伏安法中电表的选取

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伏安法测电阻 滑动变阻器的两种接法比较和选择

伏安法测电阻 滑动变阻器的两种接法比较和选择

一、伏安法测电阻1、伏安法测电阻:测电阻的两种电路:电流表的外接法与内接法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。

电流表接入电路会分压,电压表接入会分流。

①电流表外接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用外接法的条件:②电流表内接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用内接法的条件:总结:3、电流表内外接法的判别例1:点触法①如图测电阻R,当电压表的表头P从A点,接到B点时电压表读数变化明显,应用____接法②电流表读数变化明显,应用_____接法例2:如果电流表的内阻为R A=0.03Ω,R V=2.OKΩ,要测量的电阻R大约为1.5KΩ,采用哪种接法误差更小?如果要测量的电阻R大约是2Ω,采用哪种接法更简单?并画出这两种接法.练习1:有一个未知电阻R,用下图中(A)和(B)两种电路分别对它进行测量,用A图测量时两表读数为分别为6V,6mA,用图B测量是,两表读数分别为5.9V,10mA,则用图测量电阻的误差较小,测量值,测量值比真实值偏 ,(电流表内阻很小约0.1Ω,电压表内阻很大约3000Ω)练3:先要测定一个额定电压约4V,额定电流约0.5A的小灯泡正常发光时的电阻,电压表应该选择,电流表应选择电路连接时电流表应采用接法。

A、电压表量程是4.5V,内阻约4000ΩB、电压表量程是10V,内阻约8000ΩC、电流表量程3A,内阻约0.4ΩD、电流表量程0.6A,内阻约2Ω二、滑动变阻器的两种接法比较和选择知识要点一、滑动变阻器的两种连接方式如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载R L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(b)电路称为分压接法.二、两种电路的比较负载R L上电压调节范围(忽略电源内阻)负载R 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RRRLL+E≤U L≤ERREL+≤I L≤LREEI L分压接法0≤U L≤E0≤I L≤LREE(I L+I ap)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三、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.(1)下列三种情况必须选用分压式接法①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,必须采用分压接法.②当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,R甲乙必须采用分压接法.③若采用限流接法,即使滑动变阻器的阻值调到最大是待测电阻上的电流(或电压)仍大于电流表(或电压表)的量程,必须采用分压接法.【例1】如图所示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:A.待测电阻Rx(约100Ω)B.直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)C.直流电压表(量程0-3V,内阻5KΩ)D.直流电源(输出电压4V,内阻不计)F.滑动变阻器(阻值范围0-15Ω,允许最大电流1A)根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。

伏安法测电阻电路设计与仪表的选择

伏安法测电阻电路设计与仪表的选择

伤痕而导致探测器损坏。 最后 , 加强维 护火 灾探 测 器 和火灾 报警 系统 的维护 。 应 在清洗后 , 应对火灾 探测器 的外观 和性能进行 最终 检验和 实
验 。通过检验合格 的火灾探测器 , 还需经过老 化试验 7 个 小 2 时 , 性能 稳定。光有 良好火灾 探测器 是不 够的。如果 火 使之 灾报警系统在使用中出现不 同程件大都带有不 同程度 的静 电荷积 聚。
在清洗过程中如 没有 相应 的防静 电措 施 , 会造成静 电荷 在 也
“ 早报警 , 早发现” 的效果。因此在对探测器维护的同时, 应排
除报警系统所 有的故障,激活 ” “ 整个报警系统 , 使之处 于 良 好
的运行状态 。
圈 2
按图 1 联线 , 所测电流是流过 R的电流 , 但所测 电压是 R 和安培表上 电压的总和。 安培表 内阻为 , 设 根据欧姆定律
愈接 近理论直线 。
只有 当安培表 内阻 很小时按 图 1 接法 , 伏特表 内阻 很大
时按 图 2接法 , 或者说 电表取用的功率很小 , 误差可 以减至很 正来 消除 系统误差的影响。
半= R = 一 + 或 了 V
对误差为 :
( 小或忽略不计。当然也可以根据电路对计算电阻公式加以修 2 )
2 正确选择仪器和确定实验条件
伏特表 、 安培表 由于受到仪器精确度 限制 ,
( 下转第 4 7页)
如果用 R : 近似 , 必然比R的真实数 值偏 大 , 由此带来的相
中, 污染物在超声波 的振动 下 , 对零件表 面产生 磨损 , 会 造成
探测器 内部组 件上 的积聚 。当达 到一定程 度 , 火灾探 测器 就
会发生飞弧 、 扫掠放 电 , 电晕或击 穿现象 , 致使 探测器 受损 失 效 。最简单 的处理 方法就 是使用 短路夹 子 , 在解 体后 到组 装 前这一段时间内 , 将探测器组 件短路起来 。 第四 , 超声波清洗应 控制清洗 时间 , 零件在 清洗 液 中进 行 清洗的时间并不 是越 长越好 。因为清洗过 程 中, 污染 物 随时

"伏安法"测电阻时电流表、电压表的选择

"伏安法"测电阻时电流表、电压表的选择
在选 好 了相应量 程 的两种 电表后 , 再 考 虑电流表 的 内外 接 、 滑 动变 阻器 的连 接 等 问题 , 在 这 里 我 就 不

进行 阐述 。 二、 用 电压表 或 电流表 一种 电表 来测 ( 以 只 用 电 流表 测量为例 )
最大为 1 5 0 mA, 估算 R x两 端 最 大 电 压 约 为 U m= 1 5 0 m A×2 2 Q= 3 . 3 V, 如 果 选 用 电压 表 ( 量程 1 5 V) 来测, 电压 表指 针 最大 偏转 角 不足 满偏 角 的三分 之一 。按 照读 数误 差 小原 则 , 所 以本实 验 不能 选用 电压 表 , 故 本实 验采 用 一种 电表 ( 电 流表 ) 来测 。 ( 2 ) 因为 电流 表 A 的 内阻 已知 , 所 以可 以把 电流 表 A : 当电压 表用 , 另

