高中物理伏安法测电阻 (2)精选文档.ppt

高中物理伏安法测电阻本讲稿第一页，共五十七页 根据部分电路欧姆定律根据部分电路欧姆定律 可知，只要测可知，只要测出被测电阻两端的电压出被测电阻两端的电压 U U 和流过该电阻的电流和流过该电阻的电流I I，就可求出电阻就可求出电阻就可求出电阻就可求出电阻 R R 的大小。的大小。一、实验原理一、实验原理R=U I本讲稿第二页，共五十七页二、实验电路二、实验电路 测量电路测量电路测量电路测量电路 控制电路控制电路控制电路控制电路本讲稿第三页，共五十七页三、实验器材三、实验器材本讲稿第四页，共五十七页伏安法测电阻的电路选择伏安法测电阻的电路选择(1)(1)(1)(1)电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值电流表和电压表各一个，知道其内阻的大约值 若若若若 时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的时，选用电流表内接法。由于该电路中电压表的读数读数读数读数U U表示被测电阻表示被测电阻表示被测电阻表示被测电阻R Rx x x x与电流表与电流表与电流表与电流表A A A A串联后的总电压，电流表的串联后的总电压，电流表的读数读数 I I 表示通过表示通过表示通过表示通过R Rx x x x的电流，所以使用该电路所测电阻的电流，所以使用该电路所测电阻的电流，所以使用该电路所测电阻的电流，所以使用该电路所测电阻 ，比真实值，比真实值，比真实值，比真实值R R R Rx x x x大了大了大了大了R R R RA A A A1 1 1 1测量电路的选择测量电路的选择内接法内接法R Rx xV VA A本讲稿第五页，共五十七页外接法 若若 时，选用电流表的外接法，如上图所时，选用电流表的外接法，如上图所示。由于该电路中电压表的读数示。由于该电路中电压表的读数U U表示表示 R Rx x 两端电压，两端电压，电流表的读数电流表的读数 I I 表示通过表示通过 R Rx x 与与 R RV V 并联电路的总电并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻流，所以使用该电路所测电阻 ，比真实，比真实值值 R Rx x 略小些。略小些。R Rx xV VA A本讲稿第六页，共五十七页(2)(2)(2)(2)两只同种电表，已知其内阻两只同种电表，已知其内阻两只同种电表，已知其内阻两只同种电表，已知其内阻 已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来已知内阻的电流表可以当电压表使用，一般用来测阻值较小的电阻两端电压测阻值较小的电阻两端电压测阻值较小的电阻两端电压测阻值较小的电阻两端电压(小电压小电压小电压小电压)，已知内阻的电，已知内阻的电，已知内阻的电，已知内阻的电压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流。压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流。压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流。压表也可以当电流表使用，一般用来测小电流。或或或或RxA1A2RxA1A2Rxv2v1Rxv1v2本讲稿第七页，共五十七页 (3)(3)两只同种电表，内阻都未知，需要一个两只同种电表，内阻都未知，需要一个电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻RxA1A2Rxv2v1本讲稿第八页，共五十七页2控制电路的选择控制电路的选择控制电路分为限流式和分压式两种控制电路分为限流式和分压式两种 PA R B PA R B 变阻器的常规处理变阻器的常规处理 将变阻器从滑动触点将变阻器从滑动触点P P分成两个部分，把一个完整的变阻器看成是由两分成两个部分，把一个完整的变阻器看成是由两部分串联组成的，如下图所示。部分串联组成的，如下图所示。本讲稿第九页，共五十七页 两种接法的比较a.a.电压的调节范围电压的调节范围分压：分压：U UL L=0U=0U0 0限流：限流：b.b.电流的调节范围电流的调节范围分压：分压：限流：限流：可见：分压式接可见：分压式接法的最大优点是它的法的最大优点是它的调压（或调流）范围调压（或调流）范围宽，其次是它的电压、宽，其次是它的电压、电流范围都包含电流范围都包含0 0值且值且跟跟R R无关：而限流式无关：而限流式接法不仅调压（或调接法不仅调压（或调流）范围较窄，而且流）范围较窄，而且其电压、电流范围都其电压、电流范围都不含不含0 0值还跟值还跟R R有关。