电阻测量的所有方法及典型例题
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一、 实验常规
1、器材选取原则
2、实验仪器的读数
3、滑动变阻器的两种接法------控制电路的选择
4、实物图连线
5、电阻的测量----伏安法和电流表内外接法的选择
1、器材选取原则
①安全性原则:通过电源,电表,滑动变阻器,用电器的电流不能超过其允许的最大电流。
②精确性原则:选用电表量程应可能减小测量值的相对误差,电压表、
定值电阻
欧姆表法
7、电阻测量的其他方法
电流表内阻
全电路欧姆定律法
电源内阻
定值电阻 比较法
定值电阻
电流表内阻 电压表内阻 半偏法
电流表内阻
电压表内阻
伏安法测电压表的内阻
伏安法测电流表的内阻 安安法测电流表的内阻
6、伏安法测电阻的应用
伏安法、安安法测电阻
电流表在使用时要有较大偏转(指针偏转一般在满偏角度的1/3以上)。欧姆表指针指在中值电阻附近。
③便于操作原则:选择控制电路时,既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求,又要注意便于操作。
2、实验仪器的读数
高考要求会正确使用的电学仪器有:电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。除了滑动变阻器以外,其它仪器都要求会正确读出数据。读数的基本原则是:
一、安培表、伏特表均有两个量程,其测量值的有效数字依量程及精度而定,但是可以概括如下原则:
根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法,一般:
最小分度是2的,(包括0.2、0.02等),采用1/2估读,如电流表0~0.6A档;
最小分度是5的,(包括0.5、0.05等),采用1/5估读,如电压表0~15V档;
最小分度是1的,(包括0.1、0.01等),采用1/10估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表0~3A档、电压表0~3V档等。
二、电阻箱是按照各个数量级上指针的对应数值读数的,指针必须指向某一个确定的数值,不能在两个数值之间,因此电阻箱测量结果的各位读数都是从电阻箱上指针所指位置直接读出的,不再向下估读。
例1. 右图是电压表的刻度盘。若当时使用的是该表的0-3V 量程,那么电压表读数为多少?若当时使用的是该表的0-15V 量程,那么电压表读数又为多少? 解析:0-3V 量程最小刻度是0.1V ,是10分度的,因此要向下估读一位,读1.15V (由于最
后一位是估读的,有偶然误差,读成1.14V-1.17V 之间都算正确)。0-15V 量程最小刻度为0.5V ,不是10分度的,因此只要求读到0.1V 这一位,所以读5.7V (5.6V-5.8V 之间都算正确)。 例2.读出下列电表的测量值.
⑴ ⑵
图1接0~3V 量程时读数为_____V . 图2接0~3A 量程时读数为_ __A .
图1接0~15V 量程时读数为____V . 图2接0~0.6A 量程时读数 A .
3、滑动变阻器的两种接法------控制电路的选择
(1)基本电路
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种,分别用下面a 、b 两图表示:a 叫限流接法,b 叫分压接法。
0 1 2 3
5
1
1V
0 0.0.0.
1
2
3
A
1 2 0
5
10
15
图1
图2
图
(2)电路的对比 调节范围 限流式电路 分压式电路 电压调节范围 0→E 电流调节范围 在X R 消耗相同功率情
况下电路消耗的总功率
说明:E 为理想电源端电压,R 为滑动变阻器最大电阻,Rx 为待测电阻阻值。采用分压接法时,被测电阻Rx 上的电压、电流调节范围较大。
(3)选择原则
①采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。 ②要求负载上电压或电流变化范围大,测多组数据,从零开始连续可调,须用分压式接法。
③当负载电阻Rx 远大于滑动变阻器总电阻R ,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。 I 滑动变阻器的分压接法
如图1所示的电路中,滑动变阻器总电阻为R 0,输入电压为U 0,负载电阻
a
R R R X R X
图
R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论:
首先,不接负载R 时,输出端的电压U=U 0
R 0 R ap ,可见,U 与成正比,输
出电压电线性的,如图1(b )中①所示。换言之,触头P 在ab 间移动时,左半部分分得的电压是均匀变化的,电压的变化范围是0—U 0。 其次,当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时,P 点左边电路的等效电阻减小,与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小,如图1(b )②所示。
再次,当负载电阻R 很小,对于确定的R ap ,左部分分得的电压将更小,如图如图1(b )③所示。
可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压,负载阻值应该较大。换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 II 动变阻器的限流接法
如图2所示的电路输入电压为U 0,滑动变阻器总阻值为R 0,滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论: 首先,电路中的电流:I= U 0R aP +R ,
可见,I 随R aP 的增大而减小,如图(b )所示。
当Rap=0时,电路中的最大电流I m =U 0
R ,R 两端的电压最大U max =U 0。
当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最