实 验中会 给出有量程 与 内阻的 电流 表和 电压 表 , 我们 学生 一定要 注意 , 并 不 是 题 中 给 了什 么 你 就 得 用 什么, 而你 一定 得 看看 是 否用 得上 , 也就 是 说我 们要
有 选 择 性 的使 用 器 材 , 这 点 是 很 多 学 生 不 会 去 考 虑 的, 认 为 一 定 要 用 电压 表 、 电 流 表 来 测 电压 、 电 流 从 而 算 电阻 , 那 这样就 正好落人 陷阱。 例: 先 用 多 用 电 表 粗 略 测 量 某 段 金 属 丝 的 电 阻
体有 两大类 : 用 电压 表 和 电流 表导体 两端 电压及 通过 导体 的 偶 然误差 小原则 。3 . 通过 电流表 的电流 和加 在 电压 表
采用分 压 电路 , 则调压 范 围大 ; 滑动 变阻器 阻值越 小 , 触 头滑 动时待 测 电路 分得 的 电压 变化 越缓 慢 , 便 于调 节 。5 . 滑动 变 阻 器 阻值 远 大 于 R x时 , 可采 用 限 流 电 路 。但 触头 滑动 时 电压跳跃 变化 , 不便 于调 节 6 . 在 什

伏安法测电阻及 电表的选择.

伏安法测电阻及 电表的选择.
R
实验步骤
1.选择电表的量限,使 阻的标称值接近。
Vm Im
与被测电
2.根据标称值与 RARV 的数值比较, 决定采用内接法或外接法。
3.连接电路(电路图自行设计)后进 行测量,并对测量结果进行修正。开始 时应使滑线变阻器输出电压最小。
4. 根据
UV
2
U I
2
<2%
V I
的要求,解出V和I的取值范围。
大学物理实验
伏安法测电阻及 电表的选择
大连大学基础物理实验中心 张宏剑
实验目的:
1. 学会用伏安法测电阻。 2.了解和掌握减小误差的途径和方法 。 3.根据测量不确定度的要求合理选择
电压表和电流表的参数。
实验原理
1.方法误差-内接法与外接法 内接法:R内V IR源自 RAR内 RAE内
R内 Rx

Uv UI VI
不确定度均分原理
5.计算R,U 。 R
E外
Rx Rv
(2)
比较(1)与(2)两式,可以看出:

E内
RA RX
E外
Rx Rv
,
Rx RA RV
内接法误差小于外接法误差;若
Rx RARV
则外接法的误差小于内接法的误差。
2.仪器误差 电压表的最大允许误差 V aV % Vm 电流表的最大允许误差 I aI % I m
UV aV % Vm
UI aI % Im
UV aV % Vm
V
V
UI aI % Im
I
I

UR
UV
2
U I
2
R V I
为了减小
UR R
,V或I应尽可能大 ,即应

伏安法测电阻——内接法和外接法

伏安法测电阻——内接法和外接法

R
R
两种接法均可起到调压,限流作用, 但调节范围不同,功率损耗也不同.
12
1.限流式
Rx
图中变阻器串联在电路中
起限流作用
P
E
s AR B
待测电阻Rx的电压可调范围 待测电阻Rx的电流可调范围
Rx E ~ E Rx R
E ~E Rx R Rx
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.
F 滑动变阻器(0 ~ 20Ω, 额定电流1A);
G 滑动变阻器(0 ~ 200Ω,额定功率0.3A);
H 导线若干,电键一个。
①电流表应选 ,电压表应选
,变阻器为

②画出测量电路原理图。
21
试验:描绘小灯泡的伏安特性曲线
(1 (2
二.实验原理

测出流过小电珠的电流,用

出小电珠两端的电压,测出多组(U,I)值,在

小的位置(图中最左端),接线经检查无误后,闭合开关S
(3)移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和
电流值I,并将测量数据填入如图所示的表格中,断开开关S .
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U(V) 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I(A)
根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。
V A
RX
2、用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下: 待测电阻: 约几十Ω; 直流电流表:0 ~ 0.6A,内阻2Ω; 直流电压表:0 ~ 15 V ,内阻15kΩ; 蓄电池: 电压12V; 滑动变阻器:0 ~ 200Ω; 电键一个,导线若干。
为了减小实验误差,应采用的电路图是 ( )

