伏安法测电阻及其情景变式

1、 1、伏安法测电阻、伏安法测电阻 实验原理：欧姆定律，即用电流表和电压表测实验原理：欧姆定律，即用电流表和电压表测电阻。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AVRXARXV I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流表两个，电压表两个，电阻箱电流表两个，电压表两个，电阻箱一个，定值电阻一个，滑动变

2、阻器一个，定值电阻一个，滑动变阻器一个，电源一个，电键和导线若干。一个，电源一个，电键和导线若干。请从上面所给的器材中选择器材。请从上面所给的器材中选择器材。设计一个测定电阻的实验方案。设计一个测定电阻的实验方案。（注，当你要测定某一元件的电阻（注，当你要测定某一元件的电阻时，其它元件电阻则为已知时，其它元件电阻则为已知,可以只可以只画部分电路）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、电压表则可当作电流表、电压表以及定值电阻来使用。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

3、大值接当两电表所能测得的最大值接近时近时,如果电流表如果电流表A1的内阻的内阻R1,则测得则测得A2的内的内阻阻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,同同样可测得样可测得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,待测待测电阻电阻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、电压表则可当作电流表、电压表和定值电阻来使用和定值电阻来使

4、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流接近时,若若已知已知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/U1221110UR =UU+RR(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, ,测量误差测量误差小小, ,此方法比较适合测大阻此方法比较适合测大阻值的灵敏电流表的内阻值的灵敏电流表的内阻, ,且且电阻的测量值偏大电阻的测量值偏大. .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, ,操作操作步骤如下步骤如下: :断开断开S S2 2、闭合、闭合S S

5、1 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,此方法比较适合测此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻小阻值的电流表的内阻,且且电阻的测量值偏小电阻的测量值偏小.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

6、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, ,操作步骤如操作步骤如下下: :闭合闭合S,S,调节电阻箱阻值为调节电阻箱阻值为R R1 1时时, ,测得测得V V表示数为表示数为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表示数为表示数为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. .这个这个方法也可测大阻值的方法也可测大阻值的G G表内表内阻阻, ,若考虑电源内阻若考虑电源内阻

7、, ,此法测此法测量值偏大量值偏大. .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, ,操作步操作步骤如下骤如下: :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, ,电阻箱的阻值电阻箱的阻值调到最大调到最大; ;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表指针指到满表指针指到满刻度的一半刻度的一半; ;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

8、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=(I1 1-I-I2 2)R/I)R/I2 2. .图中电阻箱图中电阻箱R R可测得可测得A A2 2表两端的电压为表两端的电压为(I(I1 1-I-I2 2)R,)R,起到了测起到了测电压的作用电压的作用. .(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, ,则测得干路电流为则测

9、得干路电流为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电流图中电阻箱与电压表配合使用起到了测电流的作用的作用. .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表是表是示数示数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

10、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，内阻可忽略不计；，内阻可忽略不计； 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，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，并测多组数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据。试在虚线框中画出测量电

11、阻R RX X的一种实的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题中相验电路原理图（原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）。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，电流表表A A2 2的示数为的示数为I I2 2。则由已知量和测量量计算。则由已知量和测量量计算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

12、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）测量中要求电压表的读数不小于其量程的）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/31/3，试画出测量电阻，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。注）。（2 2）若电压表）若电压表V V1 1的读数用

13、的读数用U U1 1表示，电表示，电压表压表V V2 2的读数用的读数用U U2 2表示，则由已知量表示，则由已知量和测得量表示和测得量表示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（约的内阻（约20002000），可供选择的器材有：），可供选择的器材有：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

14、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，额定电流定电流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；另外还；另外还有单刀单掷开关有单刀单掷开关K K，导线若干。，导线若干。(a)请从上述器材中选择必要的器材，设请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表计一个测量电压表V的内阻的实验电路，的内阻的实验电路，画出电路原理图（电路原理图中的元件画出电路原理图（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注），要求要用题中相应的英文字母标注），要求测量尽量准确。测量尽量准确。( (c c) )

15、说明实验所要测量的量：说明实验所要测量的量：_；写出计算电压表；写出计算电压表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验在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中中, ,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, 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(0A(00.6A, 0.6A, 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 (0(020,10A)20,10A)滑线变阻器滑线变阻器R R2 2 (0 (0100,1A)100,1A)