《伏安法测电阻及电表改装》资料.ppt

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1、gggUI R2. 2. 三个主要参数三个主要参数内阻内阻: :电流计内阻电流计内阻R Rg g量程：满偏电流量程：满偏电流 I Ig g满偏电压满偏电压U Ug g3.3.电路图符号：电路图符号：G G1 1、作用：、作用：测量微小电流和电压测量微小电流和电压0 01 12 23 3mAmA一、改装电压表一、改装电压表IgRgRVUR R串串=2.97X10=2.97X103 3 Rv=3.0K Rv=3.0KUgURU并联能改成大量程电压表吗？为什么？并联能改成大量程电压表吗？为什么？ UIRgIgIRRAUI二、改装电流表二、改装电流表R R并并=0.050=0.050 R RA A=0

2、.050=0.050串联能改成大量程电流表吗？为什么？串联能改成大量程电流表吗？为什么？改装大量程电压表时改装大量程电压表时IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻UgURUgRnR) 1( UIRgIgIRRAUI改装大量程电流表时改装大量程电流表时在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻RIIRIggg)( gggRIIIR1nRRg1 1）若要将电流表）若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为U Ug g的的n n倍的电压表倍的电压表V V，需要串联电阻的阻值为，需要串联电阻的阻值为2 2）若要将电流表）若要将电流表G G改装成

3、一个量程为改装成一个量程为I Ig g的的n n倍的电流表倍的电流表A A，需要并联的电，需要并联的电阻的阻值为阻的阻值为小小 结结gRnR) 1( 1nRRg如图所示为一双量程电压表的示意图如图所示为一双量程电压表的示意图. .已知已知电流表电流表G G的量程为的量程为01000100A,A,内阻为内阻为600600, ,则图则图中串联的分压电阻中串联的分压电阻R R1 1= = , R, R2 2= = GR1R2+5V15VA.A.两只电表的指针偏转角相同两只电表的指针偏转角相同B.B.两只电表的指针都不偏转两只电表的指针都不偏转C.C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角电流表指针

4、的偏转角小于电压表指针的偏转角D.D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角用两只完全相同的电流表用两只完全相同的电流表, ,分别改装成一只分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表量程更大的电流表和一只电压表, ,将它们串联起将它们串联起来接入电路中来接入电路中, ,如图所示如图所示, ,此时此时( )( )AVs 八、电流表和电压表的读数八、电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. . 具具体估读方法如下：体估读方法如下：(1) (1) 量程为量程为3 V3 V和和3 A3 A的电压表和电流

5、表，其最小分的电压表和电流表，其最小分度为度为0.1 V0.1 V和和0.1 A, 0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一读数要估读到最小分度的十分之一. . (2) (2) 量程为量程为0.6 A0.6 A的电流表，其最小分度为的电流表，其最小分度为0.02 A, 0.02 A, 读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为小数点后面有两位，尾数可能为0 0、1 1、2 2、3 3(3) (3) 量程为量程为15

6、 V15 V的电压表，其最小分度为的电压表，其最小分度为0.5 V, 0.5 V, 读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为单位，小数点后面只有一位，尾数为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围EERRRxx 限流式电路的特点限流式电路的特点: :1.1.电压不能从零开始调节电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节

7、范围较小. . 但电路结构较为简单但电路结构较为简单. .2.2.电能损耗较小电能损耗较小. .2.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围E0分压式电路的特点分压式电路的特点: :1.1.电压可以从零开始调节到电源电动势电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范调节范围较大围较大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂. .2.2.电能损耗较大电能损耗较大. .EsPRxRAB九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗九、限流

8、和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 EERRRxxE0较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大R R2R2Rx x，应选择限流式电路应选择限流式电路R R1/2R1/2Rx x，应选择分压式电路应选择分压式电路若实验要求若实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化，应选择分压式电路，应选择分压式电路如无此要求，即如无此要求，即 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 (1)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从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。零开始可连续调节时必须采用分压接法。 (2)当被测电阻阻值当被测电阻阻值Rx远大于

9、滑动变阻器的最大远大于滑动变阻器的最大值值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(或要求测或要求测量多组数据量多组数据)时，必须采用分压接法。时，必须采用分压接法。 (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)总总是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。 若没有很高的要求，仅从安全性和精确性角若没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流接法。因素采用限流接法。一量程为一量程为100A的电流表的电流表,内阻

10、为内阻为100,表表盘刻度均匀盘刻度均匀,现串联一个现串联一个9900 的电阻将它改的电阻将它改装成电压表装成电压表,则该则该电压表的量程是电压表的量程是 V,用用它来测量电压时它来测量电压时,表盘指针位置如图所示表盘指针位置如图所示,此时此时电压表的读数大小为电压表的读数大小为 V505010010010.5十、十、伏安法伏安法电阻电阻用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电流表，用电流表测出通过电阻的电流测出通过电阻的电流I I，利用部分电路欧姆定律，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值可以算出电阻的阻值R R， IUR 十、伏安法测电阻的两种电路十、伏安法测电阻

11、的两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，侧，通常叫通常叫“外接法外接法” 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，侧，通常叫通常叫“内接法内接法” AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作因为电流表、电压表分别有分压、分流作用用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差十、十、伏安法测电阻的误差分析 1、电流表外接法 电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .RAUURVRAIIIIAVIUR测说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻，即VRR RRIUR真十、十、伏安法测电

12、阻的误差分析 若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则和电压表的内阻，则当当xVAxRRRR时，选用电流表内接法时，选用电流表内接法xVAxRRRR时，选用电流表外接法时，选用电流表外接法当当十、十、伏安法测电阻电路选择伏安法测电阻电路选择 AVxRRR 用外接法用外接法即即AVxRRR 用内接法用内接法如图所示电流表和电压表的读数分别为如图所示电流表和电压表的读数分别为10V10V和和0.1A,0.1A,电压表内阻为电压表内阻为500500, ,那么待测电阻那么待测电阻R R的测的测量值比真实值量值比真实值 , ,测量值为测量值为 , ,真实