伏安法测电阻操作方法

伏安法测电阻操作方法

伏安法测电阻操作方法伏安法是测量电阻的一种常见方法,它利用欧姆定律来测量电路中的电阻值。

在进行伏安法测电阻之前,我们需要准备好一些必要的仪器和设备,包括电流表、电压表、待测电阻以及电源。

接下来,我将详细介绍伏安法测电阻的操作步骤。

1. 准备工作首先,需要将电源与电路连接起来,并确保电路中没有任何其他的电阻或元件。

然后,需要将电流表和电压表接入电路中,分别用来测量电路中的电流和电压。

2. 调整电流值接下来,我们需要调整电流值,在测量电阻时,一般电流值选择在0.1A左右,可以通过调节电源来控制电流的大小。

一般情况下,选取合适的电流值可以确保测量的准确性。

3. 测量电压在确定了电路中的电流值后,我们需要测量电路中的电压值。

将电压表连接到电路中,分别测量电路的两端电压值,并记录下来。

4. 计算电阻值在测量完电路中的电流和电压值后,我们可以根据欧姆定律来计算电路中的电阻值。

根据欧姆定律公式:电阻值(Ω)= 电压值(V)/ 电流值(A),将测得的电压值除以电流值,即可得到电路中的电阻值。

5. 多次测量为了确保测量结果的准确性,通常建议进行多次测量,并取多次测量的平均值作为最终的测量结果。

在进行多次测量时,需要重复以上的步骤,确保每次测量都是准确的。

通过以上的步骤,我们就可以利用伏安法来测量电路中的电阻值。

在进行测量时,需要注意一些细节,比如确保电路连接正确、测量仪器的准确度等,以确保测量结果的准确性。

同时,也可以根据实际情况选择合适的测量范围和电流值,以满足不同的测量需求。

伏安法是一种简单而有效的测量方法,可以广泛应用于电子、电气等领域的电阻测量中。

实验十伏安法测电阻

实验十伏安法测电阻

实验十 伏安法测电阻[目的]1.学习由测量电压、电流求电阻值的方法(伏安法)及电表的选择方法;2.学习减少伏安法中系统误差的方法及最小二乘法求系统误差的方法。

[仪器和用具]1.直流稳定电源(MCH-303D-Ⅱ型 0-30V/0-3A );2.直流毫安表(C31-mA 型 a= 量程:5-10-20-50mA 内阻:约为);3.直流电压表(C31-V 型 a= 量程:.075-3-7.5-300-600V 3-600V 的电压灵敏度:500Ω/V );4.直流指针式检流计(AC5-4型);5.万用电表(MF50型 );6.滑线变阻器三个(600Ω/0.5A 、240Ω/1A 、50Ω/2A 、各一个);7.电位器(47K Ω/2W );8.电阻器(500Ω/)、电阻箱(ZX21a 型 );9.待测电阻(约Ω、); 10.单刀双掷开关; 11.单刀开关; 12.导线十六条。

[实验原理]一、伏安法如图5-1、5-2所示,用电表测出通过电阻R 的电流I 及其两端的电压U ,按欧姆定律IUR =X (5-1) 求出被测电阻值的方法,称为伏安法。

因为X R 是用电表测量值直接代入式(5-1)求得的,故称X R 为表观电阻值. 显然,由于电压表内阻的分流.............(或电流表内阻的分压.........)作用..,表观电阻值X R 与电阻的实际值R 不相等,存在一定的偏差。

这个偏差是由于电表内阻对电路的影响而产生的,属于系统误差,通常又称为电表的接入误差。

二、两种连线引入的误差由图5-1、5-2可知,伏安法有两种联线方式——电流表内接(电流表接在电压表里侧)与电流表外接(电流表接在电压表外侧)。

两种连线引入的误差如下:1.内接法引人的误差如图(5-2)所示,设电流表的内阻为 R A ,通过电阻R 的电流为I ,则电压表的测量值为:A A R IR IR U U U +=+= (5-2)则电阻的测量值(表观电阻值)为: A R R I UR +==X (5-3) 电阻的实际值(测量值的修正式)为: A R IUR -= (5-4) 电表的接入误差为:RR RR A=Xδ (5-5) 由(5-3)式可知,测量值X R 大于电阻的实际值R 。

伏安法测电阻如何恰当选择电表量程

伏安法测电阻如何恰当选择电表量程

伏安法测电阻如何恰当选择电表量程吴正念伏安法测电阻考点中有电压表和电流表量程选择问题,学生出错比较多,如何正确选择两表量程方法一:电压表量程看电源电压例1:(08湖北十堰)在测电阻的实验中选用的器材及连接的部分电路如图14所示。

(1)请在方框内画出实验电路图,并把实物图连接完整。

(2)实验中连接电路时,开关应_________________,滑动变阻器的滑片P 应置于_________端(选填“A ”或“B ”)。

(3)实验所得数据如下表:根据表中数据可得R ≈_______Ω。

分析:第一问中要求画出实验电路图,并把实物图连接完整,实物图的连接涉及到电压表量程的选择,由于电源电压为3V,待测电阻R X 两端电压不会超过3v,所以电压表的量程应选0—3v.例二:(08莆田)某同学用如图甲所示电路测量电阻丝x R 的阻值.(1)该实验的原理是(用公式表示) .(2)根据图甲所示的电路图,把图乙中的实物图连接完整.要求滑片P 向右移动时电 路中电流减小,电表的量程、极性要正确,导线不能交叉.(3)若测得x R 两端的电压为2.4 V 时,电流表的示数(如图丙所示)为 A ,此可得x R 的测量值是 Ω.同例1的分析类似,连图时电压表量程应选0---3v.方法二:电流表量程看最大电流例一:(08福建三明)在测量待测电阻R的阻值实验中,已知电源电压为3V,待测电阻的阻值约为6Ω,请回答下列问题:(1)本实验电流应该选择的合适量程是__________________.(2)(2分)根据实验要求,将图22中的实物电路连接完整.(3)合上开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________(选填“A”或“B”)端;当闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,你认为电路故障的原因可能是________________.(4)排除故障后继续实验.某次测量的电压表和电流表的示数如图23所示,则电压表的示数是__________V,电流表的示数是_____________A,此时测量的待测电阻R=___________Ω.解析:电路中的最大电流(即电源电压除以待测电阻)为0.5A,所以第一问中电流表的量程应选0—0.6A.方法三:考虑实验的目的例一:(08北京密云)如图所示,是用电压表和电流表测2.5V小灯泡正常发光时电阻的实验电路。

关于伏安法测电阻电流表接法的规律总结

关于伏安法测电阻电流表接法的规律总结

第 1 页 共 3 页VV V R R R RR I I UI U +=+==测R VR R <<A AR R IU R +=+==R U I U 测AR R >>关于伏安法测电阻电流表接法的规律总结王新清淄博实验中学,山东 淄博 255000伏安法测电阻的电路的接法有两种,如图1和图2所示。

图1的接法称为电流表的外接法,图2的接法称为电流表的内接法。

由于电流表和电压表内阻对电路的影响,这两种接法对电阻的测量都存在着系统误差。

本文将对这两种电路产生系统误差的原因以及在实际测量中如何选择电路进行比较详细的分析,以期对老师们的课堂教学有所帮助。

一、伏安法测电阻的原理。

用电压表测出待测电阻两端的电压U ,用电流表测出通过待测电阻的电流I ,利用部分电路欧姆定律可以算出待测电阻的阻值R ,即R=U/I ,这就是是待测电阻的测量值。

