电学实验(电阻的测量)讲义课件

第二讲

恒定电流常规实验一伏安法测电阻第二讲

恒定电流常规实验一伏安法测电阻11、电流表内外接法的比较比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源电流表的分压电压表的分流测量结果R测=>Rx,偏大R测=<Rx,偏小

适用条件Rx≫RA(测大电阻)RV≫Rx(测小电阻)1、电流表内外接法的比较比较项目电流表内接法电流表外接法电22.电流表内外接法的选择方法：（1）直接比较法:当Rx>>RA时用内接法;当Rx≈RA时用外接法。（2）临界值计算法:由误差理论知当时，内接法、外接法一样，我们称为临界值;可用内接法，可用外接法.（3）测试判断法:当Rx、RA、RV大约值都不清楚就用测试判断法。将单刀双掷开关S分别接触a点和b点，若看到安培表示数变化比伏特表示数变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法;若伏特表示数变化比安培表示数变化大，则说明安培表降压影响较大，应该选外接法.2.电流表内外接法的选择方法：（1）直接比较法:当Rx>>R3例1、有一待测电阻Rx，无法估计其粗略值.某同学应用伏安法进行测量，按图7-3-3所示甲、乙两种电路各测一次，用甲图测得的数据是2.9V，4.0mA;用乙图测得的数据是3.0V，3.0mA.由此可知，应用______图测量的值误差较小，测量值Rx＝________.乙1000Ω例1、有一待测电阻Rx，无法估计其粗略值.某同学应用伏安法进4例2、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下:（1）待测电阻Rx（约100Ω）（2）直流毫安表A（量程0～10mA，内阻50Ω）（3）直流电压表V（量程0～3V，内阻5kΩ）（4）直流电源（输出电压4V，内阻不计）（5）滑动变阻器（最大阻值为15Ω，允许最大电流1A）（6）电键一个，导线若干条为了较准确地测量电阻阻值，根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线例2、用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下:5例3、甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值.给定器材为：待测电阻Rx；电流表（量程0～5mA，内阻约10Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3000Ω）；最大阻值为1700Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干。两人的测量结果分别由图中甲和乙给出。（1）由图甲得Rx＝______由图乙得Rx＝_____.（2）在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定______同学的测量结果较为准确.1060Ω

730Ω

甲例3、甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻6例4、用伏安法测量某一电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：

A、待测电阻Rx（阻值大约为5Ω，额定功率为1W）

B、电流表A1（0~0.6A，内阻0.2Ω）

C、电流表A2（0~3A，内阻0.05Ω）

D、电压表V1（0~3V，内阻3KΩ）

E、电压表V2（0~15V，内阻15KΩ）

F、滑动变阻器R0（0~50Ω）

G、蓄电池（电动势为6V）

H、电键、导线

为了较准确测量Rx的阻值，保证器材的安全，以便操作方便，电压表、电流表应选择________，并画出实验电路图。A1，V1例4、用伏安法测量某一电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：

7A2A1Rx．．．．．3.伏安法测电阻之发散思维（1）“安安法”多用电表是怎样炼成的。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。没有系统误差。A2A1Rx．．．．．3.伏安法测电阻之发散思维（1）“安安8（2）“伏伏法”电压表的创新使用－－测电流．RxV2v1．．．．．条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用．Rx．．．．．v2v1存在系统误差。测量值小于真实值系统误差。没有系统误差。（2）“伏伏法”电压表的创新使用－－测电流．RxV2v1．．9例5.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：电源E：具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1：量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；电压表V2：量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑线变阻器R：最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K：导线若干。（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻Rx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注）。（2）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝________________。Rx．．．．．v1v2例5.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω10电阻测量的其他方法：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，这时电阻箱的读数就是待测电阻的阻值．（1）原理（2）电路R0·RXA····S1S2+R0VS1RX···S2··P+用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电压表测量电阻测量的其他方法：替代法测量电阻利用伏安法测电阻，无论11

串联电路和并联电路的重要性质；串联分压和电阻成正比，并联分流与电阻成反比。待测电阻与已知定值电阻串联，通过比较它们的电压来确定待测电阻，待测电阻与已知定值电阻并联，通过比较它们的电流来确定待测电阻。电阻测量的其他方法：比较法测量电阻串联电路和并联电路的重要性质；串联分压和电阻12例6.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻）待测电阻R1，待测电阻R2电压表V（量程为1.5V，内阻很大）电阻箱R（0-99.99Ω）单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2导线若干①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,____________,读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝__________。VS2S1R2R1REba将S2切换到b解：根据串联电路的重要性质识别电路。三个电阻R、R1、R2串联。仪表读数。电压表为理想仪表，先后测出R、R和

R1电压。测量原理。通过比较它们的电压根据串联分压性质来确定待测电阻。例6.甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R13VRRxES176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000V电阻箱例7右图为一电学实验的实物连线图．该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值（约500Ω）．图中两只电压表量程相同，内阻都很大．实验步骤如下：①调节电阻箱，使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端．②合上开关S．③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转．④记下两个电压表V1和V2的读数U1和U2⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下V1和V2的多组读数U1和U2⑥求Rx的平均值．VRRxES17654328901765432890176514

回答下面问题:（Ⅰ）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中电阻箱的符号为

，滑动变阻器的符号为

，其余器材用通用的符号表示。（Ⅱ）不计电压表内阻的影响，用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=_____（Ⅲ）考虑电压表内阻的影响，用U1、U2、R0、V1的内阻r1、V2的内阻r2表示Rx的公式为Rx=_____R0Rxv2v1．．S

回答下面问题:R0Rxv2v1．．S152。

原理1。电路调节电阻箱的阻值，使灵敏电流计G的读数为零a、b间既可以看成断路，有可以看成断路RRxSG．R2R1R’ab电阻测量的其他方法：用惠斯通电桥测内阻2。原理1。电路调节电阻箱的阻值，使灵敏电流计G的读数为零16用闭合电路欧姆定律测电阻

首先识别电路，然后根据闭合电路的欧姆定律和串联电路和并联电路的特点，得到含有待测电阻的方程（组），求解方程（组）解出待测电阻的阻值。电阻测量的其他方法：用闭合电路欧姆定律测电阻首先识别电路，然后根17例8.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999

），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为________

。mA

K1K2Rx(a)－＋解得Rx=375

375例8.为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池（118例9.图１中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝______________。（2）根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。VmASVmARE图1例9.图１中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表19VmAERS图2图1SVREmA

解：当S向电压表一侧闭合时，当S向R一侧