电压表电流表伏安法测电阻(二)
测量电阻和额定功率的几种方法
测量电阻的几种方法伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一,也是历年中考重点考查的内容,但电阻的测量方法不局限于伏安法,具有一定的灵活性、技巧性、多样性,归纳总结近年考查题型,测量电阻(设电阻不受温度的影响)的方法主要有以下几种。
一、伏安法例1.有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线,你如何测出一个电阻器R的阻值.解:1. 按图所示电路图连接实验电路;2. 闭合开关,三次改变滑动变阻器R′的值,分别读出两个电表的示数;3. 算出三次R的值,求平均值R=(R1+R2+R3)/3。
评价:可多次测量求平均值,以减小测量误差“伏安法”测电阻中常见的电路故障1.电流表.电压表都没有读数——断路2.电流表或电压表读数时指针偏大——量程选小3.电流表或电压表读数时指针偏小——量程选大4.电流表或电压表指针反偏——正负接线柱接反5.电流表读数突然变大,电压表读数为0——待测电阻短路6.电流表读数突然为0,电压表读数等于电源电压(明显偏转)——待测电阻断路7.无论如何移动滑片,灯的亮度不变,且很亮——滑动变阻器接两个上接线柱8.无论如何移动滑片,灯的亮度不变,且很暗——滑动变阻器接两个下接线柱9.移动滑片,电流表示数变大而电压表示数变小——电压表接在滑动变阻器的两端二. 分压法(伏阻法)(一)电压表和定值电阻替代法例2.有一个阻值已看不清楚的电阻器R,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,一个开关,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R0和几根导线,如何测出R的阻值吗?写出实验操作和电阻R最后表达式操作步骤:1. 如图所示,将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路,先把电压表并联接在R两端,闭合开关,测出电阻R两端的电压U1。
2. 将电压表拆下,将它并联接在电阻R0两端,测出电阻R0两端的电压U2。
3. 表达式R=U1R0/U2评价:元件使用较少,不能多次测量求平均值,误差较大电压表测量还可以有什么变化吗?请画出电路图(二)电压表和开关替代法例3. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻R的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。
伏安法测电阻(ppt课件) 2
相信自己:
第二题: 现有如下器材:电池组(电压
未知)、单刀双掷开关一只、电流表一 块、电阻箱一只、导线若干。请任选以 上器材测出一未知电阻RX阻值。(1)画 出电路图;( 2 )简要说明测量步骤; (3)、用所测得的物理量表示Rx。
想一想:该题运用了什么物理方法?
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第三题: 现有如下器材:电池组(电
A
S1
0
S2
Rx
S I-I R )R ( x 0 R x= R Ix
2
0 x
A
S1
(1)
(2)
I B R0 RX= IA-IB
(3) (4)
(4)步骤:情况一
A
S1
R0
a.按电路图连好电路;
S2
Rx
b.闭合开关S1和S 2,记录电流表A的示数为I;
C.闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表A的 示数为I0;
a.按电路图连好电路; b.闭合开关S,滑片移至A端,记录电流表 测出电流IA c.滑片移至B端, 记录电流表测出电流IB
I B R0 (5)效替代法
如图所示,其中Rx是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑 动变阻器,R0是电阻箱(R0的最大阻值大于Rx). • 请你把小明没做完的工作做完. • ①按电路图连好电路. • ②闭合开关S1前,将滑动变阻器的 • 滑片置于 a 端(选填“a”或“b”). • ③闭合开关S1. • ④闭合开关 S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的 指针指在适当位置,记下此时电流表的示数I. • ⑤先断开开关 S2 ,再闭合开关 S3,保持 R 的电阻不变, 调节使 R0电流表的示数仍为I. • Rx=
相信自己:
第二题:(2013•武清区一模)某同学在没有
伏安法测电阻实验报告_2
伏安法测电阻实验报告
班级: 姓名: 组次:
一、实验目的:
①练习使用电压表和电流表
②学会用伏安法测小灯泡正常发光时的电阻
二、实验器材: 干电池3节、开关1个、电压表1只、电流表1只、小灯泡1只、小灯座1只、滑动变阻器1只、导线若干
1、三、探究过程:
2、检查器材是否完全、完好(观察小灯泡的额定电压、变阻器铭牌、各接
线柱情况以及给电压表、电流表校零)Array
3、画出实验电路图
4.按电路图摆放好仪器
5.将导线拧成一股
6.断开开关, 从电源一极开始顺次连接
(注意电表的量程和正、负接线柱, 绕线
顺时针)
7、连好电路检查一遍, 将滑动变阻器置于
阻值最大处, 再闭合开关试触
8、移动滑动变阻器, 同时观察电压表示数至额定电压, 停止华东, 断开开
关, 记下此时电压表电流表读数
9、实验完毕, 断开开关(先拆电源)拆除电路
10、利用R=U/I, 算出阻值
11.整理仪器。
实验二 电磁实验伏安法测电阻
实验二 伏安法测电阻 实验目的1.掌握用伏安法测电阻的方法。
2.正确使用电压表、电流表等,了解电表接入误差。
实验仪器直流稳压电源,滑线变阻器,电压表,毫安表(或万用表),待测电阻。
实验原理所谓用伏安法测电阻,就是用电压表测量加于待测电阻R X 两端的电压V ,同时用电流表测量通过该电阻的电流强度I ,再根据欧姆定律R X =V /I 计算该电阻的阻值。
因为电压的单位为“伏”,电流的单位为“安”,所以这种方法称为伏安法。
1.电流表的两种接法及其接入误差用伏安法测电阻,可采用图1所示(a )和(b )两种电路。
但由于电流表的内阻为R A ,电压表的内阻为R V ,所以上述两种电路无论哪一种,都存在接入误差(系统误差)。
(1)电流表内接。
如图1(a )所示的电路,安培表测出的I 是通过待测电阻R X 的电流I X ,但伏特表测出的V 就不只是待测电阻R X 两端的电压V X ,而是R X 与安培表两端的电压之和,即=V X +V A ,若待测电阻的测量值为R ,则有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+==X A X A X AX R R R R R I V V I V R 1 (1)由此可知,这种电路测得的电阻值R 要比实际值大。
式(1)中的R A /R X 是由于安培表内接给测量带来的接入误差(系统误差)。
如果安培表的内阻已知,可用下式进行修正⎪⎭⎫⎝⎛-=-=-=R R R R R I V V R A A A X 1 (2) 当R X >>R A 时,相对误差R A /R X 很小。
所以,电流表的内阻小,而待测电阻大时,使用电流表内接电路较合适。
(2)电流表外接。
如图1(b )所示的电路,电压表测出的V 是待测电阻R X 两端的电压V X ,但电流表测出的I 是流过R X 的电流I X 和流过电压表的电流I V 之和,即I =I X +I V 。
若待测电阻的测量值为R ,则有 )(V X X VXX X V X XVX X R R1R R R 1R I I 1I V I I V I V R -≈+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+==(3) 由上式可知,这种电路测得的电阻值R 要比实际值R X 小。
测量电阻常用的6种方法