有关。从调节范围来看从调节范围来看本讲稿第十页，共五十七页从方便调节的角度来看从方便调节的角度来看 分压式接法以分压式接法以R RL LR R尤其以尤其以R RL LR R为优；而限流式接法为优；而限流式接法应以应以R RL LR R或跟或跟R R相当，即相当，即R RL LRR为宜。为宜。从节能方面来看从节能方面来看 在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总功率小，在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总功率小，电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，电源负担重。电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，电源负担重。从电路结构上看从电路结构上看 限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂得多。限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂得多。本讲稿第十一页，共五十七页两种接法的选择原则从实验的目的和要求上看从实验的目的和要求上看 若需要大范围调压或需小电流调节，尤其是要求含若需要大范围调压或需小电流调节，尤其是要求含0值的电流、电压值的电流、电压调节，那就非分压式接法莫属了。若仅仅是为了电路的调节，那就非分压式接法莫属了。若仅仅是为了电路的 安全，而对电压、安全，而对电压、电流的调节又没有特殊要求时，则选择限流式接法还更简便、更节能一电流的调节又没有特殊要求时，则选择限流式接法还更简便、更节能一些。些。从方便调节的角度来看从方便调节的角度来看 通常对小阻值滑动变阻器或大阻值负载（通常对小阻值滑动变阻器或大阻值负载（RL 与与R相比较），以分相比较），以分压式接法为优；相反对大阻值滑动变阻器或小阻值负载则以限流式为宜。压式接法为优；相反对大阻值滑动变阻器或小阻值负载则以限流式为宜。本讲稿第十二页，共五十七页 (1)(1)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时必须采用分压接法。开始可连续调节时必须采用分压接法。(2)(2)当被测电阻阻值当被测电阻阻值RxRx远大于滑动变阻器的最大值远大于滑动变阻器的最大值R R，且实验要求的电压变化范围较大且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据或要求测量多组数据)时，时，必须采用分压接法。必须采用分压接法。(3)(3)若采用限流接法，电路中实际电压若采用限流接法，电路中实际电压(电流电流)总是超总是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。下列三种情况必须选用分压接法下列三种情况必须选用分压接法本讲稿第十三页，共五十七页1、用伏安法测量一个电阻器材有：、用伏安法测量一个电阻器材有：待测电阻待测电阻RX(约为约为15);电流表电流表(量程为量程为25mA,内阻内阻）电压表（量程为，内阻电压表（量程为，内阻k）电源（，电源（，r=0)滑动变阻器（最大值滑动变阻器（最大值00，允许最大电流），允许最大电流）开关个，导线若干，开关个，导线若干，根据器材规格和实验要求连接实物图根据器材规格和实验要求连接实物图析：析：RXR 采用采用电流表外接电流表外接法法 RXR ，因此采用，因此采用分压式接法分压式接法(1)(2)RX=25K因此采用因此采用安培表内接法安培表内接法RXR本讲稿第十六页，共五十七页VAR本讲稿第十七页，共五十七页四、选择器材和电路的一般原则四、选择器材和电路的一般原则 1安全性原则：实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值 2精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确（减小误差）3简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便本着这三个原则，一般按照如下顺序选择电路和器材：本着这三个原则，一般按照如下顺序选择电路和器材：1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性、安全性简便性、安全性2、电流表和电压表的选择（电表）、电流表和电压表的选择（电表）-安全性、精确性安全性、精确性3、电流表的内外接、电流表的内外接（测量电路）（测量电路）-精确性精确性本讲稿第十八页，共五十七页 例例1.1.1.1.