14.7.电流表 电压表 伏安法测电阻.ppt

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1、电流表电流表 电压表电压表 伏安法测电阻伏安法测电阻构造：构造：永磁体永磁体和放入磁场中和放入磁场中可转动的线圈可转动的线圈组成。组成。一、小量程电流表一、小量程电流表G(表头表头)三三个个参数（参数（Rg、Ig、Ug）内阻内阻Rg满偏电流满偏电流Ig满偏电压满偏电压UgG GIgRgUg关系：关系：Ug=Ig Rg工作原理：工作原理：线圈中有电流时，受线圈中有电流时，受磁场力磁场力的作用的作用而转动，且有而转动，且有I，因此由电流表指针的偏转角因此由电流表指针的偏转角度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。二、把小量程电流表二、把小量程电流表G改装成电压表

2、改装成电压表V：原理：在电流计上原理：在电流计上串联串联一个一个分压电阻分压电阻，并在电流，并在电流计的电流刻度上标出相应的电压值。计的电流刻度上标出相应的电压值。改装后的电压表量程为改装后的电压表量程为U，由，由U=IgRg+IgR知应串知应串联电阻阻值为联电阻阻值为:电压表量程为原来的电压表量程为原来的n倍时，需串联的电阻阻值倍时，需串联的电阻阻值为（为（n-1）Rg，电压表的内阻为，电压表的内阻为RV=nRg三三、把小量程电流表把小量程电流表G G改装成大量程电流表改装成大量程电流表A A：原理：在电流计上原理：在电流计上并联并联一个一个分流电阻分流电阻，并在电流，并在电流计的电流刻度上

3、标出相应的电流值。计的电流刻度上标出相应的电流值。改装后的电流表量程为改装后的电流表量程为I，由，由IgRg=（I-Ig）R知知应并联电阻阻值为应并联电阻阻值为:电流表量程为原来的电流表量程为原来的n倍时，需并联的电阻阻值倍时，需并联的电阻阻值为为 电流表的内阻为电流表的内阻为思考：思考：把两只完全相同的小量程电流表改装成不把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电压表，在串联后去测电压时：同量程的电压表，在串联后去测电压时：（1 1）两表的示数是否相同？）两表的示数是否相同？（2 2）两表的指针偏转的角度是否相同）两表的指针偏转的角度是否相同GGR1R2思考思考:若把两只完全相同的小量程

4、电流表改装成若把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电流表，并联后去测电流时：不同量程的电流表，并联后去测电流时：（1 1）两表的示数是否相同？）两表的示数是否相同？（2 2）两表的指针偏转的角度是否相同）两表的指针偏转的角度是否相同GGR2R1例例1、如果两个小量程电流表的满偏电流均为、如果两个小量程电流表的满偏电流均为Ig=3mA，线圈电阻，线圈电阻Rg=25，欲将其改装为满偏，欲将其改装为满偏电流分别为电流分别为0.6A和和3A的电流表，则的电流表，则 1、分别并联多大的电阻？、分别并联多大的电阻？2、将改装后的电流表串联后测电路中电阻的电将改装后的电流表串联后测电路中电阻的电流时

5、，指针的偏角流时，指针的偏角1和和2有何关系，示数有何关系，示数I1和和I2有有何关系？何关系？3、将改装后的电流表并联后测电路中电阻的电将改装后的电流表并联后测电路中电阻的电流时，指针的偏角流时，指针的偏角1和和2有何关系，示数有何关系，示数I1和和I2有有何关系？何关系？1=2 I1：I2=1：5R1=0.125，R2=0.0251:2=5：1 I1=I2四、三接线柱两量程电表四、三接线柱两量程电表2、两量程电流表两量程电流表1、两量程电压表两量程电压表GabcR1R2GabcR1R2G GR R2 2R R1 11515V V3V3V甲甲例例2、如图是一个双量程电流、如图是一个双量程电流

