高考物理实验:伏安法测电阻
2025高考物理总复习测量电阻的五种其他方法
电流表A1的内阻r1。图乙中,根据电路知识有I1(r1+Rx)=(I2
-I1)R0,则如果r1、R0已知,可求出Rx的阻值;如果R0、Rx已
知,可以求出电流表A1的内阻r1。
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高中总复习·物理
【典例2】
(2022·全国甲卷22题)某同学要测量微安表内
1
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高中总复习·物理
②图乙中,如果电压表V1的内阻r1、电阻R0已知,电压表V1、
V2的读数分别为U1、U2,根据电路知识可知流过被测电阻Rx的
1
1
1 (0 +1 )
2 −1
电流为I= + =
,则被测电阻为Rx=
=
1
0
0 1
(2 −1 )0 1
1 (0 +1 )
图所示的电路
闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的
原
电流大于原来的电流,则流过RM的电流大于 ,故待测表头的内
2
阻的测量值小于真实值。
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高中总复习·物理
(5)将该微安表改装成量程为2 V的电压表后,某次测量指针指在
图示位置,则待测电压为
1.28(1.26~1.30均可)
效替代法、电桥法等。
方法一 伏伏法测电阻
伏伏法又称电压表差值法,它是利用两个电压表的组合测量电压
表的内阻或其他电阻的方法。常见电路如图甲、乙所示。
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高中总复习·物理
(1)条件:电压表V 2 的量程必须大于电压表V 1的量程且能搭配使
用。
(2)技巧:已知内阻值的电压表可当作电流表使用。在缺少合适的
。
同理,如果R0、Rx为已知,可以由上面的关系求出电压表V1的
高考物理实验:伏安法测电阻
R A
R A
V
甲
乙
★:比较其相对变化量的倍数!
供电电路
1、电路图
限流电路
RX b R a
Ek
滑动头从a滑向b
RX上电压变化范围 ( 设r=0 )
R0 E R0 + R
E
接通电键时滑动头
a端
初始位置应处于
分压电路 RX
aRb Ek 0E
a端
2、供电电路的选择方法(滑动变阻器分压接法或限流
接法)
a、要求电压或电流从零开始连续调节选分压接法(给 定表格数据或图像从零开始)。 b、要求测量范围尽可能大一般选分压接法(要求测多 组数据)。 c、滑动变阻器的阻值太小,一般小于待测电阻的阻值(R 滑<RX),若接入限流电路,则电表的变化范围太小。 d、采用限流接法时最小电流都超过电表量程或用电器 的额定电流时,改选分压接法。
值,即 (如图1所示)。
(2)当 RX远小于RV 时,电流表外接;当临界阻值 时,采用电流表的外接;当采用电流
表外接时,电阻的测量值小于 真实值,即 (如图2所示)。
3.滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择. 控制电路的安全及偶然误差:
(1)滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明 的情况下, 由于限流电路能耗较小,结构连接简单, 应优先考虑限流连接方式。 限流接法适合测量小电阻或与变阻 器总电阻相比差不多或还小, (如图3所示)。
(2)滑动变阻器分压接法。 选用滑动变阻器分压连接方式: (1)若采用限流电路,电路中的最小 电流仍超过用电
器的 额定电流时;
(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值,且实 验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实
验数据)时; (3)要求某部分电路的电压 从零开始可连续变化时.
高中物理伏安法测电阻
实物连线(电路连接) 如下图所示:
校准电路如下图所示:
V R分
G R
Er S
v1 Rx
A2
R
Er S
少为5V, 阻值应调到12.5 kΩ, 显然, 限流不能起到保证电表 安全的作用,更不能进行有效 调节,所以,只能采用分压电路 控制,实验电路如图所示。
例2、为了测定电流表A1的内阻r1的精确值,实
验室给出了如下器材:
器材名称 电流表 电流表 电压表
定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器
四 、实验要求:
1. 仪器的规格与量程的选择。
2. 线路的连接。
3. 实验中读得 R2 的阻值为100 Ω,若将
此电流表改装成量程为 3v 的电压表,应 串 联 一个阻值为 29900 Ω 的电阻。
4. 若用此改装表去测量一稳恒电压,则测 量值和真实值相比 偏小 (填“偏大”或“偏 小”) 。
分析与解答:
9999 Ω 的电阻箱。
(Ⅱ 、Ⅲ) 实验中若读得 R2 的阻值为100 Ω, 则电流表的电阻 Rg = 100 Ω 。由于R2 与电流表并 联后,R2 调整到电流表半偏时,回路的总电阻减小, 主回路中的电流将大于电流表的满偏电流 Ig ,而通 过电流表的电流为 Ig/2, 则通过R2 中的电流将大于 Ig/2,故电阻箱 R2 此时的阻值应比电流表的电阻 Rg
小一些,所以用半偏法测得的电流表的电阻值小于实
际值,由此计算出的电流表的电压降 vg (= IgRg )