有一电阻有一电阻有一电阻有一电阻R,R,其阻值大约在其阻值大约在其阻值大约在其阻值大约在40404040至至至至50505050之间之间之间之间,需进一需进一需进一需进一步测定其阻值步测定其阻值步测定其阻值步测定其阻值,现有下列器材：现有下列器材：现有下列器材：现有下列器材：电池组电池组,电动势为电动势为9V,9V,9V,9V,内阻忽略不计；内阻忽略不计；内阻忽略不计；内阻忽略不计；电压表电压表,量程为量程为量程为量程为0 0至至至至10101010,内阻内阻内阻内阻20202020；电流表电流表A A1 1 1 1,量程为量程为量程为量程为0 0至至至至50505050,内阻约内阻约内阻约内阻约20202020；电流表电流表电流表电流表A A A A2 2 2 2,量程为量程为量程为量程为0 0 0 0至至300m300m,内阻约内阻约内阻约内阻约4444；滑动变阻器滑动变阻器R R R R1 1,阻值范围为阻值范围为阻值范围为阻值范围为0 0 0 0至至100,100,100,100,额定电流额定电流1A1A1A1A；滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R R2 2 2 2,阻值范围为阻值范围为阻值范围为阻值范围为0 0 0 0至至至至1700,1700,1700,1700,额定电流额定电流额定电流额定电流0.30.30.30.3;开关及导线若干开关及导线若干 实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并实验中要求多测几组电流、电压值，为使实验正常进行并减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表减小误差，并要求滑动变阻器便于调节，在实验中应选电流表 和滑动变阻器和滑动变阻器 1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性简便性2、电流表和电压表的选择（电表）、电流表和电压表的选择（电表）-安全性和精确性安全性和精确性3、电流表的内外接、电流表的内外接（测量电路）（测量电路）-精确性精确性本讲稿第十九页，共五十七页 例例例例2.2.2.2.用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：待测电阻待测电阻RxRxRxRx（阻值大约为（阻值大约为（阻值大约为（阻值大约为5555，额定功率为，额定功率为，额定功率为，额定功率为1W1W1W1W）；）；）；）；电流表电流表A A1 1 1 1（量程为（量程为（量程为（量程为0 0 0 00.6A0.6A0.6A0.6A，内阻为，内阻为，内阻为，内阻为0.20.20.20.2）；）；）；）；电流表电流表电流表电流表A A A A2 2（量程为（量程为（量程为（量程为0 0 0 03A3A，内阻为，内阻为，内阻为，内阻为0.050.050.050.05）；）；）；）；电压表电压表电压表电压表V V V V1 1（量程为（量程为（量程为（量程为0 03V3V3V3V，内阻为，内阻为，内阻为，内阻为3K3K3K3K）；）；）；）；电压表电压表V V V V2 2 （量程为（量程为（量程为（量程为0 015V15V15V15V，内阻为，内阻为，内阻为，内阻为15K15K15K15K）；）；）；）；滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R R（0 0 0 050505050）；）；）；）；蓄电池（电动势为蓄电池（电动势为蓄电池（电动势为蓄电池（电动势为6V6V），开关、导线。），开关、导线。），开关、导线。），开关、导线。为了较准确测量为了较准确测量为了较准确测量为了较准确测量RxRxRxRx的阻值，保证器材的安全，以及操的阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择作方便，电流表、电压表应选择 ，并画出，并画出，并画出，并画出实验电路图。实验电路图。实验电路图。实验电路图。本讲稿第二十页，共五十七页 3 3 3 3、确定测量电路、确定测量电路、确定测量电路、确定测量电路 由于待测电阻由于待测电阻由于待测电阻由于待测电阻RxRxRxRx的阻值大约是的阻值大约是的阻值大约是的阻值大约是5555，而所用电流表的内阻为，而所用电流表的内阻为0.20.20.20.2，所用电压表内阻为，所用电压表内阻为，所用电压表内阻为，所用电压表内阻为3K3K，被测电阻为小电阻，故采，被测电阻为小电阻，故采，被测电阻为小电阻，故采，被测电阻为小电阻，故采用电流表的外接法。