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高中物理电阻的测量


差,即 R g R 2 Rg
,试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电
流表内阻RA的关系式。
(2)若I0=10mA,真实值Rg约为30Ω,要想使测量结果的相
对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?

.G
R1
S2 R2

a
S1
24
解析:⑴
I0
R1
E Rg
I0
E
R2
2
R1
R2Rg R2 Rg
a
22
半偏法测电流表的内阻 半偏法测电压表的内阻
...G R1
.. S2 R2

实验条件 实验步骤
S1
R1 Rg
R0
V
. aP
b
.. R
S
RRV
1.把滑动变阻器R1的电阻调到 最大,把电阻箱R2的阻值调到0 2.先闭合S1 ,调节R1使电流 表指针满偏.
1.把滑动变阻器的触头P滑到a 端.把电阻箱R0的阻值调到0
V
b.选择方法:将电压表分别接a、b两点
如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强, 不满足RX<<RV,不适应用电流表的外接法.应用电流表的内接 法.
从另一个角度来看,电压表的示数没有显著变化,说明电 流表的分压作用很弱,满足RX>>RA,应选用内接法.P 应接在b 处。
安培表和伏特表示数变化显著(明显)的标志是它们的 示数的变化量(绝对误差)占原来值的百分比大.(相对误 差)
8
28
28
2
7
37
3
65 4 654
×100
×1000
901 9 01
8
28
2
7
3
65 4
×10000
901
8
2
73 654
7 65
3 4
7
3
65 4
解⑴替代法测电阻—— Rg=92.8 Ω ⑵ 当R2=0时,要保证两个电流表都不超过量程
R3=E/Imin =3 / 0.2mA = 15kΩ 选D
⑶R2+R3=E/I =3 / 0.15mA = 20 kΩ
在合上开关以前,一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大.
如果题目没有要求待测电阻两端的电压从零开始
连续可调,也没有要求多测几组数据,而且滑动变阻
器的阻值比待测电阻的阻值大,并且在滑动变阻器连
成限流电路时能保证电表和待测电阻正常工作,这时
应从节省电能( 流电路。
P源=EI
)和电路简单考虑,选用限
a
11
(2) 分压电路 负载RX的电压调节范围0---E
连读可调,应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值
比待测电阻的阻值小得多,为了能使待测电阻两端电
压有较大变化,应选分压电路。如果采用限流电路时,
电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电
流表的量程,应选分压电路a
12
伏安法测电阻之发散思维
1.“伏安法”测电压表的电阻
.V
A
..
电压表(电流表)是一个能读出其 两端电压(通过其电流)的电阻.
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。
解:(1)控制电路的选择
由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻,因此滑动
变阻器必须用分压器接法。
a
15
(2)电压表、电流表的选择
由于用分压器接法时,电阻RX 中的最大电流 为Imax= 10V /25KΩ = 0.4mA = 400μA 所以电流表选A2(500 μA )
V
. aP
b
.. R
S
Pa间的总电压基本不变
串联分压 RV R0
满偏时Pa 之间电阻
R1
RP aRV RPa RV
半偏时Pa之间电阻
R2
RPa(RVR0) RPaRVR0
R1
串联 分压
U'PaUPa R0 21 RV
仪器
. 选择 G ... R1
.. S2 R2

