电阻的测量方法汇总.ppt
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1、电阻的测量方法汇总现在学习的是第1页,共38页用电压表测电压用电压表测电压用电流表测电流用电流表测电流外接法?外接法?内接法?内接法?为减小误差,为减小误差,多测几组数据,多测几组数据,求平均值求平均值滑动滑动变阻器变阻器限流式?限流式?分压式?分压式?A AV VA AV V1.1.原理原理U UR RI I一伏安法测电阻一伏安法测电阻“同一性同一性”现在学习的是第2页,共38页2.2.电路电路限流电路,安培表内接法限流电路,安培表内接法RXAV限流电路,安培表外接法限流电路,安培表外接法RXAV分压电路,安培表内接法分压电路,安培表内接法分压电路,安培表外接法分压电路,安培表外接法RXAV
2、RXVA现在学习的是第3页,共38页1.1.1.1.什么是测量值和真实值?什么是测量值和真实值?什么是测量值和真实值?什么是测量值和真实值?2.2.测量值比真实值偏大还是偏小?测量值比真实值偏大还是偏小?测量值比真实值偏大还是偏小?测量值比真实值偏大还是偏小?4.4.4.4.误差产生的原因如何?误差产生的原因如何?误差产生的原因如何?误差产生的原因如何?5.5.5.5.如何减少误差?如何减少误差?如何减少误差?如何减少误差?3.3.3.3.测量值本质上测得是什么量?根测量值本质上测得是什么量?根测量值本质上测得是什么量?根测量值本质上测得是什么量?根据测量值如何求真实值?据测量值如何求真实值?
3、据测量值如何求真实值?据测量值如何求真实值?6.6.6.6.什么情况下用外(内)接法?什么情况下用外(内)接法?伏安法测电阻伏安法测电阻之之内接外接内接外接3.3.测量电路的选择测量电路的选择内接法内接法RXVARXAV外接法外接法现在学习的是第4页,共38页 由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因:若若 时,采用电流表内接法时,采用电流表内接法 由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。误差产生的原因:误差产生的原因:内接法内接法RXVARXAV外接法外接法若若 时,采用电流表外接。时,采用电流表外接。现在学习的是第5页,共38
4、页试触法试触法b.b.选择方法:将电压表分别接选择方法:将电压表分别接a a、b b两点两点结论:两次接触,那个表示数变化明显结论:两次接触,那个表示数变化明显 ,R,Rx x就与那个表就与那个表“近接近接”a.a.条件:未给出条件:未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,不满足如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,不满足如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,不满足如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,不满足R R R RX X X XRRRRRRRA AA A,应选用内接法应选用内接法应
5、选用内接法应选用内接法现在学习的是第6页,共38页例例1.一一个个未未知知电电阻阻Rx无无法法估估计计其其电电阻阻值值,某某同同学学用用伏伏安安法法测测电电阻阻的的两两种种电电路路各各测测量量一一次次,如如图图所所示示,按按甲甲图图测测得得数数据据是是3.0V、3.0mA,按按乙乙图图测测得得数数据据是是2.9V、4.0mA,由由此此可可知知按按图图所所示示的的电电路路测测量量的的误差较小,误差较小,Rx的真实值更接近于的真实值更接近于。甲甲1000思考思考1:Rx的真实值大于还是小于的真实值大于还是小于1000?小于小于思考思考2:若已知电流表内阻为:若已知电流表内阻为0.1,那么那么Rx的
6、真实值是多大?的真实值是多大?999.9甲甲RXVARXAV乙乙现在学习的是第7页,共38页1.1.1.1.待测电阻的电压的变化范围如何?待测电阻的电压的变化范围如何?待测电阻的电压的变化范围如何?待测电阻的电压的变化范围如何?2.2.2.2.滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便?一些调节方便?一些调节方便?一些调节方便?4.4.4.4.什么情况下滑动变阻器采用限流器电路?什么情况下采用什么情况下滑动变阻器采用限流器电路
