高中物理 关于电流表内电阻的测量
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=___________。
高中物理灵敏电流表内阻的测量方法
高中物理灵敏电流表内阻的测量方法一般灵敏电流表的满偏电流I g为几十微安到几毫安,内阻r g为几十到几百欧姆,满偏时电流表两端的电压也很小.将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻.一、半偏法原理图如图1.首先闭合S1,调节滑动变阻器R1的阻值使电流表G满偏,再闭合S2,调电阻箱R2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半,并读出此时电阻箱的示值R2.在R1>>R2时,可认为R g=R2.误差分析:认为S2闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为,所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等.实际上S2闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于,电阻箱的示值要小于电流表的内阻值,即测量值小于真实值.为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值R1≥100R2,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变.R1越大,系统误差越小,但所要求的电源电动势越大.实验中所用电源电动势为8~12V.变阻器的最大阻值为60kΩ左右,但许多学校的实验室中并没有这种型号的变阻器或电阻箱.二、满偏法原理图如图2.首先闭合S1调R1使电流表G满偏,则·再闭合S2,将R1的阻值减半,调R2的阻值使电流表指针仍然满偏,则,且由以上三式得由于电源内阻很小,一般R1>>r,所以r可以忽略,这时R g=R2.误差分析:该法由于忽略电源内阻,使测量值偏大.但一般R1>>r,因此该法误差较小,比较精确.三、电阻替代法原理图如图3.G为待测电流表,G1为监测表,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关.先将S2拨至与触点1接通,闭合S1,调节变阻器R1,使监测表G1指针指到某一电流值(指针偏转角度大些为好),记下这一示值.再将单刀双掷开关S2拨至与触点2接通,保持变阻器R1的滑片位置不变,调节电阻箱R2,使监测表G1恢复到原来的示值,并记下此时电阻箱的示值,则可认为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值.用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小.四、并联分流法如图4所示,闭合电键S调节R1和R2的值,使电流表G和A的示数分别为I1和I2,由并联电路的知识知,I1R g=(I2-I1)R2,整理得此法操作简捷,误差小.五、用内阻、量程已知的电流表代替电压表按图5连接电路,G为待测内阻的电流表,G1为内阻、量程均已知的标准电流表,R为滑动变阻器.调节变阻器R,使两电流表的指针均有较大的偏转.读出电流表G1的示值I1,设其内阻r1;读出被测电流表G的示值I g,则据可得出电流表G的内阻值.。
高中物理测量电阻的方法大总结要点
高中物理测量电阻方法大总结太原市第十二中学 姚维明电阻测量是恒定电路问题中重点,也是学生学习中难点。
这就要求学生能够熟练掌握恒定电路基本知识,并能够灵活运用电阻测量六种方法,从而提高学生综合分析问题、解决问题能力。
一.欧姆表测电阻1、欧姆表结构、原理它结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、满偏电流为Ig 电流计。
R 是可变电阻,也称调零电阻,电池电动势为E ,内阻为r 。
欧姆档测电阻原理是根据闭合电路欧姆定律制成。
当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知:I = E/(R+Rg+Rx+r )= E/(R 内+R X ) 由电流表达式可知:通过电流计电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应关系,即测出相应电流,就可算出相应电阻,这就是欧姆表测电阻基本原理。
2.使用注意事项:(1) 欧姆表指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀,而欧姆表刻度是不均匀,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比关系。
(2)多用表上红黑接线柱,表示+、-两极。
黑表笔接电池正极,红表笔接电池负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。
(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度中央附近。
(一般在中值刻度1/3区域)(5)测量时,被测电阻应和电源、其它元件断开。
(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压最高档或OFF 档。