用电流表的外接法。用电流表的外接法。用电流表的外接法。1 1 1 1、确定控制电路和变阻器、确定控制电路和变阻器、确定控制电路和变阻器、确定控制电路和变阻器 因滑动变阻器的全值因滑动变阻器的全值因滑动变阻器的全值因滑动变阻器的全值R R0 0大于被测电阻阻值大于被测电阻阻值RxRxRxRx，故考虑滑，故考虑滑，故考虑滑，故考虑滑动变阻器的限流接法。（动变阻器的限流接法。（动变阻器的限流接法。（动变阻器的限流接法。（采用限流接法时，通过采用限流接法时，通过采用限流接法时，通过采用限流接法时，通过RxRx的最小电流的最小电流的最小电流的最小电流为为为为0.11A0.11A，最大电流为，最大电流为，最大电流为，最大电流为0.45A0.45A，符合实验要求）。，符合实验要求）。，符合实验要求）。，符合实验要求）。2 2 2 2、确定电压表、电流表、确定电压表、电流表、确定电压表、电流表、确定电压表、电流表 被测电阻被测电阻RxRx的额定电压、额定电流分别为的额定电压、额定电流分别为2.2V2.2V和和和和0.45A0.45A0.45A0.45A，则电流表选用则电流表选用则电流表选用则电流表选用A A A A1 1 1 1，电压表选用，电压表选用，电压表选用，电压表选用V V1 1 1 1。解：解：本讲稿第二十一页，共五十七页作业：本讲稿第二十二页，共五十七页 1 1、有一个量程为有一个量程为0 00.60.63 3安培的安培表（安培的安培表（0 00.60.6安培挡的内安培挡的内阻为阻为0.1250.125欧，欧，0 03 3安培挡的内阻为安培挡的内阻为0.0250.025欧），欧），一个量程为一个量程为0 01515伏的伏特表（内阻为伏的伏特表（内阻为1.5101.5104 4欧姆），欧姆），一个滑动变阻器（电阻为一个滑动变阻器（电阻为0 0200200欧），欧），一个电压为一个电压为1212伏特的蓄电池组，伏特的蓄电池组，一个电键和一些导线。一个电键和一些导线。要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻。要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻。画出实验应画出实验应采用的电路图。采用的电路图。在实物图中画在实物图中画线，把所示器件线，把所示器件连接成电路。连接成电路。本讲稿第二十三页，共五十七页2.2.用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻待测电阻 R Rx x(阻值约为阻值约为25K25K)电流表电流表 A A1 1 (量程量程 100A100A，内阻约为，内阻约为 2K2K)电流表电流表 A A2 2 (量程量程 500A500A，内阻约为，内阻约为 300300)电压表电压表 V V1 1 (量程量程 10V10V，内阻约为，内阻约为 100 k100 k)电压表电压表 V V2 2 (量程量程 50V50V，内阻约为，内阻约为 500 k500 k)电电 源源 E E (电动势电动势 15V15V，允许通过的最大电流，允许通过的最大电流 1A)1A)滑动变阻器滑动变阻器 R R(最大阻值最大阻值 1 k1 k)电键电键 S S，导线若干，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)(1)电流表应选电流表应选_，电压表应选，电压表应选_。(2)(2)画出实验电路图并连接实物图。画出实验电路图并连接实物图。本讲稿第二十四页，共五十七页本讲稿第二十五页，共五十七页本讲稿第二十六页，共五十七页本讲稿第二十七页，共五十七页由于 、可见，RV与RX相差更大些，应采用安培表外接式。分析：由于待测电阻小于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用限流式接法。V电路图如图所示 RX R AA本讲稿第二十八页，共五十七页由于通过电路的最大电流为：可见，电流表的量程选0.6安培即可。V RX R AA线路连接如下：本讲稿第二十九页，共五十七页 2.图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图。图为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：器材规格如下：待测电阻待测电阻Rx（约（约100欧）欧）直流毫安表（量程直流毫安表（量程010毫安，内阻毫安，内阻50欧）欧）直流电压表（量程直流电压表（量程03伏，内阻伏，内阻5千欧）千欧）直流电源（输出电压直流电源（输出电压4伏，内阻可不计）伏，内阻可不计）滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围015欧，允许最大电流欧，允许最大电流1安）安）电键一个，导线若干条电键一个，导线若干条根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。