测量电阻常用的6种方法一、伏安法测电阻是电学实验中常用的方法之一,可以用于测量未知电阻、电阻率和电表内阻等。
在实验中需要选择合适的电压表和电流表,并正确连线。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为10Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为6V,内阻约为2kΩ,电流表A1量程为0.6A,内阻约为0.2Ω,和滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,最大电流为2A。
为了获得更精确的测量结果,需要测量多组数据,且两表读数大于量程一半。
二、伏伏法测电阻是一种常用的方法,可以在缺少合适的电流表时使用。
在实验中,可以使用已知内阻的电压表代替电流表。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为600Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为~500mV,内阻r1=1 000Ω,电压表V2量程为~6V,内阻r2约为10kΩ,和电流表A量程为~0.6A,内阻r3约为1Ω。
此外,还需要定值电阻R和滑动变阻器R,以及一个单刀单掷开关S和若干导线。
在测量中,需要保证两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据。
的并联电路使用。
所以选择的电表是A12)实验原理图如下图所示:3)根据安安法测电阻的公式,可得到测量R x的表达式为:RxU1R+r1I2r2I1I2R本文介绍了两种电路测量方法,一种是伏安法测量待测电阻阻值,另一种是半偏法测量电表内阻。
伏安法测量待测电阻阻值时,采用外接法,改装的电压表电压量程为2.6 V,滑动变阻器采用分压式接法。
为了保证电表读数不得小于量程的三分之一,电表应选择A、B。
半偏法测量电表内阻时,先不连接变阻箱或将变阻箱阻值调为零,使电流表或电压表的读数调至满偏,然后再串联或并联上电阻箱,调节电阻箱的阻值,使电表示数为满偏刻度的一半,则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表电阻相等。
具体操作步骤如下:对于测量电流表内阻:1.将电阻箱的电阻调到零;2.闭合S,调节R,使电流表达到满偏;3.保持R不变,调节R,使电流表示数为满偏刻度的一半;4.由上得到电流表内阻RA=R。
电学实验-电流表和电压表、伏安法测电阻
电学实验电流表和电压表、伏安法测电阻要点一电流表与电压表的改装和使用即学即用1.如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“+”和“-0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是 A,对应刻度盘上每一小格代表A,图中表针示数为A;当使用电流表的“+”和“-3”两接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表A,图中表针示数为A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过V,每小格表示 V,图中指针示数 V;若使用的是较大量程时,则表盘刻度每小格表示V,图中指针示数 V.答案对图甲:0.6 0.02 0.34 0.1 1.70 对图乙:3.0 0.1 2.20 0.5 11.0要点二伏安法测电阻即学即用2.用伏安法测金属电阻R x(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6 A,电压表内阻为几千欧,量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5 A,试画出测量R x的原理图.答案见右图题型1 测量电路的选择问题【例1】用伏安法测电阻,可采用图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000Ω,电流表内阻为0.5Ω.(1)当测量100Ω左右的电阻时,宜采用电路.(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为Ω,真实值为Ω.答案(1)甲(2)20 20.08题型2 滑动变阻器接法的选择【例2】用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验,备有器材规格如下:①待测电阻R x(约100Ω)②直流毫安表(量程0~10 mA,内阻50Ω)③直流电压表(量程0~3 V,内阻5 kΩ)④直流电源(输出电压4 V,允许最大电流1 A)⑤滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1 A)⑥电键1个,导线若干根据器材的规格和实验要求,画出正确的电路图.答案见下图题型3 电表改装问题【例3】如果两个电流表的满偏电流均为I g=3 mA,内阻R g=100Ω,欲将其改装成量程分别为3 V和15 V 的电压表,则:(1)分别串联的电阻R1和R2为多大?(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角θ1和θ2有何关系,示数U1和U2有何关系?答案(1)900Ω 4 900Ω(2)θ1=θ 2 U1∶U2=1∶51.(2009·扬州模拟)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是()A.图(a)中的A1、A2的示数相同B.图(a)中的A1、A2的指针偏角相同C.图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同答案B2.某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为U1=3.0 V,I1=3.0 mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如图所示.由此可知电压表应接到点误差较小,测得R x的值应为Ω.答案 a 1 0003.测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:A.电流表(量程100μA,内阻2 kΩ)B.电流表(量程500μA,内阻300Ω)C.电压表(量程10 V,内阻100 kΩ)D.电压表(量程50 V,内阻500 kΩ)E.直流稳压电源(电动势15 V,允许最大电流1 A)F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定功率1 W)G.电键、导线若干(1)电流表应选 ,电压表应选 .(2)画出测量R x的原理图.答案(1) B C(2)电流表内接,分压式如右图所示4.欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:A.电池组(3 V,内阻1Ω)B.电流表(0~3 A,内阻0.012 5Ω)C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω)D.电压表(0~3 V,内阻3 kΩ)E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ)F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)G.滑动变阻器(0~2 000Ω,额定电流0.3 A)H.开关、导线(1)上述器材中应选用的是 .(填写各器材的字母代号)(2)实验电路应采用电流表接法.(填“内”或“外”)(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I= A,U= V.