二.伏安法测电阻1.原理:根据部分电路欧姆定律。
2.控制电路选择控制电路有两种:一种是限流电路(如图2);另一种是分压电路。
(如图3)(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻阻值,以达到改变电路电流,但电流改变是有一定范围。
其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择时候,优先考虑限流电路。
(2)分压电路是将电源和可变电阻总值串联起来,再从可变电阻两个接线柱引出导线。
高中物理实验测量电阻
高中物理实验测量电阻在高中物理的学习中,实验是非常重要的一部分,而测量电阻则是一个常见且基础的实验。
通过这个实验,我们不仅能够更深入地理解电阻的概念,还能掌握一些基本的电学测量方法和实验技巧。
电阻是电学中的一个重要概念,它表示导体对电流阻碍作用的大小。
在实际应用中,准确测量电阻的值对于电路设计、电器维修等都具有重要意义。
那么,在高中物理实验中,我们是如何测量电阻的呢?一、伏安法测量电阻伏安法是测量电阻最基本也是最常用的方法。
其原理是根据欧姆定律$R =\frac{U}{I}$,通过测量电阻两端的电压$U$和通过电阻的电流$I$,计算出电阻$R$的值。
实验器材包括电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关以及导线若干。
实验步骤如下:1、按照电路图连接电路。
连接电路时要注意,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,电流表和电压表的量程要选择合适。
2、闭合开关,调节滑动变阻器,改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,分别测量并记录多组电压值$U$和电流值$I$。
3、根据记录的数据,计算出每次测量的电阻值$R =\frac{U}{I}$,然后求出电阻的平均值,以减小误差。
伏安法测量电阻虽然简单易懂,但也存在一定的误差。
比如,电流表和电压表本身的内阻会对测量结果产生影响。
电流表内接法时,测量值大于真实值;电流表外接法时,测量值小于真实值。
在实验中,要根据待测电阻的大小合理选择电流表的接法,以减小误差。
二、替代法测量电阻替代法也是测量电阻的一种常用方法。
其基本思路是用一个已知电阻来替代待测电阻,使电路中的电流或电压保持不变,从而测量出待测电阻的值。
例如,我们可以用一个电阻箱来替代待测电阻。
先将待测电阻接入电路,调节电路中的其他元件,使电流表或电压表的示数达到某一值。
然后用电阻箱替代待测电阻,调节电阻箱的阻值,使电流表或电压表的示数仍为原来的值,此时电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
替代法的优点是可以避免电表内阻对测量结果的影响,测量精度相对较高。
高中物理必修三 新教材 学习笔记 第11章 专题强化7 电阻的测量
专题强化7 电阻的测量[学习目标] 1.进一步理解电流表内接法、外接法及滑动变阻器的限流式接法和分压式接法,并能在具体问题中正确选择(重难点)。
2.学会用伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法及电桥法测电阻(重难点)。
一、伏伏法测电阻伏伏法又称电压表差值法,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。
(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。
在缺少合适的电流表的情况下,常用电压表代替电流表使用。
(3)原理:以图甲为例,电压表V 1、V 2的读数分别为U 1、U 2,根据电路知识有U 2=U 1+U 1r 1R 0,则如果R 0已知,可求出电压表的内阻r 1=U 1U 2-U 1R 0;如果r 1已知,可以求出R 0=U 2-U 1U 1r 1。
例1 用以下器材可测量电阻R x 的阻值。
待测电阻R x ,阻值约为600 Ω; 电源,电压为6.0 V ;电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V ,内阻r 2约为10 kΩ; 电流表A ,量程为0~0.6 A ,内阻r 3约为1 Ω; 定值电阻R 0,R 0=60 Ω;滑动变阻器R ,最大阻值为150 Ω; 单刀单掷开关S 一个,导线若干。
(1)测量中要求两只电表的示数都不小于其量程的13,并能测量多组数据,请在虚线框内画出测量电阻R x 的实验电路图。
(2)若选择测量数据中的一组来计算R x ,则由已知量和测量物理量计算R x 的表达式为R x =________(所有物理量用符号表示),式中各符号的意义是___________________________。
二、安安法测电阻安安法又称电流表差值法,是利用两个电流表的组合测量电流表的内阻或其他电阻的方法,常见电路如图甲、乙所示。
(1)条件:电流表A 2的量程必须大于电流表A 1的量程且能搭配使用。
高中物理实验测量电阻的方法
高中物理实验测量电阻的方法电阻是电路中重要的物理量之一,测量电阻能够帮助我们了解电路的性质和特点。
在高中物理实验中,有多种方法可以测量电阻,下面将介绍几种常用的测量电阻的方法。
