电流表内阻测量方法
“运用欧姆定律测电表内阻”方法汇总
“运用欧姆定律测电表内阻”方法汇总测电表的内阻与测纯电阻的阻值原理相同,只是对电表的“身份”我们做了一下转换:认为它是一个‘会说话的电阻’,会说自己的电压值(电压表),电流值(电流表)。
我们须作的工作就是想办法测量另一未知的物理量。
笔者现将其方法汇总分析如下。
1 被测电压表与电流表组合例1 某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间,现要测量其内阻。
实验室提供如下器材:待测电压表○V (量程 3V )电流表○A1 ( 量程200 μ A)电流表○A2 ( 量程 50mA)电流表○A3( 量程 0.6A)滑动变阻器 R (最大阻值 1 k Ω)电源 E ( 电动势 4V)开关、导线。
⑴所提供的电流表中,应选 _________( 填字母代号 )⑵为减小误差,要求多测几组数据,试画出实验原理图探究把“待测电压表○V ”看作一个电阻,且该电阻可以显示自己的电压,无需另外测量。
根据欧姆定律,我们只需测出其电流即可。
器材也恰恰有电流表,从理论方面讲,问题可完全解决。
电流表选哪个呢?由电压表的规格可算出其满偏电流不会超过150 μA,从精确度和电表的安全角度考虑,应选量程200μA 的○A1 。
滑动变阻器应采用分压式连接。
电路设计如图 1 所示。
2 被测电压表与电压表组合例2 现有如下器材:电压表○V1( 量程 3V ,内阻约几kΩ )电压表○V2 ( 量程 15V ,内阻约几十kΩ )定值电阻R1 ( 3.0k Ω)滑动变阻器 R ( 0 ~1750 Ω)直流电源(电动势约 6V ,内阻不计)开关、导线若干。
要求利用上述器材测量电压表○V1的内阻。
⑴试画出实验原理图⑵用已知量和直接测得的量表示电压表○V1的内阻的表达式 r=_________ 。
式中各直接测得量的意义__________。
探究把“待测电压表○V1”看作一个电阻,其电压无需另外测量。
为了测量电流,我们只能在电压表○V2和定值电阻R1上作文章。
方案1 如图2所示,将电压表○V1、○V2直接串联,利用○V2的电压示数与其内阻的比值求电流,问题是不知道电压表○V2内阻的准确值。
测电源电动势和内阻的六种方法
测电源电动势和内阻的六种方法实验是物理学习中的重要手段,虽然高考是以笔试的形式出现的,但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。
因此,在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素,不断拓宽探索性实验设置的新路子,努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。
笔者结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。
一、用一只电压表和一只电流表测量例1 测量电源的电动势E 及内阻r (E 约为V 5.4,r 约为Ω5.1)。
器材:量程为V 3的理想电压表V ,量程为A 5.0的电流表A (具有一定内阻),固定电阻Ω=4R ,滑动变阻器'R ,开关k ,导线若干。
(1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。
(2)实验中,当电流表读数为1I 时,电压表读数为1U ;当电流表读数为2I 时,电压表读数为2U ,则可以求出E =___________,r =___________。
(用1I 、2I 、1U 、2U 及R 表示)解析:由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知,只要能测出两组路端电压和电流即可,由r I U E 11+=,r I U E 22+=可得:121221I I I U I U E --= (1) 1221I I U U r --= (2) 我们可以用电压表测电压,电流表测电流,但需注意的是题给电压表的量程只有V 3,而路端电压的最小值约为V V Ir E U 75.3)5.15.05.4(=⨯-=-=,显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。
依题给器材,可以利用固定电阻R 分压(即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“r R +”),这样此电源的“路端电压”的最小值约为V V V r R I E U 375.1)5.55.05.4()(<=⨯-=+-=,就可直接用电压表测“路端电压”了,设计实验电路原理图如图1所示。
电流表内阻的测量实验报告
电流表内阻的测量实验报告实验名称:电流表内阻的测量
实验目的:学习测量电流表的内阻,并掌握内阻测量方法。
实验原理:电流表是一种能够测量电流大小的仪器。
当电流通过电流表时,可看到表盘上的电流数值。
但由于电流表内部有一定的内阻,电流通过表内阻时,会有一定的电压降。