7、?什么情况下采用什么情况下滑动变阻器采用限流器电路?什么情况下采用什么情况下滑动变阻器采用限流器电路?什么情况下采用分压器电路?分压器电路?分压器电路?分压器电路?3.3.合上开关以前,滑动变阻器的触头应处于什么位置合上开关以前,滑动变阻器的触头应处于什么位置?伏安法测电阻伏安法测电阻之之限流分压限流分压R RX X分压器电路分压器电路R RX X限流器电路限流器电路现在学习的是第8页,共38页返回返回1、两种电路比较:、两种电路比较:分压接法的优势是:分压接法的优势是:电压变化范围大,电压变化范围大,限流接法的优势:限流接法的优势:在于电路连接简便,附加功率损耗较小在于电路连接简便,附加功率
8、损耗较小2、选择原则:、选择原则: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,限流限流接法对电流、电压控制作用显著,一般用限流接法接法对电流、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e
9、.要求测多组数据时用分压法要求测多组数据时用分压法现在学习的是第9页,共38页A2A1A2A1Rx 伏安法测电阻伏安法测电阻之之发散思维发散思维2 2“安安法安安法安安法安安法”电流表的创新使用测电压条件:已知电流表A A2的内阻,将A2看成一个电压表使用1 1“伏安法伏安法”测电压表的电阻测电压表的电阻VA电压表(电流表)是一个能读出其两端电压(通过其电流)的电阻没有系统误差没有系统误差此电路能否测量出电流表的内阻?根据并联分流进行测量没有系统误差现在学习的是第10页,共38页V1v2RxV2v13 3“伏伏法伏伏法伏伏法伏伏法”电压表的创新使用测电流条件:已知电压表V V2的内阻,将V2看
10、成一个电流表使用没有系统误差存在系统误差RxV2v1R0V2v1能否消除?根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差现在学习的是第11页,共38页4.4.仪器的选择仪器的选择 安全性原则安全性原则 选择电源、电表和用电器时,保证其电流和电压选择电源、电表和用电器时,保证其电流和电压均不超过使用的量程。均不超过使用的量程。精确性原则精确性原则 尽量减小实验误差。选择电表时,务必使指针有较大偏转尽量减小实验误差。选择电表时,务必使指针有较大偏转尽量减小实验误差。选择电表时,务必使指针有较大偏转尽量减小实验误差。选择电表时,务必使指针有较大偏转(一般取满偏度的(一般取满偏度的(一般取满偏度的(一般
11、取满偏度的2/32/32/32/3),),),),电表达不到满偏的电表达不到满偏的1/31/31/31/3是不允许是不允许的。的。现在学习的是第12页,共38页操作性原则:操作性原则:如滑动变阻器的选择,当其阻值大于用电器的阻值时用限如滑动变阻器的选择,当其阻值大于用电器的阻值时用限如滑动变阻器的选择,当其阻值大于用电器的阻值时用限如滑动变阻器的选择,当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压流电路调节电路的电压流电路调节电路的电压流电路调节电路的电压(电流电流电流电流)比较方便;当其阻值小于用电器比较方便;当其阻值小于用电器比较方便;当其阻值小于用电器比较方便;当其阻值小于用电器的电
12、阻时用分压电路调节电路的电压的电阻时用分压电路调节电路的电压的电阻时用分压电路调节电路的电压的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流电流电流电流)比较方便比较方便比较方便比较方便选择的一般步骤选择的一般步骤根据实验要求设计合理的实验电路;根据实验要求设计合理的实验电路;找出唯一性的器材;找出唯一性的器材;找出唯一性的器材;找出唯一性的器材;估算电路中电压和电流的最大值或最小值,结合估算电路中电压和电流的最大值或最小值,结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程;用的量程;根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器根据实验的要求和