也偏小,若将此电流表改装成量程为 3v 的电压表,
则量程的扩大倍率 n (= v/vg = 3/10-4×100 = 300) 偏大,则串联分压电阻 R2 = (n - 1)Rg =
(含答案)“伏安法测电阻”以及其它几种测电阻的方法
“伏安法测电阻”以及其它几种测电阻的方法一、基础知识(一)伏安法测电阻的基本原理 1、基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R =UI (只是定义式,而不是决定式,决定式为电阻定律)只要测出元件两端的电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
2、测量电路的系统误差(1)当Rx 远大于RA 或临界阻值RARV<Rx 时,采用电流表内接(如图所示).采用电流表内接时,系统误差使得电阻的测量值大于真实值,即R 测>R 真.(2)当Rx 远小于RV 或临界阻值RARV>Rx 时,采用电流表外接(如图所示).采用电流表外接时,系统误差使得电阻的测量值小于真实值,即R 测<R 真.3、控制电路的安全及偶然误差根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同,滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择. (1)滑动变阻器限流接法(如图所示).一般情况或没有特别说明的情况下,由于限流电路能耗较小,结构连接简单,应优先考虑限流连接方式.限流接法适合测量小电阻和与变阻器总电阻相比差不多或还小的电阻.(2)滑动变阻器分压接法(如图所示).当采用限流电路,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时,必须选用滑动变阻器的分压连接方式;当用电器的电阻远大于滑动变阻器的总电阻值,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数据)时,必须选用滑动变阻器的分压接法;要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时,必须选用滑动变阻器的分压连接方式.4、其它常见的测量电阻的方法(1)安安法若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用.(1)如图甲所示,当两电表所能测得的最大电压接近时,如果已知的内阻R1,则可测得的内阻R2=I1R1I2. (2)如图乙所示,当两电表的满偏电压UA2≫UA1时,串联一定值电阻R0后,同样可测得的电阻R2=I1R1+R0I2.(2)伏伏法若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用.(1)如图甲所示,两电表的满偏电流接近时,若已知的内阻R1,则可测出的内阻R2=U2U1R1.(2)如图乙所示,两电表的满偏电流IV1≪IV2时,并联一定值电阻R0后,同样可得的内阻R2=U2U1R1+U1R0.(3)比较法测电阻如图所示,测得电阻箱R1的阻值及表、表的示数I1、I2,可得Rx =I2R1I1.如果考虑电表内阻的影响,则I 1(Rx +RA1)=I2(R1+RA2). (4)半偏法测电流表内阻 电路图如图所示步骤:a .断开S2,闭合S1,调节R0,使表满偏为I0;b .保持R0不变,闭合S2,调节R ,使表读数为I02;c .由上可得RA =R.特别提醒当R0≫RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且阻值的测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足够小,误差才小.(5)等效替代法测电阻如图所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.二、练习(伏安法)1、某同学用伏安法测电阻,分别采用电流表内接法和外接法,测量某Rx的阻值分别为R1和R2,则测量值R1,R2和真实值Rx之间的关系是( a )A R1>R x>R2B R1<R x<R2C R1>R2>R xD R1<R2<R x2、采用电流表内接法电路测电阻时,电压表的示数是1.2V,电流表的示数为,电流表内阻是0.2Ω,则被测电阻的测量值为_Ω_____。
高中物理电阻的测量
差,即 R g R 2 Rg
,试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电
流表内阻RA的关系式。
(2)若I0=10mA,真实值Rg约为30Ω,要想使测量结果的相
对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
.
.G
R1
S2 R2
.
a
S1
24
解析:⑴
I0
R1
E Rg
I0
E
R2
2
R1
R2Rg R2 Rg
a
22
半偏法测电流表的内阻 半偏法测电压表的内阻
...G R1
.. S2 R2
.
实验条件 实验步骤
S1
R1 Rg
R0
V
. aP
b
.. R
S
RRV
1.把滑动变阻器R1的电阻调到 最大,把电阻箱R2的阻值调到0 2.先闭合S1 ,调节R1使电流 表指针满偏.
1.把滑动变阻器的触头P滑到a 端.把电阻箱R0的阻值调到0
V
b.选择方法:将电压表分别接a、b两点
如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强, 不满足RX<<RV,不适应用电流表的外接法.应用电流表的内接 法.