(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A 范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻R x 的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路.答案 (1)A 、C 、D 、F 、H (2)外 (3)0.482.20(4)见右图第6课时 电学设计性实验要点一 测量电阻的特殊方法即学即用1.测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的已知电阻的电表,都可以使用比例法.请分别画出你设计的用比例法测它们内阻的电路图,并说明需要测量的物理量,写出用测量量表示电表内阻的公式. 答案 电压表可显示电阻两端的电压值,电流表可显示电阻中通过的电流,所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻应把两电压表串联,电路图分别如下图甲、乙所示.测电流表内阻时,应调节滑动变阻器R 1,使两电流表的指针都有较大偏转,记录下两电流表的示数I 1和I 2,根据并联电路分流原理,若已知电流表A 1的内阻为r 1,则电流表A 2的内阻r 2=121r I I .测电压表内阻时,应调节滑动变阻器R 2,使两电压表的指针都有较大偏转,记录下两电压表的示数U 1和U 2,根据串联电路分压原理,若已知电压表V 1的内阻r 1,则电压表V 2的内阻r 2=12U U r 1.要点二 设计性电学实验即学即用2.现有一阻值R =10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表盘上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧).要求: (1)画出实验电路图.(2)简要写出完成接线后的实验步骤.(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r = .答案 (1)电路图如右图所示 (2)实验步骤为:①断开开关,记下电压表偏转格数N 1 ②合上开关,记下电压表偏转格数N 2 ③利用公式r R N N N 221-计算电源内阻,式中R =10.0Ω.(3)R N N N 221-题型1 仪表的选择【例1】实验室中现有器材如右图所示有:电池E ,电动势约10 V , 内阻约1Ω;电流表A 1,量程约10 A ,内阻r 1约为0.2Ω;电流 表A 2,量程300 mA ,内阻r 2约5Ω;电流表A 3,量程250 mA ,内 阻r 3约5Ω;电阻箱R 1;最大阻值999.9Ω,最小阻值改变量为0.1Ω;滑动变阻器R 2,最大值100Ω;开关S ;导线若干.要求用下图所示的电路测量图中电流表A 的内阻.(1)在所给的三个电流表中,哪几个可以用此电路精确测出其内阻? (2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象,在实物图上连成测量电路.(3)你要读出的物理量是 .用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 . 答案 该题要求根据电路图设想出实验原理.属于有一定提示的设计型实验.与我们学过的伏安法测电阻相比较,这里被测电阻是电流表的内阻,它能显示出通过自身的电流,因此只要知道其上的电压就行,但没有电压表,却有另一只电流表.根据电路图可以看出,图中表A 是被测表,则其上电压就是电阻箱上电压,利用两只电流表的读数差和电阻箱上显示的阻值可以求出该电压,这样就可以求出电流表的内阻. (1)电流表A 1不能精确测出其内阻,因这时图中的电流表A ′应为A 2、A 3中的一只,这使得电流表A 1中的电流不能超过300 mA ,其指针的偏转极其微小,误差很大.而A 2、A 3可用此电路精确测出其内阻. (2)若测r 3,实物连线如下图所示.(3)根据前面的分析,要读出的物理量是A 、A ′两电流表的示数I 、I ′和电阻箱的阻值R 1,待测内阻的计算公式是r 待=1R II I -'.题型2 实物连线题【例2】为了测定电流表A 1的内阻,采用如图所示的电路.其中:A 1是待测电流表,量程为300μA ,内阻约为100Ω; A 2是标准电流表,量程是200μA ;R 1是电阻箱,阻值范围是0~999.9Ω; R 2是滑动变阻器; R 3是保护电阻;E 是电池组,电动势为4 V ,内阻不计; S 1是单刀单掷开关,S 2是单刀双掷开关.(1)根据电路上图所示,请在下图中画出连线,将器材连接成实验电路.(2)连接好电路,将开关S 2扳到接点a 处,接通开关S 1;调整滑动变阻器R 2,使电流表A 2的读数是150μA ;然后将开关S 2扳到接点b 处,保持R 2不变,调整变阻箱R 1,使电流表A 2的读数仍是150μA .若此时电阻箱各旋钮的位置如下图所示,电阻箱R 1的阻值是 Ω ,则待测电流表A 1的内阻R g = Ω.(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R 2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R 3应选用( )A .200 k ΩB .20 k ΩC .15 k ΩD .150 k Ω(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器(填写阻值相应的字母)是最佳选择.A.1 kΩB.5 kΩC.10 kΩD.25 kΩ答案(1)见下图(2)86.3 86.3 (3)B (4)C题型3 数据处理问题【例3】要描绘某电学元件(最大电流不超过6 mA,最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线,设计电路如图所示.图中定值电阻R为1 kΩ,用于限流;电流表量程为10 mA,内阻约为5Ω;电压表(未画出)量程为10 V,内阻约为10 kΩ;电源电动势E为12 V,内阻不计.(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:a.阻值0~200Ω,额定电流0.3 Ab.阻值0~20Ω,额定电流0.5 A本实验应选用的滑动变阻器是(填“a”或“b”).(2)正确接线后,测得数据如下表:①根据以上数据,电压表是并联在M与之间的(填“O”或“P”).②根据以上数据,在下图中画出该元件的伏安特性曲线.(3)在下图上画出待测元件两端电压U MO随MN间电压U MN变化的示意图为(无需数值).答案(1)a(2)①P ②见下图(3)见右图1.某同学使用了如下器材:电源E(电动势12 V);电压表V(量程为15 V,内阻约15 kΩ);电流表A(量程100 mA,内阻约10Ω);滑动变阻器(最大电阻为50Ω);单刀单掷开关;导线若干.测出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图所示,已知小灯泡的额定电压为12 V.(1)请在下面的虚线方框中画出此实验电路.(2)根据设计的电路图在下图中连接实物图.(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的额定功率为P额= W,小灯泡电阻的变化特性为 .答案(1)、(2)如下图所示(3)1.15(1.14~1.16)灯泡电阻随电压升高而增大(或随温度升高而增大;或电压越高时电阻增大越快).2.(2009·大同质检)现有一特殊电池,它的电动势E约为9 V,内阻r约为40Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如右图所示的电路进行实验,图中电流表的内阻R A已经测出,阻值为5Ω,R为电阻箱,阻值范围0~999.9Ω,R0为定值电阻,对电路起保护作用.(1)实验室备用的定值电阻R0有以下几种规格.A.10 ΩB.50ΩC.150 ΩD.500 Ω本实验选用哪一种规格的定值电阻最好 .