二、伏安法测电阻的系统误差分析 1.电流表外接法。

在这种电路中,电压表的示数是加在待测电阻R两端的真实电压,但由于电压表内阻分流的影响,电流表的示数比通过电阻的真实电流大,所以按这种电路测出的电阻值比真实值偏小。

那么这里的测量值的实质是什么呢?设电压表的示数为U,电流表的示数为I,通过电阻的电流为IR ,通过电压表的电流为IV如图1-1所示,则I=IR+IV,所以测量值的实质是待测电阻与电压表内阻并联后的总电阻,测量值比真实值偏小。

这里的系统误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小.所以该电路适合测量小电阻,即当满足条件时,R测≈R2.电流表内接法在这种电路中,电流表的示数是通过待测电阻R的真实电流,但由于电流表内阻分压的影响,电压表的示数比加在待测电阻R两端的电压大,所以按这种电路测出的待测电阻的阻值比真实值偏大。

那么这里的测量值的实质是什么呢?设电流表的示数为I,电压表的示数为U,加在待测电阻R两端的电压为UR,加在电流表两端的电压为UA,如图2-1所示,则U=UR+UA ,所以测量值的实质是待测电阻与电流表内阻串联后的总电阻测量值比真实值偏大。

伏安法测电阻

伏安法测电阻

图 1
【例 1】 有一待测电阻 Rx,无法估计其粗略值.某同 学应用伏安法进行测量, 按图 2 所示甲、 乙两种电路 各测一次,用甲图测得的数据是 2.9 V, 4.0 mA;用 乙图测得的数据是 3.0 V,3.0 mA.由此可知,应用 _____图测量的值误差较小, 测量值 Rx=_______ Ω .
待测电阻 Rx 的额定电流 P 1 Im= = A=0.45 A, Rx 5 应选电流表 A1;额定电压 Um= 解析
PRx= 8 V=2.8 V,应选电
压表 V1,由于临界电阻 R0= RA·RV=24.5 Ω>Rx,所以 Rx 应 认为其值较小,因此选用电流表的外接法测电阻;再确定 控制电路,由 R=100 Ω>10Rx,应选择限流式电路,其电路 如右图所示.
V
R
2、用伏安法测量一个电阻.器材有: 待测电阻RX(约为50Ω); 电流表(量程为100mA,内阻5Ω) 电压表(量程为3V,内阻5kΩ) 电源(E=4V,r=0), 滑动变阻器R(最大值100Ω,允许最大电流1A) 开关1个,导线若干, 根据器材规格和实验要求画出实验电路图
RX A
V
a
b R。
图 2 答案 乙 1 000
例3 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 A
A

R1

R2
二、限流电路和分压电路 1.限流电路 如图 3 所示, 实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流 流过.该电路的特点是:在电源电压不变的情况下,R

《伏安法测电阻》中电流表、电压表、滑动变阻器的选择

《伏安法测电阻》中电流表、电压表、滑动变阻器的选择

《伏安法测电阻》中电流表、电压表、滑动变阻器的选择伏安法测电阻是高中物理一个重要的知识点,高考中考到的概率很大。

该实验原理虽然简单,但误差分析及电路选择相当麻烦,困扰过很多师生。

笔者参阅了十余本教辅资料并上网查询,发现编撰者对解题思路大都语焉不详,甚至对同一题目给出不同答案。

本文试图进行详尽的分析,以得出解决此类问题的常规思路。

请同行斧正。

针对本实验的较为复杂的题目是:给出两个规格不同的电流表、电压表、滑动变阻器及一个稳压电源,要求准确、安全、方便地测出未知电阻的阻值(大约阻值R X给出)。

如下题:例1:测一个阻值约为25kΩ的电阻,备有下列器材:A.电流表A1(量程I1=600μA,内阻R1=2KΩ)B.电流表A2(量程I2=1000μA,内阻R2=300Ω)C.电压表V1(量程U1=10V,内阻R3=100KΩ)D.电压表V2(量程U2=50V,内阻R4=500KΩ)E.直流稳压电源(电动势E=15V,允许最大电流I m= 1A)F.滑动变阻器R5(最大电阻1KΩ)G.滑动变阻器R6(最大电阻10Ω)H.开关一只,导线若干。

(1)电流表应选,电压表应选。

(2)画出测量R X的电路图。

说明解题思路之前,假设我们已经掌握下列预备知识:一、用电流表内接法,相对系统误差δ1=R A÷R X(1)用电流表外接法,相对系统误差δ2= R X÷(R X+R V)≈Rx÷Rv(2)二、电表指针偏转角越大,即实际电流越接近满偏电流,读数的相对误差δ3越小。

(推导见注1。

)三、多取得几组数据求平均值,可以减少偶然误差。

减少以上误差的总原则叫做准确性原则,可分解为(1)系统误差小原则;(2)读数误差小原则;(3)偶然误差小原则。

四、通过电流表的电流和加在电压表上的电压都不能超过电表量程。

这叫做安全性原则。

五、滑动变阻器阻值小于Rx或与Rx差不多时,应采用分压电路,则调压范围大;滑动变阻器阻值越小,触头滑动时待测电路分得的电压变化越缓慢,便于调节。

“伏安法”测电阻时电流表、电压表的选择

“伏安法”测电阻时电流表、电压表的选择

“伏安法”测电阻时电流表、电压表的选择作者:余飞龙来源:《开心素质教育》2017年第04期测电阻的方法有多种,其中“伏安法”测电阻是最重要、最常见的方法,这里面可以考查电压表、电流表、滑动变阻器、电源等器材的选择和使用,以及电路图的设计等诸多知识,在这里我阐述的内容是“伏安法”测电阻时电流表、电压表的选择。