从另一个角度来看,电压表的示数没有显著变化,说明电 流表的分压作用很弱,满足RX>>RA,应选用内接法.P 应接在b 处。
安培表和伏特表示数变化显著(明显)的标志是它们的 示数的变化量(绝对误差)占原来值的百分比大.(相对误 差)
8
28
28
2
7
37
3
65 4 654
×100
×1000
901 9 01
8
伏安法测电阻 方法
伏安法测电阻方法伏安法测电阻是一种常见的电阻测量方法,它通过应用欧姆定律来测量电阻值。
在电子工程、物理实验及工业生产中,伏安法测电阻广泛应用。
本文将从原理、测量步骤、仪器要求等方面介绍伏安法测电阻的方法,以帮助读者更好地了解和应用这一电阻测量技术。
一、方法原理1.欧姆定律欧姆定律是伏安法测电阻的基础原理。
根据欧姆定律,电流I通过一个电阻R的导体时,产生的电压V与电流I成正比,即V=IR。
利用这一定律,可以通过测量电流和电压来计算电阻的数值。
2.伏安法原理伏安法测量电阻利用欧姆定律,通过施加电压,测量通过被测电阻的电流,再根据欧姆定律计算电阻的值。
一般来说,使用直流电源对电路进行供电,通过测量所施加电压和电流的关系,从而计算出电阻值。
二、测量步骤1.准备工作在进行伏安法测量电阻之前,首先要确保仪器和线路的正常运行。
确保电源稳定可靠,测量仪器准确度高,测量线路连接正确。
2.连接电路将被测电阻与电源和测量仪器连接成电路。
通常将被测电阻接入电路中,保证电流沿着被测电阻流过,同时使用电压表或示波器测量两端的电压。
3.施加电压通过电源向电路施加一定的电压。
根据实际测量需要确定施加的电压大小,一般为直流电源。
4.测量电流使用电流表或示波器测量电路中通过被测电阻的电流值。
5.测量电压使用电压表或示波器测量被测电阻两端的电压值。
6.计算电阻根据欧姆定律,通过测量得到的电流和电压值计算电阻的数值。
根据V=IR的关系,电阻值R=V/I。
三、仪器要求1.电源在进行伏安法测量电阻时,需要使用可调节的直流电源,以提供稳定的电压给电路。
2.电流表用于测量电路中通过被测电阻的电流值,通常需要选择合适量程的电流表。
3.电压表用于测量被测电阻两端的电压值,可选择数字电压表或模拟电压表。
4.示波器示波器能够直观地显示电路中的电压和电流波形,适用于对电路信号进行实时监测和分析。
伏安法是一种简单而常用的测量电阻的方法。
通过仪器精准测量电流和电压值,结合欧姆定律,可以准确计算出被测电阻的数值。
伏安法测电阻
伏安法测电阻一、 考点、热点回顾二、 伏安法测电阻1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:I=U/R3、电路图: (右图)4、步骤:①根据电路图连接实物。
连接实物时,必须注意 开关应断开 ② 检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
③算出三次Rx 的值,求出平均值。
④整理器材。
5、讨论:⑴本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。
⑵测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx 电流。
根据Rx=U/I 电阻偏小。
滑动变阻器变阻(“一上一下”) 阻值最大(“滑片远离接线柱”)串联在电路中电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:算最大电流 I=U/Rx 并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:看电源电压(a) (b)⑶如图是两电阻的伏安曲线,则R 1>R 2二、典型例题1、 小明做“用电压表、电流表测电阻”的实验,实验器材如图13所示,请完成下列要求。
(1)小明连接的电路如图13所示,图中尚有一根导线未连接,要求:滑片P 向右移动时,电压表示数变大,请用笔画线代替导线在图中正确连接。
(9) (用2B 铅笔在答题纸的相应位置连线)三、②小明正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键S ,电流表的示数为安。
然后在移动滑片P 的过程中,发现电压表示数始终为3伏,产生这种现象的可能原因是 (10) 。
(2) 小明调整了出现故障的器材后,按正确的步骤操作。
当滑片移到中点时,电压表、电流表示数如图14(a)和(b)所示。
则R X 的阻值是 (11) 欧;刚闭合电键时,滑动变阻器接入电路的阻值是(12) 欧。
2、小明同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中,电源电压保持不变。
2021届高考物理必考实验十三:伏安法测量电阻【含答案】
2021届高考物理必考实验十三:伏安法测量电阻1.常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。
(1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V。
(3)对于0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。
【最新高考真题解析】1.(2020年全国I卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5Ω。
该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。
测量得到如图(b)所示的两条U–I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题:(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)。
【答案】 (1). O 、P (2). I (3). 50.5 (4). 50.0【解析】【详解】(1)[1]若将电压表接在O 、P 之间,V U U I R Rx=+ 则 x V x VR R U I R R =⋅+ 根据一次函数关系可知对应斜率为x V x VR R R R +。
若将电压表接在O 、Q 之间,电流表分压为 A A U IR =根据欧姆定律变形可知A U IR R I-=解得 A ()U I R R =+根据一次函数可知对应斜率为A ()R R +,对比图像的斜率可知I II k k >所以II 图线是采用电压表跨接在O 、P 之间。
高中物理:伏安法测电阻
