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高中物理伏安法测电阻

分压电阻也偏大,所以降落在电流表上的电压偏小。
实物连线(电路连接) 如下图所示:
校准电路如下图所示:
V R分
G R
Er S
v1 Rx
A2
R
Er S
少为5V, 阻值应调到12.5 kΩ, 显然, 限流不能起到保证电表 安全的作用,更不能进行有效 调节,所以,只能采用分压电路 控制,实验电路如图所示。
例2、为了测定电流表A1的内阻r1的精确值,实
验室给出了如下器材:
器材名称 电流表 电流表 电压表
定值电阻 滑动变阻器 滑动变阻器
四 、实验要求:
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 Ω,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 Ω 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”) 。
分析与解答:
9999 Ω 的电阻箱。
(Ⅱ 、Ⅲ) 实验中若读得 R2 的阻值为100 Ω, 则电流表的电阻 Rg = 100 Ω 。由于R2 与电流表并 联后,R2 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 Ig ,而通 过电流表的电流为 Ig/2, 则通过R2 中的电流将大于 Ig/2,故电阻箱 R2 此时的阻值应比电流表的电阻 Rg
小一些,所以用半偏法测得的电流表的电阻值小于实
际值,由此计算出的电流表的电压降 vg (= IgRg )
也偏小,若将此电流表改装成量程为 3v 的电压表,
则量程的扩大倍率 n (= v/vg = 3/10-4×100 = 300) 偏大,则串联分压电阻 R2 = (n - 1)Rg =
(300 - 1)×100 = 29900Ω故由此倍率计算的串联
25 103 300
100 103
25 103
所以测量
电路应选内接法。
v1 Rx
A2
R
Er S
(2)电路选择(控制电路)
电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节 的角度考虑。若采用限流电路控制,注意到测量部 分的总电阻约为25kΩ ,远大于滑动变阻器的总电 阻(1 kΩ),要保证电表安全,变阻器分得的电压至
电源 导线、开关器材代号 A Nhomakorabea A2 V
R0 R1 R2 E
器材规格
量程 300mA,内阻约为 5Ω 量程 600mA,内阻约为 1Ω 量程 15V,内阻约为 3kΩ
5Ω 0~10Ω ,额定电流为 1A 0~250Ω ,额定电流为 0.3A
电动势为 3V,内阻不计
若干
(1) 要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多 测几 组数据,尽可能减少实验误差。在虚线框内画出 实验电路原理图,并在图中标出所选用器材的代号。
A1
Rx A2
②电路选择(控制电路)
题目要求电流表A1的示数从零开始变化,多测几组数据,所以滑动变阻
器应用分压接法。用总阻值较小的滑动变阻器调节方便,故应选R1,电路图
为:
A1 Ro
A2
R1
Er S
(2) 利用电流表A1测出自身电流I1,电流表A2测出通过A1和
R0的总电流I2,根据并联电路的关系有I1r1=(I2-I1)R0 ,解得
A1
Rx