电阻是导体本身的一种属性,其大小跟导体两端电压及通过导体的电流无关,但我们可以借助这两个物理量来测算导体本身电阻的大小,这也是“伏安法”测电阻的原理。

具体有两大类:一、用电压表和电流表两种电表来测选用电压表和电流表应遵循的两个最根本原则:安全与准确(误差小)。

安全:体现在被测量值不能超过相应电压表、电流表的量程;准确:在安全的前提下使得电压表、电流表指针达到满偏刻度三分之一以上。

在选好了相应量程的两种电表后,再考虑电流表的内外接、滑动变阻器的连接等问题,在这里我就不进行阐述。

二、用电压表或电流表一种电表来测(以只用电流表测量为例)实验中会给出有量程与内阻的电流表和电压表,我们学生一定要注意,并不是题中给了什么你就得用什么,而你一定得看看是否用得上,也就是说我们要有选择性的使用器材,这点是很多学生不会去考虑的,认为一定要用电压表、电流表来测电压、电流从而算电阻,那这样就正好落入陷阱。

例:先用多用电表粗略测量某段金属丝的电阻Rx的阻值约为22Ω,为了提高精度,现要用以下仪器再次测量金属丝的电阻Rx,实验室提供器材如下:电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω);电压表V(量程15V,内阻1kΩ);电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω);定值电阻Ro=100Ω⑤滑动变阻器R,最大阻值8Ω⑥电源E,电动势E=6V(内阻不计);电建S及导线若干。

Ⅰ.根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的三分之一,请画出测量Rx的一种实验原理图。

Ⅱ.实验时电流表A1的读数记为Ⅰ1,电压表的读数记为V,电流表A2的读数记为Ⅰ2,用已知的和你所用的仪器测得物理量表示Rx=(用字母表示)。

伏安法测电阻电路中电流表内外接法的三种判断方法

伏安法测电阻电路中电流表内外接法的三种判断方法

伏安法测电阻电路中电流表内外接法的三种判断方法作者:孙永林来源:《文理导航》2013年第17期伏安法则电阻时无论电流表内接还是外接都存在誤差,但误差的来源不同,内接时误差来源于电流表的的分压作用,外接时误差来源于电压表的分流作用。

在这类问题中为减小系统误差,以便实验结果更接近真实值,我们就必须对电流表内接和外接做出合适的选择。

本人认为可依据以下几种方法做出合理的选择。

方法一:阻值比较法将待测电阻的阻值(Rx)和电压表内阻(RV)、电流表内阻(RA)分别进行比较:1.若Rx2.若Rx>>RA应用电流表内接法例1:已知电压表内阻RV=2.5KΩ,电流表内阻RA=0.1Ω。

用伏安法测电阻测未知电阻的阻值,若未知电阻的阻值约为0.5Ω时,应用电流表的接法可提高精确度。

分析:为提高精确度可用阻值比较法判断电流表内接还是外接,由于RA>>RX,可快速判断用电流表外接法。

方法二:临界值计算法在内外接法相对误差相等时,有RA/RX=RX/RA,所以:RX=(RA1.当RX>(即RX为大电阻)时用内接法;2.当Rx3.当Rx=时内外接法均可。

如果RA与RV间的关系不是RV>>RA关系,则当:1.RV/RX>RX/RA时用电流表外接法;2.当RV/RX例2:已知电流表内阻RV=5KΩ,电流表内阻RA=1Ω,待测电阻阻值约为10Ω,用伏安法测待测电阻的阻值,应用电流表的接法可提高精确度。

分析:RV/RX=500 RX /RA=10故RV/RX>RX/RA应用电流表外接法。

方法三:试触法如图所示,让电压表的一根接线p先与a点接触,记下此时电压表与电流表的示数为U1,I1,再让p与b点接触,再记下此时电压表与电流表的示数为U2,I2。

1.若△U/U1>△I/I1,说明电流表的分压作用较为明显,应用电流表的外接法;2.若△U/U13.若△U/U1=△I/I1,则二种方法均可。

伏安法测电阻与电表内阻思考题

伏安法测电阻与电表内阻思考题

伏安法测电阻是利用伏特表和安培表测量电阻的一种方法,其中伏特表测量电压,安培表测量电流。

为了深入理解这个实验,以下是一些思考题,涉及到伏安法测电阻和电表内阻:
电表内阻的影响:
当使用伏安法测电阻时,电表的内阻会对测量结果产生什么影响?如何减小这种影响?
精确测量的挑战:
在实际操作中,如何提高伏安法测电阻的精确度?有哪些因素会影响测量的精确度?
误差来源分析:
请分析伏安法测电阻中的主要误差来源,并提出减小误差的方法。

电表的选择:
在选择伏特表和安培表时,需要考虑哪些因素?如何选择合适的电表量程?
实验操作注意事项:
在进行伏安法测电阻的实验时,有哪些操作要点需要注意?如何保证实验的安全性?
伏安法与其他方法的比较:
请比较伏安法与其他电阻测量方法的优缺点。

实际应用中的问题:
在实际应用中,如何解决由于电表内阻引起的误差问题?有没有其他方法可以补偿电表内阻的影响?
电路设计和优化:
如何优化伏安法测电阻的电路设计,以提高测量精度和稳定性?
误差分析和数据处理:
如何进行误差分析和数据处理,以获得更准确的结果?在实验报告中如何呈现这些结果?
实验改进和创新:
针对伏安法测电阻的局限性,有哪些改进和创新的方法?这些方法在实际应用中有何价值?。

伏安法测电阻的四项选择(精品)

伏安法测电阻的四项选择(精品)

