高中物理伏安法测电阻(高三复习用,较全面)

1、R =U I xAURRRI测xVAxRRRRxVAxRRRRVxVxR RURIRR测或或或或RxA1A2RxA1A2Rxv2v1Rxv1v2RxA1A2Rxv2v12控制电路的选择控制电路的选择控制电路分为限流式和分压式两种控制电路分为限流式和分压式两种 PA R B PA R B 变阻器的常规处理变阻器的常规处理 将变阻器从滑动触点将变阻器从滑动触点P P分成两个部分，把一个完整的变阻器分成两个部分，把一个完整的变阻器看成是由两部分串联组成的，如下图所示。看成是由两部分串联组成的，如下图所示。 两种接法的比较a.a.电压的调节范围电压的调节范围分压：分压：U UL L=0U=0U0 0限

2、流：限流： 00URRRUULLLb.b.电流的调节范围电流的调节范围分压：分压：LLRUI00 限流：限流：LLLRURRUI00 可见：分压式可见：分压式接法的最大优点是接法的最大优点是它的调压（或调流）它的调压（或调流）范围宽，其次是它范围宽，其次是它的电压、电流范围的电压、电流范围都包含都包含0 0值且跟值且跟R R无无关：而限流式接法关：而限流式接法不仅调压（或调流）不仅调压（或调流）范围较窄，而且其范围较窄，而且其电压、电流范围都电压、电流范围都不含不含0 0值还跟值还跟R R有关。有关。从调节范围来看从调节范围来看从方便调节的角度来看从方便调节的角度来看 分压式接法以分压式接法以

3、R RL LR R尤其以尤其以R RL LR R为优；而限流式为优；而限流式接法应以接法应以R RL LR R或跟或跟R R相当，即相当，即R RL LRR为宜。为宜。从节能方面来看从节能方面来看 在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总功率小，电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，功率小，电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，电源负担重。电源负担重。从电路结构上看从电路结构上看 限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂得多。得多。两种接法的选择原则从实验的目的和要求上看从实验的目的和要求上看 若需要大

4、范围调压或需小电流调节，尤其是要求含若需要大范围调压或需小电流调节，尤其是要求含0值的电值的电流、电压调节，那就非分压式接法莫属了。若仅仅是为了电路流、电压调节，那就非分压式接法莫属了。若仅仅是为了电路的的 安全，而对电压、电流的调节又没有特殊要求时，则选择限安全，而对电压、电流的调节又没有特殊要求时，则选择限流式接法还更简便、更节能一些。流式接法还更简便、更节能一些。从方便调节的角度来看从方便调节的角度来看 通常对小阻值滑动变阻器或大阻值负载（通常对小阻值滑动变阻器或大阻值负载（RL 与与R相比较），相比较），以分压式接法为优；相反对大阻值滑动变阻器或小阻值负载则以分压式接法为优；相反对大阻

5、值滑动变阻器或小阻值负载则以限流式为宜。以限流式为宜。 (1)(1)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始可连续调节时必须采用分压接法。零开始可连续调节时必须采用分压接法。 (2) (2)当被测电阻阻值当被测电阻阻值RxRx远大于滑动变阻器的最大远大于滑动变阻器的最大值值R R，且实验要求的电压变化范围较大，且实验要求的电压变化范围较大( (或要求测量多或要求测量多组数据组数据) )时，必须采用分压接法。时，必须采用分压接法。 (3) (3)若采用限流接法，电路中实际电压若采用限流接法，电路中实际电压( (电流电流) )总总是超过实验仪器的量程时，只

6、能采用分压接法。是超过实验仪器的量程时，只能采用分压接法。下列三种情况必须选用分压接法下列三种情况必须选用分压接法1、用伏安法测量一个电阻器材有：、用伏安法测量一个电阻器材有： 待测电阻待测电阻RX(约为约为15); 电流表电流表(量程为量程为25mA,内阻内阻） 电压表（量程为，内阻电压表（量程为，内阻k） 电源（，电源（，r=0) 滑动变阻器（最大值滑动变阻器（最大值00，允许最大电流），允许最大电流） 开关个，导线若干，开关个，导线若干， 根据器材规格和实验要求连接实物图根据器材规格和实验要求连接实物图500VARRR析：析：RXR采用采用电流表外接电流表外接法法 RXR ，因此采用，因