6、表，表，Ig=0.5mA，Rg=200，计算计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2R110mA1mAI1I2解：解：（R1+R2）(I1-Ig)=Ig Rg Ig（Rg+R2）=(I2-Ig)R1 得：得：R1=20 R2=180 例例3、如甲、乙图示是一个双量程电压表，、如甲、乙图示是一个双量程电压表，Ig=1mA，Rg=100，计算计算R1和和R2的阻值。的阻值。G GR R2 2R R1 11515V V3V3V甲甲3V3V1515V VR R2 2R R1 1G G乙乙Ug=IgRg=0.1V，n1=30 n2=150R1=（n1-1）Rg=2900 R2=（n2-1）Rg=14900

7、 R1=（n1-1）Rg=2900 R1+R2=(n2-1)Rg=14900 R2=12 k五、伏安法测电阻：五、伏安法测电阻：1 1、常见的两种连接方式、常见的两种连接方式电流表电流表外接法外接法电流表电流表内接法内接法1)电流表电流表外接法外接法 UV=UR IA=IR+IVR测测 R实实（R测测=R+RA）当当Rx较较大大时，用时，用内内接法。接法。(Rx RA)(小外偏小小外偏小)(大内偏大大内偏大)3)内接法与外接法的选择内接法与外接法的选择A.当当Rx较较大大时时(Rx RA)，用，用内内接法。接法。当当Rx较较小小时时(Rx RV)，用，用外外接法。接法。B.临界值法临界值法:B

8、.若电阻大小无法判断，可用若电阻大小无法判断，可用试触法试触法。a、电压表示数变化较大电压表示数变化较大，说明待测电阻的阻值，说明待测电阻的阻值Rx可与电流表内阻可与电流表内阻RA相比较，待测电阻是小电阻，相比较，待测电阻是小电阻，用用外接法外接法。b、电流表示数变化较大电流表示数变化较大，说明待测电阻的阻值，说明待测电阻的阻值Rx可与电压表内阻可与电压表内阻Rv相比较，待测电阻是大电阻，相比较，待测电阻是大电阻，用用内接法内接法。ab 限流式限流式电路电路电流表电流表内接法内接法 RXRARXAV 限流式限流式电路电路 电流表电流表外接法外接法 RXRVRXVA AV 分压式分压式电路电路电

9、流表电流表内接法内接法 R RX XR RA AAVRX 分压式分压式电路电路电流表电流表外接法外接法 RXRVVARX伏安法测电阻电路伏安法测电阻电路 例例4、用伏安法测电阻的实验中、用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为所用电压表的内阻约为20千欧千欧,电流表的内阻约为电流表的内阻约为10欧欧,选择能够尽量减小误差选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上坐标图上(如右图所示如右图所示)。(1)根据各点表示的数据描出根据各点表示的数据描出I-U图线图线,由此求得该电阻的阻值由此求得该电阻的阻值Rx=欧

10、欧(保留保留两位有效数字两位有效数字)。(2)画出此实验的电路原理图画出此实验的电路原理图.2.4103mAvRx大电阻：电流表用大电阻：电流表用内接法，变阻器用内接法，变阻器用分压式接法。分压式接法。六、选择器材和电路的一般原则六、选择器材和电路的一般原则1 1.安全性原则安全性原则-不超过电表量程或最大值不超过电表量程或最大值2 2.精确性原则精确性原则-尽量减小测量误差尽量减小测量误差 a a.选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电压表指针的偏角超过满刻度的电压表指针的偏角超过满刻度的2/32/3，欧姆表指，欧姆表指针尽量在表盘的中间附近。针尽量在

11、表盘的中间附近。b b.多次重复测量，求平均值。多次重复测量，求平均值。3 3.简便性原则简便性原则安全安全 精确精确 简便简便例例4：测一个阻值大约为：测一个阻值大约为25k的电阻，备有下列器材：的电阻，备有下列器材：电流表电流表A1(0-100A,2 k)电流表电流表A2(0-500A,300)电压表电压表V1(0-10V,100k）电压表）电压表V2(0-50V,500 K）直流稳压电源直流稳压电源E（15V,1A）滑动变阻器）滑动变阻器 R（1k,1W）电键电键K和若干根导线选择适当的器材，选取适当的电和若干根导线选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画路，使测量尽可能准