本讲稿第三十页，共五十七页分析由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用分压式接法。由于RA与RX相当，而RVRX，所以，采用安培表外接式。若选用限流式接法，则通过回路的最小电流为：可见，只有选用分压式接法。线路连接如下：本讲稿第三十一页，共五十七页本讲稿第三十二页，共五十七页本讲稿第三十三页，共五十七页本讲稿第三十四页，共五十七页本讲稿第三十五页，共五十七页l【例7】一个电压表的内阻为30k左右，现要用伏安法测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程5V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA）电流表A3（量程06A）滑动变阻器R（最大阻值1k）电源（电动势6V）开关S及导线在所提供的电流表中，应选用 （填字母代号）解：解：选择的电流表，接入电路后，首先要安全，其次要准确在最大电流不超电流表量程的前提下，选择的电流表，接入电路后，首先要安全，其次要准确在最大电流不超电流表量程的前提下，应尽量地使指针满偏或接近满偏为了准确地选择该实验所需的电流表，必须估算电路中可能达到的应尽量地使指针满偏或接近满偏为了准确地选择该实验所需的电流表，必须估算电路中可能达到的最大电流强度，估算时应抓住主要矛盾，忽略次要因素最大电流强度，估算时应抓住主要矛盾，忽略次要因素Imax/RV因为忽略了电源内阻，电流表内阻，所以电路中可能达到的最大电流强度一定小于因为忽略了电源内阻，电流表内阻，所以电路中可能达到的最大电流强度一定小于200A如果仅从安全角度看，电流表如果仅从安全角度看，电流表A1，A2，A3均可，但从安全与准确相结合的角度看，均可，但从安全与准确相结合的角度看，只能选用电流表只能选用电流表A1。本讲稿第三十六页，共五十七页 例例1.某电压表的内阻在某电压表的内阻在某电压表的内阻在某电压表的内阻在20 k20 k50 k50 k之间，现要测量之间，现要测量之间，现要测量之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：其内阻，实验室提供下列可选用器材：其内阻，实验室提供下列可选用器材：其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测电压表待测电压表V V(量程量程量程量程3 V)，电流表电流表电流表电流表A A(量程量程量程量程200 200 A)A)，电流表电流表A A2(量程量程量程量程5 mA)5 mA)，电流表电流表A A3(量程量程量程量程0.6 0.6)，滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R(最大阻值最大阻值最大阻值最大阻值1 k)1 k)，电源电源电源电源E E(电动势电动势电动势电动势4 V)，电键电键S.(1)所提供的电流表中，应选用所提供的电流表中，应选用所提供的电流表中，应选用所提供的电流表中，应选用_(_(填写字母代号填写字母代号).).(2)(2)为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图合要求的实验电路图合要求的实验电路图合要求的实验电路图(电源和电键及连线已画出电源和电键及连线已画出电源和电键及连线已画出电源和电键及连线已画出).).V VA A1 1本讲稿第三十七页，共五十七页本讲稿第三十八页，共五十七页本讲稿第三十九页，共五十七页器材名称器材名称器材名称器材名称器材代号器材代号器材代号器材代号器材规格器材规格器材规格器材规格电流表电流表电流表电流表A A A A1 1 1 1量程量程量程量程 300mA300mA300mA300mA，内阻约为，内阻约为，内阻约为，内阻约为 5 5 5 5电流表电流表电流表电流表A A A A2 2 2 2量程量程量程量程 600mA600mA600mA600mA，内阻约为，内阻约为，内阻约为，内阻约为 1 1 1 1电压表电压表电压表电压表V V V V量程量程量程量程 15V15V15V15V，内阻约为，内阻约为，内阻约为，内阻约为 3k3k3k3k定值电阻定值电阻定值电阻定值电阻R R R R0 0 0 05 5 5 5滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R