A2
A1
Rx A2
v2
Rx

v1
v1
Rx v2
(3) 两只同种电表,内阻都未知,需要一 个电阻箱或一定值电阻就能测量电表的内阻
A1
Rx A2
v2
Rx v1
2.控制电路的选择 控制电路分为限流式和分压式两种
R
r
E
S
R E rS
滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循 安全性、精确性、方便性、节能性原则综合考 虑,灵活择取。
阻相等。用电阻箱 R2 的可读阻值去替代 被测电流表的内阻值 Rg 。
三 、实验仪器
现备有如下器材: A. 电流表(量程0 ~ 100 μA,内阻约为100 Ω) B. 电阻箱(范围O ~ 10 Ω) C. 电阻箱(范围0 ~ 9999 Ω ) D. 电阻箱(范围0 ~ 99999 Ω ) E. 滑动变阻器(范围0 ~ 200 Ω ) F. 电源(电动势3 v ,内阻不计) G. 开关和若干导线
电 源 E (电动势 15V,允许通过的最大电流 1A)
滑动变阻器 R
(最大阻值 1 kΩ)
电 键 S,导线若干
为了尽量减小实验误差,要求测多组数据。
(1)电流表应选_________,电压表应选__________。
(2)画出实验电路图。
解析:(1)器材选择(测量电路)
从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑,两
r1
I2
I1
I1
R0 .
练习
1.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000 Ω): 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 = 750 Ω ; 电压表V2,量程为5V,内阻r2 = 2500 Ω ; 滑线变阻器R,最大阻值约为100 Ω ;
单刀单掷开关S,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
若没有很高的要求,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 流接法。
四、应用举例
例1、用伏安法测量定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻 Rx (阻值约为25KΩ)
电流表 A1 (量程 100μA,内阻约为 2KΩ) 电流表 A2 (量程 500μA,内阻约为 300Ω) 电压表 V1 (量程 10V,内阻约为 100 kΩ) 电压表 V2 (量程 50V,内阻约为 500 kΩ)
定值电阻 R1 (3.0kΩ), 滑动变阻器 R (0~100 Ω),
直流电源 (约6V,内阻不计),
开关、导线若干。
要求利用这些器材来测量电压表V1的内阻值,请在下边 的方框内画出实验电路图;若用已知量和直接测得的量来表
示电压表V1内阻,则表达式为 r =_______________。式中
各测得量的物理意义是:_______________________。
RA
Rx
示。由于该电路中电压表的读数U表示 Rx 两端电压,
电流表的读数 I 表示通过 Rx 与 RV 并联电路的总电
流,所以使用该电路所测电阻
值 Rx 略小些。
,比真实 R测
U I
RV Rx RV Rx
(2) 两只同种电表,已知其内阻 已知内阻的电流表可以当电压表使用,一般
用来测阻值较小的电阻两端电压(小电压),已知 内阻的电压表也可以当电流表使用,一般用来测 小电流。
下列三种情况必须选用分压接法 (1)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。
(2)当被测电阻阻值Rx远大于滑动变阻器的最大值 R,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组
数据)时,必须采用分压接法。 (3)若采用限流接法,电路中实际电压(电流)总是
超过实验仪器的量程时,只能采用分压接法。
电表及电表与电源间的配置要合理。注意到电源电动势
远小于电压表V2的量程,而跟电压表V1的量程较接近,
若选用电压表V2来测量电压,其最大偏转量达不到量程
的1/3,读数时偶然误差太大,所以选用V1较恰当;而
此时通过电流表的最大电流Im
Um Rx
10 2.5 104
A
400A
,因此,
电流表A2与V1配置较好。又因为
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻
r1,则所测电流表A1的内阻r1的表达式为:r1=_____。
式中各符号的意义是:________________。
分析与解答: (1) ①器材选择(测量电路)
因为电压表的量程为电源电动势的 5 倍,所以该电 压表与电源不相配,不能选用该电压表来测量电压。而 电流表 A1 和 A2 可以配置,因此将电流表 A2 跟定值电 阻配合起来可以当电压表使用,测量电路应为:
①内接法
V
Rx A
若 Rx RV 时,选用电流表内接法。由于该电路中 RA Rx
电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电
压,电流表的读数 I 表示通过Rx的电流,所以使用该电
路所测电阻
U R测 I
Rx RA
,比真实值Rx大了RA
②外接法
V
Rx A
若 Rx RV 时,选用电流表的外接法,如上图所
伏安法测电阻
开封高中 白建涛
一、伏安法测电阻的原理
根据部分电路欧姆定律 R = U可知,只要测出
I
被测电阻两端的电压 U 和流过该电阻的电流I , 就可求出电阻 R 的大小。
二、伏安法测电阻的电路组成
测量电路 控制电路
三、伏安法测电阻的方法
1.测量电路的选择
(1)电流表和电压表各一个,知道其内阻的大约值
(Ⅰ)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 Ω 的电阻 箱。电流表的电阻一般在 100 Ω 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 ~
半偏法测电阻与电 流表改装成伏特 表和安培表
一 、实验目的:
用半偏法测量一个灵敏电流
为Ig 的电流表的内电阻 R ,
并将它改装成一个量程为 v (I)的电压(安培表),并校 准该改装表。
电原理图
G
R2 s2 s1
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