一、串联法测量电阻串联法是一种常见的测量电阻的方法,其原理是将待测电阻与已知电阻串联连接,通过测量整个串联电路的总电阻和已知电阻,可以计算出待测电阻的值。
实验步骤:1. 准备一块已知电阻,连接上电流表和电压表,组成串联电路。
2. 将待测电阻与已知电阻连接在一起,组成一个新的串联电路。
3. 断开电流表连接点,使电流只通过已知电阻和待测电阻。
4. 测量整个串联电路的总电阻Rt和电流I,以及已知电阻的电压V。
5. 根据欧姆定律,可以得到待测电阻的值:R = (Rt - R已知)。
二、并联法测量电阻并联法也是常用的一种测量电阻的方法,其原理是将待测电阻与已知电阻并联连接,通过测量整个并联电路的总电阻和电压,可以计算出待测电阻的值。
实验步骤:1. 准备一块已知电阻,将电流表和电压表连接在已知电阻上,组成并联电路。
2. 将待测电阻与已知电阻连接在一起,组成一个新的并联电路。
3. 断开电压表连接点,使电压只通过已知电阻和待测电阻。
4. 测量整个并联电路的总电阻Rt和电压V,以及已知电阻的电流I。
5. 根据欧姆定律,可以得到待测电阻的值:1/R = (1/Rt - 1/R已知)。
三、电流平衡法测量电阻电流平衡法是一种利用电流平衡实验测量电阻的方法。
它利用电流在平衡状态下等于0的特点来确定待测电阻的值。
实验步骤:1. 准备一块已知电阻,连接在电路的一侧,形成一个分流电路。
2. 在电路的另一侧加入一个可调电阻,使电路保持平衡状态。
3. 调节可调电阻,直到电流表的指针在零刻度附近停止。
4. 通过测量已知电阻的电压V和电流I,可以计算出已知电阻的阻值。
5. 根据已知电阻的阻值和电流平衡条件,可以得到待测电阻的值。
综上所述,高中物理实验中常用的测量电阻的方法有串联法、并联法和电流平衡法。
高中物理测量电阻常用的6种方法
测量电阻常用的6种方法伏安法测电阻电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。
本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。
主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。
[例1] 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A .待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右 B .电压表V 1,量程6 V ,内阻约2 kΩ C .电压表V 2,量程15 V ,内阻约10 kΩ D .电流表A 1,量程0.6 A ,内阻约0.2 Ω E .电流表A 2,量程3 A ,内阻约0.02 Ω F .电源:电动势E =12 VG .滑动变阻器R 1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A H .滑动变阻器R 2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A I .导线、电键若干(1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半。
除A 、F 、I 以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)。
(2)在虚线框内画出该实验电路图。
[解析] (1)两表量程大于读数一半,根据题意电压表选B 。
由欧姆定律知电路电流最大值I=U R =610A =0.6 A ,故电流表选D ,滑动变阻器选阻值较小的G 。
(2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路如图所示。
[答案] (1)BDG (2)图见解析伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)路中的高频考点。
[例2] 用以下器材可测量电阻R x 的阻值。
待测电阻R x ,阻值约为600 Ω;电源E ,电动势约为6.0 V ,内阻可忽略不计; 电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V ,内阻r 2约为10 kΩ; 电流表A ,量程为0~0.6 A ,内阻r 3约为1 Ω; 定值电阻R 0,R 0=60 Ω;滑动变阻器R ,最大阻值为150 Ω;单刀单掷开关S 一个,导线若干。
高中物理实验 电表内阻的测量
A1 V1 v1的内阻未知
A1
A2 已知A2的内阻R2
R1
I 2 R2 I1
A1
A2
R
A2的内阻未知
RAI 2 Nhomakorabea I1 R
I1
A1 A2
R 已知A2的内阻R2
例2、测电压表V的内阻
待测表V (内阻约20kΩ,量程为3V)
电流表A1(量程为200μA)
A2(量程为5mA) A3(量程为0.6A)
电表内阻的测量
电压表 V1
伏
V1
A1
R
安 法
A1的内阻未知
RV
U1
I1
U1 R
比 较 法
V1
A1
A1的内阻未知
V1
V2
已知V2的内阻R2
R1
U1R2 U2
V2
V1 V2
R
V1
V2的内阻未知
RV
U1 U2 U1
R
电流表 A1
A1
R
伏
V1
安 v1的内阻未知
法
RA
U1
I1R I1
比 较 法
滑动变阻器R(最大电阻1kΩ)
V
A1
R
直流电源E(电动势为4V)
S
开关S、导线若干.