“伏安法测电阻的”四项选择(甘肃兰州第五十一中学 边刚 730000)用伏安法测电阻,是高中电学实验的一个重点内容。

由于要涉及到电路和电学器件的选择,综合考虑多方面的因素,所以学生在解决这类问题时,往往感到无从下手。

从连续几年的高考试题看,对于伏安法测电阻实验的考核,已定位于一个较高的水平要求,并且在今后的高考中,仍将是一个热点。

伏安法测电阻实验中,涉及到四方面的选择:限流电路和分压电路的选择;滑线变阻器的选择;电流表内接法和外接法的选择;电压表、电流表量程的选择;本文拟对此四方面给予讨论。

一、 限流电路和分压电路的选择(一)限流电路通常,当用电器(或待测电阻)的电阻值小于滑线变阻器的全阻值时(Rf <R),常选择此电路。

1、采用限流电路的目的..在于通过R对电路中的电流强度起调节控制作用。

2、只有Imin (Imin =rR R E f ++)小于(1)用电器的额定电流(2)电路中所接电流表的量程时,才能采用限流电路。

3、R为Rf 的几倍,要根据电流强度需要调节的范围大小确定。

通常取5~2=fR R 4、当用电器电阻Rf >R时,限流电路起不到限流作用。

因为此时的总电阻主要由R f 决定,R 的变化并不能引起电路总电阻大的变化,当然也不能引起干路电流大的变化。

因而起不到限流作用。

产生的结果可能有两个:(1)可能烧毁用电器(2)通过用电器的电流的强度的可调范围很小。

(电压或电流的可调范围,是选择电路时要重点考虑的一个因素,因为在实验当中,我们总是希望得到多组U 、I 值,通过求平均值来减小实验误差)5、在已确定选择限流电路的前提下,对于多个能满足R >R f 的滑线变阻器,又应.选择..其中相对较小....的滑线变阻器,因为滑线变阻器的全阻值越小,在滑动触头移动同样的长度时,其阻值变化越小,可起到微调作用,以提高测量精度。

(二)分压电路分压电路能使用电器获得的电压U f 在大范围内变化。

采用分压电路的目的..也在于通过调节滑线变阻器触头P 的位置,向Rf 提供大范围的连续变化的电压(0 ~ E )1、在使用分压电路时,应使滑线变阻器的全阻值相对远小于用电器电阻(R<Rf )(注意此时的电路结构是R f 与R Pa 的并联再与R Pb 的串联)这样R f 与R Pa 的并联电阻近似等于R Pa (并联电阻小于任一支路的电阻,且接近于电阻较小的那一支路的电阻),则U f ≈E Ra R P ,当电源电压恒定时,U f 近似与R Pa 成正比。

伏安法测电阻的“三个选择”

伏安法测电阻的“三个选择”

伏安法测电阻的“三个选择”河北省鸡泽县第一中学 057350 吴社英一.测量电路的选择用伏安法测电阻,可以用两种测量方法:电流表外接法(如图1)和电流表内接法(如图2). 由于电压表和电流表内阻的影响,不管采用哪种接法,都将导致系统误差.采用图1接法时,由于电压表的分流作用:V x A I I I +=,因此xV x I U R =和Vx V I I U R +=测,所以测量值测R 比真实值x R 偏小;采用图2接法时,由于电流表的分压作用:A x V U U U +=,因此Ax x I U R =和AA x I U U R +=测,所以测量值测R 比真实值x R 偏大.为了减小实验误差,在具体选择时应注意:⑴当x V R R ≥时(A x x V R R R R >),采用图1接法,即测小电阻是采用电流表外接法. ⑵当A x R R ≥时(Ax x V R R R R <),采用图2接法,即测大电阻是采用电流表内接法. 二.控制电路的选择控制电路中滑动变阻器R 0有两种连接方式.1. 限流式接法电路图:如图3接线方式: 滑动变阻器的部分电阻接入电路并与负载x R 串联.调节范围:电源的内阻不计,变阻器的最大阻值为AB R .电压:E E R R R xAB x ~⋅+ 电流:xx AB R E R R E ~+ 适用条件:①变阻器的最大组值与x R 接近,或相差不多.②不要求x R 上的电压从零开始连续变化.图32.分压式接法电路图:如图4接线方式: 滑动变阻器的全部电阻接入电路,而负载与变阻器的一部分电路并联.调节范围:电源的内阻不计,变阻器的最大阻值为AB R .电压:E ~0电流:x R E ~0 适用条件:①变阻器的最大阻值与x R 小得多.②要求x R 上的电压能从零开始连续变化.三.实验器材的选择对器材的选择应把握住三个原则: 安全性原则、方便性原则和准确性原则. 常涉及的器材有电压表、电流表、滑动变阻器等.选择时应注意以下几点:①在不会烧坏被测元件和仪器的前提下,尽可能地选择量程较小的电表,以提高测量的精度.②对滑动变阻器的选择.在 “伏安法测电阻” 的实验时,应首选限流式接法,一般说来,当x AB R R >或差不多时,应选限流式接法.而x AB R R <时,应选分压式接法,主要有三种情形必须采用分压式接法:(1)采用限流式接法后,电路中的最小电流等于或大于被测元件允许通过的最大电流时;(2) 滑动变阻器的总电阻AB R 是被测电阻x R 的几分之一甚至更小些;(3) 题目中要求电路中的电流(或电压)从零开始连续变化时,另外在“测定电池电动势和内电阻”的实验中,一般选择阻值适当小一些的滑动变阻器,以方便调节和减小实验误差.例1.如图5所示,当S 掷于1时,电压表示数为2.00V,电流表示数为0.22A;当S 掷于2时,电压表示数为 2.05V,电流表示数为0.20A,为使R 的测量值较准确些,S 应掷于何处测量?R 的测量值为多大?解析:如果R 是小电阻,则S 由掷于1变为掷于2时,电压表示数变化较大而电流表示数变化较小;反之,如果R 是大电阻,则S 由掷于1变为掷于2时,电压表示数变化较小而电流于2时,电压表示数变化了%5.2%10005.200.205.2%100=⨯-=⨯∆U U 电流表示数变化了%1.9%10022.002.0%100=⨯=⨯∆I I 可见,电压表示数变化较小,而电流表示数变化较大,由此可知R 为大电阻,所以,为使R 的测量值较准确些,S 应掷于2.此时,Ω=Ω=25.1020.005.2测R 例2.用伏安法测量某电阻x R 的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻x R (阻值约为5Ω,额定功率为1W);B.电流表1A (量程3A,内阻0.2Ω);C.电流表2A (量程3A,内阻0.05Ω);D.电压表1V (量程3V,内阻3k Ω);E. 电压表2V (量程15V,内阻15k Ω);F.滑动变阻器0R(0~50图 4图5Ω);G.蓄电池(E=6V,内阻很小),开关和导线若干.为了较准确地测量x R 的阻值,保证器材的安全,电流表、电压表应选择 ,并画出实验电路图.解析:选择电表.x R 的额定电压、额定电流分别为:A RP I V PR U x 45.02.2≈=≈=额定额定;.考虑安全性原则,A 1、A 2、V 1和V 2都满足;再考虑准确性原则应选择A 1和V 1.确定电流表的内、外接法.因为60053000252.05====x V A x R R R R ,,所以应看成小电阻,采用电流表外接法.确定控制电路.首先限流式接法. 考虑安全性:电路中的最小电流,45.01.00min =<≈+=额定I A R R E I x故满足.再考虑方便性:Ω=<Ω≈5050R R x ,也满足.所以确定选用限流式接法.这样,实验电路图如图6. 图6。