因此,观测的电流不是真正的电路中的电流值,需要通过测量电流表内阻进行修正。
实验器材:
1.电源供应器
2.多用电表
3.直流电流表
4.两个万用表笔
实验步骤:
1.将电源供应器接入实验线路,调整电压和电流值。
2.将直流电流表和多用电表接入电路。
3.连接两个万用表笔,将一个放在电流表的正极上,另一个放在电流表的负极上。
4.读取电流表的电压值和电流值。
5.根据欧姆定律,计算电流表的内阻R=i/U。
6.按照实验要求,重复测量多次,取平均值。
实验结果:
实验数据如下:
电源电压:10V
直流电流表示数:0.2A
直流电流表电压值:4mV
电流表内阻:R=i/U=0.2/0.004=50Ω
重复实验N次,计算平均值Ravg=52Ω。
实验分析:
通过实验测量得到的电流表内阻为50Ω,与理论值基本相符。
在实际电路设计中,需要考虑电流表的内阻对电路中电流的影响,尤其是在小电流测量时,内阻的影响更加明显。
实验结论:
本实验通过测量电流表内阻,掌握了内阻测量的方法与技巧。
电流表内阻是影响电流测量精度的重要参数,掌握其测量方法对于设计和调试电路具有重要意义。
电流表内阻测量的几种方法
电流表内阻测量的几种方法灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。
它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。
一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。
将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。
练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。
本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。
一. 半偏法这种方法教材中已做介绍。
中学物理实验中常测定J0415型电流表的内阻。
此型号电流表的量程为0-200,内阻约为,实验电路如图1所示。
操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭合,调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。
再将S2也闭合,保持变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R’使电流表G的指针半偏。
读出电阻箱的示值R’,则可认为。
实验原理与误差分析: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。
为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变。
R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左右。
二. 电流监控法实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G’,可用与被测电流表相同型号的电流表。
电源可用1.5V干电池,R用阻值为的滑动变阻器,如图2所示。
实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,使被测电流表G指针满偏,记下监控表G’的示值。
再接通S2,反复调节变阻器R和电阻箱R’,使G的指针恰好半偏,而G’的示值不变。
这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻。
这样即可避免前法造成的系统误差。
用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。
电流表内阻测量的六种方法
电流表改装中内阻测量的六种方法比较电表是高考考查的重点,因此把电流表改装为电压表的实验是高三复习的重要内容之一.该实验由三个重要环节:一是测出电流表G的内阻Rg;二是计算出把电流表改装为量程为U的电压表,需串联的电阻R1;三是对改装后的电压表进行校对.本文主要介绍在实验室仪器充足的情况下电流表内阻的测量方法.一.半偏法这是课本上介绍的方法.如图2所示,首先闭合S1,调R1使电流表G满偏,再闭合S2,调R2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半.在R1>>R2时,可认为Rg=R2.因为电阻R2的并入,电路中总电阻减小,导致电路中总电流增大.因此当流经电流表的电流为Ig/2时,流经R2的电流I2大于Ig/2,由并联电路知识可知R2<Rg,测量值偏小.且闭合S2前后干路中总电流变化越大,误差越大.这样干路中总电流变化越小越好,要满足这一条件,只有R1>>R2,一般要求R1>100R2.又因要使电流表满偏,电源的电动势不能太小,对一定的电流表,在不超量程的条件下,电源电压越高,误差越小.二.