电阻的测量 总结.ppt

电阻的测量 两类测量 电阻的测量 直接测量 利用多用电表测电阻 间接测量 设计电路测电阻 考试说明中要求的七个电学实验 描绘小电珠的伏安特性曲线测定金属的电阻率测定电源的电动势和内阻练习使用多用电表电表的改装示波器的使用传感器的简单使用 电学实验的主题 电学实验概述 利用多用电表测电阻 在具体操作中有哪些注意事项 为尽可能提高测量的精确度 我们应从哪些角度来选择合适的档位 如 10档 100档等 思考 多用电表测电阻的注意事项 表笔入孔选功能 红黑短接先调零 待测电阻外不通 金属测杆手莫碰 指针偏转要适中 每次换档重调零 勿忘读数倍率乘 用毕拔笔OFF停 点穴通脉扣双基 提纲挈领建体系 一个主题 两类测量 三个选择 电阻的测量 直接测量 利用多用电表测电阻 间接测量 设计电路测电阻 控制电路的选择 滑线变阻器在电路中有两种连接方式式 限流式接法和分压式接法 结合已有经验思考 在什么情况下选择限流式接法 什么情况下选择分压式接法 分压式接法PK限流式接法 思考 一 控制电路的选择 滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据 a 负载电阻电压要求变化范围较大 且从零开始连读可调 应选分压电路 b 若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R 应选分压电路 c 若待测用电器的额定电流较小或所使用的电压表和电流表的量程太小 且没有要求电压从零可调 应选限流电路 d 两种电路均可时限流电路优先 因为限流电路总功率小 e 特殊问题要具体问题具体分析 点穴通脉扣双基 提纲挈领建体系 一个主题 两类测量 三个选择 电阻的测量 直接测量 利用多用电表测电阻 间接测量 设计电路测电阻 控制电路的选择 滑线变阻器的分压式接法PK限流式接法 测量电路的选择 安培表的内接法VS外接法思考 结合已有经验思考 在什么情况下选择内接法 什么情况下选择外接法 二 测量电路的选择 a 阻值判断法 当待测电阻的阻值Rx较小时 采用外接法误差较小 当待测电阻的阻值Rx较大时 采用内接法误差较小 b 倍率比较法 如果RV Rx Rx RA采用外接法误差小如果RV Rx Rx RA采用内接法误差小 c 试触法 点穴通脉扣双基 提纲挈领建体系 一个主题 两类测量 三个选择 电阻的测量 直接测量 利用多用电表测电阻 间接测量 设计电路测电阻 控制电路的选择 滑线变阻器的分压式接法PK限流式接法 测量电路的选择 安培表的内接法VS外接法 实验器材的选择 安培表 电压表 滑线变阻器 思考 在实验器材不唯一的情况下需做出正确的选择 只有使器材得以优化组合才能达到预期的实验效果 实验习题中常见的供选器材有 电流表 电压表 滑线变阻器 结合已有经验思考如何选择器材 三 实验器材的选择 几种常见器材的再认识 实验器材的选择的几个原则 安全因素 通过电源 电表 电阻的电流不能超过允许的最大电流 准确因素 选择电表时 保证电流和电压均不超过其量程 使指针有较大偏转 一般取满偏度的1 3 2 3之间 使用欧姆表选档时让指针尽可能在中值刻度附近 选滑动变阻器时 要考虑其允许通过的最大电流和其电压调节范围 又要操作方便 方便操作 4 实验的实际要求 点穴通脉扣双基 提纲挈领建体系 一个主题 两类测量 三个选择 电阻的测量 直接测量 利用多用电表测电阻 间接测量 设计电路测电阻 控制电路的选择 滑线变阻器的分压式接法PK限流式接法 测量电路的选择 安培表的内接法VS外接法 实验器材的选择 安培表 电压表 滑线变阻器 限流器电路 安培表内接法 限流器电路 安培表外接法 分压器电路 安培表内接法 分压器电路 安培表外接法 伏安法测电阻 负载RX的电压调节范围 可见滑动变阻器的总阻值R越大 电阻RX两端电压的变化范围越大 变阻器总阻值R是Rx的2 5倍时 限流接法对电流 电压控制作用显著 这样既便于调节 用电器两端电压变化范围又比较大 1 限流电路 在合上开关以前 一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大 如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始连续可调 也没有要求多测几组数据 而且滑动变阻器的阻值比待测电阻的阻值大 并且在滑动变阻器连成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作 这时应从节省电能 和电路简单考虑 选用限流电路 2 分压电路 负载RX的电压调节范围0 E 在合上开关以前 一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端 以使负载上的电压和电流最小 均为零 滑动变阻器的总阻值R越小 越便于调节用电器两端电压 