(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关K,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了如下图所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E= V,内阻r= Ω.答案(1)C (2)10 453.某实验小组在实验室中测定一节干电池的电动势和内阻,他们观察实验桌上备用的器材编号如下:A.干电池(电动势E约为1.5 V,内电阻r约为1.0Ω)B.电流表G(满偏电流3.0 mA,内阻R g=10Ω)C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为0.5Ω)D.滑动变阻器R(0~20Ω,10 A)E.滑动变阻器R′(0~100Ω,1A)F.定值电阻R2=990ΩG.开关S和导线若干(1)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是 .(填写器材编号)(2)请在虚线框内画出他们采用的实验原理图.(标注所选择的器材的符号)(3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图象法分析处理数据,请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度,做出相应的图线.(4)根据图线求出电源的电动势E= (保留三位有效数字),电源的内阻r=(保留两位有效数字).答案(1)D(2)如右图所示(3)如右图所示(4)1.47(1.46~1.48)0.82(0.80~0.90)1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡标有“6 V,3 W”,其他可供选择的器材有:电压表V1(量程6 V,内阻20 kΩ);电压表V2(量程20 V,内阻60 kΩ);电流表A1(量程3 A,内阻0.2Ω);电流表A2(量程0.6 A,内阻1Ω);滑动变阻器R1(0~1 000Ω,0.5 A);滑动变阻器R2(0~20Ω,2 A);学生电源E(6~8 V);开关S及导线若干.实验中要求电压表在0~6 V范围内读取并记录下11组不同的电压值U和对应的电流值I,见下表.(1)在下面方框中画出实验所用的电路图,并注明所选器材的符号.(2)在图中,画出伏安特性曲线.如果将本题中的小灯泡接在电动势E=1.5 V,内阻r=2.0Ω的电池的两端,则小灯泡的实际功率是多少?(3)该实验画出的伏安特性曲线在电压较高段和电压较低段相比,哪段的系统误差较大?为什么?答案(1)电路图如下图所示.(2)伏安特性曲线如下图所示0.28 W(3)电压较高时,灯泡消耗的功率较大,灯丝温度高,其电阻大,由于是外接法,故这时电压表的分流较大,所以电流的测量值偏大,故系统误差较大.2.学习了“欧姆定律”以及电路的知识后,李阳同学要帮妈妈制作一个自动控温孵化器,他到电子商城买了一只标称值为220Ω的半导体热敏电阻,由于不知道该电阻的温度特性,为此,他做了如下实验.(1)在室温下(约25℃)他正确使用多用表的欧姆挡测该热敏电阻的阻值,表的示数如右图所示,可判定李阳同学测量时选用的是挡,表的读数是Ω.(2)李阳同学要通过改变热敏电阻的温度并用伏安法测热敏电阻的阻值来研究热敏电阻的温度特性,他准备了如下器材:蓄电池(电动势为6 V,内阻不计)及电键伏特表(量程为0~6 V,内阻很大)安培表(量程为0~20 mA,内阻R g=10Ω)定值电阻R0(R0=5Ω)下列图中给出四个电路,其中李阳应该选择的是 .(3)李阳同学得到的实验数据如下表请你根据这些数据在下图所示的坐标纸上画出这个热敏电阻的电阻值随温度变化的关系图象(R—t图象).(4)下图是李阳同学利用这个热敏电阻制成的孵化器温度控制电路,其中控制电路的输入端A、B内接电路可等效为一个电动势为2.0 V,内阻为100Ω的电源,当通过热敏电阻R的电流大于等于2.0 mA时,控制电路动作,输出端的开关断开,加热器停止加热.孵化小鸡时,要求孵化箱恒温在39.5℃,为此,李阳将孵化箱的最高温度设定为40℃;为使恒温箱能在40℃时控制电路动作,定值电阻R0的阻值应为Ω.答案(1)×10 260 (2)D(3)R—t图象如右图所示.(4)7553.如果某研究性学习小组在研究某种用半导体材料做的用电器件Z的导电规律时,用电压表、电流表测得其两端电压与通过其中的电流的关系如下表所示:所用的器材规格:电压表(0~3~15 V,内阻30 kΩ)电流表(0~0.6~3 A,内阻4Ω)滑动变阻器(变化范围0~10Ω)电源(6 V,内阻1Ω)用电器件Z电键;导线若干(1)在下图乙方框中画出测量电路原理图,并将下图甲中的实物连成测量电路.(2)若把用电器件Z接入图丙所示的电路中,电流表的读数为1.8 A,电源输出电压恒为3 V,电阻R的电功率为W.(3)请分析表中的数据,探究该用电器件Z的电流随电压变化的规律是什么?答案(1)见下图(2)3.24(3)观察实验数据,猜想电流随电压变化的规律是I=kU n任选两组数据可列出0.8=k ·0.8n 1.25=k ·1n解得n =2,k =1.25 A/V 2也可代入其他组数据,在误差范围内,则I =1.25U 2.4.影响材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大.如图甲是某金属材料制成的电阻R 随摄氏温度t 变化的图象,图中R 0表示0℃时的电阻.若用该电阻与电池(E 、r )、电流表R g 、滑动变阻器R ′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”,使用“金属电阻温度计”前,先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值,若温度t 1<t 2,则t 1的刻度应在t 2的 侧(填“左”、“右”);在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E 、R 0、k (R —t 图线斜率)及题中所涉及的物理量表示所测温度t 与电流I 的关系式t = .答案 右krR R R k ⅠE g +'++-5.(1)由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器.如图所示,试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有 . (2)利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:干电池:电动势约1.5 V ,符号 电压表:量程1 V ,内阻998.3Ω,符号电流表:量程为1 A ,符号 滑动变阻器:最大阻值10Ω,符号 电阻箱:最大阻值99 999.9Ω,符号单刀单掷开关1个,符号导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内.要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负.②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的倍,电阻箱的阻值应为Ω.答案(1)H、R1、R2、ε(正对面积、板间距离、极板间的介质)(2)①见右图②2 998.36.某同学对黑箱(图所示)中的一个电学元件的伏安特性进行研究,通过正确测量,他发现该元件两端的电压U ab(U ab=U a-U b)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律:①当-15 V<U ab<0 V时,I近似为零.②当U ab≥0时.U ab和I的实验数据见下表:(1)在图下中画出U ab≥0时该元件的伏安特性曲线.(可用铅笔作图)(2)根据上述实验事实,该元件具有的特性是 .(3)若将此黑箱接入如右图电路中,并在该电路的cd两端输入如下图(甲)所示的方波电压信号U cd,请在图下(乙)中定性画出负载电阻R L上的电压信号U ef的波形.