内接外接分压和限流式
0
3
A
读数:0.70A
基本仪器的读数
1
2
0
V
3
读数:2.40V
基本仪器的读数
凡最小分度值是2或5个单位的,有效数字的末位就是精度 的同一位(含估读数),若无估读不需补“0”。若用 0~0.6安量程,其精度为0.02安,说明测量时只能准确到 0.02安,不可能准确到0.01安,因此误差出现在安培的百 分位(0.01安),读数只能读到安培的百分位,以估读最 小分度半小格为宜,当指针指在小于半小格位置则舍去, 指针正对半小格则取为0.01安,指针超过半小格时则算一 小格即0.02安
1、滑动变阻器限流、分压接法的选择 2、电流表内、外接法的选择 3、电流表、电压表量程的选择
【例1】测一个阻值约为25 kΩ 的电阻,备有下列器材: A.电流表(量程100μ A,内阻2 kΩ ) B.电流表(量程700μ A,内阻300Ω ) C.电压表(量程15 V,内阻100 kΩ ) D.电压表(量程50 V,内阻500 kΩ ) E.直流稳压电源(电动势15 V,允许最大电流1 A) F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ ,额定功率1 W) G.电键、导线若干 B C (1)电流表应选 ,电压表应选 (2)画出测量Rx的原理图. 解析:当滑动变阻器滑至0时,电路有最大的电流。
分析:
先确定测量电路
额定电压Um= PRx 8V ≈2.8V,应选电压表V1 额定电流Im=
P 1 A Rx 5
≈0.45A,应选电流表A1
由 RA RV 24.5 Ω>Rx知,应选外接法
再确定控制电路
由R=100Ω>10Rx知,应选择限流式电路 其电路图如图所示。
电流表和电压表的读数
V A
电压表 电流表的选择:为减小读数误差,选择量程接近测量值的表
R
2.伏安法测电阻的误差分析 a.电流表外接法 电压表示数 电流表示数
UV U R
IA IR IV IR
V
A
R
UV R测 IA
<
UR R真 I A IV
测量值偏小,适于测量小阻值电阻 .
说明:误差来源于电压表的分流,分流越小,误差越小.所以该电路适合测量小电阻, 即
如图7所示伏特表指针位置,若用0-3V量程时,
读数为2.50V 如图8所示安培表指针位置,若用0-3A量程时, 读数为1.60A
图7
图8
基本仪器的读数 4、电流表电压表的读数
原则:凡最小分度值是一个单位的,有 效数字的末位都在精度的下一位,即需 1 2 要估读,若无估读,则在精度的下一位 补“0”
V A
甲
V A
乙
Rx
Rx
3.伏安法测电阻电路选择
a.比阻法:若已知待测电阻的大约值,电流表的内阻和电压表的内阻,则
当
Rx RV RA Rx Rx RV RA Rx
2
时,选用电流表内接法.
当
时,选用电流表外接法.
即
Rx RV RA Rx RV RA
2
用内接法. 用外接法.
规律口诀: 大内小外
R R V
b.电流表内接法 电压表示数 电流表示数
UV U R U A U R
IA IR
A
V
R
UR U A R测 IA
>
UR R真 IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明:误差来源于电流表的分压,分压越少,误差越小.所以该电路适合测量大电阻, 即
R R A
【例3】用伏安法测电阻时有如图所示的甲、乙两种接法, 下面说法中正确的是( AC ) A.当Rx<<RA时,用甲种接法误差较小,当Rx>>RA时, 用乙种接法误差较小 B.当Rx>>RA时,用甲种接法误差较小,当Rx<<RA时, 用乙种接法误差较小 C.当Rx<<RA时,用甲种接法误差较小,当Rx>>Rv时, 用乙种接法误差较小 D.当Rx>>Rv时,用甲种接法误差较小,当Rx<<RA时, 用乙种接法误差较小
法。且测量值
真实值 内接法
2、实验试探法:
若伏特表示数变化比例大,即
宜外接
若安培表示数变化比例大,即
宜内接
I U I U
I U I U
练3.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图 (a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、 4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值Rx= .
0~ E
(不计电源内阻)
分压式电路的特点: 1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范 围较大. 但电路结构较为复杂. 2.电能损耗较大.
