电阻测量方法归纳总结2、伏安法测电阻的发散电路图已知量URURI RI R 221VVII>>R21AAUU>>RUUI RU RI 、欧姆表R 4321R RR R =R电路图操作步骤电路图操作步骤误差分析:R偏小减小误差:电动势大一些误差分析:R偏大减小误差:安培表+电阻箱∴误差分析:误差来源于安培表的内阻伏特表+电阻箱∴或误差分析:误差来源于伏特表的内阻安培表+伏特图1∴图2 误差分析:图图安培表+安培表∴误差分析:误差来源于忽略了的电流及内阻【练习】1、例1.一个未知电阻Rx无法估计其电阻值,某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次,如图所示,按甲图测得数据是 3.0V、3.0mA,按乙图测得数据是 2.9V、4.0mA,由此可知按___图所示的电路测量的误差较小, Rx 的真实值更接近于____Ω。
【例1】要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约2KΩ。
实验室提供的器材有:电流表A,量程0.6A,内阻约0.1Ω;电压表V2,量程5V,内阻为5KΩ;定值电阻R1,阻值30Ω;定值电阻R2,阻值为3KΩ;滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A;电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;开关S一个,导线若干。
①有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1 的电压和电流,再计算出RV。
该方案实际上不可行,其最主要的原因是 ?②请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。
要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。
试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母代号:③由上问写出V1内阻RV的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。
【例2】一电流表的量程标定不准确,某同学想测量该电流表的实际量程Im。
所用器材有:量程不准的电流表A1 ,内阻=10.0Ω,量程标称5.0mA;标准电流表,内阻=45.0Ω,量程1.0mA ;标准电阻阻值10.0Ω;滑动变阻器R,总电阻为300.0Ω;电源E,电动势3.0V,内阻不计;保护电阻;开关S;导线。
请设计电路并计算【例3】用以下器材测量一待测电阻:待测电阻Rx的阻值(40~80欧);电源E,电动势约为2.0V,内阻r=2欧;电流表A,量程为50mA,内阻r=20欧;电阻R0=30欧单刀双掷开关K,导线若干。
请作出实验电路及Rx 的表达式。
【例4】为了测量一个量程为3.0 V的电压表的内阻,可以采用图示的电路,在测量时,可供选择的步骤如下:A.闭合开关S ;B.将电阻箱R0的阻值调到最大;C.将电阻箱R0的阻值调到零;D.调节电阻箱R0的阻值,使电压表示数为 1.5 V,读出此时电阻箱R0的阻值;E. 调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0 V;F.断开开关S;G.将滑动变阻器的滑动触头调到b端;H.将滑动变阻器的滑动触头调到a端。
上述操作步骤中,必要的操作步骤按合理顺序排列应为。
若在步骤D中,读出R0的值为2400Ω,则电压表的内阻RV = Ω。
用这种方法测出的内阻RV与其真实值相比偏。
【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r 1=750Ω;电压表V2,量程为5V ,内阻r 2=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)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
(3)若电压表V1的读数用U 1表示,电压表V2的读数用U 2表示,则由已知量和测得量表示Rx 的公式为Rx = 。
【自测练习】1、在图22中,R 1、R 2是两定值电阻,R 1的阻值很小,R 2的阻值很大,G 是一灵敏电流计,S 1、S 2为开关.下列判断正确的是( )A.只闭合S 1时,M 、N 之间是一个电压表B.S 1、S 2都闭合时,M 、N 间是一个电流表C.只闭合S 2时,M 、N 间是一个电压表D.S 1、S 2都断开时,M 、N 间是一个电压表2.要测量一只量程已知的电压表的内阻,现有如下器材: A.待测电压表(量程3V,内阻约为3k Ω); B.电流表(量程3A,内阻约0.01Ω);C.电制电阻(阻值R=2k Ω,允许通过的最大电流0.5A);D.电源(电动势2V,内阻值可忽略);E.开关两只;F.导线若干;要求从图23甲、24乙电路中选择一个电路,利用这个电路完成测量.选_____(填“甲”或“乙”)电路.你不选另一电路的理由是____________.实验中需要直接测量的物理量是_________________. 电压表内阻的公式R V =___________.3.实验室有一个破损的多量程动圈式支流电流表,有“1mA ”、“10mA ”两挡,有一个单调双掷开关S 转换,其内部电路如图25所示.