高二物理：《09高考物理电阻的测量课件》课件新人教.ppt

第一部分第一部分电阻的测量电阻的测量电学实验电学实验2021/8/11 星期三1伏安法伏安法测电阻阻2021/8/11 星期三2(1)(1)安培表内接法安培表内接法:条件：条件：或或 测量原理：测量原理：R=U/IR=U/I，用电压表测定电阻两端的电压，用电压表测定电阻两端的电压U U，用电流表测定流过电阻的电流用电流表测定流过电阻的电流I I，即可确定电阻。，即可确定电阻。2021/8/11 星期三3(2)(2)安培表外接法：安培表外接法：条件：条件：或或2021/8/11 星期三4 例例1 1、如图所示，在使用伏安法测量电阻、如图所示，在使用伏安法测量电阻RxRx时，时，有两种电路连接方法如图中有两种电路连接方法如图中a a、b b所示以下说法中正所示以下说法中正确的是确的是A A当当RxRVRxRV时，用时，用a a图测量误差较小图测量误差较小B B当当RxRVRxRR2 BR1RR2 BR1RR2R1RR1RR1，RR2 DRR2 DRR1RR1，RR2RR2A2021/8/11 星期三6 例例3 用用内内阻阻为为3000的的电电压压表表和和内内阻阻为为10的的电电流流表表测测电电阻阻，在在图图甲甲、乙乙两两种种情情况况下下，电电压压表表的的示示数数都都是是60V，电流表的示数都是，电流表的示数都是0.2A，则，则R1的测量值为的测量值为 ，真实值是，真实值是 ，R2的测量值为的测量值为 ，真实值是，真实值是 。AVR2AVR1甲甲乙乙300 290300333练习：圆梦高考练习：圆梦高考P155 例例1 P157 1 、22021/8/11 星期三7(3)(3)若不知若不知 的大约值的大约值 点触法：点触法：看哪块表变化明显，来选择电路看哪块表变化明显，来选择电路2021/8/11 星期三8 例例3 3、用伏安法测未知电阻、用伏安法测未知电阻RXRX时，若不知道时，若不知道RXRX的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图可将电路如图1010一一1717所示连接，只空出电压表的一所示连接，只空出电压表的一个接头个接头S S，然后将，然后将S S分别与分别与a a、b b接触一下，观察电压接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么（表和电流表示数变化情况，那么（）A A、若电流表示数有显著变化，、若电流表示数有显著变化，S S应接应接a aB B若电流表示数有显著变化，若电流表示数有显著变化，S S应接应接b bC C若电压表示数有显著变化，若电压表示数有显著变化，S S应接应接a aD D若电压表示数有显著变化，若电压表示数有显著变化，S S应接应接b bBC2021/8/11 星期三9巩固提高巩固提高 某同学用伏安法测一个未知电阻，他先将电压表某同学用伏安法测一个未知电阻，他先将电压表接接b点，读得两表示数分别为点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表接在然后将电压表接在a点，测得两表的示数分别为点，测得两表的示数分别为U1=2.9V，I1=4.0mA，如图，由此可知电压表接到，如图，由此可知电压表接到 （）误差较小，测得值为（）误差较小，测得值为（）b10002021/8/11 星期三10滑滑动变阻器的两种使用方法阻器的两种使用方法2021/8/11 星期三11限流式接法限流式接法一、两种接法的电路图一、两种接法的电路图RXR。abU分压式接法分压式接法RXR。abU2021/8/11 星期三12负载负载RX上电压调节范围上电压调节范围通电之前通电之前P应在应在何处何处限流式接法分压式接法比较b端端a端端分压接法调节范围大分压接法调节范围大都是为了保护都是为了保护负载负载RXR。abURXR。abU探究0U2021/8/11 星期三13分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大。限流接法的优点是：电路连接简便，限流接法的优点是：电路连接简便，附加功率损耗较小。附加功率损耗较小。分压接法和限流接法的比较：分压接法和限流接法的比较：a.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法 b.当负载电阻当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值较小，变阻器总阻值R 较大是较大是Rx 的几倍时，的几倍时，限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法 c.当负载电阻当负载电阻Rx 较大是较大是R 的几倍时，变阻器总阻值的几倍时，变阻器总阻值R 较小，较小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.当要求电压从当要求电压从0 变起，一定用分压接法变起，一定用分压接法二、两种接法的选用二、两种接法的选用2021/8/11 星期三14 例例 、测定、测定“3.0V,0.9W”的灯泡的功率，并研究的灯泡的功率，并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验。器材有小灯泡的电流随电压变化关系的实验。器材有 安培表（安培表（0.6A，0.15)蓄电池（蓄电池（6V，内阻不，内阻不计计 )伏特表伏特表(3V,3000)滑动变阻器滑动变阻器 导线导线 开关开关.试画出符合实际要求的实验电路图试画出符合实际要求的实验电路图VA2021/8/11 星期三15 1、用伏安法测金属电阻、用伏安法测金属电阻RX（约为（约为50)的值。的值。已知：电流表（内阻为已知：电流表（内阻为1,量程为量程为0.6A）电压表（内阻为电压表（内阻为5K,量程为量程为3V）电源电动势为电源电动势为9V,滑动变阻器滑动变阻器R（阻值为（阻值为06,额定电流为额定电流为5A）导线、开关。