13、值真实值为为 . .AVRcd一个未知电阻一个未知电阻, ,无法估计其电阻值无法估计其电阻值, ,某同学用某同学用伏安法测量此电阻伏安法测量此电阻, ,用如图用如图(a)(b)(a)(b)两种电路各测两种电路各测一次一次, ,用用(a)(a)图所测数据为图所测数据为3.0V3.0V、3.0mA,3.0mA,用用(b)(b)图图测得的数据是测得的数据是2.9V2.9V、4.0mA,4.0mA,由此可知由此可知, ,用用 图图测得测得R Rx x的误差较小的误差较小, ,测量值测量值R Rx x= = . .AVAVRxRx(a)(a)(b)(b)用伏安法测量某电阻用伏安法测量某电阻RxRx的阻值

14、的阻值, ,现有实验器材如下现有实验器材如下: :A.A.待测电阻待测电阻R Rx x：范围在：范围在5 588，额定功率，额定功率1W1WB.B.电流表电流表A A1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻0.20.2）C.C.电流表电流表A A2 2：量程：量程0 03A3A（内阻（内阻0.050.05）D.D.电压表电压表V V1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻3K3K）E.E.电流表电流表V V1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻1515）F.F.滑动变阻器滑动变阻器R R：0 0100100G.G.蓄电池：电动势蓄电池：电动势12V12VH

15、.H.导线，电键导线，电键. .为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选应选 ，电压表应选，电压表应选 ，并画出电路，并画出电路图。图。由由 R Rx x知，应选外接法知，应选外接法5 .24VARR先确定测量电路先确定测量电路ARPx51额定电流额定电流I Im m= 0.45A= 0.45A，应选电流表，应选电流表A A1 1VPRx8额定电压额定电压U Um m= 2.8V= 2.8V，应选电压表，应选电压表V V1 1由由R=100R=10010R10Rx x知，应选择限流式电路知，应选择限流式电路再确定控制电路再确定控制电路其电路图如图所示

16、。其电路图如图所示。分析：分析：A.010V B.020VA.010V B.020VC.1020V D.2030VC.1020V D.2030V在图中在图中,AB,AB间的电压为间的电压为30V,30V,改变滑动变阻器改变滑动变阻器触头的位置触头的位置, ,可以改变可以改变CDCD间的电压间的电压,U,UCDCD的变化范的变化范围是围是( )( )RVRRABCD如图所示如图所示R R1 1=6=6, R, R2 2=3=3 R R3 3=4=4,A,A、B B两点两点电压电压U UABAB=12V,C=12V,C1 1、C C2 2的电容分别为的电容分别为2 2F F和和1 1F,F,则则它

17、们带电荷量分别为它们带电荷量分别为 和和 . .（电路识别）（电路识别） R1R2R3C2C2ABA.A.保持保持R R2 2不变不变, ,增大增大R R1 1B.B.增大增大R R1 1 , ,减小减小R R2 2C.C.保持保持R R2 2不变不变, ,减小减小R R1 1D.D.增大增大R R2 2 , ,减小减小R R1 1如图所示，电流表如图所示，电流表G G的内阻不可忽略不计，的内阻不可忽略不计，R R1 1、R R2 2是两个可变电阻，当是两个可变电阻，当a a、b b间的电压为间的电压为4V4V时，电流表的时，电流表的指针指针G G刚好满偏，当刚好满偏，当a a、b b间的电压

18、为间的电压为3V3V时，如果仍要时，如果仍要使电流表使电流表G G的指针满偏，下列方法中可行的是的指针满偏，下列方法中可行的是( ) ( ) （混联电路）（混联电路）R1R2aGb（等效电路）四个电阻（等效电路）四个电阻R R1 1、R R2 2 、R R3 3、R R4 4如如图所示连接图所示连接, ,若若R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=R=R4 4=2=2, ,且且R R1 1两端的电两端的电压为压为4V,4V,求求: :(1)(1)电路的总电阻电路的总电阻.(2).(2)电阻电阻R R2 2两端的电压两端的电压R1R2abR3R4cdR1R3R2R4abcd如图所示如图所示,

19、,电路由电流计与四个电阻连接电路由电流计与四个电阻连接而成而成. .电流计内阻电流计内阻R Rg g=80=80, ,满偏电流满偏电流I Ig g=1mA. =1mA. R R1 1=10=10 ,R,R2 2=10=10 ,R,R3 3=194=194 ,R,R4 4=790=790. .若使若使用用1212接线柱电路可做接线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1313可做可做 表表. .量程为量程为 . .若使若使用用1414接线柱电路可做接线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1515可做可做 表表. .量程为量程为 . . （多（多用电表）用电表）R

20、1R21R3R42345一平行板电容器一平行板电容器C,极板是水平放置的极板是水平放置的,它和它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今今有一质量为有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静止的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动不动,要想使液滴上升可采用的办法是要想使液滴上升可采用的办法是( )A.增大增大R1B.增大增大R2C.增大增大R3D.减小减小R2R1R2R3C如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路路,A、B为分压器的滑片放在变阻器的中央为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列下列判断哪些正确判断哪些正确( )A.空载时输出电压为空载时输出电压为UAB=UCD/2B.当接上负载当接上负载R时时,输出电压输出电压UABUCD/2C.负载负载R越大越大,UAB越接近越接近UCD/2D.负载负载R越小越小,UAB越接近越接近UCD/2CAPBDCAPBDCAPBDR/2R/2