答案(1)如下图所示(2)单向导电性(3)如下图所示7.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻R 1和R 2的阻值.实验器材有:待测电源E (不计内阻),待测电阻R 1,待测电阻R 2,电压表 (量程为1.5 V ,内阻很大),电阻箱R (0~99.99Ω),单刀单掷开关S 1,单刀双掷 开关S 2,导线若干.(1)先测电阻R 1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S 1,将S 2切换到a ,调节电阻箱,读出其示数r 和对应的电压表示数U 1,保持电阻箱示数不变, ,读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1= .(2)甲同学已经测得电阻R 1=4.8Ω,继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值.该同学的做法是:闭合S 1,将S 2切换到a ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了如下图所示的RU 11-图线,则电源电动势E = V ,电阻R 2= Ω.(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R 1,乙同学测电源电动势E 和电阻R 2的阻值的做法是:闭合S 1,将S 2切换到b ,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ,由测得的数据,绘出了相应的111R R U +-图线,根据图线得到电源电动势E 和电阻R 2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围 (选填“较大”、“较小”或“相同”),所以 同学的做法更恰当些.答案 (1)将S 2切换到b r U U U 112- (2)1.43(或710) 1.2(3)较小 甲8.现要按图1所示的电路测量一节旧干电池的电动势E (约1.5 V )和内阻r (约20Ω), 可供选择的器材如下:电流表A 1、A 2(量程0~500μA ,内阻约为500Ω),滑动变阻器R (阻值0~100Ω,额定电流1.0 A ),图1定值电阻R 1(阻值约为100Ω),电阻箱R 2、R 3(阻值0~999.9Ω),开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图1电路进行测量.(1)测量电流表A 2的内阻.按图2电路测量A 2的内阻,以下给出了实验中必要的操作. A .断开S 1B .闭合S 1、S 2C .按图2连接线路,将滑动变阻器R 的滑片调至最左端,R 2调至最大D .调节R 2,使A 1的示数为I 1,记录R 2的值E .断开S 2,闭合S 3F .调节滑动变阻器R ,使A 1、A 2的指针偏转适中,记录A 1的示数I 1请按合理顺序排列实验步骤(填序号): .(2)将电流表A 2(较小量程)改装成电流表A (较大量程),如果(1)中测出A 2的内阻为468.0Ω,现用R 2将A 2改装成量程为20 mA 的电流表A ,应把R 2调为 Ω与A 2并联,改装后电流表A 的内阻R A 为 Ω.(3)利用电流表A 、电阻箱R 3测电池的电动势和内阻.用电流表A 、电阻箱R 3及开关S 按图1所示电路测电池的电动势和内阻,实验时,改变R 3的值,记录下电流表A的示数I .得到若干组R 3、I 的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电池电动势E 和内阻r . a .请写出与你所作线性图象对应的函数关系式 . b .请在图3虚线框内坐标中作出定性图象.(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示) c .图中 表示E .图中 表示r .图2图3答案 (1)CBFEDA (2)12 11.7(3)a .R 3+R A =ErⅠ-1b.如右图所示c .直线的斜率纵轴截距的绝对值与R A 的差9.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图所示的实验电路,其中E 是待测电池组,内阻不能忽略;V 1、V 2是两只量程都合适的电压表,内阻不是很大,且未知;S 1、S 2是单刀单掷开关;导线若干.(1)请根据电路图甲,在图乙中连线,将器材连成实验电路. (2)实验需要测量的物理量是 .(3)用测出的物理量,导出串联电池组电动势的表达式是 .答案 (1)如下图所示 (2)闭合S 1,V 1的读数U 1,V 2的读数U 2.再闭合S 2,V 1的读数U 1′. (3)E =1121U U U U -'' 10.(2008·九江质检)图1所示是“用伏安法测量电阻”的实验电路图,只是电压表未接入电 路中.图2是相应的实验器材,其中待测量的未知电阻R x 的阻值约为1 k Ω,电流表量程20 mA 、 内阻小于1Ω,电压表量程15 V 、内阻约1.5 k Ω,电源输出电压约12 V .滑动变阻器(甲) 的最大阻值为200Ω,乙的最大阻值为20Ω.(1)在图1的电路图中把电压表接到正确位置. (2)根据图1的电路图将图2的实物连成实验电路. (3)说明本实验电路中两个滑动变阻器所起的作用有何不同? 答案 (1)如右图所示图1图2(2)如下图所示(3)滑动变阻器甲为粗调,滑动变阻器乙为细调.。
测电阻的六种方法
(2)
U2-U1R0r1 U1R0+r1
U1为
电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内
阻,R0为定值电阻
方法三 安安法测电阻(电流表的灵活选用)
已知内阻的电流表可做电压表使用,在缺少合适的电压 表的情况下,常用电流表代替电压表使用,这是电学设计电 路的高频考点。
[例3] 用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:
(2)a.实验前R2应该调节到最大,以保证电 表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从 R2的读数得到电流表的内阻值。
[答案] (1)图见解析 (2)a.最大 c.再次为I(或仍为I) R0
方法六 电桥法测电阻
在ab间接一灵敏电流计,如图所示,当其
读数为零时即Uab=0,相当于ab间断路,此时
[例5] 电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω,现要测其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:
电流表A2:与A1规格相同; 滑动变阻器R1:阻值0~20 Ω; 电阻箱R2:阻值0~9 999 Ω; 保护电阻R3:阻值约为3 kΩ; 电源:电动势E约1.5 V、内电阻r约2 Ω。
[解析]
(1)电路的最大电流为I=
6V 600 Ω
=0.01
A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定 值电阻改装成电流表,电压表选择V2即可,要求 测量多组数据,滑动变阻器需要分压式接法,电路如图所示。
(2)流过被测电阻的电流为I=
U1 r1
+
U1 R0
=
U1R0+r1 R0r1
,被测电
阻为Rx=U2-I U1=UU21-RU0+1Rr10r1。 [答案] (1)测量电路见解析图
伏安法测电阻(2)
V
当RX > >RA 时, R测≈RX ※ 2. 电流表外接法: UV=UX
Rx IA=IX+IV >IX
A
R测= UV / IA = RX ·RV / (RX+ RV )< RX = UX / IX
小结外接法:电压为真实值,电流偏大, 测量值小于真实值
电阻的测量
——伏安法测电阻
伏安法测电阻
思考1:伏安法测电阻的原理是什么?
