2022年最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结 .docx
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1、精品_精品资料_高中物理电阻测量方法归纳总结说明: 本文归纳并整理了电阻的测量各种方法,这些方法都是全体物理老师集体聪明的结晶,期望能使同学对高中物理电学学问的学习有所帮忙,同时感谢那些为无私贡献,情愿共享的物理老师;电阻测量始终是高中物理电学试验中的重头戏,高中物理教材中编排的电学试验对电阻的测量仅仅给出了一个大致的框架,实际上电阻的测量方法许多,明白并把握电阻的测量方法可以使同学对电学学问的懂得更加深刻和透彻 .一、基本方法 - 伏安法( V-A 法)伏安法测量电阻主要涉及测量电路的挑选,掌握电路的挑选和试验器材的挑选.1、原理: 依据部分电路欧姆定律.2、掌握电路的挑选掌握电路有两种:
2、一种是限流电路 (如图 1).另一种是分压电路.(如图 2)( 1)限流电路 是将电源和可变电阻串联,通过转变电阻的阻值, 以达到转变电路的电流,但电流的转变是有肯定范畴的.其优点是节约能量.一般在两种掌握电路都可以挑选的时候,优先考虑限流电路.图 1( 2)分压电路 是将电源和可变电阻的总值串联起来,再从可变电阻的两个接线柱引出导线.如图2,其输出电压由 ap 之间的电阻打算,这样其输出电压的范畴可以从零开头变化到接近于电源的电动势.在以下三种情形下,肯定要使用分压电路: 要求测量数值从零开头变化或在坐标图中画出图线.图 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 滑动变阻器的总值比
3、待测电阻的阻值小得多. 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小.3、测量电路由于伏特表、安培表存在电阻,所以测量电路有两种:即电流表内接和电流表外接.( 1)电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图 4( 2)电流表内、外接法的挑选,、已知 RV 、 RA 及待测电阻 RX 的大致阻值时可以利用相对误差判定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如 RX RVRARX,选用内接法,RX RV RARX图 3,选用外接法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_不知 RV 、 RA 及待测电阻 RX,采纳尝试法,见图5,当电压表的一端分别接在a、b 两点时,如电流表示数有明
4、显变图 4化,用内接法.电压表示数有明显变化,用外接法.( 3)误差分析:内接时误差是由于电流表分压引起的,其测量值偏大,即图 5R 测 R 真R 测=RA +RX ;外接时误差是由于电压表分流引起的,其测量值偏小,即RRXRVR 测真R测RXRV4、伏安法测电阻的电路的改进00图 6图 7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如图 6、图 7 的两个测电阻的电路能够排除电表的内阻带来的误差, 为什么?怎样测量?二、由伏安法演化而来的其他测量定值电阻的方法归纳(一)电压表和定值电阻替代法(V-R 法)【例 1】有一个阻值已看不清晰的电阻器R,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,
5、一个电压表,一个已知阻值的电阻器R0 和几根导线, 你有方法测出 R 的阻值吗?说出你的方法和理由.解析:1、如下列图,将被测电阻R 与已知电阻 R0 串联接入电路,先把电压表并联接在 R 两端,测出电阻 R 两端的电压 U1.2、将电压表拆下,与 R0 并联接入电路测出电阻R0 两端的电压 U2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求解:由 U 1RU 2 ,得 RU 1R.0R0U 2K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:这种方法的缺点为: 需要进行两次电压表连接, 试验时间加长. 优点为: 测量较为精确,
6、元件使用较少.VVRR0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(二)电压表和滑动变阻器替代法( V-R P 法)【例 2】给你以下器材:一个电源(其电压未知) ,一个标有 “20, 1A”的滑动变阻器,导线如干,一个开关,一只电压表,一个待测电阻 Rx.请你设计一个能测出 Rx 电阻值的电路.要求:1、画出你所设计的电路图(电压表连入电路后位置不行变动) .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、简要写出试验操作步骤.3、依据你所测出的物理量写出表达式Rx.解析:1、电路如图 3 所示.2、如图 3 所示连接电路, 将滑片移到阻值为零的位置, 登记电压表示数 U 1.将滑
7、片移到阻值最大位置,登记电压表示数U2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求解: RxU 220可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U 1U 2说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简洁.缺点是:由于电压表的分流作用,测量结果偏小,且不能进行多次测量求平均值以减小误差.(三)电压表和开关替代法(V-K 法)【例 3】给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻的阻值,画出电路图,写出试验步骤及未知电阻的表达式.解析:1、如图 4 所示连接好电路,闭合 “替代开关 ”S,登记电压表示数 U1.