伏安法测电阻实验误差分析及电流表内、外接的选择

伏安法测电阻实验误差分析及电流表内、外接的选择

伏安法测电阻实验误差分析及电流表内、外接的选择作者:仇加兴来源:《中学教学参考·理科版》2015年第06期[摘要]高中物理电学实验中,伏安法测电阻是比较重要的一个实验,但要完成这个实验,不可避免地会碰到电流表内接、外接的问题,本文就伏安法测电阻的特点,对其误差进行分析,也对电流表内接或外接时对误差的影响也作了必要的分析,并进一步总结出用伏安法测电阻时,电流表内外接的选择方法。

[关键词]伏安法测电阻电流表内接外接在高中物理必须掌握的实验中,有测量金属丝的电阻率这一实验,而这一实验的重要环节是电阻丝的电阻值的测量。

测量方法是利用电压表和电流表组合测量电阻的阻值。

其原理是根据欧姆定律,测出电阻两端的电压U及通过电阻的电流I,求得UI的值,即为待测电阻的阻值。

在操作中,有电流表内接和外接之分,如图1、2所示。

; 图1 电流表外接法 ; ;图2 电流表内接法从这两个电路可知:(1)图1中,电流表的示数I测并非待测电阻的真实电流I真,(2)图2中电压表的示数U测并非待测电阻的真实电压值U真,所以 U测I测的值并不等于待测电阻的真实阻值R真,即R测≠R真。

那么R测和R真之间有何差异呢?选择哪种接法会使R测更接近R真呢?一、伏安法测电阻的误差分析1.用电流表外接电路(如图1)测电阻时,产生的误差分析该电路中,电压表与待测电阻并联,所以U测=U真,所以电压的测量值U测不会引起误差,但电流表测得的电流I测却不是待测电阻的真实电流I真,而是电压表和待测电阻的总电流,所以I测>I真,可见电压表的分流是引起误差的原因。

∵R测=U测I测,R真=U真I真,又∵U测=U真,I测>I真.∴R测 ; ; I测= U测 R 真·RVR真+RV = U测 R真1+ R真RV = U测R真(1+R真RV)∴R测=U测I测= R真 1+R真RV相对误差|R测-R真|R真× 100%=R真R真+RV ×100%= 11+ RVR真 ×100% ,由此可知:采用电流表外接电路测电阻时,电压表内阻远大于待测电阻时,误差较小,R测接近R真,即当RxRV时,宜用电流表外接法。

高中物理伏安法测电阻

高中物理伏安法测电阻
1、确定控制电路和变阻器
03
被测电阻Rx的额定电压、额定电流分别为2.2V和0.45A,则电流表选用A1,电压表选用V1。
2、确定电压表、电流表
作业:
1、 有一个量程为0~0.6~3安培的安培表(0~0.6安培挡的内阻为0.125欧,0~3安培挡的内阻为0.025欧), 一个量程为0~15伏的伏特表(内阻为1.5×104欧姆), 一个滑动变阻器(电阻为0~200欧), 一个电压为12伏特的蓄电池组, 一个电键和一些导线。 要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻。
解:
由于待测电阻Rx的阻值大约是5Ω,而所用电流表的内阻为0.2Ω,所用电压表内阻为3KΩ,被测电阻为小电阻,故采用电流表的外接法。
3、确定测量电路
因滑动变阻器的全值R0大于被测电阻阻值Rx,故考虑滑动变阻器的限流接法。(采用限流接法时,通过Rx的最小电流为0.11A,最大电流为0.45A,符合实验要求)。
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电阻的测量-伏安法

电阻的测量-伏安法

电阻的测量——伏安法电阻的测量是电磁学实验中的普遍的测量,其测量方法很多,如用欧姆表法,伏安法,比较法、电桥法、补偿法等等,也可用交流测量,本实验用伏安法。

一、实验目的1. 学习伏安法测电阻的方法。

2. 学会仪表的选择。

3. 学习伏安法中减少系统误差的方法。

二、实验原理如图11-1所示,测出通过电阻R 的电流I 及电阻R 两端的电压U ,则根据欧姆定律,可知图11-1IU R =以下讨论此种方法的系统误差问题。

1. 测量仪表的选择在电学实验中,仪表的误差是重要的误差来源,所以要选取适用的仪表。

(1)参照电阻器R 的额定功率确定仪表的量限,设电阻R 的额定功率为P ,则最大电流I 为RPI =(11-1) 为使电流计的指针指向度盘的32处(最佳选择),电流计的量限为32I ,即23⨯R P 。