限流和分压电路的选取
限流式 可调范围 变阻器 电能损耗
Rx E~E Rx R
分压式
0~ E
较小阻值 较大
较大阻值 较小
若实验要求电压从零开始变化,应选择分压式电路 如无此要求,即 R>10Rx,应选择限流式电路
读数时应使视线垂直于刻度表面,并要估读. 具体估读 方法如下: (1) 量程为3 V和3 A的电压表和电流表,其最小分度为 0.1 V和0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一. (2) 量程为0.6 A的电流表,其最小分度为0.02 A, 读 数要估读到最小分度的,即不足半格的略去,超过半格的要 按半格读出,因此最后读数如果以安培为单位,小数点后面 有两位,尾数可能为0、1、2、3… (3) 量程为15 V的电压表,其最小分度为0.5 V, 读数 要估读到最小分度的,因此最后读数如果以伏特为单位,小 数点后面只有一位,尾数为0、1、2、3、4…
125Ω
100Ω
c
A
R d V
练2.一个待测电阻,阻值约为100欧姆,某同 学用伏安法测量此电阻,现有实验器材如下:
电流表:量程0—0.6A(内阻0.2Ω) 电压表:量程0—15V(内阻15KΩ) 滑动变阻器R:0—100Ω 蓄电池:电动势12V 导线,电键. 为了较准确的测量,电流表应选 大于
限流和分压电路的选取
1.限流式
图中变阻器起限流作用,求待测电阻Rx的 电压可调范围 Rx 限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小.
Rx R
E ~ E (不计电源内阻)
限流和分压电路的选取
2.分压式
图中变阻器起分压作用,求待测电阻Rx的 电压可调范围
R<10Rx,应选择分压式电路
两种电路的比较:
⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调 节范围。 ⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路 消耗的电能小于分压电路消耗的电能。 说明: 1、限流电路耗能小,电路简单,在安全前提下应优先 考虑。 2、三种情况下必须采用分压接法: (1)要求电压从零开始连续变化;(2)电路允许的 最大电流很小;(3)滑动变阻器的电阻远小于待测电 阻。
图7
如图8所示安培表指针位置,若用0-0.6A量程时, 读数为0.32A
图8
如图所示R1=6Ω, R2=3Ω R3=4Ω,A、B两点 电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2μF和1μF,则 它们带电荷量分别为 1.44X10-5C 和 4.8X10-6C .
A
R1
R2
C2
R3
B
C2
半偏法 如图所示,电流表G的内阻不可忽略不计, R1、R2是两个可变电阻,当a、b间的电压为4V 时,电流表的指针G刚好满偏,当a、b间的电压 为3V时,如果仍要使电流表G的指针满偏,下列 方法中可行的是( AB )
(a)
1000Ω
V A
(a)
V
Rx
A
Rx
(b)
3、用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值.如下图所示, 分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中,按照(a) 图时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V;按 照(b)图时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.40 V,比较这两次结果,正确的是( ) A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω
电路的连接
使用分压法实物连图步骤:
注意 1、表的正负勿接反;量程勿接错。 2、滑动变阻器在电路接通前应将滑 片滑在 位置,以保护电路。
器材的选择
器材种类 选取原则
唯一性器材
电源,导线,开关等
安全:电路电流不能超过其额定电流, 滑动变阻器 方便:电阻越小操作越方便。 安全:电路电流不能超过Ⓐ表量程,电 压不能超过Ⓥ表量程; 电流表、电 压表的选择 精确:电路电流、电压尽可能指Ⓐ、 Ⓥ表满量程的1/2到2/3;
2、额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的电灯两盏,若接在电压是 220 V的电路上,两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路是下图中 的哪一个( )
2. C [根据P=知R=,按题目已知PA>PB,则RA<RB.对于A、B电路,B的电 压大于A的电压,B灯将烧毁,两灯不能正常发光,故本题A、B均错. C电路中通过变阻器调节,可使左右两部分电阻相等,即均在110 V额定电压下 工作而正常发光,P总=2PA=200 W. D电路中若通过变阻器调节,左右两部分电阻也可能相等,保证A、B两灯均在 110 V下工作而正常发光,易知P总=2(PA+PB)=280 W,故C对,D错.]
1、用伏安法测未知电阻Rx时,若不知Rx的大约数值,为 了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器如图所示 接好,只空出一个电压表的一个接头K,然后将K分别与a, b接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,则 ( ) A.若电流表示数有显著变化,K应按a B.若电流表示数有显著变化,K应按b C.若电压表示数有显著变化,K应按a D.若电压表示数有显著变化,K应按b