基础电学试验-伏安法测电阻

g基础电学试-伏安法测电阻g基础电学验：伏安法电阻．电表电表（）流表主要部件：永久磁铁和可以转动的线圈表头参数：线圈电阻R、满电I工作原理线通电后在磁场力的作用下带着指针偏转针的偏角与过线圈的电流I成比．（）小量程电流表改装成电压表——串联分压电路如图1所．R计算出串联电阻RI电压表内阻RRxII(R)Vx

，电压表量程

图(量程越大，内阻越大，量程与阻成正比)使用方法并联在被测部分两端可以看成一个能显示电压的大电阻电压表的内阻越大，对被测电压的影响越小．（）小量程电流表改装成电流表——并联分流电路如图2所．IR计算出并联电阻RIIRRIR电流表内阻RRI

，电流表量程

I

U

gA

图

I(量程越大，内阻越小，量程与阻成反比)使用方法联被测电路中看成一个能显示电流的小电阻流表的内阻越小，对被测电流的影响越小．（）意：改装成不同量程的电压表和电流表后，指针满偏时通过表头的电流始终相等均I)．（）流表的内阻很小，电压表的内阻很大，理想电流表内阻可视为零，理想电压表内阻可视为无穷大，测量时如不计内阻影响，即按上述结论看待。．电的量（）安法测未知电阻伏安法测量未知电阻阻值的原为欧姆定律R=U/I求解主仪器有安培表伏特表、滑动变阻器和电源，其电路图如图3所示图a)称为安培表外接法，测得电流不(=I+I——偏大，因此测得电阻值较真实值偏小误的来源为电压表分流作用为减小测量误差，根据分流原理，应选用内阻较大的伏特表但一般伏特表的内阻并不是特别大以该电路适用于测量小阻值的未知电阻．图b)称为安培表内接法，测得电压不准(U=U+U)——偏大，因此测得电阻值较真实值偏大．误差的来源为电流表的分压作用，为减小测量误差据分压原理用阻小的安培表是，一般安培表的内电阻不是特别小，所以该电路适用于测量大阻值的未知电阻．（）安法测电阻的两种电路比较

图/

测R测22基础电学试-伏安法测电阻测R测223.伏法测量据欧定，需的本量器电表和流．只有一个电表时，可以用标准电阻（电阻箱或一个定值电阻）代替．当电表的内阻已知时，根据欧姆定律I=U/R，压表同时可以当电流表使用，同样电流表也可以当电压表用．(a)

〔(1)若R/R＞R/R，一般选电流表的内接法，如图）示．由于该电路中，电压表xAVx的读数U示被测电阻与流表A串后的总电压，电表的读数I表通过本和ｘ的电流，所使用该电路所测阻R＝U/I＝R＋，比实值R大，相对误ｘｘAXA差

a

A

．(2)若R/R＜R/R，一般选电流表外接法，如图b所示．由于该电路中电压表的xAVx读数U表R两电电流表的读数I表通过与R并电路的电流所以使用ｘｘV该电路所测电阻R=URVR，真实值R略些，相对误差测Rx．IV(3)由于伏特表的分流作用和电流的分压作用，造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差．为减小此系统误差，当待测电阻阻R，特表分流很小时，V选择安培表外接电路待电阻值R>>安表分压很小时择安培表内接电路；A当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时，可根据R>R时，采用电流表AVx外接法；当RR<R时，采用电流表内接法来确定．若R、的小关系事先没有AVxxAV定，可借助试触法确定内、外接法大小接适合测大电阻且测量结果偏大，外接法适合测小电阻且测量结果偏小）．电实器和程选，考以几：(1)电路工作的安全性，即不会出电表和其它实验器材因过载毁坏现象；(2)能否满足实验要求（常常要考便于多次测量求平均值(3)选择器材的一般思路是：首先定实验条件，然后按电源→电压表→电流表→变阻器顺序依次选择．①电源的选择不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下择动势较大的电源（以获得更多的测量数据相电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得/

基础电学试-伏安法测电阻较稳定的路端电压②电表的选择在超过电表量的条件下择量程较小的电（以便测量时示数能在满刻度的2/3左③根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值对阻值的阻器如果是滑动头稍有移动使流电有很大变化的，不宜采用．(4)最优选择的原则是：①方法误差尽可能小；②间接测定值尽可能有较多的有效数字位数接测定值的测量使误差尽可能小不超过仪表的量程；③实现较大范围的灵敏调节；④在大功率装（路中可节省能量在功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度．5.滑变器的用（）滑变器为变阻用，功有（）过变阻电阻变路流实对路流控（）通变器变阻改用器电，调器作。如下图所示，把B与D连接C、D接入电路，起制电电作，当滑动头P从左端D向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小。注意实验开始时应将滑动头至于右端D。如下图所示，把变阻器C、接线柱与电源连接CB与电器相连。用电器与CP间电阻并联用电器与间压相等改变的位置变电两电，实调电作。当滑线变阻器总电阻为r，载电阻为R，阻器间阻为间电阻RCP

RR'

，若＞＞r,无在么位置R压U的小只由CPRUR

r'r

可看成负载上的电压与r比较理想的分压作用。因此实验中选择滑动变阻器时在过变阻器实际电流小变阻器额定电或电压的条件下尽选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。（2）动阻器限接与压法下图示所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为）负R的电压、电流强度0L都起控制调节作用，通常把图a电路称为限流接法，图b）电路称为分压接法./