高中物理:伏安法测电阻【知识点的认识】伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U 测=U x +U A 电压表分流I 测=I x +I V 电阻测量值R 测==R x +R A >R x 测量值大于真实值R 测==<R x测量值小于真实值适用条件R A ≪R x R V ≫R x 适用于测量大电阻小电阻(2)两种电路的选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内,小外”.②临界值计算法:R x <时,用电流表外接法.R x >时,用电流表内接法.③实验试探法:按图所示接好电路,让电压表一根接线柱P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则采用电流表内接法.4.电压表、电流表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1)0~3V的电压表和0~3A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是0.1V或0.1A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.(2)对于0~15V量程的电压表,精确度是0.5V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1V.(3)对于0~0.6A量程的电流表,精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01A.【实验目的】1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.2.会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率.【实验原理】由R=ρ得ρ=,因此,只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R(R=).电路原理如图所示.2.用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的直径,算出横截面积S.3.将测量的数据代入公式ρ=求金属丝的电阻率.【实验器材】毫米刻度尺,螺旋测微器,直流电流表和直流电压表,滑动变阻器(阻值范围0~50Ω),电池组,开关,被测金属丝,导线若干.【实验过程】一、实验步骤1.求导线横截面积S,在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径,求出其平均值d,S=.2.按图所示电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路.3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S.改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入记录表格内,断开开关S,求出导线电阻R x的平均值.5.整理仪器.二、数据处理1.在求R x的平均值时可用两种方法(1)第一种是用R x=算出各次的数值,再取平均值.(2)第二种是用U﹣I图线的斜率求出.2.计算电阻率:将记录的数据R x、l、d的值,代入电阻率计算公式ρ=R x=.【误差分析】1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.2.采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.4.由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.【注意事项】1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该在连入电路之后在拉直的情况下进行.2.本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法.3.电流不宜太大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大.。
伏安法测电阻实验原理
伏安法测电阻实验原理
伏安法是一种常用于测量电阻的实验方法,原理如下:
1. 实验装置:
- 电源:提供一定电压的直流电源。
- 电阻待测物体:可以是线路中的一段电阻、电阻器或其他电阻元件。
- 安培表:用于测量电流强度的仪器。
- 电压表:用于测量电压的仪器。
2. 实验步骤:
- 将待测电阻与电源相连,组成一个闭合电路。
- 将电压表与待测电阻的两端相连,用以测量电压。
- 将安培表依次接入待测电阻的一端,用以测量电流。
3. 测量原理:
- 根据欧姆定律,电阻的值R等于电压U与电流I的比值:R = U / I。
因此,需要同时测量电压和电流才能计算出电阻的值。
- 通过调节电源的电压,可以改变电压表示数。
然后,根据安培表的示数及其设置的测量范围,可以计算出电流的值。
- 根据测量的电压和电流值,可以通过计算得到待测电阻的阻值。
4. 注意事项:
- 实验过程中,应保证待测电阻两端的电压和电流稳定,以获得准确的测量结果。
- 选取合适的量程和测量仪器,以保证测量的准确性。
- 在测量前应检查实验电路的连接是否正确,以避免因电路接触不良等问题造成误差。
通过伏安法测定电阻值的实验原理如上所述,这种方法简单而常用,可用于实验室及工程领域中的电阻测量。
物理实验报告伏安法测电阻
物理实验报告伏安法测电阻伏安法测电阻实验报告实验目的:通过伏安法测量电阻,掌握伏安法的基本原理和操作方法,了解电阻的测量原理。
实验仪器和材料:1. 电源2. 电流表3. 电压表4. 电阻器5. 导线6. 万用表实验原理:伏安法是利用欧姆定律进行电阻测量的一种方法。
根据欧姆定律,电阻的大小与电流和电压之间的关系成正比。
当电流通过电阻时,电阻两端产生电压,根据欧姆定律,电阻的大小可以通过测量电流和电压来计算得出。
实验步骤:1. 将电阻器连接到电源、电流表和电压表上,组成电路。
2. 调节电源的电压,使电流表读数稳定在某个数值。
3. 记录电流表和电压表的读数。
4. 根据欧姆定律计算电阻的大小。
实验结果:通过伏安法测量,得到电阻的大小为R=V/I,其中R为电阻的大小,V为电压,I为电流。
实验结果与理论值相符合,误差较小。
实验分析:在实验中,我们通过伏安法测量了电阻的大小。
通过实验,我们掌握了伏安法的基本原理和操作方法,了解了电阻的测量原理。
