测量电阻常用的6种方法
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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A
1
2)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:
R
x
U
1
R+r
1
I
2
r
2
I
1
I
2
R
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。
对于测量电压表内阻:
1.滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻值调到最大;
2.闭合S1、S2,调节R,使表示数指到满偏刻度;
3.断开S2,保持R不变,调节R,使表指针指到满刻度
的一半;
4.由上得到电压表内阻RV=R。
最后,给出一个例子,介绍了如何利用半偏法测量电压表内阻。在该例子中,使用了电阻箱、滑动变阻器、电源和开关等器材,通过实验得到了电压表的内阻。
的阻值,使得电流表A
1
的指针偏转到量程的最大值,同时读出电流表A
2
的指针示数为I
1
c.保持滑动变阻器R
1
的阻值不变,断开开关S
2
调节电阻箱R
2
的阻值,使得电流表A
2
的指针示数为I
2
同时读出电阻箱R
2
的阻值为R。
d.根据等效替代法可得,电流表A 1
的内电阻为R
x
I
1
I
2
1)R。
3)将测量所得的电流表A
1
的内电阻记为R
A
与电流表A
1
的真实内电阻R
A
相比,R
A
R
A
主要理由是该测量方法消除了电流表内阻的影响,测量结果更准确。
前后微安表的示数保持不变。求微安表的内阻r。
1)电路图如下:
2)①R
1
的阻值为20Ω。
②为了保护微安表,开始时将R
1
的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的右端对应的位置;将R
2
的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱R
z
的阻值置于2500.0Ω,接通S
1
将R
1
的滑片置于适当位置,再反复调节R
2
的滑片D的位置。最终使得接通S
2
前后,微安表的示数保持不变,这说明S
2
接通前B与D所在位置的电势相等。
④将电阻箱R
z
和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z
的阻值置于2601.0Ω时,在接通S
2
前后微安表的示数保持不变。求微安表的内阻r。
根据电桥平衡条件:R
1
R
4
R
2
R
3
可得:
2500×(R
z
20)/(R
z
2520)=2000/[(R
z
2500)/r+2500]
化XXX:
r=2500×(R
z
20)/(2000×(R
z
2500)/(R
z
20)-500)
将R
z
取2601.0Ω代入计算可得r约为2456.3Ω。
根据题目的原理图(a),将实物图(b)中的连线按照图示连
接起来。
为了起到分压作用,应该选择最大阻值较小的滑动变阻器
R1,即R1的电阻为20Ω。为了保护微安表,在闭合开关之前,应将滑动变阻器R1的滑片C移到左端,确保微安表两端电压
为零。然后,反复调节D的位置,使得在闭合S2前后微安表
的示数不变,这表明闭合后S2中没有电流通过,B、D两点
电势相等。将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微
安表的示数也保持不变。因此,待测微安表的内阻为2550Ω(结果保留到个位)。
为了提高测量微安表内阻的精度,建议调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。