电阻的测量09开放日3

1、学而不思则罔，思而不学则殆。 论语 石门中学物理组石门中学物理组 陈桂红陈桂红用多用电表直接测量用多用电表直接测量伏安法伏安法 间接测量间接测量替代法替代法 比较法比较法一、伏安法间接测量一、伏安法间接测量 例例1：测电阻的实验所需的器材规格如下：测电阻的实验所需的器材规格如下:待测电阻（阻值约为待测电阻（阻值约为100）直流电流表（量程直流电流表（量程0 10mA，内阻为，内阻为50)直流电压表（量程直流电压表（量程0 3V，内阻为，内阻为5K）直流电源（输出电压为直流电源（输出电压为4V，内阻不计），内阻不计）滑动变阻器（最大阻值为滑动变阻器（最大阻值为15，允许通过的，允许通过的最大电流

2、为最大电流为1A）开关一个，导线若干开关一个，导线若干 请利用上述器材，设计一个测量待测电阻的实请利用上述器材，设计一个测量待测电阻的实验电路，要求测量尽量准确。验电路，要求测量尽量准确。再将如图所示的实再将如图所示的实物连线。物连线。Rx约为约为100 滑动变阻器的最大滑动变阻器的最大阻值为阻值为15 电压表的内阻电压表的内阻5 k 电流表内阻为电流表内阻为50电路设计的三个选择：电路设计的三个选择：控制电路的选择：控制电路的选择：滑动变阻器两种连接方式滑动变阻器两种连接方式测量电路的选择：测量电路的选择：安培表的内、外接法安培表的内、外接法方法总结方法总结电表的选择：量程合适。电表的选择：

3、量程合适。 例例2：用以下器材测量电阻：用以下器材测量电阻RX的阻值（的阻值（900-1000）：）：电源电源E，有一定内阻，有一定内阻，电动势约为电动势约为9.0V；电压表电压表V1，量程为，量程为1.5V，内阻，内阻r1750；电压表电压表V2，量程为，量程为5V，内阻，内阻r22500；滑动变阻器滑动变阻器R，最大阻值约为，最大阻值约为100；单刀单；单刀单掷开关掷开关K，导线若干。，导线若干。实验电路如上图所示，若电压表实验电路如上图所示，若电压表V1的读数用的读数用U1表示，电压表表示，电压表V2的读数用的读数用U2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RX的公式为

4、的公式为RX 。“伏伏伏伏”法法11121112,rUUURrUIUUUIURXXXXXX 点评：点评：电压表电压表V1的内阻已知，的内阻已知，可当电流表使用可当电流表使用 例例3：用以下器材测量一待测电阻的阻值。：用以下器材测量一待测电阻的阻值。器材（代号）与规格如下：器材（代号）与规格如下：电流表电流表A1（量程（量程250mA，内阻，内阻r1为为5）；）；标准电流表标准电流表A2（量程（量程300mA,内阻内阻r2约为约为5)待测电阻待测电阻R1（阻值约为（阻值约为100），），滑动变阻器滑动变阻器R2（最大阻值（最大阻值10）；）；电源电源E（电动势约为（电动势约为10V，内阻约为，内

5、阻约为1），），单刀单掷开关单刀单掷开关S，导线若干。，导线若干。 答案：（答案：（1）实验电路如图所示。）实验电路如图所示。（2）电流表）电流表A1、A2的读数的读数I I1、I I2，待测电阻的阻值公式是待测电阻的阻值公式是11211rIIIR “安安安安”法法点评点评：电流表电流表A1的内阻已知，可的内阻已知，可当电压表使用。当电压表使用。1、“伏伏伏伏”法法是利用两块电压表测是利用两块电压表测电阻的一种方法，它的创新思维是电阻的一种方法，它的创新思维是运用电压表测电流，运用电压表测电流，用已知内阻的用已知内阻的电压表作电流表使用。电压表作电流表使用。2、“安安安安”法法是利用两块电流表

6、测是利用两块电流表测电阻的一种方法，它的创新思维是电阻的一种方法，它的创新思维是运用电流表测电压，运用电流表测电压，用已知内阻的用已知内阻的电流表作电压表使用电流表作电压表使用。二、伏安法的变形测法二、伏安法的变形测法器材器材( (代号代号) )规格规格电流表电流表(A(A1 1) )电流表电流表(A(A2 2) )电压表电压表(V)(V)电阻电阻(R(R1 1) )滑动变阻器滑动变阻器R R2 2电池电池(E)(E)开关开关(S)(S)导线若干导线若干量程量程10mA,10mA,内阻内阻r r1 1待测约待测约40)40)量程量程500A,500A,内阻内阻r r2 2=750=750量程量

7、程10V,10V,内阻内阻r r3 3=10k=10k阻值约阻值约100,100,作保护电阻用作保护电阻用总阻值约总阻值约5050电动势电动势1.5V,1.5V,内阻很小内阻很小【挑战高考【挑战高考00】从下表中选出适当的实验器材】从下表中选出适当的实验器材,设设计一电路来测量电流表计一电路来测量电流表A1的内阻的内阻r1,要求方法简捷要求方法简捷,有尽可能高的测量精度有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。并能测得多组数据。(1)画出实验电路图：标明所用器材的代号。画出实验电路图：标明所用器材的代号。(2)若选取测量中的一组数据来计算若选取测量中的一组数据来计算r1，则所，则所用的表达式用的

