伏安法测电阻及其情景变式.ppt

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1、1、伏安法测电阻、伏安法测电阻实验原理：欧姆定律，即用电流表和电压实验原理：欧姆定律，即用电流表和电压表测电阻。表测电阻。电流表外接法电流表外接法电流表内接法电流表内接法AVRXARXVI测测I I真真U U测测=U U真真R R测测=U U测测/I I测测R R真真适用条件：适用条件：RXU U真真R R测测=U U测测/I I测测R R真真适用条件：适用条件：RXRA误差原因：电压表分流误差原因：电压表分流误差原因：电流表分压误差原因：电流表分压内大外小内大外小电电流流表表两两个个，电电压压表表两两个个，电电阻阻箱箱一一个个，定定值值电电阻阻一一个个，滑滑动动变变阻阻器器一一个个，电电源源

2、一一个个，电电键键和和导导线线若若干干。请请从从上上面面所所给给的的器器材材中中选选择择器器材材。设设计计一一个个测测定定电电阻阻的的实验方案。实验方案。（注，当你要测定某一元件的电（注，当你要测定某一元件的电阻时，其它元件电阻则为已知阻时，其它元件电阻则为已知,可可以只画部分电路）以只画部分电路）伏安法测电阻及其情景变式伏安法测电阻及其情景变式1.安安法测电阻安安法测电阻若电流表内阻已知若电流表内阻已知,则可当作电流表、电压则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。表以及定值电阻来使用。(1)如图所示如图所示,当两电表所能测得的最大值当两电表所能测得的最大值接近时接近时,如果电流表如果电流表

3、A1的内阻的内阻R1,则测得则测得A2的内阻的内阻R2=I1R1/I2.(2)如图所示如图所示,当两电表的满偏电压当两电表的满偏电压UA2UA1时时,A1串联一定值电阻串联一定值电阻R0后后,同样可测得同样可测得A2的内阻的内阻R2=I1(R1+R0)/I2.(3)两电流表两电流表A1、A2的读数为的读数为I1、I2,待待测电阻测电阻R1阻值的计算公式是阻值的计算公式是R1=I1 r/（I2-I1）.2.伏伏法测电阻伏伏法测电阻电压表内阻已知电压表内阻已知,则可当作电流表、电则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用压表和定值电阻来使用.(1)如图所示如图所示,两电表的满偏电流接近时两电表的满偏电

4、流接近时,若已知若已知V1的内阻的内阻R1,则可测出则可测出V2的内阻的内阻R2=U2 R1/U1(2)(2)如图所示如图所示,两电表的满偏电流两电表的满偏电流I IV1V1IRR0 0时时,测量误测量误差小差小,此方法比较适合测大此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻阻值的灵敏电流表的内阻,且电阻的测量值偏大且电阻的测量值偏大.方法二方法二:如图所示如图所示,测量电流表测量电流表A A的内阻的内阻,操操作步骤如下作步骤如下:断开断开S S2 2、闭合、闭合S S1 1,调节调节R R0 0,使使A A表满偏为表满偏为I I0 0;保持保持R R0 0不变不变,闭合闭合S S2 2,调节调节

5、R,R,使使A A表读数为表读数为I I0 0/2;/2;由此可得由此可得R RA A=R.=R.注意注意:当当R0RA时时,测量测量误差小误差小,此方法比较适合此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻测小阻值的电流表的内阻,且电阻的测量值偏小且电阻的测量值偏小.电源电动势应选大些的电源电动势应选大些的,这样这样A满偏时满偏时R0才足够大才足够大,闭合闭合S2时总电流变化才足时总电流变化才足够小够小,误差才小误差才小.(2)(2)半偏法近似测量电压表内阻半偏法近似测量电压表内阻方法一方法一:如图如图,测量电压表测量电压表V V的内阻的内阻,操作步骤操作步骤如下如下:闭合闭合S,S,调节电阻箱阻值为

6、调节电阻箱阻值为R R1 1时时,测得测得V V表示数表示数为为U U1 1;改变电阻箱阻值为改变电阻箱阻值为R R2 2时时,测得测得V V表示数表示数为为U U1 1/2;/2;得得R RV V=R=R2 2-2R-2R1 1.注意注意:在电源内阻忽略不在电源内阻忽略不计时计时,测量误差才小测量误差才小.这这个方法也可测大阻值的个方法也可测大阻值的G G表表内阻内阻,若考虑电源内阻若考虑电源内阻,此此法测量值偏大法测量值偏大.方法二方法二:如图所示如图所示,测量电压表测量电压表V V的内阻的内阻,操操作步骤如下作步骤如下:滑动变阻器的滑片滑至最右端滑动变阻器的滑片滑至最右端,电阻箱的阻电阻

7、箱的阻值调到最大值调到最大;闭合闭合S S1 1、S S2 2,调节调节R R0 0,使使V V表示数指到满刻度表示数指到满刻度;打开打开S S2 2,保持保持R R0 0不变不变,调节调节R,R,使使V V表指针指到表指针指到满刻度的一半满刻度的一半;由上可得由上可得R RV V=R.=R.注意注意:滑动变阻器总滑动变阻器总电阻应尽量小一些电阻应尽量小一些,这这样测量误差才会小样测量误差才会小,且且RV测量值偏大测量值偏大.5.5.电阻箱当电表使用电阻箱当电表使用(1)(1)电阻箱当做电压表使用电阻箱当做电压表使用如图所示如图所示,可测得电流表的内阻可测得电流表的内阻R R2 2=(I=(I