LLLapR基础电学试-伏安法测电阻LLLapR负载R上压节范围（忽负载R上电流调节相同条件下电路消耗LL略电源内阻）

范忽略电源内阻）的总率限流接法

E≤≤L

E≤I≤LL

EIL分压接法

≤≤EL

0I≤L

EL

E（I+I）L比较

分压电路调节范围较大

分压电路调节范围较

限流电路能耗较小大E其中限电路中R的流I=R＞R时I主取决于R的化0LL0L当R＜R时I主取决于R，别是当<<时，无论怎样改变的小，也不会使0LLL0L0I有较大变.在分压电路中，不论R的小如何，调滑动触头P的置，都可以使I有LL明显的变化.、动阻的流法分接法选方滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性确、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择.1.下三情况须用压接（1要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路大范围内测量时，必须采用分压接.（2当用电器的电阻R远于滑动变阻器的最大值，实验要求的电压变化范围L较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接因按图（）连接时，因RRL＞所以R与的并联值≈，而整个电路的总阻约为R，么R两电压apLapLLUIR=，然U∝R,越，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越Lap0便于观察和操作.（3若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超的定值时，只L能采用分压接法.2.下情可选限式法（测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续节，只是小范围内测量，且与R接或略小于，用限流式接.0L

L（2电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.（3没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法6.重难解析

图12/

xAVA基础电学试-伏安法测电阻xAVA从1996年2006年年间全国高考与各省市高的物理试卷中设计性实验的形式考查电阻测量的原理和方法的试题就有多个，涉及定值电阻、电压表内阻、电流表内阻源阻的测量等情形绝多数设计性实验题均需要在传统的伏安法基础上加以创新和演变。总结如下：方原理路测条

可物量备伏安法外接伏安法内接

电表内阻未知且R<<R或RRR已知电压表内阻且两表读数误差较小已知R且两读数误差较小电表内阻未知且R>>R或R已知电流表内阻且两表读数误差较小已知R且两读数误差较小

测R＝测R＝U/(I-U/R)测R=U/(I-U/R)测R＝测R＝(U/I)-R测R=(U/I)-R

R<RR>R电流表测伏安法

两表内阻未知且测电压的量程接近

测R＝

电压量程小时串分压电阻电压表测伏安法

两表内阻未知且测电流的量程接近

测R＝

电流量程小时并分流电阻安安法

两表测电压的量程接近且已知A内阻

测R＝R/I伏伏

两表测电流的量程接近且已知V内

测R

＝法安安法伏伏法其他常见方法

替代法

阻U/(U/R)测R＝已知R且两电流表读数误差较小(I-I)R/I已知A内R且电流表读数测＝差较小I/(I-I)测R＝已知R且两电压表读数误差较小U-U)已知V内R且电压表读数测＝差较小(U-U)R/U半偏法电桥法

表A量大于表A量程表V量大于表V量程消除法典例分析例1、用伏安法测电阻时，为了尽量减少电表内引起的误差，当被测电阻的阻值又不能估/

基础电学试-伏安法测电阻计时，可采用试接的办法.如图示，让电压表一端接在电路上a点，一端先后分别接到b点和c点，同时注意两个电表示数的变化()A.若流表示数有显著变化，则压表应接、c点B.若流表示数无显著变化，则压表应接、c点C.若压表示数有显著变化，则压表应接、b点D.若压表示数无著著变化，则压表应接、b点。例2、量程为3V的压表，其内阻约为KΩ，现要求测出该电压表内的值，并有尽可能高的测量精确度，现有下列器材器材代号电池（E）1电池（E）2电流表A）1电流表A）2滑动变阻器R）1滑动变阻器R）2变阻箱）3变阻箱）4开关S及线

规格电动势1.5V内阻很小电动势，内阻很小量程1.0mA，内阻约为Ω量程10mA，内阻约为40Ω总阻值1700，定电流0.5A总阻值Ω额定电流1A总阻值0.1，定电流0.2A总阻值0.1Ω，定电流0.2A（1选用给定的一些器材，设计两个易于操作的电路，要求画出电路图并标出所用器材的代号（2实验中应测量的物理量为（3实验中测出电压表内阻的测量式为

实验中应测量的物理量为实验中测出电压表内阻的测量式为例3电表的内阻在Ω～0.2之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A待测电流表（程0.6AB．压表V（程3V内阻约2kΩ）11C．压表（程，内阻约ΩD．动变阻器R（大阻Ω）2E．定值电阻R（值Ω）F．电源E（电动势4V）2G电键S及导线若干（1电压表应选用_____________；（2画出实验电路图；（3）如测得电压表的读为V，电流表的读数为I，则电流表A内的表达式为1

A=。例4安”测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在误差，如按图所示的电路进行测量则电压表电表内阻所造成的误差可消除将下未完成的实验步骤补充完毕，并用字母表达相应的测量值．/

基础电学试-伏安法测电阻⑴闭合电键，电键S接，节和，两电表达到定读数，读出电压表、12P电流表的读数U、；11⑵保持不，闭合电键，电键接，调节，出．P⑶待测电阻R=.⑷将右图中给出的仪器按照电路图的要求连接起来．2R

S1X

A

V

R

R

’

S

例5年）图示的电路测定未知电阻R的值。图中电源电动势未知，电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计，R为阻箱。（）要测得R的值，R至少要_个不同的数值。（）电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角度与通过的电流成正比，则在用此电路测R时，至少取_____个同的数值。（）电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量R？_____。例6年）从下表中选出当的实验器材，设计一电路来测量电流表的阻要求器材（代号）

规格电流表（电流表（

））

量程10mA，阻特（约量程500A，内阻

）电压表V）电阻（）

量程10V，内阻阻值约

，作保护电阻用滑动变阻器（

）电池（）电键（）导线若干

总阻值约电动势1.5V，阻很小方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。/

基础电学试-伏安法测电阻（）虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（）选测量数据中的一组来计算，则所用的表达式为=__________________，式中各符号的意义是：。例7、(国