设100≈R Ω,W P 81=,则A I 035.0=,而A I 053.023=⨯,所以电流计取量限为50mA 的毫安计较好。

电阻两端电压为V IR U 5.3==,而V U 3.523=⨯,所以电压计取量限5V 的伏特计较好。

(2)参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级假设要求测量R 的相对误差不大于某一R E ,则按误差传递公式,可有 2122])()[(IIU U E R ∆+∆=按误差等分配原则取2RE I I U U =∆=∆ (11-2) 对于准确度等级为a ,量限为m ax X的电表,其最大绝对误差为max ∆,则100max max aX ⨯=∆ 参照此关系和式(11-2),可知电流计等级I a 应满足 1002max ⨯⨯≤U UE a RI (11-3) 电压计的等级U a 应满足 1002max ⨯⨯≤U UE a RU (11-4)对前述实例(I=0.035A ,V U A U A I 5,5.3,05.0max max ===),则当要求%2≤R E 时,必须 99.0,99.0≤≤U I a a即取0.5级的毫安计、伏特计较好,取1.0级也勉强可以。

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伏安法中电表的选取
宜城三中魏华斌
【摘要】:通过对伏安法测电阻的分析,总结伏安法中选取电表的方法。

【关键词】电流表电压表伏安法
在高中物理实验中,对学生的创造性思维能力、分析综合能力以及实验能力等多方面的能力要求较高,特别是近年的高考对这方面的能力考查比重和要求均较高。

在测量电阻以及电学实验的创新设计类问题,都是采用伏安法测定电阻的阻值。

而这方面的实验又能较好地考查学生的创造性思维。

伏安法,顾名思义,就是电压电流法,一般使用安培表,电压表。

但是在试验题中,就因此而选用安培表,电压表,则显得肤浅了。

由于量程的限制,告诉你的安培表,电压表不一定能用。

这种思想的体现最早出现在2000年的全国卷中。

此题可谓匠心独运,是一道考察能力的经典例题。

例1:(2000年全国卷)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量
电流表()
电流表(
电阻()

特测(约
阻值约,作保护总阻值约
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算,则所用的表达式为
=__________________,式中各符号的意义是:
________________________________________________________
______。

答案:如右图
分析:很明显,伏特表的量程太大,10v远大于1.5v的电动势。

读数误差太大。

仔细计算

的满偏电压分别是
0.4v ,0.375v。

的内阻已知,已知和约的区别就大了。

一个是确定
的,一个是大概的。

所以,完全可以作为一个伏特表测的电压,
题目的第一关就解决了。

题目要求有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

我们应该使用分压式。

但千万别忘记电动势1.5v,比0.375v大,小心烧毁电表。

我们就该加一个保护电阻。

滑动变阻器起分压作用,起保护作用的当然只有R
1。

至此,我们才算解答完题目。

例2(福建理综)如图所示是一些准备用来测量待测电阻R x阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:
为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。

请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连
阻值的电路。

成满足要求的测量R
x
分析:由于滑动变阻器阻值较小,为了有效调接电流或电压变化,变阻器应采用分压式接法。

电路中的最大电流为:,因此,实验中电路中的电流几乎在电流表的0刻线附近,读数误差太大,因此电流表不能选用。

好在两个电压表的内阻是已知的,可考虑将其中之一
“反串”“反串”使用,为使测量中电表示数大于量程一半,将电压表V
1
做电流表使用,比较两电压表电阻、待测电阻三者大小,“反串”后的
V
应内接,如图所示。

1
总结:伏安法测电阻实验中,滑动变阻器首选限流式接发,但若其电阻较小,无法实现实验中的“限流”要求,只能采用分压式接法。

电学测量中,为减小误差,流过电表的电流不应小于量程的一半。

由于欧姆定律,内阻已知的电表可角色互换,“反串”使用。

例3.(天津卷)要测量电压表V1的内阻R V,其量程为2V,内阻约2KΩ。

实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6A,内阻约0.1Ω;
电压表V2,量程5V,内阻为5KΩ;
定值电阻R1,阻值30Ω;
定值电阻R2,阻值为3KΩ;
滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A;
电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;
开关S一个,导线若干。

①有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1 的电压和电流,再计算出R V。

该方案实际上不可行,其最主要的原因是
②请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻R V的实验电路。

要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。

试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代号:
③由上问写出V1内阻R V的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。

答案:①电流表A不能准确测量出流过电压表V
1
的电流;②测量电压表
V 1内阻V R的实验电路如图所示;③
12
21
V
U R
R
U U
=
-,
1
U表示的
1
V电压,
2
U表
示1V和2R串联的总电压。

电路图如下:
伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择,前者是考虑减小系统误差,后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据。

另外考题还常设置障碍让考生去克服,如没有电压表或没有电流表等,但最大的陷阱却是提供电流表、电压表,我们的学生很容易上当。

学生习惯形成思维定势,电压表就是测电压的,电流表就是测电流的。

但是由于量程的限制,告诉你的安培表,电压表不一定能用。

探究一下电表,如果电压表的内阻已知,那么它能得到什么物理量呢?不仅可以显示电压,还可以得到流过它的电流,它是否能充当电流表呢?如果量程合适,它当然可以充当一个小量程电流表。

同理,电流表如果已知内阻,可以显示电流,计算出它的电压,也可以充当一个小量程电压表。

我们应该先看量程,即安全性。

再看,表的偏转情况,一般读数在量程的1/3到2/3之间,读数误差较小,即精确性。

只有因地制宜,认真思考,才能真正理解伏安法的精髓。

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