12、确，并画出电路图，并将实物图连线。出电路图，并将实物图连线。V+-+-A+-电流表选电流表选A2，电压表选电压表选V1电流表选内接法电流表选内接法滑动变阻器选分压接法滑动变阻器选分压接法VRxAR例例5 5：有一个电阻有一个电阻RxRx，其阻值大约是其阻值大约是25 k25 k ，可供选可供选择的器材是：择的器材是：电流表电流表A1 (0-100A,2 kA1 (0-100A,2 k)电流表电流表A2 (0-500A,300A2 (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 K V2 (0-50V,50

13、0 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 (1 R (1 k k,1W),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。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 I Iminmin=15V/26K=0.577mA=577A=15V/26K=0.577mA=577A，R

14、XVA25K15V1K 超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。分压器接法。VARX25K15V1K若电压表选若电压表选V V2 2（50V50V），），因为电源电压因为电源电压15V15V不足其量程不足其量程 的的1/31/3，所以，所以电压表应选电压表应选V V1 1（10V10V）。由于用分压器接法时，电阻由于用分压器接法时，电阻R RX X 中的最大电流为中的最大电流为 I Imaxmax=10V/25K=0.4mA=400A=10V/25K=0.4mA=400A，所以所以电流表选电流表选A A2 2（500 A 500 A）。2滑动变阻器的

15、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，用，为了使电流电压有较明显的变化，在在限流电路限流电路中，一般滑动变阻器的阻值中，一般滑动变阻器的阻值 R R（3535）R RX X 在在分压器电路分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值中，一般滑动变阻器的阻值 R R（1/31/51/31/5）R RX X 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。3.3.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 因为因为 R RX X=25K =25K R RA A=300=300 所以采用所以采用安培

16、表内接法安培表内接法例例3 34分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择 分压电路分压电路可以使待测电阻上的电压从零调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；功率大；限流电路限流电路对电压的调节范围较小但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

17、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应该选用选用调节作用范围大的调节作用范围大的分压器电路分压器电路例例3 3解答解答:根据上述分析，选择电流表和电压表应为：根据上述分析，选择电流表和电压表应为：电流表电流表 A1 (0-100A,2 kA1 (0-100A,2 k)电流表电流表 A2 (0-500A,300A2 (0-500A,300)电压表电压表 V1V1 (0-10V,100 k(0-10V,100 k）电压表电压表 V2 (0-50V,500 K V2 (0-50V,500 K）选择接法：电流表用选择接法：电流

18、表用 ，变阻器用，变阻器用 ，内接法内接法分压器接法分压器接法画出实验电路图如下：画出实验电路图如下：A2V1RX25K=15V1K 实物图连线如图示：实物图连线如图示：+返回返回RXVA AV例例6 6：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，试把图中给试把图中给出的器材连接成测量出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的的合适的电路。图中安培表的量程为量程为0.6A，内阻接近内阻接近1，伏特表的量程为伏特表的量程为3V，内内阻为几阻为几K ；电源的电动势为电源的电动势为6V，变阻器的阻值为变阻器的阻值为020 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正在闭合电键前，变阻器滑

19、动触点应处于正确位置。确位置。解：解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电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：阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：+-返回返回例：例：用内阻为用内阻为3000的电压表和内阻为的电压表和内阻为10的电的电流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的流表测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都是示数都是60V，电流表的示数都是电流表的示数都是0.2A。求：。求：（1）R1的测量值、真实值。的测量值、真实值。（2）R2的测量值、真实值。的测量值、真实值。300 290300333AVR2AVR1甲甲乙乙练练：用

20、用伏伏安安法法测测电电阻阻，采采用用电电流流表表内内接接法法和和外外接接法法，测测得得某某电电阻阻Rx的的阻阻值值分分别别为为 R1 和和R2，则则所所测测的的测测量量值值和和真真实实值值Rx之之间间的的关关系系是是 （）（A）R1 RxR2 （B）R1 RxR2 （C）R1 R2Rx （D）R1 R2RxA练：利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可练：利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P P，将，将P P分别与分别与a a，b b 两

