培优伏安法测电阻.ppt

1、伏安法测电阻,分压,分流,大于,小于,一两种测量电阻的电路,(1)伏安法测电阻的电路选择 估值法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法 比较法：,试探法：按右图所示接好电路，让电压表根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法,当堂练习,为使实验尽可能准确，请你对电路图加以改进。,得到如下数据,二.两种控制电路,如果两种接法都可以，一般选限流式接法。但,（1）限流接法的优点是：电

2、路连接简便， 附加功率损耗较小 （2）分压接法的优点是：电压变化范围大，附加功率损耗较大,4.分压接法和限流接法的选择,下列三种情况下，必须用分压接法： 当要求电压从0 变起，一定用分压接法 若采用限流接法时电路中的最小电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许最大电流，则一定用分压接法 当负载电阻Rx 是变阻器总阻值R 的几倍时，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法,(3)经验一 小电阻如510欧的，叫分压电阻，常用分压接法。 大电阻如50100欧的，常用限流接法,经验二最佳情况 分压接法: Rx 2 - 5 R0 限流接法: R0 2 - 5 Rx,例2：为用伏安法测量一个定

3、值电阻阻值的实验，备有器材规格如下：,待测电阻Rx(约100 ) 直流毫安表(量程010 mA，内阻50 ) 直流电压表(量程03 V，内阻5 k) 直流电源(输出电压4 V，允许最大电流1 A) 滑动变阻器(阻值范围0100 ，允许最大电流1 A) 电键、导线若干 根据器材的规格和实验要求，画出正确电路图,【解析】(1)选择测量电路 用伏安法测电阻，首先要判明电流表应该内接还是外接，由题目所给器材规格来看，显然不是满足RARx条件，而是满足RVRx条件，所以应采用外接法,超过电流表的量程因此变阻器既应分压又应分流 正确的连接图如右图所示：画图的关键是：毫安表需外接，变阻器接成分压电路实验开始

4、前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置,当堂练习二,现有一只额定电压为2.5V额定功率为0.50W的小灯泡，欲通过实验较准确地描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端电压在02.5V内可调，提供如下器材： A2.5V，0.50W小灯泡 B电压表0-3V，内阻10k C电流表0-0.3A，内阻2 F滑动变阻器10，1.0A G蓄电池4V 电键S，导线若干 画出实验电路图.,三、实验嚣材的选取,1）安全:,2）准确:,3）方便:,流过各器材的电流不超过其安全值,电表的指针最大偏角要过半,变阻器要灵敏迅速,例3：有一个电阻Rx，其阻值大约是25 k ，可供选择的器材是： 电流表A1 (0-100

5、A, 2 k) 电流表A2 (0-500A, 300) 电压表V1 (0-10V, 100 k） 电压表V2 (0-50V, 500 k） 直流稳压电源 E （15V，1A） 滑动变阻器 R (1k, 1W) 电键K和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。,解电压表、电流表的选择,若滑动变阻器用限流接法，,电路中的最小电流为,Imin = 15V /26K = 0.577mA=577A，,超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。,若电压表选V2(50V),因为电源电压15V不足其量程 的1/3，所以电压表应选V1（10V）。

6、,由于用分压器接法时，电阻RX 中的最大电流为,Imax= 10V /25K = 0.4mA = 400A，,所以电流表选A2（500 A ）。,解答: 根据上述分析，选择电流表和电压表应为：,电流表 A1 (0-100A, 2 k) 电流表 A2 (0-500A, 300) 电压表 V1 (0-10V, 100 k） 电压表 V2 (0-50V, 500 K ）, ,选择接法：电流表用 ，变阻器用 ，,内接法,分压器接法,画出实验电路图如下：,实物图连线如图示：,经验小结 一、电源：电动势大的且内阻小的 二、电表： 待测量的最大值接近满偏值的为 最优选项； 待测量的最大值略大于满偏值的为 次

7、优选项 待测量的最大值略小于满偏值的二分之一的为 不选项 待测量的最大值小于满偏值的三分之一的为绝对不项,三 滑动变阻器的选择,在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值 R（25）RX,例3,在分压电路中，一般滑动变阻器的阻值 RX（25）R,例二某电阻额定电压为3 V(阻值大约为10 )为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材,A电流表A1(量程300 mA，内阻约1 ) B电流表A2(量程0.6 A，内阻约0.3 ) C电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 k) D电压表V2(量程5.0 V，内阻约5 k) E滑动变阻器R1(最大阻值为50 ) F滑动变阻器R2(最大阻值为500 ) G电源E

8、(电动势4 V，内阻可忽略) H开关、导线若干,某电阻额定电压为3 V(阻值大约为10 )为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材,(1)为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(只需填器材前面的字母即可)：电流表_电压表_滑动变阻器_ (2)应采用的电路图为下图中_ 【答案】(1)ACE(2)B,四、活用电表,1.电压表和电流表相互通用（已知内阻）,2.非理想电表可当作能自测电流或电压的电阻,3已知阻值的电阻也可当电压表或电流表使用,例5现要测量某一电压表的内阻给定的器材有：待测电压表V(量程2 V，内阻约4 k)；电流表 mA(量程1.2 mA，内阻约500 )；直流电源E(电动势约2.