在实际应用中,伏安法是一种简单有效的测量电阻的方法,可以广泛应用于电路设计和电子设备维护中。
结论:通过本次实验,我们成功利用伏安法测量了电阻的大小,掌握了伏安法的基本原理和操作方法。
这对我们理解电路中的电阻现象、设计电子设备等具有重要意义。
同时,我们也发现了伏安法测电阻的准确性和可靠性,为日后的实验和工作提供了重要参考。
通过本次实验,我们对伏安法测电阻有了更深入的理解,也为我们今后的学习和工作提供了基础和指导。
希望通过不断的实践和探索,我们能够更好地运用伏安法测电阻,为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。
高考物理电学实验全解析一伏安法测电阻
【高考物理电学实验全解析一】测电阻电阻实验是高考物理电学实验考察的重点内容。
有时候考察的是经典的伏安法测电阻,有时候则有很大的变通性,譬如用两个电流表或两个电压表测电阻,也有的时候是直接考察测电压表或电流表的电阻,时而不时的也会考察类似半偏法等一些看起来不太正统的测电阻的方法。
纵观整个高中物理实验,力学实验比较多,或许就是因为比较多,题目的变通性反而不太强,只要看明白实验原理,以及每个物理量用什么来测量,并不难取得突破。
电学实验内容少,就测电阻、测电动势和内阻、多用电表这三个,但考察起来往往有很大的变通性。
一.经典的伏安法测电阻经典的伏安法测电阻实验的问题可以分拆成三个问题:电学仪器选择、控制电路选择、电流表内接外接选择。
突破了这三个方面,经典的伏安法测电阻就基本没啥问题了。
1.控制电路的选择伏安法测电阻实验必备的设备是:被测电阻、电流表、电压表,这三个设备组成如图所示的测量电路。
如何把上面的测量电路和滑动变阻器一块连入完整的电路中,让电流表和电压表的读数发生变化,就是所谓的控制电路。
通常有两种控制电路:限流电路和分压电路,如下图所示。
很多时候,控制电路也叫做滑动变阻器的接法,限流接法和分压接法。
这两种电路各有各的优点,也各有各的缺点,还有一些各自要注意的事项。
下面逐个进行分析。
(1)限流电路测量范围:如果不考虑电源内阻,在滑动变阻器短路的时候,测量电路也即被测电阻两端的电压是最大的,等于电源总电压;在滑动变阻器全部阻值接入电路的时候,被测电阻两端电压是最小的,最小值倒可以求出。
我们需要非常清晰这样一个事实:限流电路中被测电阻的电压和电流不能从零开始。
这就限制了电流表和电压表的数据范围,数据范围小,数据就少,画出来的U-I图象或I-U图象就不太精确,被测电阻的测量值误差就会大些。
这是限流电路非常显著的一个缺点。
滑动变阻器阻值:为了让同学们明白限流电路中滑动变阻器的作用,我举一个极端些的例子。
假如被测阻值为100欧姆,滑动变阻器的最大阻值为5欧姆。
伏安法测电阻【3篇】
伏安法测电阻【优秀3篇】伏安法测电阻篇一[教学目标]知识与技能应用欧姆定律,学习用电流表和电压表测量小灯泡的电阻。
理解电阻是导体本身固有属性,了解灯丝(钨丝)的电阻特性。
过程与方法通过测量电阻,了解欧姆定律的应用,进一步了解和学习物理研究问题的方法。
情感、态度、价值观培养学生设计实验、连接电路、测量及分析归纳物理规律的兴趣。
[教学重点]1.学习应用欧姆定律,用电流表和电压表测量电阻2.理解电阻是导体本身固有属性,与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
[教学难点]1.实验电路的设计、连接,电流表、电压表量程的选择,滑动变阻器的使用,实验数据表格的设计。
2. 理解电阻是导体本身固有属性,与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
了解灯丝(钨丝)的电阻随温度变化的特性。
[教学准备]学生分组探究实验器材:电流表(1)、电压表(1)、滑动变阻器(1)、甲电池(2)、定值电阻(5ω、10ω各1个)、小灯泡+灯座(1)、导线10根。
[教学设计][新课导入]1.复习:欧姆定律的内容、适用条件及其数学表达式。
2.教师提出问题:用电流表和电压表你能测量出定值电阻的阻值吗?试说明测量原理,并作出测量电路图。
[新课教学]学生思考、设计实验:教师提出问题:用什么方法可以改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压?应如何改进测量电路图?学生思考、设计实验实验电路:教师提出问题:如果改变通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压,定值电阻的阻值将如何人改变?学生猜想、假设实验结果:学生探究实验:用电流表和电压表测量出定值电阻的阻值。
学生分析、归纳实验结果:电阻是导体本身固有属性,与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
教师引导学生测量小灯泡的灯丝电阻:你想不想知道小灯泡的灯丝的电阻有多大呢?学生设计实验电路:学生探究实验:用电流表和电压表测量小灯泡的灯丝电阻。
学生发现问题:在不同电压和电流的情况下,小灯泡的灯丝的电阻不同。
学生知识类比迁移,思考、交流讨论:为什么改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,小灯泡的电阻会改变?教师引导学生总结、归纳物理规律。
2020高考物理实验专题:伏安法测电阻(解析版)
2020高考物理 实验专题:伏安法测电阻(解析版)1. 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 约为200Ω,电压表V 的内阻约为2kΩ,电流表A 的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a )或图(b )所示,计算结果由xU R I计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的读数;若将图(a )和图(b )中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则 ① (填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1 ② (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2 ③ (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】①R x 1 ②大于 ③小于 【解析】R x 约为200Ω,102002000==x V R R ,2010200==A x R R ,R x 可认为是大电阻,采取电流表内接法测量更准确,即用图a 电路测量,R x 1更接近待测电阻真实值;因为,IUR x =1,I U R R R =真U >U R ,I =I R ,则R x 1>I真,图a 电路由于电流表的分压使测量值大于真实值;因为,IU R x =2,I U R RR=真I >I R ,U =U R ,则R x 2<I 真,图b 电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。