13、待测电阻的阻值选择滑动变阻器根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.现在学习的是第13页,共38页例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R,试把图中给出的器材连接,试把图中给出的器材连接成测量成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A,内阻接近,内阻接近11,伏特表的量程为,伏特表的量程为3V3V,内阻为,内阻为5K;5K;电源的电动势为电源的电动势为6V6V,变,变阻器的阻值为阻器的阻值为020 020 。在闭合电键前,变阻器滑动触点应处于。在闭合电键前,变阻器滑
14、动触点应处于正确位置。正确位置。解:金属导线的电阻不大,安培表应外接,变阻器电阻比较解:金属导线的电阻不大,安培表应外接,变阻器电阻比较大,可用限流接法,画出电路图如下:大,可用限流接法,画出电路图如下:+-RXAV+现在学习的是第14页,共38页二替代法测量电阻二替代法测量电阻实验时先连入某待测电阻,记下电路中电表的读数,实验时先连入某待测电阻,记下电路中电表的读数,实验时先连入某待测电阻,记下电路中电表的读数,实验时先连入某待测电阻,记下电路中电表的读数,然后把待测电阻换成电阻箱,调整电阻箱,使电路中电然后把待测电阻换成电阻箱,调整电阻箱,使电路中电然后把待测电阻换成电阻箱,调整电阻箱,使
15、电路中电然后把待测电阻换成电阻箱,调整电阻箱,使电路中电表的读数与原来一样,这样的电阻箱便是待测电阻的阻表的读数与原来一样,这样的电阻箱便是待测电阻的阻表的读数与原来一样,这样的电阻箱便是待测电阻的阻表的读数与原来一样,这样的电阻箱便是待测电阻的阻值值值值1.1.原理原理2.2.电路电路R0RXAS1S2+R0VS1RXS2P+用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量用电阻箱和电压表测量现在学习的是第15页,共38页三半偏法测量电流表的内阻三半偏法测量电流表的内阻1.1.原理原理因电流表可以读出
16、自身的电流,故在其电流减半因电流表可以读出自身的电流,故在其电流减半时,必有另一支路分掉另一半的电流,在总电流近时,必有另一支路分掉另一半的电流,在总电流近似不变的条件下,该支路的电阻(电阻箱读出)等似不变的条件下,该支路的电阻(电阻箱读出)等于电流表的电阻于电流表的电阻2.2.电路电路3.3.步骤步骤1.1.先闭合先闭合先闭合先闭合S S S S1 1 ,调节,调节,调节,调节R R R R1 1 1 1使电流表指针使电流表指针使电流表指针使电流表指针满满满满偏偏偏偏.2.2.2.2.再闭合再闭合再闭合再闭合S S S S2 2 2 2,保持电阻,保持电阻,保持电阻,保持电阻R R R R1
17、 1 1 1不变不变不变不变,调节,调节,调节,调节R R R R2 2使使使使电流表指针电流表指针电流表指针电流表指针半偏半偏半偏半偏,记下,记下,记下,记下R R2 2的值的值的值的值.3.3.3.3.若若若若R R R R1 1 1 1100R100R100R100R2 2 2 2 ,有,有,有,有Rg=RRg=RRg=RRg=R2 2 2 2S1S2R1R2G现在学习的是第16页,共38页三半偏法测量电压表的内阻三半偏法测量电压表的内阻1.1.原理原理因电流表可以读出自身的电压,故在其电压减半时,因电流表可以读出自身的电压,故在其电压减半时,因电流表可以读出自身的电压,故在其电压减半时
18、,因电流表可以读出自身的电压,故在其电压减半时,必有串联电阻分掉另一半的电流,在总电压近似不变必有串联电阻分掉另一半的电流,在总电压近似不变必有串联电阻分掉另一半的电流,在总电压近似不变必有串联电阻分掉另一半的电流,在总电压近似不变的条件下,该串联的电阻(电阻箱读出)等于电压表的条件下,该串联的电阻(电阻箱读出)等于电压表的条件下,该串联的电阻(电阻箱读出)等于电压表的条件下,该串联的电阻(电阻箱读出)等于电压表的电阻的电阻的电阻的电阻2.2.电路电路3.3.步骤步骤VRabSR0P1.1.1.1.把滑动变阻器的触头把滑动变阻器的触头把滑动变阻器的触头把滑动变阻器的触头P P P P滑到滑到滑