部分电路欧姆定律:流过导体的电流强度与导体 两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
I=U/R
R=U/I
电路图
S R R S
v
A
RX
v
RX
A
安培表外接法
安
U测量 = R测量= I测量
S R
V
A
RX
-
+
返回
V A
当RX < < RV 时, R测≈RX
Rx
小结:
学会总结;学会归纳。
伏安法测电阻----原理R=U/I
名称 电路 安培表外接 安培表内接
v
A
RX
v
A
U测>U真 I测=I真 R测>R真 RA的分压作用 R测=R真 串 RA 适用测大电阻 或Rx》RA
RX
U测=U真 误差 分析 I测>I真 R测<R真
V A
N M
RX
• 解释:安培表示数变化相对更大,说明电压表分流作用明显.待 测电阻较大, 跟伏特表内阻相比,因此,伏特表分流对电路测量 影响更大,伏特表外接,安培表内接.
R测= U测量/ I测量=1000 Ω
电路图的画法
高中物理课件 电流表和电压表 伏安法测电阻的两种接法
典例1.有一电流表G,内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA。要把它改装成量 程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
解析:由题意知电流表G的满偏电压Ug=IgRg=0.1 V 改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,
分压电阻R的分压UR=U-Ug=2.9 V
解析:待测电阻 Rx 的额定电流为 0.45 A,应选电流表 A1;额定电压 Umax=0.45×8 V=3.6 V,应选电压表 V1。 由于 RVRA= 3 000×0.2= 600 Ω,Rx< RVRA,因此 选用电流表的外接法测电阻;因为电压表 V1 量程小于 3.6 V,且要较准确地测量,故变阻器 R 应选择分压式接法,其电路如图所示。
答案:2.95×104 Ω 1.2×105 Ω
2.一量程为0.6 A的电流表,其刻度盘如图所示,若此电流表的两端并联一
个电阻,其阻值等于该电流表内阻的一半,使其成为一个新的电流表,则
图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培?
解析:设该表内阻为Rg,并联电阻值为
Rg 2
的分流电阻后,
分流电阻承担的电流为IR=
3.改装: (1)电压表改装:测量较大的电压时,将表头 上_串__联__一个_较__大__的电阻,就改装成了电压 表,如图所示。
(2)电流表改装:测量较大的电流时,将表头上_并__联__一个_较__小__的电阻,就改 装成了量程较大的电流表,如图所示。
判一判 (1)若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后,增大了原电流表的满 偏电压。( × ) (2)若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后,分流电阻和电流表 两端的电压相等。( √ ) (3)改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了。 (× )
原创2:专题 伏安法测电阻
哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中,
正确的是( BC) A.若电流表读数有明显的
M AN
变化,则K应接在M点 B.若电流表读数有明显的
v
K
变化,则K应接在N点
C.若电压表读数有明显的变化,则K应接在M点
D.若电压表读数有明显的变化,则K应接在N点
二、限流和分压电路的选取
-+
解:金属导线的电阻不大,安培表应外接,变阻器电阻比较大,可 用限流接法,画出电路图如下:
V+
· · A+ Rx -+
例4.图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:
(1)待测电阻Rx (约100Ω) (2)直流毫安表(量程10mA,内阻50Ω) (3)直流电压表(量程3V,内阻5kΩ) (4)直流电源(输出电压4V,内阻可不计) (5)滑动变阻器(阻值范围15Ω,允许最大电流1 A) (6)开关一个,导线若干 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
电阻的测量
伏安法
用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I, 利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R。
RU I
一、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
V
内侧,通常叫“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 UV UR
电流表示数 IA IR IV IR
< R测
第四节伏安法测电阻2
伏安法测电阻电路的选择
“小外小” “大内 大”
例1、已知电压表内阻Rv=2.5kΩ,电流表的内阻 RA=0.1Ω,用伏安法测未知电阻的阻值。若未 知电阻的阻值约为5Ω时,应采用电流表的___ 接法;若未知电阻的阻值约为500Ω时,应采用 电流表的____接法。
例2、如图,当S与1接触时,电压表的示数为2.00V,电 流表的示数为0.22A,当S与2接触时,电压表的示数 为2.05V,电流表示数为0.20A,为使测量结果更准确些, S应与哪一个接触?R的测量值为多大?
线,并用箭头标明变阻器的滑动触头在即将闭合开 关前所处的位置.