2. 某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。
现有器材为:待测电阻R (阻值约为5 Ω),电源(电动势3 V ),滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω),电流表(量程0.6 A ,3 A ),电压表(量程3 V ,15 V ),开关,导线若干。
实验要求在测量电路中将电流表外接,滑动变阻器起限流作用。
回答下列问题:(1)按照实验要求在图(a )中画出实物连线图。
(2)若已按实验要求接线,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终约为3 V ,电流表的示数始终接近0。
写出产生这种现象的一个原因:_______________。
物理实验之伏安法测电阻
物理实验之伏安法测电阻伏安法是一种常用的电阻测量方法,通常用于测量小电阻值和高精度的电阻,原理是通过给定电压和测量电流,在欧姆定律的基础上计算电阻。
本文将介绍使用伏安法测量电阻的步骤和注意事项。
实验步骤:1.准备实验器材(1)电源:在伏安法测量电阻时,需要准确的电压值,通常使用直流稳压电源。
(2)电阻器:需要测量的电阻是未知的,可以通过串接已知电阻实现电阻值的测量,此时需要使用标准电阻。
(3)万用表:根据实验需求,可以选择不同量程和精度的万用表,用于测量电压和电流。
(4)导线和插头:连接电路中各个器件的导线,需要选择质量好的导线和插头,以保证实验数据的准确性。
2.组装电路(1)将电源连接到电阻器两端,注意接线的正确性,应使电压正极连接到电阻器正端,负极连接到电阻器负端。
(2)调节电源输出电压,一般选取2V,5V等常用电压值。
(3)连接万用表,用于测量电压和电流。
万用表的电源需要连接到电压采集端,在使用时需要注意选取正确的测量量程。
(4)通过万用表,将电流表和电阻器串联在一起,使得电流能够通过电阻器并能正确定向电流表,注意连线的正确性。
3.测量数据在进行伏安法测电阻时,测量电路的电流和电阻值是重要的参数,需要通过计算得到。
方法如下:(1)测量电压:在电路中两端接上万用表,调节万用表量程,记录电路两端的电压值。
(2)测量电流:根据万用表的测量原理,将电流表连接到电路中,读取电路中的电流值。
(3)计算电阻值:电阻器中的电阻值可以通过串联标准电阻的方式实现,根据串联电路的电阻原理,将待测电阻串联到标准电阻和电源中,并测量电路中的电流和电压,通过欧姆定律计算出待测电阻的阻值。
实验注意事项:1.实验中需要注意选择合适的电源电压和电流表量程,确保电流和电压值在量程范围内。
2.接线时需要注意接线正确性,并注意连接稳定可靠,以保证实验数据准确可靠。
3.在测量电流时,应先将电路电流调小,再逐渐增加电流,以避免因突然大电流损坏电路、仪器或消耗的电能过多。
物理实验报告伏安法测电阻
物理实验报告伏安法测电阻伏安法是一种常用的物理实验方法,用于测量电阻。
在这个实验中,我们通过施加电压和测量电流的方式,来确定电阻的大小。
本文将详细介绍伏安法测电阻的原理、步骤以及实验结果的分析。
一、实验原理伏安法是基于欧姆定律的实验方法,欧姆定律表明电流与电压之间存在线性关系。
根据欧姆定律,电阻的大小可以通过测量电流和电压的比值来确定。
二、实验步骤1. 准备实验装置:将电阻器连接到一个稳定的电源上,并将电流表和电压表分别连接到电路中。
2. 施加电压:通过调节电源的电压,使其输出恒定的电压。
3. 测量电流:使用电流表测量通过电阻器的电流。
确保电流表的量程适当,以避免过载。
4. 测量电压:使用电压表测量电阻器两端的电压。
5. 记录数据:将测得的电流和电压值记录下来。
6. 重复实验:重复以上步骤,至少进行三次实验,以提高数据的准确性。
三、数据分析1. 绘制电流与电压的关系图:将测得的电流和电压值绘制成图表,其中电流为横坐标,电压为纵坐标。
根据欧姆定律,这个图应该是一条直线。
2. 拟合直线:通过拟合直线,可以确定电阻的大小。
拟合直线的斜率即为电阻值。
3. 计算电阻:根据拟合直线的斜率,计算电阻的数值。
注意单位的转换,通常电阻的单位为欧姆(Ω)。
四、实验结果及讨论根据实验数据和数据分析的结果,我们可以得出电阻的数值。
在实验中,我们可以观察到电流与电压之间存在线性关系,这符合欧姆定律的预期。
通过实验测得的电阻值,我们可以比较它与电阻器标称值的差异,以评估电阻器的准确性。
此外,我们还可以通过改变电阻器的材料、长度或截面积等条件,来观察电阻的变化。
这可以帮助我们更深入地理解电阻的本质和影响因素。
总结:通过伏安法测电阻的实验,我们可以通过测量电流和电压的方法,来确定电阻的大小。
实验结果可以帮助我们验证欧姆定律,并评估电阻器的准确性。
此外,通过改变实验条件,我们还可以进一步研究电阻的性质和影响因素。
这个实验不仅能够巩固我们对电路基本原理的理解,还能培养我们的实验技能和数据分析能力。
测电阻的几种典型方法
测电阻的几种典型方法一、伏安法测电阻1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:I=UR3、电路图: 如图1所示4、步骤: ①根据电路图连接实物。
几个注意点:a 、连接实物时,必须注意 开关应断开;② 检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
③算出三次Rx 的值,求出平均值。
④整理器材。
二、伏阻法测电阻(一)常见的形式:a 、电压表和定值电阻;b 、电压表和已知最大阻值的变阻器。