8、表达式r1 ，式中各符号的意义，式中各符号的意义是：是： 。解：解：电流表电流表I1m=10mA, r1 40 r r2 2=750 =750 R1=100 R2=50 (1)画出实验电路图：标明所用器材的代号。画出实验电路图：标明所用器材的代号。(2)若选取测量中的一组数据来计算若选取测量中的一组数据来计算r1，则所，则所用的表达式用的表达式r1 ，式中各符号的意义，式中各符号的意义是：是： 。0000年评分标准年评分标准: :（1）如图所示（）如图所示（5分。若分。若电阻电阻R1与电池串联，不扣分；若与电池串联，不扣分；若R2用作限用作限流电阻，正确的同样给分。）流电阻，正确的同样给分。）

9、（2）I I1表示表示通过电流表通过电流表A1的电流，的电流，I I2表示通过电流表表示通过电流表A2的电流，的电流，r2表示电流表表示电流表A2的内阻。（的内阻。（3分，分，未说明未说明r2的不扣分。）的不扣分。）1、半偏法测电流表内阻、半偏法测电流表内阻电流半偏法（限流式）电流半偏法（限流式）三、半偏法测电表内阻三、半偏法测电表内阻 在测量精度不是很高的情况下，可以在测量精度不是很高的情况下，可以采用半偏法测电阻采用半偏法测电阻.这是一种近似的测量电这是一种近似的测量电阻的方法，有电流半偏法和电压半偏法阻的方法，有电流半偏法和电压半偏法.1、测电流表内阻、测电流表内阻思考：思考：1）利用半

10、偏法测电）利用半偏法测电流表的电阻，应如流表的电阻，应如何操作？何操作？2）请对该实验进行）请对该实验进行误差分析？误差分析？电流半偏法电流半偏法S2闭合后线路总阻值闭合后线路总阻值减小，从而造成总电减小，从而造成总电流增大，电阻箱的电流增大，电阻箱的电流流 ,则则 R测测R真真误差分析：误差分析：2GI电阻箱调节不连续电阻箱调节不连续3）你认为本实验应满足的条件是什么？适）你认为本实验应满足的条件是什么？适合测大电阻还是小电阻？合测大电阻还是小电阻？4）电源的电动势应大一些好，还是小一些）电源的电动势应大一些好，还是小一些好？好？条件：条件：RRG G电流半偏法电流半偏法必要的操作步骤、合理

11、顺序为必要的操作步骤、合理顺序为 。E. 调节滑动变阻器的阻值，使电压表调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为的示数为3.0 V A. 闭合开关闭合开关S F. 断开开关断开开关SC. 将电阻箱将电阻箱R0的阻值调到零的阻值调到零H. 将滑动变阻器的滑动触将滑动变阻器的滑动触头调到头调到a端端 D. 调节电阻箱调节电阻箱R0的阻值，使电压表示的阻值，使电压表示数为数为 1.5 V，读出此时电阻箱读出此时电阻箱R0的阻值的阻值I I电压半偏法电压半偏法I.连接好电路，注意断开开关连接好电路，注意断开开关S电压半偏法电压半偏法思考：思考：1）测量产生误差的原因是什么？）测量产生误差的原因是什么？2

12、）你认为本实验应满足的条件是什么？）你认为本实验应满足的条件是什么？适合测大电阻还是小电阻？适合测大电阻还是小电阻？3）电源的电动势应大一些好，还是小一）电源的电动势应大一些好，还是小一些好？些好？条件：条件：RRv【小结】半偏法的特征：1 1、测量的是电表的内阻，都有电阻、测量的是电表的内阻，都有电阻箱、滑动变阻器。箱、滑动变阻器。2 2、电流电流半偏法来测半偏法来测小小电阻，电阻，电压电压半偏法来测半偏法来测大大电阻，电阻， 半偏法测电阻的系统误差半偏法测电阻的系统误差是无法消除的，用替代法和比是无法消除的，用替代法和比较法来测电阻，可以避免电路较法来测电阻，可以避免电路本身设计引起的系统

13、误差，进本身设计引起的系统误差，进行较精确测量。行较精确测量。 替代法替代法指的是用一已知电阻值指的是用一已知电阻值R0的的实验器材（一般往往是电阻箱）来代替实验器材（一般往往是电阻箱）来代替待测电阻待测电阻RX，而使电路中其它电表的示，而使电路中其它电表的示数不变数不变,那么：那么：RX R0 四、替代法四、替代法替代法的特征：替代法的特征：有有电阻箱电阻箱；有单刀双；有单刀双掷开关。电路本身不掷开关。电路本身不引起系统误差。引起系统误差。I1ARRxI2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 五、比较法测量电阻五、比较法测量电阻定值电阻已知ARRxI2一、用多用电表直接测量一、用多用电表直接测量二、伏安法二、伏安法 间接测量间接测量三、伏安法的引申三、伏安法的引申V-V 法法 A-A法法六、半偏法测电表内阻六、半偏法测电表内阻 四、替代法四、替代法 五、比较法五、比较法 、所给实验仪器若、所给实验仪器若没有电阻箱没有电阻箱,实验原理一定是伏安法或伏安法变实验原理一定是伏安法或伏安法变形形,、所给实验仪器若、所给实验仪器若有电阻箱有电阻箱,则考虑则考虑用等效代替法或半偏法。用等效代替法或半偏法。、所给实验仪器是、所给实验仪器是已知的固定电阻已知的固定电阻,则考虑用比较法。则考虑用比较法。 1、从所给器材判断