试选择仪器并设计实验方案,画出电路图。
例3、从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1, 要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
(1)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r1,则所用的表达式为
r1 =
,式中各符号的意义是:
高中物理测量电阻的四种种方法
测量电阻的四种特殊方法一.等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻:测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱替换待测电阻,若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等),则待测电阻与电阻箱是等效的。
1.电流等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。
(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
2.电压等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。
(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为U。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
【针对练习】1.某同学准备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。
他为了能够更精确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:A.电流表G1(量程0~1.0 mA,内电阻约100 Ω)B.电流表G2(量程0~500 μA,内电阻约200 Ω)C.电池组E(电动势3.0 V,内电阻未知)D.滑动变阻器R(0~25 Ω)E.电阻箱R1(总阻值9 999 Ω)F.保护电阻R2(阻值约100 Ω)G.单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2(1)实验中该同学先合上开关S1,再将开关S2与a相连,调节滑动变阻器R,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数I;然后将开关S2与b相连,保持________不变,调节________,使电流表G1的示数仍为I时,读取电阻箱的读数r。
高中物理测量电阻教案
高中物理测量电阻教案
实验名称:测量电阻
实验目的:通过实验学习如何测量电阻,并掌握测量电阻的方法和技巧。
实验仪器器材:电流表、电压表、待测电阻、电源、导线。
实验步骤:
1. 将电源接通,将电流表和电压表连接到电路中,注意连接的方式。
2. 调节电源使电路中通入一定电流。
3. 使用电压表测量电路中的电压。
4. 根据欧姆定律,利用测得的电流和电压值计算出电路中的电阻值。
5. 反复进行测量,取多次测得的数据进行平均。
6. 记录实验数据,并进行数据分析和处理。
实验注意事项:
1. 在进行实验时要小心操作,不要触碰电源和导线等带电部件。
2. 在进行测量时应注意电表的量程选择,确保测得的数值在量程范围内。
3. 每次测量完成后,应及时断开电源和导线,保持实验台面整洁。
4. 在进行数据处理时,要注意数据的准确性和可靠性,避免出现错误。
实验结果分析:
通过实验测量得到的电阻值应与待测电阻的标称值接近,若存在较大偏差,则可能是实验操作有误或电阻本身存在问题。
需重新进行实验或检查电路连接情况。
实验总结:
通过本次实验,我们学习了测量电阻的方法和技巧,掌握了欧姆定律的应用。
同时也提高了实验操作的能力和数据处理的技巧。
在今后的学习中,我们将进一步探讨电路中的其他参数和电学定律,不断提升实验技能和理论知识。
高中物理电阻的测量方法
高中物理电阻的测量方法电阻是物质对电流流动的阻碍程度的量度,是电学基本量之一、在高中物理实验中,测量电阻是一个常见的任务。
本文将介绍几种高中物理电阻的测量方法。
一、串联电阻的测量方法:串联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。
串联电阻的总电阻等于各个电阻之和。
以下是测量串联电阻的方法:1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子连接到待测电阻两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。
2.用电压表和电流表测量:通过串联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后用欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。
二、并联电阻的测量方法:并联电阻是指多个电阻按照一定的顺序连接在一起的情况。
并联电阻的总电阻等于各个电阻的倒数的和的倒数。