V
A
三、电表的选择
电压表和电流表选择首要的原则是考 虑量程,电表的量程一方面必须大于待 测值,另一方面与待测值越接近越好, 使指针偏转尽可能接近满偏为宜,至少 应超过1/3满偏。指针偏转越大,读数误 差越小,指针偏角越小,读数误差越大, 所以量程太大是不好的。
伏安法测电阻误差讨论
1.电流表外接法
V A
甲
由于电压表的分流,使电流表的读 数比通过电阻的电流大,使测得的 电阻比实际值偏小。
待测电阻的阻值比电压表的内阻小 得越多,测量值越精确。
2.电流表内接法
V A
乙
由于电流表的分压,使电压表的读 数比电阻两端的电压大,使测得的 电阻比实际值偏大。
待测电阻的阻值比电流表的内阻大 得越多,测量值越精确。
R
A
1 V S2
二、供电电路的选择及连接(见学案)
VVAA NhomakorabeaV
0 3 15
A
0 0.6 3
V
0 3 15
A
0 0.6 3
• 用伏安法较准确测量一个阻值约20欧的定值电 阻.器材规格如下.
电学实验2伏安法测电阻
判断法。将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,若看到安 培表示数变化比伏特表示数变化大,则说明伏特表分流影 响较大,应该选内接法;若伏特表示数变化比安培表示数 变化大,则说明安培表降压影响较大, 应该选外接法. u I 与 相比较大小 u I
例6.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势 E及电阻R1和R2 的阻值。实验器材有: 待测电源E(不计内阻) R R1 待测电阻R1,待测电阻R2 a S2 电压表V(量程为1.5V,内阻很大) V b 电阻箱R(0-99.99Ω) R2 E S 单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2 1 导线若干 ①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将 S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保 将S2切换到b 持电阻箱示数不变, ____________, 读出电压表的示数U2。则电 阻R1的表达式为R1=__________。
v
1
v
2
R0
Rx
. .
S
电阻测量的其他方法:用惠斯通电桥测内阻
1。电路
R
.
G
a
S Rx
R’
R1
b
R2
2。 原理
调节电阻箱的阻值,使灵敏电流计G的读数为零 a、b间既可以看成断路,有可以看成断路 I1R I 2 R1 I1Rx I 2 R2 R R1 Rx RR2 Rx R2 R1
沪科版初中物理九年级15.3 “伏安法”测电阻(2)
R3=U3/I3
3
3
0.58
求平均值是测量结果更接近真 实值,减小实验误差
5
5.1
5.1
5.2
R=(R1+R2+R3)/ 3
只有电流表(无电压表)如何测电阻
只有电流表和定值电阻并联测出待测电阻Rx
实验方案(1):
Rx
R0 S2
S1
A
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_·_R_0_/I_1__
(2)S1合,S2开电压表的示数为U2; (3)则Rx= _(_U_1_-U__2_) _·R__0/_U_2_. I0=U2/R0 Rx=Ux/Ix=(U1-U2) ·R0/U2
,
实验改进方案(1 ):
V
S2
Rx
R0
S1 2.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= __U_2_·_R_0_/_(_U_1_-_U_2.)
摆连检
-
+
S
P Rx
实验过程
电路连接: 摆连检调
故障1:电流表与-电压表的+指针反向偏转。
S
原因:电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接反 故障2:电流表和电压表的指针偏P 转角度很小。
R原x 因:①电压表和电流表的量程可能都选择过大; ②电源电压可能过低。
实验过程
电路连接: 摆连检调
故障3:电流表指-针超过最+大值。 原因:①量程可能选择过小S; ②电路中可能出现短路。
Rx=U2/Ix=U2 ·R0 /(U1-U2)
《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 (2)
第3节电阻的测量第1课时伏安法测电阻【学习目标】1.学会正确使用电压表和电流表测电阻。
2.会分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。
3.通过探究,体会交流合作的重要和成果共享的喜悦。
情景导入生成问题如图所示的是数字式的欧姆表和指针式万用表。
上述两种仪表都能直接测量导体的电阻。
实际上将电压表与电流表配合起来也能测量导体的电阻。
想一想,上一节中与这种测量方法相关的公式是R=U/I。
自研互学生成能力知识板块一测量导体的电阻自主阅读教材P80~81内容,完成本探究:1.实验目的:利用电压表、电流表测导体电阻。
2.实验原理:R=U/I。
3.实验器材:电池组、待测电阻、单刀开关、电流、电压表和滑动变阻器、导线若干。
4.实验电路图:(画出实验电路图)如图所示:5.实验步骤:(1)断开开关,连接电路;(2)接入电路的滑动变阻器调到最大处;(3)闭合开关,调节滑片,读取并记录几组电流表、电压表数据;(4)计算导体阻值;(5)求电阻的阻值的平均值。
6.实验数据:实验次数电压U(V) 电流I(A) 电阻R(Ω) 平均值R(Ω)1237.分析与论证:电阻是导体本身的一种性质,和导体中的电流及导体两端的电压无关。
知识板块二测量小灯泡的电阻自主阅读教材P81,完成本探究:【临摹仿做】实验目的:用电压表、电流表测小灯泡的电阻。
实验原理:R=U/I。
实验器材:电池组、小灯泡、单刀开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干。
实验电路:实验步骤:(1)断开开关,连接电路;(2)接入电路的滑动变阻器调到最大;(3)闭合开关,调节滑片,读取并记录几组电流表、电压表数据;(4)计算小灯泡的阻值。
实验数据:实验次数电压U(V) 电流I(A) 电阻R(Ω)123分析与论证:在不同的电压下,小灯泡的电阻是变化的,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
每个实验各挑选一个组做讲解,根据三组提供的数据得出普遍的结论,其他组同学进行提问和补充,然后自由发言交流实验中遇到的问题,并相互补充。
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。
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根据U=IR,可知电流与电压一一对应,如果 将电流表的示数,换算成U,就可以直接测电 压,只是量程Ug太小。
二、电流表G改为电压表V
1、电流表改装电压表的原理:
串联一个电阻, 分担一部分电 压
电压表就是串联了分 压电阻的电流表。
电 路 分 析
电压表内
阻RV为 :
RV=Rg+R 其中R如 何计算?