导线、开关。试画出测量试画出测量RX的电路图的电路图反馈练习VARXR2021/8/11 星期三16 2、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50);电流表电流表(量程为量程为100mA,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画出实验电路图根据器材规格和实验要求画出实验电路图VARXR。ab2021/8/11 星期三17 3、某电压表的内阻在、某电压表的内阻在20kk之间，现要之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材：待测电压表（量程为测量其内阻，实验室提供下列器材：待测电压表（量程为）电流表（量程为电流表（量程为）滑动变阻器滑动变阻器R（最大阻值为（最大阻值为1k),电源（，内阻不计）开关、导线若干电源（，内阻不计）开关、导线若干 为了尽量减小误差，要求测量多组数据，为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求有电路图试画出符合要求有电路图VAR2021/8/11 星期三18仪器的选择2021/8/11 星期三191、安全因素：、安全因素：如通过电源、电阻、电流表、电压表如通过电源、电阻、电流表、电压表等电流不能超过其允许的额定电流等电流不能超过其允许的额定电流2、误差因素：、误差因素：如选用电表量程应该考虑尽可能减小测量值如选用电表量程应该考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近的相对误差，电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针应该偏转超过满刻度的满刻度的量程，其指针应该偏转超过满刻度的1/3，即在量程，即在量程符合要求的情况下选量程小的。符合要求的情况下选量程小的。3、便于操作：、便于操作：如选滑动变阻器时应该考虑对外提供电压的如选滑动变阻器时应该考虑对外提供电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应该变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应该用到大部分电阻线。用到大部分电阻线。2021/8/11 星期三20 例：有一个电阻例：有一个电阻RxRx，其阻值大约是，其阻值大约是25 k 25 k，可，可供选择的器材是：供选择的器材是：电流表电流表A1 (0-100A,2 k)A1 (0-100A,2 k)电流表电流表A2 (0-500A,300)A2 (0-500A,300)电压表电压表V1 (0-10V,100 kV1 (0-10V,100 k）电压表电压表V2 (0-50V,500 kV2 (0-50V,500 k）直流稳压电源直流稳压电源 E E （15V15V，1A1A）滑动变阻器滑动变阻器 R (1k,1W)R (1k,1W)电键电键K K和若干根导线和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。2021/8/11 星期三21解：解：1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择例例3 3若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为电路中的最小电流为 Imin=15V/26K=0.577mA=577A，RXVA25K15V1K 超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。VARX25K15V1K若电压表选若电压表选V2(50V),因为电源电压因为电源电压15V不足其量程不足其量程 的的1/3，所以电压表应选，所以电压表应选V1（10V）。）。由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻RX RX 中的最大电流为中的最大电流为 Imax=10V/25K=0.4mA=400A，所以电流表选所以电流表选A2（500 A）。）。2021/8/11 星期三222滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择 滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值 R（35）RX 在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值 R（1/31/5）RX 在本题中不要求选择滑动变阻器。在本题中不要求选择滑动变阻器。3.安培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 例例3 3因为因为 RX=25K RA=300 所以采用安培表内接法所以采用安培表内接法2021/8/11 星期三234分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择 分压电路可以使待测电阻上的电压从零调分压电路可以使待测电阻上的电压从零调到最大值，连线较复杂，分压电路消耗的额外到最大值，连线较复杂，分压电路消耗的额外功率大；限流电路对电压的调节范围较小但功率大；限流电路对电压的调节范围较小但连线简单，限流电路消耗的额外功率小连线简单，限流电路消耗的额外功率小 我们可根据这两种电路的特点，按照实验我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择。要求进行选择。