若电流表的G 已烧坏,但两个精密分流电阻完好,测得R 1=144Ω,假如烧坏前表头G 的内阻rg=160Ω,则表头G 的实际满偏电流I g =_________________,精密分流电阻R 2=____________________. 现有以下备选器材用于修复:图22图23图24A. 灵敏电流表G 1,内阻为660Ω,满偏电流为0.2mA;B. 灵敏电流表G 2,内阻为120Ω,满偏电流为0.5mA;C. 定值电阻r 1,阻值为40Ω;D. 定值电阻r 2,阻值为100Ω;现保留两个精密电阻不动,根据表头参数,用于修复的器材有_______和___________.(只填器材序号) 在虚线框内画出修复后的直流电流表电路原理图.4.在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差,某校课外研究学习小组进行了消除系统误差的探究实验,某组设计里如图27所示的电路,该电路能够测量电源的电动势E 和内电阻r,E 1是辅助电源,A 、B 两点间有一灵敏电流计G.(1)补充下面实验步骤:①闭合开关S 1、S 2,调节______使得灵敏电流计G 的示数为零,这时,A 、B 两点的电势φA 、φB 的关系是φA __φB ,即A 、B 相当于同一点,读出电流表和电压表的示数I 1和U 1,其中I 1就是通过电源E 的电流.②改变____值,重新使得灵敏电流计G 的示数为零,读出_____.(2)通过步骤①、②的测量,写出计算电源电动势和内阻的表达式.5、要测定一块电流表A 的内阻(量程0~5mA ,内阻r 约为500Ω),某同学在实验室找到了如下器材:电源E (3V ,内阻未知)电压表V (0~15V ,内阻约为5k Ω) 电阻箱R1(0~999.9Ω) 滑动变阻器R2(0~10Ω) 电键开关一只、导线若干①该同学想利用半偏法测该电流表的内阻,为了测量尽量精确,请帮忙在方框中画出设计电路图; ②简要说明测量操作步骤1)_____________ 2)_____________ 写出r 的测量值的表达式,r =___________ 。
6、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“2.2V ,0.5W ”的小灯泡、导线和开关外,还有 A. 直流电源6V (内阻不计)B. 直流电流表0~3A (内阻0.1Ω以下)C. 直流电流表0~300mA (内阻约为5Ω)D. 直流电压表0~3V (内阻约为15k Ω)E. 滑动变阻器10Ω,2A图27F. 滑动变阻器1k Ω,0.5A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次。
(1)实验中电流表应选用_________,滑动变阻器应选用___________。
(均用仪器前的字母表示) (2)在虚线框中按要求画出实验电路图。
7、某同学做“测定金属电阻率”的实验。
① 需要通过实验直接测量的物理量有:(写出名称和符号)。
②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻。
有以下器材可供选择:(要求测量结果尽量准确)A .电池组(3V ,内阻约1Ω);B .电流表(0~3A ,内阻约0.025Ω)C .电流表(0~0.6A ,内阻约0.125Ω)D .电压表(0~3V ,内阻约3k Ω)E .电压表(0~15V ,内阻约15k Ω)F .滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A )G .滑动变阻器(0~1000Ω,额定电流0.3A )H .开关、导线。
实验时应选用的器材是 (填写各器材的字母代号)。
请在虚线框中画出实验电路图。
这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如下图所示。
由图中电流表电压表读数可计算出金属丝的电阻为 Ω。
8、有一段粗细均匀的导体,现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率,若已测得其长度和横截面积,还需要测出它的电阻值R x 。
①有两位同学所设计的测量电路的一部分分别如图7甲、乙所示,若分别用这两个电路进行实验,则测量值比真实值偏小的应是_____图所示的电路。
(选填“甲”或“乙”)②若已知这段导体的电阻约为30Ω,要尽量精确的测量其电阻值,除了需要导线、开关以外,在以下备选器材中应选用的是 。
(只填写字母代号)A .电池(电动势14 V 、内阻可忽略不计)B .电流表(量程0~0.6 A ,内阻约0.12Ω)C .电流表(量程0~100m A ,内阻约12 Ω)D .电压表(量程0~3 V ,内阻约3 k Ω)E .电压表(量程0~15 V ,内阻约15 k Ω)F .滑动变阻器(0~10Ω,允许最大电流2.0A )G .滑动变阻器(0~500 Ω,允许最大电流0.5 A )③请在方框中画出测量这段导体电阻值的实验电路图(要求直接测量量的变化范围尽可能大一些)。
④根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图8所示,发现MN 段明显向上弯曲。
若实验的操作、读数、记录和绘图描点等过程均正确无误,则出现这一弯曲现象的主要原因是 。
图21-2图8L 1R 0P 9、利用给出的电路图和器材(G 为灵敏电流表,R 0为阻值均匀的电阻丝,R 为已知阻值的定值电阻,R x 为被测电阻)。
要求利用这些器材测未知电阻R x 。
⑴实验中还需要什么测量仪器?⑵将实物连成电路图。
⑶写出测量R x 的实验步骤,并写出利用测量数据表示R x 的表达式。