4、伏安法测电阻电路的选择方法: 1)定量判定法: 若已知待测电阻大约为Rx,电流表的内阻为 RA和电压表的内阻为RV,则: 当RX/RA>RV/RX时,选用电流表内接法。 当RX/RA<RV/RX时,选用电流表外接法。 当RX/RA=RV/RX时,两种接法都可以。
例:已知电流表的内阻为0.1Ω,电压表的内阻 为4kΩ,若待测电阻约为2250Ω,用伏安法测其电 阻应采用电流表 外内 法.
3.小量程电流表G的三个主要参数:
(1)内阻Rg :小量程电流表的电
阻.一般为几十欧到几百欧.
(2)满偏电流Ig :小量程电流表G指针
偏转到最大刻度值时的电流值。一般很 小,为几十微安到几毫安.
(3)满偏电压Ug :小量程电流表G通过满
偏电流时,加在它两端的电压.
根据Ug=IgRg可知:满偏电压也很小。
相同的思路,我们还可以利用串联电路的分 压作用或并联电路的分流作用,将电压表或 电流表的量程再扩大。
练习:1、如果给量程是3V的电压表再串 联一个阻值等于电压表内阻的电阻,它的量 程变为了多少?刻度盘上的数字怎么改?
因为此时的RV变 为了原来的2倍, 根据欧姆定律, 电流Ig一定时, 电压也变为原来 的2倍
三、把表头G改为电流表A
1、表头改装电流表的原理:
并联一个电阻, 分担一部分电流
电 路 分 析
电流表内
阻RA为 :
RA
Rg R Rg R
其中R如 何计算?
2.分流电阻R的计算: 根据并联电路的特点有:
IgRg=(I-Ig)R 得: R= IgRg/(I-Ig) 推导可以得到: R=Rg /[(I/Ig)-1] 其中I/Ig为扩大量程的倍 数,设它为n,可得 :
R=Rg/(n-1)
练习:
2、有一满偏电流Ig=3mA,内阻Rg=120Ω的电 流表G,若把它改装成为量程为3A的电流表,应
并联一个 0.12 Ω的分流电阻。
解:Ug=IgRg=0.003×120=0.36(V)
R=Ug/(I-Ig)=0.36/(3-0.003)≈0.12(Ω)
或n=I/ Ig=3/0.003=1000 R=Rg/(n-1)=120/(1000-1)≈0.12(Ω)
求出电阻即R=U/I (这种测量电阻的方法叫伏安
法)。内接外接指的是电流表。外接法
2、伏安法测电阻的两种电路:
V
内接法
A
R
V
A
R
内接时由于电流表有分压作 用、外接时由于电压表有分 流作用,所以两种方法测得 的电阻都有误差。
3、如何选择电路? 电流表内接时
V
A
R
电压表示数偏大,根据R=U/I,测量的电阻值偏大。
总结:小量程电流表的改装
改装电压表
电路 串联电路
R的作用 分压
R的计算
R U Ug Ug
Rg
电表的总 电阻
RV Rg R
改装电流表
并联电路
分流
R
I
Ig Ig
Rg
RA
Rg R Rg R
四、伏安法测电阻
1、原理:
用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通
过电阻的电流,利用部分电路的欧姆定律就可以
此时电流表的分压越少误差就越小,所以该电 路适合测量 大 电阻,即 R>>RA。
当被测电阻R较大时用内接法,误差较小。
电流表外接时
V
A
R
电流表示数偏大,根据R=U/I,测量的电阻值偏小。 此时电压表的分流越少误差就越小,所以该电 路适合测量 小 电阻,即 R<<Rv。
当被测电阻R较小时用外接法,误差较小。
2.分压电阻R的计算: 根据串联电路的特点有:
UR/R=Ug/Rg 或 U=IgRg+IgR 得: R=(U-Ug)Rg/Ug
或 R=(U/Ig)-Rg=[(U/Ug)-1]Rg 其中U/Ug为扩大量程的倍 数,设它为n,可得 : R=(n-1)Rg
练习:有一满偏电流Ig=3mA,内阻 Rg=120Ω的电流表G,要把它改装成为量 程为3V的电压表,应串联一个 880 Ω 的分压电阻。
若改装成量程为0.6A的电流表哪? 并联一个0.6欧的电阻。
若改装成实验室使用的0.6A、3A的双量程电流 表,如何设计电路?
Hale Waihona Puke 小结:电压表和电流表的表头都是小量程电
流 表 G, 内 阻 Rg 、 满 偏 电 流 Ig 、 满 偏
电压Ug是反映电流表G特性的三个重 要参数,将小量程的电流表G改装成 电压表V或电流表A所根据的原理是: 串联电路的分压作用或并联电路的分 流作用.
Ug=IgRg=0.003×120=0.36V,UR =3-0.36=2.64V
R=URRg/Ug=2.64×120/0.36=880(Ω)
或Ug=IgRg=0.003×120=0.36V,n=U/Ug=3/0.36=25/3
R=(n-1)Rg=(25/3-1)×120=880(Ω)
若改装成量程为15伏的电压表哪? 串联一个4880欧的电阻。 若改装成3V和15V的双量程电压表,如何设计 电路?
6V;;1、2、3——2、4、6
2、如果给电流表再并联一个阻值等于 电流表内阻的电阻,它的量程变为多少? 刻度盘上的是数字怎么改?
因为RA成为了 原来的1/2倍,根 据欧姆定律,电 压Ug一定时, 电流变成原来的 2倍。
6A;;1、2、3——2、4、6
3、已知电流表G的量程为0~100μA,内 阻为600Ω,改装为量程为5V的电压表, 应串联一个R1= 49400欧 的电阻,改装 为15V的电压表应串联R2= 149400欧 的电 阻, 若改装为5V、15V双量程的电压表, 画出电路图,标明阻值。
电压表和电流表 伏安法测电阻
常用的电压表和电流表都是小量程 的电流表(表头)改装而成的。为了更 好的理解它们的改装原理,先要了解小 量程电流表(表头)的原理。
一、小量程电流表G(又称表头,也叫 灵敏电流计)
1.构造:表头主要 有永磁铁和放入永 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 线圈带着指针一起 偏转,通过线圈的 电流越大,指针的 偏角就越大.