在上面例题中，如果用限流电路，因待测在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以变阻倍，所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小这里我们器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该选用调节作用范围大的分压器电路应该选用调节作用范围大的分压器电路例例3 32021/8/11 星期三24 例例1 1、用伏安法测量某电阻、用伏安法测量某电阻RxRx的阻值，现有实验的阻值，现有实验器材如下：器材如下：A A、待测电阻、待测电阻RxRx：范围在：范围在5-85-8，额定功率，额定功率1W1WB B、电流表、电流表A1A1：量程：量程0-0.6A0-0.6A（内阻（内阻0.20.2）C C、电流表、电流表A2A2：量程：量程0-3A0-3A（内阻（内阻0.050.05）D D、电压表、电压表V1V1：量程：量程0-3V0-3V（内阻（内阻3k3k）E E、电压表、电压表V2V2：量程：量程0-15V0-15V（内阻（内阻15k15k）F F、滑动变阻器、滑动变阻器R R：0-1000-100G G、蓄电池：电动势、蓄电池：电动势12V12VH H、导线、开关、导线、开关为了尽量减小误差要求测量多组数据，并保证器材为了尽量减小误差要求测量多组数据，并保证器材的安全，电流表应该选（的安全，电流表应该选（），电压表应该选），电压表应该选（），并画出电路图。），并画出电路图。A1A1V1V12021/8/11 星期三25 例例2 2、有一个电阻、有一个电阻RxRx，其阻值大约是，其阻值大约是1010，请选择适，请选择适当的器材，以便测量其阻值可供选择的器材是：当的器材，以便测量其阻值可供选择的器材是：电源电源E E：电动势：电动势4.5V4.5V、内、内 阻不计阻不计 电压表电压表V1V1：量程为：量程为5V5V、内、内 阻阻10k10k 电压表电压表V2V2：量程为：量程为3V3V、内、内 阻阻6k6k电流表电流表A1A1：量程为：量程为300mA300mA、内、内 阻阻44电流表电流表A2A2：量程为：量程为500mA500mA、内、内 阻阻22滑动变阻器滑动变阻器R1R1：最大阻值：最大阻值4040、额定电流、额定电流1.5A1.5A滑动变阻器滑动变阻器R2R2：最大阻值：最大阻值500500、额定电流、额定电流0.5A0.5A开关和若干根导线开关和若干根导线画出实验电路图，并标出所选用仪器的符号。画出实验电路图，并标出所选用仪器的符号。电压表电压表V1 V1 电流表电流表A2 A2 滑动变阻器滑动变阻器R1R12021/8/11 星期三26 例例3 3、有一待测的电阻器、有一待测的电阻器RxRx，其阻值约在，其阻值约在40405050之间。实之间。实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：电压表电压表V V（量程（量程0 010V10V，内电阻，内电阻20k20k）；）；电流表电流表A1A1（量程（量程0 050mA50mA，内电阻约，内电阻约2020）；）；电流表电流表A2A2（量程（量程0 0300mA300mA，内电阻约，内电阻约44）；）；滑动变阻器滑动变阻器R1R1（最大阻值为（最大阻值为2020，额定电流为，额定电流为1A1A）；）；滑动变阻器滑动变阻器R2R2（最大阻值为（最大阻值为300300，额定电流为，额定电流为0.1A0.1A）；）；直流电源直流电源E E（电动势为（电动势为9V9V，内电阻约为，内电阻约为0.50.5）；电键；导线）；电键；导线若干。若干。实验要求电表读数从零开始变化，并多测出几组电流、电压值实验要求电表读数从零开始变化，并多测出几组电流、电压值。为了实验能正常进行并减少实验误差，还要求滑动变阻器便。为了实验能正常进行并减少实验误差，还要求滑动变阻器便于调节。于调节。电流表应选用电流表应选用 ；（填写器材的代号）（填写器材的代号）滑动变阻器应选用滑动变阻器应选用 ；（填写器材的代号）；（填写器材的代号）请在方框内画出实验电路图。请在方框内画出实验电路图。2021/8/11 星期三27巩固提高巩固提高 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RX的阻值（约为的阻值（约为100）电源电源E，电动势约为，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计；，内阻可忽略不计；电流表电流表A1，量程为，量程为0-50mA，内阻，内阻r1=20电流表电流表A2，量程为，量程为0-300mA，内阻，内阻r2=4定值电阻定值电阻R0，阻值，阻值R0=20滑动变阻器滑动变阻器R，最大阻值为，最大阻值为10开关开关S，导线若干，导线若干1）要求测量中尽量减小误差，并测量多组数据。）要求测量中尽量减小误差，并测量多组数据。试画出电路原理图试画出电路原理图2）若某次测量中电流表）若某次测量中电流表A1 的示数为的示数为I1 电流表电流表 A2的示数为的示数为 I2。则由已知量和测量量计算。则由已知量和测量量计算RX的表达的表达式式RX=2021/8/11 星期三28 2.用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻RX的阻值（约为的阻值（约为1000）电源电源E，电动势约为，电动势约为9.0V，内阻不可忽略；，内阻不可忽略；电压表电压表V1，量程为，量程为1.5V，内阻，内阻r1=750电流表电流表V2，量程为，量程为5V，内阻，内阻r2=2500滑动变阻器滑动变阻器R，最大阻值为，最大阻值为100开关开关S，导线若干，导线若干1）要求测量中电压表读数不小于其量程的）要求测量中电压表读数不小于其量程的1/3。试画出电路原理图试画出电路原理图2）若某次测量中电压表）若某次测量中电压表V1 的示数为的示数为U1 电压表电压表 V2的示数为的示数为 U2。则由已知量和测量量计算。则由已知量和测量量计算RX的表达的表达式式RX=2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30