伏安法测电阻的器材选择和电路

计算r1的表达式为 r1=
I2r2 I1
式中I1、I2分别表示流过A1、A2的 电流，r2表示电流表A2内阻。
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
[小结]
伏安法是测量电阻的一种常用的方 法，本节课主要围绕实验过程中的精 度，安全和可操作性问题，讨论了如何 合理选择器材和优化电路设 计。通过学习，要着重领会电路设计的
电流表A1（量程100μA，内阻2KΩ） 电流表A2（量程500μA，内阻300Ω） 电压表V1（量程10V，内阻100 KΩ）
电压表V2（量程50V，内阻500 KΩ） 电源E（电动势15V，允许最大电流1A）
滑动变阻器R（最大阻值1 KΩ）
电键S
导线若干
为了尽量减少实验误差，要求测多组数据。
（1）电流表应选
思想和器材选择的方法。
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
谢谢！
黄志昌 茂名市第一中学
mmyzhzc@21cn.com
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
限流、分压电路选择:
在下列情况下应选择分压电路:
1、 限流不能保证安全,即限流电路中的最小电流超过电表 量程或用电器的额定电流,常见于变阻器全电阻R＜＜RX的情况。
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一、伏安法测电阻的实验原理
对于某一待测电阻Rx ，由电压表V测量Rx两端电压U，由电流表A测 量通过Rx的电流I。由欧姆定律I=U/R得，原理式：Rx= U/I 。
> 内接法
Rx RA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Rv Rx
< 外接法
Rx RA
Rv Rx
对于不同的待测电阻RX，应如何选择内、外接法？
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二、实验电路的结构和特点
，电压表应选
。
（2）画出实验电路图。
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
小结、 器材选择和电路设计
思路
配置 测量部分
器材选择
控制部分 控制 调节
电路设计
方法
1、 电表选择:为了减少实验偶然误差,选择电表时应 主要考虑电表间、电表与电源间的配置是否合理,即各电 表的最大偏转量都应接近量程。
2、限流、分压电路选择:
3．精度问题——配置 为了减少电表读数引起的偶然误差，要求电表间、电表
与电源间的配置要合理，应如何选择器材？
在具体问题中，应综合以上三个方面的因素，优选素材、 优化电路设计。
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
二、实例分析
[例1] 用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：
待测电阻Rx（阻值约为25KΩ）
路图,标明所用器材的 代号。
电压表(V) 电阻(R1) 滑动变阻器(R2) 电池(E) 电键(S)
量程10V,内阻r3=10 kΩ 阻值约100Ω,作保护电阻用
总电阻约50Ω 电动势1.5V,内阻很小
（2）若选测量数据中的一
组来计算r1,所用的表达
式为r1=
。
式中各符号的意义是 什么？
导线若干
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
二、实例分析
[例2] 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,并能测的多组数据。
器材(代号)
规格
（1）在虚线方框中画出电
电流表(A1) 量程10mA,内阻r1待测(约40Ω)
电流表(A2)
量程500μA,内阻r2=750Ω
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
[问题点评]
(3)电路选择：考虑到电源电动势E=1.5V,而电路测量部分的电
压不能超过0.375V(约1/4E),若不用保护电阻,限流时,变阻器全
电阻大小不能保证电表安全;分压时,变阻器调节范围大小,不易
操作,故应将保护电阻R1与测量部分串联.但为满足能测多组数 据要求,仍应采用分压电路控制.其实验电路为:
结构
测量部分(内、外接法）
完整的实验电路包括三个部分 控制部分（滑动变阻器的限流和分压） 电源
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二、实验电路的结构和特点
以电流表A外接为例：
特点
限流
·电路结构简单 ·电路消耗电功率较小P=IE ·调节范围较分压小
分流
·电路结构较复杂 ·电路消耗电功率较大P=I干E > IE ·调节电压范围较大，可从零连续 调节至最大值
2、 限流能保证安全,但变阻器调节范围过小,电表读数变 化不明显,不满足实验测量多组数据的要求,常见于变阻器全电 阻R＜RX的情况。
3、实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变 化。 在限流、分压两种电路却满足实验要求时,由于限流电路 结构简单、损耗的电功率小,应优先选用。
[问题点评]
(1)实验原理：电流表A1既是测待电阻,又是测量仪表,它能显 示出流过自身的电流大小,只要能测出其两端电压,就可由欧姆 定律求出其内阻R1=U/I
(2)器材选择：当A1满偏时,两端电压约为Igr1=10-2×40V=0.4V, 若选用量程为10V的电压表直接测量,指针的偏转过小,读数误 差太大,即电压表与A1和电源的配置均不合理。考虑到A2满偏 时,其两端电压为500×10-6×750=0.375V,接近0.4V,故可由A2 代替电压表测量电压.
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
伏安法测电阻的器材选择和电路设计
一 在具体问题中应注意哪些问题
1．安全问题——控制 实验过程中，要求包括电表在内的所有器材不会因为电
流过大而损坏，是选限流还是分压电路来控制的关键。
2．可操作性问题——调节 为了测量多组数据，要求滑动变阻器有较大的调节范围，
是选用哪种控制方式易于操作的依据。