满偏法如图2所示,首先闭合S1,调R1使电流表G满偏,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,则由于电源内阻很小,一般R1>>r,所以r可以忽略,这时Rg=R2.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,比较准确.三.电阻替代法如图3,此法多选用一个比电流表G量程大几倍的电流表A.先闭合S和S1,调节R1使电流表A的指针指一定电流I.然后断开 S1,接通S2调R2使电流表A的指针仍然指电流I,则Rg=R2.该法操作方便,不需要任何计算,且精确度较高.但需要两个电表,有条件的学校,让学生选用这一方法较好.四.电流差值法如图4所示,闭合电键S调R1和R2的阻值,使电流表G 和A 的示数分别为I1和I2,由串并联电路的知识可知I1Rg=(I2-I1)R2,整理得Rg= (I2-I1)R2/I1。
测电流表内阻的几种方法
测电流表内阻的几种方法内蒙古乌兰浩特一中 郭朝辉《把电流表改装为电压表》是高中物理电学实验中较难的一个学生实验。
要把电流表改装为电压表,首先要知道电流表的三个主要参数:电流表指针偏转到最大值时的电流,称为满偏电流I g ,即为允许通过电流表的最大电流,可以从表盘上直接读出;电流表内阻R g ,可以用实验方法测出;满偏时电流表两端的压降称为满偏电压U g ,三者之间的关系是:U g =I g ×R g 。
该实验首先需要测出R g ,方能进行电表的改装。
现就测R g 测量方法给出几种设计方案,以提高学生对电学实验的设计能力。
一、利用伏安法,测量电流表的满偏电压U g ,算出内电阻R g电流表满偏电压U g 按如图1所示电路进行测量,待测电流表G 和毫伏表mv 并联,R 为保护电阻,R 0为滑动变阻器。
测量时,r 先置最大值,闭合开关K 后,调节R 0和r ,使电流表G 的指针达满偏。
此时毫伏表上的读数就是电流表的满偏电压U g ,则电流表的内电阻R g 为:R g =gg I U其中I g 就是电流表的满偏刻度值。
该实验电路图采用分压式电路,如果保护电阻r 的阻值足够大,也可简化为如图210K Ω)。
测量方法同上。
1、电流等效替代法如图3所示电路,G 为待测电流表,G 0为辅助电流表,量程与G 相同或稍大一些,r 为保护电阻,R 0为滑动变阻器,K 1为单刀开关,K 2为单刀双掷开关。
测量时,r 先置最大,闭合开关K 1,K 2扳至1端接通电流表G ,调节R 0与r ,使辅助电流表G 0的指针达到接近满偏量程的某一刻度值(注意I 不能大于电流表G 的量程)。
然后把电阻箱R 的阻值置于最大值,K 2扳至2端接通电阻箱R ,逐渐减小电阻箱的阻值,当调节到辅助电流表G 0的指针仍指到原来的刻度值I 时,电阻箱指示的阻值R 就等于电流表G 的内阻R g ,即R g =R2、 电压等效替代法: 如图4所示电路,mv 为毫伏表作辅助电表用,其量程与待测电流表G 的表头压降相同或稍大些,待测电流表G ,电阻箱R 通过单刀双掷开关K 2分别与毫伏表mv 并联。
半偏法测电表内阻
半偏法测电压表和电流表的内阻考点一:电流表的半偏法测量步骤:首先,闭合S1,调节滑动变阻器R使得G带测灵敏电流表示数最大(满偏).;然后,保持S1闭合,滑动变阻器不动,闭合S2,并调节变阻器R',使得待测灵敏电流表示数为最大示数的一半,即满偏时的一半(半偏).;记下此时变阻器R'的电阻大小(可以直接读出),该电阻即为待测灵敏电流表的电阻大小。
误差分析:由于该过程中,R的电阻较大,我们近似的把整个过程中的干路电流当作不变的(在选择仪器的时候要保证其它部分的电阻之和要远大于并联部分,所以干路上的滑动变阻器一般选较大的,对应电源也要选择电动势较大的)。
实际情况中,随着S2的闭合,整个电路中的电流将会变大,当表头半偏时,流过电阻箱的电流大于流过表头的电流,所以电阻箱阻值小于表头内阻。
但我们还是认为干路电流不变,认为流过电阻箱的电流等于流过表头的电流,即电阻箱阻值等于表头内阻。
所以测量结果比真实值偏小。
典例分析:例1.(1)甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计,改装成量范围是0~4V的直流电压表。
①他按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻r g,其中电阻R0约为1kΩ。
为使r g的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用,电阻器R1应选用,电阻器R2应选用(选填器材前的字母)。
A.电源(电动势1.5V)B.电源(电动势6V)C.电阻箱(0~999.9Ω)D.滑动变阻器(0~500Ω)E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5.1kΩ)F.电位器(0~51kΩ)②该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。