一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻 在0 1 0 5倍之间为好 要求测量结果尽量准确 需要多测几组数据 要求待测电阻两端电压变化范围较大 或要求从零开始连读可调 应选分压电路 如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多 为了能使待测电阻两端电压有较大变化 应选分压电路 如果采用限流电路时 电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程 应选分压电路 伏安法测电阻之发散思维 2 安安法 电流表的创新使用 测电压 条件 已知电流表A2的内阻 将A2看成一个电压表使用 1 伏安法 测电压表的电阻 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 3 伏伏法 电压表的创新使用 测电流 条件 已知电压表V2的内阻 将V2看成一个电流表使用 没有系统误差 存在系统误差 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 替代法测量电阻 利用伏安法测电阻 无论电流表内接还是电流表外接都会对测量造成误差 而利用替代 比较 法测电阻可避免这些误差 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 使电路中电表的读数与原来一样 这样的电阻箱便是待测电阻的阻值 1 原理 2 电路 用电阻箱和电流表测量 用电阻箱和电压表测量 半偏法测量电流表的内阻 1 原理 半偏法测电流表内阻的原理是欧姆定律和并联电路的电流分配关系 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 2 电路 3 步骤 1 先闭合S1 调节R1使电流表指针满偏 2 再闭合S2 保持电阻R1不变 调节R2使电流表指针半偏 记下R2的值 3 若R1 Rg 有Rg R2 4 误差分析 在用半偏法测电流表的内阻的实验中 当闭合开关S2时 调节R2使电流表半偏 即通过电流表的电流为Ig 2 此时干路总电流因回路中总电阻变小而变大 即比Ig稍大 这样通过R2的电流将大于Ig 2 因此电流表内阻的测量值小于真实值 实验条件 误差分析拓展 V A Rg测量值小于真实值 R串大于标准值 R并小于标准值 改装成电压表读数小于真实值 改装成电流表读数小于真实值 改进 在R串上并联一个大电阻 改进 在R并上串联一个小电阻 RV大于标准值 RA小于标准值 通过表头的电流偏小 把电流表改装成伏特表 把电流表改装成安培表 半偏法测电压表的内阻 1 把电阻箱R0的阻值调到0 把滑动变阻器的触头P滑到a端 3 保持滑动变阻器触头位置不变 调节R0使电压表指针半偏 记下R0的值 4 若R RV 有Rv R0 2 闭合开关S 调节R使电压表指针满偏 误差分析 满偏时Pa之间电阻 半偏时Pa之间电阻 串联分压 实验条件 典题1 一学生使用多用表测电阻 他的主要实验步骤如下 A 把选择开关扳到 1K 的欧姆档上 B 把表笔插入测试管插孔中 先把两根表笔接触 旋转调零旋扭 使指针指在电阻刻度的零位上 C 把两根表笔分别与某一等测电阻的两端相接 发现这时指针读数较小 D 换用 100 的欧姆档 发现这时指针偏转适中 随即记下欧姆数值 E 将表笔从测试笔插孔中拔出后 就把多用表放回桌上原处 实验完毕 这个学生在测量时已注意到 待测电阻与其他元件和电源断开 不用手碰表笔的金属杆 这个学生在实验中违反了哪一或哪些重要的使用规则 答 换用欧姆档的档位时 要重新调整调零旋扭 多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档 当对待测电阻阻值一无所知时 先粗略的选一个档位 然后根据指针偏转情况再进一步选档位 典题2 使用中值电阻是25欧 1 挡 的万用表依次测量两个定值电阻 已知它们的阻值约为R1 20欧和R2 30千欧 在下列的一系列操作中 选出尽可能准确地测定各阻值 并符合万用表使用规则的各项操作 将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处 A 转动选择开关使其尖端对准 1K 挡B 转动选择开关使其尖端对准 100 挡C 转动选择开关使其尖端对准 10 挡D 转动选择开关使其尖端对准 1 挡E 转动选择开关使其尖端对准 OFF 挡F 将两表笔分别接触R1的两端 读出阻值后 随即断开 G 将两表笔分别接触R2的两端 读出阻值后 随即断开 H 将两表笔短接 调节调零旋扭 使表针指在刻度线右端的 0 刻度 所选操作的合理顺序 DHFAHGE 粗知电阻的情况下可根据表盘上的中值电阻来定档位 典题1用伏安法测量定值电阻的阻值 