S1
R1>>Rg,滑动变阻 器和电阻箱均可.
R2 Rg
.G
S2 R2

R1

S1
Rg R2 Rg
I0 E
Rg

Rg R2 Rg
IE0 Rg
0.05
E I0Rg 6V 0.05
a
25
三.2平衡电桥
1、原理
R1 R3 R2 RX 2、例析
RX
R2 R3 R1
a
26
例4:电桥法测电阻。利用给出的电路图和器材(G为灵敏电流表, R阻0为)阻。值要均求匀利的用电这阻些丝器,材R测为未已知知电阻阻值R的x。定⑴值实电验阻中,还R需x为要被什测么电测 量仪器?⑵将实物连成电路图。⑶写出测量Rx的实验步骤,并写 出利用测量数据表示Rx的表达式。
4.什么情况下滑动变阻器采用限流器电路?什么情况
下采用分压器电路?
a
10
(1) 限流电路
负载RX的电压调节范围
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ E E RX R
可见滑动变阻器的总阻值R越大,
RX
电阻阻器R总X阻两值端R电是压R的x变的化2-范-5围倍越时大,。限变流
a Pb
E r=0 R
接法对电流、电压控制作用显著,这 样既便于调节,用电器两端电压变化范 围又比较大.
结论:两次接触,那个表示数变化明显 ,
个表“近接”
a
Rx就与那 9
4.控制电路的选择
RX
RX
限流器电路
分压器电
1.在限流器电路和分压器电路中待测电阻的路 电压的变
化范围如何?
2.在限流器电路和分压器电路中,滑动变阻器的阻值与 待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便?
3.在限流器电路和分压器电路中,在合上开关以前, 滑动变阻器的触头应处于什么位置?
3.“伏伏法”电压表的创新使用--测电流.
. .. . v V1
2
RV1
U1 U2
RV 2
Rx
V2
v1
Rx
U1 U2
RV 2
没有系
.. .. 统误差
存在系 统误差
条件:已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用.能否消除?
..R0 v1
. . V2
RV2
U2 U1 U2
R0
Rx
v1
. 没有系 .. 统误差
此R电V 路能UI否测没量有出系电统流误表差的内阻?
2.“安安法” 电流表的创新使用--测电压.
. Rx .. . . A2
A1
Rx
I 2 RA2 I1 I2
. 没有系 .. .. 统误差
A1
A2
RA1
I 2 RA2 I1
没有系 统误差
条件:已知电流表根A2据的并内联阻分,将流aA进2看行成测一量个电压表使用. 13
误差产生的原因: 由于电流表分压引起的。
若 R X >> R A 时,采用电流表内接法
V
·A RX 外接法
·R测 = U I测 测= IRU x RIxVR Rxx R RVVRx
误差产生的原因: 由于电压表分流引起的。
若 R V >> R X 时,采用a 电流表外接法。 7
内接法与外接法的选择
V
. V2
Rx
U1 U2 U2
RV2
.. 没有系 统误差
根据串联分压a 进行测量
14
练:有一个电阻Rx,其阻值大约是25kΩ ,可供选择 的器材是: 电流表A1 (0----100μA, 2kΩ) 电流表A2 (0----500μA, 300Ω) 电压表V1 (0----10V, 100kΩ) 电压表V2 (0----50V, 500KΩ) 直流稳压电源 E(15V,1A) 滑动变阻器 R (1kΩ, 1W) 电键K和若干根导线.
R2 R3
S1
×0.1 901
×1
901
×10
901
8
28
28
2
7
37
3
65 4 654
×100
×1000
901 9 01
8
28
2
7
3
65 4
×10000
901
8
2
a
7 6
5
3 4
7 65
3 4
7
3
6 5 4 18
· Rg A1 1 ·· R1 2
S2 A2
·
R2 R3
S1
×0.1
×1
×10
901 901 901
R2略大于Rg,必须用 电阻箱.
R0
V
. aP
b
.. R
S
R<<RV ,必须用滑动变 阻器.构成分压电路. R0略大于RV,必须用电 阻箱.
电动势E越大,调满偏时R1连 电动势E越大,调满偏时滑动变 入电路中的电阻越大,实验条 阻器Pa之间的电阻越小,实验
件满足的越好,误差越小. 条件满足的越好,误差越小.
2.电路
· S2 a
R0
· +
· · A
b
RX
· S1
V
+
R0
· S2 a RX
· ·· · P b
S1
用电阻箱和电流表测量 a 用电阻箱和电压表测量17
例2.为了测量电流表A1的内阻,采用图示的电路,其中电流表A1的量程是 0—300μA、内阻约为100Ω(待测);A2是标准电流表,量程0--200μA;R1 为电阻箱,阻值范围0—999.9Ω;ε为电池,电动势3V、内阻不计;S1为开关, S2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后,将可变电阻器R2和电阻箱R1适当调 节后,将单刀双掷开关S2扳到接点1处,接通开关S1,调节可变电阻R2,使两 电表的读数都是150μA;然后将开关S2扳到接点2,调节电阻箱R1使标准电流 表的读数仍是150μA,若此时电阻箱各旋钮位置如图,则:
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