后续的实验操作步骤依次是:,,,,最后记录R1的阻值并整理好器材。
(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)A.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度③如果所得的R1的阻值为300.0Ω,则图1中被测电流计的内阻r g的测量值为Ω,该测量值实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
测量电流表内阻的方法
测量电流表内阻的方法
嘿,你知道电流表内阻咋测不?其实超简单!找个已知电阻和电源,把电流表跟已知电阻串联起来,然后根据欧姆定律算呗!先测串联电路的总电流,再根据已知电阻的阻值算出电压,有了电压和电流表的示数,不就能算出电流表内阻啦?这就好比你要知道一个神秘盒子的大小,你找个已知大小的东西跟它放一起,通过一些办法就能猜出神秘盒子的尺寸啦。
测量的时候可得小心哦!千万别接错线,不然那可就乱套啦。
电流这玩意儿可不是闹着玩的,搞不好会出危险呢。
一定要确保电路连接稳定,要是松松垮垮的,那数据肯定不准呀。
就像盖房子,地基不稳可不行。
那这测量电流表内阻有啥用呢?在电子电路设计的时候可管用啦!知道了电流表内阻,就能更准确地计算电路中的电流啦。
想象一下,你要盖一座漂亮的电子城堡,电流表内阻就是那个关键的小零件,没它可不行。
我给你说个实际案例哈。
有一次,我们在做一个电路实验,就需要知道电流表的内阻。
按照这个方法一测,嘿,还真准!让我们的实验顺利进行下去啦。
所以呀,测量电流表内阻的方法简单又实用,只要你小心操作,肯定能得到准确的结果。
赶紧去试试吧!。
电流表内阻测量的几种方法
电流表内阻测量的几种方法灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。
它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。
一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。
将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。
练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。
本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。
一. 半偏法这种方法教材中已做介绍。
中学物理实验中常测定J0415型电流表的内阻。
此型号电流表的量程为0-200,内阻约为,实验电路如图1所示。
操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭合,调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。
再将S2也闭合,保持变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R’使电流表G的指针半偏。
读出电阻箱的示值R’,则可认为。
实验原理与误差分析: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。
为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变。
R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左右。
二. 电流监控法实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G’,可用与被测电流表相同型号的电流表。
电源可用1.5V干电池,R用阻值为的滑动变阻器,如图2所示。
实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,使被测电流表G指针满偏,记下监控表G’的示值。
再接通S2,反复调节变阻器R和电阻箱R’,使G的指针恰好半偏,而G’的示值不变。
这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻。
这样即可避免前法造成的系统误差。
用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。
分流法测电流表内阻实验报告
分流法测电流表内阻实验报告
一、实验目的
1、熟悉实训台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法
2、掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法
3、熟悉电工仪表测量误差的计算方法
二、实验设备
1可调直流稳压电源
2可调恒流源
3指针式万用表
4可调电阻箱
5电阻器
三、实验内容及步骤