7、此采用分压式接法分压式接法(1)(2)KRRRVA5 . 51003 . 0RX=25K因此采用因此采用安培表内接法安培表内接法RXRVAR 1安全性原则：实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值 2精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确（减小误差） 3简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便本着这三个原则，一般按照如下顺序选择电路和器材：本着这三个原则，一般按照如下顺序选择电路和器材：1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性、

8、安全性简便性、安全性2、电流表和电压表的选择（电表）、电流表和电压表的选择（电表）-安全性、精确性安全性、精确性3、电流表的内外接、电流表的内外接 （测量电路）（测量电路）-精确性精确性1、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）、滑动变阻器的接法和选择（控制电路）-简便性简便性2、电流表和电压表的选择（电表）、电流表和电压表的选择（电表）-安全性和精确性安全性和精确性3、电流表的内外接、电流表的内外接 （测量电路）（测量电路）-精确性精确性 1 1、 有一个量程为有一个量程为0 00.60.63 3安培的安培表（安培的安培表（0 00.60.6安培挡安培挡的内阻为的内阻为0.1250.125欧，欧

9、，0 03 3安培挡的内阻为安培挡的内阻为0.0250.025欧），欧），一个量程为一个量程为0 01515伏的伏特表（内阻为伏的伏特表（内阻为1.51.510104 4欧姆），欧姆），一个滑动变阻器（电阻为一个滑动变阻器（电阻为0 0200200欧），欧），一个电压为一个电压为1212伏特的蓄电池组，伏特的蓄电池组，一个电键和一些导线。一个电键和一些导线。要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈要使用这些器件用伏安法测量一个阻值约为几十欧的线圈的电阻。的电阻。 画出实验画出实验应采用的电路应采用的电路图。图。 在实物图中在实物图中画线，把所示画线，把所示器件连接成电器件连接成电路。

10、路。用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻待测电阻 R Rx x ( (阻值约为阻值约为25K25K) )电流表电流表 A A1 1 ( (量程量程 100A100A，内阻约为，内阻约为 2K2K) )电流表电流表 A A2 2 ( (量程量程 500A500A，内阻约为，内阻约为 300300) )电压表电压表 V V1 1 ( (量程量程 10V10V，内阻约为，内阻约为 100 k100 k) )电压表电压表 V V2 2 ( (量程量程 50V50V，内阻约为，内阻约为 500 k500 k) )电电 源源 E E ( (电动势电动

11、势 15V15V，允许通过的最大电流，允许通过的最大电流 1A)1A)滑动变阻器滑动变阻器 R R ( (最大阻值最大阻值 1 k1 k) )电键电键 S S，导线若干，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)(1)电流表应选电流表应选_，电压表应选，电压表应选_。(2)(2)画出实验电路图并连接实物图。画出实验电路图并连接实物图。由于 、可见，RV与RX相差更大些，应采用安培表外接式。210125. 010nRRAx分析：341010105 . 1nRRXV由于待测电阻小于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用限流式接法。 V电路图如图所示

12、RX R AA由于通过电路的最大电流为：AARUrRRUIxAx6 . 0201200max可见，电流表的量程选0.6安培即可。 V RX R AA线路连接如下： 2. 图为伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实图为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：物图。器材规格如下：待测电阻待测电阻Rx（约约100欧）欧）直流毫安表（量程直流毫安表（量程010毫安，内阻毫安，内阻50欧）欧）直流电压表（量程直流电压表（量程03伏，内阻伏，内阻5千欧）千欧）直流电源（输出电压直流电源（输出电压4伏，内阻可不计）伏，内阻可不计）滑动变阻器（阻值范围滑动变阻器（阻值范围015欧

13、，允许最大电流欧，允许最大电流1安）安）电键一个，导线若干条电键一个，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。根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。分析由于待测电阻大于滑动变阻器的全值电阻，所以变阻器应采用分压式接法。由于RA与RX相当，而RVRX，所以，采用安培表外接式。若选用限流式接法，则通过回路的最小电流为：mAmAARRRUIAx1024501510040min可见，只有选用分压式接法。线路连接如下：l【例7】一个电压表的内阻为30k左右，现要用伏安法测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程5V）电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5