以下是测量并联电阻的方法:1.用万用表测量:将万用表调至电阻档位,将两个电阻端子分别连接到待测电阻的两端,读取万用表的示数,即为该电阻的电阻值。
2.用电压表和电流表测量:通过并联电路的两端分别接入电压表和电流表,记录下电压表的示数和电流表的示数,然后通过欧姆定律和并联电阻公式1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn计算得到电阻值。
三、非线性电阻的测量方法:非线性电阻是指随着电信号的强度变化,电阻值也会改变的电阻。
以下是测量非线性电阻的方法:1.利用IV特性曲线测量:将待测电阻连接在一个电流源和电压源的串联电路中,改变电流源或电压源的大小,记录下相应的电流值和电压值,然后绘制IV特性曲线。
通过该曲线可以得到电阻值。
2.利用恒流源测量:将待测电阻连接在一个恒流源电路中,测量电压的变化,然后根据欧姆定律R=U/I计算得到电阻值。
四、通过电阻色环测量电阻值:电阻色环是将一个电阻上绕有不同颜色的环的一种特殊结构。
每个颜色代表一个数字,通过不同颜色的组合可以确定电阻的阻值。
根据色环的顺序以及对应的数字表,可以读取出电阻的阻值。
总结:在高中物理中,测量电阻的方法主要包括用万用表测量、用电压表和电流表测量、利用IV特性曲线测量、利用恒流源测量以及通过电阻色环读数等方法。
高中物理测量电阻的四种种方法
高中物理测量电阻的四种种方法一.等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻:测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时,用电阻箱交流待测电阻,假定二者对电路所起的作用相反(如电流或电压相等),那么待测电阻与电阻箱是等效的。
1.电流等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图衔接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调理滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。
(3)断开开关S2,再闭合开关S3,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理电阻箱,使电流表的示数仍为I。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
2.电压等效替代该方法的实验步骤如下:(1)按如图电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调理滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。
(3)断开S2,再闭合S3,坚持滑动变阻器滑片P位置不变,调理电阻箱使电压表的示数仍为U。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效,即R x=R0。
【针对练习】1.某同窗预备把量程为0~500 μA的电流表改装成一块量程为0~2.0 V 的电压表。
他为了可以更准确地测量电流表的内阻,设计了如图甲所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:A .电流表G 1(量程0~1.0 mA ,内电阻约100 Ω)B .电流表G 2(量程0~500 μA ,内电阻约200 Ω)C .电池组E (电动势3.0 V ,内电阻未知)D .滑动变阻器R (0~25 Ω)E .电阻箱R 1(总阻值9 999 Ω)F .维护电阻R 2(阻值约100 Ω)G .单刀单掷开关S 1,单刀双掷开关S 2(1)实验中该同窗先合上开关S 1,再将开关S 2与a 相连,调理滑动变阻器R ,当电流表G 2有某一合理的示数时,记下电流表G 1的示数I ;然后将开关S 2与b 相连,坚持________不变,调理________,使电流表G 1的示数仍为I 时,读取电阻箱的读数r 。
高中物理电表内阻的测定
电表内阻测定与电阻的测定相比有一个很大的特点,就是测定的电表能够读出自身的电压或电流。
因此,可充分利用这一特点来设计电表的内阻测量方法。
一、电流表内阻的测量方法一:伏安法如图1所示,为待测电流表,为保护电阻,闭合开关S,调节滑动触头P,使两表各有一示数,分别以U和I表示,由并联关系及电阻定义得。
也可以将电压表换成一个内阻已知的电流表,其内阻为,电路如图2所示,两表示数分别为和I,同理可得出内阻为。
在图2中电流表实质上被当作电压表使用了,(这种方法在设计型实验中经常采用)方法二:半偏法如图3所示,是待测电流表,先闭合,断开,调节使毫安表满偏,然后合上开关,保持不变,调节使毫安表半偏,因为远大于毫安表的内阻,可近似认为闭合前后干路中电流I不变,这样的读数就可近似看作为毫安表的内阻。
图3方法三:替代法如图4所示,闭合,把接到a点,调节,记下读数;然后,把再接到b点,调节,使读数与原来读数相等,这样的读数就是的内阻。
此种方法无系统误差,是测定电流表内阻的最佳方案。