1、根据“分流法”原理测定指针式万用表(MF-47型或其他型号)直流电流0.5mA和 5mA档量限的内阻。
Rp可选用DG09中的电阻箱。
四、实验结论
通过这个实验,让我了解到这个实验,如何测出仪表的内阻和计算出由此产生的测量误差,也知道了测量电流表内阻的方法,则用“分流法”测量电流表的内阻时,当断开开关S,则A表指针满偏时,然后合上开关S,Rg的阻值,使电流表的指针指在1/2满偏转位置时,则用RA=RRp/R+R;公式,求出内阻。
同理,用“分压法”测量电压表的内阻时,当开关S闭合,使电压表V的指针为满偏转。
然后断开开关S,则有Rv=Rp+Rj这个公式,求出内阻。
则电压表的灵敏度S
为:S=R,/U。
而且也要注意电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联。
因此这个实验在反复测量与计算之后完成了。
电阻测量的六种方法
电阻测量的六种方法之马矢奏春创作创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日电阻的丈量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。
这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻丈量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。
一.欧姆表测电阻1、欧姆表的结构、原理它的结构如图1,由三个部件组成:G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计。
R是可变电阻,也称调零电图1 阻,电池的电动势为E,内阻为r。
欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。
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)由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基来源根基理。
2.使用注意事项:(1)欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间其实不是正比也不是反比的关系。
(2)多用表上的红黑接线柱,暗示+、-两极。
黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。
(3)丈量电阻时,每一次换档都应该进行调零(4)丈量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。
(一般在中值刻度的1/3区域)(5)丈量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。
(6)丈量时,不克不及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,一般旋至交流电压的最高档或OFF档。
二.伏安法测电阻1.原理:根据部分电路欧姆定律。
2.控制电路的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)图2 (1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。
测量电阻阻值的八种方法
测电阻的八种方法①最直接的测电阻方法——多用电表测量法直接用欧姆表测量电阻简单快捷,但由于欧姆表的刻度不均,误差较大,只能粗略测量电阻.②最基础的测电阻方法——伏安法电流表外接法和内接法电路:这是电流表和电压表内阻都未知的情况下将就使用,都有原理设计误差。
如果电流表内阻已知,就意味着电流表分压已知,那就用电流表内接法,不用判断(大内偏大),无原理误差。
如果电压表内阻已知,就意味着电压表分流已知,那就用电流表外接法,不用判断(小外偏小),无原理误差。
③最精确的测电阻方法——等效替代法电路如图:④最灵活的测电阻方法(1)——安安法安安法核心也是伏安法,只是用安培表代替伏特表,所以安培表内阻必须知道。
电路如图:⑤最灵活的测电阻方法(2)——伏伏法伏伏法核心也是伏安法,只是用伏特表代替安培表,所以伏特表内阻必须知道。
电路如图:⑥测电流表内阻的专用方法——电流半偏法电路如图:⑦测电压表内阻的专用方法——电压半偏法电路如图:⑧利用比例关系测电阻的方法——电桥法电路如图所示:实验中调节电阻箱R₃,当电流计读数为零时,A、B两点的电势相等,R₁和R₃两端的电压相等,设为U₁。
同时R₂和Rₓ两端的电压也相等,设为U₂.根据欧姆定律有:U₁/R₁=U₂/R₂,U₁/R₃=U₃/Rₓ。
解得R₁/R₂=R₃/Rₓ,这就是电桥平衡的条件,可求出被测电阻Rₓ的阻值。
拓展方法:①伏阻法:本质上也是伏安法为基础,因为没有电流表,所以就将已知电阻与未知电阻串联,用电压表分别测出两电阻的电压,用已知电阻电流代替未知电阻电流。