(二)具体情形: 1、电压表+定值电阻(1)设计思路:该实验的关键是如何找到待测电阻的电流.因此不妨采用间接测量 的方式:只要求得已知电阻的电流即可.而这一结果可通过测已知电阻两端电压,将测得值除以已知阻值得到.电路图如图8-1所示.(2)实验原理:由欧姆定律可以得到:x x x U R I =,000UI R =,再由串联电路电流处处相等的规律有,000x x x U UR R I U ==因而只需测出已知电阻和未知电阻两端的电压即可. 总结:上面方法是运用一只电压表测量两次,再根据已知电阻计算出被测电阻的阻值.当然可以用两只电压表一次分别测出已知电阻和待测电阻两端的电压,再根据串联电路分压原理计算出被测电阻的阻值.b 、滑动变阻器 变阻(“一上一下” ) 阻值最大(“滑片远离接线柱” )串联在电路中c 、电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流I=URx并联在电路中 电压表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:看电源电压VARx R ′ 图12、实验改进方案(1)电压表+定值电阻实验步骤:(1)S1、S2合,电压表的示数为U1;(2)S1合,S2开电压表的示数为U2;(3)则Rx= _(U1-U2)*R0/U23、实验改进方案(1)电压表+定值电阻实验步骤:(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=__(U1-U2)*R0/U2思考1:若没有定值电阻R0,有一个最大阻值为R0的滑动变阻器,能否测出待测电阻Rx 呢?(有电压表)1.电路设计2.实验步骤:(1)P到a时电压表的示数为U1;(2)P到b时电压表的示数为U2;(3)则Rx=______U2*R0/ (U1-U2)三、安阻法测电阻(一)常见的形式:a、电流表和定值电阻,b、电流表和已知最大阻值的变阻器。
2024届高考物理一轮第三编第八章恒定电流第3讲第5课时科学思维_测量电阻常用的6种方法
而此时电流表半偏,所以流经 R2 的 增大,因此电压表读数等于12 误差分析 电流比电流表所在支路的电流大,
R2 的电阻比电流表的电阻小,而我 Um 时,R2 两端的电压将大于12
们把 R2 的读数当成电流表的内阻, Um,使 R2>RV,从而造成 RV
故测得的电流表的内阻偏小。
的测量值偏大。
[例5·电流表半偏法] 某同学欲测量量程为300 μA的微安表头G的内阻。可供 选择的实验器材有:
半偏法测电表内阻可以分为两种情况:
项目
电流表半偏法
电压表半偏法
实验 电路
图
(1)按如图所示连接实验电路。 (1)按如图所示连接实验电路。
(2)断开 S2,闭合 S1,调节 R1,使 (2)将 R2 的值调为零,闭合 S,调
实验 电流表满偏。
节 R1 的滑动触头,使电压表满偏。
步骤 (3)保持 R1 不变,闭合 S2,调节 R2,(3)保持 R1 的滑动触头不动,调节
(1)图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(填“O、P”或“O、Q”) 两点的方案测量得到的。
(2)根据所用实验器材和图乙可判断,由图线____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果 更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留1位小数)。
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测 电阻的阻值为________Ω(保留1位小数)。
A.微安表头G(量程300 μA,内阻约为几百欧姆) B.滑动变阻器R1(0~10 kΩ) C.滑动变阻器R2(0~50 kΩ) D.电阻箱(0~9 999.9 Ω) E.电源E(电动势约为9 V) F.开关、导线若干
该同学先采用如图所示的电路测量 G 的内阻,实验步骤如下: ①按图连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的 位置; ②断开 S2,闭合 S1,调节滑动变阻器的滑片位置,使 G 满偏; ③闭合 S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使 G 的示数 为 200 μA,记下此时电阻箱的阻值。 回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应选用_________(填“R1”或“R2”)。 (2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为 R,则 G 的内阻 Rg=___________。
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R测 < R真 RV>>RX(小)
3、内接法与外接法的选择 ⑴ 比较法
①阻值比较法:当 RA<<R用内接法
当Rv>>R用外接法
电流表的内接法
R A
V
电流表的外接法
R A
V
②临界值方法:
Rx> R A RV
内接法 “大内大”
Rx< R A RV
外接法 “小外小”
结论:大电阻用内接法,小电阻用外接法 “大内大小外小”
⑵ 试触法
①条件:未给出R的估计阻值 ②选择方法:将电压表分别接a、b两点,
Ra b A
看哪个电表变化示数显著。 “安内伏外” V
基础自测3:一个未知电阻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2.7V、5.0mA,由此可知选 甲 图所示的电 路测量的误差较小, Rx的真实值更接近于 700 Ω 。
RX A
V
b Ra Ek
V1 、A1
• 【合作学习】3: • ⑴ 上述器材中应选用 (填各器材字母代号) • ⑵ 实验电路应采用电流表 接法 • ⑶ 为使通过待测金属导线的电流强度能在0—0.5A范
围内改变,请按要求画出测量待测金属导线电阻Rx的电 路图
RX A
V
aRb Ek
ACDFG 外
高中物理实验
e、两种电路都能满足实验要求时,优先选用限流接法。
f、当用电器的电阻比滑动变阻器的全值电阻小或者两者 差不多时,一般选择限流接法。
• 【典例分析】、已知电阻丝的电阻约为10Ω,现备有下
列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的器材
有
(只填代号)。画出用伏安法测上述电阻丝电
阻的电路图。
• A、量程是0.6A,内阻是0.5Ω的电流表;
电源的选择:根据电阻的额定电压和电表的量程 确定。
电流表 电压表的选择:根据电阻的额定电压,额定电流 确定,或根据电源的电动势确定电压表。电表的变化范 围尽可能在满偏刻度的三分之一以上。
滑动变阻器:根据电路中可能出现的电压或电流范围选 择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的 额定值.