8、1 1-I-I2 2)R/I)R/I2 2.图中电阻箱图中电阻箱R R可测可测得得A A2 2表两端的电压表两端的电压为为(I(I1 1-I-I2 2)R,)R,起到起到了测电压的作用了测电压的作用.(2)(2)电阻箱当作电流表使用电阻箱当作电流表使用如图所示如图所示,若已知若已知R R及及R RV V,则测得干路电流则测得干路电流为为I=U/RI=U/R+U/RU/RV V图中电阻箱与电压表配合使用起到了测图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用电流的作用.6.6.比较法测电阻比较法测电阻如图所示如图所示,测得电阻箱测得电阻箱R R1 1的阻值及的阻值及A A1 1表、表、A A2 2表

9、是示数表是示数I I1 1、I I2 2,可得可得R RX X=I=I2 2R R1 1/I/I1 1如果考虑电表内阻的影响如果考虑电表内阻的影响,则则I I1 1(R(Rx x+R+RA1A1)=I)=I2 2(R(R1 1+R+RA2A2)用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻R RX X的阻值（约的阻值（约100100）：）：电源电源E E，电动势约为，电动势约为6.0V6.0V，内阻可忽略不，内阻可忽略不计；计；电流表电流表A A1 1，量程，量程050mA050mA，内电阻，内电阻r r1 1=20=20；电流表电流表A A2 2，量程，量程0300mA0300mA，内电阻

10、，内电阻r r1 1=4=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；单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干。，导线若干。要求测量中尽量减小误差，并测多组要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。试在虚线框中画出测量电阻数据。试在虚线框中画出测量电阻R RX X的一的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用种实验电路原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。题中相应的英文字母标注）。若某次测量中电流表若某次测量中电流表A A1 1的示数为的示数为I I1 1，电流表电流表A A2 2的示数为的示数为I I2 2。则由已知量和测量。则由已

11、知量和测量量计算量计算R RX X的表达式为的表达式为R RX X=_=_。用以下器材测量一待测电阻用以下器材测量一待测电阻R Rx x的阻值（的阻值（90090010001000）：）：电源电源E E，具有一定内阻，电动势约为，具有一定内阻，电动势约为9.0V9.0V；电压表电压表V V1 1，量程为，量程为1.5V1.5V，内阻，内阻r r1 1750750；电压表电压表V V2 2，量程为，量程为5V5V，内阻，内阻r r2 225002500；滑线变阻器滑线变阻器R R，最大阻值约为，最大阻值约为100100；单刀单掷开关单刀单掷开关K K，导线若干。，导线若干。（1 1）测量中要求电

12、压表的读数不小于其量）测量中要求电压表的读数不小于其量程的程的1/31/3，试画出测量电阻，试画出测量电阻Rx的一种实验电的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。的英文字母标注）。（2 2）若电压表）若电压表V V1 1的读数用的读数用U U1 1表示，表示，电压表电压表V V2 2的读数用的读数用U U2 2表示，则由已表示，则由已知量和测得量表示知量和测得量表示R Rx x的公式为的公式为R Rx x_。为了测量量程为为了测量量程为3V3V的电压表的电压表V V的内阻的内阻（约（约20002000），可供选择的器材有：），可

13、供选择的器材有：电流表电流表A A1 1，量程为，量程为0.6A0.6A，内阻约，内阻约0.10.1电压表电压表V V2 2，量程为，量程为5V5V，内阻约，内阻约35003500变阻箱变阻箱R R1 1，阻值范围为，阻值范围为0-99990-9999变阻箱变阻箱R R2 2，阻值范围为，阻值范围为0-99.90-99.9滑动变阻器滑动变阻器R R3 3，最大阻值约为，最大阻值约为100100，额定电流额定电流1.5A1.5A电源电源E E，电动势，电动势6V6V，内阻约，内阻约0.50.5；另；另外还有单刀单掷开关外还有单刀单掷开关K K，导线若干。，导线若干。(a)请从上述器材中选择必要的

14、器材，请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表设计一个测量电压表V的内阻的实验的内阻的实验电路，画出电路原理图（电路原理图电路，画出电路原理图（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。注），要求测量尽量准确。(c c)说明实验所要测量的量：说明实验所要测量的量：_；写出计算电压；写出计算电压表表V V的内阻的内阻R RV V的计算公式为的计算公式为R RV V=_=_。在测定一节干电池的电动势和内电阻的实在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中验中,备有下列器材备有下列器材:干电池干电池(电动势约为电动势约为1.5v,1.5v,

15、内电阻小于内电阻小于1.0).1.0).电流表电流表G(G(满偏电流满偏电流3mA,3mA,内电阻内电阻R Rg g=10)=10)电流表电流表A(00.6A,A(00.6A,内电阻约内电阻约0.1)0.1)滑线变阻器滑线变阻器R R1 1(020,10A)(020,10A)滑线变阻器滑线变阻器R R2 2(0100,1A)(0100,1A)定值电阻定值电阻R R3 3(990)(990)开关和导线若干开关和导线若干.滑线变阻器应选用滑线变阻器应选用_._.设计实验电路图设计实验电路图.如图所示为某一同学根据他所设计的实如图所示为某一同学根据他所设计的实验给出的验给出的I I1 1II2 2图线图线(I(I1 1 为电流表为电流表G G的示数的示数,I I2 2为电流表为电流表A A的示数的示数),),由图线可求得被测电由图线可求得被测电池的电动池的电动势势E=_E=_内内电阻电阻r=_r=_