方法四:差值法如图5所示,电阻箱R调到最大时,把开关S掷向b端,此时通过微安表的电流较小,调电阻箱R使微安表的示数为满偏(其他值也可),记下此时电阻箱R的阻值和标准微安表的读数I;再将开关S掷向a 端,并调电阻箱R使微安表的读数等于I,记下此时电阻箱的阻值,根据闭合欧姆定律得,则,所以,待测微安表的内阻,此种方法也无系统误差。
二、电压表内阻的测定方法一:半偏法如图6所示,为待测电压表,闭合调节,使电压表满偏,然后断开,调节,使电压表半偏,因为远小于电压表的内阻,可认为断开不会引起ac两点间的电压变化,这样的读数就是电压表的内阻。
方法二:替代法如图7所示,为待测电压表,在不变的情况下,先让接a,记下此时电流表读数I,然后让接b,调节R的值,使电流表读数等于原来读数,这样电阻箱R的值就是电压表内阻。
此种方法无系统误差,是测定电压表内阻的最佳方案。
方法三:伏安串联法如图8所示,设待测电压表的内阻为,先闭合S,调节触头P的位置,使两表均有明显示数,U为电压表的示数,I为电流表的示数,由欧姆定律得:。
高二物理电压表和电流表、电阻的测量知识精讲
高二物理电压表和电流表、电阻的测量【本讲主要内容】电压表和电流表、电阻的测量电压表、电流表的改装,伏安法测电阻,欧姆表【知识掌握】【知识点精析】(一)电流表(表头)G1. 构造:表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成。
2. 工作原理:当线圈中有电流通过时,在磁场力的作用下线圈带有指针一起偏转,通过线圈的电流越大,指针的偏角就越大。
对于磁电式的仪表(利用永磁铁来使通电线圈偏转的仪表)有:指针偏角θ正比于电流I。
因此由指针在标有电流值的刻度盘上所指的位置就可以读出通过表头的电流值。
根据欧姆定律,通过表头的电流值跟加在表头两端的电压成正比,如果刻度盘上标出电压值,则可由指针所指的位置得到加在表头两端的电压值。
3. 电流表G的参数(1)电流表的内阻R g:电流表G的电阻R g叫做电流表的内阻。
一般为几百欧到几千欧。
(2)满偏电流I g:电流表G指针偏转到最大刻度值时的电流I g叫做满偏电流,一般为几十微安到几毫安。
(3)满偏电压U g:电流表G通过满偏电流时,加在电流表两端的电压U g叫做满偏电压。
由欧姆定律可知U g=I g R g,显然在这三个参数中只有两个是独立的。
电流表G的电路符号及各个参数间的关系如图所示。
由于I g、U g较小,而一般实际测量的电流较大,电压较高,这就需要对G进行改装,以满足实际测量的需要。
(二)把电流表G改为电压表V1. 改装原理:利用串联电路的分压原理,将电流表G串联一只适当阻值的电阻R,就可以改装成一定量程的电压表V,如图所示。
2. 分压电阻R :串联电阻R 的作用是分担一部分电压,做这种用途的电阻叫分压电阻。
若将内阻为R g 、满偏电流为I g 的电流表改装成量程为U 的电压表,则有:U=I g (R g +R),所用的分压电阻值R UI R gg =-。
3. 电压表内阻R V :表头内阻R g 和分压电阻R 的总阻值为电压表内阻。
R R R V g =+。
高三物理复习:电阻的测量及误差分析
④记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2。 ⑤多次改变滑动变阻器滑片的位置,记下V1和V2 的多 组读数U1和U2。 ⑥求Rx的平均值。
回答下列问题:
(Ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中电阻箱
的符号为
,滑动变阻器的符号为
,其余器材用通用的符
号表示。 (Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的表达式为
器材(代号) 电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V)
电阻(R1) 滑动变阻器(R2)
电池(E) 开关(S) 导线若干
规格 量程0~10 mA,内阻r1待测(约40Ω)
量程0~500μA,内阻r2=750Ω 量程0~10 V,内阻r3=10kΩ 阻值约100Ω,作保护电阻用 总阻值约50Ω 电动势1.5V,内阻很小 \ \
于”“等于”或“小于”)真实值,测量值
Rx2 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)真
实值。
二、伏安法的变形:电流表内阻的测量方法
(1)若电流表内阻已知,则可将其当作电流表、电压表以及定值电阻来使 用。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A1的
内阻R1,则可测得A2的内阻R2=
总电阻的变化,经计算得RA= 5.2 W(保留2位有效数字)
(2)保持S1闭合,断开S2,多次改变R1的阻值,并记录电流表的相应示数。
若某次R1的示数如图(b)所示,则此次R1的阻值为 148.2 W;
(3)利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I,作出I-1-R1图线,如图(c)
所I-1=示。RE1用电r池E的RA电。动利势用E、图内(阻c)r和可电求流得表E=内阻9.1RA表V。示(I-1随保R留1变2位化有的效关数系字式)为