9、5 V，内阻不计)；固定电阻3个；R14 000 ，R210 000 ，R315 000 ；开关及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半,(1)试从3个固定电阻中，选用一个与其他器材一起组成测量电路，并画出测量电路的原理图(要求电路中各器材用题给定的符号标出) (2)电路接通后，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电压表内阻RV_.,【解析】(1)测量电路的原理图如右图，R并2 V(1.2 mA0.5 mA)2.9103 ，故应选R1作为并上的电阻 (2)由并联分流原理：U(IU/RV)R1，解得：RV,【答案】(1),练习5某同学为了测电流表A1的内阻r1精确值，有如下器材：

10、,(1)要求电流表A1的示数从零开始变化，且能多测几组数据，尽可能减少误差画出测量用的电路图，并在图中标出所用器材的代号,(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1_；式中各符号的意义是_,【答案】(1) (2)(I2-I1)r1/I1 R0I2、I1分别为某次实验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的电阻大小,例5、测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为1.5）。 器材：量程3V的理想电压表V，量程0.5A的电流表A（具有一定内阻），固定电阻R=4，滑线变阻器R，电键K，导线若干。 画出实验电路原理图。图中各元件需用题目中给

11、出的符号或字母标出。 实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。则可以求出E= ，r = 。（用I1，I2，U1，U2及R表示）,搜寻基本方案,找出问题所在,【解析】本题提供的器材比较规范，电压表量程为3V ，是理想电表，意味着电表的内阻很大，在电路中的分流作用很小；电流表量程为0.5A ，加上滑动变阻器R、定值电阻R 要求用以上器材，设计测电源电动势和内阻的实验电路原理图，通过改变滑动变阻器的接入阻值，能得到电压表、电流表的测量读数，一般有两组数据便可算出电源的电动势和内电阻题目设计的关键是电压表的量程小于电源的电动势。,评析：测量电源电动势和内

12、电阻，需要知道路端电压和电路中的总电流，以建立E、r的方程从而求解。在设计电路原理图时，要把握准确性和安全性原则，要充分注意各电表的量程。 本题实验原理和实验方法基本上还是教材上学生实验所采用的原理和方法，在器材选择、思维创新和转换方面作了小的变动，使本题显得灵活。因此掌握大纲所要求的实验原理和实验方法是解决设计性实验的关键。,画实验原理图: 在审题时，要充分注意到本实验题与教材中的学生分组实验相比，多出了一个固定值电阻R，还要充分利用题目中给出的条件：E约为4.5V，r约为1.5和量程3V的理想电压表V，量程为0.5A的电流表A（具有一定内阻）；要明确理想电压表V不分流，有一定内电阻的电流表

13、A要分压。 本实验的基本原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir，其中U为电源两端的电压，I为流过电源的电流，U和I可以直接测量也可以间接测量。 在设计实验电路原理图时，既要考虑测量的准确性又要考虑电路的安全性。准确性要求U和I符合实验原理的要求，即不论是直接测量或者是间接测量U和I必须是电源两端的电压和流过电源的电流；安全性要求在测量过程中，电压表和电流表的读数不能超过其量程。 依照本题所给出的器材，可能的电路原理图有如下几种形式，现逐一分析。,对于图3，从准确性方面考虑，电压表的读数等于电源两端的电压；由于电压表是理想电压表，无分流作用，所以电流表的读数等于流过电源的电流。但是还要考虑安全性，电

14、流表的量程是0.5A，电源两端的电压最小值为U=E-Ir=(4.5-0.51.5)V=3.75V，显然在实验过程中电源两端的电压要超过电压表的量程3V，所以图3的电路图也不可采用。 对于图4，由于电压表没有分流作用，所以电流表的读数就等于流过电源的电流；电源两端的电压可以间接计算出，它等于电压表的读数减去固定值电阻上的电压，或者也可以将固定值电阻R可看成电源内电阻的一部分，通过控制滑线变阻器R阻值的大小，电流表的读数和电压表的读数都不会超过量程，满足安全性的需要。所以，正确的电路原理图应该是图4。,对于图1和图2，电流表的读数等于流过电源的电流，但是电流表的内电阻有分压作用，所以电压表的读数不等于电源两端的电压，由于电流表内阻阻值未知，所以也无法求出电流表分得的电压，那么电源两端的电压既不能直接测量又不能间接测