8、2、断开 “替代开关 ”,登记电压表示数 U2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求解:由于 U 1U 2U 2 ,所以 RU 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R.0R0RU 1U 2说明:该方法的优点为:使用电器元件少,连接简洁.缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电压表应当接在较大的量程上,所以测量结果误差较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_大.(四)电流表和定值电阻替代法(A-R 法)【例 4】现有电池组、电流表、开关、导线和一个已知阻值的定值电阻R0, 没有电压表,你如何测出被测电阻的阻值?解析:1、如图 5 所示,将被测电阻 R
9、与定值电阻 R0 并联接入电路,用电流表测通过被测电阻R 的电流 I1.2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路,测出通过定值电阻 R0 的电流 I2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求解:由I 1 RI 2R.II 2R0 得R01可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:这种方法的缺点为:需要进行两次电流表连接,试验时间加长.优点为:测量较为精确,元件使用较少.(五)电流表和滑动变阻器替代法(A-R P 法)【例 5】 现有电池组、 电流表、 已知最大阻值的滑动变阻器、 导线及开关, 你如何测出被测电阻的阻值?解析:方法一: 1、如图 6 所示,将被测电阻与
10、变阻器并联接入电路,滑片位于阻值最大位置,先用电流表测出通过变阻器电路I 1.2、将电流表拆下,与定值电阻串联接入电路中,测出通过被测电阻的电流 I2.3、求解:由于 I 2RI 1R,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 RI1RI 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:该方法的定值电阻等效于一个定值电阻,其缺点为:需要进行两次电流表连接,试验时间加长.优点为:测量较为精确,元件使用较少.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_方法二: 1、如图 7 所示连接电路,滑片位于阻值最小的位置,登记电流表示数 I1.2、滑片位于阻值最大的位置,登记电流表示
11、数I 2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、求解:由于 I 1RI 2RR 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 RI 2I 1I 2R .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:这种方法优点为:使用元件少,操作简洁.缺点是:不能进行多次测量以减小误差.(六)电流表和开关替代法(A-K 法)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【例 6】有一个阻值看不清的电阻Rx ,我们要测它的阻值,但手边只有一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料
12、_只电流表,一个已知阻值1、画出试验电路图.2、写出试验步骤.R0 的定值电阻,二个开关和几根导线:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、用测出量和已知量写出未知电阻Rx 的表达式.解析:因题中只有电流表可测出电流,而无法测知电压,故可依据并联电路电流安排规律求解(并联电路中电流的安排跟电阻成反比).(1) 试验原理图如图 8.(2) 试验步骤:按图 8 连接好电路将电路瞬时接通,进行试触,如电流表指针偏转,不至过大,再接通电路.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_先闭合S1 断开S2 ,测出通过R0 的电流I 0 .再断开S1 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
13、_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_闭合 S2 ,测出通过Rx 的电流I x .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据并联电路的分流规律进行运算:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即: I x/ I 0R0 / Rx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 Rx I 0/ I x R0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:该方法的优点为:使用电器元件少,试验操作简洁.缺点是:由于没有使用滑动变阻器,电路中的电流表应先进行
14、试触挑选量程或接在较大量程上,所以测量结果误差较大.三、电表内阻的测量方法归纳分析灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的外表.它有三可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_个参数:满偏电流I g 、满偏时电流表两端的电压U g 和内阻rg .一般灵敏电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流表的I g 为几十微安到几毫安,r g 为几十到几百欧姆, U gI g rg 也很小.将可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,依据供应的器材不同,可以设计出不同的测量方案.练习用多种
15、方法测定电流表的内阻,可以培育同学思维的发散性、制造性、试验设计才能和综合试验技能.(一)电流表内阻测量方法归纳1、半偏法这种方法教材中已做介绍.中学物理试验中常测定J0415 型电流表的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内阻.此型号电流表的量程为所示.0200A ,内阻约为 500,试验电路如图 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_操作要点:按图连好电路,S2 断开,S1 闭合,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_调剂变阻器 R,使待测电流表 G 的指针满偏. 再将 S2也闭合,保持变阻器 R 接在电路中的电阻不变,调节电阻箱 R 使电流表 G 的指针
16、半偏.读出电阻箱的示值 R ,就可认为 r gR .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验原理与误差分析:认为S2 闭合后电路中的总电流近似不变,就通可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_过电阻箱的电流近似为I G .所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等.实2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_际上 S2 闭合后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于I G ,2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电阻箱的示值要小于电流表的内阻值.为了减小这种
17、系统误差,要保证变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_阻器接在电路中的阻值R100R,从而使 S 闭合前后电路中的总电流基本不可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_变. R 越大,系统误差越小,但所要求的电源电动势越大.试验中所用电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_源电动势为 8-12V ,变阻器的最大阻值为2、电流监控法60k左右.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验中如不具备上述条件, 可在电路中加装一监控电流表G ,可用与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_被测电流表相同型号的电流表. 电源可用动变阻器,如图 2 所示.1.
18、5V 干电池, R 用阻值为10k的滑可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验中,先将S2 断开,S1接通,调剂变阻器R 的值,使可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_被测电流表 G 指针满偏,登记监控表 G 的示值 I G .再接通S2 ,反复调剂变阻器R 和电阻箱 R ,使 G 的指针恰好半偏, 而G 的示值不变. 这时电阻箱 R 的示值即可认为等于 G 的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内阻 rg .这样即可防止前法造成的系统误差.用图 2 所示电路测量电流表 G 的内阻,也可不用半偏法.将开关S1、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可
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