高考物理电学实验—电阻测量的复习
高考物理电学实验—电阻测量的复习电学实验是高中物理的重点和难点,突出能力考查,题型变化多样,对学生综合水平有很高的选拔性,由于连续几年高考中均出现电学实验,虽然形式多样,但考查的特点还是比较清晰的,比如实验能力的考查多集中在电阻的测量上。
这几年高考,很多电学实验都是以测电阻为背景,以全国卷为例:2020年全国Ⅱ卷第23题考查半偏法测电阻;2022年全国乙卷第23题考查伏安法测电阻。
在此简单谈谈如何复习电阻的测量。
一、构建模块,化整为零,逐项突破,夯实基础实验题目千变万化,有些要求甚至还很高,但实验原理不会超出考纲规定的范围。
因此,复习时,首先要回归课本以本为本,夯实基础。
在电阻的测量实验复习时,我们可以把该实验分解为以下四个知识模块,并分别配与相应的练习。
对于重点和难点问题再一一逐项突破,化整为零。
模块一、电路的选择根据实验的要求和所提供的试验器材。
选择适当的测量方法和画出实验电路图,是实验的中心和关键。
我们不妨把一个完整的电路图分成测量电路和控制电路两部分依次考虑:(1)测量电路部分测量电路部分,是原理的核心。
讲清电阻测量的四种基本方法,即“伏安法”、“半偏法”、“欧姆表测量法”、“替代法”,并引导学生概括常用的电阻测量四种基本方法的原理、适用条件、以及各自的优缺点等。
(2)控制电路部分控制电路主要由电源、开关和滑动变阻器组成。
控制电路的选择关键是考虑滑动变阻器的连接方式,它有“限流式”和“分压式”两种,前者电路连接简单,消耗功率较小,但电压调节范围较小;后者电压调节范围大(可以从零开始调节),但消耗功率较大,电路较复杂。
滑动变阻器该以何种方式接人电路,应遵循科学性、节能性、方便性的原则,灵活择取。
一般来说,下列三种情况必须选用“分压式”:①要求某部分的电路的电流或电压从零开始连续调节时。
②当测量电路部分的电阻远大于滑动变阻器的最大电阻值,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测多组数据)时。
③如果采用“限流式,电路中实际的电压(或电流)的最小值仍超过某用电器的额定值时。
高中物理实验测量电流与电阻的关系
高中物理实验测量电流与电阻的关系在高中物理学习中,测量电流与电阻的关系是非常重要的实验之一。
通过实验可以探索电流和电阻之间的定量关系,帮助我们更深入地理解电路中的基本原理和规律。
本文将介绍一种测量电流与电阻关系的实验方法,并对实验结果进行分析和讨论。
实验材料和仪器:1. 直流电池(电源)2. 电流表(安培表)3. 电阻器(可变阻值)4. 连接线5. 导线实验步骤:1. 将电源和电流表连接好,确保电路处于断开状态。
2. 将电阻器与电路串联连接,确保电路连通。
3. 调节电路中的电阻值,可以通过旋转电阻器上的旋钮或滑动变阻器的滑动块来实现。
可以选择不同的电阻值来测量不同的电流数值。
4. 打开电源,将电流表插入电阻器与电源之间的电路中,记录下此时的电流值。
(为了减少误差,可以进行多次测量并求平均值)5. 重复步骤3和4,换不同的电阻值,分别记录下测量得到的电流值。
6. 根据测量结果绘制电流与电阻的关系图表。
7. 进一步分析图表,讨论电流与电阻之间的定量关系。
实验结果和讨论:在实验中,我们可以通过改变电路中的电阻值,测量并记录下相应的电流值。
通过绘制电流与电阻之间的关系图表,我们可以得到如下结论:1. 在电路中,当电阻值增大时,电流数值会相应减小。
这是因为在固定电压的作用下,电流与电阻成反比。
较大的电阻值会产生较大的电阻力,限制电流通过电路的数量。
2. 通过观察电流与电阻的关系图表,我们可以发现电流与电阻之间存在线性关系的趋势。
即电流值与电阻值之间的比例关系是固定的比例常数。
这个比例常数称为欧姆定律中的欧姆系数,通常用符号R表示。
3. 根据欧姆定律的描述,我们可以得到一个重要的公式:U = I * R,其中U代表电压,I代表电流,R代表电阻。
这个公式是欧姆定律的基本表达式,它揭示了电流、电压和电阻之间的定量关系。
通过本实验,我们深入了解了电流与电阻之间的关系。
电流是电荷流动的表现,而电阻则是阻碍电流流动的因素。
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关于电流表内电阻的测量
一、半偏法
只有被测电表这一个测量仪器时用等电流半偏法
1.(2007全国Ⅱ.22.②)在把电流表改装成电压表的实验中,需要利用如图所示的电路测
定电流表的内阻,其主要操作步骤如下:
①接通S l ,调节R l ,使电流表指针偏转到满刻度;
②再接通S 2,调节R 2,使电流表指针偏转到满刻度的一半; ③读出R 2的阻值,即认为电流表的内阻r g =R 2 现备有如下器材:
A .电流表(量程0~100μA ,内阻约为l00Ω)
B .电阻箱(范围0~10Ω)
C .电阻箱(范围0~9999Ω)
D .电阻箱(范围0~99999Ω)
E .滑动变阻器(范围0~200Ω)
F .电源(电动势3V 内阻不计)
G .开关和若干导线
(Ⅰ)电路图中R l 应选______,R 2应选_______.(填入所选器材的字母代号) (Ⅱ)实验中读得R 2的阻值为l00Ω,若将此电流表改装成量程为3V 的电压表,应____联一个阻值为________Ω的电阻.