14、mA）电流表A3（量程06A）滑动变阻器R（最大阻值1k）电源（电动势6V）开关S及导线在所提供的电流表中，应选用 （填字母代号）解：解：选择的电流表，接入电路后，首先要安全，其次要准确在最大电流不超选择的电流表，接入电路后，首先要安全，其次要准确在最大电流不超电流表量程的前提下，应尽量地使指针满偏或接近满偏为了准确地选择该实电流表量程的前提下，应尽量地使指针满偏或接近满偏为了准确地选择该实验所需的电流表，必须估算电路中可能达到的最大电流强度，估算时应抓住主验所需的电流表，必须估算电路中可能达到的最大电流强度，估算时应抓住主要矛盾，忽略次要因素要矛盾，忽略次要因素Imax/RV因为忽略了电源内

15、阻，电流表内阻，所以电路中可能达到的最大电流强度因为忽略了电源内阻，电流表内阻，所以电路中可能达到的最大电流强度一定小于一定小于200A如果仅从安全角度看，电流表如果仅从安全角度看，电流表A1，A2，A3均可，但从安全与均可，但从安全与准确相结合的角度看，只能选用电流表准确相结合的角度看，只能选用电流表A1。RxA1A221101.IIrRIE R1rRoA2SA1半偏法测电阻与电流表改装成伏特表和安培表 一一 、实验目的：、实验目的： 用半偏法测量一个灵敏电流用半偏法测量一个灵敏电流为为I Ig g 的电流表的内电阻的电流表的内电阻 R R ，并将它改装成一个量程为并将它改装成一个量程为 v

16、 v ( (I I) )的电压的电压( (安培表安培表) )，并校，并校准该改装表。准该改装表。电原理图 若主回路电流恒定不变，当两支路电若主回路电流恒定不变，当两支路电流各分摊总电流的一半时，则这个支路电流各分摊总电流的一半时，则这个支路电阻相等。用电阻箱阻相等。用电阻箱 R R2 2 的可读阻值去替代的可读阻值去替代被测电流表的内阻值被测电流表的内阻值 R Rg g 。l现备有如下器材：现备有如下器材：lA. A. 电流表（量程电流表（量程0 0 100 A100 A，内阻约为，内阻约为100 100 ） lB. B. 电阻箱（范围电阻箱（范围O O 10 10 ）lC. C. 电阻箱（范

17、围电阻箱（范围0 0 9999 9999 ）lD. D. 电阻箱（范围电阻箱（范围0 0 99999 99999 ） lE. E. 滑动变阻器（范围滑动变阻器（范围0 0 200 200 ） lF. F. 电源（电动势电源（电动势3 v 3 v ，内阻不计），内阻不计）lG. G. 开关和若干导线开关和若干导线 1. 仪器的规格与量程的选择。 2. 线路的连接。 3. 实验中读得 R2 的阻值为100 ，若将此电流表改装成量程为 3v 的电压表，应 串 联一个阻值为 29900 的电阻。 4. 若用此改装表去测量一稳恒电压，则测量值和真实值相比 偏小 （填“偏大”或“偏小”） 。 接通s1 ，

18、调节R1 ，使电流表指针偏转到满刻度； 再接通s2 ，调节R2 ，使电流表指针偏转到满刻度的一半； 读出 R2 的阻值，即认为电流表的内阻 Rg = R2 。 分析与解答分析与解答： （）为了控制主回路的电流强度，主回路中调整和控制电流的电阻 R1 应选阻值较大，调节范围较宽的电阻， R1 应选调节范围为 0 99999 的电阻箱。电流表的电阻一般在 100 左右，用半偏法测电流表的电阻时，与电流表并联分流的电阻用只要略大于电流表电阻的电阻箱即可， R2 应选调节范围为 0 9999 的电阻箱。 （ 、） 实验中若读得实验中若读得 R R2 2 的阻值为的阻值为100 100 ，则电流表的电阻则电流表的电阻 R Rg g = 100 = 100 。由于。由于R R2 2 与电流表并与电流表并联后，联后，R R2 2 调整到电流表半偏时，回路的总电阻减小，调整到电流表半偏时，回路的总电阻减小，主回路中的电流将大于电流表的满偏电流主回路中的电流将大于电流表的满偏电流 I Ig g ，而通，而通过电流表的电流为过电流表的电流为 I I