21、点接触一下，如果安培表示数显著两点接触一下，如果安培表示数显著变化，则变化，则P P 应接在应接在处，如果伏特表示数显处，如果伏特表示数显著变化，则著变化，则P P 应接在应接在 处。处。RabPVAab例例5：现有一只电压表，一只定值电阻：现有一只电压表，一只定值电阻R0=1K，一只未知阻值的电阻一只未知阻值的电阻Rx。为测定。为测定Rx的值，将的值，将R0与与Rx串联后接电压为串联后接电压为U的电路中，如图所示，用内的电路中，如图所示，用内阻阻RV=2 K的电压表先后接在的电压表先后接在R0、Rx两端，测得两端，测得电压分别为电压分别为U1=6V，U2=12V，由此计算，由此计算Rx、U的

22、的值。值。R0RxU例例1、如果两个电流表的满偏电流均为、如果两个电流表的满偏电流均为Ig=3mA，内阻内阻Rg=100,欲将其改装成量程分别为欲将其改装成量程分别为3V和和15V的电压表，则：的电压表，则：1、分别串联多大的电阻？、分别串联多大的电阻？2、将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电、将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角压时，指针的偏角1和和2有何关系，示数有何关系，示数U1和和U2有何关系？有何关系？3、将改装后的电压表并联后测电路中电阻的电、将改装后的电压表并联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角压时，指针的偏角1和和2有何关系，示数有何关系，示数U1和和U2有

23、何关系？有何关系？R1=900，R2=49001=2，U1：U2=1：51：2=5：1，U1=U2例例1、四四个个相相同同的的电电流流表表分分别别改改装装成成两两个个电电流流表表A1、A2和和两两个个电电压压表表V1、V2，A1的的量量程程大大于于的的量量程程A2的的量量程程，V1 的的量量程程大大于于V2的的量量程程，把把它它们们接入如图所示的电路，闭合开关后（接入如图所示的电路，闭合开关后（）AA1的读数比的读数比A2的读数大的读数大BA1指针偏转角度比指针偏转角度比A2指指针偏转角度小针偏转角度小CV1读数比读数比V2读数大读数大DV1指针偏转角度比指针偏转角度比V2指针偏转角度大指针偏

24、转角度大A1A2V2V1B C练：用电流表内接法和外接法测量某电阻练：用电流表内接法和外接法测量某电阻RX的的阻值，测得的结果分别为阻值，测得的结果分别为R内内和和R外外，则测量值，则测量值与真实值与真实值RX从大到小的排列顺序是从大到小的排列顺序是 。例：如图示电路，电压表和电流表的读数分别为例：如图示电路，电压表和电流表的读数分别为10V和和0.1A，电流表内阻为，电流表内阻为0.2，求：待测电阻，求：待测电阻RX的测量值和真实值。的测量值和真实值。五、改装电压表的校对五、改装电压表的校对电路图如图示电路图如图示R R1 1G GV VR RS SV V为标准电压表，为标准电压表，R R为

25、滑动变阻器为滑动变阻器(分压器接法分压器接法),),虚线框中为改装电压表。虚线框中为改装电压表。改变变阻器改变变阻器R R的滑片位置，使电压表的示数分别为的滑片位置，使电压表的示数分别为0.50.5V V、1.0V1.0V、1.5V1.5V、2.0V2.0V核对改装电压表的示数是核对改装电压表的示数是否正确否正确,并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。例：改装的电压表满刻度例：改装的电压表满刻度3 3V V时，标准电压表时，标准电压表V V的读的读数为数为3.13.1V V，则百分误差则百分误差例例1、有一个、有一个G表头，内阻表头，内阻Rg=10，满偏电流，满偏电流Ig=3mA，把它改装成量程为，把它改装成量程为3V的电压表，要串联的电压表，要串联一个多大的电阻一个多大的电阻R？例例2、有一个、有一个G表头，内阻表头，内阻Rg=25，满偏电流，满偏电流Ig=3mA，把它改装成量程为，把它改装成量程为06A的电流表，要的电流表，要并联一个多大的电阻并联一个多大的电阻R？