备用器材如下 待测电阻Rx 阻值约为25K 电流表A1 量程100 A 内阻约为2K 电流表A2 量程500 A 内阻约为300 电压表V1 量程10V 内阻约为100k 电压表V2 量程50V 内阻约为500k 电源E 电动势15V 允许通过的最大电流1A 滑动变阻器R 最大阻值1k 电键S 导线若干 为了尽量减小实验误差 要求测多组数据 1 电流表应选 电压表应选 2 画出实验电路图 A2 V1 典题2 从下表中选出适当的实验器材 设计一电路来测量电流表A1的内阻r1 要求方法简捷 有尽可能高的测量精度 并能测得多组数据 画出电路图 标明所用器材的代号 若选测量数据中的一组来计算r1 则所用的表达式为r1 式中各符号的意义是 r1 I2r2 I1 式中I2为电流表A2的示数 r2为电流表A2的内阻 I1为电流表A1的示数 典题3 现要测量某一电压表V的内阻 给定的器材有 待测电压表V 量程2V 内阻约4k 电流表A 量程1 2mA 内阻约500 直流电源E 电动势约2 4V 内阻不计 固定电阻3个 R1 4000 R2 10000 R3 15000 电键S及导线若干 要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半 试从3个固定电阻中选用1个 与其它器材一起组成测量电路 并在虚线框内画出测量电路的原理图 要求电路中各器材用题中给定的符号标出 电路接通后 若电压表读数为U 电流表读数为I 则电压表内阻RV UR1 IR1 U A 典题4 为了测量电阻Rx的阻值 实验室备有下列器材A 待测电阻Rx 阻值约为200 B 直流电源 电动势约为3V 内电阻约为0 5 C 电流表A1 量程10mA 内阻r 80 D 电流表A2 量程20mA 内阻约为30 E 定值电阻R0 100 F 滑动变阻器R 最大电阻值为20 额定电流1 0AG 单刀单掷开关一个 导线若干 1 为尽量准确地测出RX的阻值 甲 乙 丙三位同学设计了三种实验电路 如图所示 你认为正确的是 填 甲 乙 丙 乙 2 开始实验时 在合上开关S前 滑动变阻器的滑动触头应置于端 填 a 或 b 3 按所选的电路进行测量 读出电流表A1的示数为I1 电流表A2的示数为I2 推导出计算RX的表达式为RX b RX I1 R0 r I2 I1 例1 用伏安法测量金属导线的电阻R 试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路 图中安培表的量程为0 6A 内阻接近1 伏特表的量程为3V 内阻为5K 电源的电动势为6V 变阻器的阻值为0 20 在闭合电键前 变阻器滑动触点应处于正确位置 解 金属导线的电阻不大 安培表应外接 变阻器电阻比较大 可用限流接法 画出电路图如下 例2 有一个电阻Rx 其阻值大约是25k 可供选择的器材是 电流表A1 0 100 A 2k 电流表A2 0 500 A 300 电压表V1 0 10V 100k 电压表V2 0 50V 500K 直流稳压电源E 15V 1A 滑动变阻器R 1k 1W 电键K和若干根导线 试选择适当的器材 选取适当的电路 使测量尽可能准确 并画出电路图 再将如图示的实物连线 解 1 电压表 电流表的选择 由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻 因此滑动变阻器必须用分压器接法 若电压表选V2 50V 因为电源电压15V不足其量程的1 3 所以电压表应选V1 10V 2 电流表内接法和外接法的选择 实验电路图 因为RX 25K RA 300 所以采用电流表内接法 由于用分压器接法时 电阻RX中的最大电流为 Imax 10V 25K 0 4mA 400 A 所以电流表选A2 500 A 例3 如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图 器材规格如下 1 待测电阻Rx 约100 2 直流毫安表 量程0 10mA 内阻50 3 直流电压表 量程0 3V 内阻5k 4 直流电源 输出电压4V 内阻可不计 5 滑动变阻器 阻值范围0 15 允许最大电流1A 6 电键一个 导线若干条 根据器材的规格和实验要求 在本题的实物图上连线 答 因毫安表内阻与待测电阻相近 必须 外接 因为变阻器电阻很小 电源和滑动变阻器连接成分压电路 全题6分 电源 滑动变阻器连接成分压电路 占3分 除电键接错扣1分外 其它任何错都不给这3分 伏安法测电阻的电路占3分 其中电流表应外接 即电压表应直接与待测电阻并联 这部分接线中有任何错误都不给这3分 A1 例4 某电压表的内阻在20 50k 之间 现要测量其内阻 实验室提供下列可选用的器材 待测电压表V 量程3V 电流表A1 量程200 A 电流表A2 量程5mA 电流表A3 量