R R R1 1 1 10 0 0 010101010 ，额定电流为，额定电流为，额定电流为，额定电流为 1A1A1A1A滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器R R R R2 2 2 20 0 0 0250250250250 ，额定电流为，额定电流为，额定电流为，额定电流为 0.3A0.3A0.3A0.3A电源电源电源电源E E E E电动势为电动势为电动势为电动势为 3V3V3V3V，内阻不计，内阻不计，内阻不计，内阻不计导线、开关导线、开关导线、开关导线、开关若干若干若干若干 例2 2、为了测定电流表为了测定电流表为了测定电流表为了测定电流表A A A A1 1 1 1的内阻的内阻的内阻的内阻r r r r1 1 1 1的精确值，实验室的精确值，实验室给出了如下器材：给出了如下器材：本讲稿第四十页，共五十七页 (1)(1)要求电流表要求电流表要求电流表要求电流表A A A A1 1 1 1的示数从零开始变化，且能多测几的示数从零开始变化，且能多测几的示数从零开始变化，且能多测几的示数从零开始变化，且能多测几 组组组组数据，尽可能减少实验误差。在虚线框内画出实验电路原理图，数据，尽可能减少实验误差。在虚线框内画出实验电路原理图，数据，尽可能减少实验误差。在虚线框内画出实验电路原理图，数据，尽可能减少实验误差。在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所选用器材的代号。并在图中标出所选用器材的代号。并在图中标出所选用器材的代号。并在图中标出所选用器材的代号。(2)(2)(2)(2)若选测量数据中的一组来计算电流表若选测量数据中的一组来计算电流表A A A A1 1 1 1的内阻的内阻r r r r1 1 1 1，则所测电流表，则所测电流表，则所测电流表，则所测电流表A A A A1 1 1 1的内阻的内阻r r r r1 1的表达式为：的表达式为：的表达式为：的表达式为：r r1 1 1 1=_=_。式中。式中。式中。式中各符号的意义是：各符号的意义是：各符号的意义是：各符号的意义是：_。本讲稿第四十一页，共五十七页 分析与解答：分析与解答：分析与解答：分析与解答：(1)(1)(1)(1)器材选择器材选择器材选择器材选择(测量电路测量电路测量电路测量电路)因为电压表的量程为电源电动势的因为电压表的量程为电源电动势的因为电压表的量程为电源电动势的因为电压表的量程为电源电动势的 5 5 5 5 倍，所以该电压表与电倍，所以该电压表与电倍，所以该电压表与电倍，所以该电压表与电源不相配，不能选用该电压表来测量电压。而电流表源不相配，不能选用该电压表来测量电压。而电流表源不相配，不能选用该电压表来测量电压。而电流表源不相配，不能选用该电压表来测量电压。而电流表 A A A A1 1 1 1 和和和和 A A A A2 2 2 2 可以配置，因此将电流表可以配置，因此将电流表可以配置，因此将电流表可以配置，因此将电流表 A A A A2 2 2 2 跟定值电阻配合起来可以当电跟定值电阻配合起来可以当电跟定值电阻配合起来可以当电跟定值电阻配合起来可以当电压表使用，测量电路应为：压表使用，测量电路应为：压表使用，测量电路应为：压表使用，测量电路应为：RxA1A2本讲稿第四十二页，共五十七页 电路选择电路选择电路选择电路选择(控制电路控制电路控制电路控制电路)题目要求电流表题目要求电流表题目要求电流表题目要求电流表A A A A1 1 1 1的示数从零开始变化，多测几组数据，所以滑动变阻器应用分的示数从零开始变化，多测几组数据，所以滑动变阻器应用分的示数从零开始变化，多测几组数据，所以滑动变阻器应用分的示数从零开始变化，多测几组数据，所以滑动变阻器应用分压接法。用总阻值较小的滑动变阻器调节方便，故应选压接法。用总阻值较小的滑动变阻器调节方便，故应选压接法。用总阻值较小的滑动变阻器调节方便，故应选压接法。用总阻值较小的滑动变阻器调节方便，故应选R R R R1 1 1 1，电路图为：，电路图为：，电路图为：，电路图为：(2)(2)(2)(2)利用电流表利用电流表利用电流表利用电流表A A A A1 1 1 1测出自身电流测出自身电流测出自身电流测出自身电流I I I I1 1 1 1，电流表，电流表，电流表，电流表A A A A2 2 2 2测出通过测出通过测出通过测出通过A A A A1 1 1 1和和和和R R R R0 0 0 0的总电流的总电流的总电流的总电流I I I I2 2 2 2，根据并联电路的关系有，根据并联电路的关系有，根据并联电路的关系有，根据并联电路的关系有I I I I1 1r r1 1=(=(I I I I2 2I I I I1 