19、到滑到a a a a端端端端把电阻箱把电阻箱把电阻箱把电阻箱R R R R0 0 0 0的阻值调到的阻值调到的阻值调到的阻值调到0 0 0 02.2.2.2.闭合开关闭合开关闭合开关闭合开关S S S S,调节,调节,调节,调节R R R R使电压表指针使电压表指针使电压表指针使电压表指针满偏满偏满偏满偏.3.3.3.3.保持滑动变阻器保持滑动变阻器保持滑动变阻器保持滑动变阻器触头位置不变触头位置不变触头位置不变触头位置不变,调节,调节,调节,调节R R R R0 0 0 0使电压表指针半偏,记下使电压表指针半偏,记下使电压表指针半偏,记下使电压表指针半偏,记下R R R R0 0 0 0的值
20、的值的值的值,则则则则R R R RV V V V=R=R=R=R0 0 0 0.现在学习的是第17页,共38页原原理理PaPaPaPa间的总电压基本不变间的总电压基本不变并联分流并联分流并联分流并联分流干路中的电流基本不变干路中的电流基本不变干路中的电流基本不变干路中的电流基本不变串联分压串联分压串联分压串联分压误差误差分析分析并联分流并联分流并联分流并联分流满偏时满偏时满偏时满偏时PaPaPaPa之间电阻之间电阻之间电阻之间电阻半偏时半偏时半偏时半偏时PaPaPaPa之间电阻之间电阻之间电阻之间电阻串联串联串联串联分压分压分压分压S1S2R1R2GVRabSR0P现在学习的是第18页,共3
21、8页仪器仪器选择选择VRabSR0PR R1 1R R R Rg g g g,滑动变阻器,滑动变阻器,滑动变阻器,滑动变阻器和电阻箱均可和电阻箱均可和电阻箱均可和电阻箱均可R R R RR RV V ,必须用滑动变阻必须用滑动变阻必须用滑动变阻必须用滑动变阻器构成分压电路器构成分压电路器构成分压电路器构成分压电路R R2 2 2 2略大于略大于略大于略大于R R R Rg g g g,必须用电,必须用电,必须用电,必须用电阻箱阻箱阻箱阻箱R R R R0 0略大于略大于略大于略大于R R R RV V V V,必须用电阻,必须用电阻,必须用电阻,必须用电阻箱箱箱箱S1S2R1R2G电动势电动势
22、电动势电动势E E E E越大,越大,越大,越大,调满偏时调满偏时调满偏时调满偏时R R R R1 1 1 1连入电连入电连入电连入电路中的电阻越大,实验条件满足的路中的电阻越大,实验条件满足的路中的电阻越大,实验条件满足的路中的电阻越大,实验条件满足的越好,误差越小越好,误差越小越好,误差越小越好,误差越小电动势电动势电动势电动势E E E E越大,越大,越大,越大,调满偏时滑动变阻器调满偏时滑动变阻器调满偏时滑动变阻器调满偏时滑动变阻器PaPaPaPa之间的电阻越小,实验条件满足的之间的电阻越小,实验条件满足的之间的电阻越小,实验条件满足的之间的电阻越小,实验条件满足的越好,误差越小越好,
23、误差越小越好,误差越小越好,误差越小现在学习的是第19页,共38页例例1.1.图图1 1中中E E为为电电源源,其其电电动动势势为为E E,内内阻阻不不计计,R R1 1为为滑滑线线变变阻阻器器,R R2 2 电电阻阻箱箱,GG为为电电流流表表,用用此此电电路路,经经以以下下步步骤骤可可近近似似测测得得A A的的内内阻阻R RA A :闭闭合合S S1 1,断断开开S S2 2,调调节节R R1 1,使使电电流流表表读读数数等等于于其其量量程程I I0 0 ;保保持持R R1 1不不变变,闭闭合合S S2 2,调调节节R R2 2 ,使使电电流流表表读读数数等等于于I I0 02 2,然然后后
24、读读出出R R2 2 的的值,取值,取R Rg g R R2 2 。(1 1)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即差,即 ,试导出它与电源电动势试导出它与电源电动势E E、电流表量程、电流表量程I I0 0及电及电流表内阻流表内阻R RA A的关系式。的关系式。(2 2)若若I I0 010mA10mA,真真实实值值R Rg g约约为为3030,要要想想使使测测量量结结果果的的相相对对误误差差不不大于大于5 5,电源电动势最小应为多少伏?,电源电动势最小应为多少伏?GS1S2R1R2现在学习的是第20页,共38页GS1S2R1
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