注意:结合实际考虑精度。
三、应变创新
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
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5); (2)用已知内阻的电压表替代电流表(如图6); (3)无电流表时的半偏法(测量电压表内阻) (如图8)。
(1)找“电流”的创新------例题示范
《伏安法测电阻》
一. 伏安法测电阻基本原理
1. 基本原理: 伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律 ,
只要测出元件两端电压和通过的电流,即 可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
2. 测量电路的系统误差控制:
(1)当 RX远大于RA 时,电流表内接;当
临界阻值
时,采用电流表的内接;
当采用电流表内接时,电阻测量值大于真实
值,即 (如图1所示)。
(2)当 RX远小于RV 时,电流表外接;当临界阻值 时,采用电流表的外接;当采用电
流表外接时,电阻的测量值小于 真实值,即 (如图2所示)。
3.滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择. 控制电路的安全及偶然误差:
(1)滑动变阻器限流接法。一般情况或没有特别说明 的情况下, 由于限流电路能耗较小,结构连接简单, 应优先考虑限流连接方式。 限流接法适合测量小电阻或与变阻 器总电阻相比差不多或还小, (如图3所示)。
• B、量程是3A,内阻是0.1Ω电流表;
• C、量程是3V,内阻是6kΩ电压表;
• D、量程是15V,内阻是30k 电压表
• E、阻值为0~1k ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;
• F、阻值为0~10 ,额定电流为2A的滑动变阻器;
• G、蓄电池(6V);
• H、开关一个,导线若干;
怎样选择电源、电表ຫໍສະໝຸດ 滑动 变阻器等实验器材二、伏安法测电阻的原始模型:
有电压表V 测U 有电流表A 测 I
例题.为尽可能准确测量一个定值电阻的阻值, 提供以下器材: A.待测电阻Rx (约30Ω) B.电流表A(100mA,内阻约25Ω) C.电压表V(量程3V,内阻约5 kΩ) D.直流电源E(电动势4V,内阻忽略) E.滑动变阻器(5Ω,额定电流1 A) F.开关、导线若干 试画出测量Rx的电路原理图
• 【合作学习】1:这位同学在一次测量时,电流表、电 压表的示数如图所示.电流表读数为________A,电压 表读数为________V.由图中电流表、电压表的读数可 计算出金属丝的电阻为________Ω.
•
0.46
2.40
5.22
• 【合作学习】2: • 为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选 • 设计测量电路,在右侧空白处画出电路图。
(2)滑动变阻器分压接法。 选用滑动变阻器分压连接方式: (1)若采用限流电路,电路中的最小 电流仍超过用电
器的 额定电流时;
(2)当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值,且实 验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实
验数据)时; (3)要求某部分电路的电压 从零开始可连续变化时.
(如图4所示)。
R A
R A
V
V
甲
乙
★:比较其相对变化量的倍数!
供电电路
1、电路图
限流电路
RX b R a
Ek
滑动头从a滑向b
RX上电压变化范围 ( 设r=0 )
R0 E R0 + R
E
接通电键时滑动头
a端
初始位置应处于
分压电路 RX
aRb Ek 0E
a端
2、供电电路的选择方法(滑动变阻器分压接法或限流
接法)
a、要求电压或电流从零开始连续调节选分压接法(给 定表格数据或图像从零开始)。 b、要求测量范围尽可能大一般选分压接法(要求测多 组数据)。 c、滑动变阻器的阻值太小,一般小于待测电阻的阻值(R 滑<RX),若接入限流电路,则电表的变化范围太小。 d、采用限流接法时最小电流都超过电表量程或用电器 的额定电流时,改选分压接法。
高考物理实验:伏安法测电 阻
二、伏安法测电阻
1、原理:部分电路欧姆定律 2、测量电路: RX
R测 =
U测 I测
RX
A
A
V
(Ⅰ)电流表内接法
误差分析:
电流表分压 U 测=UX+UA
R测 = RX + RA
R测 > R真 减少误差的方法: RA<<RX(大)
V
(Ⅱ)电流表外接法
电压表分流 I测 =IX+IV