1)R R0 0 ，解得，解得，解得，解得E R1rRoA2SA1本讲稿第四十三页，共五十七页1 1 1 1用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻RxRxRxRx的阻值的阻值的阻值的阻值(900(900(900(9001000 1000 1000 1000)：电源电源电源电源E E E E，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为9.0V9.0V9.0V9.0V；电压表电压表电压表电压表V V V V1 1 1 1，量程为，量程为，量程为，量程为1.5V1.5V1.5V1.5V，内阻，内阻，内阻，内阻r r r r1 1 1 1=750=750=750=750 ；电压表电压表电压表电压表V V V V2 2 2 2，量程为，量程为，量程为，量程为5V5V5V5V，内阻，内阻，内阻，内阻r r r r2 2 2 2=2500=2500=2500=2500 ；滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器R R R R，最大阻值约为，最大阻值约为，最大阻值约为，最大阻值约为100 100 100 100 ；单刀单掷开关单刀单掷开关单刀单掷开关单刀单掷开关S S S S，导线若干。，导线若干。，导线若干。，导线若干。(1)(1)(1)(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的测量中要求电压表的读数不小于其量程的测量中要求电压表的读数不小于其量程的测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/31/31/31/3，试画出测量，试画出测量，试画出测量，试画出测量电阻电阻电阻电阻R R R Rx x x x的一种实验电路原理图的一种实验电路原理图的一种实验电路原理图的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中的相应的英原理图中的元件要用题中的相应的英原理图中的元件要用题中的相应的英原理图中的元件要用题中的相应的英文字母标注文字母标注文字母标注文字母标注)。(2)(2)(2)(2)若电压表若电压表若电压表若电压表V V V V1 1 1 1的读数用的读数用的读数用的读数用U U U U1 1 1 1表示，电压表表示，电压表表示，电压表表示，电压表V V V V2 2 2 2的读数用的读数用的读数用的读数用U U U U2 2 2 2表示，则表示，则表示，则表示，则由已知量和测得量表示由已知量和测得量表示由已知量和测得量表示由已知量和测得量表示R R R Rx x x x的公式为的公式为的公式为的公式为R R R Rx x x x=_=_=_=_。练习练习本讲稿第四十四页，共五十七页 2 2 2 2现有以下器材：现有以下器材：现有以下器材：现有以下器材：电压表电压表电压表电压表 V V V V1 1 1 1(量程量程量程量程3V3V3V3V，电阻约几千欧，电阻约几千欧，电阻约几千欧，电阻约几千欧)，电压表电压表电压表电压表 V V V V2 2 2 2(量程量程量程量程6V6V6V6V，电阻约几千欧，电阻约几千欧，电阻约几千欧，电阻约几千欧)，定值电阻定值电阻定值电阻定值电阻 R R R R1 1 1 1(3.0k(3.0k(3.0k(3.0k)，滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器滑动变阻器 R R R R(0(0(0(0100 100 100 100)，直流电源直流电源直流电源直流电源 (约约约约6V6V6V6V，内阻不计，内阻不计，内阻不计，内阻不计)，开关、导线若干。开关、导线若干。开关、导线若干。开关、导线若干。要求利用这些器材来测量电压表要求利用这些器材来测量电压表要求利用这些器材来测量电压表要求利用这些器材来测量电压表V V V V1 1 1 1的内阻值，请在下边的方的内阻值，请在下边的方的内阻值，请在下边的方的内阻值，请在下边的方框内画出实验电路图；若用已知量和直接测得的量来表示电压框内画出实验电路图；若用已知量和直接测得的量来表示电压框内画出实验电路图；若用已知量和直接测得的量来表示电压框内画出实验电路图；若用已知量和直接测得的量来表示电压表表表表V V V V1 1 1 1内阻，则表达式为内阻，则表达式为内阻，则表达式为内阻，则表达式为 r r r r =_=_=_=_。式中各测得量的物。式中各测得量的物。式中各测得量的物。式中各测得量的物理意义是：理意义是：理意义是：理意义是：_。