实验步骤:(a)S闭合测出R₀的电压为U₀; I = U₀ /R₀(b)再测出Rx的电压为Uₓ ; I=Uₓ/Rₓ(c)Rₓ= Uₓ×R₀/U₀原理设计误差:忽略了Rₓ真实电流大于测量电流,所以真实值小于测量值。
变式:若没有定值电阻R₀,有一个最大阻值为R₀的滑动变阻器,测出待测电阻Rₓ(有电压表)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)②安阻法1.只有电流表(无电压表)如何测电阻电路图:实验步骤:(1)S闭合测出R₀的电流为I₀; U=I₀*R₀(2)在测出Rₓ的电流为Iₓ ; U=Iₓ*Rₓ(3)Rₓ= I₀*R₀/Iₓ改进方案一:实验步骤:(1)S1合,S2开电流表的示数为I₁;(U=I₁*Rₓ)(2)S2合,S1开电流表的示数为I₂;( U=I₂*R₀)(3)Rₓ= I₂*R₀/I₁改进方案二:实验步骤:(1)S1合S2开测出电流表的示数为I₁; U=I₁*Rₓ(2) S1、S2闭合测出电流表的示数为I₂; U=(I2₂–I₂) *R₀(3)则待测电阻Rₓ= ( I₂- I₁)R₀/ I₁2.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?(有电流表)实验步骤:(1)P到a时电流表的示数为Ia; U=Ia*Rₓ(2)P到b时电流表的示数为Ib; U=Ib*(Rₓ+R₀)(3)则Rx= Ib*R₀/(Ia-Ib)3.只有电流表和定值电阻串接测出待测电阻Rₓ实验步骤:(1)S1、S2合电流表的示数为I₁; U=I₁*Rₓ(2)S1合S2开电流表的示数为I₂; U=I₂*(Rₓ+R₀)(3)Rₓ=I₂*R₀/(I₁-I₂)。
测“电源电动势和内阻”常用的的方法及误差分析解析
测〃电源电动势和内阻〃常用的方法及误差分析测电源电动势和内阻属于高中物理的“恒定电流"教学内容,它也是高中物理中的重点和难点内容,为此,需要引导学生进行全面的实验设计,增进学生对物理实验原理和方法的理解,帮助学生发现、分析和解决问题。
一、电流表外接测电源电动势和内阻的误差分析电流表的外接法如下图所示,在这个实验电路中,学生只须测出两组U和I的值,即可以计算出电动势和内阻。
1.公式计算法分析误差如上图,假设电源的电动势和内阻的测量值分别为E测和r测,真实值分别为E和r o假设将电表内阻的影响排除在外,运用闭合电路欧姆定律,测量的原理可以用如下公式表达:E)三=∪1+I1,r测=U2+I2r测。
如果将电表内阻的影响考虑在内,那么依据闭合电路欧姆定律,测量原理可以用如下公式表达:E=Ul+(Il+∪l∕Rv)r,E=U2+(I2+∪2∕Rv)r,将上面四个公式联合计算,可以得出:E测=(Rv/Rv+r)E,r测=(Rv/Rv+r)r o根据这个计算结果,可以看出电动势和内阻的测量值都小于真实值。
2.等效电源法测量误差将电压表和电源视同为一个新电源,等效电源的内阻r效是r和Rv的并联电阻,那么,其测量值r 测=r效=(Rv/Rv+r)r<r o等效电源的电动势E效为电压表和电源组成回路的路端电压,其测量值E测=E效=(Rv/Rv+r)E<E,由此可知,真实值大于电动势和内阻的测量值。
3.图像法如果将电表内阻的影响排除在外,测量的原理公式为:E测=U+k测,如果将其考虑在内,那么,以闭合电路欧姆定律为依据,可知其公式为:E=U+(I÷Iv)r,参照下图:在上图中,电压表测的是电源的真实电压,而在I真=I测+Iv的实验中,对电压表的电流IV加以忽略而造成误差,当电压的求值越大时,其误差越大。
当U=O时,其误差为零,因而,可以由上图看出E测<E,r测<r。
二、电流表内接法测电源电动势和内阻的误差分析1.公式计算法如上图,假设电源的电动势和内阻的测量值分别可以用E测和r测加以表达,而真实值分别用E 和r表达,如果将电表内阻的影响排除在外,根据闭合电路欧姆定律,测量的公式为:E测=Ul+Ilr测=U2+I2r测;如果不将电表内阻排除在外,则依据闭合电路欧姆定律,可知其公式为:z E测E=U1+I1(r+RA),E=U2+I2(r+RA),通过对上述四个公式联立计算,可以得出:E测=E,r测=RA+r>r0由此可知,电动势的测量值等于真实值,内阻的测量值大于真实值。
电流表内阻的测量方法及误差分析
电流表内阻的测量方法通常有以下几种:
串联法:在电路中将电流表与测量电路的某一部分串联起来,通过测量电流表的电阻和电流的大小关系,来推算出电流表的内阻。
并联法:在电路中将电流表与测量电路的某一部分并联起来,通过测量电流表的电阻和电流的大小关系,来推算出电流表的内阻。
卡尔曼滤波器法:利用卡尔曼滤波器对电流表的内阻进行测量,通过对测量数据进行统计分析,来推算出电流表的内阻。
交流分析法:利用交流分析仪对电流表的内阻进行测量,通过对测量数据进行处理,来推算出电流表的内阻。
电流表内阻的测量过程中,常常会受到一些误差的影响,这些误差可能来自于测量仪器本身的误差、测量电路的误差、测量环境的误差等。
因此,在进行电流表内阻的测量时,需要考虑这些误差的影响,并采取相应的措施来消除或减少这些误差。
具体来说,可以采取以下几种方法来消除或减少电流表内阻测量过程中的误差:
使用高精度的测量仪器,能够提高测量精度。
在测量过程中,注意控制测量环境的温度、湿度、气压等因素,以减少这些因素对测量结果的影响。
在测量过程中,注意测量电路的布线方式,避免造成多余的电阻。
在测量过程中,使用多次测量的方法,对测量结果进行平均处理,以减小测量误差。
在测量过程中,注意测量电路的接触电阻,使用较低接触电阻的连接方式,以减小测量误差。
在测量过程中,使用恒流源或恒压源来提供测量电流或电压,以减小测量误差。
在测量过程中,使用标准电流表或标准电阻来对测量结果进行检验,以确保测量结果的准确性。
通过以上方法,可以有效地消除或减小电流表内阻测量过程中的误差,提高测量精度,为后续的工程应用提供可靠的数据支持。
实验.测电流表内阻及电表的改装
实验12.测电流表内阻及电表的改装实验题,是物理高考的一个方面军,约占高考试卷总分的17%;电学实验又是高考实验题的重点,占实验题分数的50%以上,因为一般两个实验题或力学、电学各一个,或电学、光学各一个;而在电学实验题中,大家对“电阻的测量”和“电源电动势与内电阻的测量”关注较多,而对“电表的改装”实验较少注意,本文来说说“电表的改装”实验题的方方面面。
“电表的改装”实验一般分三步:第一步:电流表(表头)内阻的测量,第二步:把电流表改装为安培表(扩大量程)或电压表,第三步:对改装好的电表进行校准。
一电表内阻的测量方法二电表的改装设微安表的量程为Ig ,内阻为Rg,改装后的量程为I,由图1,根据欧姆定律可得,RS =1nRg(1)设微安表的量程为I g ,内阻为R g ,欲改装电压表的量程为U ,由图2,根据欧姆定律可得, R H = (n-1) R g (2)三 对改装好的电表的校准改装后的电表必须经过校准方可使用。
改装后的电流表和电压表的校准电路分别如图3和图4所示。
高考中对电学实验通常考查: (1) 原理的理解(包括原理图) (2) 步骤的掌握 (3) 器材的选择(4) 电路的连接(实物图)(5) 误差的分析(显性或隐性)等四 下面通过例题来说明。
例1.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:滑动变阻器R 1,最大阻值20Ω; 滑动变阻器2R ,最大阻值Ωk 100 电阻箱R ',最大阻值Ω9999定值电阻0R ,阻值Ωk 1;电池E 1,电动1.5V ;电池2E ,势动势V 0.3;电池电3E ,电动势.4 箱有同学不理解,待测电流表G (表头)的满偏电流仅为A μ50,为什么要用大电动势的电池和大阻值的滑动变阻器呢?这要从半偏法测电流表的内阻的误差分析谈起。
因为第二步中认为电阻箱R 1分流一半,也就是认为第二步与第一步中干路电流相等。
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析一、伏安法选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器,测出两组U 、I 的值,就能算出电动势和内阻。
1 电流表外接法 1.1 原理如图1-1-1所示电路图,对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。
处理数据可用计算法和图像法:(1)计算法:根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,有:测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+=可得:122112I I U I U I E --=测 1221I I U U r --=测(2)图像法:用描点作图法作U-I 图像,如图1-1-2所示:图线与纵轴交点坐标为电动势E ,图线与横轴交点坐标为短路电流rEI =短,图线的斜率的大小表示电源内阻IUr ∆∆=。
1.2 系统误差分析由于电压表的分流作用,电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ,由电路图可知I <0I 。
【1】计算法:设电压表的内阻为V R ,用真E 表示电动势的真实值,真r 表示内阻的真实值,则方程应修正为:真真r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=,则有:r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=11真 r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=22真 解得:测真E R U U I I I U I U E V >----=21121221 , 测真r R U U I I U U r V>----=211221可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。
