,又不能超过变阻器、小灯泡、电阻 箱等器材所允许的最大值. 2.精确性原则:在不违反安全性原则的前提下, 尽量使测量结果更精确(减小误差). 3.简便性原则:在不违反前两个原则的前提下,尽 量使测量电路简单好接,测量中的调节控制操作方便 . 本着这三个原则,一般按照如下顺序选择电路和器材: 1、滑动变阻器的接法和选择(控制电路)---简便性、 安全性 2、电流表和电压表的选择(电表)---安全性、精确性 3、电流表的内外接 (测量电路)---精确性


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