(Ⅲ)若用此改装表去测量一稳恒电压,则测量值和真实值相比____(填“偏大”或“偏小”)
2. (2001全国.16) 图1中E 为电源,其电动势为ε,R 1为滑线变阻器,R 2为电阻箱,A
为电流表.用此电路,经以下步骤可近似测得A 的内阻R A :①闭合K 1,断开K 2,调节R 1,使电流表读数等于其量程I 0;②保持R 1不变,闭合K 2,调节R 2,使电流表读数等于
2
I ,然后读出R 2的值,取R A ≈R 2. (1)按图1所示电路在图2所给出的实物图中画出连接导线.
(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即A
A R R R 2
-.试导出它与电源电动势ε、电流表量程I 0及电流表内阻R A 的关系式.
(3)I 0=10mA ,真实值R A 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?
3.(2005江苏.12)将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G
改装成电压表并进行核对.
(1)利用如图所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合S 1,调节R ,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S 2,保持R 不变,调节R ′,,使电流表指针偏转到满刻度的
3
2
,读出此时R ′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值Rg= Ω.
(2)将该表改装成量程为3V 的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻.若用此改装表去测量一稳恒电压,则测量值和真实值相比____(填“偏大”或“偏小”)
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试画出实验电路图和实物连接图.
A
R 2
E
K 1
K 2
R 1
图2
4.(2004天津.22)现有一块59C2型的小量程电流表G (表头),满偏电流为A μ50,内
阻约为800~850Ω,把它改装成mA 1、mA 10的两量程电流表。
可供选择的器材有:
电池(1为
;选用的电池为
定值电阻.故选择电路时比较灵活.
①. 测量○A 的内阻, 另给一个伏特表○V (注意:当两表示数不相匹配时要借助定值电阻)
分析上面各电路图在什么情况下使用
I U R A =
R I
U
R A -=
I
R
U R V r U A +=
(
)
I
R I R V
r U
A -=
5. 现要测量某一电流表○A 阻r 1,给定器材有: ⅰ.待测电流表○A (量程300μA ,内阻r 1约为100Ω) ⅱ.电压表○V (量程3V ,内阻r 2=1kΩ) ⅲ.电源E (电动势4V ,内阻忽略不计) ⅳ.定值电阻R 1=10Ω
ⅴ.滑动变阻器R 2(阻值范围0~20Ω.允许通过的最大电流0.5A ) ⅵ.电键S 一个.导线若干
要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。
①在方框中画出测量电路原理图
②电路接通后。
测得电压表读数为U ,电流表读数为I ,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r 1=_____。
②. 测量○A 的内阻,流过○A 的电流直接可以读出(用I 表示). 另给一个安培表○A 1(○A 1的内阻必须已知,设为r 1), ○A 1当作伏特表使用, 加在○A 1两端电压为U 1=I 1r 1. 则测量○A 内阻的可能电路如下(R 为定值电阻):
注意第四种方法不需要○A 1的内电阻
I
r I R A
1
1
=
R I
r I R A -=
1
1
()
I
R r I R A +=
11
(
)
I
R
I I R A -=
1
6.要测量电流表○A 1的内阻,要求方法简捷且有较高的精度、能测多组数据。
实验室有如下器材:
电流表○A 1 0~10mA 内阻约40Ω 电流表○A 2 0~500μA 内阻750Ω
电压表○V(量程10V,内阻r2=10kΩ)定值电阻R1约100Ω做保护电阻使用
滑动变阻器R2阻值范围0~50Ω
电源E(电动势1.5V,内阻很小)
电键S一个.导线若干。