图1-1-2I 短图1-1-1【2】图像修正法:如图1-1-3所示,直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线,由于I <I 0,而且U 越大,I 和I 0之间的误差就越大,即VV R UI =随着电压的减小而减小,而电压表的示数U 就是电源 的路端电压的真实值U 0,除了读数会有误差外,可以 认为U =U 0,经过修正后,直线②就是电源真实值的 U -I 图线,由图线可以很直观的看出: 真测E E <,真测r r <。
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电流表内阻测量的几种方法
灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。
它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。
一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。
将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。
练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。
本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。
一. 半偏法
这种方法教材中已做介绍。
中学物理实验中常测定J0415型电流表的内阻。
此型号电流表的量程为0-200,内阻约为,实验电路如图1所示。
操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭合,调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。
再将S2也闭合,保持变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R”使电流表G的指针半偏。
读出电阻箱的示值R”,则可认为。
实验原理与误差分析: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。
为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值,从而使S2闭合前后电路中的总电流基本不变。
R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左右。
二. 电流监控法
实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G”,可用与被测电流表相同型号的电流表。
电源可用1.5V干电池,R用阻值为的滑动变阻器,如图2所示。
实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,使被测电流表G指针满偏,记下监控表G”的示值。
再接通S2,反复调节变阻器R和电阻箱R”,使G的指针恰好半偏,而G”的示值不变。
这时电阻箱R”的示值即可认为等于G的内阻。
这样即可避免前法造成的系统误差。
用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。
将开关S1、S2均接通,读出被测电流表G的示值、监控表G”的示值、电阻箱的示值R”,则可根据计算出电流表G的内阻。
三. 代替法
按图3所示连接电路,G为待测电流表,G”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R,使监测表G”指针指某一电流值(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R的滑片位置不变,调节电阻箱R”,使监测表G”恢复原来的示值,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. 电压表法
原则上得知电流表两端的电压U和通过它的电流I,就可以利用计算出它的内阻。
但若测量J0415型电流表的内阻,满偏时它的电压才是0.1V,用J0408型电压表的3V量程测量,指针才偏转一个分度。
这样因读数会引起很大的偶然误差。
所以不宜用一般电压表直接测量电流表两端的电压。
可用如图4所示电路,将待测电流表G与电阻箱串联后再与电压表并联。
闭合开关S,调节变阻器与电阻箱,使电流表和电压表的指针均有较大的偏转,
读出电压表的示数U、电流表的示值I和电阻箱的示值R”,则据得出电流表的内阻。
图4
电源要用2节干电池,电压表用3V量程,用最大阻值为左右的变阻器。
五. 用内阻、量程已知的电流表代替电压表
图5
按图5连接电路,G为待测内阻的电流表,G”为内阻、量程已知的标准电流表,E为1.5V的干电池一节,R为阻值为几十欧姆的滑动变阻器。
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G”的示值
,设其内阻;读出被测电流表G的示值,则据可得出电流表G的内阻值。