定值电阻在电学设计性中的巧用

I2 ( R0
+
r2
) .
I1 - I2
练 2:现有一个电流表 G, 为了尽可能精确
地测出它的内阻 Rg ,可供选用的器材如下 : (A ) 待测电流表 ( Ig = 500μA, Rg ≈
100Ω )
(B ) 滑动变阻器 (阻值 0 ～ 20 Ω ,额定电
流 0. 6 A )
数理化学习 (高中版 )
电表读数不得小于其量程的
1 3
,
请画出测量
Rx
·26·
的一种实验原理图 (图中元件用题干中相应英
文字母符号标注 ). ②实验时电流表 A1 的读数为 I1 ,电流表 A2
的读数为 I2 ,用已知和测得的物理量表示 Rx =
.
解析 : ①电阻测 量的基本原理是欧姆
定律. 由于给定了两 只电流表而没有给定
(A ) 电流表 A1 (量程 150 mA,内阻 r1 = 10Ω )
(B ) 电流表 A2 (量程 20 mA,内阻 r2 = 30Ω )
(C) 定值电阻 R0 = 10Ω (D ) 滑动变阻器 R,最大阻值为 10Ω ( E) 电源 E,电动势 E = 4 V (内阻不计 ) ( F) 开关 S及导线若干 ①根据上述器材完成此实验 , 测量时要求
电压 , 电流表用来测干 路中的总电流. 当电路
中电流达到最大值 (电流表量程 ) 0. 5 A 时 , 路 端电压最小值为 U = E - I ( r + R ) = 4. 5 - 0. 5 ×1. 5 = 3. 75 V,这一值仍大于电压表量程 ,
故电压表不能用于直接测路端电压. 若将题给 的定值电阻与电源串联后 , 便组成一个等效电
题目中给出的符号或字母标出.
②实验中 , 当电流表读数为 I1 时 , 电压表
读数为 U1 ;当电流表读数为 I2 时 , 电压表读数
为 U2. 则可以求出 E =
,r=
. (用 I1 、
I2 、U1 、U2 及 R 表示 )
解析 : ①测电源电
动势和内阻的实验原理
是闭 合 电 路 的 欧 姆 定
律. 电压表用来测路端
(D ) 滑动变阻器 R:最大阻值 20Ω、额定电
流 1A
( E) 电源 :电动势 10 V、内阻很小
( F) 定值电阻 : R0 = 10 kΩ
( G) 开关一个 ,导线若干
( 1) 画出实验电路图
( 2) 实验中 ,电压表的示数应调为多少伏 ?
若此时电流表示数为 0. 48A, 则小灯泡的额定
功率为多大 ?
(C) 滑动变阻器 (阻值 0 ～ 50 Ω ,额定电 流 1. 0 A )
(D ) 电位器 (阻值 0 ～ 2. 7 kΩ ,额定电流
1. 0 A ) ( E) 电位器 (阻值 0 ～ 10 kΩ ,额定电流
1. 0 A ) ( F) 定值电阻 (10Ω ) ( G) 定值电阻 (10 kΩ ) (H ) 电阻箱 (阻值 0 ～ 99. 99Ω ) ( I) 电阻箱 (阻值 0 ～ 999. 9Ω ) (J) 电池 (电动势 12. 0 V ,内阻约 0. 5Ω ) ( K) 电池 (电动势 9. 0 V ,内阻约 1. 0Ω ) (L ) 电池 (电动势 6. 0 V ,内阻约 0. 5Ω ) (M ) 电池 (电动势 1. 5 V ,内阻约 0. 5Ω ) 开关 、导线若干 ( 1) 除待测电流表 、开关 、导线外 , 其它器
E = I1 U2 - I2 U1 , r = U2 - U1 - R.
I1 - I2
I1 - I2
练 1: 用下列器材 , 测定小灯泡的额定功
率:
(A ) 待测小灯泡 , 额定电压 6 V ,额定功率
约为 3 W
(B ) 电流表 :量程 0. 6 A、内阻约为 0. 5Ω
(C) 电压表 :量程 3 V、内阻为 5 kΩ
数理化学习 (高中版 ) ●万家平 李如霞
定值电阻在电学设计性实验中的巧用
一 、定值电阻可以作为保护电阻
串联电阻具有分压作用 , 并联电阻具有分
流作用 ,利用定值电阻的这种作用 ,可以用来保 护电表 、待测元件 、电源 、滑动变阻器等器材的
使用安全 , 遵循的是电学实验中的“安全性原 则 ”.
源. 等效电源的内阻为 r + R,最小路端电压为 U = E - Ir = 4. 5 - 0. 5 ×( 1. 5 + 4) = 1. 75 V,
这一值小于电压表量程 ,故保证了测量的安全. 实验电路原理图如图 1所示.
②由闭合电路的欧姆定律可得 , E = U1 + I1 ( R + r) 、E = U2 + I2 ( R + r) ,由两式联立解得
为
2 5
×50
= 20 mA ,这一值已达到其满偏值. 当
电流表
A2 达到其量程的
1 3
时 ,电流表
A1 不能
达到量程的 1 ,故不能满足本实验的实验条件. 3
为此必须减小电流表 A2 的分流. 将定值电阻与 电流表 A2 串联后增大了这一支路的电阻 ,从而
减小了这一支路的分流 ,通过估算可知 ,能满足
电压表 , 故在测量电 路中必须要让其中一
只电流表充当电压表
来测被测电阻两端电
压. 由串 、并联电路性质 ,应该选择量程较小的
那只电流表 A2 与待测电阻并联 ,而另一只量程 较大的电流表 A1 用来测通过待测电阻的电流.
若电流表
A1 示数达到其量程的
1 3
,即
50
mA ,
根据并联电路性质可得通过电流表 A2 的电流
实验条件 ,从而提高了实验的精度. wk.baidu.com于供电电
路 ,若采用限流式电路 ,可估算当电路中电流最
小时 ,通过电流表 A2 的电流会超过其量程 ,会
烧毁 ,故必须采用分压式电路供电. 实验电路如
图 2所示.
②由欧姆定律可得 : I2 ( R0 + r2 ) = ( I1 -
I2 ) Rx , 解得 Rx
=
二 、定值电阻可以用来完善实验条件
为了提高测量精度 , 实验中常常需要提出 或满足一定的实验条件 , 以减小测量的系统误 差 ,利用定值电阻和电表等元件连接可以达到 此目的 , 这遵循的是电学实验中的“精确性原 则 ”.
例 2 某待测电阻 Rx 的阻值约为 20Ω,现 要测量其阻值 ,实验室提供器材如下 :
例 1 测量电源 B 的电动势 E及内阻 r ( E 约为 4. 5 V, r约为 1. 5Ω ).
器材 :量程 3V 的理想电压表 ○V; 量程 0. 5A
的电流表 ○A (具有一定内阻 ) ; 固定电阻 R = 4
Ω;滑动变阻器 R ′;电键 K ;导线若干. ①画出实验电路原理图. 图中各元件需用