本讲稿第四十五页，共五十七页半偏法测电阻与电流表改装成伏特表和安培表本讲稿第四十六页，共五十七页 一一 、实验目的：、实验目的：用半偏法测量一个灵敏电流为用半偏法测量一个灵敏电流为I Ig g 的电流表的内电阻的电流表的内电阻 R R ，并，并将它改装成一个量程为将它改装成一个量程为 v v(I I)的电压的电压(安培表安培表)，并校准该改，并校准该改装表。装表。本讲稿第四十七页，共五十七页R R1 1R R2 2G Gs s1 1s s2 2E E电原理图本讲稿第四十八页，共五十七页二、工作原理 若主回路电流恒定不变，当两支路电流各若主回路电流恒定不变，当两支路电流各分摊总电流的一半时，则这个支路电阻相等。分摊总电流的一半时，则这个支路电阻相等。用电阻箱用电阻箱 R R2 2 的可读阻值去替代被测电流表的的可读阻值去替代被测电流表的内阻值内阻值 R Rg g 。本讲稿第四十九页，共五十七页三、实验仪器l现备有如下器材：现备有如下器材：lA.A.电流表（量程电流表（量程0 0 100 A100 A，内阻约为，内阻约为100 100）lB.B.电阻箱（范围电阻箱（范围O O 10 10）lC.C.电阻箱（范围电阻箱（范围0 0 9999 9999 ）lD.D.电阻箱（范围电阻箱（范围0 0 99999 99999 ）lE.E.滑动变阻器（范围滑动变阻器（范围0 0 200 200 ）lF.F.电源（电动势电源（电动势3 v 3 v，内阻不计），内阻不计）lG.G.开关和若干导线开关和若干导线本讲稿第五十页，共五十七页四、实验要求：1.仪器的规格与量程的选择。2.线路的连接。3.实验中读得 R2 的阻值为100，若将此电流表改装成量程为 3v 的电压表，应 串 联一个阻值为 29900 的电阻。4.若用此改装表去测量一稳恒电压，则测量值和真实值相比 偏小（填“偏大”或“偏小”）。本讲稿第五十一页，共五十七页 分析与解答分析与解答：（）为了控制主回路的电流强度，主回路中调整和控制电流的电阻 R1 应选阻值较大，调节范围较宽的电阻，R1 应选调节范围为 0 99999 的电阻箱。电流表的电阻一般在 100 左右，用半偏法测电流表的电阻时，与电流表并联分流的电阻用只要略大于电流表电阻的电阻箱即可，R2 应选调节范围为 0 9999 的电阻箱。本讲稿第五十三页，共五十七页 （、）实验中若读得实验中若读得 R R2 2 的阻值为的阻值为100 100，则电，则电流表的电阻流表的电阻 R Rg g=100 =100 。由于。由于R R2 2 与电流表并联后，与电流表并联后，R R2 2 调整到电流表半偏时，回路的总电阻减小，主回路中的电调整到电流表半偏时，回路的总电阻减小，主回路中的电流将大于电流表的满偏电流流将大于电流表的满偏电流 I Ig g ，而通过电流表的电流为，而通过电流表的电流为 I Ig g/2/2，则通过则通过R R2 2 中的电流将大于中的电流将大于I Ig g/2/2，故电阻箱，故电阻箱 R R2 2 此时此时的阻值应比电流表的电阻的阻值应比电流表的电阻 R Rg g 小一些，所以用半偏法测得的电小一些，所以用半偏法测得的电流表的电阻值小于实际值，由此计算出的电流表的电压降流表的电阻值小于实际值，由此计算出的电流表的电压降 v vg g （=I Ig gR Rg g ）也偏小，若将此电流表改装成量程为）也偏小，若将此电流表改装成量程为 3v 3v 的电压的电压表，则量程的扩大倍率表，则量程的扩大倍率 n n （=v v/v vg g=3/10-4100 =300=3/10-4100 =300）偏大，则串联分压电阻偏大，则串联分压电阻 R R2=2=（n n-1-1）R Rg g =（300 300-1-1）100=29900100=29900故由此倍率计算的串联分压电阻也偏故由此倍率计算的串联分压电阻也偏大，所以降落在电流表上的电压偏小。大，所以降落在电流表上的电压偏小。本讲稿第五十四页，共五十七页实物连线(电路连接)如下图所示：本讲稿第五十五页，共五十七页校准电路如下图所示：E RrR分分V GS本讲稿第五十六页，共五十七页仪器的选择仪器的选择对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循以下原则：对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循以下原则：对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循以下原则：对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循以下原则：安全性原则：安全性原则：安全性原则：安全性原则：要保证所用仪器的安全，注意考虑电源的电压、电表要保证所用